DE2945193C2

DE2945193C2 - Druckfixierbarer Kapseltoner

Info

Publication number: DE2945193C2
Application number: DE2945193A
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Tokio/Tokyo Hasegawa; Sukejiro Toride Ibaraki Inoue; Yoshihiro Kawasaki Kanagawa Nishikawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-11-09
Filing date: 1979-11-08
Publication date: 1986-11-27
Also published as: US4517273A; GB2036995A; GB2036995B; DE2945193A1; JPS5564251A

Description

genügen, wobei y 0,1 bis 100 mm/10 ist.

2. Druckfixierbarer Kapseltoner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial Polyolefin enthält

3. Druckfixierbarer Kapseltoner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin Polyethylen ist

4. Druckfixierbarer Kapseltoner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Beschichtungsmaterials 0,01 μπι oder mehr beträgt

5. Druckfixierbarer Kapseltoner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial ein Polymer der Styrolreihe ist

Die Erfindung betrifft einen druckfixierbaren Kapseltoner gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, der beispielsweise für elektrophotographische Verfahren, elektrostatische Aufzeichnungsverfahren, magnetische Aufzeichnungsverfahren oder elektrostatische Druckverfahren geeignet ist.

Elektrophotographische Verfahren, bei denen im allgemeinen ein photoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial verwendet wird und auf diesem durch eine geeignete Maßnahme elektrische Ladungsbilder erzeugt, die Ladungsbilder gewünschtenfalis mit einem Toner entwickelt, die durch die Entwicklung erhaltenen Tonerbilder auf ein blattförmiges Bildempfangsmaterial wie z. B. Papier übertragen und die Tonerbilder schließlich durch Anwendung von Wärme, Druck oder Lösungsmitteldampf fixiert werden, sind z. B. aus den US-PS 22 97 691, 28 25 814,32 20 324 und 32 20 831 und den GP-PS 11 65 406 und 11 65 405 bekannt.

Als Toner für bekannte Entwicklungsverfahren wie z. B. die Magnetbürstenentwicklung, die Kaskadenentwicklung, die Pulverwolkenentwicklung, die Berührungsentwicklung, die Pelzbürstenentwicklung und die Flüssigkeitsentwicklung sind bisher feine Pulver aus Farbstoffen oder Pigmenten, die in Natur- oder Kunstharzen dispergiert sind und gewünschtenfalis weitere Bestandteile enthalten, verwendet worden.

Die durch die Entwicklung erhaltenen Tonerbilder können gewünschtenfalis auf ein blattförmiges Bildempfangsmaterial übertragen und fixiert werden.

Beispiele für bekannte Verfahren zum Fixieren von Tonerbildern sind ein Verfahren, bei dem Tonerteilchen durch eine Heizeinrichtung oder eine Heizwalze erwärmt und geschmolzen und auf ein Bildempfangsmaterial aufgeschmolzen und dann auf dem Bildempfangsmaterial in den festen Zustand gebracht werden, ein Verfahren zum Fixieren von Tonerteilchen an einem Bildempfangsmaterial durch Erweichen oder Auflösen des als Bindemittel dienenden Harzes, das in den Tonerteilchen enthalten ist, mit einem organischen Lösungsmittel und ein Verfahren zum Fixieren von Tonerteilchen an einem Bildempfangsmaterial unter Anwendung von Druck.

Materialien für Tonerteilchen werden so ausgewählt, daß sie für das jeweils anzuwendende Fixierverfahren geeignet sind. Ein für ein bestimmtes Fixierverfahren geeigneter Toner ist daher im allgemeinen für andere Fixierverfahren unbrauchbar. Insbesondere ist ein Toner für das weithin gebräuchliche Verfahren zum Fixieren durch Wärmeverschmelzung unter Verwendung einer Heizeinrichtung bei einem Heizwalzen-Fixierverfahren, einem Lösungsmittel-Fixierverfahren oder einem Druckfixierverfahren kaum anwendbar.

Ein Verfahren zum Fixieren von Tonerbildern unter Anwendung von Druck (Druckfixierverfahren) ist bei-50 spielsweise aus der US-PS 32 69 626 und der Japanischen Patentveröffentlichung 15 876/1971 bekannt.

Das Druckfixierverfahren hat verschiedene Vorteile, z. B. einen geringeren Energieverbrauch, keine Verschmutzungsgefahr, Kopieren ohne Wartezeit, keine Gefahr des Verbrennens oder Versengens von Kopien, Fixieren mit hoher Geschwindigkeit und einfache Fixiereinrichtung. Das Druckfixierverfahren weist jedoch andererseits einige Nachteile wie z. B. unzureichende Fixierbarkeit des Toners, unerwünschte Übertragung des Toners auf die Druckwalze (»Offset-Erscheinung«) und Herumwickeln des Papiers um die Druckwalze auf. Zur Vermeidung dieser Nachteile sind verschiedene Toner für das Druckfixierverfahren entwickelt worden. Beispielsweise ist aus der GB-PS 12 10 665 ein druckfixierbarer Toner bekannt, der einen aliphatischen Bestandteil und ein thermoplastisches Harz enthält, sind aus den US-PS 37 88 994 und 39 74 078 und den JA-OS 17 739/1974 Sp und 1 08 134/1977 drucktixierbare Kapseltoner mit einem weichen Kernmaterial bekannt und ist aus der JA-OS

I; 60 75 033/1978 ein druckfixierbarer Toner aus einem Blockcopolymer eines haftfähigen, harten Polymers und eines

π nvit.llV.ll I ISlJIIlI.! 3 L/LflCll Il 11.

!■: Es ist jedoch noch kein praktisch zufriedenstellender druckfixierbarer Toner erhältlich, der leicht hergestellt

[ werden kann, eine genügende Druckfixierbarkeit hat, keine Offset-Erscheinung an der Druckwalze und kein

;, Herumwickeln von Papier um die Druckwalze verursacht, hinsichtlich der Entwicklungseigenschaften und der ! 65 Druckfixierbarkeit bei wiederholter Verwendung haltbar ist, nicht am Tonerträger, dem Entwicklungszylinder

>y. und der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials für die Erzeugung von Ladungsbildern anhaftet und eine gute

! Lagerbeständigkeit hat, d. h., dessen Teilchen nicht aneinander anhaften und nicht zusammenbacken.

■ Wenn in bekannten druckfixierbaren Kapseltonern als Kernmaterial ein weiches Material mit guter Druckfi-

xierbarkeit verwendet wird, tritt bei häufiger Wiederholung des Druckfixiervorgangs allmählich ein Anhaften des weichen Materials an der Druckwalze auf (Offset-Erscheinung), was schließlich dazu führt, daß sich das als Bildempfangsmaterial dienende Papier um die Druckwalze herumwickelt.

Ferner ist die Schwankung der Fixierbarkeit so groß, daß haltbare und praktisch zufriedenstellende druckfixierbare Kapseltoner noch nicht erhältlich sind.

Vor kurzem wurde ein Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder mit einem Einkomponentenentwickler, dessen Tonerteilchen ein feines magnetisches Pulver enthalten und der ohne Tonerträgerteilchen auskommt bekannt Bei diesem Verfahren muß das als Bindemittel des Toners dienende Harz ein gutes Dispergier- und Kontaktvermögen für das feine magnetische Pulver zeigen, und die Tonerteilchen müssen eine hohe Schlagzähigkeit und Fließfähigkeit haben. Es ist jedoch schwierig, diese erwünschten Eigenschaften mit der Druckfixierbarkeit zu vereinbaren.

Aus der DE-AS 22 61 969 ist ein elektrostatographischer Trockenentwickler mit einem Kapseltoner bekannt, dessen Tonerteilchen aus einem Kemmaterial aus dem farbgebenden Bestandteil und einem unter Druck fließfähigen polymeren Bindemittel, das durch ein Beschichtungsmaterial eingekapselt ist, aufgebaut sind, wobei die einzelnen Tonerteilchen eine Teilchengröße von 0,5 bis 1000 μηι und eine Agglomerationstemperatur von mindestens 38°C haben. Das unter Druck fließfähige polymere Bindemittel weist eine Schergeschwindigkeit von 75 S-" und bei Raumtemperatur eine Viskosität zwischen 5 und 10⁴ kPa - s sowie eine Glasumwandlungstemperatur unterhalb 30⁰C auf. Bei der Nacharbeitung von Beispielen der DE-AS 22 61 969 stellte sich heraus, daß der bekannte Kapseltoner keine gute Druckfixierbarkeit hat

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen druckfixierbaren Kapseltoner aus einem druckfixierbaren Kernmaterial, das durch ein Beschichtungsmaterial eingekapselt ist, bereitzustellen, der eine gute Druckfixierbarkeit zeigt, keine Off set-Erscheinung an der Druckwalze verursacht hinsichtlich der Entwicklungseigenschaften und der Druckfixierbarkeit bei wiederholter Verwendung haltbar ist, nicht am Tonerträger, dem Entwicklungszylinder und der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials für die Erzeugung von Ladungsbildern anhaftet u nd eine gute Fließfähigkeit und eine gute Lagerbeständigkeit hat

Diese Aufgabe wird durch einen druckfixierbaren Kapseltoner mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Fig. 1 zeigt eine Beziehung zwischen (a—b) und y für die Zahienwerte der Beispiele i bis Ii und der Vergleichsbeispiele 1 bis 6.

Die Eigenschaften des druckfixierbaren Kapseltoners werden durch die Eigenschaften des druckfixierbaren Kernmaterials und durch die Eigenschaften des druckfixierbaren Kernmaterials und durch die Eigenschaften des zur Verbesserung der Aufladbarkeit und der Fließfähigkeit dienenden Beschichtungsmaterials beeinflußt.

Es wurde festgestellt daß die Härte des Kernmaterials und die Dicke des das Kernmaterial einkapselnden Beschichtungsmaterials miteinander in einem engen Zusammenhang stehen und daß die Eigenschaften des druckfixierbaren Kapseltoners in hohem Maße verbessert werden, wenn die Härte und die Dicke einer besonderen Beziehung genügen.

Bei der Herstellung von Kapseltonern wurde festgestellt, daß Kapseltoner mit dauerhaften Eigenschaften selbst dann nicht immer gebildet werden, wenn ein Kernmaterial mit guter Druckfixierbarkeit und ein Beschichtungsmaterial mit guter Aufladbarkeit und Fließfähigkeit ausgewählt werden und das Verhältnis von Kernmaterial zu Beschichtungsmaterial passend gewählt wird. Die Ursache ist darin zu sehen, daß das Kernmaterial eine bestimmte Teilchengrößenverteilung hat und infolgedessen der gebildete Kapseltoner eine bestimmte Teilchengrößenverteilung hat und daß das Verhältnis von Kernmaterial zu Beschichtungsmaterial in jedem Kapseltonerteilchen nicht immer in dem gewünschten Bereich liegt und demzufolge die der Härte des Kernmaterials entsprechende passende Dicke des Beschichtungsmaterials nicht erreichbar ist.

Daher können selbst dann, wenn die erhaltenen Kapseltonerteilchen zwecks Einstellung der gewünschten Teilchengrößenverteilung klassiert werden, keine Kapseltoner mit stabilen Eigenschaften erhalten werden.

Es wurde festgestellt, daß zur Erzielung von Kapseltonerteilchen, die z. B. immer eine stabile Druckfixierbarkeit, Aufladbarkeit und Fließfähigkeit haben, die Teilchengrößenverteilung des Kernmaterials und die Teilchengrößenverteilung des Kapseltoners sorgfältig überwacht werden müssen und ferner die Härte des Kernmaterials und die Dicke des Beschichtungsmaterials so eingehalten werden müssen, daß ihre Beziehung zueinander einer bestimmten Formel genügt. Demzufolge wurde festgestellt, daß druckfixierbare Kapseltoner mit stabilen Eigenschaften dadurch erhalten werden können, daß man die Teilchengrößenverteilungen des Kernmaterials und des Kapseltoners in passender Weise steuert und ferner ihre Teilchengrößen und die Härte des Kernmaterials so einstellt, daß die Hauptteilchengröße a (in μπι) des Kapseltoners, die Hauptteilchengröße b (in μπι) des Kernmaterials und die Härte y(in mm/10; nach JIS-K2530) des Kernmaterials der Formel

0,01 expfa—b)<y£5exp(a—b),
und vorzugsweise der Formel

0.03 exp (a—b)<y£3 exp (a—b)

genügen, wobei y0,l bis 100 mm/10 ist.

Für die Untersuchungen wurden Kernmaterialien mit verschiedener Härte y und Kapseltoner mit verschiedener Dickearten des Beschichtungsmaterials verwendet, und es wurde gefunden, daß die der vorstehend angegebenen Formel genügenden Kapseltoner beständige Eigenschaften haben.

J1S-K2530 ist eine Japanische Industrienorm, die das Ausmaß des Eindringens einer Nadel in Erdölasphalt betrifft. Das Ausmaß des Eindringens einer Nadel wird durch die Eindringtiefe (in mm/10 als Einheit) der

senkrecht in eine Probe eindringenden Nadel ausgedrückt. Diese Messung wird bei 25°C mit einer Last von 100 g in einem Zeitraum von 5 s unter Verwendung einer besonderen Nadel durchgeführt. Die Last ist das Gesamtgewicht der Nadel, eines Gewichtsstückes und eines Messingrohres. Die Nadel ist ein runder Stahlstab '

mit 1,00 bis 1,02 mm Durchmesser. Ein Ende des Stahlstabes ist in Form eines Kegels mit einer Höhe von etwa 6,35 mm und einem öffnungswinkel von 8° 40' bis 9°40' angeschliffen, wobei die erhaltene Spitze unter Bildung '

eines Querschnitts mit 0,14 bis 0,16 mm Durchmesser abgeschnitten ist. Die Nadel wird gehärtet und ausreichend geschliffen und dann in einen Messinggriff mit etwa 3,2 mm Durchmesser und etwa 32 mm Länge an dessen Mittelachse eingesetzt. Die Nadei wird in eine Eindringtiefen-Meßeinrichtung eingesetzt und für die Messung verwendet. Die Eindringtiefen-Meßeinrichtung ist mit der vorstehend erwähnten Nadel ausgestattet, und die ίο Nadel kann durch die Einwirkung der vorstehend erwähnten Last in die Probe hineingedrückt werden. Der

Bewegungswiderstand der Nadel ist sehr gering, und die Eindringtiefe der in die Probe eingedrungenen Nadel ϊ,ί

kann mit einer Meßplatte mit einer Genauigkeit von 1 mm/10 abgelesen werden. If

Aus praktischen Gesichtspunkten ist es für die Bildung des einkapselnden Beschichtungsmaterials nötig, daß \

(a—b) im allgemeinen nicht kleiner als 0,01 μπι, vorzugsweise nicht kleiner als 0,02 μπι ist. Die Teilchengrößen-Verteilungen des Kernmaterials und des Kapseltoners werden gesteuert, indem man die Hauptteilchengröße und j

die Breite der Teilchengrößenverteilung der anderen Teilchengrößen einstellt. Die Hauptteilchengröße bedeu- '

tet die Teilchengröße, die unter allen Teilchengrößen mit der größten Teilchenzahl vertreten ist.

Die Teilchenzahl einer bestimmten Teilchengröße wird durch einen Teilchengrößenanalysator gemessen. Dabei wird ein Bild einer optisch vergrößerten zu messenden Teilchengruppe in ein Videosignal umgewandelt, (..■% die Bildinformation auf eine Schwellenschaltung übertragen und in eine digitale Bildinformation umgewandelt U

und dann auf eine Zählschaltung gegeben. In dem Zählschaltkreis werden die Teilchengrößen und die Zahl der ^r;

Teilchen unter Verwendung von Fernseh-Abtastzeilen und von Punkten, die durch feine Unterteilung der Abtastzeilen erhalten werden, gemessen.

Wenn zuerst die Kernmaterialien hergestellt und dann durch das Beschichtungsmaterial unter Bildung der Kapseltoner eingekapselt werden, werden die Kernmaterialteilchen vorab in den Bereich der Hauptteilchengröße ±3 μΐη klassiert, und dann wird das Beschichtungsmaterial auf die Kernmaterialteilchen aufgebracht. Nachdem die Kapseltonerteilchen hergestellt sind, werden Klassierungen vorgenommen, um einen Kapseltoner zu erhalten, dessen Teilchen zu 70% oder mehr die Hauptteilchengröße ± 3 μιτι haben.

Wenn jedoch die Teilchengrößenverteilung dadurch in einen bevorzugten Verteilungsbereich gebracht werden kann, daß man die Herstellungsbedingungen zweckmäßig auswählt, ist eine Klassierung nicht immer nötig, '

soweit diese Bedingungen bei den anschließenden Herstellungen eingehalten werden. r

Wenn in der vorstehend angegebenen Formel der Wert (a—b) kleiner als der definierte Bereich bezüglich der Kernmaterialhärte ist, werden die Aufladbarkeit und die Fließfähigkeit der Kapseltoner verringert, und demzufolge werden die Lagerbeständigkeit und die Haltbarkeit durch die resultierende Agglomeration herabgesetzt. ; Wenn dagegen der Wert (a—/^größer als der definierte Bereich ist, wird die Druckfixierbarkeit bemerkenswert schlecht, obgleich die Aufladbarkeit und Fließfähigkeit auf einem gewünschten Stand gehalten werden.

Erfindungsgemäß können als druckfixierbarer Bestandteil des Kernmaterials verschiedene Bestandteile dienen, die für Kernmaterialien bekannter druckfixierbarer Kapseltoner verwendet wurden. Beispielsweise kann ein Bestandteil eingesetzt werden, der unter Druck Haftvermögen zeigt, oder ein Bestandteil, der bei normaler Temperatur und unter normalem Druck Haftvermögen zeigt, wie z. B. ein weiches Material und ein Klebevermögen verleihendes Mittel, jeweils allein oder in Kombination miteinander.

Als druckfixierbarer Bestandteil kann irgendein druckfixierbares Material dienen. Bevorzugte Materialien sind: höhere Fettsäuren wie z. B. Stearinsäure, Palmitinsäure und Laurinsäure; Polyolefine wie z.B. niedermolekulares Polyethylen, niedermolekulares Polypropylen, Polyethylenoxid und Polytetrafluorethylen; niedermolekulares Polystyrol, Epoxyharze, Polyesterharze (Säurezahl nicht höher als 10), Styrol-Butadien-Copolymer (Monomerverhältnis von 5—30 bis 95—70), Ethylen/Acrylsäure-Copolymer, Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer, Ethylen/Viniylacetat-Copolymer, Polyvinylpyrrolidon, Methylvinylether/Maleinsäureanhydrid-Copolymer, mit Maleinsäure modifizierte Phenolharze und mit Phenol modifizierte Terpenharze.

Als Beschichtungsmaterial können verschiedene Harze eingesetzt werden. Bevorzugte Harze sind isolierend, haben ein gutes Filmbildungsvermögen, eine gute positive oder negative Aufladbarkeit eine gute Fließfähigkeit, sind nicht agglomerierend und stören die Druckfixierbarkeit des Kernmaterials nicht

Derartige Beschichtungsmaterialien sind unter anderem Homopolymere oder Copolymere von Styrol oder substituiertem Styrol wie z. B. Polystyrol, Poly-p-chlorstyrol, Polyvinyltoluol, Styrol/Butadien-Copolymer, Styrol/Acrylsäure-Copolymer und Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymer; Polyesterharze, Acrylharze, Xylolharze, Polyamidharze, ionomere Harze, Furanharze, Ketonharze, Terpenharze, Naturharz, mit Naturharz modifizierter Pentaerythritester, mit Naturharz modifizierte Phenolharze, mit Naturharz modifizierte Maleinsäureharze, Cumaron/Inden-Harze, cycloaliphatische Kohlenwasserstoffharze, Petroleumharze, Phthalsäurecelluloseacetat, Stärke-Pfropfpolymere, Polyvinylbutyral und Polyvinylalkohol, wobei die vorstehend erwähnten Materialien allein oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können.

Von diesen Materialien werden Harze der Styrolreihe mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von mehr als 1500, Polyesterharze, ionomere Harze, Phthalsäurecelluloseacetat, Stärke-Pfropfpolymere und Polyvinylbutyral besonders bevorzugt

Wenn die Affinität und die Haftung zwischen dem Kernmaterial und dem Beschichtungsmaterial nicht gut sind, kann dazwischen eine als Klebeschicht dienende Zwischenschicht angeordnet sein. Das Beschichtungsmaterial dient zur Einkoppelung des Kernmaterials und hat ausreichende Tonereigenschaften wie Aufladbarkeit und Fließfähigkeit; es ist nicht immer nötig, daß das Beschichtungsmaterial die gesamte Oberfläche des Kernmaterials vollständig umhüllt.
Ladungssteuerstelle wie z. B. metallhaltige Farbstoffe oder Nigrosin, die für Toner verwendet wurden, können

in geeigneter Menge in das Isoliermaterial für die Bildung des Beschichtungsmaterials eingemischt werden.

Ferner ist es; möglich, einen pulverförmigen Ladungssteuerstoff zusammen mit den Kapseltonerteilchen (d. h. ohne Einmischung des Ladungssteuerstoffes in die Kapseltonerteilchen einzusetzen.

Gewünschtonfalls können Farbstoffe oder Pigmente, die als Farbmittel für Toner verwendet wurden, für die erfindungsgemäßen Kapseltoner verwendet werden; der Farbstoff bzw. das Pigment kann in das Kernmaterial und/oder in das Beschichtungsmaterial eingemischt werden.

Wenn man einen magnetischen Kapseltoner wünscht, wird feines magnetisches Pulver in den Kapseltoner eingemischt. Als magnetisches Material kann ein Material dienen, das magnetisch ist oder magnetisierbar ist, z. B. feines Pulver aus einem Metall wie z. B. Eisen, Mangan, Nickel, Cobalt oder Chrom oder aus verschiedenen Ferriten, Legierungen und Verbindungen des Mangans sowie ferromagnetischen Legierungen. Das feine magnetische Pulver kann entweder in das Kernmaterial oder in das Beschichtungsmaterial eingemischt werden. Wenn ein isolierender Kapseltoner gestellt werden soll, wird das feine magnetische Pulver vorzugsweise in das Kernmaterial eingemischt.

Die durch den erfindungsgemäßen Kapseltoner erzeugten Bilder können durch Hindurchlaufen zwischen

einem Druckwalzenpaar fixiert werden. Gewünschtenfalls kann eine zusätzliche Erhitzung Anwendung finden. — Der Belastungsdruck beträgt im allgemeinen 98 bis 294 N/cm². Vorrichtungen zur Druckfixierung sind aus der

JA-AS 12 797/1969 und den US-PS 32 69 626,36 12 682,36 55 282 und 37 31 358 bekannt.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. In den Beispielen sind die angegebenen Teile auf das Gewicht bezogen, wenn nichts anderes angegeben ist.

20 Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 und 2

Als Kernmaterial wurden 100 Teile Polyethylenoxid [Dichte: 0,99; Härte y (Nadeleindringtiefe): 0,5 mm/10] und 10 Teile Ruß bei etwa 150°C 30 min lang mit einer Walzenmühle genügend durchgeknetet. Das erhaltene Kernmaterial wurde unter Anwendung einer Schneidmühle oder einer Strahlmühle pulverisiert. Die Hauptteilchengröße des gebildeten feinteiligen Kernmaterials war 14,5 μπι. Das erhaltene Pulver wurde klassiert, um ein Pulver zu erhalten, das zu 90% oder mehr eine Teilchengröße von (14,5 ± 3) μπι aufwies.

Dann wurde das so klassierte Pulver in einer 10%igen Lösung eines Styrol/Butadien-Copolymers in Cyclohexan genügend dispergiert und durch einen Sprühtrockner getrocknet. Man erhielt einen Kapseltoner mit dem Styrol/Butadien-Copolymer als Beschichtungsmaterial. Die Hauptteilchengröße des gebildeten Kapseltoners betrug 15,5 μπι.

10 Teile des Kapseltoners und 90 Teile eines als Tonerträger dienenden Eisenpulvers wurden unter Bildung eines Entwicklers gemischt.

Der gebildete Entwickler wurde in einen Entwicklungsbehälter einer elektrophotographischen Trockenkopiervorrichtung gegeben, und die Fixiereinrichtung wurde durch eine Fixierwalzeneinrichtung ersetzt, d. h., durch zwei starre, verchromte Walzen, von denen eine auf der anderen angeordnet war; der Gesamtdruck betrug 4,51 kN. Unter Anwendung der vorstehend erwähnten Entwicklungs- und Fixierungseinrichtung wurde kontinuierlich kopiert, wobei schleierfreie scharfe Bilder mit guter Druckfixierbarkeit entstanden. Das fortlaufende Kopieren wurde bis zur Erzielung von 30 000 Blatt Kopien fortgesetzt. Die Bilder waren dann in Bezug auf Bildqualität und Druckfixierbarkeit so gut wie die Bilder zu Beginn des Kopierens.

Die Druckfixierbarkeit wurde mit 5 bis 6 bewertet. Die Bewertung der Druckfixierbarkeit erfolgte ähnlich der Prüfung der Farbechtheit bei Reibung (JIS-L 0 849-1971), d.h. eine Reibungsprüfung wurde in der Weise vorgenommen, daß die Oberfläche des druckfixierten Kapseltoners nach der angegebenen Vorschrift (Trockenprüfung) mit einem weißen Baumwollreibetuch gerieben und das Ausmaß der Färbung des weißen Baumwollreibetuchs mit einer Grauskala zur Bestimmung der Verschmutzung verglichen wurde, um so die Druckfixierbarkeit zu bewerten und das Ergebnis durch eine Bewertungszahl anzugeben.

Nach der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise die Dicke des Beschichtungsmaterials in verschiedener Weise verändert und die Druckfixierbarkeit und Haltbarkeit geprüft Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Beispiele 4 bis 6 und Vergleichsbeispiel 3

Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei jedoch als Kernmaterial ein niedermolekulares Polyethylen [Härte y(Nadeleindringtiefe): 3,5 mm/10] eingesetzt wurde. Die Hauptteilchengröße des Kernmaterials betrug 16,0μπι. Die Druckfixierbarkeit und die Haltbarkeit wurden bei verschiedenen Dicken des Beschichtungsrr.aterials geprüft Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Beispiele 7 bis 9 und Vergleichsbeispiel 4

Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei jedoch als Kernmaterial Polyethylen [Härte y (Nadeleindringtiefe): 7,5 mm/10] eingesetzt wurde. Die Hauptteilchengröße des Kernmaterials betrug 18,0 μπη. Die Druckfixierbarkeit und die Haltbarkeit wurde bei verschiedenen Dicken des Beschichtungsmaterials geprüft Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Wenn das Kernmaterial pulverisiert war, war eine gewisse Kühlung nötig.

Beispiele 10 und 11 und Vergleichsbeispiele 5 und 6

Vorab wurde ein Harnstoff/Formaldehyd-Ausgangkondensat wie folgt hergestellt:

20 Teile Harnstoff und 55 Teile 37%iger Formaldehyd wurden gemischt, und 10% Ethanolamin wurden zur Einstellung des pH auf 8,0 zugesetzt. Es wurde bei 70⁰C 2,5 h lang gerührt, um ein etwas zähflüssiges durchsichtiges Harnstoff/Formaldehyd-Ausgangskondensat herzustellen.

24 Teile dieses Ausgangskondensats wurden in 180 Teilen Wasser gelöst. Darin wurde eine warme 6O°/oige Lösung eines Ethylen/Vinylacetat-Copolymers [Härte y(Nadeleindringtiefe): 75 mm/10] in Toluol unter Rühren emulgiert. Dann wurde der gebildeten Emulsion zur Einstellung ihres pH-Wertes auf etwa 3,5 Citronensäure in zwei bis drei Anteilen zugesetzt, und die Emulsion wurde etwa 6 h lang unter Rühren bei 45 bis 50⁰C gehalten und dann über Nacht stehen gelassen. Der so gebildete Niederschlag wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei man die Kernmaterialteilchen erhielt. Der größte Teil des in den Kernmaterialteilchen enthaltenen Toluols war während des langen Rührens abgegeben worden, und man erhielt ein im wesentlichen festes Kernmaterial. Die Härte y[Nadeleindringtiefe) betrug 75 mm/10 und die Hauptteilchengröße 10 μίτι. Das Beschichtungsmaterial aus einem Styrol/Butadien-Copolymer wurde wie in Beispiel 1 auf die Kernteilchen aufgebracht. Die Druckfixierbarkeit und die Haltbarkeit wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 geprüft.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und in F i g. 1 angegeben. Die Abszisse in F i g. 1 entspricht (a—b)(\n um) und die Ordinate (logarithmische Skala) entspricht der Härte y(Nadeleindringtiefe) (in mm/10); die Punkte M₁-M_n entsprechen den Beispielen 1 — 11, und die Punkte Ci-Q entsprechen den Vergleichsbeispielen 1 —6. L\ und L₂ stehen füry = 0,01 expfa—ty bzw. y = 5 exp(a-b).

Tabelle 1

Beispiel	Härte y	a-b	0,01 exp	5 exp	Druck	Haltbarkeit
	des Kern	(μηι)	(a-b)	(a-b)	fixierbarkeit	(Blätter)
	materials				(Bewertungs
	(mm/10)				zahl)

	1	0,5	1,0	0,03	13,6	5-6	40 000-50 000
30	2	0,5	2,2	0,09	45,1	5	mehr als 50 000
	3	0,5	3,0	0,2	100,4	4	desgl.
	(Vergleichsbeispiel 1)	0,5	4,8		608	2-3	desgl.
	(Vergleichsb'eispiel 2)	0,5	6,0	4,0	2 017	2-3	desgl.
	4	3,5	1,2	0,03	16,6	6	desgl.
35	5	3,5	2,6	0,13	67,3	4-5	desgl.
	6	3,5	4,0	0,55	273	4	desgl.
	(Vergleichsbeispiel 3)	3,5	7,4	16,4	8 180	2-3	40 000-50 000
	7	7,5	1,4	0,04	20,3	5	40 000-50 000
	8	7,5	3,0	0,2	100,4	4-5	mehr als 50 000
40	9	7,5	5,2	1,8	906	4-5	desgl.
	(Vergleichsbeispiel 4)	7,5	8,0	29,8	14 900	2-3	desgl.
	10	75	3,8	0,45	224	4-5	20 000
	11	75	6,2	4,9	2 460	4-5	20 000-30 000
	(Vergleichsbeispiel 5)	75	2,0	7,4	37	4-5	500
45	(Vergleichsbeispiel 6)	75	10,0	220	110 000	2	20 000-30 000

Beispiele 12 bis 33 und Vergleichsbeispiele 7 bis 18

Die Arbeitsweisen der Beispiele 1 bis 11 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 wurden wiederholt, wobei jedoch Phthalsäurecelluloseacetat in Form einer Lösung in Aceton) oder ein Styrol/Maleinsäureanhydrid/Butylacrylat-Copolymer (Monomerenverhältnis in Gew.-%: 50/15/35); in Form einer Lösung in Methylethylketon) als Beschichtunginaterial anstelle von Styrol/Butadien-Copolymer verwendet wurde. Die Ergebnisse waren beinahe die gleichen wie bei der Verwendung von Styrol/Butadien-Copolymer.

Beispiel34und Vergleichsbeispiel 19

Ethylen/Vinylacetat-Copolymer [Härte y (Nadeleindringtiefe): 4,0 mm/10] wurde als Kernmaterial und Styrol/Butadien-Copolymer (Monomerenverhältnis in Gew.-%: 15/85, in Form einer Lösung in Methylethylketon) wurde als Beschichtungsmaterial verwendet Es wurde nach der Arbeitsweise des Beispiels 1 gearbeitet, und die Dicke des Beschichtungsmaterials wurde verändert. Die gebildeten Kapseltoner wurden als Entwickler verwendet. Die Ergebnisse des Kopierens sind in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2	Härte y des Kernmateri als (mm/10)	29	a-b (μ"¹)	45 193	5 exp (a-b)	Druck- fixierbarkeit (Bewertungs zahl)	Haltbarkeit (Blätter)
Beispiel	4,0 4,0	3,0 8,0	0,01 exp (a-b)	100,4 14 900	5 2-3	mehr als 20 000 mehr als 20 000
34 Vergleichsbeisp.19	0,2 29,8

Vergleichsbeispiel 20
Es wurde ein Kapseltoner entsprechend der Verfahrensweise vom Beispiel 2 der DE-AS 22 61 969 hergestellt.

Kernmaterial
Polyhexamethylensebacat mit einem Durchschnittsmolekulargewicht (Gewichtsmittel) von etwa 24 000.

Ruß

Beschichtungsmaterial: Polystyrol

Die Härte y(Nadeleindringtiefe) des Kernmaterials betrug 0,05 mm/10.

Zur Herstellung des Kapseltoners wurde ein Sprühtrockner (Größe der Zerstäuberscheibe: 150 cm) angewandt. Die Arbeitsbedingungen waren wie folgt:

Zahl der Umdrehungen der Zerstäuberscheibe 30 000 U/min

Zufuhrgeschwindigkeit 200 ml/min

Trockenluft-Einlaßtemperatur 54° C

Auslaßtemperatur 38° C

Die Hauptteilchengröße der erhaltenen Kapseltonerteilchen betrug 16μπι.

Die Kapseltonerteilchen wurden mit einem Epoxyharz zu einem Block verbunden, und der Block wurde mit Hilfe eines Diamant-Schneidwerkzeugs aufgeschnitten, worauf die Schnittfläche poliert wurde. Danach wurden als Hauptteilchengröße des Kernmaterials mit einem Elektronenmikroskop 13,5 μΐη ermittelt.

Das Merkmals—b = (16—13,6 = 2,4) μΐΏΐιηαααβ Merkmal/ = 0,05 mm/10 sin λ in Fig. 1 eingetragen. Man stellte fest, daß diese Werte (C20) außerhalb des beanspruchten Bereiches liegen.

Vergleichsbeispiel 21

Es wurde ein Kapseltoner gemäß der gleichen Verfahrensweise wie Beispiel 6 der DE-AS 22 61 969 hergestellt.

Kernmaterial

Epoxidiertes Phenol-Formaldehyd-Harz mit einem Durchschnittsmolekulargewicht (Gewichtsmittel) von etwa 700.

Ruß
Beschichtungsmaterial: Polystyrol

Die Härtey(Nadeleindringtiefe) des Kernmaterialharzes betrug 0,08 mm/10.

Es wurde der gleiche Sprühtrockner wie im Vergleichsbeispiel 20 zur Herstellung des Kapseltoners verwendet.

Die Arbeitsbedingungen waren wie folgt:

Anzahl der Umdrehungen der Zerstäuberscheibe 36 000 U/min

Zufuhrgeschwindigkeit 200 ml/min

Trockengaseinlaßtemperatur 68° C

Auslaßtemperatur 53° C

Die Hauptteilchengröße der erhaltenen Kapseltonerteilchen betrug 14 μίτι.

Als Hauptteilchengröße des Kernmaterials wurden in gleicher Weise wie im Vergleichsversuch 20 11,4μιη ermittelt Als Ergebnis betrug das Merkmal a—b = (14—11,4 = 2,6) μπι und y = 0,08 mm/10. Diese Werte wurden in F i g. 1 eingetragen, wobei sich ergab, daß sie außerhalb des beanspruchten Bereiches liegen (C21).

Die erhaltenen Kapseltoner wurden geprüft, indem sie in einem Entwicklungsverfahren verwendet und in gleicher Weise wie im Beispiel 1 druckfixiert wurden, wobei die Druckfixierbarkeit bewertet wurde.

Die Druckfixierbarkeit der Kapseltoner, die gemäß den Vergleichsbeispielen 20 und 21 hergestellt wurden, ist in Tabelle 3 gezeigt

Tabelle 3 Vergleichsbeispiel

j<mm/10)

Druckflxierbarkeit (Bewertungszahl)

20 21

0,05 0,08

2,4 2,6

nicht fixiert

Die Kapseltoner gemäß den Vergleichsbeispielen 20 und 21 hatten eine geringe Druckfixierbarkeit Die 1 ο geringe Druckfixierbarkeit ist auf die hohe Härte und darauf zurückzuführen, daß der Wert von (a—b) größer ist als der in den Patentansprüchen angegebene Bereich in bezug auf die Härte y.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

50

55

65

Claims

Patentansprüche:

1. Druckfixierbarer Kapseltoner aus einem druckfixierbaren Kernmaterial, das durch ein Beschichtungsmateriai eingekapselt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptteilchengröße a (in μηι) des Kapseltoners, die Haupueiichengröße b (in μΐη) des Kernmaterials und die Härte y (in mm/10; nach JIS-K2530) des Kernmaterials der Formel:

0,01 expfa—b)^y£5exp(a—b)