DE3113157A1

DE3113157A1 - "traeger fuer einen entwickler fuer die elektrophotographie, entwickler, der diesen traeger enthaelt, und verfahren zum entwickeln eines elektrostatischen bildes unter verwendung desselben"

Info

Publication number: DE3113157A1
Application number: DE19813113157
Authority: DE
Inventors: Keiji Tokyo Sato; Hiroshi Hachioji Tokyo Tokura; Makoto Hino Tokyo Tomono
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1980-04-03
Filing date: 1981-04-01
Publication date: 1982-01-28

Description

Trager fur einen Entwickler fUr die Elektrophotographie,
Entwickler, der diesen Träger enthält,und Verfahren zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes unter Verwendung desselben Die Erfindung betrifft einen Träger fUr einen Entwickler zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Bildern, sie betrifft insbesondere einen Träger, der zusammen mit einem Toner zur Herstellung eines Entwicklers fUr die Entwicklung von latenten elektrostatischen Bildern verwendet wird, einen Entwickler fUr die Elektrophotographie sowie ein Verfahren zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes, in dem ein solcher Träger verwendet wird.
In der Elektrophotographie wird die Oberfläche eines Photoleiters, beispielsweise eines photoleitfdhigen Elements, im Dunkeln gleichmäßig aufgeladen und dann einem Bild exponiert zur Erzeugung eines latenten elektrostatischen Bildes, aus dem unter Verwendung eines Entwicklers ein sichtbares Bild entwickelt wird.
Die Methoden zum Entwickeln eines solchen latenten elektrostatischen Bildes werden grob in zwei Verfahren eingeteilt, nämlich in das Flussigentwicklungsverfahren und in das Trockenentwicklungsverfahren. In dem Flussigentwicklungsverfahren wird zum Entwickeln ein flüssiger Entwickler verwendet, der hergestellt wird durch Dispergieren von feinen Körnchen eines Pigments oder Farbstoffes, dos in Bezug auf seinen Typ variiert werden kann, in einer isolierenden organischen Flüssiakeit, wuhrend in dem Trockenentwicklungsverfahren ein feines aufladbades Pulver oder ein sogenannter "Toner" verwendet wird, der hergestellt wird durch Beladen eines Kunstharzes oder Naturharzes mit einem darin dispergierten Farbemittel, wie z.B. RuB.
Bei dem zuletztgenannten Verfahren wird der Toner auf eine Polarität aufgeladen, die entgegengesetzt ist zu den Ladungen auf dem latenten elektrostatischen Bild, das erzeugt worden ist, so daß er durch elektrostatische Kruste an diesem latenten Bild adsorbiert werden kann fur die Entwicklung eines sichtbaren Bildes. Bei einigen Methoden des Trockenentwicklungsverfahrens wird ein sogenannter Einkomponenten-Entwickler verwendet, dessen einzige Hauptkomponente der obengenannte Toner ist, und bei anderen Methoden dieses Verfahrens wird ein sogenannter Zweikomponenten-Entwickler verwendet, bei dem es sich um eine Mischung aus einem solchen Toner und einem Träger aus inem Eisenpulver, Glasperlen oder dgl. handelt. Die zuerstgenannte Katesowie von Verfahren umfaßt das Pelzburstenverfahren, das Aufdruckverfahren und das Pulverwolkenverfahren, während die zuletztgenannte Kategorie das Magnetbürstenverfahren und das Kaskadenverfahren umfaßt.
Außerdem wird das sichtbare Bild, das entsteht, wenn der Toner an dem latenten elektrostatischen Bild adsorbiert wird unter Anwendung eines der vorstehend beschriebenen Entwicklungsverfahren, entweder in der Form, wie es auf der Photoleiteroberfläche erhalten wird, oder nach der Ubertragung auf Papier oder ein anderes Bildträgermaterial unter Anwendung von Warme, Druck, Lösungsmitteldämpfen und dgl. fixiert.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tröger fijr einen Zweikomponenten-Entwickler, der unter den obengenannten Entwicklungsverfahren in einem Magnetburstenverfahren, Kaskadenverfahren und dgl. verwendet wird, d.h. auf einen Trager, der fUr die Verwendung beim Entwickeln von latenten elektrostat tischen Bildern mit einem Toner gemischt wird.
Die obengenannten Trager fUr die Entwicklung von latenten elektrostatischen Bildern werden grob in zwei Typen eingeteilt, nämlich in elektrisch leitende Träger und in elektrisch isaije rende Träger. FUr einen elektrisch leitenden Trager wird gewbhnlich oxidiertes oder nicht-oxidiertes Eisenpulver verwendet..
Ein Entwickler, der aus einem solchen Eisenpulver besteht, hat jedoch den Nachteil, daß er zusammen mit dem Toner instabile Reibungsaufladungseigenschaften aufweist und daß in dem damit entwickelten sichtboren Bild ein grauer Hintergrund auftritt Wenn nämlich dieses Träger-Eisenpulver und der Toner aneinander reiben, haften die Tonerkdrnchen an der Oberflöche der Trdgerw körnchen, so daß die zuletzt genannten Körnchen verunreinigt werden unter Erhöhung ihres elektrischen Widerstandes fUr einen Strom mit niedrigerer Vorspannung und daß ihre Reibungsaufladungseigenschaften weniger stabil werden, was zu einem weniger dunklen Bild mit verstärktem grauem Hintergrund fUhrt. Wenn ein einen Eisenpulver-Träger enthaltender Entwickler in einer elektrophotographischen Kopiereinheit in einem kontinuierlichen Kopierprozeß verwendet wird, wird deshalb der Entwickler schon bei einer niedrigen Anzahl von Kopien beeinträchtigt (verschlechtert), so daß er in einer frühen Stufe ausgetauscht werden muß, was zu hohen Kosten fUhrt.
Im Gegensatz dazu handelt es sich bei dem elektrisch isolierenden Träger in der Regel um ein Produkt, das im allgemeinen aus Kernkörnchen aus Eisen, Nickel oder Ferrit oder Glasperlen besteht, deren Oberfläche mit einem isolierenden Harz Uberzogen ist. Ein Entwickler, der einen solchen isolierenden Trager enthält, hat den Vorteil, daß die Verunreinigung der Oberfläche der Tragerkarnchen durch daran adsorbierte Tonerkdrnchen deutlich verringert ist, daß die Träger-Toner-Reibungsoufladungseigenschaften kontrolliert (gesteuert) werden können und daß er eine bessere Haltbarkeit besitzt und auch bei längerem Gebrauch beständig ist, so daß der Entwickler besonders gut geeignet ist fUr die Verwendung in elektrophotographischen Hochgeschwindigkeits-Kopiereinheiten.
Die Anforderungen, die an einen solchen isolierenden Trager gestellt werden, sind die, daß die seine Kernkarnchen bedekkende Uberzugsschicht eine ausreichende Verschleißfestigkeit aufweisen muß, daß die Uberzugsschicht eine ausreichende Haftung an den Kernkörnchen aufweisen muß, daß die Uberzugsschicht vorteilhafte Nicht-Klebrigkeitseigenschaften aufweisen muß, um so zu vermeiden, daß an der Oberfläche der Tragerkörnchen Tonerkörnchen adsorbiert werden, und daß der Trager selbst günstige Aufladungseigenschaften aufweisen muß, so daß der damit zusammen verwendete Toner leicht auf die gewUnschte Polarität und das gewunschte Ladungsniveau aufgeladen werden kann.
Wenn nämlich die Uberzugsschicht durch Reibung verschleißt, wenn in der Entwicklungseinheit die Körnchen des isolierenden Tragers aneinander und an Tonerkörnchen, an den Behälterwänden und dgl. reiben, werden die Aufladungseigenschaften des Tragers die aus seiner Reibung an dem Toner resultieren, instabil, was zu einem Versagen der Aufladung des Toners bis auf den gewünschten Wert fUhrt. Wenn die Uberzugeschicht mit geringerer Kraft an die Kernkörnchen gebunden ist, löst sich ferner die Uberzugsschicht ab oder zerbricht als Folge der obengenannten Reibung, wodurch die Aufladungseigenschaften des Trugers ebenfalls entsprechend instabil werden. Wenn außerdem Tonerkörnchen an der Oberfläche einer solchen Uberzugsschicht kleben, wird der Reibungszustand geändert und die Aufladungseigenschaften werden erneut instabil. In diesen Fellen muß der gesamte Entwickler in einer frUhen Stufe gegen einen neuen ausgetauscht werden.
Da die auf Tonerkörnchen erzeugten Reibungsladungen und ihre Polarität von den Ladungen auf den Trägerkdrnchen und ihrer Polarität abhängen, so daß der Toner bis zu dem gewunichten Zustand aufgeladen wird, muß natUrlich der Träger entsprechende Aufladungseigenschaften aufweisen.
Es sind bereits verschiedene Arten von isolierenden Trögern vorgeschlagen worden, keiner von ihnen erfUllt jedoch alle obengenannten Anforderungen. Wenn beispielsweise ein Ubliches Harz als Überzugsmaterial verwendet wird, kann dadurch eine Tonerfilmbildung auf der Oberfläche der Trugerkörnchen nicht wirksam verhindert werden, da ein solches Harz durch eine große Oberflächenenergie charakterisiert ist. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, ist es denkbar, ein fluorhaltiges Harz, wie z.B. Teflon, als Überzugsmaterial zu verwenden, da dieses durch eine geringe Oberflächenenergie charakterisiert ist.
Da jedoch das fluorhalttge Harz selbst weniger klebrig ist, wird es nicht fest genug an die Kernkörnchen gebunden. Außerdem ist dieses Harz in nahezu allen Lösungsmitteln schwerlMslich und es sind daher komplizierte Verfahren zum Uberziehen bzw. Beschichten, Wärmebehandeln und dgl. erforderlich, was fur die Herstellung und Verwendung unvorteilhaft ist.
Wenn nur das Problem der Oberflächenenergie in Betracht gezogen wird, ist ein siliciumhaltiges Harz ein bevorzugtes Harz, das mit Sicherheit Uberlegene Verschleißfestigkeits- und Nicht-Klebrigkeitseigenschaften aufweist. In der Tat sind in der Literatur einige Beispiele fur Trager angegeben, in denen ein solches Harz als Uberzugsschicht verwendet wird. Das fUr die Uberzugsschicht verwendete siliciumhaltige Harz hat jedoch den Nachteil, daß zu seiner Fixierung (Aufbringung) in allgemeinen eine Hochtemperaturbehandlung bei oder oberhalb 100°C erforderlich ist und daß die Lösungsmittel, die zur Herstellung der Uberzugsschicht dafUr verwendet werden können, begrenzt sind.
Konkrete Beispiele fUr Trögen, in denen ein siliciumhaltiges Harz verwendet wird, sind Trager der Art, deren Kernkdrnchen, wie in den US-Patentschriften 3 526 533 und 3 627 522 angegeben, mit einem Harz Uberzoen sind, das durch Copolymerisieren einer ungestittigten Silicium- bzw. Siliconkomponente und einer Styrolacrylkompcnente hergestellt worden ist, eine andere Art von Trager, deren Kernkörnchen, wie in der US-Patentschrift 3 849 127 angegeben, mit einem gemis chten Harz Uberzogen sind, das besteht aus einem Polyphenylenharz und einem Organosiliciumpolymerharz, sowie eine weitere Art von Trägern, deren Kernkörnchen, wie in der US-Patentschrift 3 833 366 angegeben, Glasperlen darstellen, die mit einem Silan, Silanol oder Siloxan überzogen und erhitzt worden sind unter Bildung eines starken Uberzugs, und auf die ein weiterer Uberzug aus einem ungesättigten Polyesterharz aufgebracht worden ist.
Die obengenannten Arten von Trägern, die aus Kernkörnchen bestehen, die mit einem siliciumhaltigen Harz überzogen sind, haben jedoch den Nachteil, daß das Harz 1 bis 3 Stunden lang bei 3000C oder darüber behandelt worden ist, um es zu harten (zu vernetzen) und um die Uberzugsschicht zu erzeugen und daß nur spezielle Lösungsmittel Organosiliciumverbindungen lösen können.
Trotz seiner überlegenen Eigenschaften als Überzugsmaterial für Trager bringt deshalb das siliciumhaltige Harz die Schwie rigkeiten mit sich, daß manchmal ein geeignetes LUsungsmitte.X nicht zur Verfügung steht und es daher nicht verwendbar ist und daß es sich manchmal nur in speziellen Lösungsmitteln löst und daß es daher mit einem verbesserten Ladungskontrollmittel oder irgendeinem anderen Eigenschaftsverbesscrungsmittel, das sich in diesen Lösungsmitteln nicht löst, nicht beladen werden kann.
Außerdem hat das Styrolacrylharz die fUr das Überzugsmaterial vorteilhafte Eigenschaft, deR es an Kernkörnchen fest gebunden ist. Dieses Harz hat jedoch einen hohen Reibungskoeffizienten und deshalb wird ein Trager, dessen Kernkörnchen eine Uberzugsschicht aufweisen, die nur aus diesem Harz besteht, bei ihrer Verwendung mit hoher Geschwindigkeit bzw. Rate schlechter (beeinträchtigt), so daß es einer längeren Verwendung nicht standhält.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Trager fUr die Entwicklung von latenten elektrostatischen Bildern zu entwickeln, der eine ausreichende Haltbarkeit besitzt und stabile Reibungsaufladungseigenschaften sowie eine bemerkenswert lange Lebensdauer (Gebrauchsdauer) aufweist. Ziel der Erfindung ist es ferner, einen Trager für die Entwicklung von latenten elektrostatischen Bildern anzugeben, dessen Uberzugsschicht aus einem Uberzugsmaterial besteht, das fest genug an Kernkörnchen gebunden ist, um mechanische Schaden und das Ablösen der Uberzugsschicht zu vermeiden. Ziel der Erfindung ist es außerdem, einen Träger für die Entwicklung von latenten elektrostatischen Bildern anzugeben, auf dessen Körnchen eine Filmbildung mit Tonerkörnchen vermieden werden kann. Ziel der Erfindung ist es außerdem, einen Trager fUr die Entwicklung von latenten elektrostatischen Bildern anzugeben, der leicht hergestellt werden kann und zum Vornetzen(HUrten) des Harzüberzugs keine Hochtemperaturbehandlung erfordert.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Entwickler anzugeben, in dem ein solcher Trager verwendet wird.
Außerdem besteht ein Ziel der Erfindung darin, ein Verfahren zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes anzugeben, in dem ein solcher Trager verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit insbesondere einen Träger fur einen Entwickler für die Elektrophotographie, einen Entwickler und ein Verfahren zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes, in denen ein solcher Träger verwendet wird, wobei der Träger dadurch gekennzeichnet ist, daß er besteht aus feinen Teilchen, die enthalten oder bestehen aus einem Kernmaterial, das mit einer Harzschicht überzogen ist, die enthält oder besteht aus a) einem Styrolacrylharz und b) einem Celluloseesterharz oder einem Siliconharz (Siliciumharz) mit einer Vukanisationstemperatur von nicht höher als 100°C.
Der erfindungsgemaße Träger kann hergestellt werden durch Aufbringen einer Lösung, die das obengenannte Styrolacrylharz und ein Celluloseesterharz oder Silicon harz (Siliciumharz) mit einer Vulkanisationstemperatur von nicht höher als 100°C enthält, in Form einer Schicht.
Erfindungsgemtlß kann jedes beliebige Styrolacrylharz verwendet werden, wobei ein solches, dessen mittleres Molekulargewicht zwischen 5000 und 500 000 liegt, bevorzugt verwendet wird. Als Styrolacrylharz kann für das erfindungsgemaße Uberzugsmaterial irgendein geeignetes Copolymeres verwendet werden, das aufgebaut ist aus einem substituierten oder unsubstituierten Styrolmonomeren und einem Acryl- oder Methacryltdureestermonomeren. Copolymere, die aufgebaut sind aus einem Styrolmonomeren und einem Acryl- oder Methacrylsöureestermonomeren' sind bevorzugt, da sie sehr vorteilhafte Beschichtungseigenschaften aufweisen.
Typische Beispiele fUr geeignete Acryl- und Methacrylsäureestermonomere sind Methylacrylat, Athylacrylat, tert.-Butylacrylat, Neopentylacrylat, Methyl-a-chloracrylat, Isobutyl acrylat, Cyclohexylacrylat, Dodecylacrylat, Hexyldecylacrylat, Isopropylacrylat, Tetradecylacrylat, Äthylenglykoldimethacrylat, sec.-Butylacrylat, 2-n-tert.-Butylaminoäthylmethacrylat, 2-Butylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, 2-Chloräthylmethacrylat, 3,3-Dimethylbutylmethacrylat, 2-Äthylhexylmethacrylat, 2-Methoxyöthylmethacrylat, Pentylmethacrylat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, Propylmethacrylat, 2-Äthylhexylacrylat und Mischungen davon.
Typische Beispiele fUr das obengenannte substituierte Styrolmonomere sind α-Methylstyrol, Vinyltoluol, 4-Bromstyrol, 4-Chlor-5-fluorstyrol, 2-Chlorstyrol, 2, 5-Dichlorstyrol, 2,5-Difluorstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, 4-Athoxystyrol, 4-Athyl styrol, 4-Hexyldecylstyrol, 3-Oxymethylstyrol, 4-Jodstyrol, 4-Isopentoxystyrol, 4-Nanodecylstyrol und Mischungen davon.
Beispiele für Celluloseesterharze, die zusammen mit dem obengenannten Styrolacrylharz zur Herstellung der Uberzugsschicht verwendet werden können, sind Celluloseacetat, Cellulosebutyrat, Celluloseacetatbutyrat, Cellulosepropionat, Celluloseacetatpropionat, Cellulosepalmitat, Cellulosemyristat und Cellulosevalerat. Diese Celluloseesterharze sind vorzugsweise in einer Menge von 0,1 Gew.-% oder mehr in der Überzugsschicht enthalten.
Bei den erfindungsgemuß verwendeten Siliconharzen bzw. Siliciumharzen handelt es sich um solche, die bei einer Temperatur von nicht höher als 100°C, vorzugsweise bei Raumtemperatur, d.h. bei etwa 20 bis etwa 25°C, vulkanisieren.
Unter diesem Ausdruck sind solche Siliconharze bzw. Siliciumharze zu verstehen, welche die Fähigkeit haben, bei einer gegebenen Temperatur innerhalb von 30 Minuten in den vulkanisierten Zustand überzugehen, in dem das Harz keine Klebrigkeit mehr aufweist. Unter den Siliconharzen bzw. Siliciumharzen dieses Typs ist ein Siliconfirnis bzw. Siliciumfirnis mit einem Molekulgrgewicht von 300 bis 500 000 in der Praxis bevorzugt.
Erfindungsgemaß ist ein Siliconharz bzw. Siliciumharz mit einer Molekularstruktur, die eine wiederkehrende Einheit der nachfolgend angegebenen Formel (I) oder (II) aufweist, am meisten bevorzugt: In den obengenannten Formeln bedeuten X und Y unabhängig voneinander ein Wasserstoff- oder Halogenatom oder eine Hydroxy-, Methyl- oder Methoxygruppe und X steht für eine Methoxy- oder eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 6, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Außerdem kann in den obengenannten Formeln die Endgruppe des polymerisierten Harzes entweder ein Wasserstoffatom oder eine Methyl-, Hydroxyl- oder Methoxygruppe sein.
Ferner kann in dem Siliconharz bzw. Siliciumharz mit einer wiederkehrenden Einheit der Formel (II) jede freie Bindung mit einer anderen Einheit verbunden sein unter Bildung eines vernetzten Zustandes.
Das obengenannte Harz kann mit einem oder mehreren anderen Harzen gemischt sein. Beispiele für ein solches zusätzliches Harz oder solche zusötzliche Harze sind Acrylharz, Styrolhorz, Epoxyharz, Urethanharz, Polyamidharz, Polyesterharz, Acetalharz' Polycarbonatharz, Phenolharz, Vinylchloridharz, Vinylacetatharz, Celluloseharz, Polyolefinhorz und dgl., Copolymere, die enthalten oder bestehen aus Monomeren, die in den obengenannten Homopolymerharzen verwendet werden, und gemischte Harze, die eine Vielzahl der obengenannten Homopolymer- und Copolymerharze enthalten oder daraus bestehen.
Beispiele fUr erfindungsgemlfß verwendbare Siliconharze bzw.
Siliciumharze sind solche, die dargestellt werden durch die nachfolgend angegebene spezifische Formel, die sich auf die darin enthaltene Monomereinheit bezieht, und die das nachfolgend angegebene durchschnittliche Molekulargewicht (Mw) aufweisen: Mw = 2 0 0 0 Mw = 2 0 0 0 Mw = 6 0 0 0 Mw = 1 2 0 0 0 Mw = 1 5 0 0 0 Mw = 1 5 0 0 0 Mw = 5 0 0 0 0 Erfindungsgemäß werden außer den obengenannten Beispielen auch beispielsweise Siliconharze bzw. Siliciumharze, die im Handel unter den Warennamen "KR-114", "KR-220", "KR-251", "KR-253", "KR-255" und "KC-88" (alles Produkte der Firma Shinetsu Chemical Industry) erhältlich sind, bevorzugt verwendet.
Es kann ein beliebiges Styrolacrylharz verwendet werden, das zusammen mit einem Siliconharz bzw. Siliciumharz der obengenonnten Natur die Uberzugsschicht bildet, wobei es vorzugsweise ein mittleres Molekulargewicht von 5000 bis 500 000 hat und in einem Gewichtsverhaltnis von 1:99 bis 99:1 mit diesem Siliconharz bzw. Siliciumharz gemischt wird.
Außerdem wird erfindungsgemäß in die Uberzugsschicht eine odo mehr weitere Verbindungen eingearbeitet, falls dies erfordert lich ist. So können beispielsweise ein oder mehrere andere Harze und ein Ladungskontrollmittel zugesetzt werden. Beispiele für solche anderen Harze sind Epoxy-, Polyamid-, Polyester-, Petroleum-, Aceta 1-, Vinylchlorid-, Vinylacetatharze, Copolymere, die aus Monomeren aufgebaut sind, wie sie in den obengenannten Harzen verwendet werden, halogenierte Derivate dieser Harze und Copolymere, und Butudiencopolymere, während Beispiele für geeignete Lndungskontrollmittel sind Pigmente und Farbstoffe einschließlich Ölruß, Lampenruß, Nigrosinfarbstoff, Anilinblou, Chalcoil Blue, Chromgelb, Ultramarinblau, Methylenblauchlorid, Phthalocyaninblau und Bengalrosa.
Erfindungsgemß können als Tröger-Kernkörnchen beispielsweise magnetische Metalle, wie Eisen, Nickel und Kobalt, Kupfer, Bron æ, Ferrit, Carborundum, Glasperlen, Siliciumdioxid und dgl. in beliebiger Weise verwendet werden, wobei ihre Korngröße so gewählt wird, daß sie zwischen 30 und 1000 m, vorzugsweise zwischen 50 und 500 m, liegt.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Trägers wird eine Lösung, die das Siliconharz (Siliciumharz) oder das Celluloseesterharz und das Styrolacrylharz, gelöst in einem organischen Lösungsmittel, enthält, auf die Oberfläche der Trägerkernkörnchen aufgebracht, beispielsweibe durch Eintauchen, Aufsprühen oder unter Verwendung eines Wirbelbettes. Unter den obengenannten Beschichtungsverfahren ist die Anwendung eines Wirbelbettes bevorzugt. Zur Herstellung der Beschichtungslösung kann irgendein organisches Lösungsmittel verwendet werden, sofern die obengenannten Harze sich darin lösen. Beispiele für solche organischen Lösungsmittel sind Alkohole, wie Methanol, Athanol und Isopropanol, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol und Xylol, Ketone, wie Aceton und Methyldthylketon, Tetrahydrofuran, Dioxan und Mischungen dieser Lösungsmittel. Nach dem Beschichten mit der obengenannten Lösung werden die Trugerkernkörnchen in der Regel zum Trocknen erhitzt, wobei die Uberzugsschicht bei und/oder nach der Trocknungsstufe vernetzt (gehärtet) wird.
Eine Temperatur von 1500C oder darunter genUgt zum Vernetzen (harten) des Harzes, wobei die Anwendung von Raumtemperatur bevorzugt ist bei einem Siliconharz (Siliciumharz) vom vernetzenden Typ mit einer Vernetzungs- bzw. Hörtungstemperatur von nicht höher als 1000C.
In der Trocknungsstufe kann als Trocknungsbeschleuniger mit Erfolg auch eine Metailseife, bestehend aus Octylsöure, Naphthensaure oder dgl., und einem Metall, wie Blei, Eisen, Kobalt, Mangan oder Zink, verwendet werden. Zu diesem Zweck geeignet sind auch organische Amine, wie Xthanolamin.
Erfindungsgemöß ist die Uberzugsschicht vorzugsweise 0,1 bis 20 m dick, da eine Uberzugsschicht, die Ubermdßig dick oder übermäßig dünn ist (d.h. deren Dicke außerhalb dieser Grenzwerte liegt)1 Störungen mit sich bringen kann.
Der erfindungsgemaße Tröger kann unter Anwendung des nachfolgend beschriebenen Wirbelbettverfahrens hergestellt werden: In einem Wirbelbett werden die Trögerkernkörnchen in einem aufsteigenden Gasstrom, der unter Druck erzeugt wird, bis zu einem Gleichgewichtswert nach oben getragen. Diese Kernkörnchen werden dann von oben mit einer Lösung bespruht, die ein Celluloseesterharz oder Siliconharz (Silìciumharz) und ein Styrolacrylharz enthalt, und dann fallen sie nach unten. Dieses Beschichtungsverfahren wird wiederholt bis zur Bildung der gewünschten Dicke der Uberzugsschicht.
Als Toner, der zusammen mit dem erfindungsgemäßen Träger zur Herstellung eines Entwicklers verwendet wird, wird eine Harzverbindung verwendet, die mit einem geeigneten Pigment oder Farbstoff beladen ist. Beispiele für geeignete derartige Pigmente oder Farbstoffe sind Ruß, Nigrosinfarbstoff (Color Index Nr.
5041 so), Anilinblau (Color Index Nr. 50405), Chalcoil Blue (Color Index Nr. Azoec Blue 3), Chromgelb (Color Index Nr.
14090), Ultramarinblau (Color Index Nr. 77103), Methylenblauchlorid (Color Index Nr. 52015), Phthalocyaninblau (Color Index Nr. 74 160), Du Pont Oil Red (Color Index 260105), Chinolingelb (Color Index Nr. 47005), Malachitgrünoxalat (Color Index Nr. 42000), Lampenruß (Color Index Nr. 77266), Bengalrosa (Color Index Nre 45 435) und Mischungen davon.
Als Grund harz des Toners werden in erster Linie Styrolharze verwendet, die umfassen Styrolhomopolymere und -copolymere, die jeweils aus einem Styrolmonomeren und einem anderen Vinylmonomeren aufgebaut sind. Beispiele für die obengenannten anderen Vinylmonomeren sind öthylenisch ungesuttige Monoolefine, wie Xthylen, Propylen und Isobutylen, Vinylhalogenide, wie Vinylchlorid, Vinylbromid und Vinylfluorid, Vinylester, wie Vinylacetat, Acrylester, wie Methylacrylat, Äthylacrylat und Phenylacrylat, Vinylather, wie Vinylmethyläther und Vinyldthylether, Vinylketone, wie Vinylmethylketon und Vinylhexylketon, N-Vinylverbindungen, wie N-Vinylpyrrol und N-Vinylpyrrolidon, Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamid und dgl. Sie können unabhtingig voneinander oder in Kombination verwendet werden.
Außer den obengenannten Styrolharzen können fUr den gleichen Zweck auch Polyöthylenharz, Polypropylenharz, Vinylesterharz, mit Kolophonium (Rosin) modifiziertes Phenol-Formaldehyd-Harz, Epoxyharz und ihre Mischungen verwendet werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschrönkt zu sein.
Beispiel 1 2 g Siliconharz (Siliciumharz) "KR-255" (Lieferant: Shinetsu Chemical Industry) und 18 g Styrolacrylharz "BR-50" (Lieferant: Mitsubishi Rayon) wurden in 200 ml Methyldthylketon gelöst zur Herstellung einer Beschichtungslösung. 1 kg Stahlkugelschrot mit einer mittleren Korngröße von 100 m wurde in einem Wirbelbett mit dieser Lösung besprüht und bei 700C getrocknet zur Herstellung des erfindungsgemäßen Trägers, dessen Körnchen einen 1 bis 2 µm dicken Uberzug aufwiesen. Auf diese Weise wurde ein Trager mit einer ausgezeichneten Fließftihigkeit (Fluidität) erhalten, der nicht-klebrig war und nicht agglomerierte.
Dieser erfindungsgemäße Trager wurde mit einem Toner mit einer mittleren Korngröße von etwa 10 bis 20 m, der bestand aus 100 Gew.-Teilen eines Styrolharzes, 8 Gew.-Teilen Ruß und etwas zusdtzlichem Siliciumdioxid als dritterKomponente, gemischt zur Herstellung eines Entwicklers, dessen Tonergehalt 2 Gew.-% betrug. Dieser Entwickler wurde in einer PPC-Einheit "vom modifizierten Typ U-Bix V" (Lieferant: Konishiroku Photo Industry) verwendet zur kontinuierlichen Herstellung von anderfolgenden Kopien.
Die auf diese Weise hergestellten Kopierbilder wiesen alle eine ausgezeichnete Bildqualität ohne einen grauen Hintergrund auf.
Außerdem konnten in einem Hochgeschwindigkeits-Ermudungstest über 20 000 Kopien mit dem obigen Entwickler mit Erfolg hergestellt werden.
Beispiel 2 1 g des Siliconharzes (Siliciumharzes) "KR-251" und 19 g des Styrol/Butylmethacrylat-Harzes "SBM" (Lieferant: Sanyo Chemical Industries) wurden in 200 ml Methyläthylketon gelöst zur Herstellung einer Beschichtungslösung. 1 kg Stahlkugelschrot mit einer mittleren Korngröße von 100 m wurde in einem Wirbelbett mit dieser Beschichtungslösung besprüht und bei 70°C getrocknet zur Herstellung eines erfindungsgemaßen Trägers, dessen Körnchen einen 1 bis 2 m dicken Uberzug aufwiesen.
Dabei wurde ein Träger mit einer hohen Fließfähigkeit (Fluidität) erhalten, der nicht-klebrig war und nicht agglomerierte.
Dieser erfindungsgemße Tröger wurde mit dem gleichen Toner wie er in Beispiel 1 verwendet worden war gemischt zur Herstellung eines Entwicklers, dessen Tonergehalt 2 Gew.-% betrug. Dieser Entwickler wurde in einer PPC-Einheit "vom modifizierten Typ U-Bix V" verwendet zur kontinuierlichen Herstellung von au feinen anderfolgenden Kopien.
Die dabei erhaltenen Kopierbilder wiesen alle eine ausgezeichnete Kopierqualitat ohne jeden grauen Hintergrund auf. Außerdem konnten in einem Hochgeschwindigkeits-ErmUdungstest über 30 000 Kopien mit diesem Entwickler mit Erfolg hergestellt werden.
Beispiel 3 4 g des Siliconharzes (Siliciumharzes) "KR-114" und 16 g des Styrolacrylharzes "S-LEC" (Lieferant: Sekisui Chemical) wurden in 200 ml Toluol gelöst zur Herstellung einer Beschichtungslö-Sung. 1 kg Stahlkugelschrot mit einer mittleren Korngröße von 100 Rm wurde in einem Wirbelbett mit dieser Lösung besprüht und bei 700C getrocknet zur Herstellung eines erfindungsgemößen Trägers, dessen Körnchen einen 1 bis 2 µm dicken Uberzug aufwiesen. Dabei wurde ein Trager mit einer ausgezeichneten Fließfähigkeit (Fluidität) erhalten, der nicht-klebrig war und nicht agglomerierte, Dieser erfindungsgemuße Tröger wurde mit dem gleichen Toner wie er in Beispiel 1 verwendet worden war gemischt zur Herstellung eines Entwicklers, dessen Tonergehalt 2 Gew.-% betrug.
Der so hergestellte Entwickler wurde in einer PPC-Einheit "U-Bix V" verwendet zur kontinuierlichen Herstellung von aufeinanderfolgenden Kopien.
Die auf diese Weise erhaltenen Kopierbilder wiesen alle eine ausgezeichnete Bildqualität ohne jeden grauen Hintergrund auf.
Außerdem konnten in einem Hochgeschwindigkeits-Ermüdungstest Uber 20 000 Kopien mit Erfolg hergestellt werden.
Vergleichsbeispiel 1 20 g des gleichen Styrolacrylharzes, wie es in Beispiel 1 verwendet worden war, wurden in 200 ml Methyläthylketon gelöst zur Herstellung einer Beschichtungslösung. 1 kg Stahlkugelschrot mit einer mittleren Korngröße von 100 zum wurde in einem Wirbelbett mit dieser Beschichtungslösung besprüht und bei 700C getrocknet zur Herstellung eines Kontrolltrögers, dessen Körnchen einen 1 bis 2 µm dicken Uberzug aufwiesen.
Dieser Kontrollträger war nicht-klebrig und agglomerierte nicht und wies eine ausgezeichnete Fließfähigkeit (FLuidität) auf.
Dieser wurde dann mit dem gleichen Toner wie er in Beispiel 1 verwendet worden war gemischt zur Herstellung eines Entwicklers, dessen Tonergehalt 2 Gew,-% betrug. Mit diesem Entwickler wurden kontinuierlich aufeinanderfolgende Kopien hergestellt. Dabei wurde gefunden, daß, obgleich eine geringe Anzahl von Kopien mit einer ausgezeichneten Bildqualltöt erhalten wurden, über 5000 Kopien mit unscharfenBildernmit einem dicken grauen Hintergrund erhalten wurden.
Beispiel 4 10 g des Styrolacrylharzes "BR-50" (Lieferant: Mitsubishi Rayon) und 10 9 Celluloseocetatbutyrat wurden in 200 ml Methyldthylketon gelöst zur Herstellung einer Beschichtungslösung. 1 kg Stahlkugelschrot mit einer mittleren Korngroße von 100 pn wurden in einem Wirbelbett mit dieser Lösung besprüht und bei 700C getrocknet zur Herstellung eines erfindungsgemäße Tragers, dessen Körnchen einen 1 bis 2 m dicken Uberzug aufwiesen.
Dabei wurde ein Trager mit einer ausgezeichneten Fließfähigkeit (FluiditUt) erhalten, der nicht-klebrig war und nicht agglomerierte.
Dieser erfindungsgemaße Träger wurde mit einem Toner mit einer mittleren Korngröße von etwa 10 bis etwa 20 µm gemischt, der aus 100 Gew.-Teilen eines Polyesterharzes und 8 Gew.-Teilen Ruß bestand, zur Herstellung eines Entwicklers, dessen Tonergehalt 2 Gew.-% betrug. Der Entwickler wurde in einer PPC-Einheit "vom modifizierten Typ U-Bix V" (Lieferant: Konisshiroku Photo Industry) verwendet zur kontinuierlichen Herstellung von aufeinanderfolgenden Kopien.
Alle auf diese Weise erhaltenen Kopierbilder wiesen eine ausgezeichnete Bildqualitöt ohne jeden grauen Hintergrund auf.
Außerdem konnten in einem Hochgeschwindigkeits-Ermüdungstest Uber 20 000 Kopien mit dem obigen Entwickler mit Erfolg hergestellt werden.
Beispiel 5 15 g des Styrolacrylharzes "BR-50" und 5 g Cellulosepropionot wurden in 200 ml Methyläthylketon gelöst zur Herstellung einer Beschichtungslösung. 1 kg Stahlkugelschrot mit einer mittleren Korngröße von 100 µm wurde in einem Wirbelbett mit dieser Beschichtungslösung besprüht und bei 70°C getrocknet zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Trägers, dessen Körnchen einen 1 bis 2 m dicken Uberzug aufwiesen. Der auf diese Weise erhaltene Trager wies eine hohe Fließfähigkeit (Fluiditöt) auf, er war nicht-klebrig und agglomerierte nicht.
Dieser erfindungsgemaße Träger wurde mit einem Toner mit einer mittleren Korngröße von etwa 10 bis etwa 20 in. gemischt, der aus 100 Gew.-Teilen eines Styrolharzes und 8 Cew.-Teilen Ruß bestand, zur Herstellung eines Entwicklers, dessen Tonergehalt 2 Gew.-% betrug. Dieser Entwickler wurde in einer PPC-Einheit "eines modifizierten Typs von U-Bix V" verwendet zur kontinuierlichen Herstellung von aufeinanderfolgenden Kopien, Die auf diese Weise erhaltenen Kopierbilder wiesen eine ausgezeichnete Kopierqualitdt ohne jeden grauen Hintergrund auf.
Außerdem konnten in einem Hochgeschwindigkeits-Ermüdungstest Uber 20 000 Kopien mit diesem Entwickler mit Erfolg hergestellt werden.
Beispiel 6 5 g eines Styrol/Butylmethacrylat-Harzes (Lieferant: Sekisui Chemical) und 5 g Cellulosevalerat wurden in 200 ml Methyläthylketon gelöst zur Herstellung einer Beschichtungsldsung. 1 kg Stahlkugelschrot mit einer mittleren Korngröße von 100 m wurde in einem Wirbelbett mit dieser Lösung beschichtet und bei 700C getrocknet zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Trägers, dessen Körnchen einen 1 bis 2 m dicken Uberzug aufwiesen. Dabei wurde ein Träger mit einer ausgezeichneten Fließföhigkeit (Fluiditot) erhalten, der nicht-klebrig war und nicht agglomerie rte.
Dieser erfindungsgemäße Träger wurde mit dem gleichen Toner wie er in Beispiel 1 verwendet worden war gemischt zur Herstellung eines Entwicklers, dessen Tonergehalt 2 Gew.-% betrug. Der so hergestellte Entwickler wurde in einer PPC-Einheit "U-Bix V" verwendet zur kontinuierlichen Herstellung von aufeinanderfolr genden Kopien.
Die auf diese Weise erhaltenen Kopierbilder wiesen alle eine ausgezeichnete Bildqualität ohne jeden grauen Hintergrund auf.
Außerdem konnten in einem Hachgeschwindigkeits-Ermüdungstest Uber 20 000 Kopien mit Erfolg hergestellt werden.
Vergleichsbeispiel 2 20 g des gleichen Celluloseacetatbutyrats, wie es in Beispiel 4 verwendet worden war, wurden in 200 ml Methyläthylketon gelöst zur Herstellung einer Beschichtungslösung. 1 kg Stahlkugelschrot mit einer mittleren Korngröße von 100 pm wurde in einem Wirbelbett mit dieser Beschichtungslösung besprüht und bei 700C getrocknet zur Herstellung eines Kontrollträgers, dessen Körnchen einen 1 bis 2 µm dicken Uberzug aufwiesen. Dieser Kontrollträger war nicht-klebrig und agglomerierte nicht und wies eine ausgezeichnete Fließfähig keit (FluiditEt) auf. Wenn er jedoch mit dem gleichen Toner, wie er in Beispiel 1 verwendet worden war, gemischt wurde zur Herstellung eines Entwicklers, dessen Tonergehalt 2 Gew.-% betrug, und wenn mit diesem Entwickler unter Anwendung des gleichen Verfahrens, wie es in Beispiel 1 beschrieben worden war, kontinuierlich aufeinanderfolgende Kopien hergestellt wurden, so wurde gefunden, daß der Entwickler mit einer hohen Geschwindigkeit (Rate) schlechter wurde, wobei sein Ladungsniveau von 18,5 gC/ bei einer niedrigen Anzahl von Kopien auf 8,3 µC/g nach 20 000 Kopien abfiel.
Verleichsbeispiei 3 20 g des gleichen Styrolacrylharzes, wie es in Beispiel 1 verwendet worden war, wurden in 200 ml Methyläthylketon gelöst zur Herstellung einer Beschichtungslösung. 1 kg Stahlkugel schrot mit einer mittleren Korngröße von 100 µm wurde in einem Wirbelbett mit dieser Beschichtungslösung bespruht und bei 700 C getrocknet zur Herstellung eines weiteren Kontrollträgers, dessen Körnchen einen 1 bis 2 Am dicken Uberzug aufwiesen.
Dieser Kontrolltröger war nicht-klebrig und agglomerierte nicht und wies eine ausgezeichnete Fließfähigkeit (Fluidität) auf.
Wenn er jedoch mit dem gleichen Toner1 wie er in Beispiel 1 verwendet worden war, zur Herstellung eines Entwicklers verwendet wurde, dessen Tonergehalt 2 Gew.-% betrug, und wenn mit diesem Entwickler unter Anwendung des gleichen Verfahrens wie es in Beispiel 1 angegeben worden ist, kontinuierlich aufeinanderfolgende Kopien hergestellt wurden, so wurde gefunden, daß der Entwickler mit einer hohen Geschwindigkeit (Rate) schlechter wurde, wobei sein Auf ladungswert von 15,2 pC/g bei einer niedrigen Anzahl von Kopien auf 6,4 µC/g nach 20 000 Kopien abfiel.
Aus den vorstehenden Beispielen geht hervor, daß der erfindungsgemtlße Träger ausgezeichnete Eigenschaften aufweist. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Siliconharzes bzw. Siliciumharzes wurde ein Träger mit einer sehr niedrigen Oberflächenenergie und einem niedrigen Reibungskoeffizienten erhalten.
Ein Trager, dessen Oberflächenenergie niedrig ist, hat den Vorteil, daß damit die Tonerfilmbildung auf der Oberflöche seiner Körnchen in einem kontinuierlichen Kopierverfahren in einer elektrophotographischen Kopiereinheit vermieden werden kann.

Claims

PatentansprUche Aus feinen Teilchen bestehender Truger fUr einen Entwickler fUr die Elektrophotographie, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die feinen Teilchen enthalten oder bestehen aus einem Kerninaterial mit einer darauf aufgebrachten Harzschicht, die enthalt oder besteht aus a) einem Styrolacrylharz und b) einem Celluloseesterharz oder einem Silicon- bzw. Siliciumharz mit einer Vulkanisationstemperatur von nicht höher als 100°C.
2. Entwickler fUr die Elektrophotographie, dadurch gekennzeichnet, daß er besteht aus A) einem Trager aus feinen Teilchen, dessen Teilchen enthalten oder bestehen aus einem Kernmaterial und einer darauf aufgebrachten Harzschicht, die enthält oder besteht aus a) einem Styrolacrylharz und b) einem Celluloseesterharz oder einem Silicon- bzw. Siliciumharz mit einer Vulkanisationstemperatur von nicht höher als 1000C und B) einem Toner, der enthalt oder besteht aus einem ein Pigment oder einen Farbstoff enthaltenden Harz.
3. Entwickler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Harz um ein Homopolymeres eines Styrols oder um ein aus einem Styrol und einem anderen Vinylmonomeren hergestelltes Copolymeres handelt.
4. Verfahren zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entwickler verwendet wird, der besteht aus A) einem aus feinen Teilchen bestehenden Trager, dessen Teilchen enthalten oder bestehen aus einem Kernmaterial mit einer darauf aufgebrachten Harzschicht, die enthält oder besteht aus a) einem Styrolacrylharz und b) einem Celluloseesterharz oder einem Silicon- bzw. Siliciumharz mit einer Vulkanisationstemperatur von nicht hoher als 1000C und B) einem Toner, der enthält oder besteht aus einem Harz, das ein Pigment oder einen Farbstoff enthält.