DE2114016A1 - Verfahren zur Bildung kugeliger Teilchen gleichmaessiger Groesse - Google Patents

Verfahren zur Bildung kugeliger Teilchen gleichmaessiger Groesse

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Description

Rochester, N.Y. 14 603
USA
Verfahren zur Bildung kugeliger Teilchen gleichmäßiger Größe
Beim elektrostatografischen Verfahren, wie es durch die uS-Patentschrif-G 2 297 691 bekannt ist, wird eine gleichmäßige elektrostatische Ladung auf eine fotoleitfähige Isolierstoffschicht aufgebracht. Dann wird die Schicht mit einem Licht-Schatten-Bild belichtet, um ihre Ladung in den belichteten Flächonteilen abzuleiten. Die Entwicklung des so erzeugten latenten elektrostatischen Bildes erfolgt durch Ablagerung eines fein verteilten elektroskopischen Materials, das auch als "Toner" bezeichnet wird. Der Toner wird normalerweise in denjenigen Bereichen der Schicht angezogen, die noch eine Ladung enthalten, wodurch sich ein Tonerbild ergibt, das dem latenten elektrostatischen Bild entspricht. Dieses Tonerbild kann auf einen anderen Bildträger, beispielsweise auf ein Papierblatt, übertragen v/erden. Das übertragene Bild kann auf seinem Bildträger beispielsweise durch Yiarmeeinwirkung dauerhaft fixiert werden. Anstelle der Erzeugung des latenten bildes durch gleichmäßige Aufladung der fotoleitfähigen Schicht und Belichtung mit einem Licht-Schatten-Bild ist es auch möglich, die Schicht direkt in bildmäßiger Verteilung aufzuladen. Das Tonerbild kann auf der fotoleitfähigen Schicht selbst fixiert werden, falls eine besondere Bildübertragung nicht durchgeführt werden soll. Andere geeignete Fixierverfahren, die beispielsweise eine Lösungsmittel- oder Beschichtungsbehandlung ein-
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schließen, können anstelle der Wärmefixierung angewendet vre r den α
Zum Aufbringen elektroskopischer Teilchen auf das latente elektrostatische Bild sind viele Entwicklungsverfahren bekannt. Ein durch die US-Patentschrift 2 618 552 bekanntes Verfahren ist beispielsweise die Kaskadierungsentwicklungo Bei diesem Verfahren wird ein Entwicklerstoff mit relativ großen Trägerteilohen und daran anhaftenden, fein verteilten Tonerteilchen auf das latente elektrostatische Bild aufgebracht und über das Bild kaskadiert. Die Zusammensetzung der Tonerteilchen ist so ausgewählt, daß eine reibungselektrische Ladungspolarität entgegengesetzt derjenigen der Trägerteilchen entsteht, 'Wahrend die Entwicklerstoffmischung über den Bildträger kaskadiert wird, v/erden die Tonerteilchen elektrostatisch in den geladenen Flächenteilen des latenten Bildes abgelagert und gebunden, während die nichtgeladenen Flächenteile bzw. die Hintergrundflächen nicht mit Tonerteilchen versehen werden. Die meisten Tonerteilchen, welche zufällig in den Hintergrundflächen abgelagert werden, können durch die rollenden Trägerteilchen entfernt werden, da zwischen dem Toner und den Trägerteilchen offensichtlich eine größere elektrostatische Anziehungskraft herrscht als zwischen dem Toner und den entladenen Hintergrundflächen. Die Trägerteilchen und die nicht zur Entwicklung verwendeten Tonerteilchen können dann erneut in den Entwicklungszyklus eingeführt werden,, Dieses Verfahren ist extrem gut zur Entwicklung von Strichzeichnungen geeignet. Das Kaskadieruiigsverfahren ist das am weitläufigsten angewendete elektrostatografische Entwicklungsverfahren. Eine Reproduktionsmaschine, die dieses Verfahren anwendet, ist beispielsweise durch die US-Patentschrift 3 099 bekannt.
Ein weiteres Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder ist das durch die US-Patentschrift 2 8?4 063 bekannte "Magnetbürstenverfahren". Bei diesem Verfahren wird ein Entwicklerstoff, der Toner und magnetische Trägerteilchen enthält, durch ein Magnetelement an den Aufzeichnungsträger herangebracht.
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Das magnetische Feld des hagneten verursacht eine Ausrichtung der magnetischen Trägerteilchen in der Konfiguration einer Bürste. Diese "Magnetbürste" wird an eine Bildfläche herangebracht, die ein elektrostatisches latentes Bild enthält, und di^ Tonerteilchen werden durch die elektrischen Felder des Bildes von der Bürste abgelöst und in den Bildflächonteilen elektrostatisch gebundene
Die Kriterien für die Auswahl geeigneter Trägermaterialien sind extrem genau vorgegeben, da diese Stoffe sehr gut ausgewogene elektrostatische Eigenschaften haben müssen. Das Trägermaterial muß in der Lage sein, eine reibungselektrische Ladung an den Tonerteilchen zu induzieren, deren Polarität entgegengesetzt derjenigen des zu entwickelnden Bildes ist, um eine Ablagerung der Tonerteilchen auf dem latenten Bild zu gewährleisten. Das Trägermaterial muß jedoch auch eine ausreichende elektrostatische Anziehung auf die Tonerteilchen ausüben, um eine wirksame jJntfernung von Tonerteilchen aus den entladenen Hintergrundflächen des Bildes auf der fotoleitfähigen Isolierstoffschicht zu ermöglichen.
Eine allen mit Trägerstoffen arbeitenden Entwicklern gemeinsame j:,i;;;Gnschaft besteht in einer bestimmten Kraft, die durch die die Bildentwicklung bewirkenden Kräfte überwunden v/erden muß, um eine Tonerablagerung zu erzielen. Die Haltekraft des Trägermatcrials ist eine !Combinetion aus Coulomb1 scher Anziehung zwischen dem Toner und de:. Trägermaterial und einer auf kurzen Abstand wirkenden "Kontaktkraft". Diese Ilaltekräfte sind maßgebend für die starke Kontrastwirkung aller nit Trägermaterial arbeitenden Entwicklerstoffe, wie sie für die Reproduktion 'von Strichzeichnungen erwünscht ist. Sie ermöglichen eine relativ saubere, staubfreie Erscheinung der Kintergrundflachen bzw. der nicht zum Bild gehörenden Flächenteile sowie eine Bildentwicklung mit dichter Tönung.
In den entladenen Hintergrundflächen des latenten Bildes
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bleibt eine praktisch unveränderliche Restladung zurück. Diese ist in ihrer Ladungsdichte relativ gering, sie kann jedoch trotzdem ungleichmäßig sein, so daß schwache elektrische Felder entstehen, die Tonerteilchen einfangen können. Dieses elektrostatische "Rauschen" in den Bildhintergrundflächen stellt eine der hauptsächlichen Ursachen für unerwünschte Hintergrundablagerungen dar.
Während der Toner von den Trägerteilchen durch die die Bildentwicklung bewirkenden elektrischen Felder abgelöst wird, erhalten die Trägerteilchen zunehmend die Fähigkeit, locker gehaltenen Toner aufzunehmen, was insbesondere solchen Toner betrifft, der nicht durch elektrische Felder gebunden ist, die dem latenten Bild zugeordnet sind. Eine Entfernung von Toner von den Trägerteilchen bewirkt auf diesen die Ausbildung einer entgegengesetzten, nicht ausgeglichenen Ladung, die nicht sofort neutralisiert wird. Daher hat der Entwicklerstoff eine selbstreinigende Eigenschaft.
Es ist also sehr wichtig, ein geeignetes Trägermaterial zu finden, das durch reibungselektrische Eigenschaften eine Ladung auf die Tonerteilchen überträgt und doch eine ausreichende elektrostatische Ladung relativ zu den entladenen Flächenteilen des Fotoleiters zeigt, um gestreute Tonerteilchen anziehen zu können und damit die Bildhintergrundflächen frei von Tonerablagerungen zu halten, ohne die Anziehung der Tonerteilchen an das latente Bild zu stören. Die reibungselektrische Wechselbeziehung zwischen dem Toner und dem Trägermaterial muß daher so sein, daß eine ausreichende Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes bei dichter Tönung und geringen Hintergrundzeichnungen erzielt wird. Eine übermäßig hohe reibungselektrische Wechselbeziehung erzeugt ein schwach getöntes Bild mit sauberen Hintergrundflächen, da das elektrostatische Bild nicht ausreichend viel Tonerteilchen von den Trägerteilchen entfernen kann. Eine schwache reibungselektrische Wechselbeziehung erzeugt einen sogenannten "staubigen" Entwicklerstoff, der elektrostatische Bilder mit sehr geringem Kontrast entwickelt und dabei starke Hintergrundablagerungen erzeugt. Um einen praktisch vorteilhaft
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anwendbaren Entwicklerstoff zu schaffen, müssen diese Extremwerte vermieden werden. Die durchschnittliche reibungselektrische Wechselbeziehung für die Komponenten des Entwicklerstoffs schwächt sich mit der Benutzungszeit ab, da die physikalischen Beschädigungen der Trägerteilchen immer mehr zunehmen. Daher ist ein ideales Trägermaterial ein solches Material, welches die richtige reibungselektrische Wechselbeziehung mit dem Toner hat, eine gleichmäßige Teilchengröße innerhalb enger Toleranzen sowie Widerstandsfähigkeit gegenüber physikalischen Beschädigungen und Aufprallwirkungen aufweist, die die kritische Wechselbeziehung zum Toner verschlechtern können0
Die üblichen Entwicklerstoffe ermöglichen zwar normalerweise die Erzeugung von Bildern guter Qualität, weisen jedoch in gewisser Hinsicht auch starke Nachteile auf. Die Entwicklerstoffe müssen zur leichteren genauen Dosierung eine freie Strömung und eine gleichmäßige Verteilung während des EntwidcLungs vor ganges und der Zurückführung des Entwicklerstoffs in den Entwicklungszyklus ausbilden können. Einige 'Entwicklerstoffe haben zwar günstige Eigenschaften wie z.B. die richtige Reibungselektrizität, sind jedoch zur Entwicklung ungeeignet, da sie eine Neigung zum Zusammenhaften der Teilchen, zur Brückenbildung und zur Agglomeration während ihrer Handhabung und Lagerung zeigen. Eine Anhaftung von Trägerteilchen an wieder—verwendbaren elektrostatografischen Aufzeichnungsflächen verursacht die Ausbildung unerwünschter Kratzer auf diesen Flächen wahrend der Bildübertragung und der Reinigung. Die Neigung der Trägerteilchen zur Anhaftung an Aufzeichnungsflächen wird noch verstärkt, wenn die Teilchenoberflächen rauh und unregelmäßig sind. Die Schichten auf den meisten Trägerteilchen werden schnell verschlechtert, wenn sie in kontinuierlichen Verfahrensabläufen verwendet werden, die die wiederholte Einführung der Trägerteilchen in einen Entwicklungszyklus mit Fördervorrichtungen vorsehen, welche teilweise in&on Entwicklerstoffvorrat eintauchen, wie es beispielsweise durch die US-Patentschrift 3 099 943 bekannt ist. Die Verschlechterung der Teilchenoberfläche tritt dann auf, wenn ein Teil der Schicht oder die gesamte Schicht von dem Träger-
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teilchenkern abgetrennt wird. Diese Ablösung kann in Form von Spänen, Plättchen oder ganzen Schichten auftreten und wird in erster Linie durch brechbare und schlecht anhaftende Schichtstoffe verursacht, die beim Aufprallen und bei Abnutzungsberührung mit Maschinenteilen und anderen Trägerteilchen verschlechtert werden«, Trägerteilchen mit Beschichtungen, die zur Ablösung vom Teilchenkern neigen, müssen häufig ersetzt werden, so daß Kosten und Zeitaufwand steigen. Eine Bildverschleohterung und eine schlechte Kopiequalität treten auf, wenn die Trägerteilchen mit beschädigten Schichten nicht ersetzt werden. Die gleichzeitig auftretenden Ablagerungen feinster Schichtteilchen wandern in der Maschine und bilden unerwünschte Ablagerungen auf kritischen Maschinenteilen. Diese Ablagerungen haben eine elektrostatische Ladung, die die Hintergrundablagerungen auf dem elektrostatografischen Aufzeichnungsträger unterstützt Viele Trägerteilchenbeschichtungen mit hoher Druck- und Dehnungsfestigkeit zeigen entweder eine schlechte Anhaftung an dem Trägerteilchenkern oder haben nicht die erwünschten reibungselektrischen Eigenschaften. Die reibungselektrischen und die Strömungs eigenschaften vieler Trägerteilchen werden durch hohe relative Luftfeuchte beeinträchtigt. Die reibungselektrischen Werte einiger Trägerteilchenbeschichtungen schwanken mit entsprechenden Änderungen der relativen Luftfeuchte und sind daher zur Verwendung in elektrostatografischen Kopiermaschinen ungeeignet, insbesondere in automatischen Maschinen, bei denen Trägerteilchen erforderlich sind, die stabile und vorhersehbare reibungselektrische Vierte haben. Ein weiterer Faktor, der die Stabilität der reibungselektrischen Eigenschaften der Trägerteilchen beeinträchtigt, ist die Empfindlichkeit der Trägerteilchenüberzüge gegenüber den Prallwirkungen des Toners. Wenn die Trägerteilchen in automatischen Reproduktionsmaschinen in mehreren Zyklen wiederholt verwendet werden, können die vielen Kollisionen zwischen den Trägerteilchen und den anderen Flächen der Maschine eine Einlagerung der Tonerteilchen in den Trägerteilchenschichten bewirken. Die allmähliche Ansammlung dauerhaft gebundenen Toners an der Oberfläche der Trägerteilchen hat eine Änderung des reibungselektrischen Wertes der Trägerteilchen zur Folge und trägt direkt zur Verschlechterung der Kopiequalität bei, denn
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das Haltevermögen der Trägerteilchen für den Toner wird verschlechtert. Es besteht daher das Bedürfnis für ein besseres Trägerteilchenmaterial zur Verbesserung der Entwicklungsqualität elektrostatografischer Entwicklerstoffe„
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Bildung von Trägerteilchen mit kugeliger Teilchenform anzugeben« Dabei soll insbesondere die Teilchengröße innerhalb enger Toleranzen gleichbleibend sein.
Ein Verfahren zur Bildung kugeliger Teilchen gleichmäßiger Größe zeichnet sich zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß dadurch aus, daß Stäbe aus einem kaltverformbaren Metall oder Kunststoff in Stücke mit einer dem Durchmesser entsprechenden Länge geschnitten werden und daß die Stücke laufend zum Aufprallen auf eine starre Fläche gebracht werden.
Bei diesem Verfahren kann jedes kaltverformbare Material verwendet werden, welches die Form gezogener oder anderweitig geformter Drähte oder Profile hat. Ein solches Material wird im folgenden generell als "Stäbe" bezeichnet. Hierzu sind beispielsweise Metalle wie Stahl, Kupfer, Nickel, Aluminium, kessing o.a. sowie Kunststoffe wie Polystyrol, Polycarbonate, Polysulfone, Polymethylmethacrylat, Polyphenylenoxid und ähnliche geeignet.
Das gewünschte kaltverformbare Material kann zur Herstellung der Trägerteilchen als Stab geeigneten Durchmessers gezogen oder anderweitig geformt sein. Im allgemeinen haben die Trägerteilchen einen Durchmesser von ca. 50 bis ca. 1000 Mikron. Trägerteilchen in diesem Größenbereich haben eine ausreichende Dichte und Massenträgheit, um ein Anhaften an dem elektrostatischen Bild während der Kaskadierungsentwicklung zu vermeiden. Die Stäbe können entweder einzeln oder schichtweise oder strangweise auf eine Länge geschnitten werden, die im wesentlichen dem Durchmesser entspricht.
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Die geschnittenen Teilchen des kaltverformbaren Materials haben die Form rechtwinkliger Zylinder mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser (L/D) von ca. 1„ Sie werden einem Verkugelungsverfahren ausgesetzt, bei dem sie deformiert und kaltverformt werden, bis sie eine kugelige Form haben. Dies erfolgt vorteilhaft durch laufendes Aufprallen auf eine starre Fläche oder auf starre Teilchen. Verschiedene Arten von Vorrichtungen können hierzu verwendet werden, beispielsweise Kugelmühlen, Taumelmühlen, Vibrationsmühlen, Gebläsemühlen, Zentrifugalmühlen und ähnliche Vorrichtungen,
Das Verkugelungsverfahren nach der Erfindung ermöglicht die schnelle und wirksame Herstellung großer Mengen kugeliger Trägerteilchen innerhalb sehr enger Toleranzen von ca. +250 Mikron bei größeren Teilchen, die beispielsweise einen Durchmesser von ca„ 600 Mikron haben. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß auch Teilchen mit extrem engen Toleranzen von ca. +50 Mikron mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bei Anwendung gewisser Stoffe hergestellt werden können.
Die kugeligen Trägerteilchen können unbeschichtet oder mit geeigneten filmbildenden Stoffen beschichtet -verwendet werden. Ein Beschichtungsverfahren üblicher Art ändert ihre reibungselektrischen Eigenschaften. Stoffe für die Beschichtung sind bekannt und beispielsweise in den US-Patentschriften 2 618 und 3 467 634 beschrieben.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung sowie dem Vergleich von Verfahrensarten zur Bildung kugeliger Teilchen und zur Beschreibung ihrer Anwendung bei der Erzeugung von Entwicklerstoffen für elektrostatische latente Bilder. Anteile und Prozentwerte beziehen sich auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben.
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Beispiel 1
Eine Spule Edelstahldraht von 250 Mikron Durchmesser wird in eine Drahtschneidemaschine eingeführt, die Einzelstücke mit einer Länge schneidet, die dem Drahtdurchmesser entspricht. Die Einzelstücke werden mit einer Geschwindigkeit von ca. 25 kg pro Stunde hergestellt.
Dann werden die Einzelstücke einer Vibrationsmühle zugeführt, die einen federnd montierten Zylinder mit doppelt exzentrischen Mechanismen enthält, welche auf jeder Seite der Mühle in horizontaler Richtung beweglich sindo Als Mahlkörper sind keramische Kugeln mit gegenüber den Einzelstücken relativ großem Durchmesser vorgesehen, die ca, 80% des Mühlenvdumens ausmachen. Beim Betrieb werden die Einzelstücke in die Mühle eingegeben und erfahren eine Vibration und Rotation mit hoher Geschwindigkeit durch die Wirkung der Mahlkörper, welche aneinander sowie an die Wände der Mahlkammer stoßen. Dadurch prallen die Einzel— stücke wiederholt auf die keramischen Kugeln und verursachen deren Deformation und Kaltverformung. Aus der Mühle wird schließlich ein Material ausgegeben, das aus weitgehend kugelförmigen Stahlteilchen gleichmäßigen Durchmessers (250 Mikron) bei einer Toleranz von + 50 Mikron besteht.
Die so hergestellten Trägerteilchen haben eine überraschend gleichmäßige Kugelform. Die kugeligen Teilchen werden dann mit einem Toner vermischt, der Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer, Polyvinylbutyral und Ruß enthält und nach dem in der US-Patentschrift 3 079 342 beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Das Verhältnis von Tonerteilchen zu Trägerteilchen beträgt 1 : 200, wobei sich eine praktisch gleichmäßige Schicht auf allen Teilchenoberflächen ergibt. Die erhaltene Entwicklerstoffmischung wird einer automatischen elektrostatografischen Kopiermaschine zugeführt und in ihr in 25 000 Zyklen eingesetzt. Alle Reproduktionen haben eine gleichmäßige Bildqualität mit praktisch keinen Hintergrundablagerungen oder dunklen Flecken.
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- ίο -
Beispiel II
Stahldraht mit geringem Kohlenstoffgehalt und einem Durchmesser von 250 Mikron wird wie in Beispiel I in Einzelstücke geschnitten, deren Länge gleich dem Drahtdurchmesser ist.
Die geschnittenen Einzelstücke werden dann einem Verkugelungsverfahren unterzogen, wobei sie gegen gehärtete Stahlflächen prallen, wozu ein Zentrifugal-Schleuderrad verwendet wird. Die Einzelstücke werden mit einem Becherförderer laufend in Zirkulation gehalten und mit hoher Geschwindigkeit in einer rotierenden Trommel mit einem schnell gedrehten Flügelrad gegen die fc Stahlflächen geschleudert. Die erhaltenen Kugelteilchen werden aus der Trommel mit einem Sieb ausgegeben und gesammelt. Die kugeligen Teilchen haben einen Durchmesser von 250 Mikron mit einer Toleranz von + 50 Mikron.
Die auf diese Weise erhaltenen Trägerteilchen werden mit einem terpolymeren Reaktionsprodukt, wie es in Beispiel IV der US-Patentschrift 3 467 634 beschrieben ist, beschichtet. Die beschichteten Trägerteilchen werden dann mit einer Tonerzusammensetzung gemischt, die ein Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer, Polyvinylbutyral und Ruß enthält und nach dem Verahren gemäß der US-Patentschrift 3 079 342 hergestellt ist. Das Verhältnis von Toner zu Trägermaterial beträgt 1 : 175. Der erhaltene P Entwicklerstoff wird in eine automatische elektrostatografische Einrichtung eingegeben und in 200 000 Zyklen verwendet. Alle Reproduktionen haben eine gleichmäßige Qualität mit im wesentlichen keinen Hintergrundablagerungen oder dunklen Flecken.
Beispiel III
Nach dem Verfahren gemäß Beispiel II werden aus Aluminiumdraht von 600 Mikron Durchmesser Einzelstücke geschnitten und dem Verkugelungsverfahren unterzogen. Eine gehärtete Stahlplatte wird als Aufprallfläche verwendet und ist gegenüber dem schnell gedrehten Flügelrad so angeordnet, daß die volle Geschwindigkeit der Teilchen auf die Platte konzentriert wird. Die kugeligen Teilchen haben einen Durchmesser von 600 Mikron M einer Toleranz von + 250 Mikron.
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BAD
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Beispiel IV
Mach dem in Beispiel II beschriebenen Verfahren werden Einzelstücke von Messingdraht mit 600 Mikron Durchmesser geschnitten und dem Verkugelungsverfahren ausgesetzt. Als Aufprallflächen werden ellipsenförmige Teile aus gehärtetem Stahl mit einer Hauptachse von ca. 5 bis 7,5 cm Länge verwendet. Diese Teile werden laufend innerhalb der rotierenden Trommel gedreht. Ellipsenförmige oder kugelige Aufprallflächen dieser Art werden vorzugsweise verwendet, da die zu verkugelnden Teilchen nicht zerbrechen und schneller ihre Kugelform annehmen. Es ergeben sich kugelige Teilchen mit einem Durchmesser von 600 Mikron bei einer Toleranz von + 50 Mikron.
Obwohl in den vorstehend beschriebenen Beispielen bestimmte Stoffe und Verfahrensbedingungen genannt wurden, dienen diese lediglich zur Erläuterung der Erfindungo Verschiedene andere Tonerarten, Trägerteilchenkerne, Substituenten und Verfahrensschritte können abweichend von den beschriebenen Bedingungen bei ähnlichen Ergebnissen angewendet werden.
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Claims (8)

  1. 21H016
    - 12 Patent an Sprüche
    Verfahren zur Bildung kugeliger Teilchen gleichmäßiger Größe, dadurch gekennzeichnet, daß Stäbe aus einem kaltverformbaren Metall oder Kunststoff in Stücke mit einer dem Durchmesser entsprechenden Länge geschnitten werden und daß die Stücke laufend zum Aufprallen auf eine starre Fläche gebracht werden,
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufprallen bis zur Bildung gleichmäßig großer Kugeln mit einem Durchmesser von 50 bis 1000 Mikron durchgeführt wird.
  3. 3. Verfahren nac-h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufprallen bis zur Bildung von Kugeln mit einem Durchmesser gleich dem Durchmesser des Ausgangsmaterials mit einer Toleranz von + 250 Mikron durchgeführt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geschnittenen Stücke in einem Mahlbereich angeordnet werden, dessen größerer Teil starre Mahlkörper enthält, daß die Stücke einer Vibration und einer Rotation mit hoher Geschwindigkeit sowie der wiederholten Einwirkung der Mahlkörper ausgesetzt werden und daß die dabei erhaltenen kugeligen Teilchen aus dem Mahlbereich ausgegeben werden.
  5. 5. Verfahren mch einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die geschnittenen Stücke unter der Wirkung einer Zentrifugalkraft wiederholt gegen eine starre Fläche geschleudert werden.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die geschnittenen Stücke unter der Wirkung einer Zentrifugalkraft wiederholt gegen ellipsoide oder kugelige Flächen geschleudert werden, die in einer Rotationszone angeordnet sind.
    ■109842/1646
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  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kugeligen Teilchen mit einem filmbildenden Schichtmaterial überzogen werdeno
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7f dadurch gekennzeichnet, daß die kugeligen Teilchen mit elektroskopischen Tonerteilchen vermischt werden, welche auf den kugeligen Teilchen eine gleichmäßige Verteilung bilden.
    109842/1646
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3781958A (en) * 1972-08-14 1974-01-01 Nasa Method of making rolling element bearings
US4215193A (en) * 1978-11-22 1980-07-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dry toner process with improved toning uniformity for color developing an imaged tacky and nontacky surface
US4310611A (en) 1979-06-29 1982-01-12 Eastman Kodak Company Electrographic magnetic carrier particles
US4421701A (en) * 1980-11-24 1983-12-20 Phillips Petroleum Company Process for preparing iron-containing refractory balls for retorting oil shale
US4438161A (en) 1980-11-24 1984-03-20 Phillips Petroleum Company Iron-containing refractory balls for retorting oil shale

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CA941211A (en) 1974-02-05
NL7103785A (de) 1971-09-27
GB1347568A (en) 1974-02-27

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