DE2147158A1 - Entwicklerstoff für latente elektrostatische Bilder - Google Patents

Description

Entwicklerstoff für latente elektrostatische Bilder.

Das elektrostatografisehe Verfahren ist beispielsweise durch die US-Patentschrift 2 297 691 bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein fotoleitfähiger Aufzeichnungsträger zunächst auf seiner Oberfläche gleichmäßig elektrostatisch geladen und dann in bildmäßiger Verteilung mit aktivierender elektromagnetischer Strahlung bestrahlt, die eine selektive Ableitung der Ladung in den bestrahlten Bereichen des Aufzeichnungsträgers bewirkt, während die Ladung in den nicht bestrahlten Bereichen gehalten wird. Auf diese Weise entsteht ein latentes elektrostatisches Bild. Anstelle der Erzeugung dieses Bildes durch gleichmäßige Aufladung des Aufzeichnungsträgers und anschließende Bestrahlung mit einem Licht-Schatten-Bild kann ein latentes Bild auch durch Aufladung eines isolierenden oder fotoleitfähigen Aufzeichnungsträgers in bildmäßiger Verteilung erzeugt werden. Das jeweils erzeugte elektrostatische latente Bild wird dann entwickelt oder sichtbar gemacht, indem fein verteilte elektroskopische Teilchen, die auch als Toner bezeichnet werden, auf dem Aufzeichnungsträger abgelagert werden. Der Toner wird normalerweise in denjenigen Bereichen der Schicht angezogen, die noch eine Ladung enthalten, so daß

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sich ein Tonerbild ergibt, welches in seiner Verteilung derjenigen des latenten elektrostatischen Bildes entspricht. Dieses Tonerbild kann dann auf einen Bildträger, beispielsweise auf ein Papierblatt, übertragen werden. Das übertragene Bild kann danach an seinem Bildträger, beispielsweise durch Wärmeeinschmelzung dauerhaft fixiert werden. Die Fixierung kann jedoch auch auf dem Bildträger selbst erfolgen, wenn der Bildübertragungsschritt nicht erwünscht ist. Andere geeignete Verfahrensarten wie z.B. eine Behandlung mit Lösungsmitteln oder eine Beschichtung können anstelle der Wärmefixierung durchgeführt werden.

In der genannten Patentschrift ist die Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes durch Einstäubung mit verschiedenen Pulverarten beschrieben, beispielsweise mit Lycopodium, Copalgummi, Cumaron-Indenharz, verschiedenen pulverisierten Farbstoffen u.a. Es wurden jedoch auch viele andere Entwicklerstoffe und Entwicklungsverfahren entwickelt. Derartige Verfahren sind beispielsweise das Pulverwolkenverfahren gemäß der US-Patentschrift 2 918 900, das Flüssigkeitssprühverfahren gemäß der US-Patentschrift 2 551 582, das Eintauchverfahren gemäß US-Patentschrift 3 010 842, die Schleifenentwicklung gemäß der US-Patentschrift 2 761 416 und die Spenderentwicklung gemäß US-Patentschrift 2 895 847. Das kommerziell am weitläufigsten angewendete Entwicklungsverfahren ist jedoch die durch die US-Patentschrift 2 618 552 bekannte Kaskadierungseritwicklung. Bei diesem Verfahren wird eine Entwicklerstoffmischung über den Aufzeichnungsträger gerollt oder kaskadiert, welche relativ große Trägerteilchen enthält, die jeweils eine Vielzahl elektrostatisch anhaftender feiner Zeichenteilchen tragen, die als Tonerteilchen bekannt sind. Wenn diese Entwicklerstoffmischung über den Aufzeichnungsträger kaskadiert wird, werden die Tonerteilchen elektrostatisch auf den geladenen Flächenteilen des Bildes abgelagert, nicht jedoch auf den entladenen Hintergrundflächen des Bildes. Ferner

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können Tonerteilchen zufälligerweise auf die Hintergrundflächen fallen und dabei physikalisch durch die elektrostatische Anziehung der Trägerteilchen wieder entfernt werden, die an diesen nicht gebundenen Tonerteilchen vorbeilaufen. Das Ergebnis eines solchen Entwicklungsverfahrens ist eine ausgezeichnete Kopie des elektrostatischen latenten Bildes ohne Hintergrundzeichnungen, welches aus an der Bildfläche elektrostatisch anhaftenden Tonerteilchen aufgebaut ist. Eine allgemeine Maßnahme bei Durchführung dieser Entwicklungsverfahren mittels einer wieder verwendbaren xerografischen Aufzeichnungsplatte, die z.B. aus amorphem Selen gebildet sein kann, besteht darin, daß das Tonerbild auf einen zweiten Bildträger übertragen und auf diesem fixiert wird. Dieser· Bildträger kann beispielsweise ein Papierblatt sein, welches in Kontakt mit dem Tonerbild gebracht wird, wobei eine klebende Bildübertragung oder eine elektrostatische Bildübertragung gemäß der US-Patentschrift 2 576 durchgeführt wird. Nachdem das Bild von der Oberfläche der Selenplatte übertragen worden ist, kann diese gereinigt werden und steht dann zur erneuten Verwendung in einem Bilderzeugungszyklus zur Verfügung. Die Tonerharze sind normalerweise thermoplastische Stoffe, die derart ausgewählt sind, daß ihre Schmelzpunkte wesentlich über den Umgebungstemperaturen liegen, die evtl. auf sie einwirken können (allgemein über 82° C). Solche Stoffe können auf dem Papier meistens durch Wärmestrahlung eingeschmolzen und fixiert werden.

Die meisten anderen elektrostatografischen Verfahren arbeiten unter Anwendung von Entwicklungsverfahren der vorstehend beschriebenen Art und des beschriebenen Toners und unterscheiden sich lediglich durch die Art der Erzeugung des latenten elektrostatischen Bildes, welches zu entwickeln ist.

Eine geraeinsame Eigenschaft aller dieser elektrostatografischen Verfahren besteht darin, daß sie unter Ausnutzung von

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Kraftlinien eines elektrischen Feldes arbeiten, um die Ablagerung des fein verteilten Toners auf einer Bildträgerfläche zu erreichen und damit ein aus Tonerteilchen bestehendes Bild zu erzeugen.

Außer den in der US-Patentschrift 2 297 69I beschriebenen Entwicklerstoffen wurden viele weitere Materialien speziell zur Anwendung in den neueren Entwicklungsverfahren einschließlich der Kaskadierungsentwicklung gefunden. Allgemein gesprochen, bestehen diese neueren Tonermaterialien aus verschiedenen verbesserten Kunstharzen, die mit unterschiedlichen Pigmentstoffen wie z.B. Ruß gemischt sind. Durch die US-Patentschrift 2 659 670 ist beispielsweise ein Tonerharz aus einem mit Kolophonium modifizierten Phenolformaldehyd bekannt, die US-Patentschrift Re 25 136 beschreibt einen xerografischen Toner mit einem Kunstharz aus polymerisiertem Styrol und die US-Patentschrift 3 079 342 betrifft ein plastiziertes copolymeres Harz, bei dem die monomere Styrol und ein Methacrylat der Gruppe Butyl, Isobutyl, Äthyl, Propyl und Isopropyl sind.

Bisher wurden diese Tonerarten allgemein durch sorgfältige Mischung des durch Wärme erweichten Harzes und des Pigmentstoffs zur Bildung einer gleichmäßigen Dispersion hergestellt, indem die Anteile in einer Gummimühle o.a. gemahlen und dann nach Abkühlung pulverisiert wurden, so daß kleine Teilchen entstanden. Eine physikalische Vermischung der Färbungsmittel mit dem durch Wärmeeinwirkung erweichten Harz bringt jedoch Schwierigkeiten im Hinblick auf die Erzeugung einer vollständigen Dispersion, einer ausreichenden Vermisdung oder Homogenität und Oberflächengleichmäßigkeit mit sich. Es besteht daher ein Bedarf für eine verbesserte Tonerart, deren physikalische Eigenschaften durch Vermeidung der genannten Schwierigkeiten verbessert sind.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neuartiges xerografisches Tonermaterial mit verbesserten physikalischen Eigenschaften zu schaffen, welches eine minimale Farbverschlechterung bzw. Farbwanderung zeigt. Dieses Material soll echt homogen ausgebildet und als Färbungsmittel bei der xerografisehen Entwicklung geeignet sein. Insbesondere soll bei der Herstellung eine physikalische Dispersion der Färbungsmittel in dem Kunstharzmaterial vermieden werden.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein elektroskop!sehes Material gebildet wird, welches einen polymerisieren Stoff mit einem an oder in der polymeren Kette chemisch gebundenen, eine Färbung erzeugenden integralen Anteil enthält und daß das Material gegebenenfalls in einen vorgegebenen teilchenförmigen Zustand gebracht und mit einem Trägermaterial gemischt wird.

Unter einem integralen Anteil soll dabei verstanden werden, daß der die Färbung erzeugende Anteil entweder durch chemische Reaktion in die polymere Kette während der Polymerisation eingelagert ist oder daß er durch geeignete Reaktion an einer reaktionsfähigen Stelle der polymeren Kette chemisch gebunden ist. Der farbgebende Anteil, der in das polymerisiert^ Reaktionsprodukt eingelagert ist, gibt dem Produkt eine ausreichende Farbintensität, so daß es als xerografischer Entwicklerstoff geeignet ist. Nachdem das Material durch geeignete chemische Reaktion hergestellt ist, ist es lediglich erforderlich, es auf die geeignete Teilchengröße zu mahlen und das teilchenförmige Material mit einem Trägermaterial zu vermischen. Die physikalische Vermischung zweier im wesentlichen fester Stoffe, von denen zumindest einer einen endgültigen teilchenförmigen Zustand hat, wird dabei vermieden. Insbesondere vermeidet die Erfindung dLe Zugabe des endgültig zu verteilenden Färbungsmittels in ein Kunstharzmaterial und die umfangreiche

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Mahlbehandlung der Mischung zur Erzielung der gewünschten Farbengleichmäßigkeit. Dadurch, daß der farbgebende Anteil als integraler Anteil der polymeren Kette in gebundenem Zustand vorliegt, erhält man eine verbesserte Homogenität der gesamten Tonerzusammensetzung. Damit verbunden ist ein Wegfall einer Farbverschlechterung oder einer Farbwanderung, die bei den bisher üblichen Tonerarten nicht homogener Struktur vorhanden war.

Der farbgebende Anteil kann in jeder geeigneten Menge angewendet werden, die ausreicht, um die gewünschte Färbung des, , polymerisieren Produkts zu erzielen, wobei die xerografisehen Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bildet der farbgebende Anteil einen integralen Teil der polymeren Kette. Dies kann durch Verwendung eines mono- oder polyfunktionellen Färbungsmittels in einer Additionspolymerisation oder einer Kondensationspolymerisation erreicht werden. Beispielsweise kann ein farbgebender Anteil wie ein organischer Farbstoff mit zumindest zwei funktioneilen Gruppen wie z.B. Hydroxyl-, Carboxyl-, Amino-, Halogensäure- und andere Gruppen, mit einem monomeren Stoff zur Reaktion gebracht werden, der gleichfalls zumindest zwei funktioneile Gruppen aufweist. Dies erfolgt in einem Kondensationsverfahren, wodurch ein stark gefärbtes polymeres Material entsteht, welches den farbgebenden Anteil als integralen Teil der polymeren Kette enthält. Kondensationsverfahren werden vorzugsweise angewendet, da eine leichtere Reaktion bei ihnen möglich ist, eine extrem hohe Anzahl von Reaktionsmitteln zur Verfügung steht und infolge dessen die xerografischen Eigenschaften des Endproduktes leicht bestimmt werden können.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann ein vorher gebildetes polymeres Material mit zahlreichen Reaktionsstellen mit einem farbgebenden Anteil zur Reaktion gebracht werden,

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der zumindest eine reaktionsfähige Gruppe enthält. Durch chemische Reaktion, allgemein im Kondensationsverfahren, wird der farbgehende Anteil an der polymeren Kette in ausreichender Menge gebunden, um eine Färbung des Reaktionsproduktes ohne Beeinträchtigung der xerografischen Eigenschaften zu erreichen. Ein polymeres Material mit Hydroxylgruppen kann beispielsweise mit einem Farbstoff wie Fluorescein zur Reaktion gebracht werden, der eine Carboxylgruppe enthält. Wenn der Farbstoff zwei oder mehr funktioneile oder reaktionsfähige Gruppen hat, so kann er benachbarte polymere Ketten miteinander verbinden, so daß sich ein polymeres Material mit Querverbindungen ergibt, welches den farbgebenden Anteil als integralen Teil enthält.

Die gefärbten polymeren Stoffe der Erfindung können auch geschmolzen oder in Lösung mit anderen Harzen oder polymeren Stoffen vermischt werden, sie können auf eine feine Pulvergröße verringert und dann mit geeigneten Trägerstoffen vermischt und daher als xerografischer Toner zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder verwendet werden. Die Anwendung eines polymeren Farbstoffes als Färbungsmittel für ein anderes polymeres Material ermöglicht eine Färbung dieses Materials je nach Wunsch und eine Einstellung seiner physikalischen Eigenschaften derart, daß es zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder geeignet wird.

Geeignete beschichtete und unbeschichtete Trägerstoffe für die Kaskadierungsentwicklung und die Magnetbürstenentwicklung sind bekannt. Die Trägerteilchen können elektrisch leitfähig, isolierend, magnetisch oder nichtmagnetisch sein, vorausgesetzt, daß sie eine Ladung entgegengesetzter Polarität gegenüber derjenigen der Tonerteilchen annehmen, wenn sie in enge Berührung mit den Tonerteilchen gebracht werden. Dadurch können die Tonerteilchen an den Trägerteilchen anhaften, so daß sie diese beschichten. Wenn eine positive Reproduktion eines elektrosta-tischen Bildes erwünscht ist,

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sind die Trägerteilchen so ausgewählt, daß die Tonerteilchen eine Ladung annehmen, deren Polarität entgegengesetzt derjenigen des latenten Bildes ist. Wenn eine Umkehrentwicklung des elektrostatischen Bildes gewünscht ist, sind die Trägerteilchen so ausgewählt, daß die Tonerteilchen eine Ladung annehmen, deren Polarität mit derjenigen des latenten Bildes übereinstimmt. Die Stoffe für die Trägerteilchen werden also entsprechend ihren reibungselektrischen Eigenschaften gegenüber denen des elektroskop!sehen Toners ausgewählt, so. daß bei Mischung oder gegenseitiger Berührung der eine Anteil des Entwicklerstoffs positiv aufgeladen wird, wenn der andere Anteil innerhalb der reibungselektrischen Reihe unter ihm steht. Er wird negativ aufgeladen, wenn der andere Anteil innerhalb der reibungselektrischen Reihe über ihm steht. Durch riehtigeAuswahl der Stoffe in Abhängigkeit von ihren reibungselektrischen Eigenschaften ergeben sich Ladungspolaritäten bei Vermischung, die eine Anhaftung der elektroskopisehen Tonerteilchen an der Oberfläche der Trägerteilchen und an denjenigen Teilen des elektrostatischen latenten Bildes bewirken, die eine größere Anziehungskraft auf den Toner als auf die Trägerteilchen ausüben. Typische Trägermaterialien sind Natriumchlorid, Ammoniumchlorid, Aluminiumkaliumchlorid, Rochellesalz, Natriumnitrat, Aluminiumnitrat, Kaliumchlorat, körniges Zirconium, körniges Silizium, Methylmethacrylat, Glas, Siliziumdioxid und ähnliche. Die Trägerteilchen können mit oder ohne Beschichtung verwendet werden. Viele der vorstehend genannten Trägermaterialien sind durch die US-Patentschriften 2 618 551, 2 638 416 und 2-618 552 bekannt. Vorzugsweise wird ein Durchmesser der beschichteten Trägerteilchen zwischen ca. 30 Mikron und ca. 1000 Mikron angewendet, da die Trägerteilchen dann eine ausreichende Dichte und Massenträgheit besitzen, um ein Anhaften an den elektrostatischen Bildern während des Kaskadierungsvorganges zu verhindern. Das Anhaften der Trägerteilchen an einem xerografischen Aufzeichnungsträger ist unerwünscht, da sie tiefe Kratzer

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auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers während der Bildübertragung und des Reinigungsvorganges erzeugen, insbesondere wenn die Reinigung mit einem Bandreinigungsgerät der durch die US-Patentschrift 3 186 838 bekannten Art durchgeführt wird. Auch tritt eine Bildverschlechterung auf, wenn die Trägerteilchen an dem Aufzeichnungsträger anhaften. Allgemein gesprochen, werden zufriedenstellende Ergebnisse erreicht, wenn ca. 1 Gewichtsteil Toner mit ca. 10 bis ca. Gewichtsteilen Trägermaterial verwendet wird. Flüssige Trägerstoffe wie e.B. elektrisch isolierende Kohlenwasserstofflösungsmittel, beispielsweise Cyclohex^an, oder gasförmige Träger wie Luft oder Freon können bei der Pulverwolkenentwicklung angewendet werden, solche Stoffe sind für xerografische Entwicklermaterialien bekannt.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung und dem Verständnis der Erfindung. Sie sollen nicht einschränkend verstanden werden, da sie lediglich einige Ausführungsformen verbesserter homogener Tonerarten betreffen, die nach der Erfindung herstellbar sind.

Beispiel I

31 g Setacyl Turquoise Blue G Supra mit der folgenden Struktur

S *

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werden in 250 ml Dimethylformamid aufgelöst, wobei 21 ml Sebacylchlorid tropfenweise beigegeben werden. Die Reaktionsmischung wird 18 Stunden lang auf ca. 100° C gehalten. Es wird entionisiertes Wasser beigegeben und das coagulierte Material entfernt, zerbrochen und mehrmals mit Wasser gewaschen. Da die aromatischen Hydroxylgruppen in dem Farbstoff wegen der Wasserstoffbindung an den Carbonylen relativ neutral sind, stellen die aliphatischen Hydroxygruppen

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die potentiellen reaktionsfähigen Gruppen im Molekül dar. Der erhaltene Polyester, der zwischen 70 und 90° C erweicht, wird in Vakuum mehrere Stunden lang getrocknet und dann zu einem feinen Pulver zerkleinert. Ein Gramm dieses pulverisierten Materials wird in 200 g eines siliziumhaltigen Trägermaterials eingegeben, welches mit einem gelb pigmentierten Zelluloseüberzug versehen ist. Es wird ein xerografisches Verfahren mit einem Reproduktionsgerät D von Xerox durchgeführt, wobei der in vorstehend beschriebener Weise hergestellte Toner gute blauschwarze Bilder auf normalem Papier oder cyanfarbene Bilder auf vorbehandeltem Papier erzeugt.

Beispiel II

38 g Setacyl Rubine RE von Geigy mit der folgenden Struktur

werden in 250 ml Pyridin aufgelöst. 21 ml Sebacylchlorid werden tropfenweise beigegeben. Die Reaktionsmischung wird 4 Stunden lang auf 100° C gehalten. Es ergibt sich ein polymeres Material, welches durch Ausfällung mit Wasser erhalten, in Vakuum 16 Stunden lang getrocknet und zu einem feinen Pulver zerkleinert wird. 2 g dieses pulverisierten Polyesters werden in 200 g des Trägermaterials aus Beispiel I eingegeben und das erhaltene Material zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder in üblicher Weise verwendet. Die erhaltenen Bilder haben gute Qualität.

Beispiel III

21 ml Sebacylchlorid und 23,8 g 1,5-Diaminoanthrachinon (technische Art von E.I. duPont de Nemours & Co.) werden in 250 ml Pyridin aufgelöst. Die Reaktionsmischung wird 18 Stunden lang auf 100° C gehalten. Das gebildete Polyamid wird durch Ausfällung Methanol erhalten, in Vakuum getrocknet

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und zu einem feinen orange-gelben Pulver zerkleinert. 1,5 g des pulverisierten Polyamids werden in 200 g des Trägermaterials aus Beispiel I eingegeben und gemäß Beispiel I zur Entwicklung auf herkömmliche Weise erzeugter latenter elektrostatischer Bilder verwendet.

Beispiel IY

10 g Sudan Black B (CI. No, 26150) und 5 ml Sebacylchlorid werden in 250 ml Benzol aufgelöst. Die Reaktionsmischung wird 4 Stunden lang auf 75⁰C gehalten, wobei sie unter einem dauernden Einfluß einer Argonströmung steht. Das erhaltene Polyamid wird einige Male mit Benzol gewaschen, über Nacht in Vakuum getrocknet und zu einem feinen Pulver zerkleinert. 2 g des pulverisierten Polyamids werden in 200 g des Trägermaterials aus Beispiel I eingegeben und gemäß Beispiel I zur Entwicklung auf herkömmliche Weise erzeugter latenter elektrostatischer Bilder verwendet. Es ergeben sich annehmbare blauschwarze Umkehrbilder mit starker Hintergrundablagerung, dieser Effekt wird dem nicht reagierten Farbstoff zugeschrieben.

Beispiel V

4,56 g Sudan Black B und 2 g Sebacinsäure werden 2 Stunden lang in Vakuum bei 150° C unter dauernder Einwirkung einer Argonströmung erhitzt. Nach der Abkühlung wird das Material zu einem feinen Pulver zerkleinert. 2 g des erhaltenen Polyamids werden in 200 g des Trägermaterials aus Beispiel I eingegeben und gemäß Beispiel I zur Entwicklung üblicher latenter elektrostatischer Bilder verwendet. Es werden schwarze Umkehrbilder erhalten, die einen schwächer gefärbten Hintergrund als die Bilder aus Beispiel IV aufweisen.

Beispiel VI

Rhodamine B, ein Farbstoff mit einer Carboxylsäuregruppe, werden mit Epon 1007 (Shell Oil Company), einem Epoxidpolymer mit Hydroxylgruppen, zur Reaktion gebracht. Das erhaltene

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polymere Material wird zu einem feinen Pulver zerkleinert und mit dem Trägermaterial aus Beispiel I gemischt. Dann wird es gemäß Beispiel I zur Entwicklung üblicher latenter elektrostatischer Bilder verwendet. Es ergeben sich xerografische Umkehrbilder guter Qualität.

Beispiel VII

4,5 g des gefärbten Polymers aus Beispiel VI, hergestellt durch Reaktion von Rhodamine B mit Epon 1007, werden durch Schmelzen mit 40,5 g eines polymeren Polyesters gemischt, abgekühlt und zu einem feinen Pulver zerkleinert. 2 g des erhaltenen Materials werden in 200 g des Trägermaterials aus Beispiel I eingegeben und gemäß diesem Beispiel zur Entwicklung üblicher latenter elektrostatischer Bilder verwendet. Es ergeben sich gute xerografische Positivbilder.

Beispiel VIII

Das Diazoniumsalz von p-Aminophenäthylalkohol wird durch Reaktion des Alkohols mit salpetriger Säure gebildet. Das Diazoniumsalz wird dann mit zwei Äquivalenten von Phloroglucinol zur Reaktion gebracht, wodurch 2,6-Bis /pfceta-Hydroxy-äthyl) phenylazo_7 phloroglucinol gebildet wird. 15,5 g dieses letzteren Materials werden in 200 ml N,N-Dimethylformamid gelöst. Die Lösung wird einer Argonströmung 10 Minuten lang ausgesetzt, worauf eine tropfenweise Eingabe von 7,9 ml Sebacylchlorid erfolgt. Die Reaktionsmischung wird unter der dauernden Argonströmung 4 Stunden lang bei 95° C erhitzt. Die Lösung wird auf Raumtemperatur abgekühlt und langsam in 3 Liter entionisierten Wassers eingegeben. Das polymere Material wird durch Filtrierung entfernt, getrocknet und zu einem feinen Pulver zerkleinert. 2 g dieses pulverisierten Materials werden in 200 g des Trägermaterials aus Beispiel I eingegeben und gemäß Beispiel I zur Entwicklung üblicher latenter elektrostatischer Bilder verwendet. Es ergeben sich braunschwarze xerografische Kopien guter Qualität.

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Beispiel IX

194 g Dimethylterephthalat (AMOCO) werden mit 151,6 g (200 % überschüssig) 1,2-Prophandiol (Union Carbide) transesterifiziert, wobei das Methanol mit geringerem Siedepunkt entfernt wird. Die Reaktion wird innerhalb von ca. 3 1/2 Stunden bei 175 bis 188° C durchgeführt. Das 1,2-Propanterephthalat wird dann mit 3,95 g 1,5-Bis (6'-Hydroxyhexylamino) anthrachinon in Vakuum mit einer Anfangstemperatur von 100° C copolymerisiert. Die Anfangstemperatur wird nach einem Druck von weniger als 0,1 mm innerhalb 1 Stunde langsam auf ca. 225° C erhöht und auf dieser Temperatur ca. 1/2 Stunde lang gehalten. Die Gesamtzeit in Vakuum beträgt 3 Stunden. Die Polykondensationsreaktion wird bei relativ hohen Temperaturen und verringertem Druck ausgeführt, um überschüssiges Propandiol zu entfernen und dadurch ein polymeres Molekulargewicht zu erzeugen. Eine chemische Analyse zeigt, daß das Farbmaterial erhalten bleibt und daß eine ausgezeichnete und gleichmäßige Farbverteilung im Polymer vorhanden ist. Über 9096 des vorhandenen Farbstoffs sind in der polymeren Kette eingelagert. Dieses Material zeigt nach Mahlen, Vermischen mit einem mit polymerem Material beschichteten Trägermaterial aus Stahlkörnern und Verwendung zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder eine gute anfängliche Reibungselektrifizierung und ergibt Bilder mit annehmbar guter Qualität. Die Beigabe von 0,5 % Aerosil als Zusatzstoff zum Toner verbessert die Bildqualität, ferner wirkt sie sich günstig für die Reinigungsfähigkeit und die Maschinenverschmutzung aus.

Beispiele X-XI

Das Verfahren aus Beispiel IX wird wiederholt mit 1,5 Bis (beta-Hydroxyäthylamino) anthrachinon und Setacyl Blue (Geigy Chemical Co.) anstelle des 1,5-Bis (^'-Hydroxyhexylamino) anthrachinone. Eine Analyse zeigt, daß das polymere Material in jedem Falle gleichmäßig gefärbt ist. Bei Ver-

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Wendung zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder ergibt sich eine gute Bildqualität.

Beispiel XII

1,2 g eines handelsüblichen Aminostyrolpolymers (Borden Chemical Company) in 10 ml Salzsäure von 3M werden diazotiert bei 0° C durch tropfenweise Eingabe von 0,7 g Natriumnitrit in 5 ml entionisiertem Wasser. Das Rühren wird eine halbe Stunde lang durchgeführt. 1,6 g 4-Methoxy-1-naphthol, gelöst in 4 ml Pyridin, werden zu 50 ml entionisiertem Wasser zugegeben, in dem 1,2 g Natriumhydroxid gelöst sind. Die Lösung von 4-Methoxy-1-naph1tol wird tropfenweise in das diazotierte polymere Material bei 0 bis 3° C eingegeben. Die erhaltene rötlichbraune Aufschlämmung wird sauer gemacht und auf 6o° C erwärmt. Das polymerisierte Produkt wird durch Filtrierung entfernt, zunächst mit Wasser, dann mit Aceton gewaschen, getrocknet und zu einem feinen roten Pulver zerkleinert, welches nicht unter 200° C erweicht oder schmilzt. Bei Verwendung zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder ergibt sich eine gute Bildqualität.

Wenn das nach der Erfindung hergestellte polymerisierte Material auf eine feine Pulvergröße gebracht und mit einem festen Trägermaterial gemischt wird, wie es in den vorstehenden Beispielen beschrieben wurde, soll die Teilchengröße weniger als ca. 30 Mikron, üblicherweise im Mittel zwischen 6a. 4 und ca. 5 Mikron betragen, es können jedoch auch größere und kleinere Teilchen in einer solchen Mischung vorhanden sein. Die festen Trägerteilchen sollen größer als die polymerisierten Entwicklerstoffteilchen sein. Trägerteilchengrößen im Bereich von ca. 30 Mikron bis ca. 1000 Mikron sind zur Kaskadierungsentwicklung geeignet, Teilchengrößen von weniger als ca. 200 Mikron sind zur Magnetbürstenentwicklung geeignet.

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Wie vorstellend ausgeführt wurde, besteht der wichtigste Vorteil der Erfindung darin, daß nach Bildung des gefärbten polymeren Materials durch chemische Reaktion (d.h. Polymerisation oder chemische Bindung an einem vorzugsweisen polymeren Material) lediglich eine Zerkleinerung des polymeren Materials auf die gewünschte Teilchenform und dann eine Mischung des teilchenförmigen Materials mit dem Trägermaterial in der jeweils gewünschten Menge erforderlich ist. Da das polymere Material selbst gefärbt ist, ist es nicht erforderlich, dieses Material mit weiterem farbgebendem Material zu mischen, zu mahlen oder längere Zeit einen Mischungsvorgang durchzuführen, wie dies bisher bei der Herstellung xerografischer Tonerstoffe erforderlich war. Da das Färbungsmittel ein chemischer Teil des polymeren Materials ist, wird eine Farbverschlechterung oder Trennung des Farbanteils während der Lagerung vermieden. Daher ist mit der Erfindung die Herstellung eines homogenen Materials mit verbesserten Farbeigenschaften möglich, welches durch chemische Polymerisationsverfahren erzeugt wird und weniger Mischungs- und Dispersionsschritte benötigt, als diese bisher zur Herstellung inhomogener Tonerarten erforderlich waren. Ferner ermöglicht die Erfindung die Einstellung der physikalischen Eigenschaften des Tonermaterials auf spezielle Bedürfnisse durch Auswahl des Färbungsmittels und des monomeren oder polymeren Materials, durch Einlagerung bestimmter Mengen des Färbungsmittels usVt. Diese Vorteile ergeben sich, ohne auf die wesentlichen physikalischen Eigenschaften verzichten zu müssen, die beispielsweise die Reibungselektrifizierung und ähnliche Vorgänge betreffen und zur einwandfreien Funktion als xerografischer Entwicklerstoff erforderlich sind.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben, es sind jedoch zahlreiche weitere Abänderungen ohne Abweichung vom Grundgedanken der Erfindung möglich. Insbesondere können andere Stoffe entweder als monomerer Reaktionsbestandteil oder als Färbungsmittel angewendet werden, wenn die erforderlichen Reaktionsstellen

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oder funktioneilen Gruppen vorhanden sind und das sich ergebende polymere Produkt die erforderlichen physikalischen Eigenschaften hat, die es zur Verwendung als Entwicklermaterial beim xerografischen Verfahren zusammen mit einem Trägermaterial geeignet machen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zur Herstellung eines Entwicklerstoffs für latente elektrostatische Bilder, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektroskopisches Material gebildet wird, welches einen polymer!sierten Stoff mit einem an oder in der polymeren Kette chemisch gebundenen, eine Färbung erzeugenden integralen Anteil enthält, und daß das Material gegebenenfalls in einen vorgegebenen teilchenförmigen Zustand gebracht und mit einem Trägermaterial gemischt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein polymerisierbares Material unter Polymerisationsbedingungen mit einem reaktionsfähigen farbgebenden Material zur Reaktion gebracht wird, daß das gefärbte polymerisierte Produkt auf einen vorgegebenen Teilchenzustand gebracht und mit einem Trägermaterial gemischt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein farbgebendes Material, welches mindestens eine polyfunktionelle Gruppe enthält, mit einem polymerisierbaren monomeren Material, welches mindestens eine polyfunktionelle Gruppe enthält, unter Kondensationspolymerisationsbedingungen zur Reaktion gebracht wird, wodurch das farbgebende Material oder ein Teil davon als integraler Teil chemisch in der polymeren Kette gebunden wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein farbgebendes Material mit zumindest einer funktioneilen Gruppe unter Additionspolymerisationsbedingungen mit einem mindestens eine Vinylgruppe enthaltenden monomeren Material zur Reaktion gebracht wird.

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   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgeformtes polymeres Material mit zahlreichen Reaktionsstellen in jeder polymeren Kette mit einem farbgebenden Material mit zumindest einer reaktionsfähigen Gruppe zur Reaktion gebracht wird, dessen vorhandene Menge eine Farbgebung des vorgeformten polymeren Materials gewährleistet, daß das gefärbte polymere Material auf eine vorgegebene Teilchengröße gebracht und mit einem Trägermaterial gemischt wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß während der Reaktion das farbgebende Material oder ein Teil davon an zumindest einem Teil der Reaktionsstellen gebunden wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgeformtes polymeres Material mit zahlreichen Reaktionsstellen an jeder polymeren Kette mit einem farbgebenden Material zur Reaktion gebracht wird, welches eine Vielzahl reaktionsfähiger Gruppen aufweist, daß benachbarte polymere Ketten mit über das farbgebende Material verlaufenden Querverbindungen versehen werden, wodurch das mit Querverbindungen versehene polymere Ma-r terial gefärbt wird, daß dieses polymere Material auf eine vorgegebene Teilchengröße gebracht und mit einem Trägermaterial gemischt wird.

   8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein polymerisierbar es Material unter Polymerisationsbedingungen mit einem reaktionsfähigen farbgebenden Material zur Reaktion gebracht und das erhaltene polymerisierte Produkt gefärbt wird, daß das Polymerisat mit einem wei-. teren polymeren Material zur Änderung der Farbe dieses weiteren Materials vermischt wird, daß die Mischung auf eine vorgegebene Teilchenform gebracht und mit einem Trägermaterial gemischt wird.

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   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat durch Schmelzen mit dem weiteren polymeren Material gemischt wird.

   10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat durch Lösung mit dem weiteren polymeren Material gemischt wird.

   11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgeformtes polymeres Material mit zahlreichen Reaktionsstellen an jeder polymeren Kette mit einem farbgebenden Material zur Färbung des Polymerisats zur Reaktion gebracht wird, wobei das farbgebende Material oder ein Teil davon an zumindest einem Teil der Reaktionsstellen gebunden wird, daß das gefärbte Polymerisat mit einem weiteren polymeren Material zur Änderung der Farbe des weiteren polymeren Materials gemischt wird, daß das Mischprodukt auf einen vorgegebenen Teilchenzustand gebracht und mit einem Trägermaterial gemischt wird.

   12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das reaktionsfähige farbgebende Material eine Vielzahl reaktionsfähiger Gruppen aufweist und daß während der Reaktion einander benachbarte polymere Ketten durch über das farbgebende Material oder einen Teil davon verlaufende Querverbindungen miteinander gekoppelt werden.

   fi3/Entwicklerstoff für latente elektrostatische Bilder, hergestellt insbesondere nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch fein verteilte Teilchen eines polymerisierten Materials, welches als einen integralen Anteil in chemischer Bindung an oder in der polymeren Kette ausreichend viel farbgebendes Material enthält, um seine Färbung zu erzielen, und durch ein Trägermaterial für die fein verteilten Teilchen.

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   14. Entwicklerstoff nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das farbgebende Material chemisch an Reaktionsstellen der polymeren Kette gebunden ist und dadurch eine Färbung erzeugt.

   15. Entwicklerstoff nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das farbgebende Material chemisch an Reaktionsstellen einer vorgeformten polymeren Kette gebunden ist und dadurch eine Färbung erzeugt.

   16. Entwicklerstoff nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein farbgebendes Material, welches polyfunktionelle Gruppen enthält, chemisch mit Reaktionsstellen an vorgeformten polymeren Ketten unter Bedingungen einer Querverbindungsbildung zur Reaktion gebracht ist, wodurch gewisse vorgeformte polymere Ketten mit Querverbindungen versehen werden, die über das farbgebende Material verlaufen.

   17. Entwicklerstoff nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das farbgebende Material ein integraler Anteil der polymeren Kette ist.

   18. Entwicklerstöff nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das farbgebende Material chemisch innerhalb der polymeren Kette als integraler Anteil durch Reaktion eines farbgebenden Materials mit mindestens einer polyfunktionellen Gruppe mit einem monomeren Material mit mindestens einer polyfunktionellen Gruppe unter Kondensationspolymerisationsbedingungen chemisch gebunden ist.

   19. Entwicklerstoff nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das farbgebende Material innerhalb der polymeren Kette als integraler Anteil durch Reaktion eines farbgebenden Materials mit zumindest einer reaktionsfähigen Gruppe mit einem monomeren Material mit mindestens einer Vinylgruppe unter Additionspolymerisationsbedingungen chemisch gebunden ist.

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   20. Entwicklerstoff nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein Gas ist.

   21. Entwicklerstoff nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial eine Flüssigkeit ist.

   22. Entwicklerstoff nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein körniges Material ist.

   23.' Entwicklerstoff nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerkörner eine das Rollen über einen mit einem latenten elektrostatischen Bild versehenen Aufzeichnungsträger ermöglichende Form haben und mit den fein verteilten Teilchen des gefärbten Polymerisats auf ihrer Oberfläche versehen sind, so daß eine Entfernung der Polymerisatteilchen von den Trägerkörnern durch elektrostatische Anziehung eine Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes zur Folge hat.

   24. Entwicklerstoff nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisatteilchen wesentlich kleiner als die Trägerkörner sind.

   25. Verwendung eines Entwicklerstoffs nach einem der Ansprüche 13 bis 24 zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes.

   26. Verwendung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial als Spenderblatt ausgebildet ist, welches gleichmäßig mit den Polymerisatteilchen beschichtet ist und in enge Berührung mit einem latenten elektrostatischen Bild gebracht wird, so daß die Polymerisatteilchen selektiv auf das Bild in bildmäßiger Verteilung übertragen werden.

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