DE1772570C3

DE1772570C3 - Elektrophotographischer Entwickler

Info

Publication number: DE1772570C3
Application number: DE1772570A
Authority: DE
Inventors: Arun K. Webster Chatterji; Frank M. Pittsford Palermiti
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1967-06-05
Filing date: 1968-06-04
Publication date: 1976-01-02
Also published as: LU56196A1; NL151523B; AT288860B; GB1232118A; DE1772570A1; US3655374A; BE716083A; NL6807896A; DE1772570B2; FR1567721A; CH519737A; US3590000A

Description

_i5 ^j_ethode ^ ^ ^

\ statischer latenter Bilder ist das Pulverwolkenverfahren,

^{x x}' das beispielsweise in der US-Patentschrift 22 21 776

besitzt, worin R für Alkylenreste mit 2 bis 12 Koh- beschrieben wird. Bei diesem Verfahren wird dn Ent-

lenstoffatomeo, Alkyüdenreste mit 1 bis 12 Kohlen- wickler, der aus elektrisch geladenen Tonerteichen in

stoffatomen oder Cycloalkylidenreste mit 3 bis » einem gasförmigen Trager besauber die das latente

12 Kohlenstoffatomen steht, R' und R" Alkylen- elektrostahl* Bild tragende Oberfläche ge eitet.

reste mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen oder Alkylen- Andere Entwicklungsmethoden w b ,spie swe.se

arylenreste mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen be- die Tauchentwicklung, welche in der US-Pater, schr.ft

deuten, X und X' Wasserstoff oder Alkylreste mit 3166 432 beschrieben wird, können ebenfalls ver-

1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellen und H₁ und n_t »5 wendet werden. .

jeweils wenigstens 1 sind, wobei die Summe von n, Nachteilig an diesen Entwickluagsmethoden ist daß

und n₂ weniger als 21 beträgt und gegebenenfalls der Toner einer mechanischen Abnutzung unterhegt,

höchstens 50 Molprozent eines Alkylenglykols mit welche einen binfiuß dahingehend ausübt daß d,e

höchstens ό Kohlenstoffatomen enthält. Teilchen zu unerwünschten feinen Staubte.lchenzer-

2. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 3<> brechen. Die Bildung von kleinen Teilchen wird dann zeichnet, daß der Toner einen Polyester aus einer verhindert wenn der Toner em zähes Harz mit emem aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen hohen Molekulargewicht en ha,t, welches dazu in der Dicarbonsäure mit höchstens 14 Kohlenstoff^- Lage ist, den Scher-und ScWagkra ten zu w.derstehen, men und einer in Anspruch 1 angegebenen Verbin- welche auf den Toner m der Entwicklungsmaschme dune enthält 35 ausgeübt werden. Leider können viele Matenahen mit

3. Entwickler nach den Ansprüchen 1 und 2, da- hohem Molekulargewicht nicht in automatischen durch gekennzeichnet, daß der Toner einen Poly- Hochgeschwindigkeitsmaschinen verwendet werden, ester aus 2,2-Bis-(4-hydroxy-isopropoxy-phenyl)- da sie während einer Warmefixierungsstufe nicht propan und Fumarsäure, aus 2,2-Bis-(4-hydroxy- schnell genug geschmolzen werden können.
isopropoxy-phenyO-propan und 2,2-Dimethylfu- 4° Andererseits sind oft Harze mit geringem Molekumarsäure, aus 2,2-Bis-(4-hydroxybutoxy-phenyl)- largewicht, die in einfacher Weise bei vergleichsweise propan und Fumarsäure, aus 2,2-Bis-(4-hydroxy- niedrigen Temperaturen durch Warme geschmolzen butoxy-phenyl)-propan und 2,2-Dimethylfumar- werden können unerwünscht da diese Materialien säure oder aus 2,2-Bis-(4-hydroxy-äthoxy-phenyl)- dazu neigen, Filme auf wiederholt zu verwendenden propan und Fumarsäure enthält. 45 Oberflächen zu erzeugen. Diese Filme neigen zu einer

4. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Zersetzung des latenten Bildes und verkurzen die zeichnet, daß er als Metallsalz einer Fettsäure Zink- Lebensdauer der Maschine. Viele Harze mit niedrigem stearat enthält Molekulargewicht zersetzen sich, wenn sie in Hoch-

geschwindigkeits-Kopier- und Vervielfältigungsmaschi-

50 nen auf Schmelztemperatur gebracht werden. Zusätz-

lieh neigen Harze mit niedrigem Molekulargewicht zur

Bildung klebriger Bilder auf dem Aufzeichnungsträger. Außerdem lassen sich Harze mit niedrigem

Die Erfindung betrifft putverförmige elektrophoto- Molekulargewicht oft nur schwierig oder überhaupt graphische Entwickler mit einem Toner, der aus einem 55 nicht in üblichen Vermahlungsvorrichtungen zerklei-Pigment oder Farbstoff und einem Polyester besteht, nern. Darüber hinaus muß das Tonermatenal dazu in und bezogen auf das Gewicht des Toners, mit 0,02 bis der Lage sein, eine Ladung der richtigen Polarität an-Gewichtsprozent eines hydrophoben Metallsalzes zunehmen, wenn es in reibenden Kontakt mit der einer Fettsäure. Oberfläche von Trägerteilchen gebracht wird. Die Es ist bekannt, Bilder auf der Oberfläche photo- 6o triboelektrischen Eigenschaften sowie die Fließeigenleitender Materialien mittels elektrostatischer Me- schäften vieler Toner werden in nachteiliger Weise thoden zu erzeugen und zu entwickeln. durch Änderung der umgebenden Feuchtigkeit be-

Eine Entwicklungsmethode, die in der US-Patent- einflußt.

schrift 26 18 552 beschrieben wird, ist als »Kaskaden- Diesen Nachteil zu verhindern hat sich die DT-AS

entwicklung« bekannt. Bei dieser Methode wird ein 6₅ 12 09 427 zur Aufgabe gemacht und löst diese Aufgabe

pulverförmiger elektrophotographischer Entwickler, mit einem elektrophotographischen Entwicklerpulver

der aus relativ großen Trägerteilchen besteht, auf aus einem harzhaltigen Toner und pulverförmigen

welchen feinteilige Tonerteilchen elektrostatisch auf- Oxyden als Träger, welcher sich dadurch auszeichnet,

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der Träger aus Oxydationsprodukten aus Me- Geschwindigkeiten sowie unter einem geringeren Wärd/der Metalloiden deren Oberfläche der meenergieaufwand als bisher bekannte Toner ge-

er Träger aus Oxydp us Me

und/oder Metalloiden, deren Oberfläche der rkung von Halogensilanen ausgesetzt war, be-Eine solche Oberflächenbehandlung ist jedoch j Hydrolyseempfindlichkeit der verwenalogensilane _und iin-_er kostspieligen Her-

ziemlich aufwendig.
l

indigkeiten sowie unter einem gg meenergieaufwand als bisher bekannte Toner geschmolzen werden. Der Toner ist unter wechselnden Feuchtigkeitsbedingungen triboelektrisch stabil. Ferner ist der Ton*r gegenüber einem Verschmieren sowie einem Agglomerieren beständig.

ihrne ziemlich aufwendig. Kleinere Mengen eines niederen Alkylenglykols

^Stpta anderer Faktor, welcher die Stabilität der tribo- können zusammen mit den Diphenolen zur Herstellung ϊ lettischen Eigenschaften des Trägers beeinflußt, ist der linearen Tonerpolymerisate verwendet werden. X Neigung einiger Tonermaterialien, an der Ober- io Zur Erzielung befriedigender Ergebnisse sollten die !rhe von Trägerteilchen »anzustoßen«. Werden Ent- Mengen an niederem Alkylenglykol unterhalb unge-"rr. j_n automatisch arbeitenden Kaskadenentwkk- fähr 50 Molprozent, bezogen auf die gesamte in der fesmaschinen verwendet und über viele Zyklen re- Veresterungsreaktion eingesetzte Alkoholmenge, Ue-"vnriert dann verursachen die vielen Zusammen- gen. Die Beständigkeit gegenüber einer Filmbildung ^-ße welche zwischen den Träger- und Tonerteilchen 15 sowie gegenüber einer physikalischen Zerstörung wird i¹⁰,' Maschine erfolgen, ein Einschweißen oder an- dann erheblich erhöht, wenn die Menge an niederem !?res Eindrücken der Tonerteilchen, weL-he auf der 10 Mlt be

nberfläche der Tonsrteilchen sitzen, in die Oberfläche rTräeerteilchen. Die allmähliche Anreicherung per-

nt an der Oberfläche von Trägerteilchen anhafuern Tonermaterial hat eine Änderung des tribolyrischen Wertes der Trägerteilchen zur Folge und "M direkt eine Wirkung auf die Herabsetzung der iMflualität des Trägers, den Toner zu tragen, aus. Ehe bekannte Träger und Toner üben gegen- ^hU eine abreibende Wirkung aus. Ein abreiben-Knntakt zwischen Tonerteilchen, Trägern und i/vtmohotographischen Bilderzeugungsoberflächen

S eine e?Renseitige Verschlechterung dieser Korn- carbonsäuren sind folgende: Oxa, Sen Da die meisten thermoplastischen Harze auf 30 Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pirnehn-SS oder mehreren der vorstehend geschilderten Ge- säure, Korksäure, Azelainsäure Sebacinsäure, Ph ha S e versagt besteht ein kontinuierlicher Bedarf an säure, Mesakonsäure, Homophthalsaure, Isophthd-5lL Tonern und Entwicklern. säure, Terephthalsäure, o-Phenylenessig-^propion-

rder Erfindung ist daher die Schaffung eines säure, Itaconsäure, Maleinsäure Maleinsaureanhywrf für einen pulverförmigen elektrophotogra- 35 drid, Fumarsäure, Phthalsäureanhydrid, Traumatin-When EntSler mit physikalischen und chemi- säure, Citraconsäure od. dgl. Unter diesen D.carbon-Sen Eigenschaften Teiche denjenigen der bekannten säuren werden insbesondere wiederum diejenigen m t sehen bigenscndi , j 5 Kohlenstoffatomen bevorzugt, da de erhal-

^T0De^rr GegeSndte\^Sung geht von einem tenen Tonerharze eine größere Beständigkeit gegen-SerfomüSn elektrophotographischen Entwickler 40 über einer Filmbildung auf erneut verwendbaren bild-Ü efneTfoner aus, der aus einem Pigment oder erzeugenden Oberflächen besitzen und 8^^« SrbsSUd inem Polyester besteht, und bezogen Bildung von feinen Bestandte.lea unter den^ Be^nebs Ä Giht des Toners mit 0,02 bis 20 Gewichts- bedingungen der Maschinen zu widerstehet'vermögen hydrophoben Meullsalzes einer Fett- Optimale Ergebnisse werden .^mit/^unS^^ dadurch gekennzeichnet, daß der Toner 45 carbonsäuren, wie basp.elsw^ej^se

dann erheblich erhöht, wenn die Menge an nie Alkylenglykol unterhalb ungefähr 10 Molprozent, bezogen auf das gesamte umgesetzte Diolmaterial, gehalten wird.

Eine Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Toner einen Polyester aus einer aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Dicarbonsäure mit höchstens 14 Kohlenstoffatomen und einer Verbindung der angegebenen Formel enthält.

Unter dem Begriff »Dicarbonsäure« sollen auch Anhydride derartiger Säuren verstanden werden sofern derartige Anhydride existieren. Typische Dicarbon

fern derartige Anhydride existieren. Typische Dicarbonsäuren sind folgende: Oxalsäure, Malonsäure, i Glä Adiisäure Pirnehn-

ein schnelles Schmelzen erzielt wixd. Obwohl die Zu-

-/TVo(R"O)_niH 50 sammenhänge noch nicht restlos aufgeklärtsind ,nimmt \_L/ ^v '* man an daß die Anwesenheit dex ungesättigten Bm-

I düngen'in den «-ungesättigten Dicarbonsäurereak-

^X tanten die Harzmoleküle mit einem größeren Zahig-

«ÄtäÄiMSts

lenstoffatomen bedeuten, X und X' Wasserstoff oder Formel en Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellen soelswe.s und B₁ und _Bl jewe,ls wenigstens 1 sind wobei die 60 Alkybde Summe von n, und »₂ weniger als 21 betragt, und ge- g ^«« gebenenfaUa höchstens 50 Molprozent eines Alkylenilykols mit höchstens 6 Kohlenstoffatomen enthalt.

Dadurch wird ein Entwickler mit einem Toner ge- die schaffen, der unter den Tonerschmelzbedingungen m Hochgeschwindigkeits-Kopier- und -vervielfaltigungs-

s.

_Ai_kai_isalze eines ^„^ ^ ^ cat- ^_{n he} ^F _rp8te,_lt werden (vgl. -Patentschrift 23 31 265). Eine ^_hodc _zur Herstellung der durch Me _wiedergegebenen Diphenole torrnei Kjf _{Alk len ds oder}

£%%* Cycloalkylidendipheren zur Herstellung der Diphenole faUen nicht in den Rahmen der vor-

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liegenden Erfindung. Werden Mischungen aus alkoho- klare Masse mit einem Schmelzpunkt von wenigstens Uschen und phenolischen Hydroxylverbindungen zur ungefähr 43 ⁰C bildet. Vorzugsweise werden die Harze Bildung des Diphenols verwendet, dann reagieren die im Hinblick auf maxunale Schmelzeigenschaften in Alkylenoxyde vorzugsweise mit den phenolischen Hy- HochgeschwiiidiBkeits-^opier- ur.u -veryieUa.tigungsdroxylgruppen. Werden dahei zwei oder mehrere Mol 5 maschinen derart ausgewählt, daß sie einen Schmelz-Alkylenoxyde zu 1 Mol Diphenol zugesetzt, dann punkt zwischen ungefähr 43 und ungefähr 116°C werden beide phenolische Hydroxylgruppen im -ve- besitzen. Das Molekulargewicht der Tonerharze sentlichen veräthert, so daß die Anforderung, daß schwankt bei einem gegebenen Schmelzpunkt beträchtsowohl /J₁ als auch n₂ in der oben angegebenen Formel lieh, und zwar in Abhängigkeit von den eingesetzten wenigstens gleich 1 sind, erfüllt ist Jedoch wird oft ein io Reaktanten. Der Schmelzpunkt der Tonerharze läßt geringer Überschuß über die stöchiometrische Menge sich in bequemer Weise nach jeder geeigneten Mean Alkylen- oder Arylenoxyd zur Gewinnung eines thode bestimmen. Die angegebenen bcnmelztemperafiexibleren Moleküls zugesetzt. Wird ein Überschuß türen werden mittels einer Fisher-Johns-Schmelzan Alkylen- oder Arylenoxyd verwendet, dann erfolgt punktsapparatur bestimmt, wobei jede frische Tonereine willkürliche Verteilung der Oxyalkylen- oder Oxy- 15 oder Harzcharge aus Harz- oder Tonerteilchen betrylengruppen zwischen den zwei Hydroxyäther- steht, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenf nippen. Daher sind die Oxyalkylen- oder Oxyarylen- weite von 0,80 mm hindurchgehen. In überraschender gruppe pro Mol im allgemeinen durch durchschnitt- Weise sind die Polymerisate in hohem Maße gegenüber lieh /J₁ + /i₂ Oxyalkylengruppen pro Mol gekenn- einer physikalischen Zerstörung, einer Filmbildung zeichnet. Die Summe von /J₁ + H₂ beträgt vorzugsweise 20 sowie gegen Schlageinwirkungen bei relativ niedrigen weniger als 21, da in diesem Falle das Tonerharz eine Molekulargewichten im Vergleich zu den üblichen größere Beständigkeit gegenüber einer Filmbildung auf Estern aus linearen Polyolen und Dicarbonsäuren bc-Oberflächen elektrophotographischer Materialien be- ständig.

sitzt. Es kann jedes geeignete Diphenolharz, welches Zu in dieser Hinsicht ausgezeichneten Ergebnissen

durch die vorstehend angegebene Formel wieder- 25 führt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, die

gegeben wird, verwendet werden. Typische Diphenole sich dadurch auszeichnet, daß der Toner einen PoIy-

der vorstehend angegebenen allgemeinen Struktur sind: ester aus 2,2-Bis-(4-hydroxy-isopropoxy-phenyl)-pro-

2,2-Bis-(4-/S-hydroxy-äthoxy-phenyl)-propan, 2,2-Bis- pan und Fumarsäure, aus 2,2-Bis-(4-hydroxy-iso-

(4 - hydroxy - iso - propoxy - phenyl) - propan, 2,2 - Bis- propoxy-phenyl)-propan und 2,2-Dimethylfumarsäure,

(A-β - hydroxy - äthoxy - phenyl) - pentan, 2,2 - Bis- 30 aus 2,2-Bis-(4-hydroxy-butoxy-phenyl)-propan und Fu-

(4-/?-hydroxy-äthoxy-phenyl)-butan, 2,2-Bis-(4-hy- marsäure, aus 2,2-Bis-(4-hydroxy~butoxy-phenyl)-pro-

droxy-propoxy-phenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy- pan und 2,2-Dimethylfumarsäure oder aus 2,2-Bis-

propoxy-phenyl)-propan, l,l-Bis-(4-hydroxy-äthoxy- (4-hydroxy-äthoxy-phenyl)-propan und Fumarsäure

phenyl) - butan, 1,1 - Bis - (4 - hydroxy - isopropoxy- enthält. So wurde beispielsweise ein ausgezeichnetes

phenyl)-heptan, 2,2-Bis-(3-methyl-4-β-hydroxy- 35 Ergebnis bei Verwendung von äquimolaren Mengen

äthoxy-phenyl)-propan, l,l-Bis-(4-/S-hydroxy-äthoxy- an Fumarsäure und 2,2-Bis-(4-/?-hydroxy-äthoxy-phe-

phenyl)-cyclohexan, 2,2'-Bis-(4-/3-hydroxy-äihoxy- nyl)-propan mit einem Molekulargewicht von nur un-

phenyO-norbornan, 2,2'-Bis-(4-ß-hydroxy-äthoxy- gefähr 3500 erzielt. Das zur Gewinnung eines Toners,

phenyO-norboman, 2,2-Bis-(4-/3-hydroxy-styryl-oxy- welcher gegenüber einer Filmbildung beständig ist und

phenyl)-propan, der Polyoxyäthylenäther von Iso- 40 eine gute Schlagfestigkeit besitzt, erforderliche MoIe-

propylidendiphenol, in welchem beide phenolischen kulargewicht schwankt zwischen ungefähr 1000 und

Hydroxylgruppen oxyäthyliert sind, wobei die durch- ungefähr 80 000.

schnittliche Zahl der Oxyäthylengruppe pro Mol 2,6 Wie vorstehend erwäihnt, können die Tonerpolybeträgt, sOiVie der Polyoxypropylenpther von 2-Butyl- merisate nach bekannten Veresterungsmethoden heridendiphenol, in welchem die phenolischen Hydroxyl- 45 gestellt werden. Zur Gewährleistung, daß das Diol und gruppen oxyalkyliert sind, wobei die durchschnittliche die Dicarbonsäure in einem ausreichenden Ausmaß Anzahl der Oxypropylengruppen pro Mol 2,5 beträgt zur Erzielung des gewünschten Schmelzpunktes konod. dgl. Diphenole, in welchen R für einen Alkyliden- densieren, werden die Mengen an Diol und Dicarbonrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und R' und säure derartig gewählt, daß nach der Beendigung der R" einen Alkylenrest mit 3 bis 4 Kohlenstoffatomen 50 Reaktion ihre Reste in im wesentlichen stöchiometribedeuten, werden bevorzugt, da bei Verwendung sehen Mengen vorliegen. Werden relativ flüchtige dieser Verbindungen eine größere Beständigkeit gegen zweibasische Säuren, wie beispielsweise Fumarsäure ein Zusammenbacken, eine stärkere Ausprägung der oder Maleinsäure, eingesetzt, dann wird die Reaktion elektrophotographischen Eigenschaften sowie eine voll- in einer inerten Atmosphäre bei mäßigen Temperaständigere Übertragung von Tonerbildern erzielt wer- 55 türen und im wesentlichen unter Atmosphärendruck den. Optimale Ergebnisse werden mit Diolen erhalten, während der ersten Stufen durchgeführt, um einen in welchen R Isopropyliden ist und R' und R" für Verlust an zweibasischer Säure durch Verflüchtigung Propylen oder Butylen stehen, da die aus diesen Diolen auf ein Minimum herabzudrücken. Wenn auch Vergebildeten Harze eine höhere Beständigkeit gegen ein esterungskatalysatoren, wie beispielsweise Benzoyl-Agglomerieren besitzen und wesentlich schneller in 60 peroxyd, eingesetzt werden können, so ist es im all-Papier als Aufzeichnungsträger unter den Schmelz- gemeinen vorzuziehen, die Umsetzung in Abwesenheit bedingungen eindringen. Zur Bildung der linearen eines Katalysators durchzuführen, um eine Verun-Harze kann jedes übliche Veresterungsverfahren ver- reinigung des letztlich erhaltenen harzartigen Prowendet werden. Im allgemeinen werden die zwei- duktes mit einem Katalysatorrückstand zu vermeiden, wertigen Alkohole mit den Dicarbonsäuren in unge- 65 Wird ein Katalysator eingesetzt, so geschieht dies in fähr äquimolaren Mengen verestert. Zur Herstellung einer Menge von ungefähr 5 Gewichtsprozent, bezogen der linearen Tonerpolymerisate wird die Veresterungs- auf das Gesamtgewicht der Reaktanten, um eine überreaktion so lange fortgeführt, bis das Produkt, eine mäßige Verunreinigung durch den Katalysator zu ver-

meiden. Gegebenenfalls kann eine kleine Menge, beispielsweise bis zu ungefähr 1 Gewichtsprozent, eines geeigneten Polymerisationsinhibitors, wie beispielsweise Hydrochinon, Pyrogallol od. dgl., der Charge während der Veresterung zugesetzt werden, wenn die Möglichkeit einer Vernetzung durch ungesättigte Gruppen möglich erscheint.

Das in den Tonern verwendete polymere Veresterungsprodukt kann gegebenenfalls mit einem oder mehreren anderen thermoplastischen Harzen copolymerisiert oder vermischt werden. Bei der Vermischung mit einem anderen thermoplastischen Harz besteht das zugesetzte Harz vorzugsweise aus einem aromatischen Harz, einem aliphatischen Harz oder Mischungen dieser Harze, da die erhaltene Mischung durch eine besonders gleichmäßige Konsistenz charakterisiert ist, wobei sich die physikalischen Eigenschaften von Charge zu Charge sehr gut voraussagen lassen. Enthält die Harzkomponente des Toners ein zugesetztes Harz, dann sollte die zugesetzte Komponente in einer Menge von weniger als ungefähr 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des in dem Toner enthaltenen Harzes, vorliegen. Ein relativ hoher Prozentsatz des Polyesters wird in der harzartigen Komponente des Toners bevorzugt, da eine größere Verminderung der Schmelztemperaturen bei einer gegebenen Menge des Additivmaterials erzielt wird. Außerdem werden schärfere und dichtere Kopien erhalten, wenn ein hoher Prozentsatz des Polyesters in dem Toner zugegen ist. Es kann jede geeignete Mischmethode angewendet werden, beispielsweise ein Mischen in der heißen Schmelze, eine Lösungsmischung oder eine Emulsionsmischung, um das zugesetzte Harz in die Tonermischung einzumengen. Die erhaltene Harzmischung oder das erhaltene Mischpolymerisat ist im wesentlichen homogen und mit Pigmenten und Farbstoffen in hohem Maße verträglich. Gegebenenfalls kann das Färbemittel vor der Misch- oder Polymerisationsstufe, gleichzeitig mit dieser Stufe oder anschließend an diese Stufe zugesetzt werden.

Die Entwickler enthalten 0,02 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Toners in der fertigen Entwicklermischung, des festen hydrophoben Metallsalzes einer höheren Fettsäure. Vorzugsweise enthalten die Entwickler 0,05 bis 4 Gewichtsprozent des Metallsalzes, da auf diese Weise eine maximale Herabsetzung des Schleiers sowie eine gute Bilddichtc erzielt wird. Ohne die Anwesenheit eines festen stabilen hydrophoben Metallsalzes einer höheren Fettsäure in dem Entwickler wird eine extrem schnelle Zerstörung erneut verwendbarer bilderzeugender Oberflächen erzielt. Außerdem tritt ein unerwünscht hoher Schleier auf, während die Tonerbilddichte verschlechtert wird. Weitere nachteilige Folgen sind eine schlechte Tonerbildübertragung, eine herabgesetzte Trägerteilchenlebensdauer, erhöhte Schwierigkeiten bei der Entfernung von restlichem Tonermaterial von erneut verwendbaren bilderzeugenden Oberflächen sowie verminderte elektrische Stabilität.

In der kanadischen Patentschrift 8 43 874 wird ein Metallsalzadditiv für elcktrophotographische Toner beschrieben. Enthalten die Toner und Entwickler das Metallsalzadditiv, dann besitzen die erhaltenen Mischungen die in der erwähnten Patentschrift beschriebenen erwünschten Eigenschaften und zeichnen sich ferner durch höhere Schmclzgeschwindigkeiten und eine größere Beständigkeit gegenüber einer mechanischen Zerkleinerung aus.

Man kann jedes geeignete stabile feste hydrophobe Metallsalz einer Fettsäure mit einem Schmelzpunkt von mehr als ungefähr 57⁰C in dem Entwickler verwenden. Das Metallsalz sollte im wesentlichen in Wasser unlöslich sein. In Wasser löslichen Metallsalzen fehlen die geeigneten elektrischen Eigenschaften, wobei diese Salze in nachteiliger Weise durch Feuchtigkeitsänderungen, wie sie normalerweise in der Umgebungsatmosphäre auftreten, beeinflußt werden. Eine große Menge von Salzen, die normalerweise als unlöslich angesehen wird, löst sich tatsächlich in gewissem Ausmaße. Um in wirksamer Weise das Entwicklungsverfahren durchführen zu können, sollte die Löslichkeit des Salzes vernachlässigbar sein. Von den Salzen mit den gewünschten spezifischen Eigenschaften seien viele Salze linearer gesättigter Fettsäuren, ungesättigter Fettsäuren, teilweise hydrierter Fettsäuren oder substituierter Fettsäuren sowie Mischungen derartiger Säuren erwähnt. Die Metallsalze können mit den Toner- oder Trägerteilchen in einer Trommel vermischt oder vermählen oder innig in jedem Toneroder Trägerteilchen verteilt werden. Die letztere Ausführungsform ist jedoch weniger wünschenswert als die durch Mahlen oder durch Wirbeln in einer Trommel erhaltenen Mischungen, da eine größere Menge des Metallsalzes erforderlich ist, um eine ausreichende Menge des Metallsalzes, die an der Oberfläche der Entwicklerteilchen exponiert ist, verfügbar zu machen. Die Metallsalze werden vorzugsweise mit dem Tonermaterial durch Vermischen vorgebildeter feinteiliger Metallsalzteilchen mit vorgebildeten feinteiligen Tonerteilchen hergestellt. Das Vermischungs- oder Durchwirblungsverfahren wird so lange fortgesetzt, bis die vorgebildeten Metallsalzteilchen gleichmäßig durch die Masse der Tonerteilchen hindurch verteilt sind. Ausgezeichnete Tonermischungen werden dann erhalten, wenn die vorgebildeten Tonerteilchen mit vorgebildeten Metallsalzteilchen mit einer Größe zwischen ungefähr 0,5 bis ungefähr 50 μ vermischt werden. Die vermischten oder durchwirbelten Mischungen werden bevorzugt, da der erhaltene behandelte Toner äußerst stabile Bilderzeugungseigenschaften unter erheblich schwankenden Feuchtigkeitsbedingungen besitzt.

Wird das feste hydrophobe Metallsalz einer höheren Fettsäure physikalisch mit Toner- oder Trägerteilchen vermischt oder als, Überzug aufgebracht und nicht in der Tonermatrix verteilt, dann ist das Metallsalz vorzugsweise in einer Menge von 0,02 bis 10%, bezogen auf das Gewicht des Toners in der fertigen Entwicklermischung, zugegen. Optimale Ergebnisse werden mit 0,05 bis 4% des Metallsalzes erzielt. Wenn auch die Anfangsspannung der elektrostatischen bilderzeugenden Oberfläche herabgesetzt werden kann und die Abriebbeständigkeit verbessert werden kann, wenn die Menge des Metallsalzes ungefähr 10% übersteigt, so ist doch in diesem Falle unerwünschte Schleierbildung festzustellen. Wird die Beladungsspannung herabgesetzt, um die Anwesenheit des Metallsalzes in einer Menge von ungefähr 10% zu kompensieren, dann beginnen die Bilder ein »ausgewaschenes« Aussehen anzunehmen. Es ist nicht von Bedeutung, daß die gesamte Oberfläche eines jeden Tonerteilchens mit dem Metallsalz beschichtet ist. Beispielsweise liegt eine ausreichende Metallsalzmenge vor, wenn 10 bis 16% der Oberflächen der Tonerteilchen mit einem Mclallsul/. überzogen sind. Ist das Metallsalz in dem Toner- oder Trägerteilchen verteilt und nicht auf diesen abgelagert.

^r.n9 Atn/ion

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dann ist eine entsprechend höhere Salzmenge erforder- bekannten elektrophotographischen Hochgeschwindiglich, um eine ausreichende Menge des Salzes an der keitsentwicklungsverfahren auf. Oberfläche der Toner- oder Trägerteilchen aufrecht- Es ist darauf hinzuweisen, daß die Einheiten, welche

zuerhalten. Die zusätzliche erforderliche Salzmenge durch die angegebenen Formeln wiedergegeben werhängt in hohem Ausmaße von der Oberfläche der Teil- 5 den, die Hauptmenge der in den Polyestern enthaltenchen und damit von dem gewählten Teilchendurch- den Einheiten darstellen, wobei jedoch nicht ausgemesser ab. Die Verwendung kleiner Mengen an schlossen ist, daß auch andere monomere Einheiten Calciumstearat als Pigmentbenetzungsmittel in Zink- oder Reaktanten als die gezeigten vorhanden sind. oxyd-Entwicklungspulvern ist bekannt (vgl. beispiels- Beispielsweise können einige im Handel erhältliche weise die US-Patentschrift 30 53 688, Spalte 5, Zeile 41, io Materialien, wie beispielsweise der Polyoxyäthylensowie die kanadische Patentschrift 6 33 458, Spalte 9, äther von Isopropylidendiphenol, Spurenmengen von Zeile 8). Jedoch reicht die gemäß der erwähnten US- Homologen oder nicht umgesetztem Äthylenoxyd entPatentschrift zur Erleichterung der Benetzung von halten.

Pigmenten, welche in Zinkoxyd-Entwicklungspulvern Als Färbemittel für die Tonerteilchen kann jedes ge-

dispergiert sind, eingesetzte Calciumstearatmenge 15 eignete Pigment oder jeder geeignete Farbstoff vernicht aus, um eine wirksame Menge an Calciumstearat wendet werden. Das Pigment oder die Farbstoffe an der Oberfläche der Tonerteilchen zur Erreichung sollten in dem Toner in einer solchen Menge vorliegen, der erfindungsgemäß gesteckten Ziele zu bewirken. die dazu ausreicht, ihn stark zu färben, so daß er ein Sind weniger als ungefähr 0,02% des Metallsalzes, be- deutlich sichtbares Bild auf einem AuLeichnungszogen auf das Gewicht des Toners, tatsächlich an der 20 element liefert. Vorzugsweise wird zur Erzielung einer Oberfläche der Tonerteilchen vorhanden, dann sind ausreichenden Farbdichte das Pigment in einer Menge die triboelektrischen Eigenschaften, die Fließeigen- von ungefähr 1 bis ungefähr 20 Gewichtsprozent, beschaften, der Abrieb sowie die Ubertragungs- und zogen auf das Gesamtgewicht des gefärbten Toners, Bilderzeugungseigenschaften im wesentlichen die glei- verwendet.

chen wie im Falle eines Toners oder Trägers, der kein 25 Ist das verwendete Tonerfärbemittel ein Farbstoff, Metallsalz einer Fettsäure enthält. Bei einer gegebenen dann können erheblich kleinere Mengen an Farbe-Menge eines Metallsalzes, bezogen auf das Gewicht mittel eingesetzt werden. Die Polyester scheinen des Toners, ist ein größeres Volumen des Salzes an eine hohe Affinität für Farbstoffe zu besitzen und der Oberfläche des Toners oder Trägers verfügbar, lassen sich leichter und gleichmäßiger als übliche Towenn das Metallsalz einer Mischung aus vorgebildeten 30 nerharze färben. Die Färbemittel können mit der gefärbten Tonerteilchen oder Trägern zugesetzt wird, Harzkomponente vor, während oder nach der PoIyals dies dann der Fall ist, wenn eine gründliche Ver- merisation der Harzkomponente vermischt werden, teilung innerhalb eines jeden Toner- oder Träger- Natürlich sollten Färbemittel die eine Polymerisation teilchens durchgeführt wird. Wird die Konzentration inhibieren, mit dem Harz nach der Bildung desselben des Metallsalzes bis zu dem Punkt erhöht, an welchem 35 vermischt werden.

der Toner im wesentlichen aus 100% des Metallsalzes Die Toner können nach bekannten Tonervermi-

besteht, dann bildet das Metallsalz schlüpfnge Filme schungs- und Zerkleinerungsmethoden hergestellt werauf der das latente elektrostatische Bild tragenden den. Beispielsweise können die Bestandteile gründlich Oberfläche sowie Trägerteilchen, welche die Toner- durch Vermischen und Vermählen der Komponenter bildübertragung, die Hintergrundbeseitigung sowie 40 sowie durch anschließende Mikropulverisierung der ereine Reinigung in nachteiliger Weise beeinflus- haltenen Mischung hergestellt werden. Ein anderes be^sen-. , „ , . . . . kanntes Verfahren zur Herstellung von Tonerteilcher

Ausgezeichnete Ergebnisse werden mit einer wei- besteht in der Sprühtrocknung einer Suspension, einei teren Ausgestaltung der Erfindung erzielt, welche sich heißen Schmelze oder einer Lösung der Tonerzusam dadurch auszeichnet, daß der Entwickler als Metall- 45 mensetzung

salz einer Fetteäure Zinkstearat enthält. Werden die Sollen die Entwickler in Kaskadenentwicklung!!

Toner- und Entwicklerteilchen mit Zinkstearat be- verfahren eingesetzt werden, dann sollte der Tonei handelt, insbesondere in einer Menge von 0,05 bis 4 Ge- einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von we Wichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des niger als ungefähr 30 μ und vorzugsweise ungefähr '. Toners dann werden em besseres Fließen, ein germ- 50 bis ungefähr 17 μ zur Erzielung optimaler Ergebnissi gerer Schleier, höhere Bitdichten bei niedrigeren An- besitzen. Für eine Verwenduni in Pulverwolkenent rangsbeladungsspannungen sowie höhere Maschinen- wicklungsverfahren werden Teilchendurchmesser voi geschwmdigkeiten bei geringerem Energiebedarf er- etwas weniger als 1 α bevorzuet zielt. Außerdem wird die Abnutzung der Walze merk- Geeignete beschichtete und nicht beschichtete Trä

hch reduziert. Die Entwickler, welche Zinkstearat ent- 55 germaterialien für eine Kaskadenentwicklung sowi halten, werden bevorzugt, da sich die erhaltene Mi- eine Magnetbürstenentwicklung sind bekannt. Di₁ schung durch außergewöhnliche Schmelzgeschwindig- Trägerteilchen können elektrisch leitend, isolierend keiten, eine gute Entfernbarkeit von elektrostatischen magnetisch oder nichtmagnetisch sein, vorausgesetzt bilderzeugenden Oberflächen, eine größere reibungs- daß die Trägerteilchen eine Ladung annehmen, di elektrische Stabilität, dichtere Tonerbilder und er- 60 derjenigen der Tonerteilchen entgegengesetzt ist, wem höhte Beständigkeit gegenüber einer mechanischen die Trägerteilchen in engen Kontakt mit den Tonei Zerkleinerung auszeichnet. In unerwarteter Weise teilchen gebracht werden? so daß die Tonerteilchen ai werden sowohl die Feuergefahr als auch ein über- den Trägerteilchen anhaften und diese umgeben. Soi mäßiger Energieverbrauch vermieden, wenn Toner, eine positive Reproduktion eines elektrostatische: welche das vorstehend beschriebene polymere Ver- 6₅ Bildes durchgeführt werden, dann werden die Trägei esterungsprodukt sowie eines der erwähnten Metall- teilchen derart ausgewählt daß die Tonerteilchen ein salze enthalten verwendet werden Ladung annehmen, welche derjenigen des elektrc

Die geschilderten Nachteile traten bisher bei den statischen latenten Bildes entgegengesetzt ist. SoU ac

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dererseits eine negative Reproduktion des elektro- wobei die Hauptmenge des Harzmaterials oberhalb

statischen Bildes erfolgen, dann werden die Träger- der äußeren Oberfläche des Papierkopiebogens zuriick-

teilchen derart ausgewählt, daß die Tonerteilchen eine bleibt.

Ladung mit der gleichen Polarität wie diejenige des Beispiel 2

elektrostatischen Bildes annehmen. Ein Teilchendurch- 5

messer der Trägerteilchen zwischen ungefähr 50 und Eine Tonermischung aus 5 Gewichtsteilen Ruß, ungefähr 1000 μ wird bevorzugt, da dann die Träger- 95 Gewichtsteilen eines polymeren Kondensationsteilchen eine ausreichende Dichte besitzen, um ein produktes aus 2,2-Bis-(4-hydroxy-isopropoxyphenyl)-Anhaften an den elektrostatischen Bildern während propan und Fumarsäure mit einem Molekulargewicht des Kaskadenentwicklungsverfahrens zu vermeiden. io von ungefähr 8000 wird hergestellt. Nach dem Im allgemeinen werden dann befriedigende Ergebnisse Schmelzen und einem Vorvermischen wird die Masse erhalten, wenn ungefähr 1 Teil Toner zusammen mit in einer Kautschukmühle zur Gewinnung einer Masse, ungefähr 10 bis ungefähr 200 Gewichtsteilen des in welcher der Ruß in dem thermoplastischen Harz-Trägers eingesetzt wird. körper gleichmäßig verteilt ist, vermählen. Die er-

Die Entwickler können zur Entwicklung latenter 15 haltene vermischte Masse wird abgekühlt und anelektrostatischer Bilder auf irgendeiner geeigneten, schließend in einer Strahlpulverisierungsvorrichtung ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Ober- unter Gewinnung von Tonerteilchen mit einer durchfläche einschließlich üblicher photoleitender Ober- schnittlichen Teilchengröße von ungefähr 5 bis ungeflächen verwendet werden. fähr 10 μ fein zerteilt. 1 Gewichtsteil der pulverisierten

Die folgenden Beispiele erläutern, beschreiben und 20 Tonerteilchen wird mit 0,01 Gewichtsteil Zinkstearat-

vergleichen Methoden zur Herstellung der Entwickler teilchen mit einer Teilchengröße von ungefähr 5 bis

sowie ihre Verwendung zur Entwicklung elektro- ungefähr 40 μ und 99 Gewichtsteilen Trägerkügelchen

statischer latenter Bilder. Die Teil- und Prozentangaben vermischt und als Entwickler in der im Beispiel 1 be-

oeziehen sich, sofern nicht anders angegeben, auf das schriebenen Testmaschine verwendet. Unter im wesent-

Gewicht. 25 liehen identischen Testbedingungen stellt man fest,

B e i s ο i e 1 1 ^^a^ ^'^{e mm}'^ma'^e Temperatur der Schmelzvorrichtung,

bei welcher lesbare Kopien nach einem Abrieb von

Eine Probe von herkömmlichen Tonerteilchen wird 5 Umdrehungen des Abriebzylinders erhalten werden, als Vergleichsprobe verwendet. Kopien eines Standard- 271⁰C beträgt. Dies entspricht einer Herabsetzung testmusters werden mit Toner in einem Kopiergerät 30 der Temperatur der Schmelzvorrichtung im Vergleich hergestellt. Die Temperatur der Schmelzvorrichtung zu der für die Vergleichsprobe gemäß Beispiel 1 erwird unter Verwendung einer Proportionaltemperatur- forderlichen Temperatur um 45°C. Beim Austreten vorrichtung reguliert und mittels eines Thermoele- der Kopieproben aus der Tonerschmelzvorrichtung ments, das im Mittelpunkt der oberen Platte der werden keine glimmenden Stellen beobachtet. Mikro-Schmelzvorrichtung angebracht ist, überwacht. Die 35 photographische Untersuchungen der erneut verwend-Platten der Schmelzvorrichtung sind in einem Abstand baren Bilderzeugungsoberfläche ergeben nach von 19 mm angebracht. Die Tonerbilder auf Kopie- 10 000 Zyklen eine geringere Abnutzung und Zerbögen mit einer Größe von 203 X 330 mm werden störung der Bilderzeugungsoberfläche als dies bei der durch die Schmelzvorrichtung mit einer Geschwindig- bilderzeugenden Oberfläche gemäß Beispiel 1 der keit von 11 Bögen pro Minute, d. h. mit der doppelt so 40 Fall ist. Eine mikroskopische Untersuchung der gehohen Geschwindigkeit, wie sie normalerweise üblich schmolzenen Tonerbilder zeigt, daß das Tonerist, transportiert. material in ausgezeichneter Weise in die Papierober-

Nach der Durchleitung durch die Schmelzvorrich- fläche eindringt, wobei die Hauptmenge des Harztung werden die Kopiebögen an einem volle Seite ab- materials unterhalb der äußeren Oberfläche des reibenden Zylinder mit einem Durchmesser von 120 mm 45 Papierkopiebogens eingebettet ist.
befestigt. Ein Reinigungsgewebe wird gegen den . . ,
Kopiebogen mittels einer mit einer Feder angedrückten Beispiel
Walze unter einem Federdruck von 18,1 kg ange- Eine Tonermischung aus 10 Gewichtsteilen Ruß drückt. Durch Drehen des den Kopiebogen tragenden und 90 Gewichtsteilen eines polymeren Konden-Zylinders wird das ganze Tonerbild auf dem Kopie- so sationsproduktes aus 2,2-Bis-(4-hydroxy-isopropoxybogen durch reibenden Kontakt mit dem Gewebe ab- phenyl)-propan und Fumarsäure mit einem Molegerieben. Eine minimale Temperatur der Schmelz- kulargewicht von ungefähr 4000 wird hergestellt vorrichtung wird dann eingestellt, wenn alle Test- Nach dem Schmelzen sowie einem Vorvermischer zeichen nach einem Abrieb von 5 Umdrehungen des wird die Masse einer Kautschukmühle zugeführt unc Abriebzylinders lesbar sind. Als Träger werden poly- 55 unter Gewinnung einer Masse, in welcher der RuI merisatbescbjchtete Flintglasschmelzkügelchen mit in dem thermoplastischen Harzkörper gleichmäßij dem Toner während der Entwicklungsstufe verwendet. verteilt ist, gründlich vermählen. Die erhaltene ge Die minimale Temperatur der Schmelzvorrichtung, mischte Masse wird abgekühlt und anschließend ii bei welcher mit dem herkömmlichen Toner lesbare einer Strahlpulverisierungsvorrichtung zur Gewin Kopien erhalten werden, beträgt 316° C. Einige der 60 nung von Tonerteilchen mit einer durchschnittlichei die Schmelzvorrichtung verlassenden Kopieproben Teilchengröße von ungefähr 7 bis ungefähr 12 μ feil weisen glimmende Stellen auf. Mikrophotographische zerteilt. 1,5 Gewichtsteile der pulverisierten Toner Untersuchungen der erneut verwendbaren Bilderzeu- teilchen werden mit 0,0040 Gewichtsteilen Zink gungsoberfläche zeigen nach 5000 Zyklen eine be- stearatteilchen mit einer Teilchengröße zwischei tiächtliche Abnutzung und Zerstörung der Ober- 65 ungefähr 5 und ungefähr 40 μ sowie 99 Gewichtsteile fläche. Eine mikroskopische Untersuchung des ge- der im Beispiel 1 genannten Trägerkügelchen vei schmolzenen Tonerbildes ergibt ein schlechtes Ein- mischt und an Stelle eines herkömmlichen Entwich drineen des Tonermaterials in die Papieroberfläche, lers in der im Beispiel 1 beschriebenen Testmaschin

verwendet. Unter im wesentlichen identischen Testbedingungen stellt man fest, daß die minimale Temperatur der Schmelzvorrichtung, bei welcher lesbare Kopien nach einem Abrieb von fünf Umdrehungen des Abriebzylinders erhalten werden, 263⁰C beträgt. Dies entspricht einer Herabsetzung der Temperatur der Schmelzvorrichtung gegenüber der für die Vergleichsprobe gemäß Beispiel 1 erforderlichen Temperatur um 53° C. Beim Austreten der Kopieproben aus der

(3-methyl-4-/?-hydroxy-äthoxy-phenyl)-propan und Maleinsäureanhydrid mit einem Molekulargewicht von ungefähr 2000 wird hergestellt. Nach dem Schmelzen und einem Vorvermischen wird die Masse 5 einer Kautschukmühle zugeführt und gründlich unter Gewinnung einer Masse, in welcher der Farbstoff in dem thermoplastischen Harzkörper gleichmäßig verteilt ist, vermählen. Die erhaltene gemischte Masse wird abgekühlt und anschließend in einer Strahl-Schmelzvorrichtung werden keine glimmenden Stellen io pulverisierungsvorrichtung zur Gewinnung von Tonerbeobachtet. Mikrophotographische Untersuchungen teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße der erneut verwendbaren Bilderzeugungsoberfläche von ungefähr 6 bis ungefähr 9 μ fein zerteilt. 2 Geergeben nach 10 000 Zyklen eine geringere Abnutzung wichtsteile der pulverisierten Tonerteilchen werden und Zerstörung dieser Oberfläche als dies bei der Bild- mit 0,015 Gewichtsteilen Eisenoleatteilchen mit einer erzeugungsoberfläche gemäß Beispiel 1 der Fall ist. 15 Größe zwischen urgefähr 5 und ungefähr 40 μ sowie Eine mikroskopische Untersuchung des geschmolzenen 99 Gewichtsteilen der im Beispiel 1 verwendeten

Trägerkügelchen vermischt und an Stelle des herkömmlichen Entwicklers in der in Beispiel 1 beschriebenen Testmaschine verwendet. Unter im weao sentlichen identischen Testbindungen stellt man fest,

_R . -14 daß die minimale Temperatur der Schmelzvorrich-

P' ^e tung, bei welcher lesbare Kopien nach einem Abrieb

Eine Tonermischung aus 7 Gewichtsteilen Ruß von fünf Umdrehungen des Abriebzylinders erhalten und 93 Gewichtsteilen eines polymeren Konden- werden, 282°C beträgt. Dies entspricht einer Herabsationsproduktes aus 2,2-Bis-(4-/S-hydroxy-äthoxy- as Setzung der Temperatur der Schmelzvorrichtung im phenyl)-propan und Fumarsäure mit einem Mole- Vergleich zu der für die Vergleichsprobe gemäß kulargewicht von ungefähr 5000 wird hergestellt. Beispiel 1 erforderlichen Temperatur von 34^C C. Beim Nach dem Verschmelzen und einer Vorvermischung Austreten der Kopieproben aus der Schmelzvorrichwird die Masse einer Kautschukmühle zugeführt und tung werden keine glimmenden Stellen beobachtet, unter Gewinnung einer Masse, in welcher der Ruß 30 Mikrophotographische Untersuchungen der erneut in dem thermoplastischen Harzkörper gleichmäßig verwendbaren Bilderzeugungsoberfläche ergeben nach verteilt ist, gründlich vermählen. Die erhaltene ge- 5000 Zyklen eine geringere Abnutzung und Zerstörung mischte Masse wird abgekühlt und anschließend in der Oberfläche als dies bei der Bilderzeugungsobereiner Strahlpulverisierungsvorrichtung unter Gewin- fläche gemäß Beispiel 1 der Fall ist. Eine mikroskonung von Tonerteilchen mit einer durchschnittlichen 35 pische Untersuchung des ge chmolzenen Torerbildes

Tonerbildes zeigt eine merkliche Benetzung der Papierfasern durch das Harz, wobei die Hauptmenge des Harzes unterhalb der äußeren Oberfläche des Papierkopiebogens eingebettet ist.

Teilchengröße von ungefähr 10 bis ungefähr 15 μ

ergibt eine ausgezeichnete Benetzung des Papiers durch den Toner, wobei c ie Hauptmenge des Harzmaterials unterhalb der äu eren Oberfläche des Papierkopiebogens eingebettet st.

Beispiel 6

Eine Tonermischung aus 3 Gewichtsteilen eines schwarzen Farbstoffs und 971 ewichtsteilen eines polymeren Kondensationsproduktes aus 1,1-Bis-

fein zerteilt. 1 Gewichtsteil der pulverisierten Tonerteilchen wird mit 0 015 Gewichtsteilen Kobaltpalmitat mit einer Teilchengröße zwischen ungefähr 0,5 und ungefähr 30 μ sowie 99 Gewichtsteilen der im Beispiel 1 verwendeten Trägerkügelchen vermischt und an Stelle des herkömmlichen Entwicklers in der im Beispiel 1 beschriebenen Testmaschine verwendet. Unter im wesentlichen identischen Testbedingungen

stellt man fest, daß die minimale Temperatur der 45 (4-/3-hydroxy-äthoxy-phenyl)-cyclohexan und Bern-Schmelzvorrichtung, bei welcher lesbare Kopien steinsäure mit einem Molekulargewicht von ungefähr nach einem Abrieb von fünf Umdrehungen des Abrieb- 2200 wird hergestellt. Nach dem Schmelzen und einem Zylinders erhalten werden, 266⁰C beträgt. Dies ent- Vorvermischen wird die Masse einer Kautschukspricht einer Herabsetzung der Temperatur der mühle zugeführt und gründlich unter Gewinnung Schmelzvorrichtung im Vergleich zu der für die Ver- 50 einer Masse, in welcher der Farbstoff in dem thermogleichsprobe gemäß Beispiel 1 erforderlichen Tempe- plastischen Harzkörper feinverteilt ist, vermählen ratur um 5O⁰C. Beim Austreten der Kopieproben aus Die erhaltene gemischte Masse wird abgekühlt unc der Schmelzvorrichtung werden keine glimmenden anschließend in einer Strahlpulverisierungsvorrichtunj Stellen beobachtet. Mikrophotographische Unter- unter Gewinnung von Tonerteilchen mit einer durch suchungen der erneut verwendbaren Bilderzeugungs- 55 schnittlichen Teilchengröße von ungefähr ό bi: Oberfläche ergeben nach 5000 Kopien eine geringere ungefähr 9 μ fein zerteilt. 2 Gewichtsteile der pulveri Abnutzung und Zerstörung der Oberfläche als dies sierten Tonerteilchen werden mit 0,01 Gewichtsteilei bei der Bilderzeugungsoberfläche gemäß Beispiel 1 Zinkstearatteilchen mit einer Größe von ungefäh der Fall ist. Eine mikroskopische Untersuchung der 0,60 bis ungefähr 35 μ sowie 99 Gewichtsteilen der in geschmolzenen Tonerbilder zeigt ein tiefes Eindringen 60 Beispiel 1 verwendeten Trägerkügelchen vermisch der Toner in das Papier, wobei die Hauptmenge des und an Stelle des herkömmlichen Entwicklers in de

im Beispiel 1 beschriebenen Testmaschine verwendet Unter im wesentlichen identischen Testbedingungei stellt man fest, daß die minimale Temperatur de Schmelzvorrichtung, bei welcher lesbare Kopien nac! einem Abrieb von fünf Umdrehungen des Abrieb Zylinders erhalten werden, 299° C beträgt. Dies enl spricht einer Herabsetzung der Temperatur de

Harzmatcrials unterhalb der äußeren Oberfläche des Papierkopiebogens eingebettet ist.

Beispiel 5

Eine Tonermischung aus 5 Gcwichtsteilen eines schwarzen Farbstoffs und 95 Gewichtstcilcn eines oolvmeren Kondensationsproduktes aus 2,2-Bis-

Schmelzvorrichtung im Verglich zu der für die Vergleichsprobe gemäß Beispiel 1 erforderlichen Temperatur um 17° C. Es werden keine glimmenden Stellen an den aus der Schmelzvorrichtung austretenden Kopieproben beobachtet. Mikrophotographische Untersuchungen der Bilderzeugungsoberfläche ergeben nach 10 000 Zyklen eine geringere Abnutzung und Zerstörung der Oberfläche als dies bei der Bilderzeugungsoberfläche gemäß Beispiel 1 der Fall ist. Eine mikroskopische Untersuchung des geschmolzenen Tonerbildes zeigt ein sehr gutes Benetzen des Papiers durch den Toner, wobei ein merklicher Anteil des Harzmaterials unterhalb der äußeren Oberfläche des Papierkopiebogens eingebettet ist.

Beispiel 7

Eine Tonermischung aus 3 Gewichtsteilen eines schwarzen Farbstoffs, 2 Gewichtsteilen Ruß und 95 Gewichtsteilen eines polymeren Kondensationsproduktes aus 2,2-Bis-(4-hydroxy-isopropoxy-phe- nyl)-propan, Äthylenglykol und Itakonsäure mit einem Molekulargewicht von ungefähr 1500 wird hergestellt. Nach dem Schmelzen und einem Vorvermischen wird die Masse einer Kautschukmühle zugeführt und gründlich zur Gewinnung einer Masse, in welcher der Farbstoff in dem thermoplastischen Harzkörper gleichmäßig verteilt ist, vermählen. Die erhaltene gemischte Masse wird abgekühlt und anschließend in einer Strahlpulverisierungsvorrichtung zur Gewinnung von Tonerteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von ungefähr 6 bis ungefähr 9 μ fein zerteilt. 2 Gewichtsteile der pulverisierten Tonerteilchen werden mit 0,1 Gewichtsteilen Zinkoleat mit einer Teilchengröße von ungefähr 0,75 bis ungefähr 30 μ sowie 99 Gewichtsteilen der im Beispiel 1 verwendeten Trägerkügelchen vermischt und an Stelle des herkömmlichen Entwicklers in der im Beispiel 1 beschriebenen Testmaschine eingesetzt. Unter im wesentlichen identischen Testbedingungen stellt man fest, daß die minimale Temperatur der Schmelzvorrichtung, bei welcher lesbare Kopien nach einem Abrieb von fünf Umdrehungen des Abriebzylinders erhalten werden, 293⁰C beträgt. Dies entspricht einer Herabsetzung der Temperatur der Schmelzvorrichtung im Vergleich zu der für die Vergleichsprobe gemäß Beispiel 1 erforderlichen Temperatur um 23°C.

Beim Austreten der Kopieproben aus der Schmelzvorrichtung werden keine glimmenden Stellen beobachtet. Mikrophotographische Untersuchungen der erneut verwendbaren Bilderzeugungsoberfläche ergeben nach 5000 Zyklen eine geringere Abnutzung und Zerstörung der Oberfläche als dies bei der Bilderzeugungsoberfläche gemäß Beispiel 1 der Fall ist. Eine mikroskopische Untersuchung des geschmolzenen Tonerbildes zeigt eine sehr gute Benetzung des Papiers durch den Toner, wobei die Hauptmenge des Tonermaterials unterhalb der äußeren Oberfläche des Papierkopiebogens eingebettet ist.

60 Beispiel 8

1,5 Gewichtsteile der pulverisierten Tonerteilchen des im Beispiel 3 beschriebenen Typs werden mit 0,0040 Gewichtsteilen Bleistearatteilchen mit einer Teilchengröße zwischen ungefähr 2 und ungefähr 30 μ sowie 99 Gewichtsteilen Glaskügelchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 500 μ vermischt und mit einem Silikon-Terpolymerisat-Reaktionsprodukt aus Butylmethacrylat, Styrol und Vinyltriäthoxysilan überzogen und an Stelle des herkömmlichen Entwicklers in der im Beispiel 1 beschriebenen Testmaschine verwendet. Unter im wesentlichen identischen Testbedingungen stellt man fest, daß die minimale Temperatur der Schmelzvorrichtung, bei welcher lesbare Kopien nach einem Abrieb von fünf Umdrehungen des Abriebzylinders erhalten werden, 263 ⁰C beträgt. Dies entspricht einer Herabsetzung der Temperatur der Schmelzvorrichtung im Vergleich zu der für die Vergleichsprobe gemäß Beispiel 1 erforderlichen Temperatur um 53° C. Bei dem Austreten der Kopiebögen aus der Schmelzvorrichtung werden keine glimmenden Stellen beobachtet. Mikrophotographische Untersuchungen der erneut verwendbaren Bilderzeugungsoberfläche ergeben nach 5000 Zyklen eine geringere Abnutzung und 2!erstörung der Oberfläche als dies bei der Bilderzeuguiigsoberfläche gemäß Beispiel 1 der Fall ist. Eine mikroskopische Untersuchung des dichten geschmolzenen Tonerbildes ergibt '.'ine merkliche Benetzung der Papierfasern durch das Harz, wobei die Hauptmenge des Harzmaterials unterhalb der äußeren Oberfläche des Papierkopiebogens eingebettet ist.

Beispiel 9

Ungefähr 2 Gewichtsteile der pulverisierten Tonerteilchen des im Beispiel 4 beschriebenen Typs werden mit ungefähr 0,002 Gewichtsteilen Zinkricinoleatteilchen mit einer Teilchengröße zwischen ungefähr 0,2 und ungefähr 35 μ sowie 99 Gewichtsteilen der Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 600 μ, die mit Äthylcellulose überzogen sind, vermischt. Der erhaltene Entwickler wird an Stelle des herkömmlichen Entwicklers in der im Beispiel 1 beschriebenen Testmaschine eingesetzt. Unter im wesentlichen identischen Bedingungen stellt man fest, daß die minimale Temperatur der Schmelzvorrichtung, bei welcher lesbare Kopien nach einem Abrieb von fünf Umdrehungen des Abriebzylinders erhalten werden, ungefähr 266⁰C beträgt. Das Eindringen des Toners in die Papierbogenoberfläche ist im wesentlichen die gleiche wie im Beispiel 4. Beim Austreten der Kopieproben aus der Schmelzvorrichtung werden keine glimmenden Stellen beobachtet. Eine mikrophotographische Untersuchung der erneut verwendbaren Bilderzeugungsoberfläche ergibt nach 5000 Zyklen eine geringere Abnutzung und Zerstörung als dies bei der Bilderzeugungsoberfläche gemäß Beispiel 1 der Fall ist.

Beispiel 10

Der im Beispiel 1 beschriebene herkömmliche Toner wird in einer Fisher-Johns-Schmelzapparatur im Hinblick auf seine Klebetemperatur sowie seine Fließtemperatur untersucht. Die Klebetemperatur ist diejenige Temperatur, bei welcher eine Agglomerierung der Tonerteilchen zuerst beobachtet wird. Die Fließtemperatur ist diejenige Temperatur, bei welcher die ganze Tonerprobe vollständig flüssig ist. Die Klebetemperatur des herkömmlichen Toners wird zu 74°C und die Fließtemperatur zu 107⁰C ermittelt. Der Unterschied zwischen der Klebetemperatur und der Fließtemperatur beträgt daher 33⁰C.

Beispiel 11

Eine Probe aus Tonerteilchen des in Beispiel 2 beschriebenen Typs wird im Hinblick auf ihre Klebe-

¹⁸

und FM,-,«« in in, weichen der gleich.» ^f „^^S ^VXS.S^wTÄ

*ΐ· Γ % Z^^'}" ^"^"'td d e ™Äpn.ktoh unlesbar. Nach u^fähr UB*

sucht. Die Klebcteinperaiur wird zu 70 C und aie sw** r hiiHe¹ ςίείι ein riirhtpr τ~ Ic,

Fließtemperatur zu 90°C ermittelt. Der Unterschied ^ugungszyUen b'.de^ch erη toter Tonerfihn zwischen der Klebetemperatur und der Füeßtempe- 5 auf der Oberflache der Walze des Geräts,
ratur beträgt 2O⁰C, d.h. praktisch die Hälfte des Beispiel 15

Unterschiedes welcher bei dem in Beispiel;1C> be- _Tonermischung aus 5 G

Ä VSJrS%S^^SSS 75^EGewichtsteilen ^^

^lo

Sr^St^oiS^chiS SÄ

Harzes gemäß Beispiel 2 derart einzusteUen, daß eine und einem Vorvermischen wird die Masse emer geringere Schmelztemperatur als diejenige des her- i₅ Kautschukmuhle zugeführt und unter Gewinnung

kömmlichen Toners ehielt wird, ohne daß dabei ein einer Masse^ in welcher der Ruß indem thermo-

Zusammenkieben des Toners während der Lagerung plastischen Harzkorper gleichmäßig verteil ist, gründ-

oder der Verwendung infolge der Klebrigkeit des lieh vermählen. Die erhaltene gemischte Masse wird

Toners eintritt abgekühlt und anschließend in einer Strahlpulveri-

20 sierungsvorrichtung zur Gewinnung von Tonerteilchen

B e i s ρ i e 1 12 _mj_{t e}j_ner durchschnittlichen Teilchengröße von unge-

Eine Probe aus Tonerteilchen des in Beispiel 3 fähr 5 bis ungefähr 10 μ fein zerteilt. 1 Gewichtsteil

beschriebenen Typs wird auf seine Klebe- und Fließ- der pulverisierten Tonerteilchen wird mit 0,0025 Ge-

temperatur in im wesentlichen der gleichen Weise, wichtsteilen Zinkstearatteilchen mit einer Teilchenwie sie im Beispiel 10 beschrieben wird, untersucht. 25 größe von ungefähr 0,5 bis ungefähr 45 μ sowie

Die Klebetemperatur wird zu 63° C und die Fließ- 99 Gewichtsteilen nicht überzogener Glasträgerkügel-

temperatur zu 82⁰C ermittelt. Der Unterschied chen vermischt und in der im Beispiel 14 beschriebenen

zwischen der Klebe- und Fließtemperatur beträgt Testmaschine als Entwickler eingesetzt. Unter j_m

ungefähr 19°C, d.h. ungefähr die Hälfte des Tempe- wesentlichen identischen Testbedingungen sind die raturunterschiedes, welcher bei dem Toner gemäß 30 erhaltenen Tonerbilder gut lesbar und sehr dicht.

Beispiel 10 ermittelt wird. Auf der Oberfläche der Walze des Geräts ist ein vernachlässigbarer Schleier festzustellen.

Beispiel 13

Eine Probe aus Tonerteilchen des in Beispiel 4

beschriebenen Typs wird im Hinblick auf seine Klebe- 35 Eine Tonermischung aus 7 Gewichtsteilen Ruß und und Fließtemperatur in im wesentlichen der gleichen 93 Gewichtsteilen eines polymeren Kondensations-Weise, wie sie in Beispiel 10 beschrieben wird, unter- produktes aus 2,2-Bis-(4-/?-hydroxy-äthoxy-phenyl)-sucht. Die Klebetemperatur wird zu 63⁰C und die propan und Fumarsäure mit einem Molekulargewicht Fließtemperatur zu 85° C ermittelt. Der Unterschied von ungefähr 5000 wird hergestellt. Nach dem zwischen der Klebetemperatur und der Fließtempe- 40 Schmelzen und einem Vorvermischen wird die Masse ratur beträgt 22⁰C. Die geringere Differenz zwischen einer Kautschukmühle zugeführt und unter Geder Klebe- und Fließtemperatur des Toners gemäß winnung einer Masse, in welcher der Ruß in dem Beispiel 4 ist beträchtlich geringer als die Differenz, thermoplastischen Harzkorper gleichmäßig verteilt welche beim Testen des Toners gemäß Beispiel 10 ist, gründlich vermählen. Die erhaltene gemischte ermittelt wird. 45 Masse wird abgekühlt und anschließend in einer B e i s ο i e 1 14 Strahlpulverisierungsvorrichtung unter Gewinnung ^p von Tonerteilchen mit einer durchschnittlichen Teil-

Eine Vergleichstonermischung aus 5 Gewichtsteilen chengröße von ungefähr 10 bis ungefähr 15 μ fein Ruß und 90 Gewichtsteilen eines polymeren Ver- zerteilt. 1 Gewichtsteil der pulverisierten Toneresterungsproduktes aus einem linearen Alkohol, und 50 teilchen wird mit 0,01 Gewichtsteilen Zinkstearatzwar Hexamethylenglykol, und einer Dicarbonsäure, teilchen mit einem Größenbereich von ungefähr 0,5 und zwar Sebacinsäure, wird hergestellt. Dieses bis ungefähr 45 μ sowie 99 Gewichtsteilen der im Polymerisat, und zwar Hexamethylensebacat, besitzt Beispiel 1 verwendeten Trägerkügelchen vermischt ein Molekulargewicht von ungefähr 20 000 und einen und an Stelle des herkömmlichen Entwicklers in der Schmelzbereich von ungefähr 71 bis 104⁰C. Nach 55 im Beispiel 1 beschriebenen Testmaschine eingesetzt, dem Schmelzen und einem Vorvermischen wird die Unter im wesentlichen identischen Testbedingungen Masse einer Kautschukmühle zugeführt und unter sind die erhaltenen Tonerbilder dicht, wobei sie ausGewinnung einer Masse, in welcher der Ruß in dem geprägte Kanten besitzen. Ein praktisch nicht wahrthermoplastischen Harzkorper feinverteilt ist, gründ- nehmbarer Schleier aus dem Tonermaterial findet lieh vermählen. Die erhaltene gemischte Masse wird 60 sich auf der Oberfläche der Walze der Maschine,
abgekühlt und anschließend in einer Strahlpulveri- . .
sierungsvorrichtung unter Gewinnung von Toner- Beispiel 17
teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße Eine Vergleichsprobe, welche 1 Teil gefärbte vorvon ungefähr 7 bis ungefähr 12 μ fein zerteilt. 1 Ge- gebildete Tonerteilchen des im Beispiel 3 beschriebenen wichtsteil der pulverisierten Tonerteilchen wird mit 65 Typs mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von Gewichtsteilen der im Beispiel 1 verwendeten ungefähr 5 bis ungefähr 10 μ enthält, wird mit 99 Teilen Trägerkügelchen vermischt und an Stelle des her- überzogener Glaskügelchen mit einer durchschnittkömmlichen Entwicklers in der im Beispiel 1 be- liehen Teilchengröße von ungefähr 250 μ vermischt

und anschließend über einer Walzenoberfläche, welche ein elektrostatisches Bild trägt, kaskadiert. Das entwickelte Bild wird anschließend auf elektrostatischem Wege auf einen Papierbogen übertragen und auf diesen aufgeschmolzen. Das restliche Pulver wird von der elektrostatischen bilderzeugenden Oberfläche mittels eines Reinigungsgewebes des in der US-Patentschrift 31 86 838 beschriebenen Typs entfernt. Nachdem das Kopierverfahren 25 OOOmal wiederholt worden ist, werden die Kopien sowie die elektrostatische bildtragende Oberfläche im Hinblick auf ihre Qualität bzw. Abnutzung untersucht. Die Kopien besitzen scharfe Kontrastlinien und minimalen Schleier. Jedoch zeigt eine Untersuchung der bilderzeugenden Oberfläche eine beträchtliche Abnutzung.

Beispiel 18

0,03 Teile Zinkstearat mit einer Teilchengrößenverteilung von ungefähr 0,75 μ bis ungefähr 40 μ werden langsam in 1 Gewichtsteil gefärbter vorgebildeter Tonerteilchen des im Beispiel 17 beschriebenen Typs eingemengt. Die erhaltene Entwicklermischung wird anschließend gründlich in einer Zerkleinerungsvorrichtung während einer Zeitspanne von 10 Minuten vermählen. Das Entwicklungsverfahren gemäß Beispiel 17 wird wiederholt, wobei eine neue Walze verwendet wird und die vorstehend beschriebene vermahlene Mischung an Stelle des Toners gemäß Beispiel 17 bei einer relativen Feuchtigkeit von 50% bei 21⁰C und einer relativen Feuchtigkeit von 80% bei 27°C verwendet wird. Kopien, die unter Ver-Wendung der vermahlenen Probe hergestellt werden, besitzen eine höhere Dichte und feste Oberflächenbedeckung als Kopien, die unter Verwendung der Vergleichsprobe hergestellt worden sind. Ferner zeigen mikrophotographische Untersuchungen der elektrostatischen bildtragenden Oberflächs eine geringere Abnutzung der biidtragenden Oberfläche als dies gemäß Beispiel 18 der Fall ist. Wird das Stearatadditiv verwendet, dann ist eine beträchtlich geringere ίο Drehkraft erforderlich, um die Walze anzutreiben, wobei außerdem eine geringere Spannung notwendig ist, um die Tonerbilder auf Aufnahmebögen zu übertragen.

Beispiel 19

0,025 Teile Zinkstearat mit einer Teilchengrößenverteilung von ungefähr 0,75 μ bis ungefähr 40 μ werden langsam in 10 Teile gefärbter vorgeformter Tonerteilchen des im Beispiel 3 beschriebenen Typs eingemengt. Die erhaltene Mischung wird anschließend in einem verschlossenen Behälter 15 Minuten lang durchgewirbelt. 1 Teil der durchgewirbelten Mischung wird mit 99 Teilen Trägerkügelchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von ungefähr ?50μ vermischt.

Die erhaltene Entwicklermischung wird in einem Kaskadenentwicklungsverfahren, wie es im Beispiel 18 beschrieben wird, bei einer relativen Feuchtigkeit von 50% bei 21° C und bei einer relativen Feuchtigkeit von 80% bei 27⁰C eingesetzt. Die erhaltenen geschmolzenen Tonerbilder sind unter beiden Feuchtigkeitsbedingungen dichter als die Bilder, welche gemäß Beispiel 18 erhalten werden.

Claims

ι ²

geschichtet sind, auf die das elektrostatische latente

Patentansnrüche- Bild enthaltende Oberfläche eines Aufzeichnungs-

Patentansprucne. materials aufgebracht und in Querrichtung zu dieser

Pulverförmiger elektrophotographischer Ent- Oberfläche gewalzt oder kaskadiert Die Zusarnrnen-

^mkeiS Toner, der aus emem Pigment 5 Setzung der Trägerteilchen wird derart ausgewählt, daß

SrFaSoK und einem Polyester bestehfund die Tonerteilchen zu der ge^wünschten Polantat auf

bezogen auf das Gewicht des Toners, mit 0,02 bis triboelektnschem Wege aufge1aden werden^

20GeWiChISPrOZeUt eines hydrophoben Metall- Eine andere Methode zur Entw.cklung elektro-

salzes einer Fettsäure, d a d u r c h g e k e η η - statischer Bilder ^lst.ff_pM^""^f "J^ ^b.^ei"

zeichnet, daß der Toner einen Polyester io spielsweise ii,der ^^⁸^.^⁰⁶^°der der

d i Dib GBPatentschrift 10 42 498 besch^ben w,rd Bei

zeichnet, daß der Toner einen Polyester io spielsw ^^^.^^

aus einer Dicarbonsäure oder einem Dicarbon- GB-Patentschrift 10 42 498 besch^ben w,rd_ Bei

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aus einer Dicarbonsäure oder einem

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