DE1941241B2

DE1941241B2 - Elektrisch leitender toner zur entwicklung von elektrostatischen ladungsbildern

Info

Publication number: DE1941241B2
Application number: DE19691941241
Authority: DE
Inventors: Satoshi Saitama; Saito Hachiro Narashino Chiba; Takeuchi (Japan)
Original assignee: Dai Nippon Insatsu KX., Tokio
Priority date: 1968-08-15
Filing date: 1969-08-13
Publication date: 1977-03-24
Also published as: DE1941241A1; US3788738A

Description

Die Erfindung betrifft elektrisch leitende Toner zur Entwicklung von elektrostatischen Ladungsbildern, bestehend aus einem Pigment, einem elektrisch leitfähigen Material und einem thermoplastischen Bindemittel.

Das den bekannten elektrostatografischen Verfahren gemeinsame Merkmal besteht in der Verwendung eines gefärbten und reibungselektrisch geladenen elektrisch isolierenden Toners. Diese bekannten Verfahren weisen den als »Randeffekt« bezeichneten Nachteil einer Degradation des gebildeten sichtbaren Bildes auf. Der Randeffekt hat eine ungleichmäßige Dichte im sichtbaren Bild zur Folge, da die elektrischen Kraftlinien auf der Umrißlinie des elektrostatischen Ladungsbildes konzentriert werden und somit das sichtbare Bild an der Umrißlinie eine größere Dichte besitzt. Der Randeffekt tritt in stärkerem Maße auf, wenn ein elektrostatisches Ladungsbild mit einer breiten Fläche entwickelt wird. Wenn also ein Originalbild mit einer breiten Fläche mittels der bekannten Verfahren kopiert wird, unterliegt die sich ergebende Kopie dem Randeffekt und einer Degradation. Aufgrund des Randeffektes ist es auch unmöglich, mit den bekannten Verfahren eine Kopie von Halbtonvorlagen herzustellen. Dieser Mangel behindert die Entwicklung der bekannten Verfahren der Elektrofotografie oder der Elektrografie in starkem Maße.

In der US-PS 31% 039 wird ein Verfahren zur Ummantelung einer pulverförmigen Substanz mit einer anderen pulverförmigen Substanz, insbesondere: die Ummantelung eines Harzes mit Kohlenstoff und deren Verwendung als Toner genannt. Da die Kohlenstoffschicht auf der Außenseite der Kerne angeordnet ist, kann die Dicke dieser Schicht nur sehr gering sein, da sonst die Gefahr des Abfallens der Kohlenstoffpartikelchen gegeben ist. Beim Ablösen der an der Außenseite des Toners angebrachten Kohlenstoffteilchen vom Toner ist die Gefahr von Unregelmäßigkeiten und Verschmutzungen des Aufzeichnungsmaterials sehr groß. Auch hat Kohlenstoff die Eigenschaft, Fremdstoffe, wie OL d.h. also auch das Harz, zu adsorbieren. Dadurch wird die Hitzebeständigkeit des Toners herabgesetzt Die Leitfähigkeit des Toners, der entsprechend der US-PS 31 96 039 erhalten wird, ist nur durch die Kohlenstoffpartikelchen in der äußeren Schicht des Toners gegeben. Die übrigen Pigmente sind jedoch meist nicht leitend, wobei die Verwendung dieser Toner bei der Herstellung farbiger Kopien stark eingeschränkt bzw. nicht möglich ist

In der DT-OS 15 22 557 werden Toner angegeben, die nicht elektrisch leitend, sondern elektrisch isolierend sind. Bei Verwendung dieser Toner ergibt sich der ungewünschte Randeffekt durch den das sichtbare Bild entstellt wird. Der Randeffekt bewirkt eine ungleichmäßige Farbverteilung innerhalb des sichtbaren Bildes. Der Randeffekt tritt um so stärker auf, je größere Flächenbereiche das elektrostatische Ladungsbild aufweist Ein weiterer Nachteil eines derartigen Toners besteht darin, daß mit einer Belichtung nur eine einzige Kopie hergestellt werden kann, weil der elektrisch isolierende Toner direkt an dem Teil haftet, an welchem die elektrostatische Ladung gebildet wird.

Die Tonerteilchen, die in der DT-OS 19 37651 beschrieben sind, enthalten zur Erzeugung der elektrischen Leitfähigkeit Ruß. Demzufolge ist die Farbe einer mit einem derartigen Toner hergestellten Kopie dunkel, da der Ruß den Toner dunkel färbt Durch den in der DT-OS 19 37 651 beschriebenen Aufbau des Toners kann nicht erwartet werden, daß der Toner eine gleichmäßige elektrische Leitfähigkeit aufweist Dadurch wird die Reproduzierbarkeit von Halbtonbereiche nicht gut

Aufgabe der Erfindung ist es, elektrisch leitende Toner zur Entwicklung von elektrostatischen Ladungsbildern zur Verfügung zu stellen, bei denen der Randeiiekt hinreichend beseitigt wird und mit deren Hilfe Halbtonvorlagen kopien werden können.

Gegenstand der Erfindung sind elektrisch leitende Toner zur Entwicklung von elektrostatischen Ladungsbildern, die aus einem Pigment, einem elektrisch leitfähigen Material und einem thermoplastischen Bindemittel bestehen, und die dadurch gekennzeichnet, sind, daß das Pigment von dem thermoplastischen Bindemittel umhüllt ist und daß das Bindemittel ein im wesentlichen farbloses, elektrisch leitfähiges Material enthält oder von diesem umhüllt wird.

Gemäß der Erfindung wird also ein elektrisch leitender Toner verwendet Unter normalen Bedingungen ist er nicht elektrostatisch geladen und ist normalerweise nicht in der Lage, an irgendeinem Material elektrostatisch zu haften. Wenn ein Gegenstand in die Nähe eines elektrostatisch geladenen Materials gebracht wird, wird er bekanntlich an seiner diesem Material zugewandten Seite mit einer elektrischen Ladung aufgeladen, die zu derjenigen des Materials entgegengesetzt ist, während er an seiner dem Material abgewandten Seite gleichzeitig mit einer Ladung aufgeladen wird, welche die gleiche ist wie diejenige des Materials. Diese Erscheinung tritt bei einem elektrisch leitenden Gegenstand aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit auf und wird durch die Polarisationswirkung auch bei einem Gegenstand verursacht, der aus dielektrischem Material besteht. Wenn ein elektrisch leitender Gegenstand in die Nähe eines elektrisch geladenen Materials gebracht und dann elektrisch geerdet wird, wird er mit einer elektrischen Ladung aufgeladen, die zu derjenigen des Materials

entgegengesetzt ist. Wenn der elektrische Schaltkreis zwischen dem leitenden Gegenstand und Masse unterbrochen wird, kann der Gegenstand eine Ladung zurückbehalten, die entgegengesetzt zu derjenigen des Materials ist

Auch die Erfindung kann unter Bezugnahme auf das ob«n angegebene Prinzip eirläutert werden. Beispielsweise wird ein elektrostatisches Ladungsbild auf einem fotoleitenden elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial wie z. B. einer amorphen Selenplatte oder einem Zinkoxid-Harzpapier, dadurch gebildet, daß das Aufzeichnungsmaterial einer Koronaentladung ausgesetzt und auf ihn ein Lichtbild oder Lichtmuster aufgenommen wird. Nun wird ein elektrisch leitender Toner über das gesamte Teil gestreut und dann eine Überschußmenge des Toners durch eine Schrägstellung odei durch Vibrieren des Aufzeichnungsmaterials oder auf sonstige Weise beseitigt, während der Toner auf dem elektrostatischen Ladungsbild haften bleibt Die Haftung und Festhaltung des leitenden Toners auf dem elektrostatischien Ladungsbild beruht auf der Tatsache, daß der Toner mit einer elektrischen Ladung aufgeladen wird, die zu derjenigen des Ladungsbildes entgegengesetzt ist nachdem die Überschußmenge des Toners vom fotoleitenden Aufzeichnungsmaterial entfernt worden ist

Der gemäß der Erfindung verwendete leitende Toner wird ausgewählt aus elektrisch leitenden, wasserlöslichen, hochmolekularen Substanzen, wie z. B. Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Gelatine, Polyacrylamid u. dgl- organischen Stoffen, wie ζ Β. Harnstoff, Stärke, Natriumalginat Zucker u. dgl. und anorganischen Miiterialien, wie z. B. Fe, Cu, Al, Natriumchlorid und Kupfersulfat. Auch andere Materialien mit geringerem elektrischen Widerstand können für denToner verwende) werden. Dieser leitend«: Toner wird im Pulverzustand benutzt, und die Leitfälligkeit der Hauptmasse der Teilchen dieses Toners ist praktisch vernachlässigbar, weil gemäß der Erfindung die elektrische Obertiächenleitfähigkeit der Partikeln oder die leichte Beweglichkeit der durch die elektrostatische Induktion erzeugten elektrischen Ladung ausgenutzt wird. Infolgedessen können gemäß der Erfindung auch gewisse Materialien mit hohem elektrischen Widerstand verwendet werden, wenn die Außenfläche ihrer Partikeln so behandelt wird, daß sie elektrisch leitend ist, oder wenn der elektrische Oberflächenwiderstand der Teilchen herabgesetzt wird.

Die bekannten Entwicklungsverfahren der Elektrofotografie oder Elektrografie beruhen auf dem Prinzip der Reibungsaufladung. Deshalb muß der Toner selbstverständlich eine reibungselektrische Ladung mit einer Polarität aufweisen, die entgegengesetzt ist zu derjenigen des elektrostatischen Ladungsbildes, das auf einem elektrofotgrafischen oder elektrografischen Aufzeichnungsmaterial erzeugt wird. Beispielsweise ist es für eine positiv-nach-positiv-Kntwicklung notwendig, bei der Elektrofotografie einen elektrisch negativ geladenen Toner zu verwenden und bei einem anderen elektrofotografischen Verfahren ist ein positiv geladener Toner erforderlich. Wenn die elektrische Polarität des Toners die gleiche ist wie diejenige des elektrostatischen Ladungsbildes, erfolgt eine positiv-nach-negativ-Entwicklung, doch das sich ergebende sichtbare Bild weist keine gute Qualität auf. Bei den bekannten Verfahren ist es erforderlich, die reibungselektrische Ladung des verwendeten Toners zu kontrollieren, damit ein gutes sichtbares Bild entsteht. Dahier muß das Material für die Toner-Träger-Kombination so gewählt werden, daß es in der reibungselektrischen Reihe höher steht und ferner müssen die Ladungskontrollmittel auf dem Toner gemischt werden oder die Trägeroberfläche bedarf einer speziellen Behandlung. Außerdem muß gemäß den bekannten Verfahren das Material für den Toner selbst einen hohen elektrischen Widerstand besitzen.

Im Gegensatz hierzu muß der elektrisch leitende Toner gemäß der Erfindung nicht reibungselektrisch geladen werden, weil ihm die ntgaiive Ladung erteilt wird, wenn er in die Nähe eines positiven elektrostatischen Ladungsbildes gebracht wird oder dieses berührt während ihm eine positive Ladung erteilt wird, wenn er in die Nähe eines negativen Ladungsbildes gelangt oder dieses berührt Es wird folglich eine elektrostatische Anziehungskraft zwischen dem elektrostatischen Ladungsbild, das sich auf einer dielektrischen Schicht oder einer elektrofotografischen Schicht befindet und dem leitenden Toner, der eine elektrostatisch induzierte Ladung aufweist erzeugt so daß der Toner am Ladungsbild haftet Bei aer Erfindung findet also stets eine positiv-nach-positiv-Entwicklung statt unabhängig davon, ob das elektrostatische Ladungsbild elektrisch negativ oder positiv ist so daß das Material für den Toner gemäß der Erfindung in einem weiten Bereich variierbar ist und auf einfache Weise unabhängig von den reibungselektrischen Eigenschaften ausgewählt werden kann Zur Durchführung der Entwicklung gemäß der Erfindung findet vorzugsweise ein Eintauchvorgang statt Dazu wird die dielektrische Schicht oder die auf einem Schichtträger angeordnete fotoleitende Isolierschicht auf denen das elektrostatische Bild erzeugt wird, in den leitenden Toner eingetaucht und dann wird die überschüssige Menge des Toners von der Schicht durch eine Vibration oder duuh eine Neigung des Aufzeichnungsmaterials entfernt. Der leitende Toner kann auch gleichmäßig und kontinuierlich auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials, auf dem das elektrostatische Ladungsbild gebildet ist gestreut werden oder mit der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials in Berührung gebracht werden.

Wie schon erwähnt wurde, haftet der leitende Toner elektrostatisch am elektrostatischen Ladungsbild, und deshalb darf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials nicht durch Einwirkung einer unnötig starken mechanischen Kraft zu sehr gerieben werden, um ein gutes sichtbares Bild zu erzeugen. Es ist also zweckmäßig, daß der Toner mit dem elektrostatischen Ladungsbild im statischen Zustand in Berührung gebracht wird, ohne die Oberfläche des Ladungsbildes zu reiben. Der Entwicklungsvorgang kann in diesem Fall nicht sehr schnell durchgeführt werden, ist aber sehr einfach. Es ist jedoch auch möglich, die Entwicklung mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen, und zwar dadurch, daß man den Tone 1 mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt w ie die Aufzeichnungsschicht mit dem elektrostatischen Ladungsbild, wie weiter unten anhand der Beispiele erläutert wird, der leitende Toner befindet sich relativ zur Aufzeichnungsschicht im statischen Zustand.

Bei den bekannten elektrofotografischen Verfahren kann bei der Fixierung kein elektrisch leitender Toner verwendet werden, der aus pulverförmigen Metallen oder ihren Zusammensetzungen besteht, weil diese bei der üblichen Erwärmung oder in Gegenwart eines Lösungsdampfes nicht schmelzen oder ausgelöst werden können. Gemäß der Erfindung können jedoch zum Fixieren des sichtbaren Bildes pulverförmige Metalle benutzt werden, wenn sie mit einem elektrisch gut leitenden und leicht schmelzbaren Material oder einem

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in Wasser löslichen Material wie z. B. ein« organischen Substanz oder einer hochmolekularen Substanz überzogen werden. Ferner können herkömmliche pulverförmige Stoffe, die einen hohen elektrischen Widerstand besitzen, ebenfalls gemäß der Erfindung benutzt werden, nachdem sie mit einem elektrisch leitenden Material fiberzogen worden slyd, denn diese herkömmlichen pulverförmigen Stoffe sind bei Erhitzung schmelzbar oder in Gegenwart eines Lösungsdampfes lösbar.

Durch den Schmelz- oder Auslösevorgang wird das sichtbare Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial fixiert, und die Kopie des Originals ist hergestellt Wenn das sichtbare Bild durch Anwendung der herkömmlichen Übertragungsmethode auf ein Bildempfangsmaterial fibertragen wird, wird das auf dem Aufzeichnungsmaterial befindliche sichtbare Bild so auf das Bildempfangsmaterial gebracht, daß die Schichten fest miteinander verbunden sind, und dann wird das sichtbare Bild der Koronaentladung ausgesetzt oder mit einer beispielsweise roHenförmigen Elektrode gewalzt, an welche die äußere elektrische Spannung angelegt wird.

Ferner ist es eine interessante Tatsache, daß dann, wenn der Toner ein elektrisch leitendes ferromagnetisches Pulver ist, dieser am elektrostatischen Ladungs- bild haftende magnetische Toner durch die Wirkung eines Magneten auf das Bildempfangsmaterial übertragen werden kann, das im Abstand von dem Aufzeichnungsmaterial angeordnet ist, welches das aus dem Toner gebildete sichtbare Bild aufweist, denn die magnetische Anziehungskraft auf den leitenden ferromagnetischen Toner ist sehr kräftig.

Die Erfindung soll im folgenden an einer Reihe von Beispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

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Durch einer fotoelektrisch leitenden Bindemittelschicht wurde ein Papier mit einer fotoleitenden isolierenden Schicht überzogen, deren Dicke 2 bis 4 Mikron betrug. Zur Herstellung einer Schicht wurden Zinkoxid, Silikonharz und ein Farbstoff (Color Index 45435) im Gewichtsverhältnis von 50 :10 :0,1 gemischt. Diese fotoleitende isolierende Schicht besät! eine gute Fotoleitfähigkeit, kann aber durch ein handelsübliches, elektrofotografisches Papier ersetzt werden. Die fotoleitende Isolierschicht wurde an einer dunklen Stelle durch eine negative Koronaentladung aktiviert (lichtempfindlich gemacht), und dann wurde die aktivierte Schicht mit einem Lichtbild in der Breite des Bildes belichtet, um ein elektrostatisches Ladungsbild zu so erzeugen. 200 g eines Eisenpulvers, das Korngrößendurchmesser von 0,046 mm oder wenig?r aufweist, wurden mit einem Fixierungsmaterial überzogen oder beschichtet, das durch die Mischung mit Schellack, Methylalkohol und Sorbitmonolaurat im Gewichtsverhältnis von 10:50:0,01 hergestellt wurde und einen Schmelzpunkt von 100° C bis 150° C besaß. Das überzogene Eisenpulver wurde auf das auf dem Papier befindliche elektrostatische Ladungsbild gestreut, und dann wurde die überschüssige Menge de« Pulvers durch eine Neigung des Papiers von diesem entfernt um das elektrostatische Ladungsbild in ein sichtbares Bild zu entwickeln, bei welchem kein Randeffekt zu bemerken war. Das sichtbare Bild war gut, wurde jedoch zerstört, wenn man es in die Helligkeit brachte und abrieb. Deshalb wurde das sichtbare Bild unter Erhitzung bei einer Temperatur von 100° C bis 150° C in der Dunkelheit fixiert.

Beispiel 2

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, doch wurde nun die beim Beispiel 1 benutzte fotoleitende Isolierschicht durch eine Aluminiumplatte ersetzt, die eine dünne Schicht aus amorphem Selen besaß, welche durch eine positive Koronaentladung aktiviert wurde. Sie kann auch durch eine handelsübliche elektrofotografische Platte ersetzt werden. Das sich ergebende sichtbare Bild war ebenso gut wie beim Beispiel 1.

Ferner wurden ähnliche Resultate beobachtet, wenn das bei den Beispielen 1 und 2 verwendete Eisenpulver durch wenigstens eines der Pulver aus Al, Zn, Sn, Ni, Cu, Messing und ihren Legierungen ersetzt wurde oder durch wenigstens ein pulverförmiges Metall, das durch elektrische oder stromlose Plattierung eines Pulvers aus Al, Zn, Sn, Ni, Cu und/oder Cr mit mindestens einem dieser Metalle hergestellt wurde.

Beispiel 3

Die Beispiele 1 und 2 wurden wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß das bei diesen Beispielen verwendete beschichtete Eisenpulver durch ein Graphitpulver ersetzt wurde, das mit dem in Beispiel 1 benutzten Fixierungsmaterial überzogen wurde, wobei ein gutes sichtbares Bild entstand.

Ferner wurden ähnliche Resultate bei der Verwendung eines pulverförmigen Materials beobachtet, das aus folgenden Stoffen gewählt wurde: Ruß, Gelatine, Schellack, Kasein, Gummiarabicum, Stärke, Methylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Polyacrylamid, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol, wasserlösliches Harz, Zinn- oder Zinkoxid, Silberchlorid, Eisenphosphat, Bleiacetat, kristalline anorganische Zusammensetzungen, Pigmente und Farbstoffe. Einige dieser Stoffe konnten erst dann auf dem elektrostatischen Ladungsbild unter Erhitzung fixiert werden, nachdem sie mit dem in Eieispiel 1 angegebenen Fixierungsmaterial behandelt worden waren.

Beispiel 4

Es wurde ein gefärbtes und elektrisch isolierendes Polystyrolpulver hergestellt. Hierzu wurden 100 g Polystyrolharz in 200 ecm Methyläthylketon gelöst und zu der Lösung 10 g Ruß zugeführt. Die Mischung wurde 24 Stunden in einer Kugelmühle gemahlen, und das Keton wurde unter Erhitzung verdampft. Nach dem Abkühlen wurde die Mischung unter Verwendung eines Strahlzerkleinerers in feine Partikeln zerstäubt. Das so hergestellte Polystyrolpulver wurde mit einer wäßrigen Lösung behandelt, die 1 bis 5 g Gelatine, 100 g Wasser und 0,01 g Polyoxyäthylensorbitmonostearat enthielt damit die Oberfläche des Polystyrolpulvers elektrisch leitend wurde. Das beschichtete Pulver wurde getrocknet und dann als Toner auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 1 verwendet, so daß ein sichtbares schwarzes Bild entstand. Dieses sichtbare Bild wurde auf der auf dem Papier befindlichen fotoleitenden isolierenden Schicht auf die gleiche Weise wie beim Beisiel 1 dadurch fixiert, daß es bei einer Temperatur von 100° C bis 150° C erhitzt wurde, um das Polystyrolharz zu schmelzen.

Ferner wurde festgestellt, daß irgendein beliebiges gefärbtes, pulverisierbares isolierendes Harz gemäß der Erfindung benutzt werden kann, nachdem es in feine Partikeln zerstäubt worden ist und die Partikeln dann beschichtet worden sind, um ihre elektrische Leitfähig-

keit zu erhöhen. Außerdem hat sich gezeigt, daß es zu bevorzugen ist, bei der Herstellung des Polystyrolpul· vers zum Herabsetzen seines elektrischen Isolationswiderstandes ein antistatisches Mittel oder Agens zu verwenden.

Beispiel 5

Das Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch wurde das beschichtete Eisenpulver durch einen Toner ersetzt, der auf die folgende Weise hergestellt wurde:

20 g Gelatine und 2 g Anilinblau (= Color Index 689; vergleiche R ö m ρ ρ, Chemielexikon, 6. Auflage, Band 1, S. 347) wurden sorgfältig in 100 ecm heißem Wasser aufgelöst. Die Lösung wurde getrocknet, und die sich ergebende Mischung wurde in feine Partikeln pulverisiert. Die Oberfläche der Partikeln wurde mit einer Alkohollösung behandelt, die 20% Schellack und eine kleine Menge an Titanchlorid enthielt. Die so behandelten Partikeln wurden dann getrocknet und bildeten nun den elektrisch leitenden Toner.

Beispiel 6

Ein Eisenpulver wurde mit einem elektrisch leitenden Bindemittel behandelt, das unter Verwendung einer Mischung hergestellt wurde, die zu 10 Gewichtsteilen aus einem Copolymer von Polyvinylacetat und Crotonsäure, zu 50 Gewichtsteilen aus Wasser und zu 0,01 Gewichtsteilen aus einem antistatischen Mittel (Alkylbenzolsulfonat) bestand. Das so behandelte Eisenpulver wurde als Toner zum Umwandeln eines elektrostatischen Ladungsbildes in ein sichtbares Bild benutzt. Es wurde festgestellt, daß das sichtbare Bild fast nicht auf ein Polystyrolblatt übertragen wurde, wenn das Bild in einem Abstand von 1 bis 3 mm von diesem Blatt in einem dunklen Raum angeordnet und eine negative oder positive Koronaentladung an der Rückseite des Blattes angelegt wurde. Ferner wurde festgestellt, daß das sichtbare Bild ebenfalls fast nicht auf das Polystyrolblatt übertragen wurde, wenn hinter dem Blatt eine Elektrode angeordnet und an diese eine Spannung von 500 bis 10 000 Volt angelegt wurde.

Das sichtbare Bild wurde jedoch wirkungsvoll auf das Polystyrolblatt übertragen, wenn es in eine Berührung mit dem Blatt gebracht und hinter dem Blatt die Koronaentladung angelegt wurde. Das übertragene sichtbare Bild wurde unter Erhitzung bei einer Temperatur von 100° C bis 150° C fixiert.

Bei einem weiteren Versuch wurde das sichtbare Bild in einem Abstand von 1 bis 3 mm vom Polystyrolblatt in einem hellen Raum angeordnet Es stellte sich heraus, daß das sichtbare Bild wirksam auf das Polystyrolblatt übertragen wurde und das Bild wurde dann unter Erwärmung bei einer Temperatur von 100" C bis 150° C fixiert

Schließlich wurde festgestellt, daß bei Herstellung eines Toners durch Behandlung eines ferromagnetischen Pulvers (Eisennnlver) mit dem oben angegebenen Fixierungsmaterial und der Verwendung des Toners auf die oben erwähnte Weise das sichtbare Bild nicht nur mittels des elektrischen Übertragungsverfahrens, sondern auch durch Anwendung der magnetischen Obertragungsmethode, bei welcher ein Magnet benutzt wird, auf das Polystyrolblatt übertragen werden kann.

Beispiel 7

Es wurde eine Kopie eines Halbton-Originals hergestellt. Hierzu wurden der in Beispiel 5 erwähnte Toner und ein fotoleitendes Teil verwendet, das aus einem anorganischen Fotoleiter, wie z. B. Zinkoxid, amorphem Selen, Kadmiumsulfid oder einem organischen Fotoleiter, wie z. B. Polyvinylcarbazol, bestand. Es wurde festgestellt, daß die Qualität der Kopie in Abhängigkeit von der Eigenschaft des verwendeten Fotoleiters unterschiedlich war, und daß die Kopie außerdem durch die Gammawerte γ des fotoleitenden Teiles beeinflußt wurde. Beispielsweise ergaben handelsübliches elektrofotografisches Papier oder eine

ίο elektrofotografische Platte eine Kopie mit hohen Kontrasten, während ein fotoleitendes Teil aus Kadmiumsulfid oder Polyvinylcarbazol eine Kopie mit geringem Kontrast lieferte Es zeigte sich, daß der beste Fotoleiter ein pulverförmiges reines Kadmiumsulfid war, das mit Kupfer in einer Menge von 10~⁴ bis 10~⁶ Molprozent dotiert wurde. Dieser Fotoleiter wurde in einem Bindemittel, wie z. B. einem Epoxidharz, dispergiert und die Dispersion wurde zur Bildung einer fotoieitenden isolierenden Schicht verwendet.

Beis.piel 8

Auf einem handelsüblichen elektrostatischen Aufzeichnungspapier, also auf einem mit einer dielektrischen Schicht versehenen Papier, wurde unter Verwendung einer nadelartigen Elektrode, an die eine Spannung von 200 bis 1500 Volt angelegt wurde, ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt, das dann unter Verwendung des in Beispiel 5 erwähnten Toners entwickelt wurde. Es zeigte sich, daß ein gutes sichtbares Bild entstand, und zwar unabhängig davon, ob an die Elektrode eine negative oder eine Positive Spannung angelegt wurde.

Ferner stellte sich heraus, daß ein gutes sichtbares Bild entstand, wenn ein elektrostatisches Ladungsbild unter Verwendung einer Platte mit einem konvexen Muster, an die eine Spannung von 200 bis 20^0 Volt angelegt wurde, auf einem handelsüblichen elektrostatischen Aufzeichnungspapier erzeugt und dann unter Verwendung des in Beispiel 5 erwähnten Toners entwickelt wurde.

Beispiel 9

Auf einem handelsüblichen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial wurde ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt, das auf Zellglas übertragen wurde, und auf das Zellglas der Toner gemäß dem Beispiel 4 gestreut wurde. Auf der Oberfläche des Zellglases entstand ein sichtbares Bild, das unter Erhitzung bei einer Temperatur von 100° C bis 150° C fixiert wurde.

Dann wurde das Aufzeichnungsmaterial vom Zellglas abgezogen. Das Aufzeichnungsmaterial kann erneut verwendet werden.

Es zeigte sich auch, daß das sichtbare Bild unter Verwendung des oben angegebenen Toners auf dem

SS Zellglas ohne Beschädigung fixiert werden kann, nachdem das sichtbare Bild ins Helle gebracht wurde.

Beispiel 10

Ein elektrofotografisches Papier wurde mittels der Koronaentladung aktiviert (lichtempfindlich gemacht) und anschließend mit einem transparenten Polypropylenblatt bedeckt Auf dem aktivierten elektrofotografischen Papier wurde ein elektrostatisches Ladungsbild dadurch erzeugt, daß es durch das Polypropylenblatt 6s hindurch mit dem Lichtbild belichtet wurde. Auf das Polypropylenblatt wurde der in Beispiel 4 erwähnte Toner gestreut, so daß auf dem Blatt ein sichtbares Bild erzeugt wurde, das dann in die Helligkeit gebracht

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S.·

ivurde. Das Polypropylenblatt wurde vom elektrofotografischen Papier abgezogen und unter Anwendung der herkömmlichen Fixierungsmethode wurde das sichtbare Bild dann auf dem Blatt fixiert.

Beispiel 11 ⁵

Eine Platte für das elektrofotografische Verfahren wurde dadurch aktiviert, daß sie einer positiven oder negativen Koronaentladung ausgesetzt wurde, und es wurde ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt, das dann mit dem Toner auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 5 entwickelt wurde. Auf dem Aufzeichnungsmaterial entstand ein gutes sichtbares Bild, das dann auf herkömmliche Weise auf ein Papier übertragen wurde. Das sich ergebende sichtbare Bild wurde auf dem Papier unter Erwärmung bei einer Temperatur von 100° C bis 150° C fixiert.

Beispiel 12

Eine Platte mit einem konvexen Muster wurde als Elektrode benutzt und mit einem Polystyrolblatt in Berührung gebracht und dann an 200 bis 2000 V gelegt. Anschließend wurde der in Beispiel 5 erwähnte Toner an die Rückseite des Polystyrolblattes gestreut, während die Spannung auf den 200 bis 2000 V gehalten wurde. Auf der Riickfläche des von der konvexen Fläche: der Platte bedeckten oder berührten Blattes entstand durch die Wirkung des elektrischen Feldes ein sichtbares Bild in Übereinstimmung mit dem konvexen Muster.

Beispiel 13

Ein Papier für das elektrofotografische Verfahren wurde dadurch aktiviert, daß es einer negativen Koronaentladung auf die gleiche Weise wie beim bekannten Verfahren ausgesetzt wurde. Dann wurde das aktivierte Papier mit einem Lichtbild belichtet, so daß auf dem Papier ein elektrostatisches Ladungsbild entstand. Das elektrostatische Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial wurde in einen pulverförmigen elektrisch leitenden magnetischen Toner eingetaucht, dessen Größe 5 bis 50 Mikron betrug. Dieser magnetische Toner wurde auf folgende Weise hergestellt:

100 g an fein zerstäubtem magnetischen Eisenoxid wurden mit 20 g bis 30 g an Polystyrolharz gemischt, und die Mischung wurde pulverisiert oder zerstäubt. 10 g des zerstäubten Pulvers wurden in 100 g einer Wasserlösung dispergiert, die 5 g an Lauryltrimethylammoniumchlorid (ein antistatisches Mittel) enthielt. Die siel· ergebende Dispersion wurde getrocknet und ergab den elektrisch leitenden magnetischen Toner.

Nachdem eine auf dem Aufzeichnungsmaterial verbliebene überschüssige Menge des Toners durch Schütteln des Papiers von diesem entfernt worden war, entstand auf dem Aufzeichnungsmaterial ein gutes sichtbares Bild. Das auf dem Papier befindliche sichtbare Bild SS wurde in die Helligkeit gebracht und mit einem Cellulosepapier bedeckt, und dann wurde dicht hinter das Zellulosepapier ein Magnet angeordnet Es zeigte sich, daß das sichtbare Bild wirksam auf das Cellulosepapier übertragen wurde. Das sichtbare Bild te kann dann unter Erhitzung bei einer Temperatur von 100° C bis 150° C auf dem Cellulosepapier fixiert werden.

B e i s ρ i e 1 14 _6j

Das Beispiel 13 wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß dem beim Beispiel 13 verwendeten Toner zusätzlich ein grobes Pulver aus Eisen beigefügt wurde. Das grobe Eisenpulver besitzt eine Größe von 100 bis 500 Mikron. Dieses Beispiel zeigt, daß der Verfahrensschritt des Entfernens eines auf dem Aufzeichnungsmaterial verbleibenden Tonerüberschusses auf einfache Weise durchgeführt werden kann.

Ähnliche Resultate ergaben sich bei der Verwendung von Glaspartikeln, die mit Zinndichlorid behandelt waren oder auf die metallisches Aluminium im Vakuum aufgedampft worden war oder auf das Kupfer stromlos aufplattiert worden war.

Beispiel 15

Bei der Durchführung des Beispiels 13 zeigte sich, daß die überschüssige Menge des Toners nicht vollständig von der Oberfläche des Papieres für das elektrofotgrafische Verfahren entfernt werden konnte. Es stellte sich jedoch heraus daß der auf dem Bereich, wo er nicht haften sollte, verbleibende Toner auf einfache Weise durch Kaskadierung des bei Beispiel 14 verwendeten groben Pulvers entfernt werden kann.

Bei diesem Beispiel wurde die Dichte des sichtbaren Bildes geringfügig herabgesetzt, doch war das Ergebnis für die Praxis befriedigend.

Beispiel 16

Ein auf einem Papier für das elektrofotografische Verfahren gebildetes elektrostatisches Ladungsbild wurde in lose Berührung mit dem Toner gemäß Beispiel 1 gebracht, der über die Oberfläche einer Aluminiumplatte gestreut wurde. Nachdem das Aufzeichnungsmaterial von der Aluminiumplatte abgenommen wurde, zeigte sich auf dem Papier ein gutes sichtbares Bild. Wegen des Toners der auf einem Teil des Papieres für das elektrofotografische Verfahren verbleibt, wo kein sichtbares Bild vorhanden ist, entsteht eine leichte Verunreinigung, die durch Schütteln des Papieres oder durch Kaskadierung des beim Beispiel 14 verwendeten groben Pulvers beseitigt werden kann. Das sichtbare Bild wurde unmittelbar auf dem Papier für das elektrofotografische Verfahren fixiert, kann jedoch auch auf die gleiche Weise wie bei den herkömmlichen Verfahren auf ein Cellulosepapier übertragen und dann auf diesem fixiert werden.

Beispiel 17

Das Beispiel 16 wurde wiederholt, wobei jedoch die Aluminiumplatte durch ein aufgerauhtes Tuch, wie z. B. einen Samtstoff, ersetzt wurde. Auf dem Papier entstand ein gutes sichtbares Bild.

Beispiel 18

Ein konkaver Teil einer Kupferplatte, wie sie ähnlich bei der Fotogravur benutzt wird, wurde mit dem Toner gemäß Beispiel 5 versehen, und die Kupferplatte wurde mit einem elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial in Berührung gebracht, das ein elektrostatisches Ladungsbild besaß. Die Kupferplatte wurde durch ein bekanntes Verfahren so hergestellt, daß sie Gravierungszellen in einer Größe von etwa 40 bis 80 Linien/cm besaß, und der Toner wurde in den konkaven Teil der Kupferplatte eingeführt. Wenn die Kupferplatte mit einem Papier für das elektrofotografische Verfahren in Berührung gebracht wird, haftet der Toner an dem elektrostatischen Ladungsbild und dieses entwickelt dadurch in ein netzartiges sichtbares Bild. Es sei darauf hingewiesen, daß die Gravierungszenen auch durch Korn- oder Faserzellen, Mosaikzellen und andere Arten von Zellen ersetzt werden können.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrisch leitender T jner zur Entwicklung von elektrostatischen Ladungsbildern, bestehend aus S einem Pigment, einem elektrisch leitfähigen Material und einem thermoplastischen Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment von dem thermoplastischen Bindemittel umhüllt ist, und daß das Bindemittel ein im wesentlichen >-> farbloses, elektrisch leitfähiges Material enthält oder von diesem umhüllt wird.

2. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitfähige Material aus Titanchlorid, Sorbitmonolaurat, Polyoxy äihylensorbitmonostearat, Alkylbenzolsulfonat oder Lauryltrimethylammoniumchlorid besteht

3. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus Schellack, Gelatine, Polystyrol oder einem Mischpolymerisat aus Phenylacetat und Crotonsäure besteht

4. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment aus Eisenpulver, Eisenoxidpulver, pulverisierten Metallen oder deren Legierungen, Graphitpalver, pulverisiertem Ruß, pulverisierter Gelatine, pulverisierten Kaseinen oder Polystyrol besteht