DE2641552A1 - Verfahren zur entwicklung und fixierung von tonerbildern - Google Patents
Verfahren zur entwicklung und fixierung von tonerbildernInfo
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Description
Verfahren zur Entwicklung und Fixierung von Tonerbildern.
Priorität : Grossbritannien, den 16. September 19755 Anm.Er.
38 070/75
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entwicklung und Fixierung von Tonerbildern, auf Material zur Bildung
fixierter Tonerbilder gemäss diesem Verfahren und auf diese Materialien, die die fixierten Tonerbilder enthalten.
Elektrophotographie, Ionographie und Elektrographie sind wohlbekannte
Bilderzeugungstechniken, wobei elektrostatische Ladungsmuster mit feinverteiltem, elektrostatisch anziehbarem
Material, genannt "Toner", sichtbar gemacht werden.
Historisch wurde zunächst ein trockener 1-Komponenten-Pulvertoner
zur Entwicklung elektrostatischer Bilder benutzt. .Andere Entwicklungsprozesse, heute bekannt als Kaskaden-, Fellbürsten-,
Pulverwolken-, Magnetbürsten- und flüssig-elektrophoretische Entwicklung, wurden eingeführt. Eine Übersicht und eine Beschreibung
der obengenannten Bilderzeugungs- und Entwicklungstechniken findet man z.B. bei E.M.SCHAFFEET in "Electrophotography",
The Focal Press, London und Few York (1965). Andere Entwicklungstechniken,
basierend auf bildmässiger Ablagerung von
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Flüssigkeit, wobei das Aufzeichnungsmaterial in Übereinstimmung
mit einem elektrostatischen Ladungsbild benetzt wird, sind in den britischen Patentschriften 987 766, 1 020 503, 1 020 505,
1 033 419 und 1 033 420 beschrieben.
Viele der in der Xerographie benutzten pulverförmigen Toner bestehen hauptsächlich aus schmelzbaren Harzen. Wenn solche
Toner auf ein Empfangs-Papierblatt aufgebracht oder übertragen werden, können die Tonerbilder durch Erhitzen oder durch Anwendung
eines Lösungsmitteldampfes der den Toner teilweise auflöst und so dessen Haftung an den Bildempfangsmaterialien
bewirkt, dauerhaft fixiert werden.
Entwickler des elektrophoretischen Typs enthielten ursprünglich
eine einfache Dispersion eines Pigments; ein Bindemittel war nicht vorhanden. Später wurde vorgeschlagen, z.B. von
HETCALI1E und WEIGHT, J. Oil Colour Chem. Ass., 39 (1956),
Seiten 851-853» flüssige Entwickler zu benutzen, mit Harzen
und Steuerungsmitteln. Die resultierenden Bilder werden dann aus sogenannten "selbstfixierenden" Tonern hergestellt.
Tonerbilder, die elektrophoretisch mit einer Flüssigkeit, die dispergierte Tonerteilchen enthält, auf einem Papierträger
gebildet werden, werden durch Haften und Absorption in diesen Trägern fixiert und erfordern gewöhnlich kein zusätzliches
Fixieren.
Ein Problem für das dauerhafte Haften entsteht jedoch, wenn elektrophoretisch, abgelagerte Tonerteilchen an glatten,
nichtprösen Trägern, z.B. Harzen, Polymeren, Metall- oder Glasträgern, haften müssen. Selbst die selbstfixierenden
Toner sind an glatten Oberflachen noch nicht genügend haftfähig.
Deshalb müssen die resultierenden Tonerbilder in einem darauffolgenden Verfahren fixiert werden.
Ein nützliches Verfahren zur nachfolgenden Fixierung von
Tonerbildern ist die Anwendung einer Lack-Deckschicht. Ver-
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schiedene Verfahr en zur Anwendlang derartiger Lack-Deckschichten
sind vorgeschlagen worden. In der Praxis wird der Lack gewöhnlich durch Aufsprühen einer Harzlösung auf das Tonerbild aufgebracht. Die Aufsprühtechnik erfordert ein Treibgas oder
Druckluft, was das Gerät ziemlich aufwendig gestaltet. Darüberhinaus ist die Sprühdüse nach einer gewissen Ausserbetriebszeit
häufig verstopft.
Eine weitere Methode war die Aufbringung des Harzes mittels einer Auftragswalze. Diese Methode hat den Nachteil, dass
die Harzlösung der Luft ausgesetzt wird, was ein Austrocknen der Lösung bewirkt.
Weiterhin wurde vorgeschlagen, eine transparente Folie über die Tonerbilder zu kaschieren. Wenn dies sorgfältig durchgeführt
wird, ist der Schutz des Bildes ausgezeichnet, jedoch
wird das Bild oft während des Aufbringens der Schutzfolie beschädigt, und es besteht stets die Gefahr einer Dekaschierung
an den Ecken der Kaschierung.
Aus der britischen Patentschrift 1 14-9 265 ist eine Methode
zur Fixierung photoelektrophoretischer Tonerbilder auf glatten Oberflächen bekannt, wobei das Teilchenbild in eine thermohaftende
Schicht durch Aufpressen einer Schicht eingebettet wird, die die thermo-haftende Schicht in einem klebenden Zustand
trägt, auf das Bild, das sich auf einer Nesa-Glaselektrode
(Handelsname) befindet. Das Bild kann auch dadurch fixiert werden, dass eine Walze gegen das Tonerbild auf einer thermohaftenden
Schicht, die sich in einem klebenden Zustand befindet, gepresst wird.
Diese Fixiermethode hat auch Nachteile. Um ein wirklich gutes, fixiertes Bild von grosser Dichte und mit hoher Abriebfestigkeit
zu erhalten, ist es notwendig, die Tonerteilchen mit einer .Walze in die thermo-haftende Schicht zu pressen. Ohne spezielle
Hilfsmittel war es praktisch unmöglich, die Druckwalze nicht mit Pigmentteilchen zu beschmutzen. Bei der weiteren Entwick-
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lung werden dieselben Pigmentteilchen dann die Bilder beschmutzen,
die anschliessend erzeugt werden.
Das Problem der Fixierung von Tonerbildern auf glatten, transparenten
Trägern entstellt sehr häufig bei der Erzeugung tonerentwickelter, elektrostatischer Bilder der Radiographie, wobei
meistens Bilder auf glatten, transparenten Trägern gewünscht werden.
Mit der Bezeichnung "Radiographie" nennen wir eine Technik zur Aufzeichnung mittels durchdringender Strahlung, die z.B.
Röntgenstrahlung, γ -Strahlung, ß>
-Strahlung, schnelle Elektronen und Neutronen, die eine Ionisierung in einem diese
Strahlung absorbierenden Gasmedium bewirken können, einschliesst.
Bei der Xeroradiographie, wie sie z.B. in der US-Patentschrift
2 666 14-4 offenbart ist, wird ein elektrostatisches Bild dadurch
hergestellt, dass ein vorgeladenes, photoleitendes Element (z.B. eine Selenschicht) einem Röntgenstrahlungsbild ausgesetzt
wird, wobei Leitfähigkeit in dem Photoleiter erzeugt wird und die aufgebrachte Ladung in den ausgesetzten Bereichen abfliesst.
Das erhaltene elektrostatische Ladungsmuster wird mit einem Toner entwickelt. Eine Selenschicht bildet keinen kontrastierenden
Bildhintergrund für das Tonerbild, so dass der Toner auf einen geeigneten kontrastierenden Träger überführt werden
muss, z.B. auf einen glatten, transparenten Harzträger, auf dam das Tonerbild fixiert wird.
Eine spezielle Methode zur Erzeugung elektrostatischer Ladungsmuster, die bei der Röntgenstrahlungs-Bildaufzeichnung Anwendung
findet, basiert auf der Photoemission geladener Teilchen.
Verfahren, bei denen die elektrostatische Bilderzeugung auf der Photoelektronenemission basiert, werden beispielsweise
in den US-Patentschriften 2 221 776, 2 692 948, 2 900 515,
3 057 997 und 3 526 767, der britischen Patentschrift 778 330,
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der deutschen Patentschrift 1 4-97 093 und den deutschen Offenlegungsschriften
2 231 954- und 2 233 538 beschrieben. Ausser
bei den in den letzten drei Patentschriften beschriebenen Ver-· fahren geschieht die Photoelektronenemission durch eine
massive Photokathode.
Ein besonders interessantes, radiographisches Aufzeichnungsverfahren
ist als Ionographie bekannt. Bei der Ionographie werden positive und negative Ladungsträger bildmässig zwischen
Elektroden in einem ionisierbaren Gas oder flüssigen Medium mit Hilfe von bildmässig modulierter, durchdringender Strahlung
gebildet. Ein Typ dieser Ladungsträger wird durch die Wirkung des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden auf einer
dielektrischen Empfangsfolie abgelagert, wobei hierauf ein elektrostatisches Ladungsmuster gebildet wird.
Ein Ausführungsbeispiel für die Ionographie wird von E.H.EEISS,
Z. Ang. Phys., Bd. 19, Febr. 1965, S. 1, beschrieben (siehe
auch deutsche Patentschrift 1 497 093 und deutsche Offenlegungsschrift 2 226 130). Es wird eine Anordnung mit einem Elektrodenpaar,
mit einer Potentialdifferenz, dazwischen, sowie einem Gas im Spalt zwischen den Elektroden benutzt. Eine dielektrische
Folie wird auf die Anode montiert, und die Kathode besteht aus oder ist beschichtet mit einem schweren, Elektronen
absorbierenden Metall wie Blei. Eine typische Spaltweite oder Abstand zwischen den Elektroden ist 0,5 mm, wobei sich das
Gas im Spalt unter Atmosphärendruck befindet, was ein Produkt Spaltbreite mal Druck in der Grössenordnung von 0,5 mm.at ergibt.
Im Betrieb durchläuft der differentiell absorbierte Röntgenstrahlungsfluss, der auf die Anode fällt, die Anode
(bestehend aus einem für Röntgen-Strahlung transparenten Material wie Aluminium oder Beryllium), durchläuft das Gas unter
sehr kleiner Dämpfung und fällt auf die Kathode, die als Photoemitter wirkt und einen Strom in das Gas emittiert, wobei die
emittierte Stromdichte über eine bestimmte Fläche proportional der einfallenden Röntgenstrahlungs-Flussdichte ist. Das Gas
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im Spalt wirkt als gasförmiger "Verstärker, wobei der Eingangsstrom durch Elektronenvervielfachung und Lawinenbildung unter
einer Beschleunigungs-Potentialdifferenz verstärkt wird. Auf diese Weise wird der ursprüngliche, photoelektrische Emissionsstrom der Kathode um etwa 6 Grössenordnungen oder mehr beträchtlich
verstärkt.
Gemäss einem anderen ionographischen Bilderzeugungssystem,
beschrieben in der US-Patentschrift 3 77^- 029, wird die Emissionskathode
des Systems von Reiss als primäre Elektronenquelle weggelassen und durch ein für Röntgenstrahlen undurchlässiges
Gas, z.B. Gas mit einer Atomzahl von mindestens 36? vorzugsweise
Xenon, unter Uberatmosphärendruck ersetzt, wobei das Gas
einen sehr kurzen Abbremsweg für die darin erzeugten Photoelektronen aufweist. Während der bildmässigen Röntgenbestrahlung
wird zwischen die Elektroden über den Spalt, der das Gas und Elektronen enthält, eine Potentialdifferenz angelegt. Nebst
diesen Elektronen entstehen im Gas positive Ionen, die zur Kathode bzw. Anode angezogen und bewegt werden, wobei ein Ladungsmuster
mit einem der beiden Typen von geladenen Teilchen auf einer dielektrischen Empfangsfolie entsteht.
Gemäss einem modifizierten, ionographischen System, beschrieben
in der US-Patentschrift 3 873 833, wird das oben definierte,
röntgenstrahlungs-undurchlässige Gas durch eine für Röntgenstrahlen undurchlässige und elektrisch nichtleitende Flüssigkeit
ersetzt.
Die ladungsaufnehmenden Platten, die in der Ionographie benutzt
werden, sind vorzugsweise glatte, nicht-poröse Harzfilme oder -folien, die das obenerwähnte Problem bezüglich der Toner-Haftung
entstehen lassen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Fixierung von Tonerbildern durch einfaches Erhitzen zu
schaffen, wobei der Gebrauch von Druckwalzen nicht notwendig ist.
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Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, Toner-Empfangsmaterialien
anzugeben, die einen Träger und eine thermoliaftende
Schicht enthalten, wobei das Tonerbild bei einer relativ niedrigen Fixiertemperatur fixiert werden kann, ohne
dass Druck nötig ist und ohne Deformation des Trägers, wobei das erhaltene, fixierte Tonerbild eine hohe Abriebfestigkeit
und eine gute Blocktemperatur besitzt.
Gem'ass der vorliegenden Erfindung ist eine Folie oder ein Bahnmaterial
vorgesehen, die bzw. das einen Filmträger und eine thermo-haftende Fixierschicht enthält, die eine Oberfläche des
Materials definiert, wobei die Schicht ein organisches, polymeres Material enthält und einen Oberflächenwiderstand (ge-
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messen wie hier beschrieben) von über 10 Ohm/Quadrat hat, vorzugsweise über 10 ^ Ohm/Quadrat, und frei von Blockierung
(wie hier beschrieben) bis mindestens 35°C ist, wobei die
Schmelze der genannten thermo-haftenden Fixierschicht bei 19O°C
eine Schmelzviskosität von nicht mehr als 120 P besitzt, vorzugsweise nicht mehr als 100 P, und wobei die thermo-haftende
Fixierschicht bei 200C eine Abriebfestigkeit (wie hier definiert)
über 175 g hat, vorzugsweise über 200 g.
Die Erfindung schliesst ebenso ein Verfahren zur Fixierung eines
Tonerbildes auf einer Folie oder einem Bahnmaterial ein, das die folgenden Schritten umfasst : die bildmässige Ablagerung
von Tonerteilchen auf einer thermo-haftenden Fixierschicht, die selbst dauerhaft auf einem Träger haftet, zur Bildung,
wenigstens teilweise, dieser Platte oder dieses Bahnmaterials, die Erwärmung über 900C, jedoch vorzugsweise nicht über 13O0C
wenigstens jener Teile der thermo-haftenden Fixierschicht, die
mit dem Tonerbild übereinstimmen, jedoch ohne eine Temperatur zu erreichen, bei der eine dauerhafte Deformation der Folie
oder des Bahnmaterials eintritt, wobei das Bild auf einer thermo-haftenden Schicht fixiert wird, die einen Oberflächen-
10
widerstand (gemessen wie hier definiert) über 10 Ohm/Quadrat
13
hat, vorzugsweise über 10 Ohm/Quadrat, und die frei vom
hat, vorzugsweise über 10 Ohm/Quadrat, und die frei vom
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Blockieren (wie hier definiert) bis wenigstens 35°C ist, wobei die Schmelze der thermo-haftenden Fixierschicht-Zusammensetzung
einen Randwinkel kleiner als 90° mit den Tonerteilchen ergibt und die Schmelze eine Schmelzviskosität von nicht mehr als
120 P bei -1900C besitzt und die Fixierschicht bei 2O0C eine
Abriebfestigkeit (wie hier definiert) von über 175 g, vorzugsweise
über 200 g, hat.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein derartiges Verfahren zur Fixierung eines Tonerbildes, das ein elektrostatisches
Ladungsmuster umfasst, das durch Ionographie auf einem Empfangsmaterial gebildet wird, das eine elektrisch isolierende, thermohaftende
Fixierschicht enthält, die selbst dauerhaft auf einem
Träger haftet, und wobei das elektrostatische Ladungsmuster mit Tonerteilchen entwickelt wird, die in der Fixierschichtmasse
durch Erwärmung dieser Schicht über 90° ·· eingebettet werden, wobei
das Schmelzen der Fixierschicht ohne dauerhafte Deformation des Trägers stattfindet, diese Fixierschicht frei vom Blockieren
(wie hier definiert) bis mindestens 350C ist, die Schmelze
dieser Fixierschicht einen Randwinkel (wie hier definiert) mit den abgelagerten Tonerteilchen von kleiner als 90°, die Schmelze
eine Schmelzviskosität bei 1900C von nicht mehr als 120 P,
vorzugsweise nicht mehr als 100 P und die Fixierschicht eine Abriebfestigkeit (wie hier definiert) über 175 g hat.
Der Oberflächenwiderstand der thermo-haftenden Fixierschicht eines erfindungsgemässen Materials wird nach Konditionierung
des Materials bei einer relativen Feuchtigkeit von 50 % gemessen.
Die Oberflächenwiderstandsmessungen werden mit einem Elektrodenpaar durchgeführt, wobei beide Elektroden 0,3 mm
dick sind, eine Breite von 5 mm haben und parallel im Abstand von 10 mm voneinander angeordnet sind. Während der Messungen
wird eine Spannung von 85 "V zwischen den beiden Elektroden angelegt.
Die thermo-haftende Schicht soll bis zu Temperaturen von mindestens
35°C frei vom Blockieren sein, was bedeutet, dass,
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.•renn zwei Stücke von Filmmaterial, die auf dem Filmträger
identische thermo-haftende Fixierschichten einander gegenüber
tragen, in vertikaler Lage mit einem Druck von 1CXD g/cm zusammengepresst werden, während sie auf 35°C erwärmt werden,
die beiden Filmmaterialien nicht aneinander haften und allein durch ihr Gewicht auseinanderfallen.
Die Abriebfestigkeit wird dadurch bestimmt, dass eine sphärische Saphirnadel von 0,076 mm Radius über die Fixierschicht
gezogen wird, während die Hädel mit zunehmendem Gewicht belastet
wird. Die Abriebfestigkeit ist das niedrigste Gewicht, bei dem bei 200C die Saphirnadel eine sichtbare Spur auf der
Schicht hinterlässt. Abhängig von der Natur des bei der Bildung der Schicht verwendeten Polymeren und abhängig auch von
der Batur von möglichen Zusätzen werden Abriebfestigkeiten über 175 g und vorzugsweise höher als 200 g bei thermo-haftenden
Schichten mit sehr guten Fixierergebnissen festgestellt.
Um die besten Dauereigenschaften eines erfindungsgemäss gebildeten
Tonerbildes auf einer Folie oder Bahnmaterial zu erreichen, ist es wünschenswert, dass die Tonerteilchen in der Fixierschicht
eingebettet sind, und dass demgemäss die Schmelze einer solchen Schicht einen Randwinkel von weniger als 90° mit abgelagerten
Tonerteilchen bildet. Der Randwinkel hängt von der Benetzbarkeit der Tonerteilchen durch die geschmolzene thermohaftende
Fixierschicht-Zusammensetzung ab und ist auch abhängig
von der Zusammensetzung sowohl der Schicht als auch der Tonerteilchen.
Je kleiner der Randwinkel, desto besser wird die Benetzbarkeit sein, wobei ein Randwinkel von 0° vollständige
Benetzbarkeit und ein Randwinkel von 180° völlige Abstossung bedeutet. Tatsächlich geben verschiedene Tonermaterialien
bei gegebener Fixierschicht-Zusammensetzung verschiedene Verte für den Randwinkel, wenn auch von gleicher Grössenordnung.
Die Anmelderin schlägt daher einen Standardversuch zur Messung des Randwinkels in verschiedenen Fixierschicht-Zusammensetzungen
vor, der auf der Benutzung des wie folgt hergestellten Toner-
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mat erials Td eruht.
In eine Kugelmühle mit einem Fassungsvermögen von 14-0 1, die
mit 105 kg Steatitkugeln (Durchmesser 10 mm, relative Dichte
2,5^) gefüllt ist, wurden nacheinander die folgenden Produkte
eingebracht :
- 2,1 kg einer 30 %igen Lösung von EEOCETL B 702 (Handelsname)
in ISOPAE G (Handelsname),
- 0,2 1 'einer 5 %igen Lösung von Zink-2-hexyldecyl-sulfonat
in Isodekan,
- 2,375 kg PEINTEX G (Handelsname)
- 0,125 kg HELIOEGHTELAU HG (Handelsname)
- 6 1 Isododekan.
IEOCEYL B 702 ist der Handelsname eines Copolymeren von Isobutylmethacrylat
und Stearylmethacrylat, das etwa 0,2 % Methacrylsäure enthält, vertrieben von der lirma POLTVINYLCHEMIE,
Holland. ISOPAE G ist der Handelsname für einen aliphatischen Kohlenwasserstoff mit einem Siedebereich von 160 bis 175°C
und einem KB-Wert von 27, vertrieben von der ITirma EXXOU.
PEINTEX G ist der Handelsname eines Eusspigmentes, vertrieben
von der DEGUSSA. HELIOECHTBLAU HG ist der Handelsname der BAYEE AG für Kupfer-Phtalocyanin, CI. 74- 160,,
Diese Mischung wurde bei 42 Umdrehungen pro Minute 15 Stunden
lang zermahlen und dann mit Isodekan verdünnt, um ein Tonerkonzentrat mit 16 % Gewichtkonzentration zu erhalten.
Zur Messung des Eandwinkels wird eine gleichförmige Schicht
von Tonerteilchen auf einem hitζebeständigen Substrat gebildet,
das in einen Ofen gebracht und auf 1200C erhitzt wird. Aus
einer Pipette wird ein Tropfen geschmolzener thermo-haftender Fixierschicht-Zusammensetzung, die auf die gleiche Temperatur
erwärmt ist, auf die Tonerschicht gebracht. Der Ofen wurde mit einer optischen Bank versehen, um eine Eeihe von Photographien
des niedergeschlagenen Tropfens in Abhängigkeit von der Zeit aufzunehmen. Nach VergrÖsserung dieser Photographien
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ist es möglich, den Eandwinkel des geschmolzenen Materials mit der Schicht der Tonerteilchen in Abhängigkeit von der Zeit zu
bestimmen. Der im Gleichgewicht gemessene Winkel ist der Eandwinkel.
Beim erfindungsgemessen Verfahren wird das Tonerbild vorzugsweise
durch elektrophoretisch^ Ablagerung von Tonerteilchen auf der thermo-haftenden Fixierschicht gebildet. Das Bild wird
durch Einbettung der Tonerteilchen in der geschmolzenen thermohaftenden Schicht fixiert. Zur schnellen Fixierung sollten
die Tonerteilchen mit der geschmolzenen thermo-haftenden
Fixierschicht-Verbindung leicht angefeuchtet werden, was dadurch erreicht wird, dass der Eandwinkel der Schmelze mit den
Tonerteilchen kleiner als 90° ist.
Die Benutzung von selbstfixierenden Tonermaterialien ist durch die vorliegende Erfindung nicht ausgeschlossen. Wenn jedoch
derartige Materialien benutzt werden, müssen sie auf ihre Verträglichkeit mit der Fixierschicht-Zusammensetzung ausgesucht
werden; in diesem Fall wird der Eandwinkel notwendigerweise kleiner als 90° sein.
Die Schmelzviskosität der thermo-haftenden Fixierschicht hängt
von der Fixiertemperatur, dem Molekulargewicht des bei der Bildung der thermo-haftenden Fixierschicht verwendeten Polymeren,
der chemischen Zusammensetzung und der Menge der in der Fixierschicht-Zusammensetzung anwesenden möglichen Additive,
wie z.B. Weichmachern, ab. Bei allen Messungen wurde die Schmelzviskosität mit einem DEAGE-Viskosimeter des Chemischen
Instituts Dr. A.G. Epprecht, Zürich, Schweiz, bestimmt. Bei diesem Gerät wird die Scherbeanspruchung (ausgedrückt in dyn/
cm ), die von der Schmelzviskosität des Polymeren abhängt, graphisch registriert, in Abhängigkeit vom entsprechenden
Geschwindigkeitsgradienten D (in s~ ), der von der Winkelgeschwindigkeit einer rotierenden Spindel im Gerät und ebenso
vom Durchmesserunterschied zwischen der Spindel und dem
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Becher abhängt, in dem die Spindel rotiert. Die Schmelzviskositäten
von Poly(meth)acrylaten, Polyestern und des Copolymeren
von Styrol und Allylalkohol, die, wie noch gezeigt werden wird, vorzugsweise beim erfindungsgemässen Verfahren zur
Bildung der thermo-haftenden Schicht benutzt werden, zeigen Newton'sches Verhalten, wenigstens in den Molekulargewichtsbereichen, die für das erfindungsgemässe Verfahren geeignet
sind. Entsprechend wächst die gemessene Scherspannung T linear mit zunehmendem Geschwindigkeitsgradienten D. Abhängig
von der Grosse dieses G:
gilt folgende Beziehung
gilt folgende Beziehung
—1 — 1 von der Grosse dieses Gradienten (zwischen 27 s und 531 s )
1V
y\_ = -j-r- (ausgedrückt in P)
Hier ist ίϊ, die Schmelzviskosität.
Die Messung der Schmelzviskosität ist mit dem DRAGE-Gerät gemäss
dem vorgeschlagenen Versuch bei 1900C erfolgt. Bei dieser Temperatur
ist die Viskosität der Polymerschmelze viel niedriger als im bevorzugten !Fixiert empe r aturb er eich von 90-13O0C, so
dass die Temperaturen des Geräts und der Polymerschmelze viel schneller wieder ins Gleichgewicht kommen und die Messungen
sehr viel schneller durchgeführt werden können.
Als Ergebnis des linearen Zusammenhangs zwischen dem Logarithmus der Schmelzviskosität und der Temperaturen für Polymere
geeigneter chemischer Zusammensetzung kann man leicht die Schmelzviskosität bei 90-13O0C mit Hilfe einfacher Diagramme
bestimmen. Im nachfolgenden Beispiel 1 ist bei 1900C die
Schmelzviskosität eines Copolyesters von Cyclohexan-dimethanol und einer 80:20-Mischung von Phthalsäure und Terephthalsäure
98 P, wobei der Copolyester eine logarithmische Viskositätszahl von 0,22 dl/g hat. Das in der 3?ig. 1 dargestellte Diagramm
zeigt für denselben Copolyester die Schmelzviskositäten
in P bei verschiedenen Temperaturen. Aus diesem Diagramm kann abgelesen werden, dass bei der bevorzugten, normalen 3?ixiertemperatur
von ungefähr 1200C die. Schmelzviskosität für den
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4t
obigen Copolyester ungefähr 25>OO P sein wird.
Die Polymeren, die zur Bildung der thermo-haftenden Fixierschicht
benutzt werden, müssen die gewünschten Schmelzviskosität s-Eigenschaf ten haben.
Tatsächlich hängt die zur Einbettung der Tonerteilchen in die thermo-haftende Fixierschicht und zur Fixierung des Tonerbildes
hierin notwendige Zeit von der Schmelzviskosität der thermohaftenden
Fixierschicht-Zusammensetzung ab. Die Fixierzeit wird kurzer sein, wenn die Schmelzviskosität niedriger ist.
Dies kann durch zwei verschiedene Methoden erreicht werden.
Zur Herstellung einer thermo-haftenden Fixierschicht zur Durchführung
der Erfindung ist es möglich, Polymere mit einem Bereich von Molekulargewichten zu- benutzen. Polymere mit einem niedrigen
Molekulargewicht können eine geeignet niedrige Schmelzviskosität haben, aber wenn das Molekulargewicht kleiner wird, dann werden,
allgemein gesagt, auch Abriebfestigkeit und Blocktemperatur
kleiner. Es ist daher wünschenswert, ein Polymeres auszuwählen, das einen geeigneten Kompromiss zwischen Schmelzviskosität und
Fixierzeit einerseits sowie der Abriebfestigkeit und der Blocktemperatur andererseits bildet.
Es ist jedoch auch möglich, Polymere mit einem beträchtlich höheren Molekulargewicht zu benutzen. Im allgemeinen besitzen
diese Polymeren höhere Einfrierpunkte und höhere logarithmische Viskositätszahlen, so dass eine gute Abriebfestigkeit und Blocktemperatur
der Fixierschichten garantiert werden. Wenn diese
Polymeren mit höherem Molekulargewicht benutzt .werden, kann die Schmelzviskosität der geschmolzenen thermo-haftenden Fixierschicht
unter 100 P bei 19O°C gehalten werden und zwar durch
Hinzufügung von Weichmachern oder Thermo-Lösungsmitteln zur Schichtgiesszusammensetzung. Der Ausdruck "Thermo-Lösungsmittel"
wird zur Bezeichnung von Substanzen benutzt, die bei Raumtemperatur fest sind und bei Fixiertemperatur flüssig sind und sich
wie ein Lösungsmittel oder Weichmacher für das thermo-haftende
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Polymere verhalten. Mit diesen Thermo-Lösungsmitteln können
selbst bei der niedrigen Fixiertemperatur von 90-13O0C Fixierzeiten
der Tonerteilchen von 1 bis 20 s erreicht werden, wenn Polymere mit höherem Molekulargewicht benutzt werden, die selbst
keine genügend niedrige Viskosität zur Fixierung der Tonerteilchen innerhalb der geforderten Zeit besitzen. Eine kurze
Fixierzeit ist natürlich von grossem Vorteil.
Im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird die
thermo-haftende Fixierschicht aus einem thermoplastischen,
organischen Polymeren ohne Hinzufügung von Thermo-Lösungsmitteln
gebildet. In diesem Fall wird der Einfrierpunkt (T ) des Polymeren
praktisch derselbe sein wie der der thermo-haftenden
Fixierschicht, so dass T des Polymeren mindestens 35°C sein muss, um sicherzustellen, dass die Blocktemperatur der Schicht
ebenfalls mindestens 35°C ist. Für ein derartiges T von mindestens
35°C ist es nötig, dass die logarithmische Viskositätszahl
des Polymeren einen bestimmten Minimalwert erreicht, welcher für jedes einzelne Polymere leicht bestimmt werden kann. Da
logarithmische Verhältniszahl und Molekulargewicht direkt miteinander
verbunden sind, bedeutet dies därüberhinaus, dass das
Molekulargewicht des Polymeren nicht kleiner als ein bestimmtes Minimum sein darf, um ein T von mindestens 35°C zu erreichen.
Wenn jedoch gemäss dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel Thermo-Lösungsmittel mit dem thermoplastischen, organischen
Polymeren "gemischt werden, dann wird das T der thermohaftenden Fixierschicht im allgemeinen niedriger sein als das
T des thermoplastischen Polymeren selbst, so dass das T des Polymeren höher sein muss als 35°C, um sicherzustellen, dass
die gesamte Fixierschicht eine Blocktemperatur von mindestens 35°C hat.
Die Menge des Thermo-Lösungsmittels kann zwischen 10 und 50
Gewichts-% des thermo-haftenden Polymeren variieren. Vorzugsweise
wird die Menge des benutzten Thermo-Lösungsmittels so niedrig wie möglich gehalten, um ein Ausschwitzen des Thermo-
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Lösungsmittels aus der thermo-haftenden Schicht zu verhindern und die Blocktemperatur der fixierschicht auf einem annehmbaren
Niveau von wenigstens 35°C zu halten.
Geeignete Thermo-Lösungsmittel sind z.B. :
chlorierte Di- und Polyphenyle wie die AROCHLOR-Produkte
(Handelsname der Monsanto Chemical Company, St. Louis, Mo-, USA), Diphenyl-o-phthalat, m-Terphenyl, Chlorparaffine, cis-
und trans-Cyclohexandimethanol-benzoat, SAM1ICIZER 1H (Handelsname
für p-(Cyclo-hexylsulfonyl)-toluen, vertrieben von der Monsanto Chemical Company, St. Louis, Mo., USA).
Die Dicke der thermo-haftenden Schicht kann zwischen 1 und
20 pm variieren, vorzugsweise zwischen 3 und 10 um, abhängig
vom Teilchendurchmesser des aufgebrachten Toners.
Jede geeignete Mischung von Bindeharzen und möglicherweise Thermo-Lösungsmitteln kann in der Fixierschicht dieser Erfindung
benutzt werden, vorausgesetzt dass die ladungsaufnehmende,
thermo-haftende Fixierschicht die aufgebrachte Ladung eine genügende
Zeit festhält, um die Tonerentwicklung des Ladungsmusters erfolgen zu lassen.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform werden in der Zusammensetzung
der thermo-haftenden Fixierschicht gute Ergebnisse erzielt durch Benutzung linearer Polyester, die bei der Polykondensation
von wenigstens einer aromatischen Dicarbonsäure wie Terephthalsäure und Phthalsäure entstehen, auf Wunsch kombiniert
mit einer geringeren Menge einer gesättigten, aliphatischen Dicarbonsäure oder einer Mischung davon, mit einem
zweiwertigen Alkohol wie Cyclohexan-Dimethanol oder einem Alkylenglykol, wobei die Alkylengruppe 2 bis 6 Kohlenstoffatome
enthält.
Geeignete Polyester werden beispielsweise erhalten durch Polykondensation
von Äthylenglykol mit einer Mischung von Phthalsäure und Terephthalsäure, wobei das Verhältnis der Phthalsäure
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im Copolyester zwischen 40 und 80 Mol-% variiert, und das der
Terephthalsäure zwischen 60 und 20 %. Ebenfalls geeignet sind die Copolyester von Cyclohexandimethanol mit Phthalsäure und
Terephthalsäure, wobei der Anteil von Terephthalsäure ungefähr 20 Mol-% ist. Andere geeignete Polyester sind die Polykondensationsprodukte
von Cyclohexandimethanol mit einer Mischung von Terephthalsäure und Glutarsäure und die Polykondensationsprodukte
von Cyclohexandimethanol mit Phthalsäure allein.
Bei all diesen Polykondensationsprodukten werden die Molekulargewichte
derart gewählt, dass die oben angegebenen Anforderungen an Randwinkel, Schmelzviskosität, Abriebfestigkeit und Blocktemperatur
erfüllt werden. Im allgemeinen muss die logarithmische Viskositätszahl der Polyester niedriger als 0,3 dl/g
sein, falls die Polyester als solche bei der Bildung der thermohaftende Schicht benutzt werden, sonst wäre die Schmelzviskosität
zu hoch. Wenn jedoch Thermo-Lösungsmittel wie SANTICIZER 1H
(Handelsname) zu der Giesszusammensetzung für die thermo-haftende
Schicht in einer Menge zwischen 10 und 50 Gew.-% des Polyesters
hinzugefügt werden, kann die logarithmische Viskositätszahl des Polyesters viel höher sein, so dass die Abriebfestigkeit der
Fixierschicht ebenfalls viel höher sein wird.
Die logarithmische Viskositätszahl der Polyester wird bei 25°C
bei einer Konzentration von 0,5 g Polyester pro 100 ml Lösung mit einer 60:40-Mischung von Phenol und o-Dichlorbenzol als
Lösungsmittel bestimmt.
Genauso geeignet sind ungesättigte Polyester, die man durch Reaktion von einem Bisphenol wie 2,2-Bia(4-hydroxyphenyl)-propan
(Bisphenol A) mit Fumarsäureanhydrid oder Maleinsäureanhydrid
erhalt.
Gemäss anderen Ausführungsbeispielen wurden auch gute Ergebnisse
mit Homopolymeren von Benzylmethacrylat, Furfurylmethacrylat
und Alkylmethacrylaten und mit Copolymeren von Alkylmethacrylaten
und Alkylacrylaten erzielt, ganz besonders mit
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solchen Polymeren mit einem Einfrierpunkt über 35°C, wobei
all diese Homopolymeren und Copolymeren, möglicherweise zusammen mit einem Thermo-Lösungsmittel, polymere Schichten
erzeugen, die die obigen Anforderungen bezüglich Blocktemperatur und Abriebfestigkeit erfüllen. Selbstverständlich können
in den Copolymeren von Alkylmethacrylaten und Alkylacrylaten
auch kleinere Mengen, z.B. bis zu 10 Gew.-%, ander.er Monomerer anwesend sein, wie z.B. Acrylamid.
Im allgemeinen wird auch gefordert, dass die Schmelzviskosität der thermo-haftenden Fixierschicht höchstens 100 P ist, wenn
bei 1900C gemessen wird. Wenn jedoch Homopolymere und Copolymere
von Methacrylaten und Acrylaten als Hauptbestandteile für die thermo-haftende !"ixierschicht verwendet werden, dann werden
diejenigen Fixierschichtverbindungen mit einer Schmelzviskosität unter 5>0 P bevorzugt, da diese die Zeit, die zur Fixierung
der Tonerteilchen notwendig ist, innerhalb praktischer Grenzen hält.
Aus diesen Experimenten wurde geschlossen, dass Homopolymere von Alkylacrylaten mit kurzkettigen Alkyl-Seitensubstituenten
nicht für die Zwecke dieser Erfindung geeignet sind. Ihre Einfrierpunkte sind viel zu niedrig, so dass damit erzeugte
Schichten unter 35°G nicht frei vom Zusammenkleben sind.
Homopolymere von Alkylmethacrylaten mit kurzkettigen Alkyl-Seitensubstituenten,
z.B. Polymethylmethacrylat und Polyisobutyl-methacrylat,
besitzen viel höhere Einfrierpunkte und damit auch höhere Blocktemperaturen, aber auch höhere Schmelzviskositäten.
Sie können nur dann erfindungsgemäss verwendet werden, wenn sie mit einer genügenden Menge eines Thermo-Lösungsmittels
gemischt werden. Bei Polymethylmethacrylat jedoch ist die zur Herabsetzung der Schmelzviskosität bei 19O°C
unter ungefähr 50 P benötigte Menge Thermo-Lösungsmittel so
gross, dass die aus der Mischung erzeugten Schichten unstabil werden. In der Tat ist die benötigte Menge SANTICIZER 1H
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(Handelsname) für ein Polymethylmethacrylat mit einer logarithmischen
Viskositätszahl von 0,3 dl/g 60 Gewichtsteile für 40
Gewichtsteile Polymeres. Bei der Lagerung der Schichten "bei Eaumtemperatur wird das Thermo-Lösungsmittel allmählich ausgeschwitzt.
Polyäthylmethacrylat, möglichst gemischt mit einem Thermo-Lösungsmittel
ist für die Zwecke der Erfindung geeignet. Im Gegensatz dazu können geradkettige Alkyl-Polymethacrylate,
wie Poly-p-propylmethacrylat und Poly-n-butylmethacrylat,
nicht benutzt werden, da ihre Einfrierpunkte zu niedrig sind. Sie bilden Schichten mit nicht genügend hohen Blocktemperaturen.
Im Gegensatz hierzu sind die Homopolymeren verzweigtkettiger Alkylmethacrylate wie Isopropyl-, Isobutyl-, s- und t-Butylmethacrylat,
geeignet, möglichst gemischt mit Thermo-Lösungsmitteln,
da ihre Einfrierpunkte 35°C überschreiten.
Besonders gute Ergebnisse werden mit Polymeren erzielt, die aus langkettigen Alkylacrylaten oder Methacrylaten gebildet
sind, wobei die Alkylgruppen bis zu 22 Kohlenstoffatome enthalten,
wie Docosylacrylat oder Docosylmethacrylat. Diese langkettigen
Alkylgruppen sind für das kristalline Verhalten der Polymeren und Copolymeren davon verantwortlich. Da jedoch die
Homopolymeren dieser langkettigen Alkylacrylate und -methacrylate Schichten bilden, deren Abriebfestigkeit ungenügend ist, werden
diese langkettigen Alkylacrylate und -methacrylate bevorzugt in Form ihrer Copolymeren mit kurzkettigen Alkylmethacrylaten,
wie Methyl- und Xthylmethacrylat, oder in Form ihrer Copolymeren
mit kurzkettigen Alkylacrylaten, worin die Alkylgruppen verzweigtkettige Alkylgruppen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen sind,
verwendet.
Gemäss einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird
die thermo-haftende Fixierschicht aus einem Copolymeren von
Styrol und Allylalkohol gebildet, vorzugsweise einem Copolymerem von Styrol und Allylalkohol mit ungefähr 80 Gew.-% Styrol.
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In einer anderen Reihe von Experimenten wurde nachgewiesen, dass die Hinzufügung einer kleinen Menge Wachs, z.B. von 1 bis 5
Gew.-%, berechnet vom vorhandenen Polymeren, zur Schichtzusammensetzung
für die thermo-haftende Fixierschicht eine beträchtliche Zunahme der mechanischen Festigkeit der Fixierschicht gegen
Kratzer zur Folge hatte. Geeignete Wachse sind z.B. GASTOEWAX: Handelsname der Baker Castor Oil Co., USA, MONTANWAX, ALBACEE :
Handelsname der Glycol Chemicals, Williamsport, USA. HOECHST WACHSE und CHLORPARAFFIItf 4-0-FLTTSSIG : Handelsnamen der Farbwerke
Hoechst AG, Frankfurt/M., Deutschland, SANTOWAX-P : Handelsname der Monsanto Chemical Company, St. Louis, Mo., USA.
Besonders mit CASTOEWAX wurden sehr gute Ergebnisse erreicht. Die Hinzufügung von 0,1 bis 0,5 g CASTORWAX (Handelsname)
pro 10 g polymeres Bindemittel in der Schicht zu der Schichtgiesszusammensetzung
der thermo-haftenden Fixierschicht führte zu einer stark vergrösserten Abriebfestigkeit der Schicht.
Die Blocktemperatur wurde beträchtlich erhöht und die Fixierzeit deutlich verkürzt.
Der Träger für die thermo-haftende Fixierschicht ist vorzugsweise eine glatte, nichtporöse Folie oder ein glattes, nicht
poröses Bahnmaterial, das, falls transparent, z.B. aus Cellulosenitrat, Celluloseester, z.B. Cellulosetriacetat, Celluloseacetatbutyrat,
Polyvinylacetat, Polystyrol, Polymethacrylsäureester, Polysulfone, Polycarbonate oder hochpolymere, lineare
Polyester, z.B. Polyäthylenterephthalat, hergestellt sein kann. Für spezielle Zwecke können auch Papierblätter, z.B.
Pergaminpapier, als Träger für die thermo-haftende Fixierschicht verwendet werden.
Die obengenannten, für sichtbares Licht durchsichtigen Filmträger erlauben die Betrachtung des Tonerbildes mit Licht,
das durch das bild-enthaltende Material projiziert wird, z.B.
auf einem Leuchttisch oder in einem Diaprojektor.
Polyäthylenterephthalat-Filmträger werden wegen ihrer Wider-
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Standsfähigkeit gegen Feuchtigkeit und Wärme und ihrer hohen mechanischen Festigkeit bevorzugt, die man nach biaxialer
Orientierung und Thermofixierung des Films erhält. Obwohl
die thermo-haftende Schicht direkt auf den Träger angebracht werden kann, erhält man eine besonders starke Haftung der
thermo-haftenden Schicht am Harzträger, wenn der hydrophobe
Harzträger, vorzugsweise ein Polyäthylenterephthalatträger,
mit einer direkt am hydrophoben Filmträger haftenden Substrierschicht versehen wird, die im wesentlichen aus einem Copolymeren besteht, das aus 45 bis 99,5 Gew.-% wenigstens eines
der chlorhaltigen Monomeren Vinylidenchlorid und Vinylchlorid, aus 0,5 bis 10 Gew.-% wenigstens eines äthylenisch-ungesättigten, hydrophilen Monomeren und aus 0 bis 54,5 Gew.-% eines
anderen copolymerisierbaren, äthylenisch-ungesättigten Monomeren gebildet worden ist.
Orientierung und Thermofixierung des Films erhält. Obwohl
die thermo-haftende Schicht direkt auf den Träger angebracht werden kann, erhält man eine besonders starke Haftung der
thermo-haftenden Schicht am Harzträger, wenn der hydrophobe
Harzträger, vorzugsweise ein Polyäthylenterephthalatträger,
mit einer direkt am hydrophoben Filmträger haftenden Substrierschicht versehen wird, die im wesentlichen aus einem Copolymeren besteht, das aus 45 bis 99,5 Gew.-% wenigstens eines
der chlorhaltigen Monomeren Vinylidenchlorid und Vinylchlorid, aus 0,5 bis 10 Gew.-% wenigstens eines äthylenisch-ungesättigten, hydrophilen Monomeren und aus 0 bis 54,5 Gew.-% eines
anderen copolymerisierbaren, äthylenisch-ungesättigten Monomeren gebildet worden ist.
Das Vinylidenchlorid-Copolymere kann aus Vinylidenchlorid und/ oder Vinylchlorid und hydrophilen Monomereinheiten allein in
dem oben angegebenen Verhältnis gebildet werden, aber bis zu 54,5 Gew.-% anderer-, sich wiederholender Einheiten, wie z.B.
Acrylamide, Methacrylamide, Acrylsäureester, Methacrylsäureester, Maleinsäureester und/oder IT-Alkylmale imide, können ebenso
vorhanden sein.
Die Herstellung dieser Vinylidenchlorid-Copolymeren, die für diese Haftschicht geeignet sind, wird z.B. in der GB-PS
Λ 234 755 beschrieben.
Λ 234 755 beschrieben.
Elektrostatisch aufladbare Materialien zur Benutzung bei verschiedenen
elektrostatographischen Aufzeichnungstechniken
werden auf der Rückseite mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen.
werden auf der Rückseite mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel für den Toner-Fixiervorgang
der vorliegenden Erfindung wird ein Tonerbild-Empfangsmaterial benutzt, das auf der der Fixierschicht entgegengesetzten
Seite eine antistatische S-chicht besitzt, die aus einer
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wässrigen Giesszusammensetzung aufgetragen wird.
Bevorzugte, erfindungsgemässe AufZeichnungsmaterialien zur
Benutzung in einer ionographischen Bilderzeugungskammer wie
in der US-PS 3 859 529 enthalten während der Erzeugung des
elektrostatischen Bildes auf ihrer Rückseite eine Schicht mit einem Oberflächenwiderstand von mindestens 10 Ohm/Quadrat,
welcher während der elektrophoretischen Entwicklung vorzugsweise unter 10 Ohm/Quadrat vermindert werden kann. Geeignete
Rückschichten zu diesem Zweck sind photoleitende Schichten,
deren Oberflächenwiderstand durch Bestrahlung mit UV-Strahlung
und oder sichtbarem Licht herabgesetzt werden kann.
Andere geeignete Ruckschisehten können eine derartige Zusammensetzung
haben, dass ihre Oberflächenwiderstande durch Befeuchtung mit Wasser herabgesetzt werden können.
Wenn der Sräger ein IiIm aus Polyäthylenterephthalat ist,
kann das Verfahren nach der BE-PS 828 J59 benutzt werden. Hierbei wird eine antistatische Schicht aus einer wässrigen
Giesszusammensetzung auf einen ungestreckten oder nur in einer
Richtung gestreckten Polyesterfilmträger aufgebracht. Danach wird die antistatische Schicht getrocknet und der Film biaxial
oder in einer Richtung senkrecht zur der der ersten Streckung gestreckt, gefolgt von einer Thermofixierung. Die wässrige
Verbindung enthält 30 bis 80 Gew.-% eines elektrisch leitenden
Produkts, 10 bis 40 % eines die Streckung begünstigenden Mittels und 10 bis 40 % eines inerten Füllmaterials. Das elektrisch
leitende Produkt kann ein polymeres Material sein, wie PoIystyrolsulfonsäure
oder eine antistatische Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht, wie Stearamidopropyl-dimethyl-^ hydroxyläthylammoniumnitrat.
Sehr geeignet als die Streckung begünstigende Mittel sind aliphatisch^ Polyhydroxy-Verbindungen,
und als !"üllmaterialien sind z.B. Polyäthylen und amorphes
Siliciumdioxid geeignet, das man bei der Hydrolyse in situ von Silan-Verbindungen erhält.
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Alle zj- Hendel erhältlichen Toner können benutzt werden, wobei
die einzige Einschränkung die ist, dass der Randwinkel zwischen der geschmolzenen thermo-haftenden Fixierschicht-Zusammensetzung
und den Tonerteilchen kleiner als 90° ist.
Die Tonerteilchen sind vorzugsweise vom "nassen" elektrophoretischen
Typ und enthalten ein Harz oder eine Harzmischung.
Die Herstellung und Zusammensetzung derartiger Tonerteilchen, die für den Gebrauch bei der erfindungsgemässen elektrophoretischen
Entwicklung und Fixierung geeignet sind, werden beispielsweise in den GB-PS 1 151 141 und 1 312 776, und in den
DT-OS 2 3J4 353, 2 333 850 und 2 502 933 beschrieben. Normalerweise
besteht das elektrophoretisch^ Entwicklermaterial im wesentlichen aus feinverteilten, harzbeschichteten Pigment (Toner)-Teilchen,
dispergiert in einer isolierenden Flüssigkeit mit einer Dielektrizitätskonstante von nicht mehr als 3·
Besonders nützliche, erfindungsgemässe Materialien zur elektrophoretischen
Entwicklung und Fixierung enthalten ein Polymeres, das im wesentlichen aus Methacrylsäureestern und im besonderen
aus Polymeren von Acryl- oder Methacrylsäureestern von hydriertem Abietylalkohol besteht, wie in der oben erwähnten DT-OS
2 502 933 beschrieben ist. Das Pigment oder Färbemittel, das
in den Tonerteilchen enthalten ist, kann irgendeines der Pigmente oder Farbstoffe sein, die üblicherweise für diesen Zweck verwendet
werden.
Die Art, wie das Tonerbild auf der thermo-haftenden Schicht entwickelt
wird, ist in keiner Weise kritisch. Dies kann durch Übertragung von einer photoleitenden Platte oder Trommel
(indirekte Elektrophotographie) oder durch ein Verfahren geschehen, wobei das latente Bild direkt auf der thermo-haftenden
Schicht aufgezeichnet wird, wie bei der Ionographie, beschrieben in der bereits erwähnten US-PS 3 774- 029.
709812/1008 BAD ORIGINAL
Die th.ermo-h.aft ende Fixier schicht kann auf verschiedene Weisen
erhitzt werden, z.B. durch Konvektionswärme oder Infrarot-Bestrahlung.
Je nach der während des Fixiervorganges zugeführten
Energie und des Aufbaus der thermo-haftenden Schicht
dauert die gesamte Fixierzeit zwischen 5 und 20 s, wovon z.B. mindestens 3 s zum Schmelzen der thermo-haftenden Schicht
und.wenigstens 2 s zur Einbettung der Tonerteilchen, die in
einem optischen Dichtebereich von 0,2 bis 3 abgelagert werden,
notwendig sind.
Natürlich, wird die tatsächliche Fixierdauer von der Schmelzviskosität
der geschmolzenen Fixierschicht stark abhängen.
Diese Schmelzviskosität muss niedriger sein als 100 P (bei 19O°C), für einige Polymere jedoch, wie die Polymeren von
Alkylmethacrylaten (siehe oben) ist die Schmelzviskosität vorzugsweise viel kleiner und sogar niedriger als 50 P bei 19O°C,
um die Fixierzeit innerhalb annehmbarer Grenzen zu halten.
Bei einem sehr interessanten Fixierverfahren wird das Schmelzen der thermo-haftenden Fixierschicht in den Tonerbildbereichen
allein durch Blitzerwärmung des lichtabsorbierenden Tonerbildes und entsprechender Fixierschichtteile durch ein elektronisches
_2 Blitzgerät bewirkt, das eine Lichtenergie von 2,5V s cm bei
einer Blitzdauer von 0,5 bis 10x10 v s liefert.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele erläutert, ohne sie auf diese zu beschränken.
Een Polyäthylenterephthalatfilm von 0,8 mm Dicke wird längs
auf dreimal die ursprüngliche Länge gestreckt und danach eine Haftschicht im Verhältnis von 50 mg/m aus einem Latex angebracht,
der 5 Gew.-% des Copolymeren von Vinylidenchlorid, Vinylchlorid, n-Butylacrylat und Itaconsäure (30:50:18:2
Gew.-%) enthält. Die Rückseite des Polyäthylenterephthalatfilmträgers
ist mit einer elektrisch leitenden Schicht in
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| 500 | ml |
| 15 | ml |
| 25 | ml |
| . 5 | ml |
| 1000 | ml |
einem Verhältnis von 70 m /l aus der folgenden Zusammensetzung
■beschichtet :
Polystyrolsulfonsäure als 10 %ige, wässrige
Lösung, mit Ammoniumhydroxid auf pH 8,5
gebracht
Diäthylenglykolmono äthyläther
SILANE Y-4087 (Handelsname)
10 %ige, wässrige Lösung von ULTHAVOM W
(Handelsname)
Wasser zum Auffüllen auf
SILANE Υ-Λ087 ist der Handelsname der Union Carbide Corp.,
New York, N.Y., USA, für eine Silanverbindung der folgenden
Formel
0 OCH^
H0C-CH-CH0-O-(CH0)-,-SiOCH-,
d d. ■ d. t>
»
OCH-, O
ULTRAVON W ist der Handelsname der CIBA-GEIGY AG, Basel, Schweiz,
für ein Dispergiermittel, bestehend aus dem Dinatriumsalz von Heptadecylbenzimidazol-disulfonsäure.
Danach wird der Film quer auf ungefähr 3,5 mal die ursprüngliche
Breite gestreckt und ungefähr 10 s durch Erhitzen auf eine Temperatur von 2000C thermofixiert, während er unter Spannung
gehalten wird. ' ' ~
10 g eines Polyesters, erhalten durch die Polykondensation von Cyclohexan-dimethanol mit einer Mischung von Phthalsäure und
Terephthalsäure (80:20), mit einem Einfrierpunkt von 600C und
einer logarithmischen Viskositätszahl von 0,22 dl/g, werden in einer Mischung von 7!? ml Dichlormethan und 25 ml Dichloräthan
aufgelöst. Diese Lösung wird auf die obige Haftschicht derart aufgebracht, dass nach der Trocknung eine Schicht von
ungefähr 5 pm Dicke entsteht. Die Schmelzviskosität der so
gebildeten thermo-haftenden Schicht bei 19O°C ist 98 P. Der
Oberflächenwiderstand der thermo-haftenden JFixierschicht ist
ungefähr ΊΟ15 Ohm/Quadrat.
GV.887
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Der gebildete Sandwich, wird auf der Seite der thermo-haftenden
Schicht mit einer negativen Corona elektrostatisch, geladen,
deren Ionenstrom durch bildmässig verteilte öffnungen in einer Kupferplatte gerichtet wird, wahrend die elektrisch, leitende
Schicht auf der Rückseite des Films während der Ladung auf Erdkontakt gehalten wird. Die Coronaentladung ist von derartiger
Intensität, dass die an die Haftschicht angelegte durchschnittliche Spannung 1000 V negativ ist.
Herstellung des flüssigen, elektrophoretischen Toners : 180 g des Methacrylsäureester von hydriertem Abietylalkohol, 20 g
Divinylbenzol und 100 g Purpurpigment FANALROSA B STJPEA PULVER (Handelsname der BASi1) werden in einen Knetapparat von MEILI,
Schweiz, Typ Liliput OJO L.E"., eingebracht. Der Knetapparat
wird mit Umlauföl auf 1100C erwärmt, so dass die Temperatur
der gekneteten Masse 80-900C erreicht. Über die Knetmasse
wird Stickstoffgas geblasen. Sobald eine homogene Masse mit der Temperatur von 80-900C erreicht ist, werden 1,8 g Azodiisobutyronitril
hinzugefügt- Das Kneten wird 2 h fortgesetzt, während Stickstoff kontinuierlich über die Reaktionsmasse geblasen
wird. Fach ungefähr 30 m wird die Masse mehr und mehr
viskos. Fach zweistündigem Kneten bildet sich eine zähe, viskose Masse.
Wiederum werden 1,8g Azo-diisobutyronitril hinzugefügt und
das Kneten zunächst 4- h unter Stickstoff und danach weitere 2 h ohne Stickstoff fortgesetzt. Die geknetete Masse wird
über Facht abgekühlt, gebrochen und in einer Analysenmühle I.K.A. Modell A10 (von Janke & Kunkel, Deutschland), zerrieben,
so dass man ein feines Pulver von harzvorbeschichtetem Purpurpigment erhält. Die auf einer Kofler-Heizbank gemessene Hafttemperatur
des Pulvers ist ungefähr 2200C. Die Löslichkeit des harzvorbeschichteten Polymeren in ISOPAR G- (Handelsname)
beträgt 28 %, was bedeutet, dass 28 Gew.-% des Copolymeren
gelöst werden, im Vergleich zum gesamten Gewicht von Monomeren in einer 4 Gew.Vol.-%-Lösung.
" ' 709812/1008
Die folgenden Produkte werden in eine Kugelmühle eingebracht : - 10 g von 30 gew.-%iger Lösung von EEOCEIL B702 (Handelsname)
in ISOPAE G (Handelsname), -2g des oben vorbereiteten, harzvorbeschichteten Pigments»
Genau .Ί ml einer 0,2 %igen Lösung von Zink-Mono-(2-butyl-oetyl)-phosphat
in ISOPAE G (Handelsname) werden ebenfalls zu dieser Mischung hinzugefügt.
Dann wird ISOPAE G (Handelsname) hinzugefügt, damit sich ein Gesamtvolumenvon 50 ml ergibt; das Ganze wird 15 h lang
gemahlen.
Zur Bildung des flüssigen, elektrophoretischen Toners werden
10 ml der so gemahlenen Lösung zu 1 1 XSOPAE G (Handelsname)
hinzugefügt.
Das auf dem oben gebildeten Sandwich erzeugte Ladungsmuster ,
wird mit diesem elektrophoretischen Toner zu einer Transmissionsdichte von 5" entwickelt. -
Dann wird der Sandwich in einen Konvektionsofen, der auf 1200C
erwärmt ist, gebracht. Der Eandwinkel der geschmolzenen, thermohaftenden
Fixierschicht mit den Tonerteilchen beträgt 45°C.
Die Fixierung findet innerhalb von 20 s statt. Das fixierte Bild hat eine Blocktemperatur von A-O0C und eine Abriebfestigkeit
von 1?5 g· -Die fixierten Tonerbilder sind ausgezeichnet.
Wenn in der thermo-haftenden IPixierschicht des obigen Beispiels
der thermoplastische Copolyester mit einer logarithmischen Viskositätszahl von 0,22 dl/g durch einen gleichen Copolyester
mit einer logarithmischen Viskositätszahl von 0,30 dl/g ersetzt wird, d.h. ein Polyester von viel höherem Molekulargewicht, wird die bei 19O°C gemessene Schmelzviskosität der
thermo-haftenden Schicht auf 200 P erhöht, so dass die Fixierung
des Tonerbildes innerhalb von 20 s nicht stattfinden kann.
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Die Benutzung des gleichen Copolyesters, jedoch, mit einer loga
rithmischen Viskositätszahl von nur 0,15 cll/g, ist ebenfalls
ungeeignet. Obwohl die Fixierung innerhalb der 20 s-Grenze stattfindet, ist die Abriebfestigkeit des fixierten Bildes
nur 125 g, was als ungenügend zu bezeichnen ist.
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, nachdem der Copolyester für die thermo-haftende Fixierschicht durch vergleichbare
Copolyester von Cyclohexan-dimethanol und 80:20-Mischungen
von Phthalsäure und Terephthalsäure ersetzt worden ist, jedoch mit verschiedenen logarithmischen Viskositätszahlen.
Im Gegensatz zu Beispiel 1 wird als Thermo-Lösungsmittel
10 Gew.-% von SANTICIZER 1H (Handelsname), bezogen zum
Gewicht des vorhandenen Copolyesters, zur Giesszusammensetzung
der thermo-haftenden Schichten hinzugefügt.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
| Versuch | logarith | Schmelz | Fixierung | Abrieb | Block |
| mische Visko- | viskosi | innerhalb | festig | temperatur | |
| sitätszahl des | tät P | von 20 s | keit g | in 0C | |
| Copolyesters in dl/g |
bei 19O0C | ||||
| 1 | 0,30 | 100 | gut | 225 | 45° |
| 2 | 0,26 | 90 | gut | 200 | 45° |
| 3 | 0,15 | 40 | gut | 100 | 35° |
Bei allen 3 Versuchen beträgt der Randwinkel zwischen der Schmelze der Ifixierschicht und den Tonermaterialien im Gleichgewicht
ungefähr 45°.
Beim Versuch ITr. 1 wird ein Copolyester mit einer logarithmischen
Viskositätszahl von 0,30 dl/g mit ausgezeichneten Ergebnissen
benutzt. In Beispiel 1 kann ein ähnlicher Copolyester mit einer logarithmischen Viskositätszahl von 0,30 dl/g
nicht verwendet werden, da die Schmelzviskosität viel zu
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hoch, liegt. Im vorliegenden Pall reduziert die Hinzufügung
des Thermo-Lösungsmittels die Schmelzviskosität auf 100 P,
so dass die Fixierzeit auf genau 20 s herabgesetzt wird. Es werden gute Tonerbilder erzeugt. Bei Versuch Nr. 3 beträgt
die lotgarithmische Viskositätszahl nur 0,15 dl/g, so dass
die Abriebfestigkeit auf 100 g reduziert wird, was für die
erfindungsgemässe Benutzung zu niedrig ist.
Las Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt. Der für die
Beschichtung der thermo-haftenden Fixierschicht benutzte
Copolyester wird durch dieselbe Menge eines Polyesters aus Cyclohexandimethanol und Phthalsäure mit einer Iogaritnmisehen
Viskositätszahl von 0,25 dl/g, einer Schmelzviskosität von
95 P und einem Einfrierpunkt von 550C ersetzt. Die thermohaftende
Fixierschicht hat einen Oberflächenwiderstand über
10 ^ Ohm/Quadrat. Der Randwinkel der geschmolzenen Schicht
mit den Tonerteilchen ist 48° im Gleichgewicht.
Das Tonerbild ist innerhalb von 20 s fixiert, wobei die fixierte
Schicht eine Blocktemperatur von 4-00C hat und die Abriebfestigkeit
225 S beträgt. Es werden gute fixierte Tonerbilder erhalten.
Wenn das obenerwähnte Polyathylenphthalat durch einen ähnlichen
Polyester, jedoch mit einer logarithmischen Viskositätszahl über 0,3 dl/g., ersetzt wird, kann das Tonerbild nicht so
schnell fixiert werden. Andererseits ist die Fixiergeschwindigkeit
bei Benutzung eines gleichen Polyesters mit einer logarithmischen Viskositätszahl von nur 0,19 dl/g gut, jedoch
ist die Abriebfestigkeit nur 150 g, was somit zu niedrig ist.
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch wird für
die thermo-haftende Fixierschicht ein Polyester aus Cyclohexandimethanol
und Isophthalsäure mit einer logarithmischen Viskositätszahl von 0,29 dl/g benutzt. Dieser Polyester wird mit
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- 29--
10 Gew.-% SASTTICIZER IE (Handelsname) gemischt. Der Oberflächenwiderstand
der Fixierschicht beträgt über 10 ·* Ohm/ Quadrat.
Das Tonerbild ist innerhalb von 20 s fixiert, der Randwinkel der geschmolzenen Fixierschicht beträgt ungefähr 50°, die
Schmelzviskosität unter 100 P, die Blocktemperatur der Schicht beträgt 400C und die Abriebfestigkeit 190 g, was gute fixierte
Tonerbilder ergibt.
Eine Reihe von Polyestern wird durch Polykondensation von Äthylenglykol mit variierenden Mischungen von Phthalsäure und
Terephthalsäure gebildet und die verschiedenen erzeugten Polyester zur Bildung von thermo-haftenden Schichten benutzt,
wie in Beispiel 1 beschrieben. Weiterhin wird das Verfahren von Beispiel 1 zur Fixierung der Tonerbilder wiederholt.
Folgende Ergebnisse werden erzielt :
| Ver such |
Zweisäure mischung |
Tereph thal säure, % |
logar. Visko- sitäts- zahl, dl/g |
T S 0C |
Schmelz visko sität in P |
Fixie- rung inner halb 20 s |
Abrieb festig keit, g |
Block tempe ratur , 0C |
| 4 5 6 7 |
Phthal säure, % |
20 30 40 60 |
0,29 0,25 0,27 0,22 |
39,5 41 44 41,5 |
65 40 85 44 |
gut gut gut gut |
275 250 250 225 |
40-45 40 45 40 |
| 80 70 60 40 |
Bei allen Versuchen ist der Oberflächenwiderstand der Fixier-
-i3
schicht über 10' Ohm/Quadrat und der Randwinkel der Fixierschichtschmelze
mit den Tonerteilchen ungefähr 25°·
Wenn beim Versuch Hr. 4 der Polyester durch einen vergleichbaren Polyester desselben Aufbaus, jedoch mit einer logarithmischen
Viskositätszahl von 0,44 dl/g ersetzt wird, findet die Fixierung
nicht innerhalb von 20 s statt. Bei Benutzung eines
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Polyesters von niedrigerer, iogarithmischer Viskositätszahl·,
etwa 0,10 dl/g, wird jedoch die Äbriebfestigkeit zu niedrig.
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch nachdem der bei der Bildung der thermo-haftenden Schicht benutzte
Polyester durch eine gleiche Menge einesCopolymeren aus Methyl·-
methaerylat und Laurylmethacrylat (70:30 Gew.-%) ersetzt
worden ist.
Wenn dieses Copolymere als solches benutzt wird, also ohne Hinzufügung eines Thermo-Lösungsmitteis, beträgt die bei 19O°C
gemessene Schmelzviskosität der thermo-haftenden Fixierschicht
265 P, was dieses Copolymere für die Zwecke der Erfindung ungeeignet
macht.
Jedoch reduziert die Hinzufügung von 10 Gew.-% SAUTICIZER 1Ξ
(Handelsname) hinsichtlich des Gewichts des Copolymeren zur Giesszusammensetzung der thermo-haftenden Fixierschicht die
Schmelzviskosität der Fixierschicht auf 34- P. Der Oberflächenwiderstand der thermo-haftenden Fixierschicht beträgt über
13 ' " ' ■·
10 ^ Ohm/Quadrat und der Randwinkel· der geschmolzenen Schicht
mit den Tonerteilchen ungefähr 50°. Die Fixierung findet
innerhalb von 20 s statt, die Block'temperatur der Fixierschicht beträgt 4-00C und die Abriebfestigkeit 175 Sr so dass ausgezeichnete
.Tonerbilder erzeugt werden.
Das Verfahren von Beispiel· 1 wird wiederhol·t mit dem Unterschied,
dass der zur Biidung der thermo-haftenden Fixierschicht benutzte
Poiyester durch diese^e Menge eines Copoiymeren aus Methyl·-
methäcryl·at und Docosyl·methacryl·at (4-0:60 Gew.-%) ersetzt wird.
Der Oberfiächenwiderstand der Fixierschicht beträgt mehr ais
1O1? Ohm/Quadrat. Die Schmeizviskosität bei 1900C der Fixierschicht ist 30 P. Das Tonerbiid kann innerhaib von 20 s fixiert
werden, die Biocktemperatur der Fixierschicht ist über 350C5
der Randwinkel· der geschmol·zenen Schicht mit den Tonerteilchen
GV.887 ■■ - ■-'■■■" . .- '
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55° und die Abriebfestigkeit des fixierten Bildes 175 g·
Wenn im obigen Copolymeren die Menge von Methylmethacrylat auf 50 Gew.-% erhöht wird, so dass nur 50 % Docosylmethacrylat
enthalten sind, kann die Fixierung des Tonerbildes nicht innerhalb von 20 s stattfinden.
Das Verfahren von Beispiel 1 wird mit dem Unterschied wiederholt, dass der zur Bildung der thermo-haftenden Fixierschicht
benutzte Polyester durch eine gleiche Menge des Copolymeren aus Methylmethacrylat, Docosylmethacrylat und Acrylamid
(43:51=6 Gew.-%) ersetzt wird- Der Oberflächenwiderstand der
thermo-haftenden Fixierschicht ist grosser als 10 ^ Ohm/Quadrat
und der Randwinkel der geschmolzenen Schicht mit den Tonerteilchen ist kleiner als 90°.
Die Schmelzviskosität der Fixierschicht bei 1900C beträgt 29 P.
Die Fixierung des Tonerbildes findet innerhalb von 20 s statt, die Blocktemperatur der Fixierschicht ist über 350C und die
Abriebfestigkeit der Fixierschicht 200 g. Es werden gute
fixierte Tonerbilder erhalten.
Wenn das obige Copolymere durch ein Copolymeres von Methylmethacrylat,
Docosylmethacrylat und Acrylamid (35:55=10 Gew.-%)
ersetzt wird, ergeben sich folgende Daten :
Schmelzviskosität bei 1900C : 48 P
Fixierzeit : auch innerhalb von 20 s Blocktemperatur : über 35°C
Abriebfestigkeit : 300 g.
Abriebfestigkeit : 300 g.
Mit diesem Copolymeren werden ebenfalls gute fixierte Tonerbilder erhalten.
Das "Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt. Jedoch wurde
zur Giesszusammensetzung für die thermo-haftende Fixierschicht,
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die den Copolyester aus Cyclohexan-dimethanol und einer 80:20-Mischung
von Phthalsäure und Terephthalsäure enthält, 1 g SAITTICIZER 1H (Handelsname) und 0,1 g von verschiedenen Wachsen
hinzugefügt, wobei beide Mengen für jeweils 10 g Copolyester berechnet werden.
Die Blocktemperatur der Fixierschicht und die Ahriebfestigkeit
des fixierten Tonerbildes betragen, je nach dem benutzten Wachs :
| Versuch Nr. | Wachs | Abriebfestig keit, g |
Blocktempe ratur, 0C |
| 1 | CASTOEWAZ | 250 | über 35° |
| 2 | MONTAKWAX | 200 | über 35° |
| 3 | ALBACER | 200 | über 35° |
| 4 | Hoechst Wachse | 200 | über 35° |
Auf ein Pergaminpapier wird eine thermo-haftende Fixierschicht
des Polyesters aus Cyclohexan-dimethanol und Phthalsäure, beschrieben in Beispiel 3, derart aufgebracht, dass nach der
Trocknung eine 50 pm dicke Schicht gebildet wird.
Das so erhaltene Sandwich wird elektrostatisch geladen, wie in Beispiel 1 beschrieben, und das Ladungsmuster mit einer
trockenen Toner/Träger-Kombination nach der Kaskadenmethode entwickelt.
Der Toner wird durch Mahlen folgender Mischung erhalten :
10 Gew.-% Russ .
65-70 Gew.-% des Copolymeren aus Styrol und n-Butylmethacrylat
(65:35 Gew.-%)
10-20 Gew.-% Polyvinylbutyral.
10-20 Gew.-% Polyvinylbutyral.
Als Träger werden mit einem Polyvinylformaldehyd-Harz beschichtete
Eisenteilchen benutzt.
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Das Sandwich, das den Toner trägt, wird anschliessend in einen auf 1000C erhitzten Konvektionsofen gebracht. Die Fixierung'
findet innerhalb von 20 s statt und ergibt ausgezeichnete Tonerbilder. Wenn der Papierträger nicht mit der thermohaftenden
Fixierschicht beschichtet ist, ware es notwendig,
das Sandwich zur Fixierung des Tonerbildes gleich lang auf C zu erhitzen.
6 g eines Copolymeren aus Styrol und Allylalkohol mit 80 Gew.-%
Styrol xferden in einer 75:25-Mischung von Methylenchlorid und
Dichloräthan aufgelöst, worauf 4- ml einer 10 % (g/Vbl.)-Lösung
von CASTORWAX (Handelsname) in Chloroform hinzugefügt werden. Die Mischung von Methylenchlorid und Dichloräthan wird hinzugefügt,
bis das Gesamtvolumen der Lösung 100 ml beträgt.
Ein Polyäthylenterephthalatfilm mit einer Haftschicht aus Latex eines Copolymeren aus Vinylidenchlorid, Vinylchlorid, n-Butylacrylat
und Itaconsäure (30:50:18:2 Gew.-%), der biaxial gestreckt worden ist, wie in Beispiel 1 beschrieben, wird mit
einer Schicht der oben gebildeten Lösung so bedeckt, dass nach der Trocknung eine Schicht von etwa 5 pn. erhalten wird. Der
Oberflächenwiderstand dieser Schicht beträgt über 10 Ohm/
Quadrat, während die Schmelzviskosität bei 15O0C 65 P ist, so
dass sie bei 19O°C sicher unter 100 P liegt.
Nach bildmässigem, elektrostatischem Laden wie in Beispiel 1 wird das Bild mit dem flüssigen, elektrophoretischen Toner
auf eine Transmissionsdichte von 3 entwickelt und 15 s bei
1200C fixiert. Das Tonerbild wird vollständig fixiert; die
Eigenschaften des Bildes sind die folgenden :
Abriebfestigkeit : 175 S
Blocktemperatur : >35°C"
Blocktemperatur : >35°C"
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Beispiel
Λ
2
Das Verfahren von; Beispiel 7 wird wiederholt mit dem Unterschied,
dass das Copolymere aus Methylmethacrylat und Docosylmethacrylat,
das in diesem Beispiel zur Bildung der thermo-haftenden Schicht
"benutzt wird, durch eine gleiche Menge des Copolymeren aus
Methylmethacrylat und Doeosylacrylat (4^:55 Gew.-%) mit einer
logarithmischen Viskositätszahl von 0,21 dl/g (gemessen in
Butanon bei 25°G) ersetzt wird»
13 Der Oberflächenwiderstand der Fixierschicht ist über 10 Ohm/
Quadrat. Die Schmelzviskosität der Fixierschicht bei 19O°C
beträgt 25 P. Das Tonerbild kann innerhalb von 20 s fixiert
werden. Die Blocktemperatur der Fixierschicht ist über 35°C,
der Eandwinkel der geschmolzenen Schicht mit den Tonerteilchen 55° und die Abriebfestigkeit des gebildeten fixierten Bildes
100 g.V ;■-.-■' . . .. :
&V.877: "■-.:- ■-.■-■. ■;■.-■■
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Leerseite
Claims (1)
- Patentansprüche^\J Folien- oder Bahnmaterial, das einen Träger und eine thermohaftende Fixierschicht enthält, die eine Oberfläche dieses Materials bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schicht ein organisches, polymeres Material enthält und10 einen Oberflächenwiderstand von über 10 Ohm/Quadrat hat und frei von Blockierung wenigstens bis hinauf zu 350C ist, wobei diese thermo-haftende Fixierschicht bei 1900C eine Schmelzviskosität von nicht mehr als 120 P und eine Abriebfestigkeit bei 200G von über 175 g hat.2. Folien- oder Bahnmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermo-haftende Fixierschicht eine Dicke zwischen 3 und 10 μπι hat.3· Folien- oder Bahnmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das organische, polymere Material ein linearer Polyester ist aus Terephthalsäure, Isophthalsäure oder Phthalsäure, gegebenenfalls kombiniert mit einer geringeren Menge einer gesättigten, aliphatischen Dicarbonsäure oder Mischung hiervom, und aus Cyclohexandimethanol oder einem Alkylenglyko1, worin die Alkylengruppe 2 bis 6 Kohlenstoffatome hat.4. Folien- oder Bahnmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der lineare Polyester das Polykondensationsprodukt aus Äthylenglykol mit einer Mischung von Phthalsäure und Terephthalsäure ist, wobei das Verhältnis der Phthalsäure in dieser Mischung von 4-0 bis 80 Mol-% und das der Terephthalsäure von 60 bis 20 Mol-% variiert.5· Folien- oder Bahnmaterial nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der lineare Polyester das Polykondensate onsprodukt aus Cyclohexandimethanol mit einer Mischung von Phthalsäure und Terephthalsäure mit 20 Mol-% Terephthalsäure ist..887 7098 12/10086. !Folien- oder Bahnmaterial nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet, dass das organische, polymere Material ein Homopolymeres aus Benzylmethacrylat, Furfurylmethacrylat oder einem Alkylmethacrylat oder ein Copolymeres aus einem Alkylmethacrylat und einem Alkylacrylat ist, wobei diese Homopolymeren und Copolymeren Einfrierpunkte über 350C besitzen.7- Folien- oder Bahnmaterial nach Ansprüchen 1 oder 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das organische, polymere Material ein Copolymeres aus Methylmethacrylat und Laurylmethacrylat (70:30 Gew.-%), ein Copolymeres aus Methylmethacrylat und Docosylmethacrylat (40:60 Gew.-%), oder ein Copolymeres aus Methylmethacrylat, Docosylmethacrylat und Acrylamid 5^:6 Gew.-%) ist.8. Folien- oder Bahnmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das organische, polymere Material ein Copolymeres aus Styrol und Allylalkohol (80:20 Gew.-%) ist.9· Folien- oder Bahnmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Thermo-Lösungsmittel in einer Menge von 10 bis 50 Gew--%, bezogen auf das Gewicht des organischen, polymeren Materials in der GiessZusammensetzung, für die thermo-haftende Fixierschicht enthalten ist10.Folien- oder Bahnmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wachs in einer Menge-von 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des organischen, polymeren Materials, in der Giesszusammensetzung für die thermo-haftende Fixierschicht enthalten ist.11.Folien- oder Bahnmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einem glatten, transparenten Film besteht.GV·88? 709812/10083 284155212.Folien- oder Bahnmaterial nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein transparenter, "biaxial orientierter Polyäthylenterephthalatfilm ist.13»Folien- oder Bahnmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Polyäthylenterephthalat-Filmträger und der thermo-haftenden Fixierschicht eine Haftschicht "vorhanden ist, die ein Copolymeres aus 4-5 "bis 99,5 Gew.-% wenigstens eines der chlorhaltigen Monomeren Vinyli- ; denchlorid und Vinylchlorid, 0,5 bis 10 Gew.-% wenigstens eines äthylenisch ungesättigten, hydrophilen Monomeren und 0 bis 54-,5 Gew.-% wenigstens eines anderen, copolymer!- sierbaren, äthylenisch ungesättigten Monomeren enthält.14-,Folien- oder Bahnmaterial nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftschicht ein Copolymeres aus Vinylidenchlorid, Vinylchlorid, η-Butylacrylat und Itaconsäure (50:50:18:2 Gew.-%) enthält.15-·FoIien*- Oder Bahnmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 14-, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der thermo-haftenden Eixierschicht.gegenüberliegenden Seite des glatten, transparenten Films eine elektrisch leitende Schicht vorhanden ist.16.Folien-r oder Bahnmaterial nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht Polystyrolsulfonsäure enthält. '...-_-17.Folien- ö.der Bahnmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der thermo-haftenden Fixierschicht gegenüberliegenden Seite des Trägers eine9 Schicht mit einem Oberflächenwiderstand von mindestens 10 Ohm/Quadrat, die durch Befeuchtung mit Wasser auf unter 10 Ohm/Quadrat herabgesetzt werden kann, vorhanden ist.18.Folien- oder Bahnmaterial nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht Polystyrolsulfonsäure enthält.709812/1008inem der vorhergehshcLen · ' '19-Folien- oder Bahnmaterial nach einem der vorhergeh Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze bei 19O°C eine Schmelzviskosität von nicht mehr als 100 P hat.20.Folien- oder Bahnmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermo-haftende Fixierschicht eine derartige Zusammensetzung hat, dass bei der Durchführung des oben erklärten Versuches der G-leichgewichts-Randwinkel zwischen der Schmelze der Fixierschicht-Zusammensetzung und den im Versuch spezifizierten Tonerteilchen kleiner als 90° ist.21.Folien- oder Bahnmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein durch in die thermo-haftende Fixierschicht eingebettete Tonerteilchen gebildetes, fixiertes Tonerbild trägt, wobei diese Schicht einen Randwinkel von weniger als 90° mit den Tonerteilchen bildet.22.Verfahren zur Fixierung eines Tonerbildes auf einem Folienoder Bahnmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte der bildmässigen Ablagerung von Tonerteilchen auf der thermo-haftenden Fixierschicht und Erwärmung wenigstens der dem Tonerbild entsprechenden Teile einer solchen Schicht über 90° enthält, Jedoch ohne dass eine Temperatur erreicht wird, bei der eine dauerhafte Verformung des Folien- oder Bahnmaterials eintritt, wobei die abgelagerten Tonerteilchen mit der geschmolzenen, thermo-haftenden Fixierschicht einen wie in der Beschreibung definierten Randwinkel von kleiner als bilden.23.Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrostatisches Ladungsmuster durch Ionographie zur Erzeugung eines latenten Bildes hergestellt wird, das zur Tonerentwicklung geeignet ist.709812M00824.Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrostatische Ladungsmuster in einer ein ionisierbares Gas enthaltenden Kammer erzeugt wird, das sich in einem elektrischen Feld zwischen zwei Elektroden befindet und einem Muster von durchdringender Strahlung ausgesetzt wird, die Ionisation im Gas erzeugt, um positive oder negative Ladungsträger, die aus dieser Ionisation entstehen, auf die thermo-haftende Fixierschicht des Folien- oder Bahnmaterials abzulagern, die angrenzend zu oder nahe bei einer der Elektroden ist.25·Verfahren nach Anspruch 24-, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas eine Atomzahl von über 36 hat.26.Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas Xenon ist.27·Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in der Kammer unter Uberatmosphärendruck steht.28.Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 2V, dadurch gekennzeichnet, dass das Tonerbild elektrophoretisch entwickelt wird.30.!fixierte Tonerbilder, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach den Verfahren gemäss einem der Ansprüche 22 bis 27 hergestellt werden.709812/1008
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