DE2226478A1

DE2226478A1 - Process for the preparation of carriers for electrophotographic toners and carriers prepared by the process

Info

Publication number: DE2226478A1
Application number: DE19722226478
Authority: DE
Inventors: Sterritt Ray; Munzel Howard Everett; Lexington; Woosley Kenneth David Winchester; Ky. Fuller jun. (V.StA.). P
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-06-23
Filing date: 1972-05-31
Publication date: 1972-12-28
Also published as: US3725118A; NL169375B; NL7207277A; GB1389744A; NL169375C; AR207312A1; DE2226478B2; CH561919A5; CA1082025A; FR2143691B1; BE784671A; BR7204133D0; JPS5037546B1; IT950713B; FR2143691A1

Description

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket LE 970 025Applicant's file number: Docket LE 970 025

Verfahren zur Herstellung von Träger für elektrophotographischen Toner und nach dem Verfahren hergestellter TrägerProcess for the preparation of supports for electrophotographic Toner and carrier made by the process

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von umhüllten Trägerpartikeln für Toner zur Entwicklung von elektrophotographischen Ladungsbildern.The invention relates to a method for producing enveloped carrier particles for toners for developing electrophotographic Charge images.

In elektrophotographisehen Kopiergeräten wird das für die Entwicklung der latenten Ladungsbilder nach dem Kaskadenverfahren oder dem Magnetbürstenverfahren verwendete Gemisch aus pigmentiertem Tonerpulver und feinen Träaerpartikeln stark beansprucht. Bekanntlich werden die Materialien für Träger und Toner so gewählt, daß bei der betriebs-In electrophotographic copiers this is used for the Development of the latent charge images by the cascade method or the magnetic brush method made of pigmented toner powder and fine carrier particles. As is known, the materials for carrier and toner selected so that during operational

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bedingten Bewegung des Entwicklerpulvers durch triboelektrische Effekte die richtige gegenseitige Aufladung von Träger und Toner erfolgt, damit der Toner seinen Zweck des vorlagengetreuen Sicht barmachens der Ladungsbilder erfüllen kann. Die geeignete reibungselektrische Materialkombination wird oft durch zwischengeschaltete Schichten erreicht, beispielsweise durch eine Umhüllung der rauhen Trägerpartikel wie Sand oder Metallkörner mit einer entsprechenden dünnen Schicht. Diese Schicht muss ausserdem abriebfest sein, um nicht durch die starke mechanische Beanspruchung des dauernden Umrührens und Transportes Fehlstellen zu erhalten, wo dann eine sogenannte Filmbildung des Toners auftreten kann. Dadurch wird Toner verschmiert und bleibt dann als Tonerfilm am Träger beständig haften und wird nicht mehr in ausreichender Menge an das Ladungsbild abgegeben.caused movement of the developer powder by triboelectric Effects the correct mutual charging of carrier and toner takes place, so that the toner can achieve its purpose of true-to-original vision which can meet charge patterns. The appropriate triboelectric material combination is often determined by intermediaries Achieved layers, for example, by covering the rough carrier particles such as sand or metal grains with a corresponding layer thin layer. This layer must also be abrasion-resistant so as not to be affected by the strong mechanical stress on the constant stirring and transport to obtain imperfections, where a so-called film formation of the toner can then occur. Through this If the toner is smeared and then sticks firmly to the carrier as a toner film and is no longer in sufficient quantity on the Charge image delivered.

Polymere mit sehr guten mechanischen Eigenschaften sind die PoIyaethylene. Jedoch fanden diese wegen ihrer ungünstigen tribotelektrischen Eigenschaften nur beschränkte Verwendung als Umhüllung von Trägerpartikeln in elektrophotographischen Entwicklern. Ueblich sind nämlich Träger, die dem Toner rei bungs elektrisch eine negative Aufladung erteilen, d.h. die in Verbindung mit dem jeweiligen Toner relativ positiv sind. Nun ist aber Polyaethylen praktisch am untersten Ende der tribo-Polymers with very good mechanical properties are the polyethylenes. However, because of their unfavorable tribotelelectric properties, they have only found limited use as a coating for carrier particles in electrophotographic developers. Namely, carriers are customary, which generate a negative electrical charge to the toner in terms of friction grant, i.e. which are relatively positive in connection with the respective toner. But now polyethylene is practically at the lowest end of the tribological

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elektrischen Reihe von Materialien zu finden, so dass es ausgeschlossen erscheint, damit relativ positive Ueberzugsschichten für Trägerpartikel zu bilden.electrical range of materials to find so that it ruled out appears to form relatively positive coating layers for carrier particles.

Die Erfindung zeigt jedoch einen Weg zur Herstellung umhüllter Trägerpartikel, die diese unerwünschten triboelektrischen Eigenschaften nicht haben und deshalb für elektrophotographische Zwecke ausgezeichnet geeignet sind.However, the invention shows a way of producing coated carrier particles which have these undesirable triboelectric properties do not have and are therefore excellently suited for electrophotographic purposes.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von umhüllten Trägerpartikeln für Toner zur Entwicklung von elektrophotographischen Ladungsbildern ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Trägerpartikel mit einer 1 bis 25 Mikron dicken Schicht einer ·The inventive method for the production of coated carrier particles for toners for the development of electrophotographic Charge images is characterized in that the carrier particles are coated with a 1 to 25 micron thick layer of a ·

Dispersion in Wasser von carboxyliertem Polyaethylenionomer überzieht, und dass man die mit dem Ueberzug versehenen Trägerpartikel 10 bis 30 Minuten einer Wärmebehandlung unterwirft, wobei die Temperatur im Bereich zwischen 45 C und 125 C liegt.Dispersion in water of carboxylated polyethylene ionomer coated, and that one provided with the coating carrier particles Subjected to a heat treatment for 10 to 30 minutes, the temperature being in the range between 45 ° C and 125 ° C.

Die Erfindung wird anhand von Beispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail by means of examples.

Die Kerne der Trägerpartikel, die nach dem Verfahren hergestellt werden, können aus jedem geeigneten Material bestehen, an welchemThe cores of the carrier particles produced by the process can be made of any suitable material on which

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die Beschichtung haften bleibt und das der Aushärtetemperatur widersteht. Als Material für die Trägerkerne können beispielsweise Sandkörner, Glasperlen oder metallische Partikel verwendet werden.the coating remains adherent and that withstands the curing temperature. For example, grains of sand, glass beads or metallic particles can be used as the material for the carrier cores.

Wenn diese Trägerpartikel in einem Entwickler benutzt werden sollen, der nach dem Magnetbürstenverfahren arbeitet, muss das Kernmaterial ferromagnetisch sein, also beispielsweise aus Eisen oder Stahl bestehen. Andere geeignete ferromagnetische Materialien, wie Magnetoxyde oder Legierungen (Kupfer-Nickel-Eisen), können ebenfalls verwendet werden.If these carrier particles are to be used in a developer, which works according to the magnetic brush process, the core material must be ferromagnetic, for example made of iron or Made of steel. Other suitable ferromagnetic materials, such as magnetic oxides or alloys (copper-nickel-iron), can also be used be used.

Der Durchmesser der Kernpartikel kann zwischen 50 und 1000 Mikron, vorzugsweise jedoch zwischen 100 und 600 Mikron, liegen.The diameter of the core particles can be between 50 and 1000 microns, however, preferably between 100 and 600 microns.

Das Material für die Beschichtung der Kerne der Trägerpartikel besteht aus einem carboxyl!erten Polyaethylenionomer. Unter einem Ionomer wird ein vernetztes Polymer verstanden, dessen Moleküle überwiegend Ionenbindung zeigen. Ein Beispiel ist das von DuPont unter der Handelsmarke "Elvax" verkaufte Aethylen-Vinyl-Azetat Copolymer, dessen ionomere Harze Dispersionen in Wasser bilden können.The material for the coating of the cores consists of the carrier particles from a carboxylated polyethylene ionomer. Under an ionomer a crosslinked polymer is understood, the molecules of which are predominantly Show ionic bond. An example is the ethylene-vinyl acetate copolymer sold by DuPont under the trademark "Elvax", its ionomeric Resins can form dispersions in water.

Zur Beschichtung der Kerne kann jedes geeignete BeschichtungsverfahrenAny suitable coating method can be used to coat the cores

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verwendet werden, wie beispielsweise Eintauchen der Kerne, Besprühen oder Schwenken der Kerne mit der BeSchichtungslösung in einem Gefäss, oder die Beschichtung kann auch durch eine gesteuerte Wirbelbettbehandlung erfolgen (Fluidatbettverfahren nach Wurster). Für das beschriebene Verfahren wird die letztgenannte Wirbelbettbeschichtung bevorzugt, weil dadurch eine sehr gleichmassige Beschichtung der Trä'gerkerne erreicht wird. Das Verfahren und die Anordnung für die Wirbelbettbeschichtung sind in der chemischen Verfahrenstechnik bekannt. .such as dipping the cores, spraying or swiveling the cores with the coating solution in a vessel, or the coating can also be controlled by a controlled Fluidized bed treatment take place (fluidized bed process according to Wurster). The latter is used for the method described Fluidized bed coating is preferred because it is very uniform Coating of the carrier cores is achieved. The procedure and fluid bed coating arrangements are known in chemical engineering. .

Im Wirbelbettprozess schweben die Kerne der Trägerpärtikel frei in einem beispielsweise nach oben gerichteten Strom von erhitztem Gas, meistens Luft, und laufen dabei so um, dass die Partikel während der Aufwärtsbewegung mit dem Beschichtungsmaterial in einer ersten Zone besprüht werden ,'dann in eine zweite Zone durch einen Gasstrom geringerer Geschwindigkeit absinken, wobei die Flüssigkeit, ein Lösungs- und/oder Dispersionsmittel, verdunstet, so dass eine dünne feste Schicht auf den Partikeln verbleibt. Die Trägerpartikel gelangen dann wiederum in die erste Zone und so fort, so dass in gleicher Weise aufeinanderfolgende Schichten des Beschichtungsmaterials auf die Kerne aufgebracht werden.In the fluidized bed process, the cores of the carrier particles float freely in an upwardly directed stream of heated Gas, mostly air, and circulate in such a way that the particles move upwards with the coating material be sprayed in a first zone, then through to a second zone a gas flow of slower velocity sink, whereby the liquid, a solvent and / or dispersant, evaporates so that a thin solid layer remains on the particles. The carrier particles then again enter the first zone and so on, so that in the same way successive layers of the coating material be applied to the cores.

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Nachdem der Kern zur Herstellung des Trägerpartikel beschichtet worden ist, wird die Schicht ausgehärtet, um die gewünschten triboelektrischen Eigenschaften zu erreichen. Der.Aushärteprozess hängt ab vom Schichtmaterial und der Zusammensetzung des zu verwendenden Toners, sowie den triboelektrischen Forderungen des Systems, in welchem die Trägerpartikel später verwendet werden sollen. Die Wärmebehandlung wird dementsprechend gesteuert. After the core has been coated to produce the carrier particle, the layer is cured to the desired to achieve triboelectric properties. The hardening process depends on the layer material and the composition of the toner to be used, as well as the triboelectric requirements of the system in which the carrier particles are later used should be. The heat treatment is controlled accordingly.

Wird für die Beschichtung ein carboxyliertes Polyaethylenionomer verwendet, dann erfolgt die Aushärtung der Beschichtung durch Erhitzen der Trägerpartikel auf eine bestimmte vorgewählte Temperatur und für eine bestimmte Zeitdauer. Danach lässt man die Trägerpartikel auf Raumtemperatur abkühlen. Durch diese Wärmebehandlung wird die Grosse der sich einstellenden triboelektrischen Aufladung der Trägerpartikel beeinflusst. Wenn solche Trägerpartikel mit einer Beschichtung aus carboxyliert em Polyaethylenionomer mit qinem speziellen Toner gemischt werden, ist die Grosse der gegenseitigen triboelektrischen Aufladung wesentlich gesteigert im Vergleich zu herkömmlichen Trägerpartikeln, die nicht eine solche Vorbehandlung erfuhren. Damit wird erreicht, dass die triboelektrische Ladung des verwendeten Toners in den gewünschten Bereich hineinfällt, inUsed for the coating is a carboxylated polyethylene ionomer is used, then the coating is cured by heating the carrier particles to a certain preselected temperature and for a certain period of time. The carrier particles are then allowed to cool to room temperature. Through this heat treatment becomes the size of the resulting triboelectric charge the carrier particle affects. If such carrier particles are coated with a coating of carboxylated polyethylene ionomer with qinem special toners are mixed, the size of the mutual triboelectric charging is significantly increased compared to conventional carrier particles that do not have such a pretreatment learned. This ensures that the triboelectric charge of the toner used falls into the desired range, in

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welchem Kopien hoher Qualität herstellbar sind.which copies can be made of high quality.

Es versteht sich von selbst, dass die Temperatur zum Erweichen oder Schmelzen hoch genug gewählt werden muss, damit die Beschichtung auf dem Kern haftet. Die gewünschte Grosse und < Polarität der gegenseitigen Aufladung in Verbindung mit einem speziellen Toner bedingen die für die Wärmebehandlung zu wählende Temperatur, welche leicht empirisch zu ermitteln ist.It goes without saying that the temperature for softening or melting must be chosen high enough to allow the coating adheres to the core. The desired size and polarity of the mutual charging in connection with one special toners determine the temperature to be selected for the heat treatment, which can easily be determined empirically.

Die Dicke der Beschichtung kann zwischen 1 und 2 0 Mikron variieren, vorzugsweise liegt sie zwischen 2 und 5 Mikron. Die Schicht muss dick genug sein, um dem Träger die gewünschte triboelektrische Eigenschaft zu verleihen, wobei die obere Grenze für die Schichtdicke durch die erwünschte mechanische Unversehrtheit der Beschichtung bestimmt wird.The thickness of the coating can vary between 1 and 2 0 microns, preferably it is between 2 and 5 microns. The layer must be thick enough to give the wearer the desired triboelectric To give property, the upper limit for the layer thickness by the desired mechanical integrity of the Coating is determined.

Einige Ausführungsbeispiele der Verfahrens werden im folgenden näher beschrieben.Some exemplary embodiments of the method are described in more detail below.

Die Partikel oder Kernmaterialien werden in der Praxis nach Grosse und Material ausgewählt und in eine Beschichtungseinrichtung bekannter Bauart verbracht, wobei der einfacheren Darstellung halberThe particles or core materials are in practice according to size and material selected and known in a coating facility Type spent, with the sake of simplicity of illustration

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in den folgenden Beispielen das Ueberziehen der Kernmaterialien mittels des Wirbelbettverfahrens beschrieben wird.in the following examples the coating of the core materials is described by means of the fluidized bed process.

Die Kernpartikel werden in eine Kammer gebracht, die so eingerichtet ist, dass ein Aerosol des aufzubringenden Materials in einen nach oben gerichteten Luftstrom injiziert und durch diesen Strom mit dem Kernmaterial in Berührung gebracht wird. Das Materialaerosol wird im Zentrum des Luftstromes so eingesprüht, dass die Materialien mit dem Luftstrom bis zu einem Gleichgewichtspunkt in die Höhe getragen werden und dann verwirbelt durch den Luftstrom auf eine niedrigere Höhe abfallen, wo sie wieder in den Aufwärtsstrom gelangen und mit dem Ueberzugsmaterial zusammentreffen. Dadurch empfangen sie nacheinander Ueberzüge, bis die gewünschte Schichtdicke erreicht ist. Die folgenden Beispiele zeigen die Eigenschaften und die Zubereitung des Trägermaterials aus einem Kernmaterial und mit Formen von carboxylierten Polyaethylenionomeren. Die verwendeten chemischen Ausgangsstoffe werden von der Firma DuPont hergestellt und unter Handelsnamen wie "Elvax" mit Zusatzbezeichnungen vertrieben.The core particles are placed in a chamber that is so set up is that an aerosol of the material to be applied is injected into and through an upwardly directed air stream Electricity is brought into contact with the core material. The material aerosol is sprayed in the center of the air flow in such a way that that the materials are carried in the air flow up to an equilibrium point and then swirled through the air flow drop to a lower height, where they come back into the upward flow and meet with the coating material. As a result, they receive coatings one after the other until the desired layer thickness is achieved. The following examples show the properties and the preparation of the carrier material from a core material and with forms of carboxylated Polyethylene ionomers. The chemical raw materials used are manufactured by the DuPont company and under trade names like "Elvax" with additional names.

example 1

16 Pfund Stahl schrotkugeln S-70 wurden in eine Wirbelbetteinrichtung16 pounds of S-70 steel shot were placed in a fluidized bed facility

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gebracht. Ein Teil einer Dispersion in Wasser von carboxyliertem Polyaethylenionomer "Elvax D-1236" wurde mit zwei Teilen destillierten Wassers so vermischt, dass der Feststoff anteil etwa 14 bis 16% betrug, was etwa 600 ml Flüssigkeit ergab. In die Wirbelbetteinrichtung wurde erwärmte Druckluft von 65 bis 77 C eingeführt und das erhaltene Dispersion-Wasser-Gemisch wurde durch eine Sprühdüse mit einer solchen Geschwindigkeit gepumpt, dass ein gleichmässiger Ueberzug Schicht für Schicht sich langsam genug bildete, um die Schrotkörner auch mit kleinsten Mengen zu überziehen und insbesondere diesen Ueberzug zu trocknen, bevor das einzelne Schrotkorn wieder in einem zweiten Ueberzugsdurchlauf in das Wirbelbett gelangte. Dieses wiederholte Ueberziehen des^Stahlschrots wurde fortgesetzt, bis alle Kugeln dieser Charge in der gewünschten Dicke von etwa 3 bis 3,5 Mikron überzogen waren. Die verdünnte Lösung bezw. Di spersion wurde in den Luftstrom mit einem Durchsatz von etwa 10 ml pro Minute eingesprüht und zerstäubt. Das erforderliche Volumen an Flüssigkeit nach erfolgter Verdünnung der Dispersion ist etwa 600 ml für eine Charge von 16 Pfund Stahlschrotkugeln S-70. Nach Fertigstellung des Ueberzuges Hess man die überzogenen Schrotkugeln in einem Heissluftstrom etwa 15 Minuten lang bei einer Temperatur zwischen 65 und 77 C umlaufen. Mit diesem Trockungsschritt wird der grösste Teil des verbliebenen Wassersbrought. One part of a dispersion in water of carboxylated polyethylene ionomer "Elvax D-1236" was mixed with two parts of distilled water so that the solids content was about 14 to 16%, which resulted in about 600 ml of liquid. Heated compressed air at 65 to 77 ° C. was introduced into the fluidized bed device and the resulting dispersion-water mixture was pumped through a spray nozzle at such a speed that a uniform coating formed, layer by layer, slowly enough to allow even the smallest amounts of the shot to coat and, in particular, to dry this coating before the individual pellets returned to the fluidized bed in a second coating pass. This repeated coating of the steel shot was continued until all of the balls in this batch were coated to the desired thickness of about 3 to 3.5 microns. The diluted solution respectively. Dispersion was sprayed and atomized into the air stream at a rate of about 10 ml per minute. The volume of liquid required after the dispersion is diluted is approximately 600 ml for a 16 pound batch of S-70 steel shotballs. They revolve about 15 minutes after completion of the coating Hess the coated shot pellets in a hot air stream at a temperature 65-77 C. This drying step removes most of the remaining water

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ausgetrieben, und es bleiben überzogene Stahlschrotkugeln zurück, die praktisch getrocknet sind und deshalb auch nicht zusammenkleben. driven out, and there remain coated steel pellets, which are practically dried and therefore do not stick together.

Wie oben gesagt wurde, hängt die triboelektris'che Aufladungsfähigkeit und die erhaltene Polarität des Trägers zum Teil von der gewählten Aushärtetemperatur und der Zeit ab. Der nach obigem Verfahren überzogene Schrot wurde für etwa 20 Minuten bei einer Temperatur von rund 94 C gehärtet. Diese zusätzliche Härtung nach dem Ueberaiehen trocknet das restliche Lösungsmittel aus, in diesem Fall destilliertes Wasser, und härtet die Schicht aus carboxyliertem Polyaethylenionomer soweit aus, dass die erwünschten triboeiektrischen Ladungseigenschaften erworben werden. Diese Wärmebehandlung bewirkt ausserdem . eine bestmögliche Haftung zwischen dem Ueberzugsmaterial und dem Stahlschrot. Da die Temperatur während der Aushärtung über der Erweichungstemperatur des Ueberzuges liegt, werden auch etwaige Unregelmässigkeiten in der Schicht, wie Rauhheit der Oberfläche oder Ungleichmässigkeit der Partikel von carboxyliertem Polyaethylenionomer, weil sie vorher nicht sorgfältig genug geschmolzen und/oder geglättet wurden, ausgeglichen.As said above, the triboelectric charging ability depends and the obtained polarity of the carrier depends in part on the selected curing temperature and time. The one coated by the above procedure Shot was hardened for about 20 minutes at a temperature of around 94 ° C. This additional hardening after coating dries out the remaining solvent, in this case distilled Water, and hardens the layer of carboxylated polyethylene ionomer to the extent that the desired triboelectric charging properties can be acquired. This heat treatment also causes. the best possible adhesion between the coating material and the Steel shot. Since the temperature during the hardening is above the softening temperature of the coating, any Irregularities in the layer, such as roughness of the surface or Unevenness of the particles of carboxylated polyethylene ionomer because they have not been melted and / or smoothed carefully enough beforehand were balanced.

In einer Erprobung wurden dann die triboeiektrischen Eigenschaften desThe triboelectric properties of the

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erhaltenen Trägers zusammen mit einem Toner und die Fähigkeiten des Entwicklers zur Herstellung brauchbarer Fotokopien festgestellt. Die triboelektrischen Eigenschaften des carboxylierten Polyaethylenionomers ergaben bei Ueberzug und Aushärtung nach dem obigen Verfahren gute Kopien mit hervorragendem, d.h. einem schwachen Hintergrund und einer ausgezeichneten Strich schärfe.obtained carrier together with a toner and the ability of the developer to produce useful photocopies. The triboelectric properties of the carboxylated polyethylene ionomer were obtained when coated and cured by the above process Good copies with excellent, i.e. weak, background and excellent line sharpness.

Die Probekopien wurden in einem Gerät mit Magnetbürstenentwicklung hergestellt, worin eine Magnetbürste den Stahlkern der Trägerpartikel anzieht und diese zusammen mit dem anhaftenden, triboelektrisch aufgeladenen Toner auf die Oberfläche eines Photoleitermaterials aufbringt und mit dem Pigment des Toners das latente elektrostatische Bild auf dem Photoleiter anfärbt und so entwickelt.The test copies were made in a machine with magnetic brush development manufactured, in which a magnetic brush attracts the steel core of the carrier particles and these together with the adhering, triboelectrically Applied charged toner to the surface of a photoconductor material and the latent electrostatic with the pigment of the toner Stains image on the photoconductor and thus develops it.

Beispiel 2 . . Example 2 . .

Eine Dispersion in Wasser von carboxyliertem Polyaethylenionomer "Elvax D-1070" wurde gemischt im Verhältnis von einem Teil Dispersion zu zwei Teilen destilliertem Wasser, wodurch der Anteil an festen Bestandteilen auf etwa 14 bis 16% eingestellt wurde. Diese Flüssigkeit wurde wie im Beispiel 1 in denselben Mengen mit Stahl schrotkugeln S-70 verarbeitet. Die Bedingungen des Ueberzugsverfahrens und die Wärmebehandlung waren dieselben wie beim Beispiel 1.A dispersion in water of carboxylated polyethylene ionomer "Elvax D-1070" was mixed in the proportion of one part of the dispersion to two parts of distilled water, whereby the proportion of solids was adjusted to about 14 to 16%. This liquid was shot as in Example 1 in the same amounts with steel S-70 processed. The conditions of the coating process and the heat treatment were the same as in Example 1.

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Der erhaltene Träger wurde dann auf seine triboelektri sehen Eigenschaften geprüft und dabei festgestellt, dass diese gut bis ausgezeichnet waren.The carrier obtained was then assessed for its triboelectric properties checked and found that these were good to excellent.

Example 3

In diesem Beispiel wurde eine Dispersion in Wasser von carboxyliertem Polyaethylenionomer "Elvax D-122 0" im Verhältnis von einem Teil Dispersion zu zwei Teilen destilliertem Wasser verwendet. Dieses Material wurde in gleicherweise wie im Beispiel 1, aber diesmal auf eine Gesamtmenge von 14 Pfund Stahlschrotkugeln S~7 0 aufgebracht. Die Flüssigkeitsmenge der zum Ueberziehen der 14 Pfund Stahlschrot benötigten Dispersion betrug 450 ml. Die Eingangstemperatur in der Wirbelbcttkammer betrug 55 bis 65 C und die Ueberzugsgeschwindigkeit etwa 15 ml pro Minute. Nach Bildung des Ueberzuges wurde das beschichtete Kernmaterial in einem Heissluftstrorri bei 46 bis 49 C etwa 10 Minuten lang getrocknet. Die Trägerpartikel wurden dann aus der Wirbelbetteinrichtung herausgenommen und in einem Ofen bei etwa 121 C für rund 20 Minuten gehärtet. Das getrocknete und gehärtete Material wurde gebrochen und gesiebt, um ein relativ gleichmässiges Trägermaterial zu erhalten. Diese Trägerpartikel wurden dann auf ihre triboelektri sehe Ladungs fähigkeit hin untersucht. Mit dem damit hergestellten Entwickler wurden In this example, a dispersion in water of carboxylated Polyethylene ionomer "Elvax D-122 0" in the ratio of one part dispersion to two parts distilled water used. This material was made in the same way as in the example 1 but this time applied to a total of 14 pounds of steel shot S ~ 70. The amount of liquid to be coated the dispersion required for 14 pounds of steel shot was 450 ml. The inlet temperature in the vortex chamber was 55 to 65 ° C and the coating speed about 15 ml per minute. After formation of the coating, the coated core material was in dried in a hot air stream at 46 to 49 C for about 10 minutes. The carrier particles were then removed from the fluidized bed device and cured in an oven at about 121 ° C. for about 20 minutes. The dried and hardened material was crushed and sieved to obtain a relatively uniform carrier material. These carrier particles were then examined for their triboelectrically charged capacity. With the developer made with it

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dann elektrophotographische Kopien angefertigt, die eine ausgezeichnete Linienschärfe sowie gute Halbtöne und einen nur geringen Hintergrund aufwiesen. Then electrophotographic copies were made, which were excellent Line sharpness as well as good halftones and only a low background.

Example 4

Dasselbe allgemeine Verfahren wie im Beispiel 1 wurde mit einem carboxylierten Polyaethylenionomer "Elvax D-1249" durchgeführt, welches ein sehr hohes Molekulargewicht aufweist und im Verhältnis von einem Teil Dispersion zu zwei Teilen destilliertem Wasser angesetzt wurde. Dieses Gemisch wurde darin in einer Wirbelbetteinrichtung mit einer Flüssigkeitsmenge von 800 rnl auf 24 Pfund Stahl schrotkugeln S-70 aufgebracht. Der Ueberzug erfolgte in einem Luftstrom mit einer Eintrittstemperatur von 77 bis 88 C und bei einer Beschichtungsrate von 30ml pro Minute. Nachdem die Beschichtung fertiggestellt war, wurde der Schrot bei einer Temperatur von 82 bis 94 C während etwa 30 Minuten weiter in der Wirbelbettkammer umlaufen lassen und dadurch die Schicht getrocknet und gehärtet. Diese Kombination aus Trocknung und Härtung in der Wirbelbettkammer hat die gleiche Wirkung wie eine Trocknung in der Wirbelbettkammer und eine anschliessende Härtung in einem Ofen oder eine nachfolgende Härtung in der Beschichtungseinrichtung. Das Härten der Trägerpartikel in der Wirbelbettkammer vermeidet ein Zusammen-The same general procedure as in Example 1 was carried out with a carboxylated polyethylene ionomer "Elvax D-1249" which has a very high molecular weight and was made up in the ratio of one part dispersion to two parts distilled water. This mixture was then applied to 24 pounds of S-70 steel shotballs in a fluidized bed apparatus with an amount of liquid of 800 ml. The coating was carried out in a stream of air with an inlet temperature of 77 to 88 ° C. and a coating rate of 30 ml per minute. After the coating was completed, the shot was allowed to circulate further in the fluidized bed chamber at a temperature of 82 to 94 ° C. for about 30 minutes, thereby drying and hardening the layer. This combination of drying and hardening in the fluidized bed chamber has the same effect as drying in the fluidized bed chamber and subsequent hardening in an oven or subsequent hardening in the coating device. The hardening of the carrier particles in the fluidized bed chamber prevents them from collapsing

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kleben der Partikel, und deshalb braucht dann eine verklumpte Masse, wie sie bei der im Beispiel 3 beschriebenen Ofenhärtung gebildet wird, nicht mehr gebrochen und gesiebt zu werden. Die Partikelüberzüge werden gleichmässig, glatt und kugelförmig mit angemessener Aushärtung im Wirbelbettgerät.the particles stick, and therefore a lumpy mass is needed, as is the case with the oven curing described in Example 3 is formed, no longer to be broken and sifted. The particle coatings are uniform, smooth and spherical with adequate curing in the fluidized bed device.

Das so gebildete Trägermaterial wurde auf seine triboelektrisehen Ladungseigenschaften hin geprüft und damit hergestellter Entwickler ergab ausgezeichnete Kopien mit einer hervorragenden Liniensdärfe, sehr guten Halbtönen und einer nur geringen Färbung des Hintergrundes.The support material thus formed was viewed in terms of its triboelectricity Charge properties checked and developer made with it gave excellent copies with excellent line definition, very good halftones and only a slight coloration of the background.

Wie aus den obigen Beispielen zu ersehen ist, wird zweckmässig die Aushärtetemperatur möglichst hoch gewählt, um die zum Austreiben des letzten Wassers oder der letzten Trägerflüssigkeit erforderliche Zeit so klein wie möglich zu halten. Die Temperatur wird jedoch nicht so hoch gewählt, dass die triboelektrischen Ladungseigenschaften beeinträchtigt werden oder ein Verklumpen der Partikel in der Beschichtung s· einrichtung hervorgerufen wird.As can be seen from the above examples, the curing temperature is expediently selected as high as possible in order to keep the time required to drive off the last water or the last carrier liquid as short as possible. However, the temperature is not chosen so high that the triboelectric charging properties are impaired or the particles clump together in the coating device.

In allen obigen Beispielen und Erprobungen wurden die Kopien mit einem handelsüblichen Toner in einer Magnetbürstenentwicklungseinrichtung entwickelt. Der Toner enthält u.a. schwarzes Kohlenstoffpigment, Polyvinylstearat, ein Copolymer von Styren/n-Butyl-Metha-In all of the above examples and tests, the copies were made with a commercially available toner in a magnetic brush processor developed. The toner contains black carbon pigment, polyvinyl stearate, a copolymer of styrene / n-butyl metha-

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crylatharz und ein modifiziertes nicht-phenolhaltiges Maleinatharz. Die Tonerkonzentration in den oben beschriebenen Probeläufen lag bei 0,5 bis 1, 0 Gewichtsprozent und der Toner wurde in einer handelsüblichen Entwicklungseinrichtung benutzt.acrylate resin and a modified non-phenolic maleate resin. The toner concentration in the test runs described above was 0.5 to 1, 0 percent by weight and the toner was in a commercially available Development facility used.

In den beschriebenen Beispielen wurden Stahl schrotkugeln S-70 verwendet. Es sind jedoch auch andere Trägermaterialien als Substrat durchaus geeignet. Die Auswahl des Kernmaterials hängt dabei von der Art der Entwicklungseinrichtung, in welchem das Träger-Toner-Gemisch verwendet werden soll, ebenso ab wie von der Verarbeitungsgeschwindigkeit und der Bauweise der Photokopiermaschine. Ausserdem muss sich natürlich jedes gewählte Kernmaterial mit carboxyliertem Polyaethylenionomer überziehen lassen, um einen zufriedenstellenden Träger zu ergeben. .In the examples described, steel shot S-70 were used. However, other carrier materials are also quite suitable as a substrate. The selection of the core material depends on the type of developing device in which the carrier-toner mixture is to be used, as well as the processing speed and the construction of the photocopying machine. In addition, of course, each selected core material must be carboxylated Allow the polyethylene ionomer to be coated to give a satisfactory carrier. .

Vor der Behandlung des Kernmaterials mit carboxyliertem Polyaethylenionomer kann das Kernmaterial auch mit einer Grundierung vorbehandelt werden, um die Haftung des carboxyIierten Polyaethylenionomers am Kern zu verbessern. Für diese Vorbehandlung eignen sich besonders Polyvinyl-Butyralharz, Vinylchloridterpolymer und Polymethyl-Methacrylat, Andere Vorbehandlungen, wie z.B. Reinigung, Aetzen, Aufrauhen und andere Oberflächenbehandlungen, können die Haftung zwischen KernBefore treating the core material with carboxylated polyethylene ionomer the core material can also be pretreated with a primer to ensure the adhesion of the carboxylated polyethylene ionomer to the Improve core. Polyvinyl butyral resin, vinyl chloride terpolymer and polymethyl methacrylate are particularly suitable for this pretreatment. Other pre-treatments, such as cleaning, etching, roughening and other surface treatments, can reduce the adhesion between core

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und Aussenschicht ebenfalls verbessern.and outer layer also improve.

Dem carboxylierten Polyaethylenionomer können bei Bedarf Pigmente und andere Zusätze beigegeben werden. Auch andere Polymere können hinzugefügt werden, um das triboelektrische Verhalten des Ueberzuges entsprechend zu beeinflussen.If necessary, pigments and other additives can be added to the carboxylated polyethylene ionomer. Other polymers can also can be added to influence the triboelectric behavior of the coating accordingly.

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Claims

PATENT CLAIMS

A process for the production of coated carrier particles for toner for developing electrophotographic charge images, characterized in that the carrier particles are coated with a 1 to 25 micron thick layer of a dispersion in water of carboxylated polyethylene ionomer, and that the with the subjecting coating provided carrier particles 10 to 30 minutes to a heat treatment, wherein the temperature in the range between 45 ° C and 125 ° C.

2. A carrier for electrophotographic toner produced by the method according to claim 1, characterized in that the coating consists of carboxy Iated polyethylene ionomer. .

3. Carrier according to claim 2 _f, characterized in that the layer thickness of the dried coating is in the range between 1 micron and 20 microns *

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Docket LE 970 025 2098$3/ÖS98Docket LE 970 025 2098 $ 3 / ÖS98