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B e s c h r e i b u n g zu der Patentanmeldung betreffend Entwickler
für elektrostatische latente Bilder.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Entwickler für elektrostatische
latente Bilder, bei dem Tonerpartikel in einer isolierenden Flüssigkeit dispergiert
sind.
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Nach bekannten Verfahren werden feste Gonerteilchen in Kohlenwasserstoffen
oder anderen isolierenden Flüssigkeiten dispergiert, in denen sie eine elektrophoretische
Ladung bestiflten Vorzeichens annehmen. Ua diese elektrophoretische Ladung zu kontrollieren,
ist es bekannt (Britisch*s Patent 835 044, USA-Patent 3 078 231), das eigentlich
tonerde Pigment lit einen Steuerstoff so zu vor tischen, daß dieser Steuerstoff
- in Harz, ein öl oder ein.
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oberflächenaktive Substanz - die Grenzfläche in Kontakt mit der isolierenden
Flüssigkeit darstellt, indem sie das Pigmeint ganz oder teilweise überzieht. Diese
Steuerstoffe bestimmen so die elektrokinetischen Eigenschaften des Xonerpartikels
oder sind zumindestens der dominierende Faktor für ihre Bestimmung.
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Es wird auch als bekannt vorausgesetzt, daß diese Steuerstoffe, die
zumeist gleichzeitig als Fixiermittel wirken, auch Copolymere mit Dipoleigenschaften
sein können, und daß hierdurch die Dichte des Tonerbildes wie auch die Dispergierbarkeit
des Tonerkonzentrats gefördert wird (australische Patentanmeldung 4037/66).
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Die Erfindung hat einen flüssigen Entwickler für elektrostatische
Ladungen bzw. Polarisationen zum Gegenstand, der gegenüber den bisher bekannten
Entwicklern kontrastreichere Bilder und eine schnellere Entwicklung ermöglicht und
auch stabilere Dispersionen ergibt.
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In dem oben erwähnten bekannten Vertnhtea muß die Umhüllung der Pigientteilchen
vollständig und gleichmäßig sein, da sonst Teilchen von unterschiedlichen elektrokinetischen
Eigenschaften vorhanden sind, die zur ßchleierbildung führen würden. Die vollständige
und gleichmäßige Umhüllung kann nur durch intensive zeitraubende Mahlvorgänge
erreicht
werden. Dabei führen bei längeren Standzeiten die aus Ölen oder Harzen bestehenden
Oberflächen der Partikel zu Vernetzungen und damit zu Toneragglomeraten und Sedimenti
erungen.
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Bei dem Toner nach der Erfindung bestimmt ein Aggregat von mehreren
Pigmenten das elektrophoretische Potential innerhalb der Trägerflüssigkeit bzw.
die elektrokinetischen Eigenschaften. Diese Pigmentaggregate berühren die Trägerflüssigkeit,
und es ist daher für die Erfindung wesentlich, daß diese im folgenden noch näher
erläuterten Aggregate von den Fixierharzen oder Bindemitteln nicht umzogen oder
umhüllt sind. Die Pigmentaggregate sind aus mehreren Pigmenten zusammengesetzt,
ohne daß es hierfür notwendig oder auch nur sinnvoll wäre, daß - wie in dem bekannten
Fall -eine Substanz die andere überzieht. Es wird vielmehr durch eine intensive
Mischung ein Farbaggregat (Farbkörper) hergestellt.
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Die Bestandteile des Farbkörpers sind so ausgewählt, daß durch diese
Pigmente selbständig - ohne weitere Kontrollsubstanz - die gewünschte Polarität
erreicht wird.
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Der -Zusatz der Fixier- oder Bindemittel wird so gering gehalten,
daß eine einwandfreie Fixierung gerade noch gewahrleistet wird, eineUmhüllung der
Aggregate jedoch nicht er-5 foigen---iamn.
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Intensive und ausgedehnte Mahlvorgänge mit diesen fixierenden Harzen
sind nicht nur unnötig, sondern führen zu gegenteiligen Ergebnissen. Die geringe
Anzahl von Verknüpfungen zwischen einzelnen Enden oder Teilen des makromolekularen
Bindemittels an einigen Stellen der Oberfläche des Aggregates genügt. Diese Verknüpfung
kann durch Van-Der-Waals-Kräfte und London-Kräfte im Zusammenwirken mit der Macro-Brownschen
Molekularbewegnng bei Zusammenrühren mit dem Farbkörper vor Fertigstellung des Tonerkonzentrates
erreicht werden.
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Es wurde ferner gefunden, daß für das erfindungsgemäße Tonersystem
eine Aggregat- oder Farbkörpergröße von unter 1.000 Angström wichtig ist. Diese
außerordentliche Feinheit ist neu und ungewöhnlich, zumal das Aggregat nicht größer
sein soll.
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Dementsprechend ist ein Entwickler der eingangs genannten Gattung
dadurch ausgezeichnet, daß die festen Tonerpartikel aus Aggregaten bestehen, die
an ihrer Außenseite mit einem fixierenden Harz verbunden sind, ohne aber von diesem
beschichtet, -umkleidet oder überzogen zu sein, und daß diese Aggregate selbst die
elektrodynamische-n Eigenschaften der Tonerpartikel -bestimmen und bei ihrer Herstellung
Diameter unter 1.000 Angström haben.
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Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Entwicklertyps wurde
dadurch erreicht, daß das Aggregat aus Teilchen von mindestens drei verschiedenen
Verbindungen hergestellt wurde. Alle drei können Pigmente sein. Die Pigmentzusammenstellungen
werden zweckmäßigerweise so gewahlt, daß sie den erwünschten Farbton vertiefen oder
intensivieren.
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Hierbei ist nun wesentlich, daß mindestens zwei Teile des Farbkörpers
besonderer Art sind, nämlich ein Teil eine acceptorische und ein anderer eine donatorische
Verbindung darstellt.
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Hierbei ist acceptorisch oder donatorisch auch in dem Sinne zu verstehen,
daß die Verbindungen ein deutlich unterschiedliches Band-Niveau besitzen können,
wenn sie auch beide (für sich allein) noch zu acceptorischen bzw. donatorischen
Verbindungen zahlen können.
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Nach einer weiteren wesentlichen Verbesserung der Erfindung ist ein
anorganischer oder ein organischer Phosphor als eine der mindestens drei Verbindungen
verwandt.
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Messungen haben ergeben, daß die üblichen elektrophoretischen Potentiale
bekannter e1ektrophotograpi-scher Entwicklertypen durch das erfindungagemäße Tonersystem
um das Dreifache überboten werden. Potentiale von150 mV und wehr sind gegenüber
etwa 50 mV bei üblichen Entwicklern gzes8. n.
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Ferner wurde festgestellt, daß das Ergebnis nicht als die Addition
der elektrophoretischen Potentiale erklärt werden kann, die für die einzelnen Bestandteile
des Farbkörpers ermittelt wurden. Ohne daß hiermit eine die Erfindung einengende
Deutung gegeben werden soll, darf angenommen werden, daß die von dem oben beschriebenen
besonderen Farbkörper - und nicht von den diesen überziehenden steuernden Stoffen
- dominierend bestimmte elektrokinetische Energie durch einen Energie- oder Elektron-Transfer-Mechanismus
im Farbkörper verstärkt ist, und daß dieser wiederum durch das elektrostatische
latente Feld ausgelöst ist. Die große Bilddichte erklärt sich zusätzlich durch einen
Ladungsübergang, der über die Farbkörper selbst nach ihrer Anlagerung vor sich geht.
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Beispiel I (schwarzer Entwickler) Flammruss (Siegle) 55 g Heliogenblau
(B&SF) LBGN 7 g (jcceptor) CADMOPUR-Rot (Bayer) 8 g (&cceptor-Donator-Komplex)
werden in einer Eugel-, Perl- oder Kolloidmühle etwa eine Stunde zusammen vermahlen.
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Sodann werden Cadmiumsulfid (Merck) 1 g, welches kupferdotiert wurde
(Donator-Acceptor-Komplex) diphenyl 0,1 g als organ. Donator zugegeben und für eine
weitere 1/4 Stunde vermahlen.
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Dieser Farbkörper entwickelt ein erheblich höheres elektrophoretisches
Potential als die obige Grundzusammensetzung, wenn er in einem Kohlenwasserstoff
mit 3 bis 5 % Aromaten dispergiert wird.
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Als Fixierstoff wird auf die obige Menge des Farbkörpers eine 50
ziege Dispersion (in obigen aromatischen Eohlenwasserstoffen) von 30 g Pliolite
VT oder V2AC (Goodyear) benützt. Dieser Fixierstoff wird in einem Hochleistungsrührer
der obigen Dispersion zugesetzt. Dieser Zusatz verändert das elektrophoretische
Potential nicht meßbar. Andererseits würde die Umkleidung des Pigment- oder Farbkörpers
mit Pliolite die feststellbaren elektrokinetischen Eigenschaften nicht erklären.
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Beispiel II (blauer Entwickler) Heliogenblau LBGN (BkSF) 70 g Paraphenylendiamin
1 g (als Donator) liphachloranil 1 g (als Acceptor) die beiden letzten als Donator-koceptor-Eomplexe
icriflavin 0,03 g (als org. Phosphor) werden behandelt wie in Beispiel I einschließlich
des-Zusatzes des Fixiermittels.
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Beispiel III (schwarzer Entwickler) Flammruss (Siegle) 60 g Heliogenblau
LBGN (BASF) 7 g CADMOPUR-Rot (Bayer) 8 g Cadmiumsulfid (Merck) 1 g (kupferdotiert
wie in Beispiel I) Paraphenylendiamin 0,7 g (icceptor-Donator-Komplex) liphachloranil
0,5 g (" 1I II ) 1,1' Diethyl - 2,2' Dicarbocyaninjodid 0,05 g (org. Phosphor) werden
behandelt wie in Beispiel I, und Fixiermittel wie in diesem Beispiel werden zugegeben.
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Durch Messungen konnte festgestellt werden, daß die oben beschriebenen
Entwickler ein elektrophoretisches Potential erreichen können, welches das der bekannten
Entwicklertypen um ein Mehrfaches übersteigt. Hieraus erklären sich hoher Kontrast
und große Entwicklungsgeschwindigkeit.
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