DE2606998A1 - Magnetisches entwicklerpulver zur entwicklung elektrostatischer latenter bilder und dessen herstellungsverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Elektrofotografie, insbesondere auf ein verbessertes magnetisches Entwicklerpulver zur Entwicklung nach diesem Verfahren erzeugter elektrostatischer latenter Bilder.

In der US-PS 2 297 691 ist ein elektrofotografisches Verfahren zur Bildreproduktion beschrieben, bei dem ein dem zu reproduzierenden Bild entsprechendes elektrostatisches Ladungsbild erzeugt werden kann. Das latente elektrostatische Bild wird anschließend durch Ablagerung eines als sog. Toner bezeichneten, fein verteilten Entwicklerpulvers auf dem Bild entwickelt. Dieses Pulverbild kann dann auf eine Trägerfläche wie Papier übertragen werden. Das übertragene Bild kann im Anschluß daran auf der Trägerfläche beispielsweise durch Erhitzen

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dauerhaft fixiert werden. Alternativ dazu kann das Pulverbild an die fotoleitende Schicht fixiert werden, wenn der Schritt der Übertragung des Pulverbilds wegfallen soll.

Das erfindungsgemäße magnetische Entwicklerpulver gehört zu derartigen Tonern. Da das magnetische Entwicklerpulver keine Trägerpartikel enthält, ist die Qualität des entwickelten Bilds über lange Zeiten sehr stabil, wodurch die Entwicklungseinrichtungen entsprechender Geräte vereinfacht werden können.

Beim herkömmlichen Herstellungsverfahren für magnetische Entwicklerpulver wird folgendermaßen vorgegangen: zunächst werden Kunststoffbtader und magnetische Partikel bei einer Temperatur gemischt, bei der der Kunststoffbinder schmilzt, worauf das resultierende Gemisch nach dem Abkühlen pulverisiert und die resultierenden Partikel in einem Heißluftstrom dispergiert werden, wodurch sie zu einer kugelartigen Gestalt sphäroidisiert werden; die sphäroidisieren Teilchen werden anschließend mit elektrisch leitenden Teilchen gemischt, worauf die resultierenden Gemische wiederum in einem Heißluftstrom dispergiert werden, wodurch die elektrisch leitenden Partikel in der Oberflächenschicht der sphäroidisierten Partikel eingebettet werden; die Partikel werden schließlich hinsichtlich einer geeigneten Partikelgröße klassiert bzw. gesiebt.

Nach einem anderen herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Entwicklerpulvern werden Kunststoffbinder und magnetische Partikel bei einer Temperatur gemischt,

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bei der der Kunststoffbinder schmilzt, das Gemisch nach dem Abkühlen pulverisiert und die resultierenden Partikel zu einer geeigneten Teilchengröße klassiert bzw. gesiebt; die Partikel werden anschließend in einer die Partikel nicht lösenden heißen Flüssigkeit dispergiert, in der elektrisch leitende Partikel dispergiert werden; die resultierenden Teilchen werden nach dem Spülen getrocknetjdaran schließt sich eine Sphäroidisierungsbehandlung der Partikel zu einer kugelförmigen Form an, wobei die elektrisch leitenden Partikel in der Oberfläche der Teilchen eingebettet werden.

Die nach diesem Verfahren erzeugten Entwicklerpulver besitzen einen isolierenden Kern und eine elektrisch leitende Außenschicht. Derartige- Entwicklerpulver weisen darüber hinaus geringen elektrischen Widerstand bei hoher elektrischer Feldstärke und hohen elektrischen Widerstand bei niedriger Feldstärke auf.

Derartige Entwicklerpulver besitzen infolgedessen ein gutes Retentionsvermögen für elektrische Ladungen nach der Entfernung aus dem starken elektrischen Feld. Dabei wird angenommen, daß das Retentionsvermögen für elektrische Ladungen dann von besonderer Bedeutung ist, wenn das Bildmuster - des Entwicklerpulvers von der Fotoleiteroberfläche auf ein Rezeptorpapier ohne Teilchenverlust übertragen werden soll.

Die nach diesem Verfahren hergestellten pulverförmigen Teilchen enthalten allerdings keine elektrisch leitenden Partikel, so daß die Pulver entsprechend sehr zur Agglomeration neigen. Entsprechend ist es bei dem ersteren

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Verfahren zur'Herstellung von Entwicklerpulvern außerordentlich schwierig, die pulverisierten Partikel gleichmäßig in einem Heißluftstrom zu dispergieren, wodurch die mittlere Teilchengröße ansteigt. Darüber hinaus ist es mit Schwierigkeiten verbunden, elektrisch leitende Teilchen gleichmäßig auf den resultierenden sphäroidisierten Teilchen im Mischschritt aufzubringen; derart hergestellte Entwicklerpulver besitzen entsprechend keine gleichmäßige elektrisch leitende Außenschicht.

Beim letztgenannten Verfahren weist das Entwicklerpulver ebenfalls keine gleichmäßige elektrisch leitende Außenschicht auf, auch ist die Produktivität dieses Herstellungsverfahrens deutlich geringer.

Wenn ferner bei diesen herkömmlichen Verfahren als .elektrisch leitende Partikel Ruß verwendet wird, wird der elektrische Widerstand durch lediglich geringe Mengen

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Ruß im Bereich von ICr bis ICK/! · cm in einem elektri-

. entscheidend sehen Gleichfeld von 100 V/cm/verändert. Zur Erzielung guter Bildkopien, insbesondere nach dem sog. PPC-Verfahren fplain paper copier), muß der elektrische Widerstand genau kontrolliert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes magnetisches Entwicklerpulver zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder anzugeben, das einen stabilen elektrischen Widerstand insbesondere im Bereich von 10^ bis lO^jQ-'cm in einem Gleichfeld von 100 V/cm aufweist, zugleich leicht herzustellen ist und zu einer hohen Bilddichte im festen Zustand führt. Hierzu soll ferner ein geeignetes Herstellungsverfahren angegebenwerden.

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Die Aufgabe wird durch ein neues Entwicklerpulver sowie dessen Herstellungsverfahren gelöst; das erfindungsgemäße Entwicklerpulver enthält im wesentlichen einen Kunststoffbinder, magnetische Partikel sowie 2-30 Gew.-% darin gleichmäßig verteilter elektrisch leitender Partikel.-

Der Erfindung liegt die Peststellung zugrunde, daß die Eigenschaften von Entwicklerpulvern dann erheblich verbessert sind, wenn diese im wesentlichen einen Kunststoffbinder, magnetische Partikel sowie 2-30 Gew.-^ darin gleichmäßig verteilter elektrisch

leitender Partikel enthalten, wobei der elektrische

2 Widerstand des Entwicklerpulvers im Bereich von 10

bis 10 SX* cm bei einer Feldstärke von 100 V=/cm und im Bereich von 10 bis KrJTl ·. cm bei einer elektrischen Feldstärke von 1000 V=/cm liegt.

Darüber hinaus wurde festgestellt, daß:

(1) das Wiederauftreten des elektrischen Widerstands des erhaltenen Entwicklerpulvers

sehr gut ist, insbesondere im Bereich von 10 bis 10 JX · cm bei einer Feldstärke von 100 V=/cm, was insbesondere für das sog. PPC-Verfahren von Bedeutung ist;

(2) die Bilddichte der Kopie im festen Zustand sehr hoch ist;

(3) das erfindungsgemäße Entwicklerpulver wesentlich günstiger und mit höherer Produktivität als nach herkömmlichen Verfahren hergestellt werden kann,

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(4) die Eigenschaften des erfindungsgemäßen entwickelten Bildes, beispielsweise die Bildauflösung, der Untergrund sowie das Adhäsionsvermögen, mit den Eigenschaften herkömmlicher entwickelter Bilder vergleichbar sind und

(5) darüber hinaus durch Verwendung von Ruß als elektrisch leitende Partikel schwarze Bilder erzeugt werden können, obgleich nicht schwarze magnetische Partikel wie beispielsweise Metallpulver, Mn-Zn-Ferrite, Ni-Zn-Ferrite ο.dgl. verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Entwicklerpulver stellt damit einen bedeutenden technischen Fortschritt dar.

Der Gehalt an Kunststoffbinder liegt etwa im Bereich von 30 - 60 Gew.-%, vorzugsweise bei etwa 40 - 55 Gew.-^. Wenn die Menge weniger als 30 Gew.-% beträgt, sind die Entwicklerteilchen nur schwer zu sphäroidisieren. Die Fließfähigkeit des Entwieklerpulvers ist entsprechend nicht "so gut, so daß das entwickelte Bild Ungleiehmäßigkeiten zeigt. Darüber hinaus ist das Adhasionsvermögen zwischen dem Entwicklerpulver und dem Substrat in diesem Fall zur Fixierung nicht mehr ausreichend. Wenn andererseits mehr als 60 Gew.-% Kunststoffbinder eingesetzt werden, reicht der Gehalt an magnetischen Partikeln zur Entwicklung mit einer magnetischen Walze, dem sog. Magnetbürstenverfahren, nicht mehr aus, so daß die Untergrunddichte ansteigt und die Bildauflösung verschlechtert wird.

Aus Kunststoffbinder können herkömmliche Harze zur Hitzefixierung wie auch zur Druckfixierung verwendet werden,

Zu den verwendbaren, durch Erhitzen fixierbaren Harzen gehören beispielsweise Gummi, natürliche Harze wie Kolophonium, Styrol, Butadien-Styrol-Copolymere, Acrylharze, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Silikonharze, Terpenharze, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere, Epoxyharze, Polyesterharze, Styrol-Acrylsäure-Copolymere, Alkydharze, Phenolharze, Ketonharze, Maleinsäureharze u.dgl.

Als druckfixierbare Harze können beispielsweise Harze verwendet werden, die in den JA-Patentanmeldungen 50-1127β und 5O-II277 (vgl. die DT-Anmeldungen und ) beschrieben sind. Hierzu gehören beispielsweise Wachse, Polyäthylene, A'thylen-Vinylaeetat-Copolymere, fithylen-Acrylharz-Copolymere, Ionomere, Polyoxyäthylene u.dgl. Der Schmelzpunkt der Kunststoffbinder liegt etwa zwischen 6O und 170 ⁰C, vorzugsweise bei etwa 75 - 130 ⁰C.

Der Gehalt an magnetischen Partikeln liegt im Bereich von 35 - 65 Gew.-^, vorzugsweise bei etwa 40 - 60 Gew.-^. Wenn die Menge weniger als 35 Gew.-^ beträgt, reicht die magnetische Stärke des Entwicklerpulvers zur Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes nach dem Magnetbürstenverfahren nicht mehr aus. In diesem Fall wird das Entwicklerpulver leicht von der magnetischen Walze verstreut, wodurch die Untergrunddichte sowie die Bildauflösung entsprechend verschlechtert werden.

Wenn die Menge andererseits über 65 % beträgt, liegt der Gehalt an Kunststoffbinder unter 33 %. Die Fixierung des kopierten Bildes sowie die Dichte im festen Zustand werden dabei entsprechend verschlechtert.

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Die erfindungsgemäßen magnetischen Partikel werden ausgewählt unter Metallen wie Fe, Ni und Co, magnetischen Legierungen von Pe, Ni, Co, Al, Cu, Pb, Mg, Sn, Zn, Au, Ag, Sb, Be, Bi, Cd, Ca, Mn, Se, Ti, W, V, Zr u.dgl., Oxiden wie Eisenoxid, Aluminiumoxid, Nickeloxid, Zinkoxid, Zirkonoxid, Titanoxid und Magnesiumoxid, Nitriden wie Vanadiumnitrid und Chromnitrid, Carbiden wie Wolframcarbid und Siliciumcarbid sowie Perriten wie Mn-Zn-Ferriten, Ni-Zn-Perriten, Sr-Perriten sowie etwa Ba-Perriten.

Die Teilchengröße der magnetischen Partikel liegt vorzugsweise bei 0,1 - 1,0 /um. Zur Erzeugung schwarzer Bilder wird vorzugsweise Magnetit verwendet.

Der Gehalt an den gleichmäßig im Entwicklerpulver verteilten elektrisch leitenden Partikeln liegt erfindungsgemäß im Bereich von 2-30 Gew.-%, vorzugsweise bei 4-20 Gew.-^. Zu den erfindungsgemäß verwendbaren elektrisch leitenden Partikeln gehören etwa Ruß, Metalle wie Cu, Al, Ag, Ni, Co u.dgl. sowie Legierungen, Oxide sowie Gemische dieser Stoffe. Darüber hinaus können ferner elektrisch leitende Polymere wie Oligo-z (Hersteller Tomoegawa Seishijo Company) sowie etwa Dotite (Hersteller Fujikura Kasei Company) verwendet werden. Ferner können Oberflachenaktivatoren wie beispielsweise Metallseifen organischer Säurenwie Naphthensäure, Octensäure und Stearinsäure mit Metallen wie Na, K, Ca, Ba, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Pb, Zr sowie Übergangsmetallen eingesetzt werden_;darüber hinaus organische Phosphide wie etwa Triphenylphosphid und Trioctadecylphosphid, organische Zinnverbindungen wie Butylzinnmaleat und Dibutylzinnoxid, organische Ester mehrwertiger Alkohole, Phenolderivate alifatischer Verbindungen, Polyoxyäthylene, Alkylamine wie Alkylpyridiniumsalze, Alkylbetaine und Tetra-

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alkylammoniumsalze, Alkylsulfonsäuresalze o.dgl.

Wenn die Menge der elektrisch leitenden Partikel weniger als 2 Gew.-% beträgt, liegt der elektrische Widerstand des Entwicklerpulvers über 10 JD. · cm bei einer Feldstärke von 100 V=/cm, wodurch die Eigenschaften der Kopien -wie beispielsweise die Feststoffdichte, die Auflösung, der Untergrund sowie die Gleichmäßigkeit des Bildes entsprechend verschlechtert werden. Wenn die Menge andererseits über 30 Gew.-% beträgt, liegt der Gehalt an Kunststoffbinder und magnetischen Partikeln unter 70 Gew.-%. Die Fixierung des Bildes, die Dichte im festen Zustand und andere Eigenschaften werden dadurch entsprechend verschlechtert. Zur Erzeugung schwarzer Bilder wird vorzugsweise Ruß mit einer Teilchengröße im Bereich von 10-40 nyu verwendet.

Der elektrische Widerstand nach herkömmlichen Verfahren hergestellter Entwicklerpulver ändert sich durch lediglich geringe Mengen elektrisch leitender Partikel im Bereich von 10^ bis 10<_Q_ · cm bei einer elektrischen Feldstärke von 100 V=/cm entscheidend. Es ist infolgedessen wiederum sehr schwierig, Entwicklerpulver mit einem elektrischen Widerstand im gleichen Bereich herzustellen. Zur Erzielung guter Kopien insbesondere nach dem genannten PPC-Verfahren ist es erforderlich, den elektrischen Widerstand im Bereich von .10 bis 10 JTl . cm bei einer elektrischen Feldstärke von 100 V=/cm genau zu kontrollieren.

Der elektrische Widerstand des erfindungsgemäßen Entwicklerpulvers ist demgegenüber im Bereich von 10² bis 10 JfL · cm bei einer Feldstärke von 100 V=/cm

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stabil. Das erfindungsgetnäße Entwicklerpulver läßt sich entsprechend beim PPC-Verfahren anwenden, das elektrische Widerstände im Bereich von 1O^ bis 10SL · cm bei einer Feldstärke von 100 V=/cm erfordert.

Die Messung des elektrischen Widerstands der erfindungsgemäßen Entwicklerpulver erfolgte an Proben von 1 cm χ 1 cm Größe zwischen Quecksilberelektroden.

Durch Verwendung hellgefärbter und transparenter magnetischer Teilchen wie beispielsweise aus Metallen, Legierungen, Oxiden sowie anderer transparenter magnetischer Materialien, hellgefärbter oder transparenter elektrisch leitender Materialien wie Metallen, Legierungen und elektrisch leitenden Polymeren, Kunststoffbindern und Farbmaterialien können entsprechend gefärbte magnetische Entwicklerpulver erhalten werden. Zu den Farbmaterialien gehören Chromophore enthaltende Polymere und Färbemittel wie Lithol Maroon Toner, Alizarinlack B, Bonred Toner 5B, Ca-Lithol Toner, Ba-Lithol-Toner, Pigmentscharlach, Bonred Toner Y, Lithol-Rubin, Brilliantrotlack R, Rotlack C, Benzidinorange, Hansagelb, Benzidingelb, Rhodamin-6G-Lack, Rhodamin-Toner B, Pararot-Toner hell, P-T-A-violett-Toner, Pfauenblau-Toner, Permanentpfauenblau-Toner, Victoriablau-Toner, Gu-Phthalocyanin, Alkaliblau-Toner, Malachitgrün-Toner, Phthaloeyaningrün u.dgl.

Das erfindungsgemäße Entwicklerpulver kann ferner Materialien zur TrockensGarnierung enthalten, die die Fließfähigkeit der Entwicklerpulver in der magnetischen Entwicklungseinrichtung verbessern. Die elektrischen Widerstands- sowie triboelektrischen Eigenschaften der

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Entwicklerpulver weden allerdings durch Trockenschmiermittel stark beeinflußt. Wenn die Menge des Trockenschmiermittels hoch ist, werden Eigenschaften des kopierten Bildes wie etwa dessen Auflösung, der Untergrund sowie die Gleichmäßigkeit des Bildes verschlechtert. Zu den geeigneten Trockenschmiermitteln gehören Stearatverbindungen, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid u.dgl. mit einer Teilchengröße im Bereich von 3 - 40m,u.. Die Menge des erfindungsgemäß eingesetzten Trockenschmiermittels liegt vorzugsweise bei bis zu 1 Gew.-%.

Die Teilchengröße des erfindungsgemäßen Entwicklerpulvers liegt bei etwa 1-100 /um. Zur Erzielung guter Bilder hinsichtlich des Untergrunds, der Auflösung sowie der Halbtöne sind Teilchengrößen von 5 - 40 /um bevorzugt.

Das spezifische Gewicht des erfindungsgemäßen Entvtcklerpulvers liegt ferner vorzugsweise im Bereich von 1,4 - 2,3 g/ml. Wenn es unter 1,4 g/ml beträgt, ist die Gesamtmenge der magnetischen und elektrisch leitenden Teilchen zur Erzielung guter Kopien unzureichend. Wenn das spezifische Gewicht andererseits mehr als 2,3 g/ml beträgt, ist die Menge an Kunststoffbinder zur Erzielung einer guten Fixierung nicht ausreichend.

Wenn die elektrisch leitenden Teilchen mit Färbemitteln kombiniert werden, ist keine weitere Zugabe von Färbemitteln erforderlich. Das Färbemittel ist ferner im erfindungsgemäßen Entwicklerpulver gleichmäßig dispergiert, wodurch Bildkopien mit dem Druckfixierungsverfahren erzielbar sind, die hinsichtlich

des Kontrastß> der Dichte im festen Zustand sowie anderer Bildbeurteilungskriterien gute Eigenschaften aufweisen.

Eines der Herstellungsverfahren für das erfindungsgemäße Entwicklerpulver umfaßt folgende Schritte:

Mischen von Kunst stoff bindern, mapxietischen sowie elektrisch leitenden Partikeln (urivl ggf. anderen Zusätzen) bei einer Temperatur, bei der der Kunststoffbinder schmilzt,

Pulverisieren des resultierenden Gemischs nach dem Abkühlen,

Dispergieren der pulverisierten Partikel in einem Heißluftstrom, wodurch die Partikel zu einer kugelförmigen Gestalt sphäroidlsiert werden, sowie

Klassieren bzw. Sieben der Partikel zur Gewinnung einer geeigneten Teilchengröße.

Ein alternatives Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Entwicklerpulvers besteht in der Sprühtrocknung.

Mit dem erfindungsgemäßen Entwicklerpulver lassen sich elektrostatische latente Bilder nach dem Magnetbürstenverfahren ausgezeichnet entwickeln. Das erfindungsgemäße Entwicklerpulver besitzt insbesondere einen stabilen elektrischen Widerstand im Bereich von lCP bis 10^ -Π. · cm bei einer Feldstärke von 100 V=/cm, wodurch es insbesondere zur Anwendung beim sog. PPC-Verfahren (plain paper copier) geeignet ist.

Das erfindungsgemäße Entwicklerpulver läßt sich ferner sehr leicht herstellen.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Alle Teile und Prozentangaben sind, wenn nicht anders angegeben, gewichtsbezogen.

Beispiel 1

Ein Kunststoffbinder wurde durch Mischen von 7 Gew,-Teilen eines Wachses (Microcrystal Wax L7OO, Hersteller Mitsui Sekiyu Chemical Co), 2 Teilen eines A" thy 1 en- Vinyl acetat-Copolymeren (Evaflex-420, Hersteller Mitsui Polychemical) und 1 Teil γ -Methylstyrol-Vinyltoluol-Copolymer (Piccotax 120, Hersteller Esso Standard Oil Co) in einem herkömmlichen Mixer bei einer Temperatur zwischen 130 und 150 ⁰C hergestellt. Die in der Tabelle 1 angegebenen sieben Arten von Gemischen für das magnetische Entwicklerpulver wurden durch Zusatz verschiedener Mengen Ruß (Super powder, Hersteller Morishita Sangyo Co) als Farbmaterial und elektrisch leitender Partikel zum Kunststoffbinder und jeweils homogenes Mischen mit einer Gummiwalzenmühle bei einer Temperatur zwischen 130 und 150 °-C erhalten, wobei jeweils anschließend Magnetit (Titan Kogyo Co) zugegeben und mit Hilfe derselben GummiwalzenmUhle mit den entsprechenden Gemischen vermischt wurde.

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Tabelle 1

*'"s'*--**^>^^ Probe Nr. Zusammen^^^' Setzungen ^**"^^^^^	1	2	3	4	5 *	β	7
Ruß (Gew.-%)	l·	2	3	5	7	9	10
Kunststoffbinder (GeW.-^)	49	48	47	45	43	4l	40
Magnetit (Gew.-fo)	50	50	50	50	50	50	50

CD CD CD CD tD CO

Jedes der Gemische wurde zunächst mit einer herkömmlichen Mühle auf eine Teilchengröße von höchstens 1 mm Durchmesser gemahlen und anschließend in einer herkömmlichen Kugelmühle zu einem feinen Pulver zerkleinert, in|dem die Rußpartikel homogen vermischt wurden. Anschließend wurde jedes Pulver in einem herkömmlichen Klassierer klassiert. Die Teilchengrößenverteilung der klassierten Partikel war folgende:

Durchmesser 100 - 200 /Um: 6-9 Gew.-' Durchmesser 50 - 100 /Um: 17 - 25 " Durchmesser < 50 /um: 65 - 75 "

Der Widerstand der einzelnen Entwicklerpulver (Teilchengröße- < 50 yum) wurde nach dem bereits erwähnten Verfahren bestimmt. Der Widerstand der Probe Nr. 1 betrug mindestens ΙΟ^-Ω- · cm bei einer Feldstärke von 100 V=/cm. Der elektrische Widerstand nimmt mit steigendem Rußgehalt ab. Der Widerstand der Probe Nr. 7 betrug 3 · 10^Jl · cm bzw. 1 · ΙΟ-^-Ω. · cm bei einer Feldstärke von 100 V=/cm. bzw. 1000 V=/cm.

Bei den jeweiligen Proben wurde ferner das spezifische Gewicht bestimmt. Das spezifische Gewicht war dabei fast linear von der Rußmenge abhängig. Die spezifischen Gewichte der Proben Nr. 1 und Nr. 7 betrugen 1,65 bzw. 1,79 g/ml.

Da die obigen Entwicklerpulver bestimmte Mengen elektrisch leitender Partikel enthielten, konnten elektrostatische latente Bilder mit jedem dieser Ent-

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Wicklerpulver nach dem CPC- sowie dem PPC-Verfahren herkömmlicher elektrofοtografiseher Prozesse zum sichtbaren Bild entwickelt werden. Die Fixierungseigenschaften duplizierter Papierbilder waren dabei für jedes der genannten Entwicklerpulver ausgezeichnet. Die Kopien mit' dem Entwicklerpulver Nr. 1 hatten allerdings folgende Nachteile: die aufgebrachte Pulvermenge war geringer, die Bilddichte sowie die Auflösung waren unzureichend, auch war lokal am Rand der latenten Bilder zu viel Pulver aufgebracht.

Auf der anderen Seite waren die unter Verwendung d®r Entwicklerpulver Nr. 2 bis Nr₈ J erzeugten duplizierten Bilcisr sehr klar und definierte Daraus wird srsich'GiiGii₅ daß die Eilddiclite, das Kontrastverhältnis und cls-r Glanz des duplizierten Bilds eilt steigenderRußcGzigs im E'iiti'-richlQrpul^rer sunehnjen,,

Die Fließfähigkeit der· erfindungsgeraaßen magnetischen Toner kann durch Aufbringen bekannter Trockenschmiermaterialien oder durch Sphäroidisierung der Teilchen des Sntwicklerpulvers weiter verbessert werden. So kann beispielsweise jedes der oben erwähnten magnetischen Entwicklerpulver eine kleine Menge von fein gepulvertem Siliciumdioxid (Teilchengröße 3-10 m/u ) auf der Oberfläche der Partikel enthalten, worauf die Partikel in einem heißen Aerosol bei einer Temperatur zwischen 400 und ^50 ⁰C sphäroidisiert werden können; erforderlichenfalls kann der Oberfläche der Partikel nochmals fein gepulvertes Siliciumdioxid zugesetzt werden. Auf diese Weise können ausgezeichnete Fließfähigkeit und fast kugelförmige magnetische Entwicklerpulver erzielt werden.

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Mit den magnetischen Entwicklerpulvern, die nach dem oben erwähnten Verfahren sphäroidisiert wurden, wurden elektrostatische latente Bilder nach dem CPC-sowie dem PPC-Verfahren herkömmlicher elektrofotografischer Prozesse entwickelt und anschließend druckfixiert. Da die Fließfähigkeit der sphäroidisieren Partikel verbessert war, war die Gleichmäßigkeit der duplizierten Bilder bemerkenswert verbessert. Die mit den Entwicklerpulvern Nr. 2-7 erhaltenen Kopien wiesen entsprechend ausgezeichnete Eigenschaften auf.

Beispiel 2

Es wurde ein Kunststoffbinder durch homogenes Mischen von 75 Gew.-Teilen eines Wachses (Microcrystalline Wax-220, Mobil Oil Chemicals Co), und 25 Teilen eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren (Evaflex-3510, Mitsui Polychemical Co) in einem herkömmlichen Mixer bei einer Temperatur zwischen 120 und l40 ⁰C hergestellt. Anschließend wurden drei verschiedene Gemische für magnetische Entwicklerpulver wie in Tabelle 2 angegeben durch Zusatz verschiedener Mengen Ruß (Nr. 50, Mitsubishi Kasei Co.) zum Kunststoffbinder und Jeweiliges homogenes Mischen mit einer GummiwalzenmUhle bei einer Temperatur zwischen l40 und I70 ⁰C erhalten, wobei anschließend jeweils Magnetit (Titan Kogyo Co) zugegeben und mit der gleichen Gummiwalzenmühle homogen vermischt wurde.

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Tabelle 2

^---^Probe Nr. Zus ammeri>\^^ setzung \^^	8	9	10
Ruß (Gew.-%)	10	15	15
Kuns ts toffbinder (Gew.-^)	50	4?	45
Magnetit (Gew.-^)	40	40	40

Jedes der Gemische wurde zunächst in einer herkömmlichen Mühle auf eine Teilchengröße von höchstens 1 mm Durchmesser zerkleinert und anschließend in einer herkömmlichen Kugelmühle zu einem feinen Pulver gemahlen, in dem die Rußpartikel homogen vermischt wurden. Anschließend wurde Jedes der Pulver in einem herkömmlichen Klassierer klassiert. Das klassierte Pulver wurde sphäroidisiert, worauf die Widerstände der sphäroidisieren Pulver nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen wurden. Der Widerstand der Probe Nr. war J> · 10^-fr- · cm bei einer Feldstärke von 100 V=/cm und 1 · 10-^-Ω. . cm bei 1000 V=/cm, der Widerstand der Probe Nr. 10 betrug 2 · 10^JCl · cm (100 V=/cm) und 9 · 10²H · cm (1000 V=/cm).

Die spezifischen Gewichte der sphäroidisierten Pulver wurden nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1 zu 1,50 (Nr. 8), 1,53 (Nr. 9) und 1,57 (Nr.10) g/ml bestimmt.

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Den magnetischen Entwicklerpulvern (sphäroidisierte Pulver) wurden etwa 0,1 - 1,0 Gew.-% fein gepulvertes Siliciumdioxid zur Verbesserung ihrer Fließfähigkeit zugesetzt. Mit den Entwicklerpulvern wurden elektrostatische latente Bilder entwickelt und nach dem herkömmlichen elektrofotografischen Verfahren fixiert. Die mit jedem der Entwicklerpulver erhaltenen duplizierten Bilder wiesen insbesondere hinsichtlich ihrer Bilddichte sowie der Gleichmäßigkeit des Bildes gute Eigenschaften auf.

Beispiel 3

Es \vurde ein Kunststoff binder durch homogenes Mischen von 5 Gew.-Teilen eines Polyäthylens (ACP-6A, Allied Chemical Co), 3 Teilen ß-Pinenharz (Piccolyte S-115, Esso Standard Oil Co) und 2 Teilen eines Epoxyharzes (Epon 1001, Shell Oil Chemical Co) in einem herkömmlichen Mixer bei einer Temperatur zwischen 130 und 150 ⁰C hergestellt. Anschließend wurden 5 verschiedene Gemische für magnetische Entwicklerpulver wie in Tabelle 3 angegeben durch Zusatz verschiedener Mengen Ruß (Nr. 44, Mitsubishi Kasei Co) als Farbmaterial und elektrisch leitende Partikel zum Kunststoffbinder und anschließendes jeweiliges homogenes Mischen mit einer Gummiwalzenmtihle bei einer Temperatur zwischen l40 und 170 ⁰C hergestellt, worauf jeweils Magnetit (Titan Kogyo Co) zugesetzt und mit der gleichen Gummiwal zenmühle bei einer Temperatur zwischen l40 und 190 ⁰C homogen vermischt wurde.

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Tabelle 3

^^^Probe Nr. Zus atntnenx^ Setzungen \^	11	12	13	14	15
Ruß (Gew.-^)	15	20	25	30	35
Kunststoff (Gew.-%)	55	50	45	40	35
Magnetit (Gew.-^)	30	30	30	30	30

Mit jedem Gemisch wurde ein Entwicklerpulver durch Mahlen, Klassieren und Sphäroidisieren nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt.

Anschließend wurden die Widerstände der magnetischen Entwicklerpulver gemessen. Der Widerstand der Probe Nr. 11 betrug 2 · io3_fl · cm (100 V=/cm) und 9 · 10²Xl · cm (1000 V=/cm); der Widerstand der Probe Nr. 14 war 1 · IC?SL · cm (100 V=/cm) und 7 · IO²Xl. cm (1000 V=/cm).

Die spezifischen Gewichte der Proben Nr. 11 - l4 waren 1,45, 1,52, 1,58 bzw. 1,65 g/ml.

Mit jedem dieser Entwicklerpulver, denen geringe Mengen fein verteiltes gepulvertes Siliciumdioxid zugesetzt waren, wurden elektrostatische latente Bilder nach dem selben Verfahren wie in Beispiel 2 entwickelt und fixiert. Die unter Verwendung der Entwicklerpulver

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Nr. 11 - l4 erhaltenen duplizierten Bilder wiesen ausgezeichnete Bilddichten, ein ausgezeichnetes Kontrastverhältnis sowie sehr gute Gleichmäßigkeit des Bildes auf. Die mit dem Entwicklerpulver Nr. 15 erhaltenen duplizierten Bilder zeigten andererseits nur ungünstige Fixiereigenschaften.

Beispiel

Ein Gemisch von 38 Gew.-Teilen eines Styrolharzes (Styrol-470, Asahi-Dow Co) und 7 Teilen Ruß (Mogul-L, Cabot Co) wurde in einer herkömmlichen Gummiwalzenmühle bei einer Temperatur zwischen 130 und 150 ⁰C homogen gemischt; dem Gemisch wurden anschließend 55 Teile Magnetit (Toda Kogyo Co) zugegeben, worauf in derselben Gummiwalzenmühle nochmals homogen gemischt wurde. Aus dem Gemisch wurde ein erfindungsgemäßes Entwicklerpulver durch Mahlen, Klassieren und Sphäroidisieren nach dem selben Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt. Anschließend wurden der Widerstand sowie das spezifisehe Gewicht des Entwicklerpulvers bestimmt; der Widerstand betrug 2 · IO^jQ · cm (100 V=/cm) und 2 · 10 XI . cm (1000 V=/cm); das spezifische Gewicht war 2,01 g/ml.

Die unter Verwendung dieses Entwicklers nach dem herkömmlichen elektrofotografischen Verfahren erhaltenen duplizierten Bilder wiesen ausgezeichnete Bilddichte und Auflösung auf.

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Beispiel 5

Ein Gemisch aus 50 Gew.-Teilen eines Epoxyharzes 66k, Dow Chemical Co) und I5 Gew.-Teilen Ruß
50, Mitsubishi Kasei Co) wurde in einer herkömmlichen Gummiwalzenmühle bei einer Temperatur zwischen l40 und 160 ⁰C homogen gemischt; dem Gemisch wurden
35 Teile Ferritpulver (Mn-Zn-Ferrit, Toda Kogyo Co)
zugesetzt, das anschließend nochmals in derselben
Gummiwalzenmühle homogenisiert wurde.

Aus diesem Gemisch wurde ein erfindungsgemäßes Entwicklerpulver durch Mahlen, Klassieren und Sphäroidisieren nach dem selben Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt. Anschließend wurden der Widerstand sowie das spezifische Gewicht des Entwicklerpulvers gemessen;
der Widerstand betrug 8 · 10 XL · cm (100 V=/cm) und 2 · 10²Xl · cm (1000 V=/cm); das spezifische Gewicht war 1,76 g/ml.

Mit diesem Entwicklerpulver wurden elektrostatische latente Bilder nach dem herkömmlichen elektrofotografischen Verfahren entwickelt und fixiert. Die Auflösung und Fixiereigenschaften der duplizierten Bilder waren gut.

Beispiel 6

Ein Gemisch aus 35 Gew.-Teilen eines Acrylnitril-Styröl-Copolymeren (Litac-A lOOP, Mitsui-Toatsu Chemical Co) und 5 Gew.-Teilen fein gepulvertem Nickel (Nickel-

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pulver, Kojundo Chemical Co) als elektrisch leitende Partikel wurde in einer herkömmlichen Gummiwalzenmühle bei einer Temperatur zwischen 120 und l40 ⁰C homogen gemischt; 60 Teile Magnetit (Magnetitpulver, Santetsu Kogyo Co) wurden diesem Gemisch anschließend allmählich zugesetzt, das darauf in derselben Gummiwalzenmühle nochmals homogen gemischt wurde.

Aus diesem Gemisch wurde ein erfindungsgemäßes Entwicklerpulver durch Mahlen, Klassieren und Sphäroidisieren nach dem selben Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt.

Der Widerstand sowie das spezifische Gewicht wurden anschließend bestimmt; der Widerstand betrug 3 . lCpjfL . cm (100 V=/cm) und 50 D- . cm (1000 V=/cm); das spezifische Gewicht war 2,23 g/ml.

Mit diesem Entwicklerpulver wurden elektrostatische latente Bilder nach dem herkömmlichen elektrofotografischen Verfahren entwickelt und fixiert. Die Auflösung sowie die Pixiereigenschaften der duplizierten Bilder waren gut und entsprachen den diesbezüglichen Eigenschaftsanforderungen.

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Claims (13)

1. Patentansprüche

   f\j) Entwicklerpulver zur Entwicklung nach einem elektrofotografischen Verfahren gebildeter elektrostatischer latenter Bilder, gekennzeichnet durch folgende wesentlichen Bestandteile:

   einen oder mehrere Kunststoffbinder,

   magnetische Partikel sowie

   2-30 Gew.-% elektrisch leitende Partikel,

   wobei die magnetischen sowie die elektrisch leitenden Partikel gleichmäßig im Entwicklerpulver verteilt sind, das eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt aufweist, wobei der elektrische Widerstand des Entwicklerpulvers bei einer Feldstärke von 100 V=/cm im Bereich von 10 - 10 XI . cm und einer Feldstärke von 1000 V=/cm im Bereich von 10 - 10^ _Ol · cm liegt.
2. 2. Entwicklerpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der im Entwicklerpulver gleichmäßig dispergierten elektrisch leitenden Partikel 4-20 Gew.-fo beträgt.
3. 3. Entwicklerpulver nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da3 die Teilchengröße des Entwicklerpulvers im Bereich von 1 - 100 ,um liegt.
4. 4. Entwicklerpulver nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwicklerpulver eine Teilchengröße im Bereich

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   von 5 - 4o /Uni aufweist.
5. 5. Entwicklerpulver nach Anspruch 4, gekennzeichnet im
   wesentlichen durch 30 - 60 Gew.-% eines unter den thermoplastischen Harzen, den warmhärtbaren Harzen, natürlichen Harzen, Oligomeren und ihren Gemischen ausgewählten
   Kunststoffbinders,

   35 - 65 Gew.-% magnetischer Partikel mit einer Teilchengröße im Bereich von 0,1-1 /Um, die unter den Metallen, Legierungen und anorganischen Oxiden ausgewählt sind,

   und darin gleichmäßig dispergierte elektrisch leitende
   Partikel mit einer Teilchengröße im Bereich von 10 40 mvu , die unter Ruß, Metallen, Legierungen u.dgl. ausgewählt sind.
6. 6. Entwicklerpulver nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Kunststoffbinders 40 - 55 Gew.-%
   beträgt.
7. 7. Entwicklerpulver nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der magnetischen Partikel 40 - 60 Gew.-% beträgt.
8. 8. Entwicklerpulver nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Widerstand des Entwicklerpulvers bei einer Feldstärke von 100 V=/cm 10 - 1O¹¹XX . cm
   und bei einer Feldstärke von 1000 V=/cm 10 - mPjOl · cm beträgt.
9. 9. Entwicklerpulver nach einem der Ansprüche 1-8,
   im wesentlichen gekennzeichnet durch

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   40 - 55 Gew.-^ eines Kunststoffbinders, der unter den thermoplastischen Harzen, den warmhärtbaren Harzen, natürlichen Harzen, Oligomeren sowie deren Gemischen ausgewählt ist,

   40 - 60 Gew.-% Magnetit mit einer Teilchengröße von 0,1 - 1 /um sowie

   4-20 Gew.-% Ruß mit einer Teilchengröße im Bereich von 10-40 m/U,

   wobei der Magnetit und der Ruß gleichmäßig im Entwicklerpulver dispergiert sind, das eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt aufweist, wobei die Teilchengröße des Entwicklerpulvers im Bereich von 5 - 40 /Um liegt und der elektrische Widerstand bei einer Feldstärke von 100 V=/cm 10 - 10¹¹JI * cm und einer Feldstärke von 1000 V=/em 10 - 10^X1 · cm beträgt.
10. 10. Entwicklerpulver nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht des Entwicklerpulvers 1,4 - 2,3 g/ml beträgt.
11. 11. Entwicklerpulver nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Entwicklerpulver bis zu 1,0 Gew.-% Siliciumdioxid bzw. Kieselsäure als Schmiermittel zugemischt enthält.
12. 12. "Verfahren zur Herstellung des Entwicklerpulvers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende wesentlichen Schritte:

    Mischen von 40 - 55 Gew.-Jo eines unter den thermoplastischen Harzen, den warmhärtbaren Harzen, natürlichen Harzen,

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    Oligomeren sowie deren Gemischen ausgewählten Kunststoffbindern, 40 - 60 Gew.-% Magnetit mit einer Teilchengröße von 0,1 - 1,0 /um und 4-20 Gew.-% Ruß mit einer Teilchengröße von 10 - 40 m/U bei einer Temperatur von 130 -

    190 °c,

    Pulverisieren des resultierenden Gemischs zu einer Teilchengröße unter 40 /um nach dem Abkühlen,

    Dispergieren der pulverisierten Partikel in einem Heißluftstrom mit einer Temperatur von 400 - 4-50 ⁰C zur Spharoidisierung der Partikel zu einer kugelförmigen Gestalt sowie

    Klassieren der Partikel zu einer geeigneten Teilchengröße, wobei der elektrische Widerstand des Entwicklerpulvers bei einer Feldstärke von 100 V=/cm im Bereich von 10 - 10 Sh · cm und bei einer Feldstärke von 1000 V=/cm im Bereich von 10 - 1O^ _Q_ . cm liegt.
13. 13. Verfahren zur Herstellung des Entwicklerpulvers nach einem der Ansprüche 1 - 11,

    gekennzeichnet durch folgende wesentlichen Schritte:

    Auflösen von 40 - 55 Gew.-^ eines unter den thermoplastischen Harzen, den warmhärtbaren Harzen, natürlichen Harzen, Oligomeren sowie deren Gemischen ausgewählten Kunststoffbinders in einem organischen Lösungsmittel,

    Dispergieren von 4o - 60 Gew.-Jo Magnetit mit einer Teilchengröße im'Bereich von 0,1 - 1,0 /um und 4-20 Gew.-% Ruß mit einer Teilchengröße im Bereich von 10 - 4o m/U im resultierenden Lösungs-

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    mittelgemischj

    Sprühtrocknen des dispergierten Gemischs bei einer Temperatur im Bereich von 350 - 450 ⁰C zur Erzeugung kugelförmiger Partikel und

    Klassieren der Partikel zu einer geeigneten Teilchengröße,

    wobei der elektrische Widerstand des Entwicklerpulvers bei einer Feldstärke von 100 V=/cm 10 - 10 _Q_ · cm und bei einer Feldstärke von 1000 V=/cm im Bereich von ΙΟ²*" - 10⁹XI · cm liegt.

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