DE2700650A1 - Fluessige entwicklermischung zur entwicklung elektrostatischer ladungsmuster - Google Patents

Description

AGFA-GEVAERTAG

PATENTABTEILUNG

LEVERKUSEN

Gs-by 0 7. JAN.

Flüssige Entwicklermischung zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsmuster

Die Erfindung betrifft die Entwicklung elektrostatischer Ladungsmuster auf einem dielektrischen Material sowie hierfür zu verwendende flüssige Entwickler.

Bekannte elektrophotographische Verfahren umfassen als Schritte die elektrostatische Aufladung einer photoleitenden Oberfläche im Dunklen, die bildweise belichtung dieser Oberfläche, wobei die belichteten Flächen entsprechend der Strahlungsintensität entladen werden und eiin elektrostatisches latentes Bild entsteht, sowie die Entwicklung des Materials / wobei durch Abscheidung eines als "Toner" bekannten fein verteilten elektroskopischen Materials auf der das latente Bild tragenden Oberfläche ein sichtbares Bild erhalten wird. Die Tonerteilchen bestehen aus färbenden Stoffen, z.B. Ruß, oder sie enthalten solche Stoffe. Das so entwickelte Bild kann auf der ersten Oberfläche fixiert oder auf eine zweite Oberfläche übertragen und auf dieser fixiert werden. Statt das elektrostatische latente Bild in der oben beschriebenen Reihenfolge zu erzeugen, ist es auch möglich, die photoleitende Schicht direkt bildweise aufzuladen.

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ORIGINAL

27UÜ65Ü

Zur Entwicklung elektrostatischer Bilder ist auch ein Verfahren bekannt, nach dem elektrisch isolierender flüssiger Entwickler verwendet wird, der Teilchen eines färbenden Stoffes dispergiert enthält, die das Ladungsmuster durch Elektrophorese sichtbar machen (z.B. US-PS 2 907 674).

Bei der elektrophoretischen Entwicklung unterscheidet man zwischen Entwicklern mit dispergierten Tonerteilchen, welche eine positive Ladung enthalten, und solchen mit Tonerteilchen von negativer Ladung. Größe und Polarität der Ladung der Tonerteilchen werden mit Hilfe eines oder mehrerer sogenannter Ladungssteuermittel beeinflußt.

Zum Fixieren der Tonerteilchen auf den Stellen, wo sie elektrostatisch abgeschieden werden, enthält jedes Teilchen eine Beschichtung mit einem thermoplastischen Harz, das auch die Rolle des Dispersionsmittels übernehmen kann. Diese Harze können außerdem als Ladungssteuermittel dienen -oder aber elektrisch inert sein.

Nach einem bekannten Verfahren kann die Aufladung der dispergierten Teilchen durch eine chemische Verbindung erfolgen, die aufgrund einer chemischen Dissoziationsreaktion eine Aufladung der Oberfläche des Tonerteilchens und die Einführung eines Gegenions in die elektrisch isolierende Trägerflüssigkeit bewirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flüssige Entwicklermischung für die Sichtbarmachung elektrostatischer Ladungsmuster zu schaffen, die sich hinsichtlich der Tonerteilchengröße durch eine hohe Lagerstabilität auszeichnen.

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270Q6bü

Gegenstand der Erl.in-.lung ist eine flüssige Entwicklermischung für die Entwicklung elektrostatischer Ladungsrauster, die in einer elektrisch isolierenden Trägerflüssigkeit mit einem

spezifischen Voluuenswiderstand von mindestens 10 Ohm.cm und einer Dielektrizitätskonstante kleiner 3 einen teilchenförmigen färbenden Stoff dispergiert enthält, welcher einen oder mehrere Ladungssteuerstoffe sowie ein organisches polymeres Material trägt, wobei die Entwicklermischung dadurch gekennzeichnet ist, daß das polymere Material ein die folgende» sich wiederholenden Einheiten (A) und (B) oder (A) und (C) enthaltendes Copolymer es darstellt:
(A)

CH₀-C

CO

OR

-CH₀-C- ^d \

CO-O-CH₀-CHOh-CH₀-O-(OC-A-O-) R

cc X

CH ι

-CH-C Io t

R² CO-(O-A-CO-) R⁵

worin bedeuten :

R eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,vorzugsweise eine Isobutylgruppe,

R Wasserstoff oder eine Acylgruppe, z.B. eine aliphatisch^ Acylgruppe, die eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen enthält,
2

R Wasserstoff oder eine Carboxylgruppe in der Säure- oder

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Salzform,

R eine Hydroxyl- oder Äthergruppe, z.B. eine Alkoxygruppe mit vorzugoweise einer Alkylkette von 12 bis 18 Kohlenstoffatomen,

A eine Alkylenkette mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 17 Kohlenstoffatomen, und

χ 4 bis 20.

Dieses Harz stellt ein -sehr gutes Dispersionsmittel für Pigmentteilchen in einem unpolaren flüssigen Kohlenwasserstoff dar. In dem oben beschriebenen Harz bilden die durch (B) und (C) dargestellten, sich wiederholenden Einheiten den solvatisierbaren Teil des Polymermoleküls, während der Teil (A) als Adsorbens wirkt, wobei durch diesen Teil (A) die Adsorption des Copolymeren an den Pigmentteilchen in der Flüssigkeit erreicht wird. Der solvatisierbare Teil bildet vorzugsweise mindestens 50 Gew.-% des Copolymeren.

Bevorzugte Copolymere, die der obigen allgemeinen Formel entsprechen, sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1

Strukturformel

CH,

3H₀-C-2 t

CO

CH₂

CH-CH₂-O-J-CO- (CH₂) _Λ Q-CH-O -J-H

OH

CH

CH,

Ao 1
0

CH₂ CH-CH,

CH,

X= 6 (Mittelwert); y-50 Gewichts-%; z- 50 Gewichts-%.

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co

O I

CH-C

,-O—{-00- ( CH_p ) Q-CH-O H

ch

CH-

-CH^-

CH₂

CH-CH

CH,

CH -CH₂-C-

COOH

x=6 (Mittelwert); y-4-9 Gev/ichtn-%; z=»49 Gewichts-%; η» 2 Gewichts-%.

CH₃

-KJH₀-C

CO ι

CH₀ I 2 CH-GH₂-C OH

CO-(CH₂)₁Q-CH-

O CO-(C

CH

χ»6 ; y» 50 Gewichts-%; z» 50 Gewichts-?

CH₂-C

OHj

Jo

-fy

-CH₂-C-

[O-CH-(CH₂)_1O-CO ]_X-O-(CH₂)₅-CH₃

CO

CH,

CO ι

ι
CH₂

CH-CH₃, CH,

x-4; m- 50 Gewichts-%; n- 50 Gewichts-%

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CH₂-C co

O ι CH ι

CH-CH₂-0-^CO-(CH₂)₁₀-CH-0-OH

^CH

3 ^J

■Η

?^H3

CH₀-C-² I CO I

CH₂ CH-CH,

CH, 3

.CH₂-C-COOH

x= 11 (Mittelwert); y= 49 Gewichts-%; z= 49 Gewichts-%; n= 2 Gewichts-%

Das folgende Herstellungsbeispiel für das Copolymere Nr. 3 sowie für die hierfür verwendeten Zwischenstufen A und B soll die Herstellung der Copolymeren, welche eine Y -Gruppe enthalten, erläutern.

Herstellung des Copolymeren Nr. 3
Herstellung der Zwischenstufe A :

-OC-(CH₂) ₁Q-CH-

(CH₂), CH,

-bc

x=6 (Mittelwert)

In einem Kolben mit Stickstoffzufuhr und einem Dean-und-Stark-Separator wurde ein Gemisch von 570 g (1,9 Mol) 12-Hydroxystearinsäure, 28,4 g (0,1 Mol) Stearinsäure und 75 ml Xylol auf einem Ölbad von 240⁰C 8 h erhitzt. Während dieses Zeit raumes wurden 26 ml Wasser abgeschieden. Mit einem Rotationsverdampfer wurde überschüssiges Xylol entfernt und man behielt ein dunkelbraunes, viskoses Ol zurück. Ausbeute : 560 g; Säurezahl : 38.

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Herstellung der Zwischenstufe B
CH_o=C-C00CH_o-CH-CH_o-0-K>C-

(CH₀),

CH

3 ^J

170g der Zwischenstufe A, 17,75 S Glycidylmethacrylat, 0,17 g Hydrochinon, 0,34- g N,N'-Dimethyldodecylamin und 200 ml Xylol wurden in einem 0,5-1-Kolben mit Rückflusskühler zum Rückfluss erhitzt. Sobald das erhaltene Produkt eine Säurezahl kleiner als 1 zeigte, wurde das Rückflusskochen beendet. Die Reaktionszeit betrug etwa 8h. Nach dem Abkühlen wurde die Lösung unter Rühren in 1,5 1 Methanol gegossen, um nicht abreagiertes Glycidylmethacrylat zu entfernen. Es entstanden zwei Schichten; die untere wurde abgetrennt und getrocknet. Man erhielt die Zwischenstufe B als dunkelbraunes, viskoses 01. Ausbeute : 165 g.

Copolymerisation :

Unter Rühren wurden 100 g der Zwischenstufe B, 100 g Isobutylmethacrylat, 0,4 g Azo-bisisobutyronitril und 400 ml Benzol unter Stickstoff 24 h bei 75⁰C erhitzt.

Man erhielt eine viskose Lösung, die als solche für die Herstellung des elektrophoretischen Entwicklers der vorliegenden Erfinder verwendet wurde.

Herstellung des Copolymeren Nr. 4

Herstellung der Zwischenstufe F entsprechend der folgenden Formel :

H—

0-CH-(CH₂)₁₀-C0-

Jx

χ - 4
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2'/UUbbU

In einem Reagenzglas mit einer bis auf den Boden des Glases reichenden Stickstoff zuführenden Kapillare wurden 5^ S (0,18 Mol) 12-Hydroxystearinsäure, 8,1 g (0,03 Mol) Stearylalkohol sowie ein Gemisch von 15 mg Antimon(III)oxid und 30 mg Triphenylphosphat als Katalysatoren über 2 h bei 200⁰C erhitzt, wobei in das Reaktionsgemisch Stickstoff eingeleitet wurde. Es destillierte Wasser ab und nach dem genannten Zeitraum von 2 h wurde der Stickstoffbläschenstrom durch einen mechanischen Rührer ersetzt und die Kondensationsreaktion 6 h bei 255°C unter vermindertem Druck (0,2 mm Hg) fortgesetzt. Man liess das Reaktionsgemisch dann abkühlen und verwendete es als solches.
Ausbeute : 55 g; Säurezahl : 23·

Herstellung der Zwischenstufe Q entsprechend der folgenden Strukturformel :

OH »

H₂C=C-C

MJH-(CH₃^_n-

-0-(CH₂) ^₇-

L, -JX

50 g der Zwischenstufe P, 5,27 g Triäthylamin (20 % Überschuss) sowie 0,1 g m-Dinitrobenzol wurden in 250 ml Xylol in einen 1-1-Dreihalskolben mit Rührer, Tropftrichter und Rückflusskühler erhitzt. Eine Lösung von 5,45 g Methacryloylchlorid (20 % Überschuss), gelöst in 50 ml Xylol, wurde bei 20⁰C zugetropft. Daraufhin wurde das Reaktionsgemisch 1 h bei 100⁰C erhitzt und dann abkühlen gelassen. Die Reaktionsmasse wurde dann nacheinander mit 1N Salzsäure, Wasser, wässriger Natriumhydrogencarbonatlösung und nochmals mit Wasser gewaschen. Das gewaschene Produkt wurde in Methanol gefällt, abgenutscht und unter vermindertem Druck getrocknet.
Ausbeute : 45 g.

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Copolynierisation :

45 g der Zwischenstufe Q, 45 g Isobutylmethacrylat und 180 mg Azo-bisisobutyronitril wurden in 180 ml Benzol in einem 500-ml-Kolben mit Rührer, Stickstoffeinlasskapillare und Rückflusskühler gelöst. Unter Rühren und Stickstoffzustrom wurde das Reaktionsgemisch auf 75°C erhitzt und die Polymerisation 24 h bei dieser Temperatur durchgeführt.

Man erhielt eine hellbraune viskose Lösung, die als solche für die Herstellung de? elektrophoretischen Toners verwendet wurde.

Das organische Polymermaterial hat die Eigenschaft, an den Pigment teilchen zu haften und als Schutzkolloid im nicht wässrigen Medium zu dienen. Das organische Polymermaterial auf den Pigmentteilchen dient als Dispersionshilfe und kann als öligharziges Netzmittel angesehen werden. Die Aufschichtung des Polymermaterials verleiht dem Tonerentwickler durch die sterische Hinderung eine bessere Lagerbeständigkeit.

Die Dispersionsstabilit'at des Entwicklers wird beeinflusst durch die Menge des genannten Copolymeren, das vorzugsweise in einer Menge von mindestens 0,25 g pro g trochener Farbstoff vorliegt. Die optimalen Mengen können für jedes Pigment jeweils durch einfache Veriiuche bestimmt werden.

Die als Trägerflüssigkeit im flüssigen Entwickler verwendete isolierende Flüssigkeit, in welcher die Teile (B) und (C) des Copolymeren solvatisierbar sind, kann jede Art eines unpolaren, fettlösenden Lösungsmittels sein. Die Flüssigkeit ist vorzugsweise ein Kohlenwasserstofflösungsmittel, z.B. ein aliphatischer Kohlenwasserstoff wie Hexan, Cyclohexan, Isooctan, Heptan oder Isododecan, ein Fluorkohlenstoff oder ein Silikonöl. Die isolierende Flüssigkeit ist also z.B. Iaododecan oder eine handelsübliche Erdölfraktion, z.B. ein Gemisch von aliphatischen Kohlenwasserstoffen, vorzugsweise mit einem Siedebereich zwischen 150⁰C und 220⁰C, wie die Produkte ISOPAR G, H, K und L (Waren-

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/7UÜbbÜ

MH'

zeichen der Firma Exxon) und 3ItELISOL T (Warenzeichen der Firma Shell Oil Company).

Dt.*r in den Tonerteilchen verwendete färbende Stoff kann ein beliebiges anorganisches Pigment (einschliesslich Kohlenstoff) odi.'r festes organisches Farbstof fpigment sein, wie es allgemein in flüssigen elektrostatischen Tonermischungen verwendet wird. So können beispielsweise Russ und analoge Formen davon verwendet werden, z.B. Lampenruss, Gasruss und Ofenruss, z.B. Russ PRINTEX 140 geperlt (Warenbezeichnung der DEGUSSA, Prankfurt).

Typische feste organische F-rbstoffe sind sogenannte Pigraentf-irbstoffe, oinsehliessl.ich Phthalocyaninfarbstoffe, z.B. Kupferphthalocyanine, metallfreies Phthalocyanin, Azofarbstoffe und Metallkomplexe von Azofarbstoffen.

Die folgenden Farbstoffe in Pigmentform sollen als Beispiele stehen : FANALROSA B Suprapulver c.I. 45160 (Warenbezeichnung der BASF, Ludwigshafen), HELIOGEIiBLAQ LG CI. 741CO (Warenbezeichnung der BASF für ein metallfreies Phthalocyaainblaupigment), Monaatral Blue (ein Kupferphthaiocyaninpigment ,CI. 74160), HELIOGENBLAU B-Pulver C.I. 7416O (Warenbezeichnung der BASF), HELIOECHTBLAU HG (Warenbezeichnung der Bayer AG, Leverkusen für ein Kupferphthalocyanin, CI. 74,160), Brilliant Carmine 6B (CI. 18,850) sowie VIOLETT FANAL R (Warenbezeichnung der BASF, CI. 42,535)·

Zu den typischen anorganischen Pigmenten gehören schwarzes Eisen(III)-oxid und pulverförmige Gemische von Kupfer(II)-oxid/ Chrom(III)-oxid/Eisen(III)-oxid, Miloriblau, Ultramarinkobaltblau und Bariumpermanganat. Ferner seien die in den FR-PS 1 394 061 und 1 439 323 beschriebenen Pigmente erwähnt.

Bevorzugte Russpigmente werden von DEGUSSA unter der Handelsbezeichnung PRINTEX vertrieben. PRINTEX 140 und PRINTEX G werden für die Entwicklermischung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet. Die Eigenschaften dieser Russe sind in der folgenden Tabelle 2 aufgeführt.

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OR/GINAL INSPECTED

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Tabelle 2

I	Herkunft Dichte	PRINTEX 140	PRINTEX G
Korngrösse vor dem Ein bringen in den Entwick ler	Gasruss 1,8 g.cm"5	Ofenruss 1,8 g.crn"*
Olzahl (g Leinöl, adsor biert von 100 g Pigment)	29 mn	51 nm
spezifische Oberfläche (m2/g)	360	250
flüchtige Bestandteile (Gew.-%)	96	31
toH	6	2
Farbe		8
braun-schwarz	blau-schwarz

Als Parbverbesserer für die PRINTEX-Pigmente werden vorzugsweise geringe Mengen von Kupferphthalcyanin verwendet, z.B. 1 bis 20 Gew.-Teile, bezogen auf den Russ.

Für eine gegebene Ladungsdichte der ladungstragenden Oberfläche ist die mit Tonerteilchen einer gegebenen Grosse bei der Entwicklung maximal erreichbare Schwärzung durch das Ladungs-/ Tonermasse-Verhältnis bestimmt, das im wesentlichen durch die Menge des eingesetzten, die elektrische Polarität einstellenden Stoffes bestimmt wird.

Im Gegensatz zu trockenen Tonern erhalten die flüssig suspendierten Tonerteilchen ihre negative oder positive Ladung in der Regel aus einer chemischen Dissoziationsreaktion auf der Tonerteilchenoberfläche und der Einführung eines geladenen Stoffes in die Trägerflüssigkeit zur Bildung eines Gegenions. Die wichtigsten Ladungsmechanismen, die mit einer Dissoziationsreaktion arbeiten, werden beispielsweise von Robert B. Comizolli et al. in Proceedings of the IEEE, Band 60, Nr. 4, April 1972, S. 363/364 beschrieben.

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Gemäss der vorliegenden Erfindung umfasst eine flüssige Entwicklermischung also mindestens einen Stoff (genannt Ladungssteuernittel oder -stoff), welcher die elektrische Ladung des Toners beeinflusst oder für sie verantwortlich ist. Der Ladungssteuerstoff kann positiv oder negativ aufladende Wirkung haben. Meistens werden zu diesem Zweck öllösliche ionogene Stoffe (oberflächenaktive Mittel) verwendet, z.B. Metallsalze organischer Säuren mit langen aliphatischen Ketten (z.B. mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen). Durch vorherrschende Adsorption einer Ionenart erhalten die Tonerteilchen eine Nettoladung, deren Grosse durch Änderung der Konzentration des Zusatzes reguliert werden kann. Auf diese Weise kann die Empfindlichkeit des Toners (d.h. die abgeschiedene Masse pro Oberflächenladung) eingestellt werden. Die Polarität kann durch geeignete Wahl des oberflächenaktiven Mittels festgelegt werden. Zum Beispiel erhält eine Suspension von Russ in flüssigen Isoparaffinen durch überalkalisiertes Calciumpetroleumsulfonat eine negative und durch Calciumdiisopropylsalicylat eine positive Ladung. Es können auch Gemische von verschiedenen Ladungssteuermitteln verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Gemisch von verschiedenen Ladungssteuermitteln mit entgegengesetzten Ladungseffekten verwendet werden, so dass die Stärke der Ladung auf dem Toner oder deren Polarität durch Änderung des Mischungsverhältnisses der beiden verschiedenen Mittel eingestellt werden kann (siehe GB-PS 1 411 287, 1 411 537 und 1 411 739). Besonders geeignete, positiv arbeitende Ladungssteuerstoffe werden in der GB-PS 1 151 141 beschrieben. Diese Ladungssteuermittel genannten Stoffe sind zwei- oder dreiwertige Metallsalze von :

(a) einem Mono- oder Diester einer von Phosphor abgeleiteten Oxysaure,

(b) eine von Phosphor abgeleitete Oxysäure, welche eine oder zwei durch ein Kohlenstoffatom an den Phosphor gebundene organische Gruppen enthält, oder

(c) ein von Phosphor abgeleitete Oxysäure, die eine Estergruppe und eine über ein Kohlenstoffatom an den Phosphor gebundene

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organische Gruppe enthält, wobei diese organische Gruppe aliphatisch, cycloaliphatisch oder aromatisch ist.

Die organische Gruppe enthält vorzugsweise eine Kette von mindestens 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere von 10 bis 18 Kohlenstoffatomen, und sie kann auch durch ein oder mehrere Heteroatome substituiert und/oder unterbrochen sein, z.B. durch Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff.

Besonders gute Ergebnisse werden mit den Zinksalzen erzielt. Es können jedoch auch andere Salze verwendet werden, z.B. Magnesium-, Calcium-, Strontium-, Barium-, Eisen-, Kobalt-, Nickel-, Kupfer-, Cadmium-, Aluminium- und Bleisalze.

Die Löslichkeit eines solchen Metallsalzes in der elektrisch isolierenden Trägerflüssigkeit kann durch Gegenwart einer oder mehrerer organischer Gruppen von verzweigter Struktur, z.B. durch verzweigte aliphatische Gruppen, wie eine 2-Butyloctylgruppe, gefördert werden.

Andere geeignete positiv arbeitende Ladungssteuermittel von besonderem Interesse bei der Herstellung eines elektrophoretischen Entwicklers mit niedrigem Ladungs/Tonerteilchenmasse-Verhältnis enthalten ein Metallalkylsulfonat, in welchem das Metallion eines der zweiwertigen Metallionen Zink(II), Blei(II), Cadmium(II) oder Kupfer(II) oder ein dreiwertiges Metallion aus der VIII. Gruppe des Periodensystems, z.B. Eisen(III), oder aus der Gruppe VIB, z.B. Chrom(III), ist und worin die Sulfonatgruppe direkt auf einer geradkettigen Alkylkette mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen vorliegt. Bei Verwendung eines solchen Sulfonates als Ladungssteuermittel in einer erfindungsgemässen Entwicklermischung können die Grossen der Tonerteilchen und die Menge, in welcher das SuIfonat vorliegt, so gewählt werden, dass der Toner ein Ladungsmuster mit einem

11 Ladungsgrad entsprechend 50 V bei einer Kapazität von 1,5x10 Farad/cm2 bis zu einer optischen Schwärzung von mindestens 0,8 entwickeln kann. Eine geeignete Menge des Sulfonates für einen

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Tonerentwickler kann jeweils leicht durch einfache Versuche ermittelt werden. Bei Verwendung eines solchen Metallalkylsulfonates als Ladungssteuermittel können die beschriebenen Ergebnisse mit Tonerteilchen einer Grö'sse erzielt werden, wie sie allgemein in der Elektrophotographie verwendet wird, z.B. mit Tonerteilchen einer Grosse im Bereich von 0,2 bis 2 um. Zusammen mit dem Metallalkylsulfonat kann ein zusätzliches Ladungssteuermittel verwendet werden.

Eine erfindungsgemässe flüssige Entwicklermischung kann unter Anwendung bekannter Dispersions- und Mischtechniken hergestellt werden. Es ist üblich, mit Hilfe geeigneter Mischer, z.B. eines Dreiwalzenmischers, einer Kugelmühle, von Kolloidmischern, oder Schnellrührern ein Konzentrat von z.B. 15 bis 80 Gew.-% der für die Mischung gewählten Festmaterialien in der Isolierflüssigkeit herzustellen und dann nach und nach weitere isolierende Trägerflüssigkeit zuzusetzen, bis man die für das elektrostatische Reproduktionsverfahren gebrauchsfertige flüssige Tonermischung erhält. Für eine gebrauchsfertige elektrophoretische Entwicklerflüssigkeit ist es im allgemeinen günstig, den Toner in einer Menge zwischen 1 und 20 g/l, vorzugsweise zwischen 2 und 10 g/l, einzuarbeiten.

Das Copolymere kann als Vorbeschichtung auf die Pigmentteilchen vor ihrer Verwendung beim Herstellen des Entwicklers aufgebracht werden oder als getrennter Bestandteil in die Flüssigkeit eingeführt werden, wo man es an den Pigmentteilchen adsorbieren lässt.

Die elektrophoretische Entwicklung kann unter Anwendung Jeder bekannten elektrophoretisehen Entwicklungstechnik oder Vorrichtung durchgeführt werden. Das Feld des zu entwickelnden Bildes kann durch die Verwendung einer Entwicklungselektrode beeinflusst werden. Die Verwendung einer Entwicklungselektrode ist von besonderem Wert bei der Entwicklung von Halbtonbildern. Wird keine Entwicklungselektrode verwendet, dann kann das entwickelte Bild übertriebene Schwärzungsgradienten aufweisen,

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die beispielsweise in bestimmten medizinischen Röntgenbildern für diagnostische Zwecke von Interesse sein können.

Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung.

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Beispiel 1

Zu 600 g des Copolymeren Nr. 3, wie es im obigen Herstellungsbeispiel erhalten wurde, wurden 24-00 g Ofenruss gegeben und mit einem Schnellrührer dispergiert.

Nach einer Mischdauer von 2 bis 24 h wurde das Lösungsmittel abgedampft und der Kuchen der mit dem Copolymeren beschichteten Russteilchen gemahlen, wodurch man Teilchen einer mittleren Korngrösse von 100 um erhielt. Diese Teilchen wurden bei 30⁰C unter vermindertem Druck von 15 mm Hg getrocknet.

Von der Masse aus beschichtetem Pigment wurden 4- g zusammen mit 10 mg Zink-2-hexyldecylsulfonat als Ladungseinstellmittel 15 Stunden in 15 ml Isododecan dispergiert. Aus der erhaltenen Dispersion wurden 25 ml mit Isododecan auf 1 Liter verdünnt.

Der erhaltene elektrophoretische Entwickler hatte eine sehr hohe Stabilität und ein Ladungs/Tonermasse-Verhältnis, das die Entwicklung eines Ladungsmusters mit einer Ladung von

q ρ 3 χ 10 ' C.cm auf einem dielektrischen Träger mit einer

11 —2 Kapazität von 1,57 x 10 P.cm zur spektralen Schwärzung 1 innerhalb von 3 bis 10 s gestattete.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde mit dem Unterschied wiederholt, dass das Copoly mere Nr. 3 durch die gleiche Gewichtemenge des Copolymeren Nr. 4 ersetzt wurde. Man erhielt bei der Entwicklung analoge Ergebnisse.

Beispiel 3

Zu einer Lösung von 10 g eines carboxylmodifizierten,

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aliphatischen Kohlenwasserstoff-Polymeren (40 Gewichts-% Maleinsäureanhydrid, polymerisiert mit 60 Gewichts-% aliphatischen, ungesättigten Kohlenwasserstoffen der C9-Fraktion, erhalten durch Kracken von Naphtha und Gasöl) mit Säurezahl (mg KOH/g) = 50, Erweichungspunkt 125⁰C und relativer Dichte (20⁰C) - 1,0 in 200 ml Methylenchlorid wurden 40 g Ofenruss zugesetzt.

Das Gemisch wurde 2 Stunden bis zum Erhalt einer homogenen Russdispersion kräftig gerührt. Mit einem Rotationsverdampfer wurde das Lösungsmittel bei einem Druck von 15 mm Hg entfernt. Die trockne Masse der mit Polymerem umhüllten Russteilchen wurde bis zu einer Korngrösse von ca. 100 um fein gemahlen. Hiervon wurden durch 15stündiges Mahlen in einer Vibrationskugelmühle 40 g in 220 ml Isododekan dispergiert. Von diesem Tonerkonzentrat wurde 25 ml mit Isododekan bis zu einem Volumen von 1 1 verdünnt.

Der erhaltene elektrophoretische Entwickler hatte mindestens 6 Monate lang eine konstante Tonerkorngrösse von 0,60 um.

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Claims (14)

270Übbü Patentansprüche

1. Flüssige Entwicklermischung, für die Entwicklung elektrostatischer Ladungsmuster, die in einer elektrisch isolierenden Trägerflüssigkeit mit

ο einem spezifischen Volum-Widerstand von mindestens Ohm.cm und einer Dielektrizitätskonstante unter 3 einen teilchenförmigen färbenden Stoff dispergiert enthält, welcher einen oder mehrere Ladungssteuerstoffe sowie ein organisches polymeres Material trägt, dadurch gekennzeichnet, dass dieses polymere Material ein die folgenden sich wiederholenden Einheiten (A) und (B) oder (A) und (C) enthaltendes Copolymeres ist :

CH ι

-CH₀-C c. ι

CO

Or

CH.

ι -

-CH^-C-

CO-O-CH₂-CHOH-CH₂-O-(OC-A-O)_xR¹

CH₃. •CH-C-

R² CO-(O-A-CO-) R³

worin bedeuten : R eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,

R Wasserstoff oder eine Acylgruppe,

R Wasserstoff oder eine Carboxylgruppe in Säure- oder Salzform,

R eine Hydroxyl- oder Äthergruppe,

A eine Alkylenkette mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen, und

χ 4 bis 20.

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-ι-

2. Entwicklermischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Copolymeren die Einheiten (B) oder (C) mindestens 50 Gew.-96 ausmachen.

J. Entwicklermischung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass (A) eine Alkylenkette mit 17 Kohlenstoffatomen und R eine Isobutylgruppe bedeuten.

4. Entwicklermischung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass R eine Alkoxygruppe mit einer Alkylgruppe von 12 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet.

5· Entwicklermischung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der teilchenförmige färbende Stoff Russ ist.

6. Entwicklermischung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungssteuerstoffe dem dispergierten teilchenförmigen Stoff eine positive Ladung verleihen.

7. Entwicklermischung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungssteuerstoffe dem dispergierten teilchenförmigen Stoff eine negative Ladung verleihen.

8. Entwicklungsmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 7« dadurch gekennzeichnet, dass der Ladungssteuerstoff ein Metallsalz einer organischer Säure mit einer aliphatischen Kette mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen ist.

9. Entwicklermischung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass der Ladungssteuerstoff als zwei- oder dreiwertiges Metallsalz

(a) eines Mono- oder Diesters einer von Phosphor abgeleiteten Oxyeäure,

(b) einer von Phosphor abgeleiteten Oxysäure, die eine oder zwei über ein Kohlenstoffatom an den Phosphor gebundene organische Gruppen enthält, oder

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(c) einer von Phosphor abgeleiteten Oxysäure, die eine Estergruppe und eine über ein Kohlenstoffatom an den Phosphor gebundene organische Gruppe enthält, welche aliphatisch, cycloaliphatisch oder aromatisch ist,

enthalten ist.

10. Entwicklermischung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass als Ladungssteuerstoff ein Metallalkylsulfonat enthalten ist, worin das Metallion eines der zweiwertigen Metallionen Zink(II), Blei(II), Cadmium(II) oder Kupfer(II), oder ein dreiwertiges Metallion der VIII. Gruppe oder der Gruppe VI B des Periodensystems ist, und worin die SuIfonatgruppe direkt an eine geradkettige Alkylkette mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen gebunden ist.

11. Entwicklermischung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Trägerflüssigkeit ein aliphatischer Kohlenwasserstoff ist.

12. Entwicklennischung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Copolymere in einer Menge von mindestens 0,25 S P^ro 6 trockener Farbstoff enthalten ist.

13. Verfahren zur Bildung einer flüssigen Entwicklermischung, die zur Verwendung bei der Entwicklung elektrostatischer Ladungsmuster geeignet ist und geladene Tonerteilchen in einer elektrisch isolierenden Trägerflüssigkeit mit einem

spezifischen Volumwiderstand von mindestens 10' Ohm.cm und einer Dielektrizitätskonstante unter 3 dispergiert enthält, das darin besteht, teilchenförmigen Farbstoff in der Trägerflüssigkeit in Gegenwart von mindestens einem Ladungssteuerstoff und eines organischen polymeren Materials zu dispergieren, dadurch gekennzeichnet, dass als organisches polymeres Material ein die folgenden sich wiederholenden Einheiten (A) und (B) oder (A) und (C) :

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(A)

CH ι

CO

OR

(B)

-CH₀-C-

(C)

CO-O-CH₂-CHOH-CH₂-O-(OC-A-O)_xR¹ J

Τι

-CH-C

R² CO-(O-A-CO-),

worin bedeuten :

R eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R Wasserstoff oder eine Acylgruppe,

2
R Wasserstoff oder eine Carboxylgruppe in Säure- oder Salzform,

R eine Hydroxyl- oder Xthergruppe, A eine Alkylenkette mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen, und χ 4 bis 20
enthaltendes Copolymeres verwendet wird.

14. Verfahren zum Sichtbarmachen eines elektrostatischen Ladungsmusters auf einem dielektrischen Material, dadurch gekennzeichnet, dass man diese Oberfläche mit einer flüssigen Entwicklermischung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in Kontakt bringt.

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