DE2623679B2 - Toner für elektrostatografische Entwickler - Google Patents

Toner für elektrostatografische Entwickler

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Kaichi Fuchu Tsuchiya
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Description

Die Erfindung betrifft Toner für elektrostatografische Entwickler gernäß Oberbegriff des Anspruchs I.
Toner aus f-'arbmiitcln wie Ruß, metallhaltigen Farbstoffen und Pigmenten, die in Bindemittel'1 aus Harzen wie Polystyrol dispergiert und zu feinen Pulvern mit einer Größe von 1 bis 50 μπι vermählen sind, sind bekannt Diese Toner werden zur Entwicklung von Ladungsbildern im allgemeinen mit Trägern wie Glaskügelchen vermischt oder mit einer Pelzbürste aufgetragen. Die bekannten Toner haben jedoch häufig folgende Nachteile:
Die meisten Toner, die durch Erhitzen leicht schmelzbar sind, neigen während der Lagerung und bei
ίο der Handhabung zum Agglomerieren, d.h. zum Zusammenballen. Die meisten Toner werden durch eine Veränderung der Umgebungsfeuchtigkeit nachteilig beeinflußt, wodurch die triboelektrischen Eigenschaften und die Fließeigenschaften herabgesetzt werden. Wenn bekannte Toner verwendet werden, werden der Toner, sein Träger und die Oberfläche eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials bei der wiederholten und kontinuierlichen Verwendung des Toners durch Kollisionen zwischen den Tonerteilchen und dem Träger und durch die Berührung der Tonerteilchen mit dsT Oberfläche des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials beschädigt Daher ist die resultierende Bilddichte nicht konstant, sondern veränderlich, und die Hintergrundsdichte zerstört die Bildqualität in steigen dem Maße.
Bei dem Versuch, die Bilddichte der mit der Oberfläche des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials zu verbindenden Tonermenge zu erhöhen, vergrößert sich auch die Hintergrundsdichte, und bei der Verwendung der meisten bekannten Toner bilden sich Schleier.
Bei der Farb-Elektrostatografie sollen die Farbtoner, die nacheinander aufgebracht werden, die folgenden besonderen Eigenschaften sowie ausgezeichnete physi kaiische und chemische Eigenschaften haben, um die vorstehend genannten Nachteile zu überwinden.
(1) Die Toner sollen eine hohe Transparenz haben, da verschiedene Farbtoner zu überdecken, & h. über einander aufzubringen sind
(2) Die Toner sollen schmelz-mischbar sein.
(3) Die Spektralreflexionseigenschaften sollen so ausgezeichnet sein, daß das Original mit hoher Echtheit wiedergegeben wird.
Außerdem ist bei Tonern für die Farb-Elektrostatografie die Anwendung eines Steuerstoffs für die triboelektrische Ladung des Toners mit großen Schwierigkeiten verbunden, weshalb dem Toner entsprechend dem jeweils mitzuverwendenden, bestimm- ten Träger durch eine geeignete Kombination nur eines Farbmittels und eines Bindemittels selektiv eine gewünschte, negative oder positive Polarität verliehen werden muß. Es ist jedoch schwierig, eine Kombination aufzufinden, die zu einem Toner führt, der gleichzeitig verschiedenen, nachstehend angegebenen Bedingungen genügt
Aus der DE-AS 19 47 576 ist ein Toner für einen elektrostatografischen Entwickler bekannt, der als Bindemittel 100 Gew.-Teile eines Polystyrols, eines Acrylharze*, eines Epoxidharzes, eines Polyesters oder eines Pölyäfflidhärzes in Kombination mit 10 bis 90 Gew.-Teilen eines Kolophoniumderivats enthält. In der genannten DE-AS findet sich kein Hinweis für den Erweichungsbereich des gegebenenfalls eingesetzten
*>> Polyesters.
Aus der DE-OS 22 53 722 ist ein elektrostatografischer Toner aus einem in einer Matrix eines harten Polymerisats dispergierten, weichen Polymerisat be-
kennt. Als Beispiel für das harte Polymerisat wird unter anderem auch ein Polyester aufgeführt, während als Beispiele für das weiche Polymerisat neben einer Vielzahl von anderen Polymerisaten auch Siloxan-Polymerisate, beispielsweise Poly(dimethylsiloxan), angegeben werden. In der DE-OS 22 53 722 Findet sich kein Hinweis für den speziellen Erweichungsbereich des Polyesters, und auch die spezielle Kombination des Polyesters und des Siloxanpolymerisats wird nicht genauer beschrieben. Als SUoxanpolymerisat wird z. B. Poly(dimethylsiloxan) verwendet, das hauptsächlich eine lineare, zweidimensionale Struktur aufweist und ein Molekulargewicht von etwa 100 000 hat Solche Poly(dimethylsiloxane) sind bei Raumtemperatur Flüssigkeiten. Die aus der DE-OS 22 53 722 bekannten Toner haben im Hinblick auf die triboelektrische Ladung, die Bilddichte und die Farbreinheit verbesserungsbedürftige Anfangseigenschaften und eine relativ geringe Beständigkeit bei Dauerbelastung, so daß eine baldige Schleierbüing eintritt
Aus der DE-CS 2447 083 ist ein Toner für die Elektrostatografie bekannt, der neben einem organischen Pigment einen Polyester mit einem Erweichungspunkt von 80 bis 1500C enthält Die aus der DE-OS 2447 083 bekannten Toner haben ebenfalls verbesserungsbedürftige Anfangseigenschaften im Hinblick auf die triboelektrische Ladung, die Bilddichte und die Farbreinheit, und sie zeigen im Dauerbetrieb eine noch niedrigere triboelektrische Ladung und eine verminderte Bilddichte und Bildqualität
Aus »Basic Principles of Organic Chemistry« von Roberts und Caserio, Benjamin Inc, 1964, Seiten 1192 und 1193, ist der Rcaktionsmechanismds für die Bildung von Polysiloxanen bekannt, wobei erwähnt wird, daß lineare Siliconpolymere Flüssigkeiten u. d als Fließmittel und Schmiermittel verwendbar sind, während vernetzte Polysiloxane etwas brüchige Harze sein sollen.
Aufgabe der Erfindung ist es einen Toner für elektrostatograflsche Entwickler anzugeben, der als Bindemittel einen Polyester und eine siliciumorganische Verbindung enthält, eine hohe Beständigkeit bei Dauerbelastung und gegenüber den bekannten Tonern verbesserte triboelektrische Eigenschaften, eine verbesserte Bilddichte und eine verbesserte Farbreinheit hat.
Diese Aufgabe wird durch den in Anspruch 1 gekennzeichneten Toner gelöst
Der erfindungsgemäße Toner ist bei einem geringen Aufwand von Wärmeenergie schnell fixierbar, agglomeriert kaum während der Lagerung und der Handhabung, hat selbst unter veränderlichen Feuchtigkeitsbedingungen stabile Fließfähigkeitseigenschaften und triboelektrische Eigenschaften, führt beim kontinuierlichen Kopieren, d. h. bei wiederholter Entwicklung, zu einer konstanten Bilddichte und vermeidet dabei eine Herabsetzung der Bildqualität und hat außerdem ausgezeichnete Spektralreflexionseigenschaften und eine für die Farb-Elektrostatografie geeignete, hohe Transparenz.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend näher erläutert.
Der Polyester für das Bindemittel der erfindungsgemäßen Toner hat einen Erweichungspunkt von 80 bis 150°C, vorzugsweise von 90 bis 11O0C. Der Erweichungspunkt wird durch die Ring- und Kugel-Methode nach JIS K 2406 (entsprechend STPTC PT 3 bis 50 in Großbritannien: ASTM E 28 bis 42 T in den USA und DIN 1999 in Deutschland) gemessen.
Der Polyester kann aus einem Diol und einer Dicarbonsäure oder deren Derivaten hergestellt werden.
Beispiele für die Diole sind 5 Äthylenglykol,
1,2-PropyIenglykoI, 1,3-PropyIenglykol, 1,4-Butandiol, Neopentylglykol, ίο 1,4-Butendiol,
l,4-Bis(hydroxymethyl)-cycIohexan, Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A und polyoxyäthyliertes Bisphenol A.
15 Beispiele für die Dicarbonsäuren und deren Derivate sind Maleinsäure, Fumarsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Malonsäure, Oxalsäure, deren Anhydride und deren Ester mit niederen 20 Alkoholen.
Typische Beispiele für den Polyester sind:
0) Polyester (A), (2,0 mol) und
hergestellt durch Umsetzung (2,0 mol);
von Bisphenol A
Fumarsäure
Erweichungspunkt: 1400C.
(2) Polyester (B), (5,25 mol) und
hergestellt durch Umsetzung (5,00 mol);
von Propylenglykol
Fumarsäure
Erweichungspunkt: 113° C.
(3) Polyester (C), (5,00 mol) und
hergestellt durch Umsetzung (5,00 mol);
von Neopentylglykol
Fumarsäure
Erweichungspunkt: 96° C.
(4) Polyester (D), (5,25 mol),
hergestellt aus (2,5 mol) und
Propylenglykol (2,5 mol);
Maleinsäureanhydrid
Phthalsäureanhydrid
Erweichungspunkt: 1100C.
(5) Polyester (E), (5,25 mol) und
hergestellt aus (5,00 mol);
Propylenglykol
Maleinsäureanhydrid
Erweichungspunkt: 92° C.
(6) Polyester (F), (735 mol) und
hergestellt aus (7,00 mol);
Neopentylglykol
Fumarsäure
Erweichungspunkt: 88°C.
(7) Polyester (G), (2,0 mol),
hergestellt aus (3,15 mol) und
Propylenglykol (5,00 mol);
Neopentylglykol
Fumarsäure
Erweichungspunkt: 98° C,
(8) Polyester (H), (2.1 mol).
hergestellt aus (3,15 mol).
Propylenglykol (3,32 mol) und
Neopentylglykol (1,68 mol);
Fumarsäure
Phthalsäureanhydrid
Erweichungspunkt: 98°C.
Beispiele für feste Siliconlacke mit einem Molekulargewicht von 500 bis 2000 sind: Methylsiliconlack, hauptsächlich hergestellt durch Hydrolysieren von Monomethyltrichlorsilan mit anschließender Polykondensation, Phenylsiliconlack, hauptsächlich hergestellt aus Monophenyltrichlorsilan, und Methylphenylsiliconlack, hauptsächlich hergestellt aus Monophenyltrichlorsilan und Monomethyltrichlorsilan.
Die festen Siliconlacke haben einer; Erweichungspunkt von 55 bis 1500C, vorzugsweise 60 bis UO0C.
Für das Bindemittel der erfindungsgemäßen Toner wird der feste Siliconlack in einer Menge von mindestens einem Gewichtsteil, vorzugsweise 2 bis 100 Gewichtsteilen, insbesondere 4 bis 100 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des Polyesters verwendet Die Zugabe von mehr als 100 Gewichtsteilen des festen Siliconlackes zu 100 Gewichtsteilen des Polyesters ist nicht wirtschaftlich, da feste Siliconlacke teuer sind.
Das Bindemittel aus dem Polyester und dem festen Siliconlack hat ausgezeichnete Pulverisierungseigenschaften und Transparenz und verhindert die Agglomerierung des erfindungsgemäßen Toner-.;. Darüoer hinaus zeigt der erfindungsgemäße Toner nur eine geringe durch Feuchtigkeit verursachte Veränderung der Fließfähigkeit und der triboelektrischen Eigenschaften. Außerdem weist der erfindungsgemäße Toner bei kontinuierlicher Verwendung eine hohe Dauerbeständigkeit auf.
Das Bindemitte) des erfindungsgemäßen Toners kann zusätzlich andere Harze oder Zusatzstoffe enthalten. Der erfindungsgemäße Toner wird in bekannter Weise durch Zugabe von 1 bis 20 Gewichtsteilen eines Farbmittels wie eines Farbstoffs oder Pigments zu 100 Gewichtsteilen des Bindemittels und Pulverisieren des resultierenden Gemisches unter Bildung eines feinteiligen Pulvers mit einer Teilchengröße von 1 bis 50 μΐη hergestellt.
Die Toner können mit Eisenpulver oder Glaskügelchen als Träger vermischt oder mit einer Pelzbürste für eine ^lektrostatografische Entwicklung vom Trockentyp verwendet werden.
Als Farbmittel für die erfindungsgemäßen Toner können verschiedene Farbstoffe und Pigmente verwendet werden, die auch für bekannte elektrostatografische Toner eingesetzt werden. Als Beispiele seien genannt:
Ruß (CI. 77 266),
Nigrosin(CI.50 415),
Eisenoxidschwarz,
Metallkomplexsalzfarben,
Chromgelb (CI. 14 095,CI. 14 025),
Hansagelb (CI. 11 680, CI. 11 710),
Benzidingelb(CI.21 090, CI. 21 095,
CI. 21 100),
Eisenoxidrot,
Chinacridonpigment(CI. Pigment Red 122),
Rhodaminpigment(CI. Pigment Red 81),
Anilinrot,
Brillant-Carmin 6 B (Cl. 15 850),
Preußischblau,
Ultramarin und Phthalocyaninblau
(CI. 74 160, CI. 74 180, CI. 74 100).
Wenn die erfindungsgemäßen Toner als Farbtoner wie Gelb-, Magenta- und Cyantoner hergestellt werden, wird das Bindemittel vorzugsweise mit den folgenden Farbmitt^in lOmbiniert:
Zur Herstellung von Gelbtonern werden organische Benziel in-Gelbpi^men te p^'-Dichlorbenzidinderivate) bevorzugt Beispiele dafür sind Cl. 21 090 (z. B. im Handel erhältliches Cl. Pigment Yellow 12 und »Symuler Fast Yellow GF«), CI. 21 095 (z. B. im Handel erhältliches CI. Pigment Yellow 14, »Benzidin Yellow G«, »Benzidin Yellow LG.«, »Vulkan Fast Yellow G«, »Benzidin Yellow OT« und »Symuler Fast Yellow 5 GF«) und CI. 21 100 (z.B. im Handel erhältliches CI. Pigment Yellow 13, »Benzidin Yellow GR«, »Permanentyellow GR« und »Symuler Fast Yellow GRF«).
in Zur Herstellung von Magentatonern werden vorzugsweise organische Magentapigmente aus der Chinacridonreihe und organische Magentapigmente aus der Rhodaminserie verwendet Beispiele dafür sind CI. Pigment Red 122 (z.B. im Handel erhältliches »Permanentpink E.« und »Fastgen Super Magenta RS«) und CI. Pigment Red 81 (z. B. im Handel erhaltliches »Seikalight Rose 81«, »SyrrJex Rhodamin Y« und »Irgalite BriüredTCR«).
Zur Herstellung von Cyantonern werden vorzugsweise organische Phthalocyanin-Cyanpigmente verwendet Beispiele dafür sind Pigment mit den CJ.-Nummem 74 100, 74 250, 74 260, 74 280, 74 255,74 160 und 74 180, die im Handel erhältlich sind
Erfindungsgemäße Toner, die als Farbtcner mit den vorstehend erwähnten Gelb-, Magenta- oder Cyanpiginenten hergestellt werden, haben ausgezeichnete triboelektrische Eigenschaften und Spektralrcflexionseigenschaften und einen sehr niedrigen Agglomerierungsgrad. Ein durch Überschichtung von Gelb-, Magenta- und Cyantonern erzeugtes Bild zeigt eine tiefschwarze Farbe.
Für die Herstellung von Farbtonern ist das Verhältnis des Farbmittels zum Bindemittel wichtig. Für Gelbtoner werden im allgemeinen 2 bis 15 Gewichtsieile, vorzugsweise 3 bis 10 Gewichtsteile, eines gelben Farbmittels pro 100 Gewichtsteile des Bindemittels verwendet Für Magentatoner werden im allgemeinen 2 bis 10 Gewichtsteile, vorzugsweise 2,5 bis 7 Gewichtsteile, eines Magentafarbmittels pro 100 »Jewichtsteile Bindemittel verwendet Für Cyantoner werden im allgemeinen 1 bis 10 Gewichtsteile, vorzugsweise 2 bis 7 Gewichtsteile, eines Cyanfarbmittels pro 100 Gewichtsteile des Bindemittels verwendet
Wie vorstehend erwähnt wurde, neigen Toner zur Agglomerierung, wenn Bindemittel mit niedrigem Erweichungspunkt verwendet werden, und diese Tendenz zum Agglomerieren ist beträchtlich, wenn der Erweichungspunkt des Toners nicht höher als 1000C liegt Dies ist der Fall, wenn Toner nur einen Polyester als Bindemittel enthalten. Demgegenüber zeigen die erfindungsgomäßen Toner eine sehr geringe Agglomerierung und eine ausgezeichnete FlieQfänigkeit
Der erfindungsgemäße Toner hat demnach erwünschte triboelektrische Eigenschaften und eine erwünschte Fließfähigkeit und kann in ausreichendem Maße durch einen nur geringem Aufwand von Wärmeenergie geschmolzen und fixiert werden, wobei fast keine Agglomerierung des Toners eintritt
Ein besonders bevorzugtes Bindemittel für die erfindungsgemäßen Toner enthält z. B. einen Polyester mit einem Erweichungspunkt von 90 bis 110° C, der aus Bisphenol A oder substituiertem Bisphenol A und einer Dicarbonsäure mit niedrigem Molekulargewicht wie Fumarsäure hergestellt wurde. Ein durch Dispergieren
(i5 eines geeigneten Farbstoffs oder Pigments in dem Bindemittel erhaltener erfindungsgemäßer Toner hat wesentlich stabilere triboelektrische Eigenschaften und eine bessere Fließfähigkeit als bekannte Toner.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert. Angaben in Teilen sind auf das Gewicht bezogen, falls nichts anderes angegeben ist.
Beispiel I
350 I eile eines aus Bisphenol A und Fumarsäure hergestellten Polyesters mit einem Erweichungspunkt von 95 bis 1000C, nachstehend als »Polyester I« bezeichnet, 50 Teile fester Methylsiliconlack, 24 Teile Ruß und 8 Teile metallhaltiger Farbstoff (Handelsbezeichnung: Spilon Black BHH) wurden gemischt und mit einer Kugelmühle gemahlen, geschmolzen und mit einer Walzenmühle geknetet, gekühlt, mit einer .Schnellmühle rohgemahlen und dann mit einer Pulverisiervorrichtung vom Luftdüsentyp pulverisiert. Der resultierende feinteilige Toner wurde klassiert, um einen Toner mit einer Teilchengröße von 3 bis 20 μίτι auszuwählen.
13 Teile des ausgewählten Toners und 87 Teile eines
T" ■· 17" _ j j 11*11
MOgU-LUtI^UHtIJ WUIUCII tUI I I V I 5 lC IIU I Ig «.illt.l
Entwicklers vermischt.
Der Entwickler wurde zum Kopieren mit Hilfe einer elektrostatografischen Kopiervorrichtung vom Trokkentyp unter Verwendung von üblichem Papier eingesetzt, und es wurden scharfe, schleierfreie schwarze Bilder erhalten. Selbst nach kontinuierlicher Herstellung von 30 000 Kopien waren die anschließend hergesteiiten Kopien gut, und es wurde keine Verminderung der Bildqualität festgestellt.
Der Toner hatte eine ausgezeichnete Fließfähigkeit. Es konnte keine Verschlechterung der verschiedenen Eigenschaften (wie vorstehend aufgezählt) festgestellt werden.
Beispiel 2
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch 375 Teile des Polyesters I und 25 Teile des festen Methylsiliconlacks anstelle der im Beispiel 1 genannten Mengen verwendet wurden. Das Ergebnis war etwa das gleiche wie im Beispiel I.
Beispiel 3
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch der Polyester I in einer Menge von 200 Teilen anstelle von 350 Teilen und der feste Methylsiliconlack in einer Menge von 200 Teilen anstelle von 50 Teilen und kein metallhaltiger Farbstoff verwendet wurde. Das Ergebnis war etwa das gleiche wie in Beispiel 1.
Beispiel 4
350 Teile eines aus Bisphenol A und Fumarsäure hergestellten Polyesters mit einem Erweichungspunkt von 100 bis 110° C, nachstehend als »Polyester K« bezeichnet, 50 Teile fester Methylsiliconlack und 32 Teile Ruß wurden zur Herstellung eines Toners verwendet Das Kopieren wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt Das Ergebnis war etwa das gleiche wie im Beispiel 1.
Beispiel 5
350 Teile Polyester 1,50 Teile fester Phenylsiliconlack, 24 Teile Ruß und 8 Teile metallhaltiger Farbstoff (wie in Beispiel 1 verwendet) wurden zur Herstellung eines Toners verwendet, und das Kopieren wurde in entsprechender Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Das Ergebnis war etwa das gleiche wie in Beispiel 1, jedoch war die Fließfähigkeit etwas niedriger.
Beispiel b
350 Teile Polyester I. 50 Teile fester Methylsiliconlack und 8 Teile Ruß wurden zu einem Toner verarbeitet und zum Kopien in ähnlicher Weise wie im Beispiel I verwendet. Das Ergebnis war etwa das gleiche wie im Beispiel 1.
Beispiel 7
Es wurde die Arbeitsweise von Beispiel 6 angewendet, wobei jedoch Ruß in einer Menge von 40 Teilen anstelle von 8 Teilen verwendet wurde. Das Ergebnis war etwa das gleiche wie in Beispiel 6.
Beispiel 8
Es wurde wie in Beispiel 6 vorgegangen, wobei jedoch der Ruß in einer Menge von 60 Teilen anstelle von 8 Teilen verwendet wurde. Das Ergebnis war etwa das gleiche wie in Beispiel 6.
Beispiel 9
Die Arbeitsweise vom Beispiel I wurde wiederholt, jedoch wurden anstelle des Polyesters I jeweils die vorstehend beschriebenen Polyester (B) bis (H) verwendet. Es wurde etwa das gleiche Ergebnis erzielt >> wie in Beispiel I.
Beispiel 10
Die A"'j?itsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch fester Phenylsiliconlack oder fester in Methylphenylsiliconlack anstelle des festen Methylsiliconlackes verwendet wurde. Es wurde etwa das gleiche Ergebnis wie in Beispiel 1 erhalten.
Vergleichsbeispiel 1
π 400 Teile Polyester I. 24 Teile Ruß und 0 Teile metallhaltiger Farbstoff (wie in Beispiel 1 verwendet) wurden zu einem Toner entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 1 verarbeitet. Nachdem 10 000 Kopien kontinuierlich hergestellt worden waren, war die Bildqualität beträchtlich verschlechtert, und der Agglomerierungsgrad des Toners war groß.
Vergleichsbeispiel 2
400 Teile Polyester K und 24 Teile Ruß wurden zu einem Toner wie in Beispiel 1 verarbeitet.
Wenn 7000 Kopien kontinuierlich hergestellt wurden, war die Bildqualität beträchtlich herabgesetzt, und der Agglomerierungsgrad des Toners war hoch.
Die triboelektrische Ladung (μθ/g) und der Agglomerierungsgrad einiger Toner der vorstehenden Beispiele und Vergleichsbeispiele werden in Tabelle I gezeigt ~)ie Veränderung der triboelektrischen Ladung und der Bilddichte im Verlaufe des kontinuierlichen Kopierens gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 werden in Tabelle II gezeigt.
Tabelle I Tnboelektrische Agglomerierungs-
Ladung grad
(uC/g)
Beispiel -3,92 23,4
1 -3.51 33,6
2 -4,70 20,1
3 -4,93 22.1
4
l-ortset/unt:
Γ riboelektrische
Ladung
(y.C7g>
Agghimerierungsgrad
Ik-.piel
5 -2.94 Vergleichv -3.77 Il Beispiel 1 Bild- \ crglck 44,5
6 -5,57 hcispiel ".01 dichte 25.2
7 -4.68 ί I'ribd- Tribo- 22,1
8 -2.86 2 clek- elek- 21.7
Tabelle irische trischc
\iv.ihl [.jtliiny 1.70 Ladung
ilcr (iXVg) 1.54 (y.C/g) 82.')
Kopien -3,92 1,55 -3.77 77,3
-4.33 1.43 -3.51
-4.14 1.41 -3,02 ■hsbeispiel 1
-4.52 1,52 -2,93
-5.27 1.53 -1.94 Bilddichte
0 -4,46 1,68 -0,88
2(X)O -4.78 1,65
4 000 -4.03 1,59
6 000 -3,55 1,67
8000 -4,01 1.69 1.63
10 000 -3,79 1,62 1.65
12 000 -3,23 1,58 1.67
14 000 -4.15 1.50 1.79
16 000 -4,43 1,53 1,90
18000 -5,19 beträchtliche
20 000 -5.05 Schleier, sehr
22 000 schlechte
BilJqualität
24 000
26 000
28 000
30 000
Meßvorrichtungen und -methoden
(Die gleichen Vorrichtungen und Methoden wurden auch in den folgenden Beispielen angewendet)
(1) Agglomerierungsgrad:
Der Agglomerierungsgrad wird mit einer Pulver-Testvorrichtung in folgender Weise gemessen:
(a) Drei Behälter, die jeweils mit einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74μΐη, 149μτη bzw. 250 μπι ausgestattet sind, werden auf einer in Vibrationen versetzbaren Vorrichtung angeordnet und befestigt
(b) 2 g des Toners werden auf das 250^m-Sieb gebracht
(c) Die Vorrichtung wird 40 min lang bei dem Wert 4,0 ihres Regelwiderstandes in Vibrationen versetzt
(d) Die Gewichtsmengen des Toners, die auf dem 74-μιτι-, 149-μπν bzw. 250^m-Sieb zurückbleiben, werden mit mi, ω? bzw. o)\ bezeichnet.
Agglomerierungsgrad
x (100%)
(2) Triboelektrische Ladung (μθ/g).
Die triboelektrische Ladung ^C/g) wird nach folgender Arbeitsweise gemessen.
a) Ein? kleine Menge des Toners wird mit einer geeigneten Menge eines Träger-Eisenpulvers [Siebbereich: 105 μπι — 149 μπι (lichte Maschenweite)] zur Herstellung des Entwicklers vermischt. Dieser Entwickler wird dann in eine Meßvorrichtung gebracht und zusammen mit der Meßvorrichtung gewogen.
U\ Δ nc^hÜAflpriH ii/irvl Hi*» Mpftvnrrirhtiinu init -, . .. ^ ...._ ..._.. _ e
einem Voltmeter verbunden. Nach der Messung wird der Toner aus dem Entwickler mit Hilfe eines Abstreifers am Bodenteil der Meßvorrichtung entfernt. Im Verlaufe dieses Abstreifvorganges oszilliert die Nadel des Voltmeters. Die Oszillation der Nadel wird an einem geeigneten Punkt der Skala angehalten, worauf die Meßvorrichtung von dem Voltmeter abgetrennt wird, um die Menge des restlichen Entwicklers zu bestimmen. Anschließend wird der Wert A Uder Spannung, der bereits von der Meßvorrichtung abgelesen wurde, durch die Menge AG, um die der Toner vermindert wurde, geteilt, um den Wert der Spannung in V je g Toner zu erhalten. Der Quotient wird mit der Kapazität des in der Meßvorrichtung befindlichen Kondensators multipliziert, um den Wert Γ der triboelektrischen Ladung wie folgt zu erhalten.
(3) Bilddichte:
Die Messung erfolgt mit einem Reflexionsdensitometer. Nachstehend werden einige Beispiele für Farbtoner aufgeführt.
Beispiel 11
Teile Polyester 1,150 Teile fester Methylsiliconlack und 7 Teile eines organischen Benzidin-Gelbpigments, CI. 21 100 (Handelsbezeichnung: Symuler Fast Yellow GRF) wurden vermischt und mit einer Kugelmühle gemahlen, geschmolzen und mit einer Walzenmühle geknetet, gekühlt, mit einer Schnellmühle rohgemahlen und dann mit einer Pulverisiervorrichtung vom Luftdüsentyp feinpulverisiert Der resultierende feinteilige Toner wurde klassiert um einen feinen Toner mit einer Teilchengröße von 3 bis 20 μπι auszuwählen. 15 Teile des so ausgewählten feinen Toners wurden mit 85 Teilen eines Träger-Eisenpulvers zur Erzeugung eines Entwicklers vermischt Das Kopieren wurde mit diesem Entwickler mit Hilfe einer elektrostatografischen Trockenkopiervorrichtung unter Verwendung von üblichem Papier durchgeführt Es wurden scharfe, schleierfreie gelbe Bilder erhalten. Nach dem 20 000 Kopien kontinuierlich hergestellt worden waren, war die Bildqualität nicht verschlechtert Wenn der Toner ein halbes Jahr lang bei Umgebungstemperatur und
J-- ■·■
i
26 23 Π Vergleichsbeispiele 3 bis 8 j: Beispiel (85) 15 CI. 21100 (7) K. (100) - CI. 21095 (7) Ul 679 Tribo- Vergleichs
beispiel
-5,56 Beispiel 11 12 L. Hill L.IIIU Äggiomerierungs Bilddichte
~: -feuchtigkeit gelagert wurde, verschlechterten sich die Die Arbeitsweise vom Beispiel 11 wurde wiederholt, I 11 (85) 15 CI. 21100 (4) 3 -6,74 grad
verschiedenen Eigenschaften nicht. Als die vorstehende
Arbeitsweise unter Verwendung von CI. Pigment Red
wobei jedoch die Zusammensetzungen von Tabelle III % 12 (85) 15 CI. 21100 (10) Tabelle l\ 4 -2,42 Tribo-
; 122 (Magentapigment) bzw. eines organischen Cyanpig- anstelle der Zusammensetzung von Beispiel 11 verwen 4 13 (95) 5 CI. 21100 (7)
(90) 10 CI. 21100 (7)
(75) 25 CI. 21100 (7)
5 -4,45 elek- Farb
■; ments (CI. 74 160) anstelle des organischen Benzidin- det wurden. Die Ergebnisse v/erden in den Tabellen IV U 14
I 15
(50) 50 Γ I 21100 (1\ I "> 6 -6,78 trische reinheit ür Entwickler ir
: Gelbpigments wiederholt wurde, wurde ein Magentato- und V gezeigt. Wenn etwa 10 000 Kopien kontinuierlich 1 *7 W^i -J\J K^. 1. ιίΐ 1 \J\J \ / f
K (90) 10 CI. 21100 (7)
7 -8,29 Ladung
ner bzw. ein Cyantoner erhalten. Wenn die drei Toner unter Verwendung der resultierenden Toner hergestellt I 18 K (75) 25 CI. 21100 (7) elektrische 8 (•j.C/g) (%)
überlappt wurden, wurden tiefschwarze Bilder erhalten. worden waren, stieg die Schleierbildung an, und der ii 19 (85) 15 CI. 21090 (8) Ladung 22,3 1,41
Die Zusammensetzung und die Testergebnisse von - Äggiomerierungsgrad wurde ebenfalls groß. ί 20 (85) 15 CI. 21090 (12) 20 VjC/ ) 'kr^inhciit Bild 21,2
22,9
1,37
Beispiel 11 werden in den Tabellen III bis V gezeigt. Tabelle III £ 21 ί (85) 15 CI. 21090 (5) p\ ■ r- U[CIIIIlCIl
gemessen
-4,51 dicht 32,4 1,29
Beispiele 12 bis 28 Zusammensetzung der Toner der aufgeführten Bei ΰ 22 K. (90) 10 CI. 21090 (7) Beispiel LMC Γα
Meßgerät
-4,32 83 27,6 1,50
Die Arbeitsweise von Beispiel 11 wurde wiederholt, spiele und Vergleichsbeispiele I 23 fC (75) 25 CI. 21090 (7) 11 -4,10 80
82
20,0 1,44
wobei jedoch die Zusammensetzungen in Tabelle III I 24 I (85) 15 CI. 21095 (8) 12
13
-4,51 Tabelle V -3,38 79 18,2 1,51
anstelle der Zusammensetzung von Beispiel 11 verwen 1 25 I (85) 15 CI. 21095 (13) 25 14 6,22
-4,03
Beständigkeitstests
Vergleichsbeispiel 3
-4,27 80 31,8 1,43
det wurden. Die Testergebnisse werden in Tabelle IV Polyester Fester Pigment 1 26 3 27 K (95) 5 CI. 21095 (7) 15 -4,76 -4,05 83 23,3
20,2
1,63
gezeigt. Methyl 28 K (70) 30 CI. 21095 (8) 16 -4,82 Anzahl -3,93 84 1,52 2T5 1,69
siliconlack Vergleichs JO 17 -4,59 der -3,78 80 1,50 20^8
,■ (Gew.- (Gew.- (Gew.-Teile) beispiel 18 5.04 Kopien -4,29 81
82
1,55 26,4
Teile) Teile) 3 I (100) - CI. 21100 (7) 19
20
-6.12 81 1,56 19,7
4 K(IOO) - CI. 21100 (7) 21 -5,54
-4,23
81 1,48 23,4
5 I (100) - CI. 21090 (7)
6 K (100) - CI. 21090 (7)
22 -3^53 79 1,47 22,9
7 I (100) - CI. 21095 (7) Vi 23 -5,44 80 1,62 37,3
8 24 -5,63 80 1,58 19,0
25 -6,29 81 1,51
26 -5,65 1 78 79,5
27 -4,21 1000 79 85,6
40 28 -6,24 2000 80,4
-5,77 3000 80 88,0
4000 77 78,1
5000 80 90,2
45 6000 78
7000 79
8000 75 m F1I rhrli ff*1 rr η 7
50
u/lll"/lo r*^ ■ t α ι r, λ
WUIU
Beispiel 11 und
55
Vergleichsbeispiel 3
Tribo-
; elek
60 trische
Ladung
(u.C/g)
65
-5,56
-5,72
-5,39
-4,82
-4,71
-4,36
-4,01
-3,55
-3,23
26 23 13 l'ortset/iini: Ι 679 14 Beispiel 29 wurde wiederholt. Zusammensetzung in Beispiel 29 verwendet Polyester !■'ester η Tabellen VII und
Anzahl Beispiel 11 \ ergieichnbeispiel 3 wobei jedoch die Zusammensetzung in Tabelle Vl Ergebnisse \ Metin I-
siliconlack
der anstelle der Kiew.- (Cicw.- nergestellt wurden.
Kopien Tribo- Bild- Tribo- liilddichtc Vergleichsbeispiele 9 und 10 wurden. Die verden in de I eile) Teilel Agglomerie; .· "■
elek- dichte elek Die Arbeitsweise vom VIII gezeigt.
trische Irische III Wenn 6000 Kopien kontinuierlich
Ladung Ladung verstärkte sich der Schleier, und der 1 (85) 15
(i'.C/g) (JiCVg) grad stieg an I (85) 15
hineile Vl l'iiiment
9 000 -4,44 1,40 -2.61 1.73 I "l 1 (85) 15
Schleier Kiew.-Teile)
10-100 -4,02 1.52 -1.21 beträchtlich": I (95) 5
11000 -3,88 1,72 Schleier, vci-
12 000 -3,56 1,58 lifkk ^nliru 2(1 I (50) 50
13 000 -3,75 1,65 c tjin CI. Pigment (4)
ρ ,,ι ι ■)-)
14 0(X) -4,11 !,42 K (80) 20 K<- Cl \ L^
CI. Pigment (2)
15 000 -3,69 1,59 Beispiel Red 122
16 000 -3,42 1,67 2 ι 29 K (80) 20 Cl. Pigment (8)
17 000 -3,11 1,42 30 Red 122
18 000 -3,50 1.38 K (90) 10 Cl. Piement (4)
19 000 -3,42 1,40 31 Red 122
20 000 -3,61 1.59 Kl 1 (85) 15 Cl. Pigment (4)
32 Red 122
I (9;) 5 Cl. Piement (4)
Beispiel 29 33 Red 122
85 Teile Polyester I, 15 Teile fester Methylsiliconlack Cl. Pigment (5)
und 4 Teile CI. Pigment Red 122 (Handelsbezeichnung: 3 j 34 Red 81
Fastgen Super Magenta RS) wurden vermischt und mit CI. Pigment (3)
einer Kugelmühle gemahlen, geschmolzen und mit einer 35 I (100) - Red SΓ
Walzenmühle geknetet, gekühlt, mit einer Schnellmühle CI. Pigment (7)
rohgemahlen und dann mit einer Pulverisiervorrichtung 36 K (100) - Red SΓ
vom Luftdüsentyp pulverisiert. Der erhaltene, feinteilige 40 CI. Pigment (5)
Toner wurde klassiert, um einen Toner mit einer 37 Red Sl
Korngröße von 3 bis 20 μηι auszuwählen. 15 Teile des so
ausgewählten Toners und 85 Teile Träger-Eisenpulver 38
(wie in Beispiel 11 verwendet) wurden zur Herstellung
eines Entwicklers vermischt. Der Entwickler wurde zum 4) Tribo- Farb CI. Pigment (4)
Kopieren mit einer elektrostatografischen Trockenko Vergleichs elektrische reinheit Red 122
piervorrichtung unter Verwendung von üblichem beispiel Ladung CI. Pigmem (5)
Papier eingesetzt, und es wurden scharfe Magenta- 9 (ti CVg) (%) Red Sl
Farbbilder erhalten. Nachdem 10 000 Kopien kontinu
ierlich hergestellt worden waren, war die Bildqualität in 10
nicht verschlechtert Der Toner konnte ein halbes Jahr
lang bei Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit ohne -4,21 63,4
Verschlechterung der verschiedenen Eigenschaften Tabelle VIl -6,23 61,2 Agglomerierungs-
gelagert werden. -3,21 63,8 grad
Die vorstehende Arbeitsweise wurde unter Verwen 55 -4,55
-5,47
60.8
64,5
dung eines organischen Gelbpigments (CI. 21 090) bzw. -5,68 59,2
eines organischen Cyanpigments (CI. 74 160) anstelle -5,92 58,7
von CI. Pigment Red 122 zur Erzeugung eines -6.59 58,2
Gelbtoners bzw. eines Cyantoners wiederholt. Die -3,67 62,9
resultierenden drei Toner wurden übereinanderge- 60 -5,12 61,1 21,3
schichtet zur Erzeugung tiefschwarzer Bildern. 20,9
Die Zusammensetzung und die Testergebnisse Beispiel 21,5
werden in den Tabellen VI bis VIII gezeigt 29 33,0
17,2
65 30 19,3
Beispiele 30bis38 31 20,1
Die Arbeitsweise vom Beispiel 29 wurde wiederholt 32
33
27,4
wobei jedoch die Zusammensetzungen von Tabelle VI 34 23,2
anstelle der Zusammensetzung von Beispiel 29 verwen 35 35,1
det wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle VII 36
gezeigt 37
38
Tribo-
clcktrischi:
Ladung
Farbreinheit
Agglonit-'rierungsgrad
Vergleiehsbeispiel
9 -3,34
IO -6,98
Tabelle VIII
60,2
56,6
82,9 77,6
Triboelektrische Ladung und Bilddichte in Beispiel 29 und Vergleichibeispiel 9 bei kontinuierlicher Verwendung der Toner
Anzahl
der
Kopien
Beispiel 29
Triboelek trische Ladung
Vergleichsbeispiel 9
Bilddichte
Triboelek trische Ladung
Biiddichte
1000
2000
-4,21
-4.53
-5,01
1,31 -3,34 1,33 -4,12 1,28 -3,98
3 000 -4,87 1,29 -3,54 4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
-5,24
-4,72
-5,03
-5,56
-5,11
-4,92
-5,33
1,21 -2,67 1,30 -1,78
1,25
1,18
1,19
1,22
1,17
-1,01
,42 ,37 ,40 ,41 ,50 ,62
Schleier beträchtlich, verschlechterte Bildqualität
Beispiel 39
87,5 Teile Polyester 1,12,5 Teile fester Methylsiliconlack und 4,5 Teile organisches Phthalocyanin-Cyanpigment (C. f. 74 260) (Handelsbezeichnung: Fastgen Blue 5007) wurden vermischt und mit einer Kugelmühle gemahlen, geschmolzen und mit einer Walzenmühle geknetet, gekühlt, mit einer Schnellmühle rohgemahlen und mit einer Pulverisiervorrichtung vom Luftdüsentyp fein pulverisiert Der erhaltene feinteilige Toner wurde klassiert, um einen Toner mit einer Körnchengröße von 3 bis 20 μπι auszuwählen. 15 Teile des so ausgewählten Toners und 85 Teile Träger-Eisenpulver (wie in Beispiel 11 verwendet) wurden zur Herstellung eines Entwicklers vermischt.
Der Entwickler wurde zum Kopieren mit einer elektrostatografischen Trockenkopiervorrichtung unter Verwendung von üblichem Papier eingesetzt. Es wurden scharfe, blaue, schleierfreie Bilder erhalten. Selbst nach kontinuierlicher Herstellung von 10 000 Kopien war die Bildqualität nicht verschlechten.
Der Toner wurde ein halbes |ahr lang bei Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit ohne Verschlechterung der verschiedenen Eigenschaften gelagert.
Die vorstehende Arbeitsweise wurde wiederholt wobei jedoch anstelle des organischen Phthalocyanin Cyanpigments C I. Pigment Red 122 bzw. eir organisches Gelbpigment (CI. 21 090) eingesetzt wurde Es wurde ein Magentatoner bzw. ein Gelbtonei erhalten. Wenn diese drei Toner übereinandergeschich tet wurden, wurden tiefschwarze Bilder erhalten.
Die Zusammensetzung und die Testergebnisse werden in den Tabellen IX bis Xl gezeigt.
B e i s ρ i e I e 40 bis 48
Die Arbeitsweise vom Beispiet 39 wurde wiederholt wobei jedoch die in Tabelle IX aufgeführten Zusam mensetzungen anstelle der Zusammensetzung vor Beispiel 39 verwendet wurden. Die Ergebnisse werdei in Tabelle X gezeigt
Vergleichsbeispiele 11 bis 12
Die Arbeitsweise vom Beispiel 39 wurde wiederholt wobei jedoch die Zusammensetzungen von Tabelle I> anstelle der Zusammensetzung von Beispiel 39 verwen det wurden. Die Ergebnisse werden in den Tabellen a und XI gezeigL Wenn die Toner zur Hersteilung vor 5000 Kopien verwendet wurden, verstärkte sich dei Schleier, und der Agglomerierungsgrad stieg ebenfall: an.
Tabelle IX
Polyester Fester Pigment (4,5)
Methyl (2)
silicon (8)
lack (4)
(Gew,- (Gew.- (Gew.-Teile) (4)
Teilc) Teile) (4)
Beispiel (5)
39 I (87,5) 12,5 CI. 74260 (10)
40 I (87,5) 12,5 CI. 74260 (5)
41 I (87,5) 12,5 Cl. 74260 (5)
42 1 (95) 5 CI. 74260
43 I (50) 50 CI. 74260
44 K (85) 15 CI. 74260 (4,5;
45 K (85) 15 CI. 74280 (5)
46 K (75) 25 CI. 74280
47 I (90) 10 CI. 74280 Agglomerierung«
48 I (75) 25 CI. 74280 grad
Vergleichs
beispiel
Il I (100) - CI. 74260 15.5
12 K(IOO) CI. 74280 I6..1
Tabelle X 17,2
Tribo- Farb 12,1
elektrische reinheit 13,2
Ladung
(|iC/g)
(%)
Beispiel
.19 4.50 61.4
40 5,'is 60.2
41 -3.H7 62,5
42 4.21 60.1
4.1 ; 01 6.1.1
OM
Fortsetzung
Tribo- Färb- Agglomerierungs-
elektrische reinheil grail
Ladung
<7„)
Beispiel -6,12 59,4 17,3
44 -5,94 58,8 16,4
45 -5,34 60,5 15,1
46 -4,41 61,2 20,2
47 -4,77 62,0 15,0
48
Vergleichs
beispiel -4,92 60,3 86,8
11 -7,99 57,0 72,4
12
Tabelle Xl
Triboelektrische Ladung und Bilddichte in Beispiel 39 und Vergleichsbeispiel 11 bei kontinuierlicher Verwendung der Toner
Anzahl Beispiel 39 BiId- Vergleichsbeispicl 11 Bilddichte
der Jichte
Kopien Tribo Tribo
elek elek
trische trische
Ladung 1,32 Ladung -1,40
C-tC/g) 1,29 (uC/g) -1,42
1 -4,50 ,25 -4,92 -1,35
1000 -4,41 ,31 -4,56 -1,45
2000 -4,92 1,37 -4,00 -1.51
3000 -4,52 -3,52 (etwas
4000 -4,76 -2,43 Schleier)
1.35 Schleier, kein
1,41 scharfes Bild
5000 -5.53 ,40 -1,56
6000 -5,14 ,34
7000 -4,49 .28
8000 -4,88 .26
9000 -4.77
10000 -5,01

Claims (14)

Patentansprüche:
1. Toner für elektrostatografische Entwickler, der als Bindemittel einen Polyester und eine siliciumorganische Verbindung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester einen Erweichungspunkt von 80 bis 15O0C, bestimmt nach der Ring- und Kugel-Methode, aufweist und die siliciumorganische Verbindung ein fester Siliconlack mit einem Molekulargewicht von 500 bis 2000 ist.
2. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er pro 100 Gewichtsteile des Polyesters mindestens 1 Gewichtsteil des festen Siliconlackes enthält
3. Toner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er pro 100 Gewichtsteile des Polyesters 2 bis 100 Gewichtsteile des festen Siliconlackes enthält
4. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er als festen Siliconlack Meihylsäiieonlaek, Pnenyisilieonlaek oder Methylphenylsiliconlack enthält
5. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bindemittel ein organisches Benzidin-Gelbpigment dispergiert ist
6. Toner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er pro 100 Gewichtsteile des Bindemittels 2 bis 15 Gewichtsteile des organischen Benzidin-Gelbpigments enthält
7. Toner nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß er als organisches Benzidin-Gelbpigment ein Pigment mil der C.I.Nummer 21 090,21 095 oder 21 100 enthält
8. Toner nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bindemittel ein organisches Magentapigment dispergiert ist.
9. Toner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Magentapigment ein Pigment aus der Chinacridon- oder Rhodaminreihe ist
10. Toner nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß er pro 100 Gewichtsteile des Bindemittels 2 bis 10 Gewichtsteile des organischen Magentapigments enthält
11. Toner nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er als organisches Magentapigment CI. Pigment Red 122 oder CI. Pigment Red 81 enthält
12. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bindemittel ein organisches Cyanpigment der Phthalocyaninreihe dispergiert ist
13. Toner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß er pro 100 Gewichtsteile des Bindemittels 1 bis 10 Gewichtsteile des organischen Cyanpigments enthält.
14. Toner nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet daß er als organisches Cyanpigment ein Pigment mit der C.I.*Nummer 74 100, 74 250, 74 260, 74 280, 74 160 oder 74 180 enthält.
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