DE1926918C3

DE1926918C3 - Elektrophotographischer Suspensionsentwickler

Info

Publication number: DE1926918C3
Application number: DE1926918A
Authority: DE
Inventors: Akinori Mizuno; Zenjiro Okuno
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1968-05-30
Filing date: 1969-05-27
Publication date: 1975-07-24
Also published as: US3681243A; DE1926918B2; DE1926918A1; GB1276363A; FR2009688A1

Description

R₁O

ORj

R,0

Me-S

OR₄

worin R₁, R₂, R₃ und R₄ gleich einer Alkylgruppe mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen oder einer Aralkylgruppe mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und Me gleich einem zweiwertigen Metall ist, ein Dinatriumalkylphosphat oder ein Natriumdialkylphosphat der Formeln

/
(R-O)P-ONa

ONa

worin R' gleich einem Wasserstoffatom oder einer Alkylgruppe mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, ein Alkalimetallalkylsulfat der Formel

Il

R" —S-O

Il

Me⁺

worin R" gleich einer Alkylgruppe mit 12 bis 16 Kohlenstoffatomen und Me gleich Na oder K ist, Phthalsäure, Azobenzol, Kampfer, Citral oder monomeres Styrol enthält.

2. Suspensionsentwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Zn-, Ba-, Ca-, Sr- oder Mg-Dialkyldithiophosphat enthält.

3. Suspensionsentwickler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er zwischen 0,01 und 0,1 Gewichtsteile Zn-, Ba-, Ca-, Sr- oder Mg-Dialkyldithiophosphat je Gewichtsteil Pigment enthält.

4. Suspensionsentwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zwischen 0,001 und 0,1 Gewichtsteile Dinatriumalkylphosphat, Natriumdialkylphosphat, Alkalimetallalkylsulfat, Phthalsäure, Azobenzol, Kampfer, Citral oder monomeres Styrol je Gewichtsteii Pigment enthält.

Die Erfindung betrifft einen elektrophotographischen Suspensionsentwickler aus einer Trägerflüssigkeit, einem Toner, dessen Pigmentteilchen mit einem Steuerstoff unhüllt sind, und einem Zusatz.
Elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien werden bekanntlich in der Weise hergestellt, daß man auf der Oberseite eines Schichtträgers, z. B. von Metallblech oder eines zuvor rückseitig elektrisch leitend gemachten Papierträgers, eine Dispersion eines

ίο feinteiligen Photoleiters, z. B. von Zinkoxid, in einer Lösung eines harzartigen Bindemittels in einem organischen Lösungsmittel aufträgt und trocknet. Bei einem derart hergestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial ist aber in der Regel der

Photoleiter in der Schicht uneinheitlich verteilt und verleiht ihr obendrein eine ziemlich unebene Oberfläche.

Wenn man dann ein solches elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial in üblicher bekannter Weise, insbesondere mit einem Suspensionsentwickler, nuß entwickelt, verursacht diese Rauhheit und Ungleichmäßigkeit der Schicht eine sogenannte fleckige Textur. Dies gilt insbesondere bei Negativ-zu-Positiv-Entwicklungsverfahren, bei welchen ein zuvor aufgeladenes Aufzeichnungsmaterial durch Belichten durch eine negative Vorlage hindurch mit einem latenten elektrostatischen Bild versehen und dieses dann mit einem Entwickler entwickelt wird, dessen Tonerteilchen die gleiche Polarität der Ladung aufweisen wie das latente Bild.

Der Grund für diese fleckige Textur dürfte folgender sein: Da bei der Bilderzeugung, d. h. bei der Entwicklung der im Entwickler enthaltene Toner auf dem Aufzeichnungsmaterial entsprechend der Ladungsdichte der photoleitfähigen Schicht, d. h. entsprechend der Höhe des Potentials oder, genauer gesagt, der Intensität des elektrischen Feldes, adsorbiert wird, muß die photoleitfähige Schicht zwingend so aufgeladen werden, daß sie ein gleichmäßiges Potential annimmt, wenn sie durch elektrostatische Aufladung lichtempfindlich gemacht wird. Da nun. wie erwähnt, übliche Aufzeichnungsmaterialien praktisch keine gleichmäßige Schicht mit glatter Oberfläche aufweisen, bewirkt diese Ungleichmäßigkeit der Aufladung auch eine Adsorption des Toners in den Nicht-Bildbezirken und ruft dadurch die unerwünschte fleckige Textur hervor. Belichtet man nun durch ein Negativ hindurch, so wird das Potential in den Bildbezirken unter Ausbildung relativ ausgedehnter Bezirke niedrigen Potentials rasch gelöscht, während in den bildfreien Nicht-Bildbczirken das ungleichmäßige Potential bestehen bleibt. Wenn danach das ein solches ungleichmäßiges Potential aufweisende und ein latentes elektrostatisches Bild tragende Auf-Zeichnungsmaterial in einen Negativ-zu-Positiv-Entwickler eingetaucht wird, bleibt der Toner nicht nur vorzugsweise an den den Bildbezirken des Negativs entsprechenden Stellen, deren Potential gelöscht ist, sondern auch an den bildfreien Bezirken, deren Potential einen niedrigen Wert aufweist, haften und verursacht dadurch die fleckige Textur.

Aus der britischen Patentschrift 1090 268 ist es bereits bekannt, die Ladungspolarität der Tonerteilchen von elektrophotographischen Suspensionsent-Wicklern zu steuern, indem man der jeweiligen aus einem Kohlenwasserstoff oder Kohlenwasserstoffgemisch bestehenden Trägerflüssigkeit zur Begünstigung bzw. Hemmung einer Ionisierung (derselben)

bestimmte Zusätze, wie beispielsweise Dibutylphosphat, Aldehyde, Dibutylphthalat oder Olefine, einverleibt und gegebenenfalls anschließend Ozon durch den Entwickler leitet

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrophotographischen Suspensionsentwickler zu schaffen, der auch bei Verwendung von elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien mit ungleichmäßiger und rauher Oberfläche der photoleitfähigen Schicht die Herstellung von Bild- _f0 kopien mit fleckenfreier Textur ermöglicht.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein elektrophotographischer Suspensionsentwickler der eingangs geschilderten Art, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß er als Zusatz ein Metalldialkylditiiiophosphat der Formel

R₁O

S \

OR₃

PL₂O

S — Me — S

OR₄

worin R,, R₂, R3 und R₄ gleich einer Alkylgruppe mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen oder einer Aralkylgruppe mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und Me gleich einem zweiwertigen Metall ist, ein Dinatriumalkylphosphat oder ein Natriumdialkylphosphat der Formeln

(R-O)P-ONa
ONa

(R'-O)₂P

35

•

45

\
ONa

O
R" — S — O

Il ο

Mit einem elektrophotogiaphischen Suspensionsentwickler gemäß der Erfindung lassen sich latente elektrostatische Bilder zu Bildkopien entwickeln, die keinerlei fleckige Textur aufweisen.

Worauf diese Unterdrückung oder Beeinflussung der fleckigen Textur bei der Entwicklung mit Hilfe eines metalldialkyldithiophosphathaltigen elektrophotographischen Suspensionsentwicklers gemäß der Erfindung zurückzuführen ist, bedarf noch der Aufklärung. Im Fall der Negativ-zu-Positiv-Entwicklung dürfte aber folgendes vor sich gehen:

Beim Eintauchen eines ein latentes elektrostatisches Bild tragenden elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials in einen elektrophotographischen Suspensionsentwickler, in dem ein Metalldialkvldithiophosphat gelöst ist, werden dessea Moleküle durch das elektrische Feld nach dem Schema

R₁O S S OR₃

P P

R₂O S — Me — S OR₄

polarisiert. Wenn nun die Restladung beispielsweise der Nicht-Bildbezirke des Aufzeichnungsmaterials negativ ist, werden diese Moleküle dort elektrostatisch abgestoßen und wandern zu den Stellen mit relativ niedrigem oder fehlendem Potential; dort werden sie so lange adsorbiert, bis diese Stellen ein ihrer Umgebung äquivalentes Potential aufweisen. Da weiterhin die Salzmoteküle in einem Aufzeichnungsmaterial hoher Ladungsdichte offensichtlich stark polarisiert sind, werden sie vorzugsweise an den winzigen, neben diesen Stellen hoher Ladung befindlichen Stellen niedrigen Potentials adsorbiert. Infolgedessen wird wegen der wahrscheinlich ziemlich schwachen Ladung in den relativ großen Bildbezirken kaum eine Polarisation des Metallsalzes stattfinden und dementsprechend keine oder eine nur schwache Adsorption von Molekülen auftreten, so daß auch keine Beeinträchtigung der Bilderzeugung durch den Toner zu befürchten ist. Es ist möglich, daß ähnliche Vorgänge auch bei den übrigen genannten Zusätzen ablaufen und deren fleckenverhindernde Wirkung bedingen.

Als Metallbestandteile für die erfindungsgemäß verwendbaren Metalldialkyldithiophosphate kommen Zink, Barium, Calcium, Strontium, Magnesium u. dgl. in Betracht. Für die Herstellung dieser Verbindungen gibt es zahlreiche bekannte Verfahren, z. B. die aus der deutschen Patentschrift 1018 428, den USA.-Patentschriften 2 838 555, 2 850 452, 2 850 453, 2 895 973 und 2 934 614 sowie der britischen Patentschrift 822 655 bekannten Verfahren.

Vertreter anderer Zusätze der angegebenen Formeln sind beispielsweise

Dinatriummonolaurylphosphat,
Natriumdilaurylphosphat.
Nat ri umlaurylsulfat.

Die Herstellung eines elektrophotographischen Suspensionsentwicklers gemäß der Erfindung erfolgt in der Weise, daß man mindestens einen Zusatz der genannten Art mit Pigmentteilchen, einem als Steuerstoff dienenden und die Dispergier- und Fixierbarkeit (des fertigen Toners) fördernden Kunststoff oder Kunststoffgemisch und einer geringen Menge eines organischen Lösungsmittels verknetet und das hierbei erhaltene Tonerkonzentrat in einer Trägerflüssigkeit, z. B. einem paraffinischen oder isoparaffinischen Kohlenwasserstoff mit einem elektrischen Widerstand von mehr als 1Ο^ιυ Ohm · cm und einer Dielektrizitätskonstante von weniger als 3, dispergiert. Statt dessen kann man auch mindestens einen Zusatz der genannten Art einem handelsüblichen Tonerkonzentrat voi dem Dispergieren in einer Trägerflüssigkeit oder aber direkt einem handelsüblichen, gebrauchsfertigen Suspensionsentwickler zusetzen und mit diesem gründlich vermischen. In der Regel verwendet man auf 1 Gewichtsteil Pigmentteilchen etwa 0,001 bis 0,1 Gewichtsteile Zusatz der genannten Art. Dies gilt insbesondere Tür die Dinatriumalkyl- und Natriumdialkylphosphate

und die Alkalimetallalkylsulfate. Für die übrigen Zusätze sind die optimalen Bereiche etwas anders, und zwar für die Metalldialkyl-dithiophosphate 0,01 bis 0,1 Gewichtsteüe, für Phthalsäure 0,01 bis 0,05 Gewichtsteile, für Azobenzol 0,0* bis 0,05 Gewichtsteile, für Kampfer 0,05 bis 0,1 Gewichtsteile, für Citral 0,005 bis 0,05 Gewichtsteüe und für monomeres Styrol 0,001 bis 0,05 Gewichtsteüe.

Bei Verwendung eines elektrophotographischen Suspensionsentwicklers gemäß der Erfindung läßt sich die sogenannte fleckige Textur der Bildkopien fast völlig vermeiden und außerordentlich klare Bildkopien herstellen. Ein weiterer Vorteil von Suspensionsentwicklers gemäß der Erfindung gegenüber den bekannten Suspensionsentwicklern besteht darin, daß er bei praktisch gleicher Bilddichte wegen der fehlenden Fleckigkeit eine für das Auge wesentlich kräftigere Bildkopie liefert.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

Durch 16stündiges Vermählen und Homogenisieren der folgenden Bestandteile

Ruß 5 g

Steuerstoff in Form eines handelsüblichen Kunststoffs mit einem phenolmodifizierten Xylolharz als Hauptbestandteil 40 g

5%ige Lösungeines Metalldialkyldithiophosphats der angegebenen Formel,
worin R₂, R₃, R₄ jeweils aus Isopropylresten bestehen und Me gleich Zink ist
in Toluol 10 g

Toluol 45 g

IO Die Bilddichtemessung «folgte nach dem Vergleichsprinzip, wobei als Original eine diskontinuierliche Grauskala mit 2-mm-Quadraten diente, um den iür elektrophotographische Verfahren typischen Kanteneffekt zu vermeidende maximale Bilddichte wurde durch Vergleich mit einer Bildkopie bekannter Dichte bestimmt

Beispiel 2

Durch 16stündiges Vermählen und Homogenisieren der folgenden Bestandteile

35

Tabelle I

	Bilddichtc in den	Nicht-
Entwickler		Bildbezirken
	Bildbezirken
Elektrophotographistiher
Suspensionsentwickler		0,13
gemäß der Erfindung ....	1,36
Üblicher Suspensions		0,23
entwickler	1,20

60

65

20:

in einer Kugelmühle wurde ein Tonerkonzentrat hergestellt. 5 g des erhaltenen Tonerkonzentrats wurden in 1000 ml einer handelsüblichen, aus flüssigen Kohlenwasserstoffen bestehenden Trägerflüssigkeit dispergiert, wobei ein elektrophotographischer Suspensionsentwickler gemäß der Erfindung mit negativ geladenen Tonerteilchen erhalten wurde.

Zu Vergleichszwecken wurde ι in entsprechender elektrophotographischer Suspensionsentwickler jedoch ohne das I.letalldialkyldithiophosphat hergestellt

Hierauf wurden handelsübliche elektrophoto- ' graphische Aufzeichnungsmaterialien in üblicher bekannter Weise negativ aufgeladen und durch Belichten mit einer Wolframfadenlampe durch eine Negativvorlage hindurch mit einem latenten elektrostatischen Bild versehen. Diese wurden durch jeweils 25 Sekunden langes Eintauchen in den clektrophotographischen Suspensionsentwickler gemäß der Erfindung bzw. in den Vergleichssuspensionsentwickler zu sichtbaren Bildkopien entwickelt. Eine Untersuchung der Bilddichte der erhaltenen Bildkopien erbrachte folgende Ergebnisse.

Ruß ⁵S

Steuerstoff gemäß Beispiel 1 30 g

Dispersionsfördernder Kunststoff in Form eines handelsüblichen Acryl-

mischpolymerisats 10 g

5%ige Lösung eines Metalldialkyldithiophosphats der angegebenen Formel, worin R₁ und R₂ jeweils aus lsopropylresten und R₃ und R₄ jeweils aus Isobutylresten bestehen und Me

gleich Barium ist, in Toluol 10 g

Toluol 45 g

in einer Kugelmühle wurde ein Tonerkonzcntrat hergestellt. 5 g des erhaltenen Tonerkonzentrats wurden in 1000 ml einer handelsüblichen, aus flüssigen Kohlenstoffen bestehenden Trägerflüssigkeit dispergiert wobei ein elektrophotographischer Suspensionsentwickler gemäß der Erfindung mit negativ geladenen Tonerteilchen erhalten wurde.

Beim Entwickeln von latente Bilder tragenden elektrophotographischen Aufzeichnungsmatcrialien mit dem erhaltenen Susipensionsentwickler wurden praktisch fleckenfreie Bildkopien erhalten.

Beispiel 3

Durch 16stündiges Vermählen und Homogenisieren der folgenden Bestandteile

Ruß 5 g

Steuersloff gemäß Beispiel 1 30 g

Dispersionsfördernder Kunststoff in Form eines handelsüblichen Acryl-

polymerisats 10 g

5%ige Lösungeines Metaildialkyldithiophosphats der angegebenen Formel, worin R, und R₂ jeweils aus Isobutylresten und R₃ und R₄ jeweils aus Laurylresten bestehen und Me gleich

Calcium ist, in Toluol 10 g

Toluol 45 g

in einer Kugelmühle wurde ein Tonerkonzentrat hergestellt. 5 g des erhaltenen Tonerkonzentrats wurden in 1000 ml einer handelsüblichen, aus flüssigen Kohlenwasserstoffen bestehenden Trägerflüssigkeit dispergiert, wobei ein elektropholographischer Suspensionsentwickler gemäß der Erfindung mit negativ geladenen Tonerteilchen erhalten wurde.

Beim Entwickeln von latente Bilder tragenden elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien mit dem erhaltenen Suspensionsentwickler wurden praktisch fleckenfreic Bildkopien erhalten.

Beispiel 4

Folgende Bestandteile

Handelsüblicher Ruß 5 g

Steuerstoff gemäß Beispiel 1 40 g

Toluol 45 g

wurden jeweils mit einem der in der folgenden Tabelle II angegebenen 22 verschiedenen Zusätze zu einem Tonerkonzentrat verarbeitet. 5 g des jeweiligen Tonerkonzentrats wurden in der Trägerflüssigkeit gemäß Beispiel 1 dispergiert, wobei 23 elektrophotographische Suspensionsentwickler gemäß der Erfindung erhalten wurden. Zu Vergleichszwecken diente ein elektrophotographischer Suspensionsentwickler, der durch Dispergieren von 5 g des zusatzfreien Gemisches aus den angegebenen Bestandteilen hergestellt worden war.

Diese insgesamt 23 elektrophotographischen Suspensionsentwickler wurden in der im Beispiel 1 geschilderten Weise zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder verwendet. Die hierbei erhaltenen

ίο Bildkopien wurden auf die Bilddichte in den Bildbezirken und in den Nicht-Bildbezirken untersucht. Die gemessenen Dichtewerte sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

Entwickler

Nr.

2 3 4 5 6 7

9
10
11

12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Vergleich

Tabelle Il

Zusat/substanz

handelsübliche 5%ige Lösung von Monolaurylphosphat in Toluol

1 %ige Lösung von Dilauryiphosphat in Toluol ....

5%ige Lösung von Dilauryiphosphat in Toluol ....

5%ige Lösung von Natriumlaurylsulfat in Toluol ...

5%ige Lösung von Kaliumlaurylsulfal in Toluol ...

handelsübliche 5%ige Lösung von Natriumcetylsulfat in Toluol

handelsübliche 5%ige Lösung von Natriumlaurylsulfat in Toluol

Phthalsäure (in 5%iger Toluollösung)

Azobenzol (in 5%iger Toluollösung)

Azobenzol (in 1 %iger Toluollösung)

Kampfer (in 5%iger Tetrachlorkohlensäurelösung)

Citral (in 5%iger Toluollösung)

Citral (in 1 %iger Toluollösung)

monomeres Styroltin 5%iger Toluollösung)

monomeres Styrol (in 5%iger ToluoHösung)

monomeres Styrol (in 5%iger Toluollösung)

zusatzfrei ι

Im Tonerkonzentrat enthaltene Menge
in g

5 1 5 1

10 5 5

BikÜichte in den

Bildbezirken

1,33
1,24
1,32
1,29
1,29
1,31
1,32

1,27
1,30
1,30

10	1,28
1	1,27
5	1,26
5	1,27
5	1,30
10	1,30
5	1,28
1	1,28
1	1,28
1	1,33
5	1,30
0,1	1,25
	1.20

Nichl-Bildbezirken

0,11 0,09 0,13 0,09 0.11 0,11 0.11

0,09 0.11 0,11

0,11 0.13 0,09 0,11 0.11 0.09 0.11 0.09 0.11 0.09 0,13 0,11 0.23

Selbstverständlich können diese Zusätze auch in Mischung miteinander verwendet werden.

509630/:

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographischer Suspensionsentwickler aus einer Trägerflüssigkeit, einem Toner, dessen Pigmentteilchen mit einem Steuerstoff umhüllt sind, und einem Zusatz, dadurch gekennzeichnet, daß er als Zusatz ein Metalldialkyldithiophosphat der Formel