DE3027121C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Entwickler mit einem Toner, der
als Bindemittelharz ein Vinylcopolymer enthält, und die Verwendung
des Entwicklers in einem Entwicklungs- und Fixierverfahren,
bei dem die Fixierung mit einer Schmelzwalze erfolgt.
Der erfindungsgemäße Entwickler kann z. B. für Elektrophotographieverfahren,
elektrostatische Aufzeichnungsverfahren und magnetische
Aufzeichnungsverfahren angewandt werden.
Elektrophotographieverfahren sind beispielsweise aus der US-
PS 22 97 691 und den GB-PS 11 65 406 und 11 65 405 bekannt.
Bei diesen Verfahren werden unter Anwendung verschiedener Vorrichtungen
kopierte Bilder erhalten, zu deren Herstellung folgende
Verfahrensschritte durchgeführt werden: Erzeugung eines
elektrostatischen Ladungsbildes auf einem elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterial mit einer photoleitfähigen Schicht,
Entwicklung des elektrostatischen Ladungsbildes unter Verwendung
eines Toners, anschließende Übertragung des erhaltenen
Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial wie z. B. Papier,
falls dies notwendig ist,
und schließlich Fixierung des auf diese Weise übertragenen
Tonerbildes durch Hitze, Druck oder Lösungsmitteldampf.
Wenn in den gesamten Verfahrensschritten der Schritt der
Übertragung des Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial
eingeschlossen ist, so wird ein weiterer Schritt
hinzugefügt, bei dem restlicher Toner entfernt wird.
Bekannte Verfahren zur Entwicklung bzw. Sichtbarmachung elektrostatischer
Ladungsbilder unter Verwendung eines Toners sind beispielsweise
das Magnetbürstenverfahren (US-PS 28 74 063),
das Kaskaden-Entwicklungsverfahren (US-PS 26 18 552), das
Pulverwolkenverfahren (US-PS 22 21 776), ein Verfahren,
bei dem ein elektrisch leitfähiger, magnetischer Toner
eingesetzt wird (US-PS 39 09 258) und andere Verfahren.
Als Toner, die für diese Entwicklungsverfahren geeignet
sind, sind bisher feine Teilchen aus einem natürlichen oder
synthetischen Bindemittelharz, in dem Farbstoffe oder Pigmente
dispergiert sind, eingesetzt worden. Beispielsweise werden
als Toner Teilchen mit einem
Durchmesser von 1 bis 30 µm oder einem ähnlichen Durchmesser,
die durch Dispergieren eines Farbmittels in einem
Bindemittelharz wie Polystyrol hergestellt worden sind,
eingesetzt. Für magnetische Toner sind Magnetit und ähnliche,
magnetische Teilchen enthaltende Materialien verwendet
worden. Im Falle des Systems, bei dem der sog.
Zweikomponenten-Entwickler eingesetzt wird, wird der
Toner im Gemisch mit Teilchen eines Tonerträgers wie Glasperlen oder Eisenpulver
verwendet.
Diese Toner müssen verschiedene physikalische und chemische
Eigenschaften haben, jedoch haben die meisten der
bekannten Toner bestimmte Mängel, die nachstehend erwähnt
werden. Beispielsweise neigen die meisten Toner, die durch
Erhitzen leicht schmelzen, dazu, daß sie während der
Lagerung oder innerhalb der Kopiervorrichtung
zusammenbacken oder koagulieren. Die meisten
anderen Toner verschlechtern ihre triboelektrischen Eigenschaften
und ihr Fließvermögen aufgrund von Temperaturveränderungen
in der Umgebung. Die meisten Vertreter von
wieder anderen Tonern führen aufgrund einer gegenseitigen
Beeinträchtigung zwischen dem Toner, den Teilchen des Tonerträgers
und dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial, die von Zusammenstößen
zwischen den Tonerteilchen und den Teilchen des Tonerträgers
sowie von der Berührung zwischen diesen Teilchen und der
Oberfläche eines plattenförmigen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials
als Ergebnis der wiederholten Entwicklung bei kontinuierlichem
Betrieb der Kopiervorrichtung herrührt, zu Veränderungen
in der Bilddichte oder zu einer Erhöhung der
Hintergrundsdichte. Weiterhin verursachen die meisten
Vertreter von wieder anderen Tonern eine Erhöhung der
Hintergrundsdichte, wenn die Dichte des kopierten
Bildes durch eine Erhöhung der an der Oberfläche des
plattenförmigen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials anhaftenden
Menge des Toners vergrößert werden soll, wodurch die Erscheinung
der sog. Schleierbildung verursacht wird.
Eine der verschiedenen, unerwünschten Erscheinungen, die
vorstehend erwähnt worden sind, tritt infolge der Sprödigkeit
der Tonerteilchen ein. Da die Tonerteilchen spröde
sind, werden sie durch die Einwirkung mechanischer Kräfte
leicht pulverisiert, was vom Gesichtspunkt der Produktivität
bei der Herstellung des Toners aus einen Vorzug
darzustellen scheint. Andererseits neigen jedoch solche
Tonerteilchen dazu, daß sie durch eine Last, die innerhalb
der Entwicklungsvorrichtung an die Tonerteilchen angelegt
wird, leicht zerquetscht bzw. zerbrochen und pulverisiert
werden, wodurch unerwünschte Erscheinungen wie
eine Verunreinigung der Teilchen des Tonerträgers und des Entwicklungszylinders
oder die Erscheinung der Schleierbildung
in dem kopierten Bild aufgrund des Umstands, daß
die Ladung der Tonerteilchen selbst nicht
mehr genau gesteuert werden kann, hervorgerufen werden.
Durch die Sprödigkeit der Tonerteilchen wird die Haltbarkeit
des Entwicklers in hohem Maße beeinträchtigt.
Zur Vermeidung solcher Verschlechterungserscheinungen ist
die Verwendung verschiedener polymerisierter Substanzen
mit hohem Molekulargewicht als Bindemittelharz in Betracht gezogen worden.
Wenn man jedoch berücksichtigt, daß beim letzten Schritt
des Kopierens üblicherweise eine
Fixierung unter Einwirkung von Hitze durchgeführt
wird, wird der Einsatz von polymerisierten Substanzen mit
hohem Molekulargewicht vom Gesichtspunkt der Energieeinsparung
aus nicht bevorzugt, da die Fixiertemperatur bei
der Fixierung mit einer solchen polymeren Substanz
erhöht werden müßte, wofür eine viel größere Wärmemenge
notwendig wäre. Zur Beseitigung solcher Verschlechterungserscheinungen
ist auch die Zugabe einer kleinen Menge
eines Plastifizierungsmittels in dem Toner vorgeschlagen
worden. Auch dieser Vorschlag ist problematisch, und zwar
in der Hinsicht, daß dadurch das Fließvermögen des Toners
beeinträchtigt wird und die Teilchen des Tonerträgers verunreinigt
werden usw., weshalb dieser Vorschlag nicht immer zum
Erfolg führt.
Andererseits ist ein mechanisches Zerquetschen oder Zerbrechen
nicht durchführbar, wenn der Toner zu hart ist,
wodurch eine Herstellung des Toners in der Praxis schwierig
gemacht wird.
Aus verschiedenen Gründen, die vorstehend erwähnt worden
sind, sind bisher als Bindemittelharz für Toner
Polystyrol oder Copolymere von Styrol und Butylmethacrylat
mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht von wenigen
bis mehreren Tausend und einer geeigneten Härte eingesetzt
worden.
In neuerer Zeit wird jedoch von verschiedenen Verwenderkreisen
ein starkes Interesse an einer Verbesserung der
Betriebszuverlässigkeit von Kopiervorrichtungen
geäußert. Die Hersteller von Kopiervorrichtungen
streben nun die Entwicklung und Herstellung von
Kopiervorrichtungen an, die vom Gesichtspunkt der Wartung
aus eine längere Betriebsfähigkeit haben. Unter solchen
Umständen wurde bei der Überprüfung der verschiedenen
Eigenschaften von Tonern festgestellt, daß Polystyrol
oder Copolymere von Styrol und Butylmethacrylat mit einem
relativ niedrigen Molekulargewicht, wie sie vorstehend
erwähnt worden sind, in bezug auf ihre Härte als Bindemittelharz
für Toner nicht zufriedenstellend sind und daß
Materialien mit einer größeren Härte benötigt werden.
In den letzten Jahren hat sich das Verfahren der Fixierung mit einer Schmelzwalze
allgemein als Fixierverfahren in Kopiervorrichtungen
durchgesetzt. Bei den meisten Schmelzwalzen-
Fixiervorrichtungen, die in gegenwärtig im Handel erhältliche
Kopiervorrichtungen eingebaut sind, wird auf
die Oberfläche der Schmelzwalze üblicherweise Öl aufgebracht.
Das Aufbringen von Öl führt jedoch aufgrund der Verdampfung
des Öls zur Belästigung der Bedienungspersonen, zu einer
Bildung von Ölflecken auf den Blättern des Kopierpapiers, zu einem komplizierten
Aufbau der Fixiervorrichtung, die nicht selten
zu mechanischen Störungen neigt, und zu einer Erhöhung
der Herstellungskosten und verschiedenen anderen, unerwünschten
Erscheinungen. Aus diesem Grund ist die Herstellung
einer Schmelzwalzen-Fixiervorrichtung
angestrebt worden, bei der auf die Walze kein Öl oder nur
eine sehr geringe Ölmenge aufgebracht wird. Eine solche
Verbesserung kann jedoch nicht erzielt werden, ohne daß
der Toner selbst verbessert wird. Die Schwierigkeit bei
der Anwendung einer Schmelzwalzen-Fixiervorrichtung,
bei der auf die Schmelzwalze kein Öl aufgebracht wird, besteht
darin, daß der Toner in ausreichendem Maße von der
Fixierwalze ablösbar sein sollte, damit das fehlende
Aufbringen von Öl kompensiert wird. Es ist nämlich schwierig,
einen Toner zu erhalten, der unter Beibehaltung
einer möglichst niedrigen Fixiertemperatur die Eigenschaft
hat, das Offset-Phänomen (ein Absetzen des Toners an der Walze) und
ein Herumwickeln von Papier (um die Walze) zu verhindern, und es
ist noch schwieriger, einen Toner zu erhalten, bei dem
sowohl die Bildfixierungs- als auch die Entwicklungseigenschaften
ausgezeichnet sind.
Bei den bekannten Tonern hat das Bindemittelharz eine
Molekulargewichts-Verteilungskurve mit einem Spitzenwert
des Molekulargewichts oder mit einer Vielzahl von Spitzenwerten
im Bereich des niedrigen Molekulargewichts, oder
das Bindemittelharz ist eine Mischung von vollständig
verschiedenen Verbindungen, die alle eine unterschiedliche
Molekulargewichtsverteilung haben.
Von Tonern, wie sie vorstehend erwähnt worden sind, kann
nicht behauptet werden, daß sie sowohl hinsichtlich des
Fixierverhaltens als auch hinsichtlich des Entwicklungsverhaltens
ausgezeichnete Toner sind.
Bisher sind verschiedene Verfahren zur Verbesserung des
Fixierverhaltens eines Toners in bezug auf die
Schmelzwalzen-Fixierung vorgeschlagen worden. Aus der
US-PS 39 41 898 ist beispielsweise ein Toner bekannt,
bei dem als Bindemittelharz ein vernetztes Polymer eingesetzt
wird. Bei dem aus der US-PS 39 41 898 bekannten
Verfahren kann eine merkliche Verbesserung in bezug auf
die Verhinderung des Offset-Phänomens und des
Herumwickelns festgestellt werden, jedoch verbleiben noch
verschiedene Nachteile. Beispielsweise kann durch ein
bloßes Vernetzen kein zufriedenstellendes Fixierverhalten
erzielt werden, da die Fixiertemperatur noch niedrig
ist, und es ist schwierig, den Tonern, bei denen
solche vernetzten Polymere als Bindemittelharz eingesetzt
werden, zufriedenstellendes Entwicklungsverhalten zu
verleihen, weil es schwierig ist, in dem vernetzten Polymeren
ein Pigment zu dispergieren und weil das vernetzte
Polymer mit anderen Polymeren nicht verträglich ist.
Ferner ist aus der DE-OS 23 52 604 ein Toner bekannt, bei
dem ein Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht mit
einem Harz vom Styroltyp vermischt ist. Bei dem aus der
DE-OS 23 52 604 bekannten Toner ist es notwendig, eine große
Menge Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht einzubeziehen,
um eine zufriedenstellende Wirkung hinsichtlich
der Verhinderung des Offset-Phänomens zu erzielen.
Andererseits zeigt der Toner jedoch in erhöhtem Maße die
Eigenschaft, zu koagulieren, wodurch das Entwicklungsverhalten
des Toners in einem nachteiligen Ausmaß verschlechtert
wird.
Aus der DE-OS 25 22 771 ist ein elektrostatographischer Toner
mit einer besonderen Teilchengrößenverteilung der Tonerteilchen
bekannt, bei dem als Bindemittelharz mindestens ein Vi
nyl-Homopolymer oder -Copolymer, vorzugsweise ein Homopolymer
oder Copolymer vom Styroltyp, mit einem Durchschnittsmolekulargewicht
(Gewichtsmittel) zwischen etwa 3000 und 500 000
verwendet wird.
Aus der DE-OS 25 15 665 ist ein Toner für die Entwicklung
elektrostatischer Ladungsbilder bekannt, der ein Farbmittel
und als Hauptbestandteil (mindestens 60 Gew.-%) des Bindemittelharzes
mindestens ein Vinyl-Homopolymer oder -Copolymer
enthält, bei dem das Verhältnis Durchschnittsmolekulargewicht
(Gewichtsmittel)/Durchschnittsmolekulargewicht (Zahlenmittel)
3,5 bis 40 und das Durchschnittsmolekulargewicht (Zahlenmittel)
vorzugsweise 2000 bis 30 000 beträgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Entwickler mit
einem Toner, der als Bindemittelharz ein Vinylcopolymer enthält,
insbesondere mit einem magnetischen Toner, der ferner
feine Teilchen eines magnetischen Materials enthält, bereitzustellen,
der bei der Fixierung mit einer Schmelzwalze ein ausgezeichnetes
Fixierverhalten zeigt, weder ein Offset-Phänomen
noch ein Herumwickeln eines Bildempfangsmaterials wie z. B. Papier
um die Schmelzwalze verursacht, bei einer relativ niedrigen
Temperatur fixierbar ist und verhindert, daß die Oberflächen
von Bauteilen der Kopiervorrichtung durch Reibung beschädigt
werden.
Diese Aufgabe wird durch einen Entwickler mit den im kennzeichnenden
Teil von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen
gelöst.
Das in dem Bindemittelharz enthaltene Vinylcopolymer
hat vorzugsweise mindestens einen Spitzenwert
des Molekulargewichts im Molekulargewichtsbereich
von 5×10³ bis 8×10⁴ bzw. von 10⁵ bis 1,5×10⁶.
Fig. 1 ist eine schematische Schnittzeichnung einer
Entwicklungsvorrichtung, bei der ein magnetischer
Entwickler angewendet wird, und
Fig. 2 ist eine schematische Schnittzeichnung eines
Beispiels einer Schmelzwalzen-Fixiervorrichtung.
Nachstehend wird die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
erläutert.
Ein Vinylcopolymer, das in einem durch die Gel-
Permeations-Chromatographie (GPC) gemessenen Chromatogramm
mindestens einen Spitzenwert des Molekulargewichts im Molekulargewichtsbereich
von 10⁵ bis 2×10⁶ aufweist, leistet
einen wirksamen Beitrag zur Lösung der Aufgabe der Erfindung.
Es muß jedoch beachtet werden, daß bei einer Vergrößerung
des Anteils des Vinylcopolymers mit mindestens einem im Bereich von 10⁵ bis 2×10⁶
liegenden Spitzenwert des Molekulargewichts die für das Fixieren durch
Hitzeeinwirkung erforderliche Fixiertemperatur entsprechend
ansteigt. Wie vorstehend erwähnt wurde, wird
eine Erhöhung der Fixiertemperatur vom Gesichtspunkt
der Energieersparung aus nicht bevorzugt. Aus diesem
Grund ist es notwendig geworden, ein anderes Vinylcopolymer,
und zwar ein Vinylcopolymer, das im GPC-Chromatogramm
mindestens einen Spitzenwert des Molekulargewichts im Molekulargewichtsbereich von 10³ bis 8×10⁴
hat, in einer geeigneten Menge einzumischen. Ein Vinylcopolymer, das sich im Rahmen der Erfindung für das Bindemittelharz des Toners eignet, kann
entweder in der Stufe seiner Synthetisierung
so eingestellt werden, daß sein Molekulargewicht
in den Bereichen von 10³ bis 8×10⁴ und von 10⁵ bis
2×10⁶ jeweils mindestens einen Spitzenwert aufweist,
oder es kann hergestellt werden, indem man ein Copolymer P,
das einen Spitzenwert des Molekulargewichts im Molekulargewichtsbereich von
10³ bis 8×10⁴ hat, und ein Copolymer Q, das einen
Spitzenwert des Molekulargewichts im Molekulargewichtsbereich von 10⁵ bis
2×10⁶ hat, miteinander vermischt, wobei
das auf das Gewicht bezogene Mischungsverhältnis
Q/P der Copolymere Q und P zwischen 2/1 und 1/50
liegen sollte. Wenn das Mischungsverhältnis Q/P größer als 2/1
ist, wird in dem Fall, daß das gegenwärtig allgemein
übliche Heißfixierverfahren angewandt wird, nachteiligerweise eine sehr
große Wärmeenergiemenge benötigt.
Andererseits kann keine Wirkung des Vermischens der
Copolymere P und Q festgestellt werden, wenn das Mischungsverhältnis
Q/P kleiner als 1/50 ist. Es ist zwar nicht
immer notwendig, daß die Copolymere P und Q aus denselben
Monomeren bestehen, jedoch sollte das den Hauptbestandteil
dieser Copolymere bildende Monomere vorzugsweise
identisch sein.
Zur Messung der Lage des Spitzenwertes des Molekulargewichts
des Vinylcopolymers in der Molekulargewichts-
Verteilungskurve wird im
allgemeinen ein geeignetes Verfahren der Gel-Permeations-
Chromatographie angewendet, wie es nachstehend erläutert
wird.
a) Temperatur: 25°C
b) Lösungsmittel: Tetrahydrofuran-Lösung
c) Fließgeschwindigkeit: 1 ml/min
d) Konzentration der Probe: 8 mg/ml der Tetrahydrofuan-Lösung
e) Gießmenge der Probe: 0,5 ml
b) Lösungsmittel: Tetrahydrofuran-Lösung
c) Fließgeschwindigkeit: 1 ml/min
d) Konzentration der Probe: 8 mg/ml der Tetrahydrofuan-Lösung
e) Gießmenge der Probe: 0,5 ml
Um eine zufriedenstellende Messung des Molekulargewichtsbereichs
von 10³ bis 2×10⁶ zu gewährleisten, wird in
Kombination eine Vielzahl von im Handel erhältlichen
Polystyrolgel-Säulen angewendet.
Nachstehend werden Beispiele für bevorzugte Kombinationen
gezeigt:
- 1. Kombination von "µ-STYRAGEL" 500, 10³, 10⁴ und 10⁵ (Waters Inc.).
- 2. Kombination von "SHODEX" A-802, A-803, A-804 und A-805 (Showa Denko K.K.).
Die Eichkurve wird unter Anwendung eines Standard-Polystyrols
gezeichnet. Als Standard-Polystyrole werden vorzugsweise
die Polystyrole von Pressure Chemical Co. oder
Toyo Soda Kogyo K.K. mit den Molekulargewichten 6×10²;
2,1×10³; 4×10³; 1,75×10⁴; 5,1×10⁴; 1,1×10⁵;
3,9×10⁵; 8,6×10⁵; 2×10⁶ und 4,48×10⁶ angewendet.
Geeigneterweise werden mindestens 10 Arten solcher
Standard-Polystyrole angewendet.
Es wird eine Brechungsindex-Meßzelle angewendet.
Bei dem im Rahmen der Erfindung für das Bindemittelharz geeigneten
Vinylcopolymer handelt es sich um ein Copolymer,
in dem ein Monomer vom Vinyltyp enthalten ist. Beispiele
für die Monomere vom Vinyltyp sind: Styrol und dessen
Substitutionsprodukte; Monocarbonsäuren mit einer Doppelbindung
und deren Substitutionsprodukte wie Acrylsäure,
Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Dodecylacrylat,
Octylacrylat, Phenylacrylat, Methacrylsäure, Methylmethacrylat,
Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Octylmethacrylat,
Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid;
Dicarbonsäuren mit einer Doppelbindung und deren Substitutionsprodukte
wie Maleinsäure, Butylmaleat, Methylmaleat
und Dimethylmaleat; Vinylester wie Vinylchlorid,
Vinylacetat und Vinylbenzoat; Vinylketone wie Vinylmethylketon
und Vinylethylketon und Vinylether wie
Vinylmethylether, Vinylethylether und Vinylisobutylether.
Diese Vinylmonomere können einzeln oder in Kombination
eingesetzt werden. Von diesen Vinylcopolymeren
werden die Copolymere vom Styroltyp bevorzugt.
Diese Vinylcopolymere mit dem vorstehend erwähnten
GPC-Chromatogramm sind in dem Bindemittelharz geeigneterweise in einer Menge
von 30 bis 99 und vorzugsweise von 50 bis 85 Gew.-%, auf
das Gesamtgewicht des Toners bezogen, enthalten.
Bei den Copolymeren vom Styroltyp handelt es sich um
die Copolymere von Styrol und dessen Substitutionsprodukten
wie α-Methylstyrol und p-Chlorstyrol mit
anderen Monomeren. Der Copolymerisationsanteil dieses
Monomers vom Styroltyp in den Copolymeren vom Styroltyp
sollte vorzugweise 30 bis 95 Gew.-% oder insbesondere
50 bis 90 Gew.-% betragen, wobei ein Copolymerisationsanteil
des Monomers vom Styroltyp von 60 bis 85 Gew.-%
besonders bevorzugt wird. Als Comonomere für die Monomere
vom Styroltyp in den Copolymeren vom Styroltyp
werden Acrylsäureacrylester, bei denen die Alkylgruppe
1 bis 15 Kohlenstoffatome enthält, und
Methacrylsäurealkylester, bei denen die Alkylgruppe 2 bis 15
Kohlenstoffatome enthält, bevorzugt.
Die Copolymere vom Styroltyp können auch mit anderen
Vinylcopolymeren vermischt werden. In diesem Fall
sollte der Mischungsanteil der Copolymere vom
Styroltyp vorzugsweise 50 bis 100 und insbesondere 70
bis 100 Gew.-%, auf die Gesamtmenge der Mischung der
Vinylcopolymere bezogen, betragen, wobei ein
Mischungsanteil der Copolymere vom Styroltyp von
90 bis 100 Gew.-% besonders bevorzugt wird.
Die Copolymere vom Styroltyp, die im Rahmen der
Erfindung für das Bindemittelharz verwendet
werden, können durch bekannte Polymerisationsverfahren,
z. B. durch die Suspensionspolymerisation, die
Emulsionspolymerisation, die Lösungspolymerisation und
die Blockpolymerisation, hergestellt werden. Zur Einstellung
des Molekulargewichts können die bekannten
Hilfsmittel für die Einstellung des Molekulargewichts
wie Laurylmercaptan, Phenylmercaptan, Butylmercaptan,
Dodecylmercaptan und andere Mercaptane sowie Kohlenstofftetrachlorid,
Kohlenstofftetrabromid und andere halogenierte
Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden.
Um einen Toner zu erhalten, der für
die Fixierung mit einer Schmelzwalze noch besser geeignet ist, kann
das Bindemittelharz eine Mischung eines
Copolymers A vom Styroltyp und eines
anderen Copolymers B vom Styroltyp enthalten, wobei
für das Copolymer A vom Styroltyp (das ein Durchschnittsmolekulargewicht
M A und einen Copolymerisationsanteil
des Monomers vom Styroltyp von W A Gewichtsprozent aufweist)
und das Copolymer B vom Styroltyp (das ein Durchschnittsmolekulargewicht
M B und einen Copolymerisationsanteil
des Monomers vom Styroltyp von W B Gewichtsprozent
aufweist) die Beziehungen M A <M B und W A <W B gelten.
Vorzugsweise beträgt in diesem Fall der Copolymerisationsanteil
des Monomers vom Styroltyp W A in dem Copolymer A
50 bis 98 Gew.-% und der Copolymerisationsanteil des
Monomers vom Styroltyp W B in dem Copolymer B 35 bis
90 Gew.-%.
Die wichtigen Punkte, die in diesem Fall beachtet werden
müssen, bestehen in folgendem:
- (1) Das Bindemittelharz enthält eine Mischung von Copolymeren vom Styroltyp mit verschiedenem Durchschnittsmolekulargewicht;
- (2) der Copolymerisationsanteil des Monomers vom Styroltyp in dem Copolymer B mit dem höheren Durchschnittsmolekulargewicht ist kleiner als der Copolymerisationsanteil des Monomers vom Styroltyp in dem Copolymer A mit dem niedrigeren Durchschnittsmolekulargewicht, und
- (3) die Copolymere A und B vom Styroltyp sollten vorzugsweise Copolymere vom Styrol-Acryl-Typ sein. Die Beachtung dieser Punkte führt zu den folgenden Merkmalen:
Das erste Merkmal besteht darin, daß das Copolymer B
mit dem höheren Durchschnittsmolekulargewicht zu zufriedenstellenden
Eigenschaften in bezug auf die Verhinderung
des Offset-Phänomens und des Herumwickelns führt, während das
Copolymer A mit niedrigerem Durchschnittsmolekulargewicht zu
der Eigenschaft einer niedrigen Fixiertemperatur führt.
Solche günstigen Eigenschaften können bei einem Toner,
in dem als Bindemittelharz ein Polymer enthalten ist,
das in seiner Molekulargewicht-Verteilungskurve nur
einen Spitzenwert aufweist, nicht erhalten werden.
Durch das zweite Merkmal wird die vorstehend erwähnte
Tendenz in einem noch höheren Maße gefördert.
Das heißt, daß die Fixiertemperatur des Copolymers A mit
niedrigerem Durchschnittsmolekulargewicht aufgrund
dieses niedrigen Durchschnittsmolekulargewichts kaum erhöht wird,
während das Copolymer A mit niedrigerem Durchschnittsmolekulargewicht
durch eine Erhöhung des Gehalts an dem
Monomer vom Styroltyp ausgezeichnete Entwicklungseigenschaften
und ausgezeichnete Eigenschaften in bezug auf
die Verhinderung des Blockierens erhält und seine
Glasumwandlungstemperatur Tg erhöht wird. Andererseits wird die
Fixiertemperatur des Copolymers B mit höherem Durchschnittsmolekulargewicht
herabgesetzt, indem man den Gehalt des
Monomers vom Styroltyp vermindert.
Das dritte Merkmal besteht darin, daß durch eine
geeignete Kombination der Monomere sowohl hinsichtlich
der Entwicklung als auch hinsichtlich der Bildfixierung
ausgezeichnete Eigenschaften erhalten werden können.
Diese ausgezeichneten Eigenschaften scheinen dem Monomer
vom Styroltyp, das einem viel höheren Beitrag zur
Entwicklung leistet, und dem Monomer vom Acryltyp, das
einen viel höheren Beitrag zur Fixierung leistet,
zuzuschreiben zu sein.
Der Toner kann außer den vorstehend erwähnten Vinylcopolymeren
folgende Verbindungen in einem unter dem
Gehalt der Vinylpolymere liegenden Anteil
enthalten: Beispiele für solche Verbindungen sind Siliconharz,
Polyester, Polyurethan, Polyamid, Epoxidharz,
Polyvinylbutyral, Terpentinharz, modifiziertes Terpentinharz,
Terpenharz, Phenolharz, aliphatisches oder alicyclisches
Kohlenwasserstoffharz, aromatisches Petroleumharz,
chloriertes Paraffin und Paraffinwachs.
Beispiele für feine Teilchen eines magnetischen Materials,
die in den Toner einbezogen werden, um einen
magnetischen Toner zu erhalten, sind Eisen, Mangan, Nickel,
Kobalt, Chrom und andere Metalle; Magnetit, Hamatit,
verschiedene Arten von Ferriten, Manganlegierungen und
andere ferromagnetische Legierungen. Für diesen Zweck
können alle Materialien eingesetzt werden, die magnetische
Eigenschaften zeigen oder magnetisierbar sind. Diese
Materialien werden für ihre Verwendung bis zur Erzielung
eines durchschnittlichen Teilchendurchmessers von 0,05
bis 5 µm und vorzugsweise von 0,1 bis 2 µm pulverisiert.
Die feinen Teilchen des magnetischen Materials, die in den magnetischen
Toner einbezogen werden, sind vorzugsweise in
einer Menge von 15 bis 70 und insbesondere von 25 bis
45 Gew.-%, auf das Gesamtgewicht des Toners
bezogen, enthalten.
Weiterhin können zu dem
Toner beispielsweise zum Zwecke der Anfärbung und der
Steuerung der Ladung verschiedene Arten von Zusatzstoffen
hinzugegeben werden. Beispiele für solche Zusatzstoffe
sind Farbmittel wie Ruß, Eisenschwarz, Graphit, Nigrosin,
Metallkomplexe von Monoazofarbstoffen, Preußischblau,
Phthalocyaninblau, Hansagelb, Benzidingelb, Chinacridon
und verschiedene Arten von Lackpigmenten. Auch Polytetrafluorethylen,
Verbindungen mit Schmierstoffeigenschaften
wie Fettsäuren und deren Metallsalze und Bisamid und Plastifizierungsmittel
wie Dicyclohexylphthalat können
hinzugegeben werden. Als Mittel zur Verbesserung des Fließvermögens kann z. B. hydrophobes, kolloidales
Siliciumdioxid
in einer Menge von 10 bis 40 Gew.-% in
dem Toner enthalten sein. Dieses Mittel zur
Verbesserung des Fließvermögens kann zur Herstellung des Entwicklers auch von außen
mit dem Toner vermischt werden, und zwar
geeigneterweise in einer Menge von
0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des
Toners.
Der vorstehend beschriebnene, aus dem Bindemittelharz, dem
magnetischen Pulver, dem Farbmittel, dem Mittel zur
Steuerung der Ladung usw. hergestellte Toner
hat, wie festgestellt wurde, eine hohe Beständigkeit
gegenüber Belastungen, denen es innerhalb der Entwicklungsvorrichtung
ausgesetzt ist, und während des Haltbarkeitstestes
wurde auch festgestellt, daß der Toner
keiner Verschlechterung infolge eines Pulverisierens
unterliegt. Andererseits wurde festgestellt, daß die
anderen Materialien, die in der
Kopiervorrichtung angewendet werden, z. B. die Oberfläche
des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, die Reinigungseinrichtung,
die Oberfläche des Entwicklungszylinders und die
Teilchen des Tonerträgers, wegen der hohen Härte der Tonerteilchen dazu
neigen, abgerieben oder beeinträchtigt bzw. verschlechtert
zu werden, wenn der Toner nicht
außerdem eine sehr kleine Menge, d. h., 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Toner, eines Olefin-Homopolymers
oder -Copolymers vom Ethylentyp mit einer Schmelzviskosität
von 10 bis 10⁶ mPa · s bei 140°C enthält. Wenn
dieses Olefin-Homopolymer oder -Copolymer von außen
mit dem Toner vermischt wird, kommt es während der
wiederholten Verwendung in nicht zu vermeidender Weise
zu Veränderungen im Gewichtsverhältnis zwischen dem Olefin-
Homopolymer oder -Copolymer und dem Toner, wodurch z. B. Veränderungen
in den Entwicklungseigenschaften hervorgerufen werden.
Aus diesem Grunde ist dieser Zusatzstoff von
Anfang an in dem Toner selbst enthalten.
Wenn das Olefin-Homopolymer oder -Copolymer mit dem vorstehend erwähnten Schmelzviskositätsbereich
in dem Toner in einer
Menge von 0,1 bis 5 und vorzugsweise von 0,2 bis 3 Gew.-%
enthalten ist, werden die Dispergierbarkeit und die Verträglichkeit
von Pigmentteilchen und feinen Teilchen eines magnetischen
Materials in bezug auf den Toner verbessert,
wodurch schädliche Wirkungen auf die Oberfläche z. B. des
elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials und der
Reinigungseinrichtung vermindert werden.
Beispiele für Olefin-Homopolymere und -Copolymere vom
Ethylentyp, die für diesen Zweck geeignet sind, sind
Polyethylen, Polypropylen, Ethylen/Propylen-Copolymere,
Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Ethylen/Ethylacrylat-
Copolymere und Ionomere, in denen das Polyethylengerüst
enthalten ist. Die vorstehend erwähnten Olefin-Copolymere sollten
ein Olefin-Monomer in einem Anteil von 50 bis 100
und vorzugsweise von 60 bis 100 Mol-% enthalten. Für die
Messung der Schmelzviskosität wird das Brookfield-Verfahren
angewendet. In diesem Fall wird ein Viskometer
vom B-Typ eingesetzt, an dem eine Anpassungseinrichtung
für die Messung von kleinen Probemengen angebracht wird.
Der Toner wird zusammen mit einem teilchenförmigen Tonerträger wie Eisenpulver, Glasperlen,
Nickelpulver oder Ferritpulver,
der nötigenfalls beigemischt wird, als Entwickler
für elektrische Ladungsbilder verwendet.
Der Toner kann auch, wie bereits erwähnt wurde, zur Verbesserung seines Fließvermögens
mit hydrophobem, kolloidalem Siliciumdioxid vermischt
werden, oder er kann mit einem Schleifpulver wie
Ceroxid vermischt werden, um zu verhindern, daß der Toner
klebt.
Nachstehend wird das Elektrophotographieverfahren erläutert,
bei dem der erfindungsgemäße Entwickler
verwendet wird.
Bekannte Verfahren zur Entwicklung von Ladungsbildern
unter Verwendung eines Toners sind, wie schon erwähnt
wurde, das Magnetbürstenverfahren, das Kaskaden-Entwicklungsverfahren,
das Pulverwolkenverfahren, ein Verfahren,
bei dem ein elektrisch leitfähiger, magnetischer Toner
eingesetzt wird (US-PS 39 09 258), ein Verfahren, bei dem
ein magnetischer Toner mit einem hohen Widerstand eingesetzt
wird, und andere Verfahren. Der erfindungsgemäße
Entwickler eignet sich am
besten für das Entwicklungsverfahren, bei dem der sog.
Einkomponenten-Entwickler verwendet wird, in dem feine
Teilchen eines magnetischen Materials enthalten sind.
Als Bildübertragungsverfahren, bei dem
ein mit einem erfindungsgemäßen Entwickler entwickeltes Bild (Tonerbild) auf ein Bildempfangsmaterial
übertragen wird, können das Korona-Übertragungssystem,
das Vorspannungs-Übertragungssystem, ein System, bei dem
elektrisch leitfähige Walzen angewendet werden, und andere
elektrostatische Übertragungssysteme und das Magnetfeld-
Übertragungssystem angewendet werden.
Restlicher Toner, der sich auf der photoleitfähigen
Schicht oder der isolierenden Schicht befindet,
kann beispielsweise mit einer Reinigungsklinge oder
mit einer Pelzbürste entfernt werden.
Die Fixierung erfolgt mit einer Schmelzwalze.
Im einzelnen wird das auf einem
Bildempfangsmaterial befindliche Tonerbild durch ein
Paar von Walzen hindurchlaufen gelassen, wobei mindestens
eine der Walzen im erhitzten Zustand gehalten wird, um
das Entwicklungspulver auf dem Bildempfangsmaterial zu
schmelzen. Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Entwicklers
führt der Toner bei der Fixierung mit
einer Schmelzwalze weder zum Offset-Phänomen noch zu
einem Herumwickeln des als Bildempfangsmaterial dienenden
Papiers um die Schmelzwalze. Die Oberfläche der Schmelzwalze sollte vorzugsweise
mit einem fluorierten Harz oder mit Siliconkautschuk beschichtet
sein, wobei eine Beschichtung mit Siliconkautschuk
in höherem Maße bevorzugt wird. Außerdem kann
auf die Schmelzwalze eine Trennflüssigkeit wie Siliconöl
aufgetragen werden.
Die nachstehenden Materialien
werden in einer Kugelmühle pulverisiert und gut vermischt
und dann in einer Walzenmühle geschmolzen und verknetet:
Vinylcopolymermischung, bestehend aus 80 Gew.-Teilen eines Styrol/
Butylacrylat-Copolymers mit einem Durchschnittsmolekulargewicht
von 9000 (Gewichtsverhältnis
der Monomere: 65/35) und 20 Gew.-Teilen eines Styrol/
Butylacrylat-Copolymers mit einem Durchschnittsmolekulargewicht
von 205 000 (Gewichtsverhältnis
der Monomere: 65/35), mit Spitzenwerten von
10 500 und 220 000, in der durch GPC ermittelten
Molekulargewichts-Verteilungskurve: 100 Gew.-Teile,
magnetisches Pulver, bestehend aus Fe₃O₄ mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,3 µm: 60 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff (Zapon-Echtschwarz B, BASF): 2 Gew-.Teile,
Polyethylen mit einer Schmelzviskosität von 4300 mPa · s bei 140°C: . . . 2 Gew.-Teile.
magnetisches Pulver, bestehend aus Fe₃O₄ mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,3 µm: 60 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff (Zapon-Echtschwarz B, BASF): 2 Gew-.Teile,
Polyethylen mit einer Schmelzviskosität von 4300 mPa · s bei 140°C: . . . 2 Gew.-Teile.
Die verknetete Mischung wird nach dem Abkühlen mittels
einer Hammermühle grob zerquetscht und dann mittels eines
Ultraschall-Strahlbrechers pulverisiert. Das auf diese
Weise erhaltene Pulvermaterial wird mittels eines Windsichters
klassiert, woraus Teilchen mit einer Teilchengröße
von 5 bis 35 µm gesammelt und als Toner
verwendet werden. Zu 100 Gewichtsteilen dieses
Toners werden 0,3 Gew.-Teile hydrophobes, kolloidales
Siliciumdioxidpulver hinzugegeben und damit vermischt,
wobei ein erfindungsgemäßer
Entwickler erhalten wird. Unter Verwendung dieses
Entwicklers wird die Entwicklung eines elektrostatischen Ladungsbildes folgendermaßen durchgeführt:
An die Oberfläche der isolierenden Schicht eines zylinderförmigen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials mit einer Dreischichtenstruktur, die aus einer aus einem Polyesterharz hergestellten isolierenden Schicht, einer aus CdS und Acrylharz hergestellten photoleitfähigen Schicht und einem elektrisch leitfähigen Schichtträger besteht, wird bei einer linearen Oberflächengeschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials von 168 mm/s durch eine Koronaentladung mit +6 kV eine gleichmäßige Ladung angelegt. Anschließend wird gleichzeitig mit einer bildmäßigen Belichtung eine Wechselstrom-Koronaentladung mit 7 kV durchgeführt, worauf die gesamte Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials unter Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials gleichmäßig belichtet wird.
An die Oberfläche der isolierenden Schicht eines zylinderförmigen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials mit einer Dreischichtenstruktur, die aus einer aus einem Polyesterharz hergestellten isolierenden Schicht, einer aus CdS und Acrylharz hergestellten photoleitfähigen Schicht und einem elektrisch leitfähigen Schichtträger besteht, wird bei einer linearen Oberflächengeschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials von 168 mm/s durch eine Koronaentladung mit +6 kV eine gleichmäßige Ladung angelegt. Anschließend wird gleichzeitig mit einer bildmäßigen Belichtung eine Wechselstrom-Koronaentladung mit 7 kV durchgeführt, worauf die gesamte Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials unter Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials gleichmäßig belichtet wird.
Das auf diese Weise erhaltene Ladungsbild wird mit einer
Entwicklungsvorrichtung entwickelt, wie sie in Fig. 1
gezeigt wird. Das in der Zeichnung gezeigte zylinderförmige
Aufzeichnungsmaterial 1 dreht sich mit einer konstanten Geschwindigkeit
in Pfeilrichtung. Der elektrisch leitfähige Schichtträger
1 a ist elektrisch geerdet. Die photoleitfähige
Schicht 1 b ist mit der isolierenden Schicht bedeckt. Der
Entwickler wird auf einem Zylinder 2 getragen und befördert.
Der Zylinder 2 hat einen Durchmesser von 50 mm und
die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie das
Aufzeichnungsmaterial 1. Die Drehrichtung des Zylinders 2 ist zur
Drehrichtung des Aufzeichnungsmaterials 1 entgegengesetzt.
Im Inneren des Zylinders 2 befindet sich eine fest,
d. h. nicht drehbar, angeordnete Magnetwalze 5, durch die
an der Oberfläche eine magnetische Flußdichte von 70,0 mT
aufrechterhalten wird. Die Entfernung zwischen der Oberfläche
des Aufzeichnungsmaterials 1 und der Oberfläche
des Zylinders 2 wird auf 0,15 mm eingestellt, und
an die Oberfläche des Zylinders 2 wird eine Wechselstrom-
Vorspannung von 600 V mit 200 Hz angelegt. Ein Behälter 3
für die Aufnahme des isolierenden magnetischen Entwicklers
6 ist in einer solchen Stellung angeordnet, daß der
hineingebrachte Entwickler mit der Oberfläche des Zylinders
2 in Berührung kommen kann. Eine Eisenklinge 4 ist
so angeordnet, daß sie von der Oberfläche des Zylinders 2
0,1 mm entfernt ist. Die Eisenklinge 4 dient zur Regulierung
der Menge des Entwicklers, der sich auf dem Zylinder
2 zum Entwicklungsabschnitt hinbewegt.
Nach der Entwicklung des Ladungsbildes mit der vorstehend erwähnten
Entwicklungsvorrichtung wird das erhaltene Tonerbild auf
als Bildempfangsmaterial dienendes Papier (Kopierpapier) übertragen, während von der
rückseitigen Oberfläche des Papiers her eine Gleichstrom-Koronaentladung mit +7 kV durchgeführt wird,
wobei man das
kopierte Bild erhält. Der noch auf dem Aufzeichnungsmaterial
verbleibende, unbenutzte Entwickler wird
durch eine Reinigungsklinge aus Polyurethan entfernt. Die
Fixierung wird in einer im Handel erhältlichen, mit
gewöhnlichem Papier arbeitenden Kopiervorrichtung
unter Anwendung einer Schmelzwalze durchgeführt,
deren Oberfläche mit Siliconkautschuk bedeckt
ist.
Fig. 2 ist eine schematische Schnittzeichnung der vorstehend
erwähnten Schmelzwalze. Fig. 2 zeigt eine
Walze 11, in deren Innerem sich eine Heizquelle 11 a befindet,
mit einem Aluminiumzylinder 11 b. Eine Hitzefixierwalze
12 ist folgendermaßen aufgebaut: die Umfangsoberfläche
eines Kernes 12 a ist mit Siliconkautschuk 12 b bedeckt,
so daß die Hitzefixierwalze von der vorstehend erwähnten
Walze 11 Wärme aufnimmt. Mit der Hitzefixierwalze
12 ist eine Druckwalze 13 gepaart, die aus einem Aluminiumzylinder
13 b, einer um die äußere Oberfläche des Zylinders 13 b
herum angeordneten Abdeckung 13 c aus Siliconkautschuk und
einer im Inneren des Zylinders 13 b angeordneten Heizquelle
13 a besteht. Die Heizquelle 13 a hat eine schwächere Intensität
als die vorstehend erwähnte Heizquelle 11 a. Das
Tonerbild 15 auf einem Bildempfangsmaterial 14
wird zum Schmelzen gebracht und fixiert, während das Bildempfangsmaterial
zwischen der Hitzefixierwalze 12 und der
Druckwalze 13 hindurchläuft.
Durch das vorstehend beschriebene Elektrophotographieverfahren
kann ein zufriedenstellendes, schleierfreies
kopiertes Bild erhalten werden. Selbst nach einem
Betriebstest mit 100 000 Blatt Kopierpapier ist die Bilddichte
in den kopierten Bildern ausreichend hoch
und vorteilhaft. Auf dem zylinderförmigen Aufzeichnungsmaterial,
der Reinigungsklinge und dem Entwicklungszylinder usw. können
im wesentlichen keine Schäden und kein Schmelzen
des Toners beobachtet werden.
Die Verfahrensschritte von Beispiel 1 werden wiederholt,
wobei jedoch 100 Gew.-Teile des Styrol/Butylacrylat-Copolymers
mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von 9000, jedoch
kein Styrol/Butylacrylat-Copolymer mit einem Durchschnittsmolekulargewicht
von 205 000 eingesetzt werden. Die am
Anfang kopierten Bilder haben eine
gute Qualität. Bei fortlaufendem Betriebstest erhöht sich
jedoch die unerwünschte Schleierbildung, wodurch die Bildqualität
in den kopierten Bildern verschlechtert
wird. In der nachstehenden Tabelle werden zum Vergleich
Werte für die Bildqualität beim Beispiel 1 und beim
Vergleichsbeispiel 1 gezeigt.
Die Verfahrensschritte von Beispiel 1 werden wiederholt,
jedoch wird der Toner aus den folgenden Bestandteilen
hergestellt:
Vinylcopolymermischung, bestehend aus 92 Gew.-Teilen eines Styrol/
Butylacrylat/Butylmaleat-Copolymers mit einem
Durchschnittsmolekulargewicht von 50 000 (Gewichtsverhältnis
der Monomere: 70/20/10) und 8 Gew.-Teilen
eines Styrol/Butylacrylat-Copolymers mit einem
Durchschnittsmolekulargewicht von annähernd 800 000
(Gewichtsverhältnis der Monomere: 65/35), mit
Spitzenwerten von 61 000 und annähernd 1 000 000
in der durch GPC ermittelten Molekulargewicht-
Verteilungskurve: 100 Gew.-Teile,
magnetisches Pulver, bestehend aus Ferrit mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,2 µm: 50 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile,
Polyethylen mit einer Schmelzviskosität von annähernd 30 000 mPa · s bei 140°C: 3 Gew.-Teile,
Ruß: 5 Gew.-Teile.
magnetisches Pulver, bestehend aus Ferrit mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,2 µm: 50 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile,
Polyethylen mit einer Schmelzviskosität von annähernd 30 000 mPa · s bei 140°C: 3 Gew.-Teile,
Ruß: 5 Gew.-Teile.
Mit dem Toner können günstige Ergebnisse erhalten werden.
Die Verfahrensschritte von Beispiel 1 werden wiederholt,
jedoch wird der Toner aus den nachstehenden Bestandteilen
hergestellt:
Vinylcopolymermischung, bestehend aus 65 Gew.-Teilen eines Styrol/
Butylmethacrylat-Copolymers mit einem Durchschnittsmolekulargewicht
von 21 000 (Gewichtsverhältnis der
Monomere: 7/3) und 35 Gew.-Teilen eines Styrol/Butyl
methacrylat-Copolymers mit einem Durchschnittsmolekulargewicht
von 260 000 (Gewichtsverhältnis der
Monomere: 7/3), mit Spitzenwerten von 22 000 und
275 000 in der durch GPC ermittelten Molekular
gewicht-Verteilungskurve: 100 Gew.-Teile,
magnetisches Pulver, bestehend aus Fe₃O₄ mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,3 µm: 50 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile,
Polyethylen mit einer Schmelzviskosität von 4300 mPa · s bei 140°C: 3 Gew.-Teile.
magnetisches Pulver, bestehend aus Fe₃O₄ mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,3 µm: 50 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile,
Polyethylen mit einer Schmelzviskosität von 4300 mPa · s bei 140°C: 3 Gew.-Teile.
Mit dem Toner können günstige Ergebnisse erzielt werden.
Die Verfahrensschritte von Beispiel 1 werden im wesentlichen
wiederholt, jedoch wird der Toner aus den folgenden
Bestandteilen hergestellt:
Vinylcopolymermischung, bestehend aus 40 Gew.-Teilen eines Styrol/
Butylacrylat-Copolymers mit einem Durchschnittsmolekulargewicht
von 14 000 (Gewichtsverhältnis der
Monomere: 65/35) und 60 Gew.-Teilen eines Styrol/Butyl
acrylat/Acrylnitril-Copolymers mit einem Durchschnittsmolekulargewicht
von 170 000 (Gewichtsverhältnis
der Monomere: 65/30/5), mit Spitzenwerten von
14 000 und 180 000 in der durch GPC ermittelten
Molekulargewicht-Verteilungskurve: 100 Gew.-Teile,
magnetisches Pulver, bestehend aus Fe₃O₄ mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,3 µm: 40 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile,
Polypropylen mit einer Schmelzviskosität von 280 mPa · s bei 140°C: 2 Gew.-Teile.
magnetisches Pulver, bestehend aus Fe₃O₄ mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,3 µm: 40 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile,
Polypropylen mit einer Schmelzviskosität von 280 mPa · s bei 140°C: 2 Gew.-Teile.
Mit dem Toner können günstige Ergebnisse erhalten werden.
Die Verfahrensschritte von Beispiel 1 werden im wesentlichen
wiederholt, jedoch wird der Toner aus den folgenden
Bestandteilen hergestellt:
Vinylcopolymermischung, bestehend aus 80 Gew.-Teilen eines Styrol/
Butylacrylat-Copolymers mit einem Durchschnittsmolekulargewicht
von 9000 (Gewichtsverhältnis der
Monomere: 65/35) und 20 Gew.-Teilen eines Styrol/Butyl
acrylat-Copolymers mit einem Durchschnittsmolekulargewicht
von 205 000 (Gewichtsverhältnis der Monomere:
65/35), mit Spitzenwerten von 10 500 und
220 000 in der durch GPC ermittelten Molekular
gewichts-Verteilungskurve: 100 Gew.-Teile,
magnetisches Pulver, bestehend aus nadelförmigem Magnetit mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,35 µm und einem Achsenverhältnis von 8/1: 70 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile,
Polyethylen mit einer Schmelzviskosität von annähernd 3×10⁴ mPa · s bei 140°C: 4 Gew.-Teile.
magnetisches Pulver, bestehend aus nadelförmigem Magnetit mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,35 µm und einem Achsenverhältnis von 8/1: 70 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile,
Polyethylen mit einer Schmelzviskosität von annähernd 3×10⁴ mPa · s bei 140°C: 4 Gew.-Teile.
Mit dem Toner können günstige Ergebnisse erhalten werden.
Die Verfahrensschritte von Beispiel 1 werden wiederholt, jedoch
wird der Toner aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Styrol/Butylacrylat-Copolymer mit einem Spitzenwert von
12 000 in der durch GPC ermittelten Molekulargewichts-
Verteilungskurve (Gewichtsverhältnis der Monomere: 8/2):
70 Gew.-Teile,
Styrol/Butylacrylat-Copolymer mit einem Spitzenwert von 210 000 in der durch GPC ermittelten Molekulargewichts- Verteilungskurve (Gewichtsverhältnis der Monomere: 6/4): 30 Gew.-Teile,
magnetisches Pulver, bestehend aus Fe₃O₄ mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,3 µm: 60 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff (Zapon-Echtschwarz B, BASF): 2 Gew.-Teile.
Styrol/Butylacrylat-Copolymer mit einem Spitzenwert von 210 000 in der durch GPC ermittelten Molekulargewichts- Verteilungskurve (Gewichtsverhältnis der Monomere: 6/4): 30 Gew.-Teile,
magnetisches Pulver, bestehend aus Fe₃O₄ mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,3 µm: 60 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff (Zapon-Echtschwarz B, BASF): 2 Gew.-Teile.
Die Entwicklung wird unter Verwendung des erhaltenen Entwicklers
in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die
Fixierung wird unter Anwendung einer Fixierwalze (Schmelzwalze,
deren äußere Oberfläche mit Polyethylenfluoridharz bedeckt ist)
durchgeführt, die sich in einer im Handel erhältlichen Kopiervorrichtung
befindet.
Es wird ein klares, schleierfreies Bild erhalten. Auch das Fixierverhalten
ist zufriedenstellend. Es werden kein Herumwickeln
des als Bildempfangsmaterial dienenden Kopierpapiers um
die Fixierwalze und kein Absetzen des Bildes an der Fixierwalze
(Offset-Phänomen) festgestellt.
Die Verfahrensschritte von Vergleichsbeispiel 2 werden wiederholt,
jedoch wird der Toner aus den folgenden Bestandteilen
hergestellt:
Styrol/Butylacrylat-Copolymer mit einem Spitzenwert von
12 000 in der durch GPC ermittelten Molekulargewichts-
Verteilungskurve (Gewichtsverhältnis der Monomere: 8/2):
100 Gew.-Teile,
magnetisches Pulver: 60 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile.
magnetisches Pulver: 60 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile.
Es wurde festgestellt, daß sich ein Teil des erhaltenen
Tonerbildes an der Fixierwalze absetzte (Offset-Phänomen) und daß die Bildqualität
schlecht war.
Das Verfahren von Vergleichsbeispiel 2 wird wiederholt, jedoch wird
der Toner aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Styrol/Butylacrylat-Copolymer mit einem Spitzenwert
des Molekulargewichts von 210 000 in der durch
GPC ermittelten Molekulargewicht-Verteilungskurve
(Gewichtsverhältnis der Monomere: 6/4):
100 Gew.-Teile,
magnetisches Pulver: 60 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile.
magnetisches Pulver: 60 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile.
Es wurde festgestellt, daß die Fixierung nicht
zufriedenstellend war.
Die Verfahrensschritte von Vergleichsbeispiel 2 werden wiederholt,
jedoch wird der Toner aus den folgenden Bestandteilen
hergestellt:
Styrol/Butylacrylat-Copolymer mit einem Spitzenwert
des Molekulargewichts von 100 000 in der durch GPC
ermittelten Molekulargewicht-Verteilungskurve
(Gewichtsverhältnis der Monomere: 7/3):
100 Gew.-Teile,
magnetisches Pulver: 60 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile.
magnetisches Pulver: 60 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile.
Es wurde festgestellt, daß die Fixierung nicht
zufriedenstellend war.
Die Verfahrensschritte von Vergleichsbeispiel 2 werden wiederholt,
jedoch wird der Toner aus den folgenden Bestandteilen
hergestellt:
Styrol/Butylacrylat-Copolymer mit einem Spitzenwert
des Molekulargewichts von 12 000 in der durch GPC
ermittelten Molekulargewicht-Verteilungskurve
(Gewichtsverhältnis der Monomere: 8/2):
75 Gew.-Teile,
Styrol/Butylacrylat-Copolymer mit einem Spitzenwert des Molekulargewichts von 210 000 in der durch GPC ermittelten Molekulargewicht-Verteilungskurve (Gewichtsverhältnis der Monomere: 6/4): 25 Gew.-Teile,
Polyethylen mit einer Schmelzviskosität von 4300 mPa · s bei 140°C: 2 Gew.-Teile,
magnetisches Pulver: 60 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile.
Styrol/Butylacrylat-Copolymer mit einem Spitzenwert des Molekulargewichts von 210 000 in der durch GPC ermittelten Molekulargewicht-Verteilungskurve (Gewichtsverhältnis der Monomere: 6/4): 25 Gew.-Teile,
Polyethylen mit einer Schmelzviskosität von 4300 mPa · s bei 140°C: 2 Gew.-Teile,
magnetisches Pulver: 60 Gew.-Teile,
metallhaltiger Farbstoff: 2 Gew.-Teile.
Es kann ein zufriedenstellendes, schleierfreies Bild erhalten
werden. Auch das Fixierverhalten ist außerordentlich
gut.
In der nachstehenden Tabelle werden die Fixiertemperatur, das
Verhalten in bezug auf die Verhinderung des Offset-Phänomens
und die Schleierdichte der Vergleichsbeispiele 2 bis 5 und des
Beispiels 6 gezeigt.
Claims (21)
1. Entwickler mit einem Toner, der als Bindemittelharz
ein Vinylcopolymer enthält, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bindemittelharz ein oder mehr als ein Vinylcopolymer
mit mindestens einem Spitzenwert des Molekulargewichts
im Molekulargewichtsbereich von 10³ bis 8×10⁴ und mindestens
einem Spitzenwert des Molekulargewichts im Molekulargewichtsbereich
von 10⁵ bis 2×10⁶, gemessen in einem
Chromatogramm durch Gel-Permeations-Chromatographie umfaßt
und daß der Toner 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
des Toners, eines Olefin-Homopolymers oder -Copolymers
vom Ethylentyp mit einer Schmelzviskosität von
10 bis 10⁶ mPa · s bei 140°C enthält.
2. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Vinylcopolymer mindestens einen Spitzenwert des Molekulargewichts
im Molekulargewichtsbereich von 5×10³ bis 8×10⁴
aufweist.
3. Entwickler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Vinylcopolymer mindestens einen Spitzenwert
des Molekulargewichts im Molekulargewichtsbereich von 10⁵ bis
1,5×10⁶ aufweist.
4. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Vinylcopolymer ein Copolymer vom Styroltyp
ist.
5. Entwickler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Copolymer vom Styroltyp ein Styrol/Acrylsäurealkylester-Copolymer
ist.
6. Entwickler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Copolymer vom Styroltyp ein Styrol/Methacrylsäurealkylester-
Copolymer ist.
7. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Olefin-Homopolymer vom Ethylentyp Polyethylen
ist.
8. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Olefin-Homopolymer vom Ethylentyp Polyethylen
ist.
9. Entwickler nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Copolymer vom Styroltyp einen Copolymerisationsanteil
eines Monomers vom Styroltyp von 30 bis 95
Gew.-% hat.
10. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Vinylcopolymer in einer Menge von 30 bis
99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Toners, enthalten
ist.
11. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Toner mit hydrophobem, kolloidalem Siliciumdioxid
vermischt ist.
12. Entwickler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das hydrophobe, kolloidale Siliciumdioxid in einer Menge von
0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Toners,
enthalten ist.
13. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Toner mit einem Schleifpulver vermischt
ist.
14. Entwickler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
das Schleifpulver aus Ceroxid besteht.
15. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bindemittelharz ein Copolymer P mit einem
Spitzenwert des Molekulargewichts im Molekulargewichtsbereich
von 10³ bis 8×10⁴ und ein Copolymer Q mit einem Spitzenwert
des Molekulargewichts im Molekulargewichtsbereich von
10⁵ bis 2×10⁶ in einem Mischungsverhältnis von Q/P=2/1 bis
1/50 enthält.
16. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bindemittelharz eine Mischung eines Copolymers
A vom Styroltyp (mit einem Durchschnittsmolekulargewicht
M A und einem Copolymerisationsanteil eines Monomers vom
Styroltyp von W A Gew.-%) und eines Copolymers B vom Styroltyp
(mit einem Durchschnittsmolekulargewicht M B und einem Copolymerisationsanteil
eines Monomers vom Styroltyp von W B Gew.-%)
enthält, wobei die Beziehungen M A <M B und W A <W B gelten.
17. Entwickler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
der Copolymerisationsanteil W A 50 bis 98 Gew.-% und der Copolymerisationsanteil
W B 35 bis 90 Gew.-% beträgt.
18. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bindemittelharz aus einem oder mehr als
einem Vinylcopolymer besteht und in einem durch Gel-Permeati
ons-Chromatographie gemessenen Chromatogramm mindestens einen
Spitzenwert des Molekulargewichts im Molekulargewichtsbereich
von 10³ bis 8×10⁴ und mindestens einen Spitzenwert des Molekulargewichts
im Molekulargewichtsbereich von 10⁵ bis 2×10⁶
aufweist und daß der Toner ferner ein Olefin-Homopolymer oder
-Copolymer vom Ethylentyp und feine Teilchen eines magnetischen
Materials enthält.
19. Entwickler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
der Toner 15 bis 70 Gew.-% der feinen Teilchen des magnetischen
Materials, bezogen auf das Gesamtgewicht des Toners,
enthält.
20. Verwendung des Entwicklers nach einem der Ansprüche 1 bis
19 in einem Entwicklungs- und Fixierverfahren, bei dem die Fixierung
mit einer Schmelzwalze erfolgt.
21. Verwendung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß
bei dem Entwicklungs- und Fixierverfahren eine Reinigungsklinge
aus Polyurethan verwendet wird.
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DE3027121C2 true DE3027121C2 (de) | 1989-12-28 |
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