DE2555811B2 - Druckfixierbarer Toner für elektrostatographische oder magnetographische Entwickler - Google Patents
Druckfixierbarer Toner für elektrostatographische oder magnetographische EntwicklerInfo
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Description
15
Die Erfindung betrifft einen druckfixierbaren Toner für elektrostatographische oder magnetographische
Entwickler, der als Bindemitte! ein Polyolefin und ein
modifiziertes Phenolharz enthält.
Bei trockenen elektrostatographischen Verfahren, werden gewöhnlich die folgenden Stufen durchgeführt:
1.) Die elektrostatische Aufladung des elektrophoto-
graphischen Aufzeichnungsmaterials mittels einer
Koronaentladung,
2.) die Belichtung des Aufzeichnungsmaterials zur
2.) die Belichtung des Aufzeichnungsmaterials zur
Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes,
3.) die Entwicklung des latenten Bildes mit einem
3.) die Entwicklung des latenten Bildes mit einem
elektrostatographischen Entwickler,
4.) die Überführung des entwickelten Bildes auf ein
Bildempfangsmaterial, beispielsweise Papier, und
5.) die Fixierung des Bildes durch Erwärmen.
5.) die Fixierung des Bildes durch Erwärmen.
Bei magnetographischen Kopierverfahren werden J5 gewöhnlich die folgenden Stufen durchgeführt:
1.) Magnetisieren eines Bildes, das auf einem Aufzeichnungsmaterial
vorliegt, das durch Aufbringen einer magnetisierbaren Schicht auf Papier gebildet
wurde,
2.) Entwickeln des magnetisierten Bildes mit einem magnetographischen Entwickler,
3.) Übertragen des entwickelten Bildes auf ein Bildempfangsmaterial, wie Papier, und
4.) Fixieren dec Bildes durch Erwärmen
Bei dem elektrostatographischen Verfahren verwendet man pulverförmige Entwickler, die als Toner ein
Gemisch aus Harzen und Färbematerialien, wie Farbstoffe oder Pigmente, enthalten. Bei dem magneto- so
graphischen Verfahren verwendet man pulverförmige Entwickler, die einen Toner aus Harzen und Färbematerialien,
wie Farbstoffe oder Pigmente, und ferromagnetische Pulver, wie magnetisches Eisenoxid, enthalten.
Zu den bei der Herstellung der Toner verwendeten Harzen gehören beispielsweise Acrylharz, Epoxidharze,
Alkydharze und Gemische aus Polyvinylbutyraldehyd und mit Kolophonium modifizierten Phenol-Formaldehyd-Harze.
Im Falle der herkömmlichen Toner kann das to
entwickelte Bild durch Erhitzen oder durch Anwendung von Lösungsmitteldämpfen auf dem Bildempfangsmaterial,
wie dem Papier, fixiert werden. Hierzu sind Heizwalzen bzw. Mittel zur Bildung von Lösungsmitteldämpfen
erforderlich. b5
Aus der DE-OS 15 97 807 ist ein druckfixierbarer Toner bekannt, der als wichtigsten und obligatorischen
Bestandteil ein aüphatisches Materia! mit 6 bis 25
40
4r> Kohlenstoffatomen, nämlich ein Wachs, eine Fettsäure,
ein Metallsalz einer Fettsäure, eine hydroxylierte Fettsäure oder ein Amid, enthalten muß und der als
zusätzlichen thermoplastischen Anteil ein Polyolefin enthalten kann.
Aus der DE-AS 19 37651 ist ein elektrostatographischer
Toner bekannt, der offenbar nicht druckfixierbar ist und aus kugelförmigen Teilchen aus thermoplastischem
Kunststoff besteht, die ein Pigment und gegebenenfalls einen magnetischen Zusatz enthalten
können und die in der Randzone ein elektrisch leitendes Pigment aufweisen. Als Harze können teilweise
gehärtete Phenol-Formaldehyd-Harze, Polyvinylacetat, Epoxidharze etc. verwendet werden. Dieser nicht
druckfixierbare Toner kann nicht mit der notwendigen hohen Ladungsdichte aufgeladen werden und ergibt
daher keine dichten Kopien mit sauberem Bilduntergrund.
Die DE-OS 23 19103 offenbart einen Toner für elektrostatographische Reproduktionsverfahren, der
durch Druckeinwirkung fixiert werden kann und der mindestens drei wesentliche Bestandteile enthalten
muß, nämlich ein Polyamid, ein thermoplastisches, zerreibbares, kolophoniummodifiziertes Phenol-Formaldehyd-Harz
und ein Polyolefin. Auch dieser Toner vermag bezüglich der Dichte des erhaltenen Bildes und
der Sauberkeit des Untergrundes nicht zu befriedigen.
Schließlich ist in der DE-OS 23 27 371 ein üblicher, wärmefixierbarer Toner beschrieben, der sich in seinen
Eigenschaften deutlich von den druckfixierbaren Tonern unterscheidet
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen druckfixierbaren Toner für elektrostatographische oder
magnetographische Entwickler anzugeben, der beliebig positiv oder negativ aufgeladen oder mit magnetischen
Pulvern vermischt werden kann und auf einem entsprechend negativ oder positiv aufgeladenen elektrostatischen
Bild oder entsprechend magnetisierten magnetographischen Bild ein lebhaftes Tonerbild
ausbilden kann und unter Anwendung geringer Drücke fest auf dem Bildträger fixiert werden kann und
ausgezeichnete Kopien mit sauberem Bilduntergrund liefert.
Diese Aufgabe wird durch den druckfixierbaren Toner gemäß Patentanspruch gelöst.
Der erfindungsgemäße druckfixierbare Toner kann zur Entwicklung von elektrostatographischen latenten
Bildern, die auf einer photoleitfähigen Schicht gebildet worden sind, oder eines magnetographischen latenten
Bildes, das auf einer Trägerbahn vorliegt, verwendet werden und kann lediglich durch die Anwendung von
Druck ohne Wärme und ohne Dämpfe von organischen Lösungsmitteln auf dem Träger, wie dem Papier, fixiert
werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Toner ein Polyolefin mit einem
Molekulargewicht von 1000 bis 5000. Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Polyolefine sind Polyäthylen und
Polypropylen, die ein Molekulargewicht von jeweils etwa 5000 besitzen.
Zu den aikyimodifizierten Phenolharzen gehören die Polykondensationsprodukte von alkylsubstituiertem
Phenol und Formaldehyd. Diese alkylmodifizierten Phenolharze besitzen vorzugsweise ein Molekulargewicht
von 500 bis 1000. Zu den Polykondensationsprodukten können Polykondensationsprodukte aus
Phenol oder arylsubstituiertem Phenol und Formaldeen
werden. Diese s!kv!modifiziertcn
25
Phenolharze sind im Handel erhältlich.
Der erfindungsgemäße Toner kann mit weiteren synthetischen Harzen und Färbematerialien (Pigmente
oder Farbstoffe) versetzt werden. Hierfür geeignete synthetische Harze sind Acrylharze, naturharzmodifizierte
Phenolharze, Epoxidharze, Alkydharze, Phenolharze, Maleinsäureharze, Erdölharze, Polyvinylchlorid,
Polyvinylacetat, Polyurethan, Polystyrol und Polyvinylnaphthalin.
Geeignete Färbematerialien sind Pigmente, beispielsweise Ruße, wie Acetylenruß, Lampenruß und Gasruß,
sowie Farbstoffe, wie Anilinschwarz, Viktoriablau,
Fanalblau und Nigrosin.
Zum Zwecke der Verwendung des Toners für die Entwicklung von magnetographischen latenten Bildern
können ferromagnetische Pulver, wie magnetisches Eisenoxid, Eisenpulver oder Ferritpulver, mit de/n
Toner vermischt werden.
Der erfindungsgemäße Toner kann in der Weise hergestellt werden, daß man ein Gemisch aus dem
Polyolefin mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 10 000, dem alkylmodifizierten Phenolharz und gegebenenfalls
anderen synthetischen Harzen und Färbematerialien mit einer Knetmaschine, wie einer Walzenmühle,
bei einer Temperatur von 120 bis 1500C verknetet und
dann das gefärbte Gemisch pulverisiert und durch ein Sieb führt, so daß man ein Pulver mit einer
Teilchengröße von 5 bis 20 μηι erhält
Der in dieser Weise erhaltene pulverförmige Toner kann so, wie er ist, oder in Form eines Gemisches mit
Trägerteilchen, wie Glasteilchen oder Eisenteilchen, verwendet werden. Der Toner kann durch Vermischen
mit Trägerteilchen positiv oder negativ geladen werden.
Der Toner kann beispielsweise mit Hilfe des Kaskadenverfahrens oder des Magnetbürstenverfahrens
mit dem auf einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial vorliegenden elektrostatographischen
latenten Bild in Kontakt gebracht werden, wonach der aufgebrachte Toner, das heißt das
entwickelte Bild, auf ein Bildempfangsmaterial, wie Papier, übertragen wird. Das Tonerbild, das heißt das
übertragene Tonerpulver, kann durch Anwendung von Druck fest mit dem Papier verbunden werden, wozu
man es beispielsweise bei Raumtemperatur zwischen Druckwalzenpaaren hindurchführt.
Der erfindungsgemäße Toner kann zur Entwicklung aller bekannten elektrostatischen latenten Bilder und
aller bekannten magnetischen latenten Bilder verwendet werden.
Zur Fixierung des Toners an dem das Bild tragenden Bildempfangsmaterial ist ein Druck von 196 bis 491 bar
erforderlich.
Die nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Polyäthylen (Molekulargewicht
etwa 5000)
alkylmodifiziertes Phenolharz
Polystyrol (Molekulargewicht
Polystyrol (Molekulargewicht
etwa 3000
Ruß
Ruß
Gew.-Teile
30
30
40
20
Pulver leitet man unter Bildung des Toners mit einer Teilchengröße von etwa 20 um durch ein Sieb. Einen
Entwickler, der zur Verwendung bei der Magnetbürstenentwicklung
geeignet ist, stellt man in der Weise
■i Tier, daß man den Toner mit Eisenteilchen, die eine
Teilchengröße von etwa lOOujn aufweisen, im Gewk-htsverhältnis
1 zu 100 vermischt In diesem
. Entwickler wird der Toner negativ geladen. Ein elektrostatisch latentes Bild, das auf einem elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterial aus amorphem Selen gebildet ist, entwickelt man mit dem oben
erhaltenen Entwickler mittels Magnetbürstenentwicklung. Das entwickelte Bild (Tonerbild) überträgt man auf
Papier. Das mit dem übertragenen Bild versehene
if; Papier leitet man durch Walzen, die sich mit einer
peripheren Geschwindigkeit von 15 cm/s und einem Druck von 294 bar drehen. Auf diese Weise wird der
. Toner der vorliegenden Erfindung fest auf das Papier unter Bildung einer guten Kopie Fixiert
Beispiel 2 | • |
Gew.-Teile | |
Polyäthylen (Molekulargewicht | |
etwa 5000) | 20 |
alkylmodifiziertes Phenolharz | 40 |
Styrol-n-Butylmethacrylatmischung- | |
polymerisat | 40 |
Ruß | 10 |
Man stellt den Toner mit einer Teilchengröße von etwa 20 μπι durch Verkneten der oben angegebenen
Bestandteile in der gleichen, in Beispiel 1 beschriebenen Weise her. Man stellt einen Entwickler zur Kaskaden-
3!> entwicklung in der Weise her, daß man den Toner mit
Glasteilchen, die eine Teilchengröße von etwa 500 μπι
aufweisen, im Gewichtsverhältnis 1 zu 100 mischt.
In diesem Entwickler wird der Toner negativ geladen. Das auf dem elektrophotographischen Aufzeichnungs-
4Ii material gebildete elektrostatisch latente Bild entwikkelt
man mit dem oben angegebenen Entwickler durch Kaskadenentwicklung. Bei Wiederholung des Verfahrens
von Beispiel 1 überträgt man das entwickelte Bild (Tonerbild) auf Papier und fixiert den Toner der
4ü vorliegenden Erfindung fest auf dem Papier.
Polyäthylen (Molekulargewicht
5(i etwa 5000)
5(i etwa 5000)
alkylmodifiziertes Phenolharz
Erdölharz
Ruß
Magnetit (Fe3O4)
Gew.-Teile
30
10
60
20
70
10
60
20
70
Die oben angegebenen Bestandteile verknetet man mit einer Walzenmühle bei 14O0C. Nach dem Abkühlen
pulverisiert man die geknetete Masse. Das so erhaltene Den Toner mit einer Teilchengröße von etwa 20 μπι
stellt man in der Weise her, daß man die oben angegebenen Bestandteile in der in Beispiel 1
beschriebenen Weise verknetet.
Man stellt ein magnetisiertes Bild auf einem Aufzeichnungsmaterial in der Weise her, daß man eine
magnetische Schicht auf Papier aufbringt. Das magnetisierte Bild entwickelt man mit dem oben hergestellten
Toner und das entwickelte Bild (Tonerbild) überträgt man durch magnetische Anziehung auf das Papier. Das
mit dem entwickelten Bild versehene Papier leitet man nach der Verfahrensweise von Beispiel 1 durch Walzen.
Der Toner wird dadurch fest auf dem Papier fixiert.
Bei spie! 4
Polypropylen (Molekulargewicht
etwa 5000)
alkylmodifiziertes Phenolharz
Polystyrol
Ruß
Polystyrol
Ruß
Gew.-Teile
50
30
20
20
Man stellt einen zur Magnetbürstenentwicklung geeigneten Entwickler aus den oben angegebenen
Bestandteilen in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise her. Die auf diese Weise erhaltenen Entwickler liefern
gute Kopien ähnlich denen von Beispiel 1, wozu man das gleiche Verfahren wie das von Beispiel 1 wiederholt
Vergleichsbeispiel
Zur Glaubhaftmachung des erfindungsgemäß erzielbaren technischen Fortschritts gegenüber den aus der
DE-OS 23 19 1G3 und der DE-OS 15 97 807 bekannten Lehren wurden Vergleichsversuche durchgeführt, bei
denen die gemäß den erfindungsgemäßen Beispielen 1 und 2 bereiteten Toner mit denen nach den genannten
Entgegenhaltungen erhältlichen verglichen wurden.
Dazu wurde die Verfahrensweise des Beispiels 1 der vorliegenden Anmeldung wiederholt, wobei an Stelle
des erfindungsgemäß eingesetzten alkylmodifizierten Phenolharzes ein kolophoniummodifiziertes Phenolformaldehydharz,
ein Maleinsäureanhydrid-Polyolmodifiziertes Baumharz oder ein verestertes Diphenolharz
eingesetzt werden.
Unter Anwendung der Verfahrensweise des Beispiels 1 der vorliegenden Erfindung wurden daher folgende
Toner hergestellt:
Toner 1: Bereitet gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Anmeldung.
Toner 2: Bereitet gemäß Beispiel 2 der vorliegenden
Anmeldung.
Toner 3: Bereitet gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Anmeldung, unter Verwendung eines kolo-
-, phoniummodifizierten Phenolformaldehydharzes
an Stelle des erfindungsgemäß eingesetzten alkylmodifizierten Phenolharzes, was der. Lehre der DE-OS 15 97 807 entspricht
Toner 4: Hergestellt gemäß Beispiel 1 der vorliegenden ίο Anmeldung, unter Verwendung eii.-s Malein-
Toner 4: Hergestellt gemäß Beispiel 1 der vorliegenden ίο Anmeldung, unter Verwendung eii.-s Malein-
säureanhydrid-PoIyol-modifizierten Baumharzes an Stelle des erfindungsgemäß verwendeten
alkylmodifizierten Phenolharzes, entsprechend der Lehre der DE-OS 23 19 103.
Toner 5: Hergestellt gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Anmeldung, unter Verwendung eines veresterten Diphenolharzes an Stelle des erfindungsgemäß verwendeten alkylmodifizierten Phenolharzes.
Toner 5: Hergestellt gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Anmeldung, unter Verwendung eines veresterten Diphenolharzes an Stelle des erfindungsgemäß verwendeten alkylmodifizierten Phenolharzes.
20 Anschließend wurden die Eigenschaften dieser Toner wie folgt bewertet:
1. Ladungsmenge pro Gramm des Tonerpulvers:
Es wurde jeweils die Ladungsmenge eines Gramms der Toner 1 bis 5 nach der Abblasmethode
ermittelt.
2. Dichte des Tonerbildes:
Die Dichte des Tonerbildes der Kopie wurde mit Hilfe eines Dichte-Meßgerätes ermittelt. Die
Kopien wurden unter Verwendung der Toner 1 bis und einer Kopiervorrichtung hergestellt.
3. Kopieuntergrund:
Es wurde der Untergrund der Kopie, das heißt der
Nichtbildbereich visuell bewertet.
Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Toner Nr. | Ladungsmenge (Coumomb/g) (negativ aufgeladen) |
Dichte des Tonerbildes |
Untergrund der Kopie (Nichtbildbereich) |
1 (Erfindung) | -13X10"6 | 1,2 | sauber |
2 (Erfindung) | -20 XlO"6 | 1,3 | sauber |
3 (Vergleich) | - 3X10"6 | 0,7 | mit Toner verschmutzt |
4 (Vergleich) | - 0,5XlO"6 | 0,5 | mit Toner verschmutzt |
5 (Vergleich) | - 6X10"6 | 0,8 | mit Toner verschmutzt |
Wie aus den obigen Ergebnissen zu ersehen ist, sind die erfindungsgemäßen Toner, die ein alkylmodifiziertes
Phenolharz enthalten, den vergleichbaren Produkten des Standes der Technik erheblich überlegen, und zwar
sowohl bezüglich der aufnehmbaren Ladungsmenge als auch der Dichte und des Untergrunds der damit
gebildeten Kopien.
Claims (1)
- Patentanspruch:Druckfixierbarer Torer für elektrostatographische oder magnetographische Entwickler, enthaltend ein Polyolefin und ein modifiziertes Phenolharz als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß er als Bindemittel ein Gemisch aus 5 bis 95 Gewichtsteilen Polyolefinen mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 10 000 und 95 bis 5 Gewichtsteilen alkylmodifizierten Phenolharzen, deren Alkylgruppen 4 bis 17 Kohlenstoffatome aufweisen, enthält
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DE2555811C3 DE2555811C3 (de) | 1980-04-17 |
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8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: SCHWABE, H., DIPL.-ING. SANDMAIR, K., DIPL.-CHEM. DR.JUR. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |