DE2438848A1 - Positiv geladener toner zum entwickeln latenter ladungsbilder von elektrophotographischem aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

TOKYO PRINTING INK MFG. CO., LTD.
Tokyo, Japan

" Positiv geladener Toner zum Entwickeln latenter Ladungsbilder von elektrophotographischem Aufzeichnungsmaterial "

Priorität: I3. August 1973, Japan, Nr. 90024/73

Positiv geladenes BildpulA^er, nachstehend kurz als Toner bezeichnet, wird in der Elektrophotographie beim trocken arbeitenden Entwicklungsverfahren zum Sichtbarmachen des latenten Ladungsbildes verwendet.

Für das trocken arbeitende Entwicklungsverfahren, nachstehend kurz als Trockenverfahren bezeichnet, wird ein Toner verwendet, der aus einem Pigment, d. h. dem eigentlichen Toner, und einem durch Reibung mit Glaskugeln, Eisenpulver oder einem anderen Trägerstoff im Entwickler elektrostatisch aufgeladenen Harz als Träger besteht. Die Polarität der für die Herstellung positiv geladennr Toner verwendeten üblichen thermoplastischen Kunstharze, wie Polystyrol, Oumaronharze, Phenolharze, Malein-

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harze und Epoxyharze muß durch Zusatz eines basischen Farbstoffs als Mittel zur Steuerung der Einfärbung und des triboelektrischen Effekts in positiv umgewandelt werden, weil solche Kunstharze sonst durch die Reibung mit dem Träger negativ aufgeladen würden. Der Zusatzstoff, der aus dem vorstehend genannten Grund auch als Polaritätsaustauschor bezeichnet werden kann, läßt sich in den genannten Kunstharzen schwer dispergieren oder auflösen.

Darüberhinaus hat der Zusatzstoff den Nachteil, daß er während des Vermählens der Kunstharze an die Oberfläche des Kunstharzpulvers auswandert, was eine schlechte Steuerung und Ungleichmäßigkeit der positiven Ladung der Tonerteilchen zur Folge hot, Dies kann zur Ausbildung von Schleppspuren oder Fransen im entwickelten Bild (Tailing), zu Geistereffekten oder Überlappen
negativer und positiver Bilder, zu einer ungleichen Bilddichte aufgrund eines starken Randeffektes, zu Schleierbildung, einer schlechten Übertragbarkeit, zu kurzer Haltbarkeit oder frühzeitigem Verderb des Toners führen.

Zudem haben viele herkömmliche positiv geladene Toner relativ hohe Schmelzpunkte, was in Bezug auf die Wärme-estigkeit des
Kopierpapiers und den Aufbau der Fixiereinrichtung Probleme
mit sich bringt.

Oft genug sind die zur Herstellung der Toner verwendeten Kunstharze nur schfver zu vermählen und lassen sich nicht zu den
für Bilpulver erforderlichen Teilchengrößen von etwa 5 bis

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20 Mikron Duxchmesser pulverisieren.

Eine weitere Schwierigkeit bei den bekannten Tonern liegt darin, daß die als Pola3ritätsumwandler in schwarze oder andors eingefärbte Toner eingeschlossenen basischen Farbstoffe Farbtöne aufweisen müssen, die mit den entsprechenden Tonerfarben zusammenpassen und dennoch den triboelektrischen Effekt ausreichend steuern können.

Dor Aufgabe liegt die Erfindung zugrunde, einen positiv geladenen Toner zum Entwickeln latenter Ladungsbilder von elektrophotographischem Aufzeichnungsmaterial zu schaffen, der die Mängel der bekannten Toner nicht aufweist. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand,

Beim Vermischen des Tonors der Erfindung mit Eisenpulver wird ein positiv geladener Toner erhalten, der ausgezeichnete Bilder beim Entwickeln liefert.

Verbindungen, die durch Reibung mit dem Eisenpulver positiv aufgeladen worden können, sind bereits bekannt, z, B. PoIydimothy] aminoäthylinethacrylat und PoIy-N-methylolacrylaniid. Jedoch war es bisher nicht bekannt, daß 2-Vinylpyridin-Polymerisate ebenfalls positiv aufgeladen werden können und die günstigen Wirkungen zeigen. Es hat sich gezeigt, daß nur

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2-Vinylpyridin-Polymerisate den verschiedenen Anforderungen des Toners für die Electrophotographic genügen können. Mit anderen Vinylpyridin-Polymerisaten, z, B. aus 4-Vinylpyridin, werden die Vorteile der Erfindung nicht erzielt.

Die vorliegende Erfindung erübrigt die bei den herkömmlichen Tonern erforderliche Vet^wendung eines schwer disporgierbaren oder unlöslichen Farbstoffes als Polaritätsumwandler im Kunstharz. Da das Kunstharz selbst positiv aufgeladen werden kann, können Art und Menge des Farbstoffs oder Pigments beliebig gewählt werden. Der Abzug ist hervorragend und weist unabhängig vom Originalbild stets eine gleichmäßige Bilddichte auf, Wiihrend des Entwickeins entsteht kein übler Geruch und der Toner läßt sich leicht handhaben.

Im erfindungsgemäßen Toner soll der Gehalt an 2-Vinylpyridin--Einheiten 5 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, betragen. Bei Verwendung von weniger als 5 Gewichtsprozent 2-Vinylpyridin wird der Toner nicht ausreichend positiv oder sogar negativ geladen. Bei Verwendung von mehr als 25 Gewichtsprozent wird das Gemisch nicht in ausreichendem Maße positiv geladen oder kann so hygroskopisch werden, daß es aufgrund von Ausflockung oder anderen Fehlern keine richtige Funktion garantiert. Der Rest des Gemisches, nämlich 95 bis 75 Gewichtsprozent des mit dem 2-Vinylpyridin-Polymerisat während des Erhitzens verträglichen thermoplastischen Harzes,{ kann mit dem 2-Vinylpyridin-Polymerisat gemischt oder umgesetzt werden, um den Toner stabil zu machen und mit

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einer gleichmäßigen positiven Ladung zu versehen. Eine positive elektrostatische Ladung, die ausreicht, um ein scharfes Bild ohne Schleier zu bilden, hat der Toner nur dann, wenn das Mengenverhältnis der Kunstharzkoniponenton in dem vorstehend angegebenen Bereich liegt.

Bevorzugte, mit dem 2-Vinylpyridin copol3^rmeri si erbare monomere Vinylverbindungen und mit den erhaltenen Copolymerisaten oder dem Homopolymerisat des 2-Vinylpyridins während des Er— hitzens verträgliche thermoplastische Kunstharze sind St3^rrol, Diviny!benzol, Vinylnaphtha.lin, Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylpropionat und andere Vinylester, Methylacrylat, Äthylacrylat, Butylacry.l at, Methylmethacrylat, Butylmethac^lat, 2-Athylhexylacrylat und andere Ester der aliphatischen JL — Methylenreihe, Monocarbonsäuren sowie Acrylamid und Diaceton— acrylamid. Besonders bevorzugt sind die Monomeren von Styrol, Methylacrylat, Butylacrylat, Methylmethacrylat, Butylmethacrylat sowie thermoplastische Polymerisate auf der Basis solcher Monomeren.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

100 Teile eines Copolymerisate aus 2-Vinylpyridin und Styrol (Mischungsverhältnis 20 : 80, durchschnittliches Molekulargewicht 28 000) und 8 Teile Ruß werden unter Erhitzen in einer Zweiwalzenmüh!e zermahlen. Das Gemisch wird abgekühlt und unter Luftausschluß in einer Kugelmühle pulverisiert. Man

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erhält einen Toner, der zu 80 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht, aus Teilchen mit einem Durchmesser von 5 bis 20 Mikron besteht. 3 Teile dieses Toners werden mit 100 Teilen Eisenpulver mit einer Korngröße von 105 bis 63 Mikron gemischt. Das erhaltene Gemisch wird zur Entwicklung eines negativen elektrostatischen latenten Ladungsbildes auf einem mit Zinkoxid beschichteten Papier verwendet. Man erhält ein klares positives Bild.

Das erhaltene, unfixierte Bild, wird elektrostatisch auf holzfreies Papier übertragen und dann durch Erhitzen fixiert. Man erhält einen Schwarzweiß-Abzug mit guter Halbton-Wiedergabe.

Beispiel 2

Ein Gemisch aus 60 Teilen des in Beispiel 1 verwendeten Copolymerisats aus 2-Vinylpyridin und Styrol und hO Teilen eines Styrol-Polymerisats (Piccolastic D-125) wird mit 5 Teilen Ruß versetzt. Das Gemisch wird in einer heißen Zweiwalzenmühle zermahlen, abgekühlt, in einer Kugelmühle pulverisiert und klassiert. Ein Toner mit einer Teilchengröße von 5 bis 20 Mikron wird hergestellt. Der Toner wird gemäß Beispiel 1 zur Entwicklung und elektrostatischen Übertragung verwendet. Der so erhaltene positive Schwarzweiß-Abzug weist nicht ganz genau dieselbe Bilddichte auf, hat aber für den praktischen Gebrauch eine durchaus zufriedenstellend weiche Gradation.

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Beispiel 3

100 Teile eines Terpolymerisats aus 2-Vinylpyridin, Methylmethacrylat und Butylmethacrylat (Mischungsverhältnis 20 : 70 : 10, durchschnittliches Molekulargewicht 33 000) werden mit 3 Teilen Benzidingelb versetzt und bei 150 C in einer Zweiwalzenmühle zermahlen. Das Gemisch wird abgekühlt, in einer Kugelmühle pulverisiert und klassiert. Man erhält einen gelben Toner mit einer Teilchengröße von 5 bis 20 Mikron. Durch Entwicklung und elektrostatische Übertragung gemäß Beispiel 1 erhält man einen positiven gelben Abzug sehr großer Schärfe.

Beispiel A

Ein Gemisch aus 20 Teilen 2-Vinylpyridin (durchschnittliches Molekulargewicht des Honiopolymerisats 10 000) und 80 Teilen Piccolastic D-125' wird mit 8 Teilen Phtbalocyaninblau versetzt, in einer heißen 2freiv7alzennühle zermahlen, abgekühlt, in einer Kugelmühle pul\^rerisiert und klassiert. Man erhält einen blauen Toner mit einer Teilchengröße von 5 bis 20 Mikron. Durch Entwicklung und elektrostatische Übertragung gemäß Beispiel 1 erhält man einen feinen positiven blauen Abzug.

Die Ergebnisse der Beispiele sind in Tabelle I zusammengefaßt.

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.. 8 Tabelle I

Beispiel	Tonerzusammensetzung	Toner- bewertung
1	Copolynierisat aus 20 Teilen 2-Vinylpyridin + 80 Teilen Styrol	10
2	Gemisch aus 60 Teilen des Copolymerisats gemäß Beispiel 1 + ^O Teilen Styrol	9
3	Terpolymerisat aus 20 Teilen 2-Vinylpyridin + 70 Teilen Methylmethacrylat + 10 Teilen Butylmethacrylat	9
h	Gemisch aus 20 Teilen des 2-Vinylpyridinhomopoly- merisats + 80 Teilen Styrol-Polymerisat	10
Vergleichs beispiel 1	Copolymerisat aus 20 Teilen ^-Vinylpyridin + 80 Teilen Styrol	6 (schlechte Schärfe)
Vcrgleichs- beispiel 2	Gemisch aus 95 Teilen Styrolharz + 5 Teilen Nigrosin	5 (kurze Le bensdauer)
Vergleichs beispiel 3	Copolymerisat aus 20 Teilen Dimethylaminoäthylmethacrylat + 80 Teilen Styrol	6 (übler Geruch)
Vergleichs beispiel k	Copolymerisat aus 20 Teilen #-Amino-W-aminostyrol + 80 Teilen Styrol	5 (übler Geruch)

+ Gemäß der Bewertungsskala 1 bis 10 (schlecht bis ausgezeichnet), die sich auf die Bildschärfe, Schleierbildung, Haltbarkeit und Tonerbeständigkeit bezieht, erhält der beste Toner den Wert 10.^

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   MJ Positiv geladener Toner zum Entwickeln latenter Ladungsbilder von elektrophotographischem Aufzeichnungsmaterial , dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzkomponente 5 bis 25 Gewichtsprozent 2-Vinylpyridin-Einhei— ten enthält und einen Schmelzpunkt von höchstens I70 C aufweist.
2. 2. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzkomponente ein Copolymerisat aus 2-Vinylpyridin und einer damit leicht copolymerisierbaren monomeren Vinylverbindung,ist.
3. 3. Toner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzkomponente ein Gemisch aus -dem Copolymerisat von 2-Vinylpyridin und der damit leicht copolymerisierbaren monomeren Vinylverbindung und einem thermoplastischen Kunstharz ist, das beim Erhitzen mit dem Copolymerisat verträglich ist.

   k-. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzkomponente ein Gemisch aus einem Homopolymerisat des 2-Vinylpyridine und einem thermoplastischen Kunstharz ist, das beim Erhitzen mit dem Homopolymerisat verträglich ist.

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