DE2555811C3 - Druckfixierbarer Toner für elektrostatographische oder magnetographische Entwickler - Google Patents
Druckfixierbarer Toner für elektrostatographische oder magnetographische EntwicklerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen druckfixierbaren Toner für elektrostatographische oder magnetographische
Entwickler, der als Bindemittel ein Polyolefin und ein modifiziertes Phenolharz enthält.
Bei trockenen elektrostatographischen Verfahren, werden gewöhnlich die folgenden Stufen durchgeführt:
1.) Die elektrostatische Aufladung des elektrophotographischen 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
elektrostatographischen Entwickler. 4.) die Überführung des entwickelten Bildes auf ein
Bildempfangsmaterial, beispielsweise Papier, und
j.) die Fixierung des Bildes durch Erwärmen.
Bei magnetographischen Kopierverfahren werden 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.) Fixierendes 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 magnetographischen
Verfahren verwendet man pulverförmige Entwickler, die einen Toner aus Harzen und Färbemateriaiic-i.
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 Kollophonium modifizierten Phenol-Formaldehyd-Harze.
Im Falle der herkömmlichen Toner kann das entwickelte HiId durch Erhitzen oder durch Anwendung
von l.ösungsmitteldämpfen auf dem Bildempfangsmaterial, wie dom Papier, fixiert werden. Hierzu sind
Hcizwalzen bzw. Mittel zur Bildung von l.ösungsmitteldämpfen
erforderlich.
Aus der DE-OS 15 97 807 ist ein druckfixierbarer
Toner bekannt, der .ils wichtigsten und obligatorischen
Bestandteil ein aliphatischcs Material mit f>
bis 25 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
ϊ enthalten kann.
Aus der DE-AS 19 37 651 ist ein elektrostatographischer
Toner bekannt, der offenbar nicht druckfixierbar ist und aus kugelförmigen Teilchen aus thermoplastischem
Kunststoff besteht, die ein Pigment und
ίο 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 sauberer Bilduntergrund.
Die DE-OS 23 19 103 offenbart einen Toner für
-i) elektrostatographische Reproduktionsverfahren, der
durch Druckeinwirkung fixiert werden kann und der mindestens drei wesentliche Bestandteile enthalten
muß, nämlich ein Polyamid, ein thermoplastisches, zerreibbares, kolophoniummodifiziertes Phenol-Form-
r> aldehyd-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
j<> 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
γ· positiv oder negativ aufgeladen oder mit magnetischen
Pulvern vermischt werden kann und auf einem entsprechend negativ oder positiv aufgeladenen elektrostatischen
Bild oder entsprechend magnetisierten inagnctographischen Bild ein lebhaftes Tonerbild
4M ausbilden kann und unter Anwendung geringer Drücke
fest auf dem Bildträger fixier: werden kann und ausgezeichnete Kopien mit sauberem Bilduntergrund
liefert.
Diese Aufgabe wird durch den druckfixierbaren
π 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 magnetogr^phischen latenten
Vi Bildes, das auf einer Trägerbahn vorliegt, verwendet
wurden und kann lediglich durch die Anwendung von Druck ohne Warme und ohne Dämpfe von organischen
Lösungsmitteln auf dem Träger, wie dem Papier, fixiert werden.
i'i 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
Mi etwa 5000 besitzen.
Zu den alkylmodifizierten Phenolhar/en gehören die Polykondensationsprodukte von alkylsubstiluiertcm
Phenol und Formaldehyd. Diese alkylmodifizierten Phenolharze besitzen vorzugsweise ein Molekular-
hi gewicht von 500 bis 1000. Zu den Polykonclensations
produkten können Polykondensationsprodukte aus Phenol oder arylsubstituicrtem Phenol und Formaldehyd
zugegeben werden. Diese alkylmodifizierten
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 dem
Toner vermischt werden.
Der erfindungsgemäße Toner kann in der Weise hergestellt werden, daß man ein Gemisch aus dem
Polyolefin mit einem Molekulargewicht von iOOO 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 pulverifiert 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 Ejsenteilchen,
verwendet werden. Der Toner kan~ 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 Biid 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
30
40
20
20
Pulver leitet man unter Bildung des Toners mit einer Teilchengröße von etwa 20 μιη durch ein Sieb. Einen
Entwickler, der zur Verwendung bei der Magnetbürstenentwicklung geeignet ist, stellt man in der Weise
her, daß man den Toner mit Eisenteilchen, die eine Teilchengröße von etwa 100 μιη aufweisen, im Gewichtsverhältnis
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
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 r'apier
unter Bildung einer guten Kopie fixiert.
| Beispiei 2 | Gew.-Teile |
| Polyäthylen (Molekulargewicht | 20 |
| etwa 5000) | 40 |
| alkylmodifiziertes Phenolharz | |
| Styrol-n-Butylmethacrylatmischung- | 40 |
| polymerisat | 10 |
| Ruß | |
Man stellt den Toner mit einer Teilchengröße von etwa 20 μιη durch Verkneten der oben angegebenen
Bestandteile in der gleichen, in Beispiel 1 beschriebenen Weise her. Man stellt einen Entwickler zur Kaskadenentwicklung
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 elektrophotographischeii Aufzeichnungsmaterial
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 vorliegenden Erfindung fest auf dem Papier.
Polyäthylen (Molekulargewicht
etwa 5000)
alkylmodifizieries Phenolharz
Erdülharz
Ruß
Magnetit (Fe3O4)
Erdülharz
Ruß
Magnetit (Fe3O4)
Gew.-Teile
30
10
60
20
70
10
60
20
70
Die oben angegebenen Bestandteile verknetet man mit einer Walzenmühle bei 1400C. 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 I
beschriebenen Weise verknetet.
Man stellt ein magnetisiertes Bild auf einem Aufzeichnungsmaterial in der Weise her. daß man eine
magnetische Schicht auf Papier aufbringt. Das magnelisierte
Bild entwickelt man mit dem oben hergestellten Toner und das entwickeile Bild (Tonerbild) überträgt
man durch magnetische Anziehung auf das Papier. Das mit dem entwickelten Bild versehene Papier leitet man
nach der Verfahrensweise von Beispiel I durch Walzen. Der Toner wird dadurch fest auf dem Papier fixiert.
Polypropylen (Molekulargewicht
etwa 5000)
alkylmodifiziertes Phenolharz
Polystyrol
Ruß
Polystyrol
Ruß
Gevv.-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 19 103 und der DE-OS 15 97 307 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 ! der vorliegenden Anmeldung, unter Verwendung eines kolo-ί
phoniummodifizierten Phenolformaldehyd
harzes an Stelle des erfindungsgemäß eingesetzten alkylmodifizierten Phenolharzes, was
der.Lehreder DE-OS 15 97 807 entspricht.
Toner 4: Hergestellt gemäß Beispiel 1 der vorliegenden in Anmeldung, unter Verwendung eines Malein-
säureanhydrid-Polyol-modifizierten Baumharzes an Stelle des erfindungsgemäß verwendeten
alkylmodifizierten Phenolharzes, en:- sprechend der Lehre der DE-OS 23 19 103.
ι-, Toner 5: Hergestellt gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Anmeldung, unter Verwendung eines veresterten Diphenolharzes an Stelle des erfindungsgemäß verwendeten alkylmodifizierten Phenolharzes.
ι-, Toner 5: Hergestellt gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Anmeldung, unter Verwendung eines veresterten Diphenolharzes an Stelle des erfindungsgemäß verwendeten alkylmodifizierten Phenolharzes.
Anschließend wurden die Eigenschaften dieser Toner wie folgt bewertet:
'. Ladungsmenge pro Gramm des Tonerpul vers:
Es wurde jeweils die Ladungsmenge eines Gramms der Toner I bis 5 nach der Abblasmethode ermittelt.
Es wurde jeweils die Ladungsmenge eines Gramms der Toner I bis 5 nach der Abblasmethode ermittelt.
2. Dichte des Tonerbildes:
Die Dichte des Tonerbildes der Kopie wurde mit jo Hilfe eines Dichte-Meßgerätes ermittelt. Die
Kopien wurden unter Verwendung der Toner 1 bis und einer Kopiervorrichtung hergestellt.
3. Kopieun'.crgrund:
Es wurde der Untergrund der Kopie, das heißt der j5 Nichtbildbereich visuell bewertet.
Die hierbei erhaltenen Ergebnisse siid in der
folgenden Tabelle zusammengestellt.
| Toner Nr. | Ladungsmenge | Dichte des | Untergrund der Kopie |
| (Coumomb/g) | Tonerbildes | (Nichtbildbereich) | |
| (negativ aurgeladen) | |||
| 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
Phenolhurz enthalten, den vergleichbaren Produkten des Standes der Technik erheblich überlegen, und zwar
«■owohl bezüglich der aufnehmbaren Ladungsmenge als
auch der Dichte und des Untergrunds der damit gebildeten Kopien.
Claims (1)
- Patentanspruch:Druckfixierbarer Toner 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 mii einem Molekulargewicht von 1000 bis 10 000 und 95 bis 5 Gewichtsteilen alkylmodifizierten Phenolharzen, deren Alkylgruppen 4 bis 17 Kohlenstoffatome aufweisen, enthält.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP49142738A JPS585426B2 (ja) | 1974-12-12 | 1974-12-12 | 圧力定着性トナ−粉末 |
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|---|---|
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| DE2555811B2 DE2555811B2 (de) | 1979-08-02 |
| DE2555811C3 true DE2555811C3 (de) | 1980-04-17 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE (1) | DE2555811C3 (de) |
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-
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- 1974-12-12 JP JP49142738A patent/JPS585426B2/ja not_active Expired
-
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- 1975-11-28 GB GB48955/75A patent/GB1530999A/en not_active Expired
- 1975-12-11 DE DE2555811A patent/DE2555811C3/de not_active Expired
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