DE2217933C3

DE2217933C3 - Trägerteilchen für einen elektrostatographischen Entwickler

Info

Publication number: DE2217933C3
Application number: DE2217933A
Authority: DE
Inventors: R J Hagenbach; M J Lenhard
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1971-06-10
Filing date: 1972-04-13
Publication date: 1978-12-21
Also published as: IT959791B; BR7203718D0; DE2217933B2; FR2141300A5; CA986351A; AT322978B; AU4330872A; AU461667B2; US3767578A; NL160097B; JPS5340092B1; NL7207839A; NL160097C; ZA723959B; ES403664A1; SE377199B; DE2217933A1; GB1397445A; CH546969A; BE784452A

Description

Die Erfindung betrifft Trägerteilchen für einen elektrostatographischen Entwickler.

Obgleich bekannte Entwickler gewöhnlicherweise Bilder mit guter Qualität ergeben, haben die herkömmlichen Entwickler Nachteile in bestimmter Hinsicht Bei de. Reproduktion von Kopien mit hohem Kontrast wie Briefen, Spuren u. dgl. ist es zweckmäßig, die Tonerund Trägermaterialien, die zusammen den Entwickler bilden, so auszuwählen, daß ihre gegenseitige triboelektrisc'ne Aufladung relativ groß ist, wobei der Aufladungsgrad vom Abstand zwischen den relativen Stellungen in der triboelektrischen Reihe bestimmt wird. Wenn jedoch diese sonst verträglichen elektroskopischen Toner- und Trägermaterialien in der triboelektrischen Reihe zu weit voneinander angeordnet sind, dann sind die resultierenden Bilder sehr schwach, weil die Anziehungskräfte zwischen den Träger- und Tonerteilchen mit den Anziehungskräften zwischen dem latenten elektrostatischen Bild und den Tonerteilchen in Konkurrenz stehen. Obgleich die Bilddichte verbessert werden kann, indem man die Tonerkonzentration in dem Entwicklergemisch erhöht, erhält man doch eine unerwünscht hohe Tonerabscheidung im Hintergrund sowie eine gesteigerte Verdichtung und Agglomerierung des Toners, wenn die Tonerkonzentration in dem Entwicklergemisch zu hoch ist Beispielsweise werden in der DE-PS 9 26 587 Entwickler verwendet, in wejchen das körnige Trägermaterial mit einem geeigneten Überzug umhüllt ist, das den Körnern die notwendigen triboelektrischen Eigenschaften verleiht. Auch für diesen Entwickler gelten die oben angegebenen Nachteile.

In der US-PS 32 78439 werden elektrophotographische Entwickler beschrieben, die aus körnigen thermoplastischen Tonerteilchen und magnetischen Trägerteilchen bestehen, wobei letztere folienähnliche Dicke und eine irreguläre Form mit zerklüfteten Einschnitten, zahnartigen Vorsprüngen und löchriger Oberfläche aufweisen.

Entwicklergemische dieser Art sollen hinsichtlich der optischen Dichte der erhaltenen Kopien und der Lebensdauer des Entwicklergemisches Vorteile bieten, sie sind jedoch aufgrund ihrer scharfkantigen Struktur für die Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder auf mehrfach wiederverwendbaren photoleitfShigen Schichten ungeeignet

Es ist als sehr zweckmäßig und als vorzuziehend angesehen worden, Trägerteilchen mit glatter Oberfläche zu verwenden, die eine kugelförmige Gestalt haben. Kugelförmige Teilchen nehmen eine relativ gleichförmige Oberflächenladung auf, und sie sind hinsichtlich ihrer Anziehung der Tonerteilchen relativgleichförmig.

ίο Dies führt zu einer gleichförmigeren Tonerabscheidung und demgemäß zu gleichförmigeren Kopien am Ende. Weiterhin sind kugelförmige Trägerteilchen reibungsärmer, und es besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit, daß sie ein Verkratzen der Abbildungsoberfläche bewirken. Wenn es jedoch erwünscht wird, kugelförmige Trägerteilchen aus Metall henustellen, dann sind kostspielige Verfahren notwendig.

Die Größe, Gestalt und physikalischen Eigenschaften sowie die chemische Zusammensetzung der Trägerin teilchen beeinflussen die Qualität des entwickelten Bildes und die Fähigkeit des Trägers, seine ursprünglichen Eigenschaften über lange Gebrauchjzeiträume beizubehalten.
Im allgemeinen tragen in einem mittleren Größcnbereich von etwa 50 bis 1000 μ, wenn alle anderen Variablen konstant gehalten werden, kleinere Teilchen eine größere Menge an Tonerteilchen, weil sie ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Masse haben, wobei aber die entwickelten Bilder dazu neigen, ein körniges

jo Aussehen zu haben. Weiterhin ist je kleiner die Trägerteilchen sind desto größer ihre Neigung, an der photoleitfahigen Schicht zu haften, wodurch ein als Blockierung bezeichneter Effekt eintritt Die Blockierung stört den Übertragungsprozeß, und sie kann eine

jt Beschädigung der photoleitfahigen Schicht bewirken. Größere Trägerteilchen bringen zwar die Tonerteilchen in engeren Kontakt mit der Abbildungsoberfläche, wodurch weniger körnige entwickelte Bilder entstehen, doch neigen sie dazu, den Toner in dem Bild überhängen zu lassen, und sie ziehen aufgrund ihres geringen Verhältnisses Oberfläche zu Masse weniger Toner an, wodurch ein unwirksamer Entwickler gebildet wird.
Wenn man somit alle anderen Variablen konstant

■ti hält, dann gibt es Nachteile sowohl bei der Verwendung von Trägerteilchen mit kleiner oder mit großer Größe. Kugelförmige Teilchen mit glatter Oberfläche werden jedoch als vorteilhafter erachtet als Trägerteilchen mit anderen bekannten Gestalten. Aufgrund der Mängel solcher Trägerteilchen besteht somit ein Bedürfnis nach neuen Trägerteilchen, die im Vergleich zu den derzeit verfügbaren Trägern überlegene Eigenschaften besitzen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Trägerteilchen zur Verfügung zu stellen, die bei der Anwendung in einem elektrostatographischen Entwickler Bilder mit hoher Dichte ergeben, die Bilder mit einer geringen Hintergrundentwicklung bilden, die die photoleitßhige Schicht nicht beschädigen, die gegenüber Veränderungen der Tonerkonzentration eine geringe Empfindlichkeit besitzen und die flexibel hergestellt werden können, um den variierenden Trägerdichte- und elektrostatischen Erfordernissen zu genügen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst
Die erfindungsgemäßen Trägerteilchen weisen eine

knotige kieselige Oberfläche mit wiederkehrenden Einbuchtungen und Vorsprüngen auf, die den Teilchen eine relativ große äußere Oberfläche verleihen, Sie ergeben dadurch ausgezeichnete Entwickler für elektrostatographische Zwecke. Solche knotigen Träger- => teilchen besitzen im Vergleich zu den im wesentlichen glattflächigen Trägerteilchen der gleichen Masse ein hohes Oberfläche-zu-Masse-Verhältnis. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Trägerteilchen können die Vorteile sowohl der großen als auch der kleinen in Trägerteilchen erhalten werden, wobei ihre Nachfeile vermieden werden. Knotige Trägerteilchen zeigen eine Vielzahl von kleinen, kugelförmigen Oberflächen mit Einbuchtungen, die Taschen für die Tonerteilchen definieren. Bei der Vermischung mitden Tonerteilchen in ι ^ri geeigneten Verhältnismengen wird ein überlegener Entwickler für ein elektrostatographisches Entwicklungsverfahren erhalten, welches Träger-Toner-Kombinationen verwende* (z. B. Magnetbürsten- und Kaskadenentwicklungstechniken). JIl

Die Verwendung von knotigen Trägerteilchen gemäß der vorliegenden Erfindung bringt viele beachtenswerte Vorteile mit sich. Es können Trägerteilchen mit weiten Bereichen der Dichte und der triboelektrischen Werte erhalten werden, da die knotigen Teilchen durch Agglo- >ί merierung von weit differierenden und üblichen Formulierungen von teilchenförmigen Gemischen hergestellt werden können.

Die gemäß der Erfindung verwendeten knotigen Trägerteilchen haben nicnt nur ein größeres Oberflächezu-Masse-Verhältnis, um (im Virgleic?·. zu kugelförmigen Trägerteilchen) mehr Tonerteilchen zu halten, sondern sie neigen auch dazu, die Tonertei ;hen und einander während der Entwicklung weniger zu Feinstoffen zu vermählen. Somit wird bei der Kaskadenentwick- r> lung beispielsweise, wenn die Trägerteilchen aufeinander aufprallen, der Schlag zum größten Teil auf der äußeren Oberfläche der Trägerteilchen absorbiert, und die Tonerteilchen, von denen der größte Teil sich in den durch Einbuchtungen zwischen den Oberflächenvorsprüngen definierten Taschen befindet, entgehen im wesentlichen dem Schlag. Die Kapazität der knotigen Trägerteilchen, Schlagbeschädigungen entweder unter den Trägerteilchen selbst oder des Tonermaterials zu vermindern, ergibt eine erheblich größere Lebensdauer -r, des Entwicklers, als bislang erzielt wurde.

Die knotigen Trägerteilchen sind dreidimensionale Feststoffe mit einer Größe von ungefähr 50 bis 1000 μπι, und die überschlägig ausgedrückt eine kubische, gerundete, irreguläre oder kugelförmige Gestalt -,< > haben und deren Oberflächenunregelmäßigkeiten durch zahlreiche Knollen und Einbuchtungen gebildet werden. Obgleich die Trägerteilchen willkürlich im Abstand angeordnete Hohlräume oder einen geringen Porositätsgrad haben können, sollten sie doch vorwiegend -,-, feste Kerne besitzen. Bevorzugte Trägerteilchen haben im allgemeinen gerundete Knollen, und sie sind in der Gestalt im allgemeinen kugelförmig, wodurch sie im Aussehen an Himbeeren öder an Büschel von Trauben erinnern. bo

Die Trägerteilchen gemäß der vorliegenden Erfindung können nach mehreren Verfahren hergestellt werden. So können z. B. kleine Teilchen durch bekannte Granulierung oder Pelletisierungsarbeitsweisen, vorzugsweise in Gegenwart eines Bindemittels, agglome- μ riert werden, wobei gewünschtenfalls je nach dem Bindemittel die Agglomerate sodann erhitzt werden können, um ihnen Härte und Festigkeit zu verleihen.

Ein im allgemeinen brauchbares Verhalten geht so vor, daß man ein teilchenförmiges Trägermaterial mit einem Bindemittel vermischt und das Gemisch auf eine schräge, drehende Mischplatte aufbringt, über die eine Flüssigkeit gesprüht wird, die die Teilchen befeuchtet. Bei der Drehung der Mischplatte beginnen die Agglomerate zu wachsen. Die größten Agglomerate komn.en zu der Oberfläche und rollen von der aufsteigenden Seite der unteren Kante der Mischplatte ab. Die kleineren Agglomerate bleiben auf der drehenden Platte zurück, bis sie groß genug sind. Durch Variation des Neigungswinkels der drehenden Platte, der Umfangsgeschwindigkeit, des Orts der Beschickungsgegend, wo das Material in die drehende Platte eingebracht wird, und der Höhe der Umfangskante der Drehplatte kann der Größenbereich der resultierenden Agglomerate innerhalb enger Toleranzen eingestellt werden.

Die derart agglomerierten Teilchen können sodann einer Brenn-, Schmelz- oder Sinterungsbehandlung unterworfen werden, um harte, verdichtete, knotige Trägerteilchen herzustellen.

Die Teilchen, die zur Bildung der knotigen Trägerteilchen gemäß der Erfindung agglomeriert sind, können kugelförmige oder nicht kugelförmige, teilchenförmige Materialien sein. In dem Fall, daß sie nach der Agglomerierungsstufe nicht kugelförmig sind, kann es gewünscht sein, die Teilchen kugelförmig zu machen, was beispielsweise durch Erhitzen geschehen kann, wobei Oberflächenkräfte die Teilchen in eine kugelförmige Gestalt bringen.

Die Konstitution der Trägerteilchen ist kein kritischer Teil der Erfindung, wobei die Auswahlkriterien die gleichen sind wie im Fall von herkömmlichen Trägerteilchen. Die Trägerteilchen müssen dazu imstande sein, auf den Tonerteilchen eine triboelektrische Ladung zu induzieren, damit die Tonerteilchen von einem latenten elektrostatischen Bild angezogen werden. Somit muß die triboelektrische Beziehung zwischen den Tonerteilchen und den Trägerieilchen derartig sein, daß eine annehmbare Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes gebildet wird, d. h. eines dichten Bildes mit einer niedrigen Hintergrundentwicklung. Ein Material, das gegenüber dem Toner eine relativ hohe triboelektrische Beziehung hat, ergibt Bilder mit niedriger Dichte mit einem sauberen Hintergrund wegen der Unfähigkeit des elektrostatischen Bildes, genügend Tonerteilchen von einem Träger anzuziehen. Ein Trägermaterial mit einer niedrigen triboelektrischen Beziehung zu dem Toner entwickelt sehr kontrastarme elektrostatische Muster, aber gleichfalls eine hohe Hintergrunddichte. Zur Erzielung eines praktischen Entwicklers sollten Trägermaterialien, die in diese extremen Bereiche fallen, vermieden werden. Beim Gebrauch nimmt die mittlere triboelektrische Beziehung mit der Zeit wegen der kumulierenden physikalischen Beschädigung der Trägerteilchen ab.

Weiterhin muß das Trägermaterial ein solches sein, das dazu imstande ist, Teilchen zu bilden, die nicht dazu neigen, zusammenzubacken, Brücken zu bilden oder während der Handhabung und der Lagerung zu agglomerieren. Die Haftung der Trägerteilchen an den wiederverwendbaren photoleitfähigen Schichten bewirkt die Bildung von unerwünschten Kratzern auf diesen Schichten während der Bildübertragungs- und Oberflächenreinigungsstufen. Weiterhin müssen die Trägerteilchen so beschaffen sein, daß sie dazu imstande sind, den zerstörenden Kräften zu widerstehen, die normalerweise bei kontinuierlichen Entwicklungsver-

fahren vorhanden sind, die die Zurückführung der Trägerteilchen durch ScriaufeKorderer erfordern, welche zum Teil in der Entwicklerzuführung eingetaucht sind, wie sie z, B, in der USA.-Patentschrift 3099 943 beschrieben sind. Schließlich müssen, wenn die Trägerteilchen auch bei einem Magnetbürsten-Enlwicklungsverfahren verwendet werden sollen, diese auch magnetisch sein.

Daher is! das ideale Trägermaterial für die Zwecke dieser Erfindung ein solches, das mit dem Toner eine geeignete triboelektrische Beziehung zeigt, das dazu imstande ist, zu knotigen Teilchen mit gleichförmiger Größe innerhalb enger Toleranzen verformt zu werden und das einen hohen Widerstandsfähigkeitsgrad gegenüber einer physikalischen Bebilderung und gegenüber einem Schlag besitzt, der die kritische Beziehung verschlechtern kann.

Alle beliebigen Materialien, die den vorstehenden Erfordernissen genügen, können zur Herstellung der erfindungsgemäßen Trägerteilchen verwendet werden. So können z. B. Metalle wie Stahl, Kupfer, Nickel, Aluminium, Messing u. dgl. und feuerbeständige Materialien wie Carbide, Nitride, keramische Stoffe oder Gläser mit Vorteil verwendet werden. Die keramischen oder glasartigen Materialien können aus einer weiten Vielzahl von magnetischen oder nichtmagnelischen, feuerfesten Oxyden, wie sie gut bekannt sind, hergestellt werden. Beispiele hierfür sind Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd, Lithiumoxyd, Berylliumoxyd, Magnesiumoxyd, Calciumoxyd, Zinkoxyd, Strontiumoxyd, Cadmiumoxyd, Bariumoxyd, Bleioxyd, Magnesiumoxyd, Eisenoxyd, Cobaltoxyd, Nikkcloxyd, Eisenoxyd u. dgl. Repräsentative Massen, die für die Zwecke der Erfindung geeignet sind, sind z. B. in denUSA.-Palcntschrirten25 65 111,27 15 109,29 62 444 und 31 93 503 beschrieben.

Die ausgewählten Materialien, die Gläser, keramische Stoffe oder Metalle sein können, werden durch herkömmliche Mahl-, Mühl-, Sprüh-Trocknungs- oder Sprüh-K'jhlungstechniken auf den gewünschten Größenverteilungsbereich zerkleinert. Dieser liegt im allgemeinen zwischen 1 und lOOjxm, befindet sich aber vorzugsweise in dem eingeschränkten Bereich von 5 bis 40μηι. Gewünschlenfalls können die resultierenden Teilchen, wenn sie unregelmäßig geformt sind, kugelförmig gemacht werden, bevor sie agglomeriert werden, indem sie in einen Strom eines heißen Gases mit hoher Geschwindigkeit eingeführt werden, wie er durch einen Plasmagencrator hergestellt wird. Die geschmolzenen Teilchen werden aulferund von inneren Kräften kugelförmig gemacht und sodann zur Verfestigung in einer kalten Flüssigkeit wie Wasser abgeschreckt.

Das teilchcnförmige Trägermaterial kann ungeachtet der Herstellungsweise agglomeriert werden, um die vorstehend beschriebenen knotigen Trägerteilchen herzustellen. Ein geeignetes Verfahren hierzu sieht die Verwendung einer herkömmlichen Granulierungseinrichtung zum Walzen des teilchenförmigen Materials mit einer Flüssigkeit und einem Bindemittel auf einer geneigten, drehenden Mischplatte vor. Andere Arten von Granulierungsvorrichtungen, z. B. Trommel-und-Pfanne-Granulatoren, die den Teilchen eine Trommelungswirkung verleihen, und wie sie beispielsweise in der USA.-Patentschrift 31 92 290 beschrieben werden, können gleichfalls verwendet werden.

Bei dem Verfahren mit der drehenden Mischpialte zur Bildung der knollen Trägerteilchen, bei welchem das feinverteilte Trägermaterial mit konstanter Geschwindigkeit und bei einer selektiven Befeuchtung der eintretenden Beschickung einer Scheibe zugeführt wird, bewirkt, daß die rollenden Teilchen in innigen Kontakt miteinander kommen. Die Kapillaranziehung

". der Teilchenoberflächen sowie die kurzbereichigen Konlaktkräfte halten die Teilchen in Form eines feuchten Agglomerate zusammen. Die Größe und die Qualität der Agglomerate sind Funktionen von vielen Variablen des Betriebs der drehenden Mischplatte, von

κι denen einige angegeben sind, nämlich:

1. die Geschwindigkeit der drehenden Platte,

2. die Neigung der drehenden Platte,

3. Neigungsstellungen,

4. Position der Flüssigkeitssprühdüsen,

¹' 5. Beschickungsgeschwindigkeit des Trägermaterials auf die Platte.

Es ist wichtig, daß die Beschickungsgeschwindigkeit und da= Befeuchten aufrechterhalten werden, wenn die

2i) korrekten Sätze erhalten sind, ur zu gewährleisten, daß das Produkt innerhalb eines engen Bereichs eine gleichförmige Größenverteilung besitzt.

Aus den vorstehenden Ausführungen wird ersichtlich, daß der Agglomerierungseffekt von der Anwesen-

r> heil, einer Flüssigkeit abhängig ist, die dem teilchenförmigen Trägermaterial Zusammenballungseigenschaften verleiht. Im allgemeinen haben die agglomerierten Teilchen keinen genügend hohen Festigkeitsgrad als daß sie für elektrostatographische Entwickln längsverfahren verwendet werden können, ohne daß entweder während der Agglomerierung ein Bindemittel zugesetzt wird oder daß nach der Agglomerierung eine Härtungsbehandlung erfolgt. Wenn somit die Teilchen nur mit bloßem Wasser als Befeuchtungsflüssigkeit

γ. agglomeriert und sodann getrocknet werden, dann sind die Agglomerate sehr brüchig und sicherlich für elektrostatographische Entwicklungszwecke nicht geeignet. Zur Überwindung dieser Schwäche ist er möglich, während der Agglomcrierung ein Bindemittel zuzu-

iii setzen und/oder die Agglomerate einer Nachbehand- ^;ung zu unterwerfen, die diese härtet.

Bindemittel, die dazu verwendet werden können, um den Agglomeraten eine große Festigkeit zu verleihen, sind bekannt. Ein geeignetes Bindemittel ist Natrium-

4-, silikat. Beispiele für andere geeignete Materialien sind synthetische Harze wie Epoxy- oder Acrylharze, Wachse, Polyvinylalkohol, Dextrin, Ester von gesättigten Fettsäuren, natürliche und synthetische Klebstoffe. Weitere Materialien, die als Schmiermittel oder als

μι Weichmacher für die Bindemittel wirken, können zusätzlich dem Beschickungsmaterial zugesetzt werden, um den Agglomerisierungsprozeß zu unterstützen.

!e nach dem Bindemittel, das zur Bildung der Agglomerate verwendet wird, kann es notwendig sein, die

ν, Agglomerate ckier Härtungsbehandlu/lg zu unterwerfen oder nicht. Wenn das Bindemittel ein Material wie ein Epoxyharz, das selbsthärtend ist, ist, dann ist es nicht absolut, wesentlich, die Agglomerate einer Härtungsnachbehandlung zu unterwerfen. Es ist jedoch

wi im allgemeinen einfacher und praktischer, solche Bindemittel wie Natriumsilikat und Wachse zu verwenden, die ihrerseits den Trägerteilchen nicht die notwendige Festigkeit für die direkte Verwendung für elektrostalographischc Entwicklungsprozesse verleihen. Die Nach-

hi behandlung umfaßt im allgemeinen die Unterwerfung der Trägeragglomerate gegenüber Hochtemperaturbedingungen, und zwar im allgemeinen im Temperaturbereich, der das Schmelzen oder Sintern des Träger-

materials und cine chemische Veränderung des verwendeten Bindemittels bewirkt. Das Erhitzen wird geeigneterweise vorgenommen, indem die Trägeragglomerate mit einem strömenden heißen Gas vermischt werden, wie es beispielsweise in einem Verbrennungsofen, einem Plasmagenerator oder einem elektrischen Ofen gebildet wird. Die Temperatur der I ladungsbehandlung hängt in erster Linie von der Natur des Tägermuterials ab. Da im allgemeinen feuerbeständige Materialien verwendet werden und die Wärmebehandlung am meisten wirksam ist. wenn das Trägermaterial während der Behandlung bis zu einem gewissen Ausmaß erweicht, beträgt die Temperatur zumindest 538 C Meistens liegt die Temperatur im Bereich von KW3 bis 1482 < . doch kann die Temperatur variiert werden, um der Verwcilzcit der Trägeragglomerate in den heißen strömenden Gasen Rechnung zu tragen.

Die Härtungsnachbehandlung ist auch in anderer Hinsicht von Wichtigkeit. Unter dem Einfluß der Wärme beginnen die agglomerierten Trägerteilchen zu erweichen und werden aufgrund von inneren Kräften abgerundet. Somit trägt die Wärmebehandlung nicht nur zur Festigkeit der Agglomerate bei, sondern sie glättet auch große Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche der agglomerierten Teilchen des Tiägers aus.

I':" weiterer Teil zur Herstellung der knotigen Trägerteilchen besteht dann, daß man ein S.ib ?^:- M^mIl oder ein Metalloxyd aus der Lösung ausfällt. Bei kon trollierten Bedingungen liegen die einzelnen Teilchen des resultierenden Niederschlags in Form eines Büschel < von kleineren Teilchen mit einer allgemeinen botryoidalen Struktur vor. Ein Verfahren zur Bildung von knotigen Teilchen auf diese Weise ist in Proceedings Thirteenth Annual Meeting, Metal Powder Association. 30. April bis 1. Mai 1957, in einem Artikel beschrieben, der lautet »Production and Characteristics of Chemically Precipitated Nickel Powder«. Die Autoren dieses Artikels sind K. O. Cockburn. R.J.Loree und J. B. FIa worth. Diese Autoren stellen ein NickelpuKer her. indem sie eine ammoniakalische Nickelammoniumsulfatlösung mit Wasserstoff bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck umsetzen, um eine direkte Reduktion des Nickelsulfats zu elementarem i'ül¹. er zu bewirken. Die einzelnen Teilchen des Pulvers ;iegcn in der Form von traubenartigen Büscheln vor. die aus zahlreichen L nterteilchen gebildet sind, die miteinander agglomeriert sind. Solche knotigen Teilchen haben im allgemeinen eine kugelförmige Gestalt mit einer durchschnittlichen Teilchengröße im Bereich von 30 bis 200 ;j.m. üie Reinheit ist größer als 99 "■(.. Sie sind für die Zwecke dieser Erfindung eminent gut geeignet, und zwar insbesondere für Entwickler, die für Magnetbürstenentwicklungsverfahren verwendet werden.

Die gemäß der Erfindung verwendeten knotigen Trägerteilchen können gewünschtenfalls überschichtet werden, was beispielsweise nach den herkömmlichen WaIz-. Sprüh- und Tauchtechniken geschahen kann, um ihnen triboelektrische Eigenschaften. Festigkeit und/oder eine Schmierfähigkeit zu verleihen. Die Beschichtungsmaterialien sind im allgemeinen filmbildende polymere Materialien wie Homopolymere und Copolymere von Vinylmonomeren wie Styrol. Acryl- ~>2uree^c.tern Methacrylsäureester!!, Vjnvirhinrid. Vinylidenchlorid, Fluoräthylen. Vinylacetat, Polyamiden. Polyestern. Die Dicke des Überzugs ist nicht kritisch. solange dieser nicht so dick ist daß die Ausbuchtungen der knotigen Trägerteilchen vollständig gefüllt sind.

wodurch die Triigeroberfläche im wesentlichen glattgemacht werden würde. Überzüge mit einer Dicke von weniger als etwa lOjzm sind im allgemeinen geeignet, obgleich auch dickere Überzüge auf große Trägerperlen aufgebracht werden können, z. B. auf diejenigen, die mindestens eine Messung besitzen, die größer ist als etwa 250 μην

Die erfindungsgemäß hergestellten Trägerteilchen sind überraschend gut geeignet, wenn sie mit den herkömmlichen Tonerteilchen als eleklrostatographische Entwickler verwendet werden. Sie sind dazu imstande. Bilder mit hoher Auflösung mit geringer Hintergrundverfärbung im Vergleich zu den üblichen glattoberflächigcn Trägerteilchen zu liefern. Sie sind gegenüber niedrigen Tonerkonzentrationen erheblich weniger empfindlich und auch weniger gegenüber Schlägen . mpfindlich als Trägerteilchen mit ?iner glatten Ober-Hache, die derzeit fur die stapdardeiektrostatographischen Entwicklungsverfahren herkömmlieherweisc verwendet ν :rden.

Mit den 1 rägerteilchen der vorliegenden Erfindung können alle beliebigen Tonermaterialien mit jeder beliebigen Farbe verwendet werden. Solche bekannten Materialien sind z. B. in den USA.-Patentschriften 35 02 582, 33 45 294, 33 91082, 27 53 308, 30 79 342. 26 50*-70. 33 26 848, M 38 991 und 32 72 644 hpc_cj-_i;j_e. ben.

Das Verhältnis der Träger- und Tonerteilchen in den erfindungsgemäßen Entwicklermischungen ist nicht so kritisch wie bei den bekannten i'rä'p -'ilchen, und zwar aufgrund der verminderten Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Trägerteilchen gegenüber der Tonerzusammensetzung. Im allgemeinen sollte der Entwickler 0,5 bis 2 % Toner und entsprechend 95 bis 99.5 % Träger enthalten. Wenn der Entwickler verwendet wird, dann nimmt die Tonerkonzentration von ihrem ursprünglichen Wert ab. Überraschenderweise zeigt die Dichte des reproduzierten Bildes nur eine geringe Abnahme, und zwar selbst nachdem etwa 30 % des Toners verbraucht worden sind.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Darin sind sämtliche Angaben bezüglich der Teile und der Prozentmengen auf das Gewicht bezogen, wenn keine anderen Angaben gemacht werden.

Beispiel 1

Eine 35.6-cm-Dravo-Pelletisiervorrichtung. die mit einem variierbaren '/4-PS-Antriebsmotor und drei rechteckigen Blättern mit den Abmessungen 7.6 cm x 7.6 cm x 0,!6 cm versehen war, wurde dazu eingesetzt, um verschiedene gepulverte Materialien zu pelletisieren. Die Blätter waren in 10-Uhr-, 12-Uhr- und 3-Uhr-Stellungen angeordnet. Die Pelletisieningsscheibe wurde mit einem Winkel von 52° angesetzt und mit einer Geschwindigkeit von 53 U/min betrieben. Die Metallpulver wurden der Scheibe mit einer Geschwindigkeit von 6,8 bis 9,1 kg/h zugeführt. Eine Bindemittellösung wurde mit einer spezifizierten Geschwindigkeit über der Scheibe zugeführt, so daß hierdurch das Pulver befeuchtet wurde. Nach Zuführung von genügend Bindemittel wurde das befeuchtete Pulver auf der sich bewegenden Scheibe zurückgehalten, bis die gewünschte Psiletisierung stalt^Defup.den hatte. Wie unten angegeben wird, wurden Eisen- und Nickelpulver mit N'atriumsilikat, einem Terpolymeren aus Styrol. n-Butylacrylat und Poly-(vinylbutyral) und mit Poly-ivinylchlorid ι pelletisiert. Das Natriumsilikat lag

in Form einer Lösung mit 40° Be vor. Das Terpolymer-Bindemittel wurde hergestellt, indem eine Lösung des Terpolymeren in Toluol mit 30% Feststoffen mit Methyläthyl keton auf einen Feststoffgehalt von 10% verdünnt wurde. Die PVC-Lösung bestand aus 10% Feststoffen (3 Teilen Polyvinylchlorid und 1 Teil eines handelsübl'vhen blauen Farbstoffes) in 9 Teilen Methyläthylketori und I Teil Methanol. Nach Vervollständi-

10

gung der Pelletisierung wurden in jedem Fall die Pellets getrocknet. Im Fall derjenigen, die mit dem Natriumsilikat hergestellt worden waren, wurden die Pellets bei hoher Temperatur weiter gesintert. Nach dem Trocknen und Sintern der Pellets wurden diese klassifiziert, und es wurde ihre Dichte bestimmt. Die Eigenschaften der resultierenden Pellets sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.

Tabelle I	Beispiel 2	(I) Kisen	(2) Nickel	O) Kisen	(4) [iiscn
		Natriurnsiiikat	Niitriunisilikiit	Terpoiymercs	PVC
	_	6,8-9,1 kg/h
Nickel
(Beschickungsgeschwindigkeit)	6,8-9,1 kg/h		6,8-9,1 kg/h
Eisen
;I! ^chickungsgeschwindigkeit)	28 g/min	18-25 g/min
Natriumsihkat
(Beschickungsgeschwindigkeit)			22 g/min
Terpolymers
(Beschickungsgeschwindigkeit)				30 g/min
PVC
(Beschickungsgeschwindigkeit)	125	125	60	40
Trocknung ( C)	1250-1300	1250-1300
Sinterung ( C)	4,43	6,30	6,41
Dichte ,g/ccm)
Größenverteilung (%)	55,56	62,02	53,82	16,35
+ 841 α	12,21	3,26	6,43	7,26
-841 μ + 500 a	6,01	2,02	4,43	4,22
-500 α + 354 α	6,04	4,27	4,99	5,28
-354 α + 210 α	1,68	1,32	1,85	1,11
-210 !χ + 177 α	8.64	16,47	10,28	17,34
-177 ii. + 63 α	9,77	10,64	18,20	48,44
- 63 μ		einer Tonermischung	vermengt, die	10% Ruß und 9(

Die einzelnen knotigen Trägermaterialien, die gemäß Beispiel 1 hergestellt worden waren, wurden dazu verwendet, um latente elektrostatische Bilder auf einer wiederverwendbaren photoleitfähigen Schicht zu entwickeln. Die knotigen Trägerteilchen wurden mit einem rußpigmentierten Toner vermischt, der aus einem Styrol-n-Butylmethacrylat-CopoIymeren bestand, das mit Poly-(vinylbutyral) vermengt worden war. Das Mischungsverhältnis betrug 200 Teile Träger auf 1 Teil Toner. Die resultierenden entwickelten Bilder hatten eine gute Qualität

Beispiel 3

Knotige Nickelteilchen, die eine mittlere Teilchengröße von etwa 125 um besitzen, wurden mit 2.2% eines Gemisches eines Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymeren mit Poly-(vinylbutyral) enthielt. Der resultierende Entwickler wurde in einer Magnetbürstenentwicklungseinheit verwendet, um einen mit einem latenten Bild versehene photoieitfähige Schicht aus Selen zu entwickeln. In zwei Durchläufen wurden Kopien gemacht, wobei die Bürstengeschwindigkeit 55,9cm/sec und die Photorezeptorgeschwindigkeit 50,8 cm/sec betrug.

Die erhaltenen Kopien waren von überlegener Qualität

Bei Durchführung desselben Versuchs mit glattoberflächigen Nickelträgerteilchen der gleichen Größe wurden zwar ausgezeichnete Kopien erhalten, doch war der Träger für die handelsübliche Verwendung nicht anwendbar, weil er eine hohe Schlaggeschwindigkeit hatte.

Claims

Patentansprüche:

1. Träge* teilchen für einen elektrostatographischen Entwickler, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Agglomeraten chemisch gleichartig aufgebauter kleiner Teilchen bestehen.

2. Trägerteilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Größe von 50 bis 1000 μπι aufweisen.

3. Trägerteilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Agglomerate bildenden Teilchen eine mittlere Größe von 1 bis 44 μιη aufweisen.

4. Trägerteilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomerate aus Metallteilchen bestehen.

5. Trägerteilchen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteilchen aus Nickel oder Eisen bestehen.