DE2409003A1

DE2409003A1 - Entwicklergemische

Info

Publication number: DE2409003A1
Application number: DE19742409003
Authority: DE
Inventors: Robert J Hagenbach; Myron James Lenhard
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1973-02-26
Filing date: 1974-02-25
Publication date: 1974-09-05
Also published as: NL7402616A; FR2219447B1; DE2409003C3; JPS502543A; GB1466344A; CA1039552A; JPS5342259B2; DE2409003B2; FR2219447A1

Description

Xerox Corporation, Rochester, N.Y. / USA

Entwi ckler gemi s ehe

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf elektrostatische AbMldesysteme und insbesondere auf verbesserte Entwicklergemische und ihre Verwendung.

Die Bildung und Entwicklung von Bildern auf der Oberfläche von photoleitenden Materialien durch elektrostatische Maßnahmen ist bekannt. Bei dem grundlegenden elektrostatischen Prozeß, wie er in der US-PS 2 297 691 beschrieben wird, geht man so vor, daß man eine gleichförmige elektrostatische Ladung auf eine photoleitende isolierende Schicht aufbringt, die Schicht einem Licht-

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und-Schatten-Bild aussetzt, um die Ladung auf den Gegenden der belichteten Schicht zu zerstreuen, und indem man das resultierende elektrostatische latente Bild entwikkelt, indem man auf dem Bild ein feinverteiltes elektrostatisches Material, das als Toner "bezeichnet wird, zur Abscheidung bringt. Der Toner v/ird normalerweise durch diejenigen Gegenden der Schicht angezogen, die eine Ladung beibehalten haben, wodurch ein Tonerbild gebildet wird, das dem elektrostatischen latenten Bild entspricht. Dieses Pulverbild kann sodann auf eine Trägeroberfläche, z.B. Papier, überführt werden. Das überführte Bild kann hierauf permanent an der Trägeroberfläche, z.B. durch Hitze, fixiert werden. Anstelle der latenten Bildbildung durch eine gleichförmige Aufladung der photoleitenden Schicht und sodann Aussetzung der Schicht an ein Lichtund-Schatten-Bild kann man auch das latente Bild in der Weise ausbilden, indem man direkt die Schicht in Bildkonfiguration auflädt. Das Pulverbild kann an der photoleitenden Schicht fixiert werden, wenn eine Eliminierung der Pulverbildübertragungsstufe gewünscht wird. Anstelle der vorstehend beschriebenen Wärmefixierungsstufe können auch andere geeignete Fixierungsmaßnahmen, z.B. eine Lösungsmittel- oder Beschichtungstechnik, verwendet werden.

Zur Aufbringung der elektroskopischen Teilchen auf das elektrostatische latente Bild, das entwickelt werden soll, sind bereits viele Methoden bekannt. Eine Entwicklungsmethode, wie sie in der US-PS 2 618 552 beschrieben wird, ist als "Kaskaden"-Entwicklung bekannt. Bei dieser Methode wird ein Entwicklermaterial mit relativ großen Trägerteilchen, an denen elektrostatisch feinverteilte Tonerteilchen haften, über die Oberfläche, die das elek-

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trostatische latente Bild trägt, befördert und gewalzt oder kaskadiert. Die Zusammensetzung der Tonei-teilchen wird so gewählt, daß sie eine entgegengesetzte triboelektrische Polarität haben als die Trägerteilchen. Wenn das Gemisch über die bildtragende Oberfläche kaskadiert oder rollt, dann werden die Tonerteilchen an dem geladenen Teil des latenten Bildes elektrostatisch abgeschieden und befestigt und an den ungeladenen oder Hintergrundteilen des Bildes nicht abgeschieden. Die meisten der zufällig in der Hintergrundgegend abgeschiedenen Tonerteilchen werden durch den rollenden Träger entfernt, was anscheinend auf die größere elektrostatische Anziehung zwischen dem Toner und dem Träger als zwischen dem Toner und dem entladenen Hintergrund zurückzuführen ist. Die Trägerteilchen und die nicht-verwendeten Tonerteilchen werden sodann zurückgeführt. Diese Technik ist extrem gut für die Entwicklung von Linienkopierbildern geeignet. Das Kaskadenentwicklungsverfahren ist das am weitesten verwendete handelsübliche elektrostatische Entwicklungsverfahren. Eine Bürokopiermaschine, die diese Technik anwendet, ist z.B. in der US-PS 3 099 943 beschrieben.

Eine weitere Technik für die Entwicklung der elektrostatischen latenten Bilder ist das "Magnetbürsten"-Verfahren, wie es z.B. in der US-PS 2 874 063 beschrieben ist. Bei diesem Verfahren wird ein Entwicklermaterial, das Toner- und magnetische Trägerteilchen enthält, durch einen Magneten getragen. Das magnetische Feld des Magneten bewirkt eine Ausrichtung der magnetischen Träger in bürstenartiger Konfiguration. Diese "Magnetbürste" greift an die Oberfläche, die das elektrostatische latente Bild enthält, ein und die Tonerteilchen werden von

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der Bürste durch elektrostatische Anziehungen zu dem elektrostatischen latenten Bild gezogen.

Eine weitere Technik zur Entwicklung der elektrostatischen latenten Bilder ist das "Aufsetz"-Verfahren, wie es z.B. in den US-Patentschriften 2 895 847 und 3 245 beschrieben wird. Bei diesem Verfahren wird das Entwicklermaterial durch eine Stützungsschicht, z.B. ein Gewebe oder ein Blatt, zu der Oberfläche getragen, die das latente Bild enthält und darauf im Einklang mit dem Bild abgeschieden.

Trägeroberflächen und Trägerteilchen v/erden im allgemeinen aus Materialien mit geeigneten triboelektrischen Eigenschaften sowie bestimmten anderen physikalischen Eigenschaften hergestellt oder damit überzogen. Somit sollten die Materialien, die als Trägeroberflächen und Trägerteilchen oder Überzüge davon verwendet werden, einen triboelektrischen Wert haben, der mit dem triboelektrischen Wert der Toner im Einklang steht, um eine elektrostatische Anhaftung des Toners an der Trägeroberfläche oder den Trägerteilchen und eine nachfolgende Übertragung des Toners von der Trägeroberfläche oder den Trägerteilchen zu dem Bild auf der Platte zu ermöglichen. Ferner sollten die triboelektrischen Eigenschaften der Trägeroberfläche und der Trägerteilchen relativ gleichförmig sein, um eine gleichförmige Aufnahme und anschließende Abscheidung des Toners zu gestatten. Die in dem Trägersubstrat verwendeten Materialien sollten vorzugsweise eine Zwischenhärte besitzen, so daß sie nicht die Platte oder Trommeloberfläche, auf die das elektrostatische Bild am Anfang gebracht wird, zerkratzen, während sie andererseits genügend hart sind, um den Kräften zu widerstehen, denen sie während der

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Zurückführung ausgesetzt sind. Das Trägersubstrat sowie seine Oberfläche sollten auch nicht aus Materialien zusammengesetzt sein, die so brüchig sind, daß unter dem Einfluß der Kräfte, die auf den Träger während der Zurückführung ausgeübt werden, eine Zerflockung der Oberfläche oder ein Teilchenaufbruch erfolgt. Die Zerflockung bewirkt nämlich unerwünschte Effekte dahingehend, daß relativ klein geflockte Teilchen gegebenenfalls zu der Kopierungsoberfläche überführt v/erden, wodurch Störungen mit dem abgeschiedenen Toner erfolgen und Mängel in dem Kopierungsbild bewirkt werden.

Ferner bewirkt eine Zerflockung der Trägeroberfläche, daß der resultierende Träger nicht gleichförmige triboelektrische Eigenschaften besitzt, wenn der Träger aus einem anderen Material als der darauf befindliche Oberflächenüberzug zusammengesetzt ist. Die.s führt zu einer unerwünschten ungleichmäßigen Aufnahme des Toners durch den Träger und zu einem nicht gleichförmigen Abscheiden des Toners auf dem Bild. Zusätzlich, wenn die Trägerteilchengröße vermindert wird, wird die Entfernung der resultierenden kleinen Teilchen von der Platte zunehmend^ schwieriger. Somit sind die Arten von Materialien, die zur Herstellung der Träger oder zum Beschichten der Träger geeignet sind, obgleich sie geeignete triboelektrische Eigenschaften haben, aufgrund anderer physikalischer Eigenschaften begrenzt, die die oben beschriebenen unerwünschten Ergebnisse bewirken können.

Während sie üblicherweise dazu imstande sind, Bilder mit guter Qualität zu erzeugen, haben die herkömmlichen Entwicklermaterialien in bestimmten Anwendungsgebieten weitere schwerwiegende Nachteile. Die Entwicklermate-

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rialien müssen nämlich frei fließen, um eine genaue Dosierung und gleichförmige Verteilung während der Entwicklungs- und Entwicklerzurückführungsphasen des elektrostatographischen Prozesses zu erleichtern. Manche Ent-Wicklermaterialien sind aber, obgleich sie erwünschte Eigenschaften, z.B. die richtigen triboelektrischen Eigenschaften, haben, deswegen ungeeignet, da sie dazu neigen, während der Handhabung und der Lagerung zusammenzubacken, zu überbrücken und zu agglomerieren. Die Anhaftung der Trägerteilchen an den wiederverwendbaren elektrostatographischen Abbildungsoberflächen bewirkt die Bildung von unerwünschten Kratzern auf den Oberflächen während der Bildübertragungs- und Oberflächenreinigungsstufen. Die Neigung der Trägerteilchen, an den Abbildungsoberflächen anzuhaften, wird vergrößert, wenn die Trägeroberflächen rauh und unregelmäßig sind. Die Überzüge der meisten Trägerteilchen verschlechtern sich rasch, wenn sie in kontinuierlichen Prozessen verwendet werden, die die Zurückführung der Trägerteilchen durch Schaukelförderer erfordern, welche in der Entwicklerzuführung teilweise eingetaucht sind und wie sie z.B. in der US-PS 3 099 943 beschrieben werden.

Eine Zerstörung erfolgt, wenn Teile oder der gesamte Überzug sich von dem Trägerkern abtrennen. Die Abtrennung kann auch in der Form von Schnitzeln, Flocken oder gesamten Schichten erfolgen und sie wird in erster Linie durch brüchige, schlecht haftende Überzugsmaterialien bewirkt, die beim schlagenden und abreibenden Kontakt mit Maschinenteilchen und anderen Trägerteilchen versagen. Trägerteilchen, welche Überzüge haben, die dazu neigen, Schnitzel zu bilden, und sich auch sonst von dem Trägerkern oder -substrat abtrennen, müssen häu-

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fig ersetzt werden, wodurch gesteigerte Kosten und Verluste der Produktionszeit bewirkt werden. Eine Druckverschlechterung und eine schlechte Druckqualität erfolgt, wenn Träger mit zerstörten Überzügen nicht ersetzt werden. Feine und griesartige Stoffe, die bei der Verteilung des Trägers gebildet werden, neigen dazu, zu treiben und unerwünschte und störende Abscheidungen auf kritischen Maschinenteilchen zu bilden. Viele Trägerüberzüge, die hohe Druck- und Zugfestigkeiten besitzen, haften entweder nicht gut an dem Trägerkern oder sie haben nicht die gewünschten triboelektrischen Eigenschaften. Die triboelektrischen und Fließeigenschaften von vielen Trägern v/erden nachteilig beeinflußt, wenn die relative Feuchtigkeit hoch ist. So verändern sich z.B. die triboelektrischen Eigenschaften von einigen Trägerüberzügen bei Änderungen der relativen Feuchtigkeit, was für die Verwendung in elektrostatographischen Systemen, insbesondere in automatischen Maschinen, nicht gut ist, die Träger mit stabilen und vorhersehbaren triboelektrischen Vierten erfordern. Ein weiterer Faktor, der die Stabilität der triboelektrischen Eigenschaften des Trägers beeinflußt, ist die Empfindlichkeit der Trägerüberzüge gegenüber der "Tonerschlagwirkung". Wenn die Trägerteilchen in automatischen Maschinen verwendet werden und durch viele Zyklen hindurch zurückgeführt werden, dann bewirken viele Kollisionen, die zwischen den Trägerteilchen und anderen Oberflächen in der Maschine vorkommen, daß dieTonerteilchen mit den Trägerüberzügen verschweißt oder sonstwie hineingepreßt werden. Die graduelle Akkumulierung von permanent angeordnetem Tonermaterial auf der Oberfläche des Trägers bewirkt eine Veränderung des triboelektrischen Wertes des Trägers und trägt direkt zu der Verschlech-

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terung der Kopierqualität durch eine gegebenenfalls erfolgende Zerstörung der Tonertragkapazität des Trägers bei.

Geeignet beschichtete und unbeschichtete Trägerinaterialien für die Kaskaden-, Magnetbürsten- und Aufsetzentwicklung sind bekannt. Der Träger umfaßt jedes beliebige geeignete feste Material, vorausgesetzt, daß der Träger eine Ladung mit entgegengesetzter Polarität wie diejenige der Tonerteilchen annimmt, wenn er in engen Kontakt mit den Tonerteilchen gebracht wird, so daß die Tonerteilchen ar dem Träger haften und diesen umgeben. Durch richtige Auswahl der Materialien entsprechend ihrer Stellung in der triboelektrischen Reihe sind die Polaritäten ihrer Charge, wenn die Materialien vermischt werden, so, daß die elektroskopischen Tonerteilchen an der Oberfläche eines Trägers haften und darauf geschichtet sind und daß sie auch an dem Teil der Oberfläche, die das elektrostatische Bild trägt, v/elcher eine größere Anziehung für den Toner als für den Träger besitzt, kleben.

Es ist bestätigt worden, daß, um ein latentes Bild, das aus negativen elektrostatischen Chargen zusammengesetzt ist, zu entwickeln, eine Kombination aus dem elektroskopischen Pulver und dem Träger ausgewählt werden sollte, in welcher das Pulver gegenüber dem kornförmigen Träger triboelektrisch positiv isi^ und daß zur Entwicklung eines latenten Bildes, das aus positiven elektrostatischen Ladungen besteht, ein elektroskopisches Pulver und ein Träger ausgewählt werden sollten, wobei das Pulver gegenüber dem Träger triboelektrisch negativ ist. Es ist oftmals bei jedem beliebigen Drucktyp zweck-

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mäßig, eine Umkehrkopie eines Originals zu erzeugen. Das bedeutet, daß man eine negative Kopie von einem positiven Original oder andererseits eine positive Kopie von einem negativen Original herstellt. Beim elektrostatographischen Drucken kann eine Bildumkehrung in der Weise bewerkstelligt werden, daß man auf das Bild ein Entwicklerpulver aufbringt, das von den geladenen Gegenden des Bildes abgestoßen wird und das an den entladenen Gegenden haftet.

Die triboelektrische Beziehung zwischen dem elektroskopischen Pulver und dem Träger hängt von ihren relativen Stellungen in der triboelektrischen Reihe ab, in welcher die Materialien in einer solchen Weise angeordnet sind, daß jedes Material mit einer positiven Ladung elektrostatisch geladen wird, wenn es mit einem Material in Berührung gebracht wird, das in der Reihe darunter steht. Es wird mit einer negativen Ladung aufgeladen, wenn es mit einem Material in Berührung gebracht wird, das in der Reihe oberhalb steht. Bei der Reproduktion von Kopien mit hohem Kontrast, z.B. von Briefen, Zeichnungen etc., ist es zweckmäßig, die elektroskopischen Pulver- und Trägermaterialien so auszuwählen, daß ihre gegenseitige Elektrifizierung ausreichend ist, um zu bewirken, daß die Tonerteilchen elektrostatisch an der Trägeroberfläche haften, wobei der Grad einer solchen Elektrifizierung normalerweise vom Abstand zwischen ihren Stellungen in der triboelektrischen Reihe bestimmt · wird. Das heißt, bei größeren Abständen voneinander ist die gegenseitige Elektrifizierung größer. Je näher sie zueinander in der Reihe stehen, desto geringer ist die gegenseitige Elektrifizierung.

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Es ist sehr zweckmäßig, die triboelektrischen Eigenschaften von Trägeroberflächen zu kontrollieren, lim eine Anpassung an die Verwendung der erwünschten Tonerzusammensetzungen vorzunehmen, während man die anderen erwünsch-r ten physikalischen Eigenschaften des Trägers beibehält. Die Veränderung der triboelektrischen Eigenschaften eines Trägers durch Aufbringung eines Oberflächenüberzugs darauf ist eine besonders anzustrebende Technik. Mt dieser Technik ist es nicht nur möglich, die triboelektrischen Eigenschaften eines Trägers zu kontrollieren, der. aus Materialien mit erwünschten physikalischenJEigenschaften hergestellt wird, sondern es ist auch möglich, Materialien zu verwenden, die bislang als Träger noch nicht geeignet waren. So kann z.B. ein Träger mit gewünschten physikalischen Eigenschaften mit der Ausnahme der notwendigen Härte mit einem Material beschichtet werden, das die gewünschte Härte sowie andere physikalische Eigenschaften besitzt, wodurch das resultierende Produkt als Träger besser geeignet wird.

Es besteht daher ein fortdauerndes Bedürfnis für ein besseres Entwicklermaterial zur Entwicklung von elektrostatischen latenten Bildern.

Es ist daher Ziel dieser Erfindung, ein Entwicklermaterial zur Verfügung zu stellen, das die oben angegebenen Nachteile überwindet. Es ist ein weiteres Ziel dieser
Erfindung, Entwicklermaterialien zur Verfügung zu stellen, die frei fließend sind. Es ist ein weiteres Ziel
dieser Erfindung, Trägerbeschichtungsmaterialien zur,
Verfügung zu stellen, die an den Trägersubstraten zäh
haften. Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, Trägerüberzüge zur Verfügung zu stellen, die gegenüber einer

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RißMldung, einer Zerschnitzelung, einer Zerflockung und dergleichen beständiger sind. Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, Trägerüberzüge mit stabileren triboelektrischen Werten zur Verfügung zu stellen. Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, beschichtete elektrostatographische Träger zur Verfügung zu stellen, die weniger feuchtigkeitsempfindlich sind. Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, Trägerüberzüge mit gleichförmigen triboelektrischen Eigenschaften zur Verfugung zu stellen. Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, Trägerüberzüge mit hoher Zug- und Druckfestigkeit zur Verfügung zu stellen. Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, Trägerüberzüge mit einer größeren Disintegrierungsbeständigkeit zur Verfügung zu stellen. Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, Trägerüberzüge zur Verfügung zu stellen, die gegenüber der Tonerschlagwirkung beständiger sind. Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, verbesserte Entwicklermaterialien zur Verfügung zu stellen, die sich in unerwünschten Gegenden eines elektrostatischen latenten Bildes nicht abscheiden.

Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, verbesserte Entwicklermaterialien zur Verfügung zu stellen, die bei elektrostatographischen Umkehr- und/oder positiven Entwicklungsprozessen verwendet werden können. Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, elektrostatographische Trägerbeschichtungsmaterialien zur Verfügung zu stellen, die eine Modifizierung der triboelektrischen Eigenschaften von Trägermaterialien ohne die Verwendung von Farbstoffen oder Pigmenten ermöglichen.

Schließlich ist es noch ein weiteres Ziel dieser Erfindung, verbesserte Entwicklermaterialien zur Verfü-

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gung zu stellen, die physikalische und chemische Eigenschaften haben, die denjenigen der bekannten Entwicklermaterialien überlegen sind.

Durch die Erfindung werden nunmehr elektrostatographir.che Trägermaterialien zur Verfügung gestellt, die ein Trägersubstrat mit einem äußeren Überzug umfassen, welcher ein halogensubstituiertes Silikonpolymeres enthält. Die erfindungsgemäßen halogensubstituierten polymeren Silikonträgerüberzüge werden aus halogensubstituierten SiIanen mit der allgemeinen Formel

Si - X_a

erhalten, worin R jede beliebige halogensubstituierte Gruppe sein kann, X eine hydrolysierbare und/oder kondensierbare Gruppe, wie eine Alkoxygruppe mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen, eine Halogengruppe, wie eine Chlor-, Brom- oder Jodgruppe, eine Methoxy-, Äthoxy- oder Acetoxygruppe oder eine Aminogruppe sein kann. Das Glied der hydrolysierbaren und/oder kondensierbaren Gruppen kann zwischen 2,0 und 3,0 sein, wobei Werte bevorzugt werden, die näher an 3,0 liegen. R kann jede beliebige Zahl zwischen 1,0 und 2,0 sein, solange "a + b" gleich 4,0 ist. Der Wert für "a" sollte größer als 2,0 und kleiner als 4,0 sein. Ferner kann R durch die Formel R = (C^)₀C - z_d repräsentiert werden, worin Z Chlor, Fluor, Brom und Jod sein kann, "c" jede beliebige Zahl von 1 bis 10 sein kann und "d" jede beliebige Zahl von 1 bis 3 sein kann, wobei, wenn "d" 1 ist, Z eine Cyanogruppe sein kann.

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Beispiele für typische halogensubstituierte Silane/ die dazu geeignet sind, um die halogensubstituierten polymeren Silikonüberzüge der erfindungsgemäßen Trägermaterialien zu ergeben, sind' die folgenden Verbindungen : 3-Chlorpropyltrimethoxysilan, 3,3-Dichlorpropyltrimethoxysilan, 3,3,3-Trichlorpropyltrimethoxysilan, 3-Fluorpropyltrimethoxysilan, 3,3-Difluorpropyltrimethoxysilan, 3,3,3-Trifluorpropyltrimethoxysilan, 3-Brompropyltrimethoxysilan, 3,3~Dibromprdpyltrimethoxysilan, 3,3,3-Tribrompropyltrimethoxysilan, 3-Jodpropyltrimethoxysilan, 3,3-Diäodpropyltrimethoxysllan, 3,3,3-Trioodpropyltrimethoxysilan, 2-Chloräthyltrimethoxysilan, 2,2-Dichloräthyltrimethoxysilan, 2-Fluoräthyltrimethoxysilan, 2,2-Difluoräthyltrimethoxysilan, 2-Bromäthyltrimethoxysilan, 2,2-Dibrömäthyltrimethoxysilan, 2-Jodäthyltrimethoxysilan, 2,2-Dijodäthyltrimethoxysilan, 3,3,3-Trifluorpropyltrichlorsilan und deren Gemische.

Somit können die erfindungsgemäßen Trägerbeschichtungsmaterialien kondensierte und/oder hydrolysierte Produkte von halogensubstituierten Silanen sein. Diese Verbindungen können in jeder beliebigen bekannten Weise hergestellt werden.

Es wurde nun gefunden, daß die triboelektrischen Eigenschaften der Entwicklermaterialien modifiziert werden können, um die gewünschten triboelektrischen Eigenschaften von Entwicklermaterialien zu ergeben, indem Trägersubstrate mit den kondensierten und/oder hydrolysierten Produkten von halogensubstituierten Silanen Überzogen werden. Wenn man z.B. unbeschichtete elektrostatographische Glasträgerteilchen mit feinverteilten Tonerteilchen, z.B. gemäß der US-PS 3 079 342, verwen-

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det, um positiv geladene Bilder zu entwickeln, dann wird festgestellt, daß die unbeschichteten Glasperlen eine positive triboelektrische Ladung annehmen, die sie für die Umkehrbildentwicklung ungeeignet machen. Wenn jedoch die Glasträgerteilchen- mit den halogensubstituierten Silanen gemäß der Erfindung beschichtet werden und dazu verwendet v/erden, um positiv geladene Bilder zu entwickeln, dann zeigt sich, daß diese beschichteten Glasträgerteilchen eine negative triboelektrische Ladung annehmen, die sie für die Umkehrbildentwicklung geeignet machen. ^

Somit können gemäß dieser Erfindung elektrostatographische Trägersubsträte mit halogensubstituierten Silanen durch solche Techniken, wie das Eintauchen der Substrate direkt in ihre Lösung, das Aufsprühen, das Fließbettbeschichten oder andere herkömmliche Techniken, behandelt werden. Es wird auch bevorzugt, daß die beschichteten Trägerteilchen bei Umgebungstemperaturen getrocknet werden, um eine Verdampfung des Lösungsmittels zu bewirken. In manchen Fällen kann es vorzuziehen sein, das Substrat bei Temperaturen von etwa 50 bis 70°C nach dem Lufttrocknen zu backen, um das" restliche nicht-polymerisierte Silan und den Rest des Lösungsmittels zu entfernen. Ein solches Backen ist jedoch nicht immer erforderlich und hängt von dem verwendeten Silan und der verwendeten Lösung ab.

Es kann jede beliebige geeignete elektrostatographische Trägerbeschichtungsdicke verwendet werden. Es wird jedoch ein Trägerüberzug mit einer solchen Dicke, die mindestens ausreichend ist, um auf dem Substrat einen dünnen kontinuierlichen Film zu bilden, bevorzugt, da

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der Trägerüberzug dann eine genügende Dicke besitzt, um gegenüber einem Abrieb beständig zu sein und die Bildung von Nadellöchern zu verhindern, die die triboelektrischen Eigenschaften der beschichteten Trägerteilchen nachteilig beeinflussen. Im allgemeinen kann für die Kaskadenentwicklung der halogensubstituierte polymere Silikonträgerüberzug etwa 0,01 bis etwa 0,6 Gew.-9ο, bezogen auf das Gewicht der beschichteten Trägerteilchen, umfassen. Der halogensiibstituierte polymere elektrostatographische Silikonträgerüberzug sollte vorzugsweise etwa 0,1 bis etwa 0,3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der beschichteten Trägerteilchen, ausmachen, da hierdurch eine maximale Dauerhaftigkeit, Modifizierung der triboelektrisehen Anspreehbarkeit und der Kopierqualität erzielt wird. Um eine weitere Variierung der Eigenschaften der Überzugsmaterialien zu erzielen, können bekannte Additive, wie Weichmacher, reaktive und nicht reaktive Polymere, Farbstoffe, Pigmente, Befeuchtungsmittel und Gemische davon mit dem Silikonpolymeren vermischt werden. Die Hydrolyse der hydrolysierbaren Gruppen, die an die Silikonatome angefügt sind, kann in der Weise gefördert werden, daß der Trägerkern mit jedem beliebigen geeigneten hydrolysierenden Medium, z.B. einer verdünnten Lösung von Essigsäure, vorbehandelt wird.

Für die beschichteten elektrostatographischen Träger dieser Erfindung können alle geeigneten bekannten beschichteten oder unbeschichteten Trägermaterialien verwendet werden. Das Trägersubstrat kann jedes beliebige geeignete feste Material umfassen, vorausgesetzt, daß das beschichtete Substrat eine Ladung annimmt, die eine entgegengesetzte Polarität besitzt wie diejenige der Tonerteilchen, wenn sie in engem Kontakt mit den Tonerteilchen gebracht werden, so daß die Tonerteilchen an dem

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Träger haften und diesen umgeben. Wenn eine positive Reproduktion der elektrostatischen Bilder gewünscht wird, dann wird der Trägerüberzug so ausgewählt, daß die Tonerteilchen eine Ladung mit einer entgegengesetzten Polarität wie diejenige des elektrostatischen Bildes annehmen. Alternativ wird, wenn eine Umkehrreproduktion des elektrostatischen Bildes gewünscht wird, die Trägerbeschichtung so ausgewählt, daß die Tonerteilchen eine Charge mit der gleichen Polarität wie das elektrostatische Bild annehmen. Somit werden die Beschichtungsmaterialien für den beschichteten Träger gemäß ihrer triboelektrischen Eigenschaften hinsichtlich zu dem elektroskopischen Toner ausgewählt, so daß - wenn sie damit vermischt oder in innigen Kontakt gebracht werden - eine Komponente des Entwicklers positiv geladen wird, wenn die andere Komponente unterhalb der ersten Komponente in der triboelektrischen Reihe stellt^ und negativ geladen wird, wenn die andere Komponente oberhalb der ersten Komponente in der triboelektrischen Reihe steht. Durch geeignete Auswahl der Entwicklermaterialien gemäß ihrer triboelektrischen Effekte werden die Polaritäten ihrer Ladung, wenn sie vermischt werden, so, daß die elektroskopisehen Tonerteilchen an den Oberflächen der Träger haften und diese beschichten und auch an dem Teil der das elektrostatische Bild tragenden Oberfläche haften, der eine größere Anziehung für die Tonerteilchen als für die Trägerteilchen hat. Die Verwendung von halogensubstituierten Silanen als Überzugsmaterialien für elektrostatographische Trägersubstrate ermöglicht die Modifizierung der triboelektrischen Beziehung zwischen den auf diese Weise beschichteten Trägersubstraten und jeder beliebigen gegebenen elektroskepischen Pulverzusammensetzung. Somit kann als das halogensubstituierte Silanbeschichtungsmaterial jedes beliebige elektroposi-

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tive und elektronegative Material verwendet werden. In Abhängigkeit von der gewünschten triboelektrischen Beziehung zwischen einem beschichteten Trägersubstrat und einer gegebenen elektroskopisc.hen Pulver zusammensetzung oder von dem gewünschten Grad der Modifizierung der triboelektrischen Eigenschaften eines gegebenen beschichteten Trägersubstrats ist es möglich, ein solches Ergebnis entsprechend der Verwendung des jeweiligen halogensubstituierten Silans und/oder der Menge der Halogensubstituierung in einer gegebenen Silanzusamraensetzung zu bewirken. Typische Trägersubstrate sind z.B. Natriumchlorid, Ammoniumchlorid, Aluminiumkaliumchlorid, Rochelle-Salz, Natriumnitrat, Aluminiumnitrat, Kaliumchlorat, kornförmiges Zirkon, kornförmiges Silicium, Methylmethacrylat, Glas, Siliciumdioxid, Nickel, Stahl, Eisen, Ferrite und dergleichen. Viele dieser Träger und weitere typische Trä~ ger sind in den US-Patentschriften 2 638 416 und 2 618 beschrieben. Ein Enddurchmesser der beschichteten Trägerteilchen zwischen etwa 50 ti bis etwa 1000 u wird bevorzugt, da dann die Trägerteilchen eine genügende Dichte und Trägheit besitzen, um ein Anhaften an den elektrostatischen Bildern während des Kaskadenentwicklungsprozesses zu vermeiden. Das Anhaften der Trägerperlen an den elektrostatographischen Trommeln ist deswegen unerwünscht, weil dann die Bildung von tiefen Kratzern auf der Oberfläche während der Bildübertragung und der Trommelreinigung bewirkt wird, was insbesondere dann der Fall ist, wenn das Reinigen mit einem Gewebereiniger erfolgt, wie er beispielsweise in der US-PS 3 186 838 beschrieben wird. Auch wird eine Bildauslöschung bewirkt, wenn Trägerperlen an den elektrostatographischen Abbildungsoberflächen haften. Allgemein gesprochen, werden zufriedenstellende Ergebnisse erhalten, wenn etwa ein' Teil Toner mit etwa 10 bis 200 Gewichtsteilen Träger verwendet wird.

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Mit den erfindungsgemäßen polymeren halogensubstituierten Silikonpolymerbeschichtungsträgern können alle beliebigen geeigneten bekannten Tonermaterialien verwendet werden. Typische Tonermaterialien sind z.B. Copalgummi, Sandaracgummi, Kollophonium, Cumaronindenharze, Asphalt, Gilsonit, Phenolformaldehydharze, kollophoniummodifizierte Phenolformaldehydharze, Methacrylharze, Polystyrolharze, Polypropylenharze, Epoxyharze, Polyäthylenharze, Polyesterharze und Gemische davon. Das jeweilige Tonermaterial, das verwendet wird, hängt offensichtlicherweise von der Trennung der Tonerteilchen von dem mit dem halogensubstituierten Silikonpolymeren beschichteten Träger in der triboelektrischen Reihe ab und sollte ausreichend sein, damit die Tonerteilchen elektrostatisch an der Trägeroberfläche haften. Solche elektroskopischen Tonermischungen werden z.B. in der US-P.S 2 659 670, der US-PS 2 753 308, der US-PS 3 079 342, dem US-Reissue-Patent 25 136 und der US-PS 2 788 288 beschrieben. Diese Toner haben im allgemeinen einen mittleren Teilchendurchmesser zwischen etwa 1 und 30 u.

Es kann jedes beliebige geeignete Färbemittel, z.B. ein Pigment oder ein Farbstoff, dazu verwendet werden, um die Tonerteilchen einzufärben. Tonerfärbemittel sind bekannt und schließen z.B. Ruß, Nigrosinfarbstoffe, Anilinblau, Calco-Oil-Blau, Chromgelb, Ultramarinblau, Chinolingelb, Methylenblauchlorid, Monastralblau, Malachitgrünozalat, Lampenruß, bengalisch Rosa, Monastralrot, Sudanschwarz BM und Gemische daraus ein. Das Pigment oder der Farbstoff sollte in dem Toner in einer genügenden Menge vorhanden sein, daß dieser hochgefärbt wird, so daß er auf dem Aufnahmeteil ein klar sichtbares Bild bildet. Das Pigment wird vorzugsweise in einer Menge von etwa 3 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des ge-

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färbten Toners, verwendet, da dann qualitativ hochwertige Bilder erhalten werden. Wenn das verwendete Tonerfärbemittel ein Farbstoff ist, dann werden erheblich geringere Mengen des Färbemittels verwendet.

Mit den erfindungsgemäßen _t mit einem halogensubstituierten Silikonpolymeren beschichteten Trägern kann jede beliebige geeignete herkömmliche Tonerkonzentration verwendet werden. Typische Tonerkonzentrationen für Kaskadenentwicklungssysteme schließen etwa 1 Teil Toner mit etwa 10 bis etwa 200 Gewichtsteilen Träger ein.

Die Entwicklerzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können dazu verwendet werden, um elektrostatische latente Bilder auf jeder geeigneten Oberfläche mit Einschluß von herkömmlichen photoleitenden Oberflächen, die ein latentes elektrostatisches Bild trägt, zu entwickeln. Typische anorganische Photoleitermaterialien sind z.B.: Schwefel, Selen, Zinksulfid, Zinkoxid, Zinkcadmiumsulfid, Zinkmagnesiumoxid, Cadmiumselenid, Zinksilikat, Calciumstrontiumsulfid, Cadmiumsulfid, Quecksilber(II)jodid, Quecksilber (Il)oxid, Quecksilber(II)sulfid, Indiumtrisulfid, GaI-liumselenid, Arsendisulfid, Arsentrisulfid, Arsentriselenid, Antimontrisulfid, Cadmiumsulfoselenid und Gemische davon. Typische organische Photoleiter sind z.B. Chinacridonpigmente, Phthalocyaninpigmente, Triphenylamin, 2,4-Bis(4,4^l-diäthylaminophenol)-1,3,4-oxadiazol, N-Isopropylcarbazol, Triphenylpyrrol, 4,5-Diphenylimidazolidinon, 4,5-Diphenylimidazolidinthion, 4,5-Bis(4'-aminophenyl)imidazolidinon, 1,5-Dicyanonaphthalin, 1,4-Dicyanonaphthalin, Aminophthalodinitril, Nitrophthalodinitril, 1,2,5,ö-Tetraazacyclooctatetraen-(2,4,6,8), 2-Mercaptobenzothiazol-2-phenyl-4-diphenylidenoxazolon, 6-Hydroxy-

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2,3-di(p-methoxyphenyl)benzofuran, 4-Dimethylaminobenzylidenbenzhydrazid, 3-Benzylidenaminocarbazol, Polyvinylcarbazol, (2-Nitrobenzyliden)-p-bromoanilin, 2,4-Diphenylchinazolin, 1,2,4-Triazin, 1^-Diphenyl^-methyl-pyrazoliny 2-(4'-Dimethylaminophenyl)benzoxazol, 3-Aminocarbazol mid deren Gemische. Repräsentative Patentschriften, in welchen derartige photoleitende Materialien beschrieben werden_f sind z.B. die US-Patentschriften 2 803 542, 2 970 906, 3 121 006, 3 121 007 und 3 151 982. Die überraschend besseren Ergebnisse, die mit den erfindungsgemäßen Trägern erhalten werden, welche mit einem halogensubstituierten Silikonpolymeren beschichtet sind, können auf viele Faktoren zurückzuführen sein. So kann z.B. die ausgeprägte Dauerhaftigkeit der beschichteten Träger auf die Tatsache zurückzuführen sein, daß die halogensubstituierten Silikonpolymere extröm gut an den untersuchten Substraten haften. Eine überragende Abriebbeständigkeit wird erhalten, wenn die erfindungsgemäßen halogensubstituierten Silane auf Glas oder ähnliche kieselsäurehaltige elektrostatographische Trägerteilchen aufgebracht werden. Überzüge, die aus den erfindungsgemäßen Silanen hergestellt sind, haben glatte äußere Oberflächen, die gegenüber einer Rißbildung, einer Schnitzelbildung und einer Zerflockung hoch beständig sind. Bei Kaskadenentwicklungssystemen verstärkt die glatte zähe Oberfläche die rollende Wirkung der Trägerteilchen über die elektrostatographische Oberfläche und vermindert die Neigung der Trägerteilchen, an den elektrostatographisehen Abbildungsoberflächen zu haften. Wenn diese Silane als überzüge für elektrostatographische Träger verwendet werden, dann wird die Trägerlebensdauer unerwartet ausgedehnt, und zwar insbesondere hinsichtlich der Tonerschlagfestigkeit. Darüber hinaus scheinen die hydropho-

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ben Eigenschaften der erfindungsgemäß. verwendeten Trägerbeschichtungsmaterialien zur Stabilität der triboelektrischen Eigenschaften der beschichteten Träger über einen weiten Bereich der relativen Feuchtigkeit beizutragen. Aufgrund ihrer triboelektrischen Eigenschaften können diese halogensubstituierten silikonbeschichteten Träger bei der Umkehrentwicklung von positiv geladenen Bildern ohne die Einarbeitung von Umkehrfarben in den Trägerüberzug, wie gemäß dem Stand der Technik, verwendet werden. Trägerüberzüge, die sehr positive triboelektrische Werte zeigen, sind nämlich extrem zu Umkehrträgerüberzügen für die Entwicklung von positiv geladenen Abbildungsoberflächen umzuwandeln, da sie die Einarbeitung von großen Mengen von Farbstoff erfordern. Der Farbstoffgehalt verschlechtert jedoch häufig viele wichtige physikalische Eigenschaften der Trägerüberzüge, z.B. die Adhäsion und die Feuchtigkeitsansprechbarkeit.

Die erfindungsgemäß verwendeten Trägerüberzüge sind nicht klebrig und sie haben bei normalen Betriebstemperaturen eine genügende Härte, um einen Tonerschlag zu verhindern. Sie bilden stark klebende Überzüge, die bei normalen Betriebsbedingungen einer Flockenbildung widerstehen. Sie haben solche triboelektrische Werte, daß sie mit einer weiten Vielzahl von derzeit verfügbaren Tonern bei derzeit verwendeten elektrostatographischen Prozessen verwendet werden können, und sie sind schließlich hydrophob, so daß sie einen vorhersehbaren triboelektrischen Wert beibehalten. Zusätzlich hat es sich bei der Herstellung gezeigt, daß Trägersubstrate, die mit halogensubstituierten Silanen beschichtet sind, beschichtete Substrate ergeben, die von einer Agglomerierung im wesentlichen frei sind. Ferner ergeben Trägersubstrate, die mit diesen Silanen überzogen sind, beschichtete Trägersubstrate

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mit überlegenen Bindeeigenschaften des Überzugs an .dem Substrat. Somit ergeben die erfindungsgemäßen Trägerüberzüge eine ausnehmend gute Lebensdauer, Dauerhaftigkeit, Kopierqualität, Qualitätaufrechterhaltung, eine · geringere Aneinanderklebung der beschichteten Trägerteilchen und eine geringere Agglomerierung und sie ergeben auch eine verbesserte Abriebbeständigkeit, wodurch eine Schnitzelbildung und Zerflockung der Trägerüberzüge minimalisiert wird. Ferner ist die Wiedergewinnung der beschichteten Träger möglich, da diese halogensubstituierten Silikonpolymerüberzüge in Lösungsmitteln ziemlich unlöslich sind, die die herkömmlichen Tonermaterialien leicht auflösen, wodurch die Entfernung von angeschlagenem Toner von den beschichteten Trägern ermöglicht wird und auch die Wiederherstellung der ursprünglichen triboelektrischen Beziehung zwischen dem Träger und dem Toner ermöglicht wird. Das Tonermaterial kann auf diese Weise leicht von den beschichteten Trägern entfernt werden, die wiedergewonnen und ohne eine weitere Verarbeitung wiederverwendet werden können. Daher haben die erfindungsgemäßen beschichteten Träger gewünschte Eigenschaften, die ihren weiten Gebrauch in derzeit verfügbaren elektrostatographischen Prozessen gestatten.

Die folgenden Beispiele definieren, beschreiben und vergleichen im Gegensatz zu den Kontrollbeispielen bevorzugte Methoden zur Herstellung und Verwendung der erfindungsgemäßen Träger, die mit einem halogensubstituierten Silikonpolymeren beschichtet sind, für elektrostatographische Anwendungszwecke. Darin sind Teile und Prozentmengen auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

Elektrostatographische Trägerteilchen, die mit einem halo-

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gensubstituierten Silikonpolymeren überzogen sind, werden hergestellt, indem etwa 2,27 kg hochdichte Glasträgerkerne mit 450 u , die ein spezifisches Gewicht von etwa 4,5 haben und die aus Titan-Barium-Glas bestehen (von Micro-Beads, Inc., Jacksonville, Miss.)» in eine Vibrationstrommel gegeben werden und indem die Trägerkerne auf etwa 70⁰C erhitzt werden. Eine Beschichtungslösung, die etwa 2,2 g gamma-Chlorpropyltrimethoxysilan, gelöst in etwa 225,0 g eines Lösungsmittelgemisches aus etwa 90 Teilen Toluol, etwa 5 Teilen n-Butanol und etwa 5 Teilen Cellosolve, enthält, wird langsam zu den Trägerkernen gegeben, um die Kerne gleichförmig zu benetzen. Das Erhitzen dieser Kerne wird weitergeführt, bis der Überzug darauf getrocknet ist.

Beispiel 2

Elektrostatographisehes Trägerteilchen, die mit dem halogensubstituierten Silikonpolymeren beschichtet sind, werden hergestellt, indem etwa 2,27 kg von hochdichten Glasträgerkernen mit 450 u und einem spezifischen Gewicht von etwa 4,5, die aus Titan-Barium-Glas bestehen (von Micro-Beads, Inc., Jacksonville, Miss.), in eine Vibrationstrommel gegeben werden und indem die Trägerkerne auf etwa 70⁰C erhitzt werden. Eine Beschichtungslösung, die etwa 2,3 g gamma-Chlorpropyltrimethoxysilan, gelöst in etwa 113,5 g eines Lösungsmittelgemisches aus etwa 90 Teilen Toluol, etwa 5 Teilen n-Butanol und etwa 5 Teilen Cellosolve, enthält, wird langsam zu den Glasträgerkernen gegeben, um die Kerne gleichförmig zu benetzen. Das Erhitzen der Kerne wird weitergeführt, bis der Überzug darauf getrocknet ist.

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Beispiel J5

Elektrostatographische Trägerteilchen, die mit dem halogensubstituierten Silikonpolymeren beschichtet sind, werden hergestellt, indem etwa 2,27 kg 450-u-Stahlträgerkc-rne in eine Vibrationstrommel gegeben v/erden und indem die Trägerkerne auf etwa 50 C erhitzt v/erden. Eine Be schientungslösung, die etwa 2,2 g gamma-Chlorpropyltrimethoxy·- silan, gelöst in etwa 227,0 g eines Lösungsmittelgemisches aus etwa 90 Teilen Methanol und etwa 10 Teilen Wasser, enthält, wird langsam zu den Stahlträgerkernen gegeben, um die Kerne gleichförmig zu benetzen. Das Erhitzen der Kerne wird weitergeführt, bis der Überzug darauf getrocknet ist.

Beispiel 4

Elektrostatographische Trägerteilchen, die mit einem halogensubstituierten Silikonpolymeren beschichtet sind, werden hergestellt, indem etwa 2,27 kg 450-u·-Stahlträgerkerne in eine Vibrationstrommel gegeben werden und indem die Trägerkerne auf etwa 70°C erhitzt werden. Eine Beschichtungslösung, die etwa 2,2 g gamma-Chlorpropyltrimethoxysilan, gelöst in etwa 227,0 g eines Lösungsmittelgemisches aus· etwa 90 Teilen Methanol und etwa 10 Teilen Wasser, enthält, wird langsam zu den Stahlträgerkernen gegeben, um die Kerne gleichförmig zu benetzen. Das Erhitzen der Kerne wird weitergeführt, bis der überzug darauf getrocknet ist.

Beispiel 5

Elektrostatographische Trägerteilchen, die mit einem halogensubstituierten Silikonpolymeren beschichtet sind, werden hergestellt, indem etwa 2,27kg hochdichte Glasträger-

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kerne mit 450 ii und einem spezifischen Gewicht von etwa 4,5, die aus Titan-Barium-Glas bestehen (von Micro-Beads, Inc. ,· Jacksonville, Miss.), in eine Vibrationstrommel gegeben· werden und indem die Trägerkerne auf etwa 70⁰C erhitzt werden. Eine Beschichtungslösung, die etwa 2,3 g 3,3,3~Trifluorpropyltrichlorsilan (von PCR, Inc. Gainesville, Fla.), gelöst in etwa 226,0 g eines Lösungsmittelgemisches aus etwa 90 Teilen Toluol, etwa 5 Teilen n-Butanol und etwa 5 Teilen Cellosolve, enthält, wird langsam zu den Glasträgerkernen gegeben, um die Kerne gleichförmig zu benetzen.· Das Erhitzen der Kerne wird weitergeführt, bis der Überzug darauf getrocknet ist.

Beispiel 6

Elektrostatographische Trägerteilchen, die mit einem halogensubstituierten Silikonpolymeren beschichtet sind, werden hergestellt, indem etwa 2,27 kg 450-u-Stahlträgerkerne in eine Vibrationstrommel gegeben werden und indem die Trägerkerne auf etwa 7O⁰C erhitzt werden. Eine Beschichtungslösung, die etwa 2,3 g 3,3,3-Trifluorpropyltrichlorsilan (von PCR, Inc. Gainesville, Fla.), gelöst in etwa 227,0 g eines Lösungsmittelgemisches aus etwa 90 Teilen Methanol und etwa 10 Teilen Wasser, enthält, wird langsam zu den Stahlträgerkernen gegeben, um die Kerne gleichförmig zu benetzen. Das Erhitzen der Kerne wird weitergeführt, bis der Überzug darauf getrocknet ist.

Beispiel 7

Elektrostatographische Trägerteilchen, die mit einem halogensubstituierten Silikonpolymeren beschichtet sind, werden hergestellt, indem etwa 2,27kg von 100-ii -Nickel-Zink-Ferrit-Trägerkerne in eine Vibrationstrommel gegeben

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werden und indem die Trägerkerne auf etwa 7O°C erhitzt werden. Eine Beschichtungslösung, die etwa 2,3 £ 3,3,3-Trifluorpropyltrichlorsilan (von PCR, Inc., Gainesville, Fla.), gelöst in etwa 227,0 g eines Lößungsmittelgemi-. sches aus etwa 90 Teilen Methanol und etwa 10 Teilen V/asser, enthält, wird langsam zu den Ferritträgertsilchen gegeben, um die Kerne gleichförmig zu befeuchten. Das Erhitzen der Kerne wird weitergeführt, bis der Überzug darauf getrocknet ist.

Beispiel 8

Elektrostatographische Trägerteilchen, die mit einem Silikonpolymeren beschichtet sind, v/erden hergestellt, indem etwa 2,27 kg 450-u-Glasträgerkerne (Potters Nr. 6, von Potters Brothers, Carlstadt, N.J.) .in eine Vibrationstrommel gegeben werden und indem die Trägerkerne auf etwa 70°C erhitzt werden. Eine Beschichtungslösung, die etwa 2,3 g Glycidoxypropyltrimethoxysilan (Z-6040 von Dow Corning, Inc., Midland, Mich.), gelöst in etwa 227,0 g eines Lösungsmittelgemisches aus etwa 90 Teilen Toluol, etwa 5 Teilen n-Butanol und etwa 5 Teilen Cellosolve, enthält, wird langsam zu den Glasträgerkernen gegeben, um die Kerne gleichförmig zu benetzen. Das Erhitzen der Kernewird weitergeführt, bis der Überzug darauf getrocknet ist.

Bei den folgenden Beispielen 9 bis 16 werden die relativen triboelektrischen Werte, die durch Kontakt der Trägerperlen mit den Tonerteilchen erzeugt werden, unter Verwendung eines Faraday-Käfigs gemessen. Die Vorrichtung umfaßt einen Messingzylinder mit einem Durchmesser von etwa 2,54 cm und einer Länge von etwa 2,54 cm. Ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,149 mm ist an jedem

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Ende des Zylinders angeordnet. Der Zylinder wird gewogen, mit etwa 0,5 g eines Gemisches aus Träger- und Tonerteilchen beschickt und über einen Kondensator und ein daran parallel angeschlossenes Elektrometer geerdet. Durch den Messingzylinder wird sodann trockene Druckluft geblasen, um allen Toner von dem Träger abzutreiben. Sodann, wird die Ladung des Kondensators auf dem Elektrometer abgelesen. Hierauf wird die Kammer \\rieder gewogen, um den Gewichtsverlust zu bestimmen. Die resultierenden Werte \irorden dazu hergenommen, um die Tonerkonzentration und die Ladung in Mikrocoulombs pro g Toner zu errechnen. Da die triboelektrischen Messungen relativ sind, sollten die Messungen zu Vergleichszwecken unter im wesentlichen identischen Bedingungen durchgeführt v/erden. Somit wird ein Toner aus Styrol-n-butylmethacrylat-Copolymerem und Ruß gemäß der US-PS 3 079 342 als Kontakt-Triboolektrifizierungs-Standard verwendet. Naturgemäß können auch "andere geeignete Toner als der oben angegebene anstelle des in den Beispielen verwendeten Toners eingesetzt werden.

Beispiel 9

Eine Entwicklerprobe wird hergestellt, indem etwa 1 Teil gefärbte Tonerteilchen aus einem Styrol-n-butylmethacrylat-Copolymeren mit einer, mittleren Teilchengröße von etwa 5 bis etwa 15 u mit etwa 100 Teilen der beschichteten Trägerteilchen gemäß Beispiel 1 vermischt werden. Der relative triboelektrische Wert des beschichteten Trägers wird als ein negativer Wert ermittelt. Bei Maschinentests unter Verwendung einer Kaskadenentwicklung einer positiv geladenen, wiederverwendbaren Abbildungsoberfläche, und wobei die entwickelnden entladenen Bildgegenden mit nicht-belichteten Gegenden noch positiv geladen sind, zeigt sich, daß der Entwickler Umkehreigen-

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2^09003

schäften besitzt. Die Druckqualität ist gut und es wird nur ein geringer Hintergrund beobachtet. Es wird festgestellt, daß die unbeschichteten Glasträgerperlen mit der obigen Tonerzusammensetzung positive triboelektrische Vierte von etwa 18,6 ergeben.

Beispiel 10

Eine Entwicklerprobe wird hergestellt, indem etwa ein Teil gefärbte Tonerteilchen aus einem Styrol-n-butylmethacry-.lat-Copolymeren des Typs des Beispiels 9 mit etwa 100 Teilen der beschichteten Trägerteilchen gemäß Beispiel 2 vermischt werden. Es zeigt sich, daß der relative triboelektrische Wert des beschichteten Trägers ein negativer Wert ist. Bei Maschinentests zeigt sich wie im Beispiel 9j daß der Entwickler Umkehreigenschaften besitzt. Die Druckqualität ist durch den ganzen Test hindurch gut. Es wird nur sehr wenig Hintergrund beobachtet.

Beispiel 11

Eine Entwicklerprobe wird hergestellt, indem etwa ein Teil gefärbte Tonerteilchen aus einem Styrol-n-butylmethacrylat-Copolymeren gemäß Beispiel 9 mit etwa 100 Teilen der beschichteten Trägerteilchen des Beispiels 3 vermischt werden. Der relative triboelektrische Wert des beschichteten Trägers wird als ein negativer Wert festgestellt. Bei Maschinentests wie im Beispiel 9 zeigt sich, daß der Entwickler Umkehreigenschaften besitzt. Die Druckqualität ist durch den Test hindurch gut. Es wird nur wenig Hintergrund beobachtet.

Beispiel 12

Eine Entwicklerprobe wird hergestellt, indem etwa ein Teil

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.gefärbte Tonerteilchen aus einem Styrol-n-butylmethacrylat-Copolymeren gemäß Beispiel'9 mit etwa 100 Teilen der beschichteten Trägerteilchen gemäß Beispiel 4 vermischt werden. Der relative triboelektrische Wert des beschichteten Trägers wird als ein negativer Viert festgestellt. Bei Maschinentests v/ie im Beispiel 9 zeigt sich, daß der Entv/ickler Umkohreigenschaften besitzt. Die Druckqualität ist durch den Test hindurch gut. Es wird im wesentlichen kein Hintergrund beobachtet.

Beispiel 13

Eine Entwicklerprobe wird hergestellt, indem etwa ein Teil gefärbte Tonerteilchen aus einem Styrol-n-butylmethacrylat-Copolyrneren gemäß Beispiel 9 mit etwa 100 Teilen der beschichteten Trägerteilchen gemäß Beispiel 5 vermischt werden. Der relative triboelektrische Wert des beschichteten Trägers, gemessen in einem Faraday-Käfig, beträgt etwa -19,4 Mikrocoulombs pro g Toner. Bei den Maschinentests wie im Beispiel 9 hält sich der Entwickler gut. Die Druckqualität ist durch den Test hindurch gut. Es wird im wesentlichen kein Hintergrund beobachtet.

Beispiel 14

Eine Entwicklerprobe wird hergestellt, indem etwa ein Teil gefärbte Tonerteilchen aus einem Styrol-n-butylmethacrylat-Copolymeren gemäß Beispiel 9 mit etwa 100 Teilen der beschichteten Trägerteilchen des Beispiels 6 vermischt werden. Der relative triboelektrische Viert des beschichteten Trägers, gemessen in einem Faraday-Käfig, beträgt etwa -1,3 Mikrocoulombs pro g Toner. Bei den Maschinentests wie im Beispiel 9 hält sich der Entv/ickler git und die

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Druckqualität ist durch den Test hindurch gut. Es wird im wesentlichen kein Hintergrund beobachtet. Es wird festgestellt, daß unbeschichtete Stahlträgerperlen positive triboelektrische Werte von etwa 5,0 mit der obigen Toner-Zusammensetzung ergeben.

Beispiel 15

Eine Entwicklerprobe wird hergestellt, indem etwa ein Teil gefärbte Tonerteilchen aus einem Styrol-n-butylmethacrylat-Copolymeren gemäß Beispiel 9 mit etwa 100 Teilen der beschichteten Trägerteilchen des Beispiels 7 vermischt werden. Es zeigt sich, daß der relative triboelektrische Wert des beschichteten Trägers ein negativer Wert ist. Bei den Maschinentests wie im Beispiel 9 zeigt sich, daß der Entwickler Umkehreigenschaften besitzt. Die Druckqualität ist durch den Test hindurch gut. Es wird ein geringfügiger Hintergrund beobachtet. Es wird festgestellt, daß unbeschichtete Ferritträgerteilchen leicht positive triboelektrische Vierte mit der obigen Tonerzusammensetzung ergeben.

Beispiel 16

Eine Entwicklerprobe wird hergestellt, indem etwa ein Teil gefärbte Tonerteilchen aus einem Styrol-n-butylmethacrylat-Copolymeren gemäß Beispiel 9 mit etwa 100 Teilen der beschichteten Trägerteilchen des Beispiels 8 vermischt wird. Der relative triboelektrische Wert des beschichteten Trägers, gemessen unter Verwendung eines Faraday-Käfigs, beträgt etwa 10,9 Mikrocoulombs pro g Toner. Bei Maschinentests wie im Beispiel 9 zeigt sich, daß der Entwickler schlechte Umkehreigenschaften ergibt und daß

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und daß die Umkehrdrucke nicht zufriedenstellend sind. Zu Vergleichszwecken wird der relative triboelektrische Wert der unbeschichteten Glasperlen wie oben gemessen und es wird festgestellt, daß dieser ein positiver Wert von etwa 8,7 Mikrοcoulombs pro gToner ist. Dieses Beispiel zeigt, daß einige Trägermaterialien, die mit einem · nicht-halogensubstituierten Silikonpolymeren beschichtet sind, die triboelektrischen Eigenschaften der beschichteten Trägersubstrate nicht signifikant verändern.

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Claims

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P a t e η t a n s ρ r ü c h e

Träger für elektrostatographische Entwicklergemische, dadurch gekennzeichnet , daß er ein Trägersubstrat mit einem äußeren Überzug auf v/eist und daß der äußere Überzug ein halogensubstituiertes Silikonpolymere a umfaßt.

2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Überzug des halogensubstituierten Silikonpolymeren etwa 0,01 bis etwa 0,6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Trägers, ausmacht.

3. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Trägersubstrat ein Kernteilchen mit einer mittleren Teilchengröße zwischen etwa 50 und 1000 u umfaßt.

4. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das halogensubstituierte Silikonpolymere ein kondensiertes und/oder hydrolysiertes Produkt ist, welches aus halogensubstituierten Silanen mit der allgemeinen Formel

Si - X_a

erhalten worden ist, worin R jede beliebige halogensubstituierte Gruppe sein kann, X eine hydrolysierbare und/oder kondensierbare Gruppe, wie eine Alkoxygruppe mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen, eine Halogengruppe, wie eine Chlor-, Brom- oder Jodgruppe, eine Methoxy-, Äthoxy- oder Acetoxygruppe oder eine Aminogruppe sein kann.

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5. Träger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die hydrolysierbare und/oder kondensierbare Gruppe eine Zahl zwischen 2 und 3 sein kann.

6. Träger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß R jede beliebige Zahl zwischen und 2 ist, wenn a + b = 4 ist.

7. Träger nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zei chnet, daß der Viert für a größer als 2 und kleiner als 4 ist.

8. Träger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß R = (CH₂)_CC-Z_d und daß Z Chlor, Fluor, Brom und Jod sein kann, wobei c jede beliebige Zahl von 1 bis 10 und d jede beliebige Zahl von 1 bis 3 sein kann und wobei, wenn d 1 ist, Z eine Cyanogruppe sein kann.

9. Träger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das halogensubstituierte Silikonpolymere aus gamma-Chlorpropyltrimethoxysilan erhalten worden ist.

10. Träger nach Anspruch 4, dadurch g ek e η η zeichnet, daß das halogensubstituierte Silikonpolymere aus 3,3,3-Trifluorpropyltrichlorsilan erhalten worden ist.

11. Elektrostatographisches Entwicklergemisch, dadurch gekennzeichnet , daß es feinverteilte Tonerteilchen, die elektrostatisch an einem Trä^ersubstrat mit einem äußeren Überzug haften, wobei der äußere Über-

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zug aus einem halogensubstituierten Silikonpolymeren besteht.

12. Entwicklergemisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der. äußere Überzug des halogensubistituierten Silikonpolynieren etwa 0,01 bis etwa 0,6 Gew.-?o, bezogen auf das Gewicht des Trägers, ausmacht.

13. Entwicklergemisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragersubstrat ein Kernteilchen mit einer mittleren Teilchengröße zv/ischen etwa 50 und etwa 1000 u unifaßt.

14. Entwicklergemisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das halogensubstituierte Silikonpolymere ein kondensiertes und/oder hydrolysiertes Produkt ist, welches aus halogensubstituierten Silanen mit der allgemeinen Formel

Si -X_a

erhalten worden ist, worin R jede beliebige halogensubstituierte Gruppe sein kann, X eine hydrolysierbare und/ oder kondensierbare Gruppe, wie eine Alkoxygruppe mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen, eine Halogengruppe, wie eine Chlor-, Brom- oder Jodgruppe, eine Methoxy-, Äthoxy- oder Acetoxygruppe oder eine Aminogruppe sein kann.

15. Entwicklergemisch nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die hydrolysierbare und/ oder kondensierbare Gruppe eine Zahl zwischen 2 und 3 sein kann.

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16. Entwicklergemisch nach Anspruch 14, dadurch . gekennzeichnet, daß R jede beliebige Zahl zwischen 1 und 2 ist, wenn a + b = 4 ist.

17. Entwicklergemisch nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Wert für a größer als 2 und kleiner als 4 ist.

18. Entwicklergemisch nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß R = (CH₀) C-Z,, und daß Z Chlor, Fluor, Brom und Jod sein kann, wobei c jede beliebige Zahl von 1 bis 10 und d jede beliebige Zahl von 1 bis 3 sein kann und wobei, wenn d 1 ist, Z eine Cyanogruppe sein kann.

19« Entwicklergemisch nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß das halogensubstituierte Silikonpolymere aus gamma-Chlorpropyltrimethoxysilan erhalten worden ist.

20. Entwicklergemisch nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das halogensubstituierte Silikonpolymere aus 3,3,3-Trifluorpropyltrichlorsilan erhalten worden ist.

21. Elektrostatographisches Abbildungsverfahren, bei welchem man ein elektrostatisches latentes Bild auf einer Oberfläche ausbildet und das elektrostatische latente Bild entwickelt, indem man das elektrostatische latente Bild mit einem elektrostatographischen Entwicklergemisch in Berührung bringt, das feinverteilte Tonerteilchen umfaßt, die elektrostatisch an einem Trägersubstrat haften, welches einen äußeren Überzug besitzt,

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dadurch gekennzeichnet , daß der äußere Überzug ein halogensubstituiertes Silikonpolymeres ist, wodurch mindestens ein Teil der .feinverteilten Tonerteilchen an der Oberfläche im Einklang mit dem elektrostatischen Bild angezogen wird und darauf gehalten wird.

22. Abbildungcverfahren nach Anspruch 21, dadurch g e k e η nzeichnet, daß der äußere Überzug des halogensubstituierten Silikonpolymeren etwa 0,01 biß etwa 0,6 Gew.-Jj, bezogen auf das Gewicht des Trägers, ausmacht.

23- Abbildungsverfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß das Trägersubstrat ein Kernteilchen mit einer mittleren Teilchengröße zwischen etwa 50 und etwa 1000 μ umfaßt.

2h. Abbildungsverfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß das halogensubstituierte Silikonpolymere ein kondensiertes und/oder hydrolysiertes Produkt ist, welches aus halogensubstituierten Silanen mit der allgemeinen Formel

Si -X_a

erhalten worden ist, worin R jede beliebige halogensubstituierte Gruppe sein kann, X eine hydrolysierbare und/oder kondensierbare Gruppe, wie eine Alkoxygruppe mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen, eine Halogengruppe, wie eine Chlor-, Brom- oder Jodgruppe, eine Methoxy-, Äthoxy oder Acetoxygruppe oder eine Aminogruppe sein kann.

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25. Abbildungsverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß die hydrolysierbare und/oder kondensierbare Gruppe eine Zahl zwischen 2 und, 3 sein kann.

26. Abbildungsverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß R jede beliebige Zahl zwischen 1 und 2 ist, wenn a+b=4istl

27. Abbildungsverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß der Wert für a größer als 2 und kleiner als 4 ist.

28. Abbildungsverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß R =.(CHp) C-Z, und daß Z Chlor, Fluor, Brom und Jod sein kann, wobei c jede beliebige Zahl von 1 bis 10 und d jede beliebige Zahl von 1 bis 3 sein kann und wobei, wenn d 1 ist, Z eine Cyanogruppe sein kann.

29. Abbildungsverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das halogensubstituierte Silikonpolyniere aus gamma-Chlorpropyltrimethoxysilan erhalten worden ist.

30. Abbildungsverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet ,' daß das halogensubstituierte Silikonpolymere aus 3,3_i3-Trifluorpropyltrichlorsilan erhalten worden ist.

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