DE2907633A1

DE2907633A1 - Trockener toner fuer die entwicklung von ladungsbildern

Info

Publication number: DE2907633A1
Application number: DE19792907633
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Hasegawa; Shigeo Kato; Yoshihiro Nishikawa; Yoshio Takasu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-02-28
Filing date: 1979-02-27
Publication date: 1979-09-06
Also published as: US4760007A; DE2907633C2

Description

Trockener Toner für die Entwicklung von Ladungsbildern

Die Erfindung bezieht sich auf einen trockenen Toner, der für die Entwicklung von elektrischen oder magnetischen Ladungsbildern bei Elektrophotographieverfahren, elektrostatischen Druck- bzw. Kopierverfahren, magnetischen Aufzeichnungsverfahren oder anderen, ähnlichen Verfahren geeignet ist.

Auf dem Gebiet der Bilderzeugung z.B. durch die Elektrophotographie und durch elektrostatische Aufzeichnung sind zur Sichtbarmachung oder Entwicklung von Ladungsbildern, die auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements unter Verwendung eines photoleitfähigen Materials oder auf einer dielektrischen oder einer isolierenden Oberfläche eines elektrostatischen Aufzeichnungselements elektrisch erzeugt worden sind, verschiedene Verfahren bekannt. Zum Beispiel können die Entwicklungsverfahren erwähnt werden, die aus den US-PSen 2 576 047 und 3 081 698 und aus den GB-PSen 1 165 406

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1 und 1 165 405 bekannt sind.

Bei diesen bekannten Entwicklungsverfahren wird das elektrische Ladungsbild im allgemeinen unter Ver-Wendung von elektroskopischen Teilchen entwickelt, die durch die elektrostatischen Ladungen des Ladungsbildes selektiv angezogen oder abgestoßen werden. Dabei gibt es jedoch bestimmte Unterschiede im Verfahren, die davon abhängig sind, ob eine direkte Reproduktion oder eine Umkehrreproduktion gewünscht wird. Solche elektroskopischen Teilchen, die bei der Entwicklung verwendet werden, nennt man im allgemeinen "Toner". Im Fall der direkten Reproduktion haftet der Toner an der Fläche an, in der das Ladungsbild vorhanden ist. Im Gegensatz dazu

'5 haftet der Toner im Fall der Umkehrreproduktion an der Fläche an, in der kein Ladungsbild vorliegt.

Der Toner kann für die Entwicklung des Ladungsbildes in verschiedener Weise auf die Oberfläche eines Ladungsbildträgers aufgebracht werden. Beim trockenen Entwicklungsverfahren, das gegenwärtig am gebräuchlichsten ist und bei dem ein Toner in Form eines trockenen Pulvers eingesetzt wird, sind folgende Verfahren bekannt

und in Anwendung: ein Magnetbürstenverfahren, wie es

^^J aus der US-PS 2 874 063 bekannt ist, ein Kaskadenverfahren, wie es aus der US-PS 2 618 552 bekannt ist, und ein Pulverwolkenverfahren, wie es aus der US-PS 2 221 776 bekannt ist.

Die bei diesen Entwicklungsverfahren verwendeten

Entwicklersubstanzen können in zwei Gruppen eingeteilt werden, nämlich in die Einkomponentenentwickler,die nur aus gefärbten Teilchen, d. h. einem Toner, bestehen, und in die

Zweikomponentenentwickler,die aus einem Toner und einem

Träger, z. B. Eisenpulver oder Glasperlen, bestehen.

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' Durch die zuerst erwähnte Entwicklersubstanz kann das Ladungsbild mit Hilfe der elektrischen Ladung entwickelt werden, die von einem elektrisch leitenden Element herrührt, z. B. von einer magnetischen Metallhülse, die als Träger für die Entwicklersubstanz verwendet wird. Durch den zuletzt erwähnten Typ der Entwicklersubstanz kann das Ladungsbild mit Hilfe der durch triboelektrische Aufladung hervorgerufenen, elektrischen Ladung entwickelt werden. Ein bekanntes Entwicklungsverfahren, für das

man einen Einkomponentenentwickler verwendet, ist das Verfahren, bei dem ein elektrisch leitender Toner eingesetzt wird. Dieses Verfahren ist z. B. aus der US-PS 3 909 258 und aus der japanischen Auslegeschrift 491/1962 bekannt. Nach diesem Verfahren haftet

'^ ein elektrisch leitender, magnetischer Toner an einer Hülse an, in der ein Magnet eingebaut ist, so daß aus dem Toner eine Magnetbürste gebildet wird. Die auf diese Weise aus dem Toner gebildete Magnetbürste wird mit einem Träger eines elektrostatischen Ladungsbildes in Berührung

gebracht, um das Ladungsbild mit dem Toner zu entwickeln.

Da der Toner elektrisch leitend ist, wird, wenn sich die Magnetbürste dem elektrostatischen Ladungsbild gegenüber befindet, in dem Toner eine elektrische Ladung induziert, die eine zur Polarität des elektrostatischen Ladungs-

bildes entgegengesetzte Polarität hat, so daß das Ladungsbild durch die Wirkung der zwischen dem Toner mit der induzierten Ladung und dem elektrostatischen Ladungsbild vorhandenen, elektrischen Anziehungskraft entwickelt werden kann.

Das vorstehend beschriebene Entwicklungsverfahren, bei dem ein Einkomponentenentwickler verwendet wird, der nur aus einem Toner besteht, hat im Vergleich mit den Verfahren, bei denen der Zweikomponentenentwickler verwendet wird, verschiedene Vorteile.Wenn der Zweikomponentenentwickler verwendet wird, muß das Mischungsverhältnis von Toner und Träger, d. h. die Kon-

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zentration des Toners in der Entwicklersubstanz, eingestellt bzw. reguliert werden. Im Fall des Entwicklungsverfahrens, bei dem der Einkomponentenentwickler verwendet wird, ist eine solche Einstellung bzw. Regulierung nicht notwendig. Außerdem ist kein Arbeitsgang notwendig, bei dem die Entwicklersubstanz vermischt wird, was sonst erforderlich ist, um die Entwicklersubstanz elektrisch aufzuladen. Daher kann das Entwicklungsverfahren mit einer Entwicklungsvorrichtung durchgeführt werden, die einfach aufgebaut und in gedrungener Form angeordnet ist. Einen anderen Vorteil des vorstehend beschriebenen Entwicklungsverfahrens findet man in der Tatsache, daß es das Problem der Verschlechterung der Qualität der entwickelten Bilder nicht gibt, das durch den sich mit der Zeit verschlechternden bzw. zersetzenden Träger verursacht wird.

Das vorstehend beschriebene Entwicklungsverfahren hat zwar gegenüber anderen Entwicklungsverfahren ver- -^" schiedene Vorteile, wie sie erwähnt worden sind, seine Anwendung war jedoch auf den Fall beschränkt, bei dem auf einem mit einem lichtempfindlichen Material wie Zinkoxid beschichteten, lichtempfindlichen Papier ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt, bei dem das

Ladungsbild direkt mit einem Toner entwickelt und bei dem das entwickelte Bild auf dem Papier fixiert wird. Das gegenwärtig nach dem Stand der Technik gebräuchlichste Entwicklungssystem enthält jedoch einen Übertragungsschritt, bei dem ein entwickeltes Bild vom

lichtempfindlichen Medium auf ein Übertragungs- bzw. Bildempfangsblatt, z. B. auf gewöhnliches Papier, übertragen wird. Auf dieses Entwicklungssystem kann das vorstehend beschriebene Verfahren nicht ohne große Schwierigkeiten und Mühe angewandt werden. Dies liegt

daran, daß bei dem vorstehend beschriebenen Entwicklungs-

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verfahren ein elektrisch leitender Toner verwendet wird, der dem Arbeitsgang der Übertragung eine Beschränkung auferlegt. Z. B. führt die Verwendung eines solchen leitfähigen Toners beim Korona-übertragungsverfahren zu vielen Schwierigkeiten. Das Korona-Übertragungsverfahren ist ein Übertragungsverfahren, bei dem ein auf einem Träger eines elektrostatischen Ladungsbildes erzeugtes Tonerbild mit einem übertragungs- bzw. Bildempfangsblatt bzw. -bogen (nachstehend als Bildempfangsblatt bezeichnet) in Berührung gebracht wird und bei dem von der rückseitigen Oberfläche des Bildempfangsblattes her durch Koronaentladung eine elektrische Ladung angelegt wird, um die Übertragung des Tonerbildes zu bewirken. Wenn der Toner bei diesem Verfahren elektrisch

15 leitend ist, führt ein durch das Bildempfangsblatt

fließender schwacher Koronastrom dazu, daß die Tonerteilchen eine elektrische Ladung mit der gleichen Polarität wie das Bildempfangsblatt erhalten. Dies führt zu einer unzureichenden Übertragung des Tonerbildes. Außerdem können die entwickelten Bilder durch die Abstoßung zwischen den Tonerteilchen gestört werden, da alle Tonerteilchen in einer Tonerschicht elektrische Ladungen mit der gleichen Polarität erhalten haben. In

der japanischen Offenlegungsschrift 45639/1975 wird nc

ein Verfahren zur Entwicklung von elektrostatischen

Ladungsbildern beschrieben, bei dem ein elektrisch isolierender, magnetischer Toner verwendet wird und bei dem der Toner zur Entwicklung des elektrostatischen Ladungsbildes durch Ausnutzung des zwischen dem Toner

und der Oberfläche des Toner-Trägerelements hervorgerufenen Effekts der Aufladung mittels Reibungselektrizität aufgeladen wird. Gemäß der Beschreibung der vorstehend erwähnten, japanischen Offenlegungsschrift ist auch die elektrostatische Übertragung des entwickelten Tonerbildes möglich. Dieser isolierende, magnetische Toner

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' ist jedoch nicht so gut bzw. nicht so stabil im Hinblick auf seine Aufladbarkeit, weil er einen hohen Gehalt an magnetischem Material hat, das darin in Form von feinen Teilchen dispergiert ist. Die triboelektrische Aufladung dieses Toners variiert oft während der Verwendung, weshalb es schwierig ist, in stabiler Weise wiederholt gute Bilder zu erzeugen.

Auch die Zugabe eines Mittels zur Regulierung der elektrischen Ladung, z. B. von Nigrosin-Farbstoff oder einem metallhaltigen Farbstoff, zu einem magnetischen Toner ist bekannt, jedoch werden durch die Zugabe eines solchen Mittels zur Regulierung der elektrischen Ladung zu dem magnetischen Toner einige Probleme hervorgerufen. '5 Bei der Herstellung einer großen Anzahl von Kopien haftet der in dem magnetischen Toner enthaltene Farbstoff in zunehmendem Maße an der Oberfläche des Toner-Trägerelements an oder wird an diese adsorbiert, und schließlich wird die Aufladbarkeit des Toners durch Reibung

^iK> in sehr hohem Maße herabgesetzt. Aus diesem Grunde wird die Verwendung des zur Regulierung der Ladung dienenden Farbstoffs nicht bevorzugt.

Aufgabe der Erfindung ist daher ein trockener Toner, durch den die vorstehend beschriebenen Nachteile der bekannten Toner für die Trockenentwicklung beseitigt werden, der eine ausgezeichnete, elektrische . Aufladbarkeit hat und während seiner Verwendung immer eine stabile Aufladbarkeit zeigt, der die Erzeugung von

scharfen und deutlichen Bildern ohne irgendwelche

Schleier ermöglicht, der auch ein ausgezeichnetes Fließvermögen und eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit hat und mit keinerlei Zusammenballungsproblemen verbunden ist, der die Schwierigkeiten des Anhaftens des Toners an ein Toner-Trägerelement und/oder an ein Trägerele-

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ment des Ladungsbildes minimalisiert und eine gute Fixierbarkeit hat.

Die Erfindung bezieht sich auch auf einen magneti-5 sehen Toner, der bei der Verwendung als Entwicklersubstanz eines Einkomponentensystems ohne Träger oder als Entwicklersubstanz für das magnetische Kopieren einen guten und gleichmäßigen Magnetismus zeigt und die elektrostatische Übertragung des Tonerbildes ermög-10 licht.

Gegenstand der Erfindung ist ein trockener, harzhaltiger Toner, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Harz in Form eines Copolymerisats aus mindestens einem aus 15 Styrol und dessen Derivaten ausgewählten Monomer und mindestens einem aus Maleinsäure und deren Derivaten ausgewählten Monomer und ein feines, magnetisches Pulver enthält.

20 Die beigefügte, einzige Figur ist eine schematische Querschnittsansicht einer Entwicklungsvorrichtung, bei der ein magnetischer Toner eingesetzt wird.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung

^¹-¹ werden nachstehend näher erläutert.

Beispiele für Styrol und dessen Derivate, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, sind Styrol, Vinyl-

toluol, Chlorstyrol, Dichlorstyrol, Bromstyrol, Dibrom-

styrol, Divinylbenzol, CX-Methylstyrol usw.

Beispiele für Maleinsäure und deren Derivate, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, sind Maleinsäure,

Maleinsäureanhydrid, Mono- oder Diester von Maleinsäure

mit Alkoholen, die vorzugsweise 1 bis 18 C-Atome haben,

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Fumarsäure usw.

Bevorzugte Copolymerisatharze, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, sind Copolymerisate der vorstehend erwähnten Monomere mit einem Molekulargewicht zwischen 5.000 und 50.000 und einem nach dem Kugel-Ring-Verfahren gemessenen Erweichungspunkt von 80 ⁰C bis 160 ⁰C. Von diesen Copolymerisaten werden Blockcopolymerisate bevorzugt. Die Copolymerisate der vorstehend erwähnten ^O Monomere könnendes weiteren vollständig oder teilweise verestert werden. Die Harze, die durch die teilweise Veresterung des Copolymerisats aus Styrol-Monomer und Maleinsäureanhydrid hergestellt werden, werden für die

erfindungsgemäße Verwendung besonders bevorzugt. 15

Bei der Herstellung des erfindungsgemäß eingesetzten Copolymerisatharzes liegt das Molverhältnis des Styrol-Monomers zu dem Maleinsäure-Monomer bei der Polymerisation

im allgemeinen bei etwa 100:10 bis 150, vorzugsweise

bei 100:10 bis 70. Wenn der Maleinsäure-Bestandteil in einer kleineren Menge eingesetzt wird, als dem vorstehend beschriebenen Bereich entspricht, wird ein magnetischer Toner hergestellt, der schlecht haltbar ist und eine verminderte, elektrische Aufladbarkeit hat. Wenn unter Ver-

Wendung eines solchen magnetischen Toners viele Kopien hergestellt werden, nehmen die Verminderung der Bilddichte und die Verstärkung des Schleiers mit der Erhöhung der Anzahl der erzeugten Kopien in merklicher Weise zu. Wenn im Gegensatz dazu der Maleinsäure-Bestandteil in einer

größeren Menge eingesetzt wird als dem vorstehend erwähnten Grenzwert entspricht, erhält man einen Toner, dem die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften eines magnetischen Toners fehlt und der insbesondere eine schlechte Feuchtigkeitsbeständigkeit hat, wodurch der Toner für

praktische Anwendungszwecke ungeeignet gemacht wird.

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' Außerdem bringt die Verwendung eines höheren Anteils des Maleinsäure-Bestandteils den Nachteil mit sich, daß es unmöglich wird, die geschmolzene Mischung unter Anwendung einer Walzenmühle zu verkneten, wenn auch die Bildung des Toners unter Anwendung eines Sprühtrockenverfahrens durchgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß kann das Copolymerisatharz unter Anwendung eines bekannten Polymerisationsverfahrens, ^O z.B. der Blockpolymerisation, hergestellt werden.

Bei der Herstellung des Copolymerisats kann zusätzlich zu dem Styrol-Monomer und dem Maleinsäure-Monomer ein anderes Monomer für die Copolymerisation hinzuge- '·* geben werden, solange der Effekt der Erfindung nicht vermindert wird. Ein solches zusätzliches Monomer wird, falls überhaupt, im allgemeinen in einer kleineren Menge als 50 mol-% eingesetzt. Insbesondere erhält man durch Zugabe eines Acrylsäure- und/oder eines Methacryl-

säureesters mit einem 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 4,

C-Atome aufweisenden Alkohol in einer Menge von 10 bis 50 mol-%, vorzugsweise von 15 bis 35 mol-%, ein Harz, das eine gute elektrische Aufladbarkeit und Fixierbarkeit hat und für den erfindungsgemäßen Zweck besser geeignet ist.

Zwar kann das vorstehend definierte Copolymerisatharz allein als ein sehr geeignetes Bindermaterial für

den erfindungsgemäßen, magnetischen Toner dienen, doch

kann auch seine Mischung mit einem oder mehreren anderen Harzen verwendet werden, um die physikalischen Eigenschaften des Toners weiter zu verbessern, solange der Gehalt an einem anderen Harz den Effekt der Erfindung nicht vermindert. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß das vorstehend definierte Copolymerisatharz bei der

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Verwendung eines anderen Binderharzes zusammen mit dem vorstehend definierten Copolymerisatharz in einer Menge von mindestens 40 Gew.-% in dem Bindermaterial vorhanden sein sollte, damit der Effekt der Erfindung erzielt wird. In einer Mischung von Harzen sollte das erfindungsgemäß besonders definierte Copolymerisatharz vorzugsweise in einer Menge von mehr als 50 Gew.-%, insbesondere von mehr als 60 Gew.-%, vorhanden sein.

10 Irgendein üblicherweise als Bindermaterial für

Toner verwendetes, natürliches oder synthetisches Harz kann dem vorstehend definierten Copolymerisatharz beigemischt werden. Beispiele solcher Bindermaterialien für Toner sind: Homopolymerisate von Styrol und dessen substituierten Derivaten wie Polystyrol/ Poly-p-chlorstyrol, Polyvinyltoluol usw., Styrol-Copolymerisate wie Styrol-p-Chlorstyrol-Copolymerisat, Styrol-Propylen-Copolymerisat, Styrol-Vinyltoluol-Copolymerisat, Styrol-VinyInaphthalin-Copolymerisat,Styrol-Acrylat-Copolymerisat, Styrol-ffethacrylat-Copolymerisat, Styrol-CK -Chlormethylmethacrylat-Copolymerisat, Styrol-Acrylnitril-Copolymerisat, Styrol-V inylmethyläther-Copolymerisat, Styrol-V inyläthyläther-Copolymerisat, Styrol- Vinylmethylketon-Copolymerisat,

■" Styrol- Butadien-Copolymerisat, Styrol-Isopren-Copolymerisat und Styrol-Acrylnitril-Inden-Copolymerisat, Polyvinylchlorid, mit natürlichem Harz modifizierte Phenolharze, mit natürlichem Harz modifizierte Maleinharze, Acrylharze, Polyvinylacetat, Siliconharze,

Polyäthylen, Polypropylen, Polyesterharze, Polyurethan-Polyamidharze, lonomerharz, Furanharz, Epoxidharze, Xylolharze, Polyvinylbutyral, Terpenharz, Inden-Cumaron-Harz, chloriertes Paraffin, Paraffinwachs usw.

Das erfindungsgemäß verwendete magnetische Material

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kann irgendein magnetisches oder magnetisierbares Material sein. Beispielsweise können feine Pulver aus einem Metall wie Eisen, Mangan, Nickel, Kobalt und Chrom; Ferrite; Magnetite; Legierungen und Verbindungen von Eisen, Kobalt, Nickel oder Mangan und andere, bekannte magnetische Materialien, z. B. ferromagnetische Legierungen, verwendet werden. Dieses magnetische Material wird in Form von feinen Teilchen mit einer Teilchengröße von 0,1 um bis 5 μπι, vorzugsweise von 0,1 um bis 1 um, in ainer Menge von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Toners, zur Bildung des gewünschten Toners eingemischt.

Der erfindungsgemäße Toner kann nach einem bekannten Verfahren hergestellt werden. Falls erwünscht, kann der Toner in Form eines eingekapselten bzw. eingebetteten Toners hergestellt werden.

Der erfindungsgemäße Toner hat eine Teilchengröße

von im allgemeinen 0,5 um bis 100 \xm, vorzugsweise

1 um bis 40 um.

Falls notwendig, können eine färbende Substanz

wie ein Pigment und ein Farbstoff, z. B. Carbon-Black

und Phthalocyaninblau, ein Mittel zur Regulierung der elektrischen Ladung, ein Mittel zur Beschleunigung des Fixierens und/oder ein Mittel zur Verbesserung des Fließvermögens in den Toner eingemischt werden.

Der erfindungsgemäße magnetische Toner kann auch

als elektrisch leitender magnetischer Toner verwendet werden. In diesem Fall besitzt der leitfähige magnetische Toner nicht die Eigenschaften der Aufladbarkeit und der elektrostatischen Übertragbarkeit, kann jedoch alle anderen guten Eigenschaften beibehalten, die der

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erfindungsgeraäße magnetische Toner hat. Daher wird erfindungsgemäß ein leitfähiger magnetischer Toner erhalten, der gute Eigenschaften, insbesondere eine ausgezeichnete Haltbarkeit, hat.
5

Ein magnetischer Toner, der beim magnetischen Kopieren eingesetzt wird, muß im allgemeinen alle guten Eigenschaften haben, die man erfindungsgemäß erhält, wobei nur die Aufladbarkeit ausgenommen ist. Der erfindungsgemäße, magnetische Toner kann daher vorteilhafterweise als magnetischer Toner für die Entwicklung von magnetischen Ladungsbildern eingesetzt werden.

Der erfindungsgemäße Toner kann auch unter Anwen-■5 dung einer Heizwalze fixiert werden und zeigt eine gute Fixierbarkeit. Probleme wie das Absetzen bzw. Abschmutzen von Toner auf der Heizwalze oder das Ankleben des Übertragungs- bzw. Bildempfangsbogens bzw. -blattes an die Heizwalze treten nicht auf. Außerdem hat der erfindungs- ^ gemäße Toner für elektrostatische Übertragungsverfahren, wie z. B. das Korona-Übertragungsverfahren, eine ausgezeichnete Übertragbarkeit. Mit dem erfindungsgemäßen Toner wird ein gut übertragenes Bild mit hoher Schärfe

erhalten. 25

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

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Beispiel 1

Durch Blockcopolymerisation von Styrol und Maleinsäureisobutylhalbester wurden mit verschiedenen Mengen-Verhältnissen des Styrolmonomers zu dem Maleatmonomer Copolymerisatharze hergestellt.

Jeweils 100 Gewichtsteile des betreffenden Harzes und 30 Gewichtsteile Magnetit (Warenzeichen: EPT-1000,

10 Toda Kogyo, Japan) wurden geschmolzen und mittels einer Walzenmühle gut miteinander verknetet. Danach wurde das Gemisch mittels einer Strahlpulverisiermühle pulverisiert, Auf diese Weise wurde ein magnetischer Toner mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 10 um bis 15 μΐη her-

gestellt. Im Fall der Harzprobe A war es jedoch schwierig, die Bestandteile unter Anwendung der Walzenmühle zu verkneten. Daher wurde der Magnetit in einer Lösung der Harzprobe A in Methyläthy!keton dispergiert, und die Dispersion wurde zur Bildung eines magnetischen Toners

durch eine Sprüh-Trockenvorrichtung versprüht.

Unter Verwendung des in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten, magnetischen Toners wurde ein positives, elektrostatisches Ladungsbild in einer bekannten ■" Entwicklungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt.wird, entwickelt. Das entwickelte Tonerbild wurde durch das Korona-Übertragungsverfahren auf ein Übertragungs- bzw. Bildempfangsblatt übertragen und dann in einer bekannten Weise fixiert. Jedesmal wurde ein klares und scharfes

Bild ohne Schleier erhalten.

In Fig. 1 bedeutet 1 eine lichtempfindliche Trommel. Die Entwicklungsvorrichtung enthält eine drehbare Hülse 3 aus rostfreiem Stahl, in der ein stationärer

Magnet 2 eingebaut ist. 4 ist eine Toner-Zuführungs-

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Vorrichtung, und 6 ist ein magnetischer Toner. Wenn die Hülse 3 gedreht wird, wird der magnetische Toner 6 durch die magnetische Anziehungskraft an die Oberfläche der Hülse gezogen, und beim Drehen der Hülse wird der Toner mit dem Teil der lichtempfindlichen Trommel in Berührung gebracht, der das elektrostatische Ladungsbild trägt, wodurch das elektrostatische Ladungsbild auf der Trommel entwickelt wird. Durch eine am Auslaß der Toner-Zuführungsvorrichtung vorgesehene Rakel (Abstreifmesser) 5 wird die Menge des der Oberfläche der Hülse zugeführten Toners reguliert. Durch den Reibungs-Aufladungseffekt, der sich aus der Reibung zwischen dem Toner und der Hülse ergibt, wird der Toner elektrisch aufgeladen. Die in Beispiel 1 eingesetzten Toner zeigen eine negative Auflad-

¹⁵ barkeit.

Die beim anfänglichen Kopierdurchlauf und nach 10.000 Kopierdurchläufen gemessene, maximale Bilddichte und Schleierdichte werden in Tabelle 1 zusammen mit dem

in dem Beispiel angewandten Copolymerisationsverhältnis der Monomere für die einzelnen Harzproben angegeben.

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- 18 Tabelle 1

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Harz probe	Copolymer!sations- verhältnis	Beim anfäng lichen Durch lauf	Schleier dichte	Nach 10.000 Durchläufen	Schleier dichte
A	StyrolrMaleat (Molverhältnis)	Bild dichte	0,02	Bild dichte	0,02
B	1OO:1OO	1 ,32	0,02	1,33	0,02
C	100:70	1 ,32	0,02	1 ,32	0,02
D	100:50	1 ,29	0,01	1 ,29	0,02
E	100:30	1 ,26	0,01	1,24	0,01
F	100:10	1 ,10	0,02	1 ,09	0,12
(Vergle probe)	100:5	0,89		0,63
ichs-

Beispiele 2 bis

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, wobei viele verschiedene, erfindungsgemäße Copolymerisatharze eingesetzt wurden. Für alle Fälle der Beispiele 2 bis 11 wurden gute Ergebnisse erhalten.

Die zur Herstellung der Copolymerisatharze verwendeten Styrolmonomer-Bestandteile und Maleinsäuremonomer-Bestandteile und die Ergebnisse, die man erhielt, werden in Tabelle 2 gezeigt.

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	Tabelle	1 Copolymerisatharz J (Molverhältnis)	Maleinsäure- Bestandteil	2	Beim anfänglichen ', Durchlauf i	Schleier dichte	Nach 10 laufen	.000 Durch-
		Styrol-Bestand teil	Maleinsäurean hydrid (40)		Bild dichte	0,02	Bild dichte	Schleier- dichte
Beispiel	Styrol (100)	Malein säure (40)		1,25	0,02	1,18	0,02
2	Styrol (100)	Monoäthylmaleat	1,35		1 ,22	0,02
3	Styrol (100)	(40)		0,02
4		Octylmaleat (30)	1 ,21	0,02	1,23	0,02
	Styrol (100)	Maleinsäure (20)	1 ,10	0,02	1,12	0,02
5	Styrol (100)	Isobutylmaleat (20)	1 ,28		1 ,24	0,03
6		Isopropylmaleat (40)		0,03
	p-Chlorstyrol (100)	Isopropylmaleat (40)	1 ,15	0,02	1 ,20	0,02
7	Divinylbenzol (100)	Isopropylmaleat (40)	1 ,08	0,01	1 ,06	0,02
8	CX-Methylstyrol (100)	Isopropylmaleat (40)	1 ,10	0,02	1 ,07	0,02
9	Dibromstyrol (100)	Isopropylmaleat (40)	1 ,30	0,02	1 ,28	0,02
10	Vinyltoluol (100)	1,21		1,11	0,02
11

Beispiel 12

Mit Styrol und Maleinsäureanhydrid im Molverhältnis 1:1 wurde eine Blockcopolymerisation durchgeführt. Etwa 1/4, die Hälfte bzw. 3/4 des Maleinsäureanhydrid-Bestandteils in dem resultierenden Copolymerisat wurden teilweise verestert, um Copolymerisatharze für die Verwendung in erfindungsgemäßen Tonern herzustellen. Unter Verwendung dieser Copolymerisatharze wurde das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wiederholt. In allen Fällen wurden gute Ergebnisse erhalten. Auch als der Magnetit durch andere feine magnetische Pulver, z. B. durch ¹Jf-Fe₂O.,- bzw. Co-lT-Fe-O^-Pulver usw. ersetzt wurde, erhielt man fast die gleichen, guten Ergebnisse.

Beispiel 13

Styrol-Maleinsäureanhydrid -Butylacrylat-Copolymerisat

/~Monomerenverhältnis 50;15:35; (100 Gew.-Teile) _J Magnetit ( 25 Gew.-Teile)

und
Carbon-Black ( 3 Gew.-Teile)

wurden miteinander vermischt. Die erhaltene Mischung wurde geschmolzen und mittels einer Walzenmühle gut verknetet. Danach wurde die Mischung mittels einer Strahlmühle pulverisiert. Auf diese Weise wurde ein erfindungsgemäßer Toner hergestellt. Dieser Toner bestand aus Teilchen mit einer Größe von 5 μΐη bis 25 μκι und hatte eine durchschnittliche Teilchengröße von 10 μπι bis 15 μπι.

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1 Die triboelektrische Aufladung dieses Toners

auf einem Sieb aus rostfreiem Stahl mit einer lichten Maschenweite von 37 μπι wurde gemessen. Man fand eine Aufladung von -6,7 μθ/g.
5

Dieser Toner wurde, ohne daß er mit irgendeinem anderen Toner vermischt wurde, in die Entwicklungsvorrichtung einer Elektrokopiermaschxne vom trockenen Typ (Warenzeichen NP 5000, CANON K.K.) eingefüllt, und ein Kopiertest wurde durchgeführt. Man erhielt scharfe, schleierfreie Bilder.

Durch Kopierdurchläufe mit 10.000 Blättern wurde auch die Haltbarkeit des Toners geprüft. Man fand, daß die nach einer so großen Anzahl von Kopierdurchläufen erhaltenen Kopien ein genauso gutes Bild hatten wie die Kopien, die beim anfänglichen Durchlauf hergestellt wurden.

20 Beispiel 14

Das in Beispiel 13 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde für das Styrol-Maleinsäureanhydrid-Butylacrylat-Copolymerisat ein Monomerenverhältnis von 70:10:20 angewandt.

Man fand, daß der Toner eine triboelektrische Aufladung von -6,5 iiC/q hatte. Mit diesem Toner-wurden gute Bilder mit hoher Schärfe erhalten, die schleierfrei ^ou waren. Die Bildreflexionsdichte betrug 1,38"und die Schleierreflexionsdichte 0,02.

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Beispiel 15

Das in Beispiel 13 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde für das Styrol-Maleinsäureanhydrid-Butylacrylat-Copolymerisat ein Monomerenverhältnis von 50:30:20 angewandt.

Für die erhaltene triboelektrische Aufladung des Toners fand man einen Wert von -6,1 |iC/g. Durch den Arbeitsgang des Kopierens wurde mit diesem Toner ein deutliches und scharfes Bild erzeugt, das schleierfrei war. Seine Bildreflexionsdichte betrug 1,33, und es hatte eine Schleierreflexionsdichte von 0,02.

15 Beispiele 16 bis 24

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde unter Verwendung von verschiedenen, erfindungsgemäßen Tonern wiederholt. Die Zusammensetzung der Harze der in den Versuchen eingesetzten Toner und die bei den Versuchen erhaltenen Tes^J-.ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.

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Tabelle 3

u» OO Oj

Beispiel	Gopolymerisat (Monomerenverhältnis)	Maleinsäure- Acrylsäure- Bestandteil Bestandteil	Butyl acrylat (35)	Butyl acrylat (35)	Zusätzliches Harz	Beim anfänglichen Durch lauf'	Schleier dichte	Nach 10.000 Durchläufen	Schleier dichte
16	Styrol-Bestand- teil	Maleinsäure- Jfethylmeth .- anhydrid (20) acrylat (30)	ί Maleinsäure- iButyl- anhydrid (20) acrylat (20)	Monoäthyl- \| Methyl- maleat (15): acrylat (35)	(Gew.-% im Tonerharz)	Bild dichte	0,02	Bild dichte	0,03
17	Styrol (50)	Maleinsäure Butylacrylat (15). (25)	,Isopropyl- maleat (15)	Isopropyl- Butyl- maleat (20) acrylat (20)	Polystyrol (30)	1,24	0,02	1,23	0,02
18	Styrol (60)	Isobutylmale- Äthyl- at (30) acrylat (20)	Polystyrol (10)	1,35	0,03	1,26	0,03
19	Styrol (50)	Octylmaleat '■■ Butylmeth- (20) acrylat (10)	Styrol-Buta- dien-Copoly- merisat (15/85)(40)	1,43	0,02	1,34	0,03
20 j	Styrol (70)	Isopropyl- maleat (15)	Styrol-Buta- dien-Copoly- merisat (15/85) (50)	1,39	0,03	1,31	0,03
j 21	Styrol (50)	_	1,41	0,02	1,39	0,02
!22	p-Chlor- styrol (60)		1,29	0,03	1,24	0,03
23	Divinyl- benzol (50)	_	1,33	0,02	1,21	0,02
24	c<-Methyl- styrol (50)	—	1,26	0,02	1,19	0,03
Vinyl- toluol (60)	-	1,35	1,26

to

U)

OT

vO Ln

CO CD

CO CO U)

- 24 - B 9502

Beispiel 25

Mit Styrol, Maleinsäureanhydrid und Butylacrylat in einem Monomerenverhältnis von 50:15:35 wurde eine Blockcopolymerisation durchgeführt. Der Maleinsäureanhydrid-Bestandteil in dem erhaltenen Copolymerisat wurde teilweise verestert, um ein Copolymerisatharz herzustellen, das erfindungsgemäß eingesetzt wurde. Unter Verwendung dieses Toners wurde das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wiederholt. Ein deutliches, scharfes, schleierfreies Bild wurde erhalten.

Beispiel 26

15 Polyäthylenoxid

£~ Dichte: 0,9 9; Schmelzindex: 1000 (100 Gew.-Teile)J

und

Magnetit £~ Warenzeichen EPT-1000,

Toda Kogyo (50 Gew.-Teile) 7 20 ?i -i

wurden miteinander vermischt, und die Mischung wurde bei 150 ⁰C 30 min lang mittels einer Walzenmühle gut verknetet. Danach wurde die Mischung mittels einer Strahlpulverisierungsvorrichtung pulverisiert, wobei ein Pulver mit einer Teilchengröße von 3 μΐη bis. 10 um hergestellt -wurde. Dieses Pulver wurde in einer 20 %igen Lösung von Styrol-Maleinsäureanhydrid-Butylacrylat-Copolymerisat (Monomerenverhältnis: 50:15:35) in Methyl-

„„ äthy!keton gründlich dispergiert. Diese Flüssigkeit

wurde dann durch eine Sprühtrocknungsvorrichtung versprüht, wodurch ein eingekapselter bzw. eingebetteter Toner mit einer Teilchengröße von 5 μπι bis 15 μηι gebildet wurde. Die triboelektrische Aufladung des einge-

qc kapselten bzw. eingebetteten, magnetischen Toners auf

einem Sieb aus rostfreiem Stahl mit einer lichten Maschen-

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weite von 37 μΐη wurde gemessen, und man fand eine Aufladung von -7,1

Der vorstehend beschriebene, magnetische Toner wurde dann in die Entwicklungsvorrichtung einer Elektrokopiermaschine vom trockenen Typ (Warenzeichen NP-5OOO, CANON K.K.) eingefüllt. Die Fixiervorrichtung der Kopiermaschine wurde jedoch durch eine Walzenfixiervorrichtung (Develop Company) ersetzt, die zwei galvanisch verchromte, starre bzw. steife Walzen (eine obere und eine untere) mit einem Gesamtdruck von 460 kg enthielt. Mit dieser Kopiermaschine, die mit dem vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Toner beschickt worden war,wurden Kopierteste durchgeführt. Man erhielt deut-

'5 liehe und scharfe Bilder ohne Schleier. Die Haltbarkeit des Toners wurde durch kontinuierliche Kopierdurchläufe mit 30.000 Blättern getestet. Selbst nach einer so hohen Anzahl von Durchläufen erhielt man Bilder mit hoher Qualität und guter Fixierbarkeit, die mit der Qualität und Fixierbarkeit der bei den anfänglichen Durchläufen erzeugten Bilder vergleichbar waren. Nach 30.000 Kopierdurchläufen wurde die triboelektrische Aufladung des Toners gemessen. Die Aufladung betrug -6,8 μθ/g.

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Claims

TlEDTKE - BüHLING " KlNNE ™ΐ?™,Κβ Grupe - Pellmann w-a™ α«»*™, 35 Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München Tel.: 0 89-53 96 Telex: 5-24845 tipat cable: Germaniapatent München 27. Februar 1979 B 9502 Patentansprüche

1. Trockener, harzhaltiger Toner, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Harz in Form eines Copolymerisats aus mindestens einem aus Styrol und dessen Derivaten ausgewählten Monomer und mindestens einem aus Maleinsäure und deren Derivaten ausgewählten Monomer und ein feines, magnetisches Pulver enthält.

2. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Styrolderivat aus Vinyltoluol, Chlorstyrol, Dichlorstyrol, Bromstyrol, Dibromstyrol, Divinylbenzol und "²^-Methylstyrol ausgewählt worden ist.

3. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Maleinsäurederivat aus Maleinsäureanhydrid, Malexnsaureestern und Fumarsäure ausgewählt worden ist.

4. Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Molekulargewicht von 5.000 bis 50.000 hat.

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Deutsche Bank (Munr.heni Kto 5V61 070 Dresdner Bank (München} Kto 3939844 Postscheck (Munchenj Kto 67Ο-43-ΗΟΊ

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5. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz einen durch das Kugel-Ring-Verfahren gemessenen Erweichungspunkt von 80 ⁰C bis 160 ⁰C hat.

6. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis des aus Styrol und dessen Derivaten ausgewählten Monomers zu derr. aus Maleinsäure und deren Derivaten ausgewählten Monomer

10 bsi der Copolymerisation 100:10 bis 150 beträgt.

7. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis des aus Styrol und dessen Derivaten ausgewählten Monomers zu dem aus

15 Maleinsäure und deren Derivaten ausgewählten Monomer bei der Copolymerisation 100:10 bis 70 beträgt.

8. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz als zusätzlichen

20 Bestandteil der Copolymerisation einen Vertreter der

aus Acrylsäureestern und Methacrylsäureestern bestehenden Gruppe enthält.

9. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ^ daß das magnetische Pulver eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,1 um bis 5 \im hat.

10. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das magnetische Pulver in einer Menge von 1 bis 50

Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Toners, enthalten

ist.

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29U7633

11. Trockener, harzhaltiger Toner, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Harz in Form eines Copolymerisats aus mindestens einem aus Styrol und dessen Derivaten ausgewählten Monomer, mindestens einem aus Maleinsäure und deren Derivaten ausgewählten Monomer und mindestens einem aus Acrylsäureestern und Methacrylsäureestern ausgewählten Monomer enthält.

12. Toner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, '0 daß das Styrolderivat aus Vinyltoluol, Chlorstyrol, Dichlorstyrol, Bromstyrol, Dibromstyrol, Divinylbenzol und C«-Methylstyrol ausgewählt worden ist.

13. Toner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Maleinsäurederivat aus Maleinsäureanhydrid, Maleinsäureestern und Fumarsäure ausgewählt worden ist.

14. Toner nach einem der Ansprüche 11 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Molekularge-

wicht von 5.000 bis 50.000 hat.

15. Toner nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz einen durch das Kugel-Ring-Verfahren gemessenen Erweichungspunkt von

80 ⁰C bis 160 ⁰C hat.

16. Toner nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis von Styrol

und dessen Derivaten zur Maleinsäure und deren Derivaten 30

bei der Polymerisation 100:10 bis 150 beträgt und daß das aus Acrylsäureestern und Methacrylsäureestern ausgewählte Monomer in einer Menge von 10 bis 50 mol-% enthalten ist.

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