DE3300127A1 - Traeger fuer elektrofotografische entwickler - Google Patents
Traeger fuer elektrofotografische entwicklerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektrofotografischen Träger,
enthaltend ein teilchenförmiges Kernmaterial, das mit einer
harzartigen, ein Siliconharz enthaltenden Zusammensetzung überzogen ist.
Der erfindungsgemäße elektrofotografische Träger ist zur Verwendung
in elektrofotografischen Zweikomponentenentwicklern
bestimmt, die eine Trägerkomponente zusarrmen mit einer Tonerkomponente
enthalten. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen überzogenen Träger, der beim Magnetbürstenentwicklungsverfahren
der Elektrofotografie eine ausgezeichnete Haltbarkeit
und Brauchbarkeitsdauer aufweist.
Bei einem der bekannten elektrofotografischen Verfahren wird
ein trockener Zweikomponentenentwickler, der eine Tonerkomponente in Kombination mit einer Trägerkomponente enthält,
im Magnetbürstenentwicklungsverfahren zum Entwickeln eines
statischen Bildes verwendet, das latent auf einem lichtempfindlichen
Substrat gebildet ist. Üblicherweise enthält der Entwickler Tonerteilchen mit relativ feinen Korngrößen
und Träger teilchen mit relativ groben Korngrößen. Die statischen Anziehungskräfte zwischen den entgegengesetzten Polaritäten,
die durch den Kontakt zwischen diesen Teilchen ent-
33ΟΟ127
stehen, halten die feinen Tonerteilchen auf der Oberfläche
der groben Trägerteilchen fest. Wenn ein auf diese Weise statisch aufgeladener Entwickler mit einem latenten statischen
Bild in Berührung gebracht wird, das aus einem lichtempfindlichen
Substrat gebildet ist, wird ein Teil der geladenen Tonerteilchen vom latenten Bild statisch angezogen und
auf das Bild übertragen, so daß ein entsprechendes sichtbares Bild entsteht. Die Tonerteilchen müssen somit entsprechende
triboelektrische Eigenschaften aufweisen, damit sie eine ausreichende
Ladungsmenge speichern können und eine genaue und selektive Übertragung der Ladung auf die mit dem latenten
Bild versehene Fläche gewährleistet ist.
Werden die üblichen trockenen Zweikomponentenentwickler eine Zeitlang im elektrofotografischen Entwicklungsverfahren verwendet,
neigt der Toner oder Tonerstaub dazu, die Oberfläche der Trägerteilchen zu verschmutzen, so daß schließlich aufgrund
der wiederholten Berührungen und Zusammenstöße zwischen
den Trägerteilchen und den Tonerteilchen und zwischen diesen
Teilchen und mechanischen Teilen der Entwicklungsvorrichtung
ein steifer kontinuierlicher Film des Tonermaterials auf der
Oberfläche gebildet wird. Hat sich einmal ein derartiger Film gebildet, dann sarrmelt sich das Tonermaterial auf den entsprechenden
Trägerteilchen allmählich an. Die durch den Kontakt der freien Oberfläche der Trägerteilchen mit den Toner-
teilchen erzeugte triboelektrisehe Ladung des Entwicklers
wird durch die triboelektrische Ladung ersetzt, die dann infolge
des Kontaktes zwischen den mit dem Toner überzogenen Oberflächen der Trägerteilchen und den Tonerteilchen, d.h.
infolge des Toner-Toner-Kontakts, erzeugt wird. Somit werden die triboelektrischen Eigenschaften eines frischen Entwicklers
erheblich beeinträchtigt. Infolgedessen versch lechert
sich die Qualität der schließlich hergestellten Reproduktionskopien
aufgrund eines Verschmutzens des Hintergrundes mit erheblichen Tonermengen, was auf die Beeinträchtigung der
triboelektrisehen Eigenschaften zurückzuführen ist.
Zur Überwindung oder teilweisen Beseitigung der vorstehend erwähnten Schwierigkeiten ist es bereits in Vorschlag gebracht
worden, den Träger zu modifizieren, z.B. durch Überziehen
der Oberfläche der Trägerteilchen (oder des Kernmaterials)
mit einem Material niedriger Oberflächenenergie
wie ein Siliconharz (siehe z.B. die japanische Patentveröffentlichung
44-27879 und die japanische Offenlegungsschrift (KOKAI)50-2543). Durch die vorgeschlagenen Verfahrensweisen
werden das unerwünschte Verschmutzen und das Ansammeln des Tonermaterials .an der Oberfläche der Trägerteilchen erheblich
eingeschränkt. Bei dem auf diese Weise erhaltenen Träger, der mit einem Siliconharz überzogen ist, weist die Überzugsschicht im allgemeinen eine geringe Haftfestigkeit gegenüber
den Kernmaterialien, z.B. Eisenpulver auf. Ferner reicht die
mechanische Festigkeit der Überzugsschicht nicht dazu aus, der Reibung und Stoßeinwirkung zu widerstehen, denen der Entwickler
während des Gebrauchs ausgesetzt ist. Nach kontinuierlichem Betrieb im Verlauf einer längeren Zeitdauer wird
die auf den Oberflächen der Kerne aufgetragene Siliconschicht
abgenutzt oder abgelöst. Somit werden die Oberflächen der Kerne dem Toner gegenüber freigelegt. Die anfänglichen, durch
durch den Kontakt der siliconüberzogenen Kernteilchen mit den
Tonerteilchen erzeugten triboelektrisehen Ladungen werden
dann allmählich durch die triboelektrisehen Ladungen ersetzt,
die durch Kontakt der freiliegenden Kernteilchen mit den Tonerteilchen
erzeugt werden. Demgemäß lassen sich die anfänglichen triboelektrisehen Eigenschaften eines frischen Entwicklers
wieder nicht während längerer Zeitdauer im konstanten Ausmaß beibehalten und die eintretende Änderung der triboelektrischen
Eigenschaften wirkt sich nachteillig auf die Qualität der Reproduktionskopien aus.
Durch die Erfindung soll ein verbesserter elektrofotografischer
Träger vorgesehen werden, der die bei Trägern nach dem Stand der Technik auftretenden Schwierigkeiten beseitigt oder
erheblich verringert.
Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, einen verbesserten elektrofotografischen Träger vorzusehen, auf dessen Oberfläche
sich im Verlauf des Gebrauchs des Entwicklers keine steife oder feste Schicht bildet, der Eisenpulverkernmaterial
enthält, das mit einer fest am Kernmaterial haftenden harzartigen
Schicht hoher mechanischer Festigkeit überzogen ist, und der während langer Gebrauchsdauer zusammen mit den Tonerteilchen
eine im wesent1ichen konstante triboelektrisehe Ladung
entwickelt.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den
Patentansprüchen.
Der erfindungsgemäße elektrofotografische Träger wird hergestellt
durch Überziehen eines Kernmaterials mit einer harzartigen
Zusammensetzung, die im wesentlichen aus einem Epoxyhydroxykohlenwasserstoffharz
und einem Siliconharz besteht. Es wurde festgestellt, daß der beschichtete Träger eine überraschend
verbesserte Haltbarkeit aufweist.
Obwohl die bei der Erfindung verwendeten harzartigen Überzugszusammensetzungen im wesentlichen aus den angegebenen zwei
Harzkomponenten bestehen, können die Überzugszusarrmensetzungen,
falls erwünscht, zusätzlich einen oder mehrere fakultative Bestandteile, wie andere Harze und/oder Zusätze und/oder
Modifikatoren enthalten, wie sie im Stand der Technik bekannt
s i nd.
Der erfindungsgemäße Träger ist herstellbar durch
(a) entweder Eintauchen eines aus Eisenpulver bestehenden Kernmaterials in eine Harzlösung aus einem Epoxyhydroxykohlenwasserstoffharz,
einem Siliconharz und, falls erwünscht, einem wahlweisen Bestandteil in einem Lösungsmittel
wie Toluol, einem Xylol, Methylethylketon oder Ethyiacetat oder
Aufsprühen einer derartigen Harzlösung auf ein Fließbett des Kernmaterials und
(b) Erhitzen und Trocknen des auf diese Weise beschichteten
Kernmaterials bei einer geeigneten erhöhten Temperatur, so daß eine Vernetzung der Überzüge entsteht.
Obwohl die Gesamtkonzentration der Harze in der Überzugslösung
innerhalb eines breiten Bereiches variieren kann, liegt die Konzentration im Falle eines Aufsprühens der Lösung in
Anbetracht der Erzielung einer geeigneten Fließbarkeit und eines annehmbaren Wirkungsgrads bei der Erhitzungs- und
Trocknungsstufe, vorzugsweise im Bereich von etwa 2 bis 10 Gew.-% der Lösung.
Die bei der Erfindung einsetzbaren Epoxyhydroxykohlenwasserstoffharze
umfassen diejenigen, die aus Polymere von Dienverbindungen durch deren Epoxydierung und Hydroxylierung erhalten
werden. Ein bevorzugtes Beispiel der Epoxyhydroxykohlenwasserstoffharze
ist ein normalerweise festes Polymerisat, das durch die kationische Polymerisation von 1,3-Pentadien
und nachfolgendem Einführen von Epoxid- und Hydroxylgruppen
in das polymere Zwischenprodukt erhalten wird. Vorzugsweise weist das Harzzielprodukt ein Hydroxyläquivalent oder eine
Hydroxylzahl von etwa 500 bis 1200 und ein Epoxidäquivalent oder eine Epoxidzahl von etwa 400 bis 1000 auf.
Handelsüblich erhältliche Epoxyhydroxykohlenwasserstoffharze,
die zur Verwendung bei der Erfindung geeignet sind, umfassen diejenigen, die unter den Handelsnamen "LPHX 1060", LPHX
2060" und "LPHX 2100" von der Firma Asahi Denka Kogyo Co., Ltd. (Japan) erhältlich sind.
Die bei der Erfindung verwendbaren Siliconharze sind hitzehärtbar.
Handelsüblich erhaltbare Siliconharze, die bei der
Erfindung in Überzugszusammensetzungen verwendbar sind, umfassen z.B. Siliconlacke, die unter den Handelsnamen "KR 214"
"KR 201", "KR 206", "SA-*", "ES 1001 N", "KR 3093" und
"KR 5203" von der Firma Shin-etsu Kagaku Kogyo Co., Ltd. (Japan) erhältlich sind.
Zur Herstellung einer Überzugsschicht geeigneter Dicke auf der Oberfläche der Kernteilchen sollte das Verhältnis der
harzartigen Überzugszusammensetzung, die auf den Kernteilchen
aufgetragen wird, vorzugsweise etwa 0,05 bis 2 Gew.-% und in mehr bevorzugter Weise etwa 0,1 bis 1 Gew.-96 des Kernmateriais
(auf Trockenbasis) betragen.·
Der Anteil des Epoxyhydroxykohlenwasserstoffharzes in der
harzartigen Zusammensetzung beträgt vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-96 (auf Trockenbasis). In mehr bevorzugter Weise wird das
Epoxyhydroxykohlenwasserstoffharz in einer 2 bis 10 Gew.-96 betragenden Menge in der Zusammensetzung eingesetzt, weil
innerhalb dieses Bereiches die entstehende Schicht eine beträchtliche
Adsorption gegenüber den Kernteilchen und eine maximale mechanische Festigkeit aufweist. Wenn das Epoxyhydroxykohlenwasser
stoff harz in einer weniger als 2 % betragenden Menge in der Zusammensetzung vorhanden ist, dann
neigt die Überzugsschicht dazu, am Kern etwas weniger fest zu haften. Wenn dagegen das Epoxyhydroxykohlenwasserstoffharζ in
einer größeren Menge als 10 Gew.-96 vorhanden ist, dann ergibt
sich zwar eine annehmbare Adhäsion, jedoch eine geringe Abnahme der mechanischen Festigkeit.
Das bei der Erfindung verwendete Kernmaterial besteht vorzugsweise
aus einem Eisenpulver mit einer im Bereich von etwa 30 bis 200 μΐη liegenden Teilchengröße. Beispiele von Eisenpulvern,
die bei der Erfindung verwendbar sind, umfassen reine metallische Eisenpulver wie chemisch reduzierte Eisenpulver,
atomisierte Eisenpulver und elektrolytisehe Eisenpulver, Eisenlegierungspulver und teilweise oxydierte Eisenpulver,
die durch Oxydation der Oberflächenbereiche der
einzelnen Teilchen der Eisenpulver erhalten werden.
Der in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Träger einsetzbare
Toner kann aus dem breiten Bereich üblicher Toner ausgewählt werden, die ein Bindemittel (ein natürlich vorkommendes
und/oder synthetisches Polymerisat), ein farberteilendes
Mittel (ein Farbstoff und/oderPigment) und wahlweise zugegebene Modifikatoren und/oder Additive, wie sie im Stand der
Technik bekannt sind, enthalten.
Die Überzugsschicht des erfindungsgemäßen Trägers ist mit der
Oberfläche der Eisenpulverkernteilchen verbunden und weist
verbesserte mechanische Eigenschaften auf. Somit ist der erfindungsgemäße
Träger widerstandsfähig gegenüber Abrieb und
Abnutzung und anderer Formen mechanischer Beschädigung, die während des Gebrauchs auftreten, und behält im Verlauf einer
langen Zeitdauer seine anfängliche Oberflächenglätte bei. Dies bedeutet, daß sich keine steife oder feste Schicht des
Tonermaterials auf der Oberfläche des Trägers bildet, und daß
die zwischen den Träger- und Tonerteilchen entstehende triboelektrische
Ladung im Verlauf einer langen Gebrauchsdauer im wesentlichen konstant bleibt.
Anhand der folgenden Beispiele, auf die die Erfindung nicht eingeschränkt ist, soll die Erfindung näher erläutert werden.
Abänderungen der aufgezeigten Ausführungsformen sind innerhalb
des Rahmens der Erfindung möglich. In den Beispielen sind die als Teile angegebenen Mengen gewichtsbezogen.
Eine Überzugslösung wurde hergestellt durch Auflösen von 20 Teilen eines Siliconharzes "KR 201" (der Firma Shin-etsu
Kagaku Kogyo) mit einem Festkörpergehalt von 50 % und 1 Teil eines Epoxyhydroxykohlenwasserstoffharzes "LPHX 2100" (der
Firma Asahi Denka) mit einem Epoxidäquivalent von 850 und einem Hydroxyläquivalent von 610 in 200 Teilen Methylethylketon.
Es wurden 200 Teile eines Kernmaterials aus Eisenteilchen
schuppenartiger unregelmäßiger Form mit Korngrößen im Bereich von 44 bis 149μπι und mit einer Schüttdichte von
2,71 g/cm in eine Fließbett-Beschichtungsvorrichtung eingegeben.
Die wie vorstehend angegeben hergestellte Lösung
ο wurde mittels eines Luftstroms bei 40 C in das Fließbett
eingesprüht. Nach Beendigung des Einsprühens wurde die Tempe-
o ratur des Luftstroms eine Stunde auf 150 C erhöht, um einen
erfindungsgemäßen elektrofotografischen Träger zu ergeben.
Ein Entwickler wurde hergestellt durch Vermischen von 1000 Teilen des Trägers und 40 Teilen eines handelsüblichen Toners
für Magnetbürstenentwicklung (der zur Verwendung in einer
elektrofotografischen Maschine der Marke "BD 3504" der Firma
Toshiba vorgesehen war). Das Vermischen erfolgte in einer Flasche aus Polyethylen mit einem Fassungsvermögen von 1 Liter
im Verlauf von einer Stunde bei 75 U/min.
Der Entwickler wurde zum Entwickeln von latenten statischen Bildern verwendet, die auf einem lichtempfindlichen
Se-Substrat erzeugt worden waren. Die reproduzierten sichtbaren Bilder waren schleierfrei und hoch aufgelöst. Sogar
nach der Herstellung von 50.000 Kopien blieb die anfängliche Qualität der Kopien erhalten.
Eine Überzugsflüssigkeit wurde hergestellt durch Auflösen von
30 Teilen eines Siiiconharzes ("ES-1001 N" der Firma
Shin-etsu Kagaku) mit einem Festkörpergehalt von 45 % und
1,3 Teilen eines Epoxyhydroxykohlenwasserstoffharzes ("LPHX
2060" der Firma Asahi Denka) mit einem Epoxidäquivalent von 430 und einem Hydroxyläquivalent von 980 in 200 Teilen
Methylethylketon.
Es wurden 2.000 Teile eines Eisenpulvers, das Teilchen von
abgerundeter unregelmäßiger Form mit Korngrößen von 44 bis
149 \im und einer Schüttdichte von 2,90 g/cm enthielt, in
eine Fließbett-Beschichtungsvorrichtung eingegeben. Die wie
vorstehend beschrieben hergestellte Überzugsflüssigkeit wurde
in das Fließbett aus dem Eisenpulver mittels eines Luftstroms
ο
bei 40 C eingesprüht. Nach Beendigung des Aufsprühens wurde
bei 40 C eingesprüht. Nach Beendigung des Aufsprühens wurde
die Temperatur des eingeführten Luftstroms eine Stunde auf ο
150 C erhöht, um einen erfindungsgemäßen Träger herzustellen.
Ein Entwickler wurde hergestellt unter Verwendung von 1.000 Teilen des Trägers und gemäß der Verfahrensweise des Beispiels
1 zum Entwickeln von latenten statischen Bildern ver-
wendet, die auf einer lichtempfindlichen Se-Platte erzeugt
worden waren.
Die hergestellten Kopien waren schleierfrei und von hoher
Qualität. Die ausgezeichnete anfängliche Qualität der Kopien blieb auch nach dem Herstellen von 50.000 Kopien beibehalten
Die Verfahrensweise des Beispiels 2 wurde wiederholt, mit der
Ausnahme, daß das Eisenpulverkernmaterial durch ein Eisenpulver
ersetzt wurde, das Teilchen von schuppenartiger unregelmäßiger Form enthielt, die einer teilweisen Oxydation bis
zu einem Sauerstoffgehalt von 0,92 % unterzogen worden waren.
Die Ergebnisse waren ähnlich denen, die im Beispiel 2 erhalten wurden. Nach dem Herstellen von 50.000 Kopien blieb auch
diesmal die anfängliche Qualität der Kopien erhalten.
Ein Träger wurde gemäß der im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise
hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Überzugslösung nur das Siliconharz als Harzkomponente und kein Epoxyhydroxykohlenwasserstoffharz
enthielt. Mit diesem Träger wurde
ein Entwickler hergestellt und zum Entwickeln von latenten statischen Bildern gemäß der Verfahrensweise des Beispiels 1
verwendet.
Obwohl zu Anfang klare Kopien erhalten wurden, waren nach dem Herstellen von etwa 16.000 Kopien die Kopien mit Schleiern
versehen.
Die Verfahrensweise des Beispiels 2 wurde wiederholt, mit der
Ausnahme, daß das Epoxyhydroxykohlenwasserstoffharz nicht bei
der Herstellung der Überzugs1ösung verwendet wurde. Nach dem
Herstellen von etwa 20.000 Kopien waren die weiteren Kopien von schlechter Qualität.
Claims (3)
1. Elektrofotografischer Träger, enthaltend ein teilchenförmigen
Kernmaterial, das mit einer harzartigen, ein Siliconharz
enthaltenden Zusammensetzung überzogen ist, dadurch
gekennzeichnet , daß die harzartige Zusammensetzung
im wesent1ichen aus einem Epoxyhydroxykohlenwasserstoffharz
und dem Siliconharz besteht.
-Γ: *; .χ"-': 33OO127
2. Elektrofotografischer Träger nach Anspruch 1, d a durch
gekennzeichnet, daß die harzartige Zusarmmensetzung 1 bis 30 Gew.-96 des Epoxyhydroxykohlenwasser■
Stoffharzes enthält.
3. Elektrofotografischer Träger nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyhydroxykohlenwasser stoff harz ein Hydroxyläquivalent von 500
bis 1200 und ein Epoxidäquivalent von 400 bis 1000 aufweist.
*f. Elektrofotografischer Entwickler, enthaltend einen Toner
und einen Träger, gekennzeichnet durch einen Träger einer der Ansprüche 1 bis 3.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57000153A JPS58117554A (ja) | 1982-01-04 | 1982-01-04 | 電子写真用キヤリア− |
Publications (2)
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|---|---|
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| DE3300127C2 DE3300127C2 (de) | 1991-06-20 |
Family
ID=11466092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19833300127 Granted DE3300127A1 (de) | 1982-01-04 | 1983-01-04 | Traeger fuer elektrofotografische entwickler |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPS58117554A (de) |
| DE (1) | DE3300127A1 (de) |
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Also Published As
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|---|---|
| US4486502A (en) | 1984-12-04 |
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| JPS58117554A (ja) | 1983-07-13 |
| JPS6223308B2 (de) | 1987-05-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: LIEDL, G., DIPL.-PHYS., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
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|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8328 | Change in the person/name/address of the agent |
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