DE3432976A1

DE3432976A1 - Kapsel-toner

Info

Publication number: DE3432976A1
Application number: DE19843432976
Authority: DE
Inventors: Toru Tokio/Tokyo Matsumoto; Toshiaki Kawasaki Kanagawa Nakahara; Ichiro Ohsaki; Hisayuki Hiratsuka Kanagawa Ushiyama; Katsutoshi Yokohama Kanagawa Wakamiya; Masuo Kawasaki Kanagawa Yamazaki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-09-09
Filing date: 1984-09-07
Publication date: 1985-03-28
Also published as: JPS6057851A; US4590142A; DE3432976C2; JPH0349103B2

Description

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Γ% r± Ö Dipl.-Ing. H.Tiedtke

ftLLMANN - V3RAMS - OTRUIF

Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne

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"3 / O O Q 7 C Dipl.-Ing. B. Pellmann

O 4 O I y / D Dipl.-Ing. K. Grams

Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 8000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: O 89 - 537377 cable: Germaniapatent Münc

7. September 1984 DE 4247

CANON KABUSHIKI KAISHA Tokio, Japan

Kapse l-Toner

Die Erfindung betrifft einen Toner zur Verwendung für die Entwicklung positiver elektrostatischer latenter Bilder in der Elektrofotografie oder beim elektrostatischen Druck, insbesondere einen Kapsel-Toner, der für die Druck-Fixierung geeignet ist.

Bisher ist eine große Anzahl elektrofotografischer Verfahren bekannt geworden, wie sie in der US-PS 2,297,691 und den Japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 23910/1967 und 24748/1968 beschrieben sind. Diese Verfahren machen im allgemeinen Gebrauch von fotoleitfähigen Materialien und umfassen die Schritte der Bildung eines elektrischen latenten Bildes auf einem fotoleitfähigen Körper durch verschiedene Mittel, anschließenden Entwicklung des latenten Bildes mit einem Toner, wahlweisen Übertragung des Tonerbildes auf ein Übertragungsmaterial, wie z.B. Papier, und danach erfolgenden Fixierung durch Erhitzung, Druck oder Lösungsmitteldampf unter Bildung einer Kopie.

Das Verfahren der Anhaftung des Toners an ein Material, auf dem es durch Druckeinwirkung fixiert werden soll, wurde schon z.B. in der US-PS 3,269,626 und in der JA-OS 102624/1973 angegeben. Dieses Verfahren hat eine große Zahl von Vorteilen, wie z.B. Einsparung von Energie, keine Umweltverunreinigung, keine Wartezeit für die Kopierung, da man diese lediglich durch Einschaltung der Energiequelle der Kopiermaschine durchführen kann, ferner keine Gefahr der Versengung von Kopien, die Möglichkeit der Kopierung mit hoher Geschwindigkeit sowie auch die einfache Fixiereinrichtung.

Nach diesen bekannten Druckfixierverfahren kann jedoch keine zufriedenstellende Fixierung erreicht werden, wenn nicht der das Bild tragende Körper einer speziellen Behandlung unterworfen wird. Außerdem muß der Fixierungsdruck so hoch wie etwa 200 bis 300 kg/cm² sein. Da ferner das Tonermaterial zur Druckfixierung im allgemeinen ein weiches Material benutzt, ist ihm eine kurze Gebrauchsdauer eigen, die Tonerteilchen können beim Stehen miteinander agglomerieren, bis sie sich manchmal vereinigen oder zusammenbacken und dadurch unerwünschte Vorgänge verursachen, wie Filmbildung, Trägerfärbung und Haftung an der Fixierwalze. Im Hinblick hierauf wurde in den letzten Jahren eine große Anzahl von Mikrokapsel-Tonern vorgeschlagen in dem Bestreben, einen idealen Toner ohne die oben beschriebenen Mangel herzustellen. Selbst bei diesen Kapsel-Tonern sind jedoch noch viele Probleme zu lösen.

Beispielsweise können die folgenden Schwierigkeiten auftreten.

1. Die Haftung zwischen den Kernteilchen und dem Schalenmaterial ist schlecht, und die Mikrokapseln sind in bezug auf Haltbarkeit minderwertig.

2. Bei der Einkapselung müssen die Kernteilchen in agglomerierter oder vereinigter Form eingekapselt werden oder aber die eingekapselten Produkte vereinigen sich miteinander danach, wodurch ein Mikrokapsel-Toner mit grober Teilchengröße entsteht.

3. Bei Anwendung der Phasentrennmethode in der Einkapse-

lungsstufe ist es schwierig, die Auflösung des Kernmaterials in der kontinuierlichen Phase mit höherer Polarität zu verhindern mit dem Ergebnis, daß neben den eingekapselten Teilchen auch selbständige Kernteilchen entstehen. Andererseits werden sogar bei Anwendung der Sprühmethode ähnlich wie bei der Phasentrennmethode zusätzlich zu den mikrogekapselten Teilchen freie, nur aus Kernteilchen bestehende Teilchen in großer Menge als Nebenprodukt erzeugt. Außerdem ist die Teilchengrößenverteilung sehr breit. Die als Nebenprodukt erzeugten selbständigen Teilchen verursachen demzufolge eine Färbung der Hülse und eine Erniedrigung der Bilddichte.

4. Wenn bei der Einkapselungsstufe eine herkömmliche Methode angewandt wird, ist es wegen der ungenügenden Benetzbarkeit zwischen der Kernteilchenoberfläche und dem Schalenmaterial schwierig, die Kernoberflächen vollständig mit dem Schalenmaterial zu überziehen, so daß häufig schadhafte Filme gebildet werden. Im Ergebnis ist der erhaltene Mikrokapsel-Toner beispielsweise von mangelhafter Gebrauchsdauer, die Tonerteilchen haben die Neigung, sich zu vereinigen oder aneinanderzubacken, wodurch die Neigung zum Auftreten der Filmbildungserscheinung auf der Trommel oberfläche entsteht. Ferner werden auch andere Probleme, wie Anfälligkeit für eine Färbung des Trägers und Haftung an der Fixierwalze, verursacht, die mit den gegenwärtigen Mitteln kaum völlig beseitigt werden können.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Kapsel-Toners, bei dem diese Mängel wirksam beseitigt sind. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, einen Mikrokapsel-Toner

-Ja -

zu schaffen, der eine Hochgeschwindigkeitsentwicklung und Fixierung bei genügend geringem Druck ermöglicht. Ferner soll ein Mikrokapsel-Toner geschaffen werden, der nur aus dem Kernmaterial und dem Schalenmaterial besteht ohne einen Gehalt an irgendwelchen selbständigen Teilchen in dem Mikrokapsel-Toner. Nach der Erfindung soll ein tatsächlich kugelförmiger Mikrokapsel-Toner mit genügender Haftung zwischen den Kernteilchen und dem Schalenmaterial geschaffen werden, der auch beständige triboelektrische Beladungseigenschaften hat und gleichmäßige Teilchengrößen aufweist. Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Kapsel-Toners mit den oben erwähnten Eigenschaften zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird ein Kapsel-Toner geschaffen, der Kernteilchen aus einem Kernmaterial mit einem Trübungspunkt in dem Bereich von 30 bis 90 und einem Eindringungsvermögen in dem Bereich von 2 bis 15 sowie ein die Kernteilchen überziehendes Schalehmaterial aufweist.

Die oben genannten und weitere Ziele und Merkmale

der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und den Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Der hier zur Definition des Kernmaterials der Erfindung benutzte "Trübungspunkt" wird nach der Methode gemessen, wie sie in den Japanischen Industrie-Normen (JIS) K-2266 definiert ist, wobei jedoch als Lösungsmittel Xylol dient. Tm'einzelnen wird ein Gramm eines Probematerials einmal in 100 ml Xylol durch

Erhitzen zum Zwecke der Auflösung gelöst. Danach wird die Lösung abgekühlt, und die Temperatur in Grad Celsius (⁰C), bei der die Lösung zuerst opak (undurchsichtig) wird, ist als der Trübungspunkt des Probematerials definiert.

Die hier ebenfalls zur Definition des Kernmaterials der Erfindung herangezogene "Eindringung" wird nach der in JIS K-2530 definierten Methode gemessen. Im einzelnen ist es ein Wert der Eindringungstiefe, der in Beträgen von 0,1 mm als Einheit dargestellt ist, wenn eine Nadel mit einem Durchmesser von etwa 1 mm und einer konisch geformten Spitze mit einem öffnungswinkel an der Spitze von 9° unter einer bestimmten Last eingedrungen ist. Die Prüfbedingungen bei der vorliegenden Erfindung waren eine Probentemperatur von 25 ⁰C, eine Last von 100 g und eine Eindringungszeit von 5 Sekunden.

Nach der vorliegenden Erfindung ist es wesentlich, für die Bildung der Kernteilchen ein Material mit einem Trübungspunkt in dem Bereich von 30 bis 90 und einer Eindringung in dem Bereich von 2 bis 15 einzusetzen. Wenn der Trübungspunkt niedriger als 30 ist, wird das Kernmaterial bei Einkapselung unter Benutzung der Koazervationsmethode teilweise in der Lösung des Schalenmaterials gelöst mit der Folge, daß freie Teilchen als Nebenprodukt erzeugt werden. Wenn dagegen der Trübungspunkt über 90 liegt, werden die Kernteilchen und das Schalenmaterial gegenseitig schlecht benetzbar, so daß keine gute Berührungsfestigkeit' und auch kein ausreichendes Filmbildungsvermögen erreicht wird. Gleichzeitig ist

es bei der vorliegenden Erfindung für das Kernmaterial von wesentlicher Bedeutung, eine Eindringung in dem Bereich von 2 bis 15 zu haben, da bei einer Eindringung außerhalb des angegebenen Bereichs ein Problem hinsichtlich des Fixierungsvermögens entsteht.

Auch bei der Einkapselungsmethode durch Sprühung lösen sich bei Verwendung eines Kernmaterials mit einem Trübungspunkt unter 30 die entstehenden Kernteilchen teilweise in der das Schalenmaterial enthaltenden Lösung, wodurch die Bildung freier Teilchen als Nebenprodukt verursacht wird. Ein Trübungspunkt über 90 hat dagegen eine schlechte Benetzbarkeit des Schalenmaterials auf den Oberflächen der Kernteilchen zur Folge, und es ist keine vollständige Beschichtung möglich, was mit Nachteilen einhergeht, wie z.B. Bildung mangelhafter Filme usw..

Die nach der vorliegenden Erfindung einzusetzenden Materialien mit Trübungspunkten in dem Bereich von 30 bis 90 umfassen die unten angegebenen Materialien, die einzeln oder in einer Kombination aus mehreren dieser Materialien eingesetzt werden können:

Wachse, wie Karnaubawachs, Candelillawachs, Reiswachs, Lanolinwachs, Japanwachs, Bienenwachs, Paraffinwachs, mikrokristalliner Wachs, Montanwachs, halogenierter Paraffinwachs, Rizinuswachs, Schellackwachs, Sasolwachs, Amidwachs, Ozokerit, usw.; Polyolefine, wie insbesondere Polyäthylen und Polypropylen;

Höhere Fettsäuren, wie Palmitinsäure DrId Stearinsäure, und deren Derivate;

Polyamid-Harze, die sich von mehrwertigen Carbonsäuren und mehrwertigen Aminen ableiten;

Naturharz, hydriertes Naturharz, Naturharzester und modifizierte Naturharzprodukte, wie sie durch das Diels-Alder-Reaktionsprodukt zwischen Naturharz und Maleinsäureanhydrid repräsentiert werden;

Polyester, wie z.B. die Polyester aus Bisphenol A und Adipinsäure, Bisphenol A und Sebacinsäure, und deren modifizierte Harze;

Alkyd-Harze, wie z.B. Alkyd-Harze auf Basis trocknender Die, Alkyd-Harze auf Basis halbtrocknender öle, mit Naturharz modofizierte Alkyd-Harze, mit Phenol modifizierte Alkyd-Harze, mit Styrol modifizierte Alkydharze, usw.;

Phenol-Harze und modifizierte Phenol-Harze, wie z.B. Alkyl-Phenol-Harze, mit natürlichem Harz modifizierte Phenol-Harze, durch Epoxy modifizierte Phenol-Harze, usw.;

Polyamino-Harze, z.B. Polyäthylenimin; Epoxyharze; Styrolharze; Styrol-Kopolymere, z.B. Styrol-Alkylacrylat-Kopolymer und Styrol-Alkylmethacrylat-Kopolymer; Acrylharze; Acryl-Kopolymere, z.B. Acrylsäure-Alkylacrylat-Kopolymer, Acrylsäure-Alkylmethacrylat-Kopolymer, Methacrylsäure-Alkylacrylat-Kopolymer und Methacrylsäure-Alkylmethacrylat-Kopolymer; Äthylen-Vinylacetat-Kopolymer; Äthylen-Vinylalkyläther-Kopolymer; Äthylen-Maleinsäureanhydrid-Kopolymer; u.a..

Besonders bevorzugte Kernmaterial ien-sJnd in der Tabelle I aufgeführt:

-μ -M

Tabelle I

Name des Harzes oder Wachses	Hersteller	Art des Wachses	Trübungspunkt (⁰O
Anti-Chek	Sunoco	gewöhnliches Paraffin	32
Carnauba	Noda Wax	natürliches Wachs	31
AC 405	Allied Chemicals	Polyäthylen- Kopolymer	57
C-1702	Allied Chemicals	Polyäthylen	50
M-160	Sunoco	Mikrokristallir	ι 44
Wax NE	American Hoechst	Montanat- Wachs	38
Wax KSL	Il	Il	37
Wax R21	Il	Metal!salz der Montansäure	65

Die obigen Verbindungen können nach Wunsch alleine oder in einer Kombination aus zwei oder mehr Verbindungen eingesetzt werden, so daß das gewählte Wachs oder Wachsgemisch eine Eindringung in dem Bereich von 2 bis 15 hat. Bevorzugte Kombinationen sind in der Tabelle II angegeben.

Tabelle II

Nr.	Zusammensetzung (Gewichtsverhältnis in Klammern)	Eindringung
1 2	Polyäthylenwachs (80), Reiswachs (20) Polyäthylenwachs (80), Karnaubawachs (20)	9 9

Tabelle II (Fortsetzung)

Nr	Zusammensetzung (Gewichtsverhältnis in Klammern)	Eindringung
3	Polyäthylenwachs (50), Reiswachs (50)	6
4	Polyäthylenwachs (50), Karnaubawachs (50)	5
5	Polyäthylenwachs (50), Paraffinwachs (50)	7
6	Polyäthylenwachs (30), Karnaubawachs (70)	4
7	Polyäthylenwachs (20) Karnaubawachs (80)	3
8	Paraffinwachs (80), Reiswachs (20)	8
9	Paraffinwachs (80), Montanatwachs (20)	8
10	Polyäthylenwachs (30), Mikrokristalliner Wachs (30), Metallsalz d. Montansäure (40)	5
11	Polyäthylenwachs (30), Mikrokristalliner Wachs (30), Paraffinwachs (40)	9
12	Paraffinwachs (30), Karnaubawachs (30), Stearinsäure (40)	11
13	Reiswachs (30), Karnaubawachs (30), Paraffinwachs (40)	10

Das obige Kermaterial kann auch nötigenfalls während der Herstellung der Kernteilchen unter Zugabe eines Lösungsmittels oder unter Erhitzung gemischt werden.

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Das bei der vorliegenden Erfindung einzusetzende Schalenmaterial umfaßt alle Materialien, die in Wasser, organischen Lösungsmitteln oder mischbaren Gemischen aus diesen löslich oder dispergierbar sind. Ferner kann ein Teil des nach der Erfindung einzusetzenden Schalenmaterials auch dem Kernmaterial zugesetzt werden.

Das Schalenmaterial kann z.B. umfassen Polystyrol, Poly-Monochlorstyrol, Methacrylsäure-Harz, Methacrylat-Harz, Polyacrylsäure, Acrylat-Harz, Polyäthylen-Oligomer, Polyester-Oligomer, Polyamid-Oligomer, Polyurethan-Oligomer, Polybutadien, Polyvinylazetat, Poly(5-methyl-2-vinylpyridin), Diäthylaminoäthylmethacrylsäureharz, Diäthylaminoäthylacrylsäureharz, Poly(2-methyl-5-vinylpyridin), Polyvinylpyrrolidon, usw.. Die obigen Polymeren können entweder alleine oder als ein Kopolymer aus monomeren Bestandteilen oder manchmal in der Form eines in Wasser oder einem organischen oder anorganischen Lösungsmittel gelösten oder dispergieren Gemisches eingesetzt weren.

Die Menge des Schalenmaterials ist so, daß das Verhältnis der Schalenfilmdicke relativ zur Kernteilchengröße (volumenmäßige mittlere Teilchengröße) 1 bis 30 %, insbesondere 1 bis 10 % beträgt. Wenn die Menge des Schalenmaterials weniger als 2 % beträgt, ausgedrückt als die oben definierte Dicke, kann das Schalenmaterial die Oberflächen der Kernteilchen nicht ausreichend bedecken. Dadurch werden auf Grund des mangelhaften Films beachtliche Nachteile verursacht, wie mangelhafte Zusammenbackfeindlichkeit oder Haltbarkeit,

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Filmbildung auf der Oberfläche der entwickelnden Hülse oder des fotoleitfähigen Körpers, Haftung an der Fixierwalze usw.. Wenn andererseits die zugesetzte Menge gemäß obiger Definition mehr als 20 % beträgt, kann der Toner bei einem niedrigen Fixierdruck auf der Unterlage nicht genügend fixiert werden.

Das bei der vorliegenden Erfindung zu verwendende Harz kann auch Additive enthalten, wie magnetisches Pulver, mit Wasser mischbares Lösungsmittel, Ladungsregler, Härter:, Fließfähigkeitsregler und Stabilisatoren, die wunschgemäß eingebaut werden.

Der Toner der Erfindung kann wahlweise einen Farbstoff enthalten, der wunschgemäß ausgewählt werden kann. Der Farbstoff kann in dem Kernmaterial und/oder dem Schalenmaterial enthalten sein.

Der bei der vorliegenden Erfindung einsetzbare Farbstoff kann alle bekannten organischen Farbstoffe und Pigmente umfassen, wie z.B. Ruß, Eisenschwarz, Nigrosin (Anilinschwarz), Benzidin-GeIb, Chinacridon, Rhodamin B, Phthalocyanin-Blau, usw.. Die Menge dieses Farbstoffs oder Pigments wird zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von dem jeweils eingesetzten Farbstoff bzw. Pigment und dem Färbungsgrad eingestellt. Um die Heißschmelz-Fließfähigkeit des Kernmaterials zu verbessern oder die Färbungskraft oder Färbungsabschirmkraft des Toners einzustellen, setzt man diesen Farbstoff bzw. dieses Pigment vorzugsweise in einer Menge von 80 Gew.-% oder weniger zu, insbesondere 70 Gew.-% oder weniger und speziell 4 bis

60 Gew.-%.

Um den Toner der Erfindung als magnetischen Toner einzusetzen, ist es möglich, ein magnetisches Pulver einzubauen, das in dem Kernmaterial und/oder dem Schalenmaterial enthalten sein kann. Als magnetisches Pulver kann ein Material dienen, das beim Einbringen in ein magnetisches Feld magnetisiert werden kann, z.B. Pulver eines ferromagnetisehen Metalls, wie Eisen, Kobalt, Nickel usw., oder Verbindungen, wie Magnetit, Hämatit, Ferrit , usw.. Der Gehalt dieses magnetischen Pulvers kann 15 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Tonergewicht, betragen.

Es ist auch möglich, dem Toner der Erfindung Additive für verschiedene Zwecke zuzusetzen. Diese Additive können Ladungsregler, wie z.B. Metallkomplexe, Nigrosin, usw., ferner Verbindungen mit Schmierungsfunktion, wie Polytetrafluorethylen usw., sowie Weichmacher, wie Dicyclohexylphthalat, usw. sein. Diese Additive können dem Kernmaterial und/oder dem Schalenmaterial zugesetzt werden.

Ferner kann der Toner der Erfindung wunschgemä'ß auch mit Trägerteilchen, wie z.B. Eisenpulver, Glaskügelchen, Nickelpulver, Ferritpulver usw., für die Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder gemischt werden. Zur Verbesserung des freien Fließvermögens kann der Toner auch als Gemisch mit hydrophobem, kolloidalem Siliziumdioxid-Pulver oder zur Verhinderung der Tonerhaftung als ein Gemisch mit feinen Schleifmaterialteilchen, wie Ceroxid,

eingesetzt werden. Für die Einkapselung des erfindungsgemäßen Kapsel-Toners stehen verschiedene Einkapselungstechniken zur Verfügung. Beispielsweise gibt es das Verfahren, bei dem die Bildung der Kernteilchen und ihre Einkapselung stufenweise durchgeführt werden, das Verfahren, bei dem die Kernteilchen und die Schale zugleich gebildet werden, darunter das Sprühtrockner-Verfahren, das Grenzflächen-Polymerisationsverfahren, das Koazervationsverfahren, das Phasentrennverfahren, das In-situ-Verfahren usw., wie im einzelnen in den US-PSen 3,338,991, 3,326,848 und 3,502,582 beschrieben ist. Das besonders bevorzugte Verfahren bei der vorliegenden Erfindung zur Bildung der Kernteilchen ist das Sprühtrocknungsverfahren, bei dem das vorher geschmolzene Material sprühgetrocknet wird, oder das Verfahren, bei dem die Kernteilchen dadurch gebildet werden, daß man auf das Kernmaterial in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Emulgators oder Schwebemittels eine starke Scherkraft einwirken läßt. Zur Bildung der Schale benutzt man mit Vorteil das Verfahren, bei dem man die so erhaltenen Kernteilchen in einem guten Lösungsmittel, das wenigstens eine Verbindungsart des Schalenmaterials enthält, dispergiert und dann der so gebildeten Dispersion allmählich ein schlechtes Lösungsmittel für das Schalenmaterial zusetzt, wodurch das Schalenmaterial veranlaßt wird, sich haftend auf die Kernoberflächen zu legen. Das gute Lösungsmittel sollte vorzugsweise eine Löslichkeit (Konzentration des Gelösten in einer gesättigten Lösung) bei Zimmertemperatur von 90 Gew.-% oder mehr, insbesondere 95 Gew.-% oder mehr, für das eingesetzte Schalenmaterial und eine Löslichkeit von 5 Gew.-% oder weniger, insbesondere 3 Gew.-%

oder weniger für das eingesetzte Kernmaterial haben. Andererseits sollte das schlechte Lösungsmittel vorzugsweise eine Löslichkeit bei Zimmertemperatur von 5 Gew.-% oder weniger, insbesondere 3 Gew.-% oder weniger, für das eingesetzte Schalenmaterial haben. Gewünschtenfalls kann der Emulgator und/oder das Schwebemittel vor der Einkapselungsstüfe als Vorbehandlung entfernt werden.

Die vorliegende Erfindung wird durch praktische Ausführungsbeispiele erläutert.

Beispiel 1

Mikrokristalliner Wachs M-160 30 Gew.-% (hergestellt durch Sunoco Co.)

Hoechst KSL Wachs 30 Gew.-%

(hergestellt durch Hoechst AG)

Magnetit 40 Gew.-%

Die obigen Materialien wurden in einer Scheibenmühle eine Stunde unter Erhitzung auf 120 ⁰C durchgeknetet. Das erhaltene geknetete Gemisch hatte eine Durchdringung von 8,2 und einen Trübungspunkt von 42 (⁰C).

Andererseits wurden in einen abtrennbaren, mit einem Homomixer (hergestellt von Tokushu Kiga Kogyo K.K.) bestückten 3-Liter-Kolben 2 Teile kolloidales Siliziumdioxid ^rtAerosil 300" (hergestellt von Nihon Aerosil K.K.) und 2 Liter entionisiertes Wasser eingefüllt. Das Gemisch wurde unter Rührung bei 12000 UpM erhitzt, bis die Innentemperatur auf 90 ⁰C gestiegen war. In dieses Gemisch wurde das obige Knetprodukt eingeworfen, und die Mikropulverisierung wurde fortgesetzt, bis die Teilchengröße der dispergieren

Teilchen (mittlere Volumenteilchengröße, bestimmt unter Verwendung des Coulter-Zählers) 13 pm erreichte. Nach Beendigung der Mi km pulverisierung wurde die Dispersion abgekühlt, und es wurde zur Einstellung des pH-Wertes auf 12 Ätznatron zugesetzt. Nachdem die Rührung 4 Stunden lang fortgesetzt worden war, wurde das Produkt durch eine Zentrifugal-Drehfiltermaschine filtriert, mit Wasser gewaschen und neutralisiert und anschließend getrocknet. Dann wurde die Einkapselung in folgender Weise durchgeführt.

Kernteilchen wie oben erhalten 100 Gew.-Teile

Styrol-Methylmethacrylat-Di ä'thylaminoäthylmethacrylat-Terpolymer 10 Gew.-Teile

Aceton 100 Gew.-Teile

Die obigen Materialien wurden in einen mit einem

Homomixer bestückten, abtrennbaren Kolben eingesetzt, und die Mischung wurde intensiv gerührt. Durch allmähliche tropfenweise Zugabe von Methanol zu dieser Dispersion erhielt man einen Mikrokapsel-Toner, der keine freien Teilchen enthielt. Die mittlere Dicke der Schalen betrug 0,2 μ. Dieser Toner wurde als "Probe 1" bezeichnet.

Beispiel 2

Paraffin "Anti-chek 30 Gew.-Teile

(hergestellt durch Sunoco Corp.)

Hoechst E Wachs 30 Gew.-Teile

(hergestellt durch Hoechst AG)

Magnetit 40 Gew.-Teile

Styrol-Diäthylaminoäthyl-

Methacrylat 2 Gew.-Teile

Die obigen Materialien wurden als Kernmaterialien unter Erhitzung auf 120 ⁰C eine Stunde in einer Scheibenmühle geknetet.

Das erhaltene geknetete Produkt zeigte eine Eindringung von 9,5 und einen Trübungspunkt von 55.

In einen mit einem Homomixer (hergestellt von Tokushu Kika Kogyo K.K.) bestückten, abtrennbaren 3-Liter-Kolben wurden 2 Teile kolloidales Siliziumdioxid "Aerosil 300" und 2 Liter entionisiertes Wasser eingefüllt. Das Gemisch wurde unter Rührung bei 12000 UpM erhitzt, bis die Innentemperatur auf 90 ⁰C gestiegen war. In dieses Gemisch wurde das obige Knetprodukt eingeworfen, und die Granulierung wurde fortgesetzt, bis die Teilchengröße der dispergieren Teilchen 13 pm erreichte. Anschließend wurde die Einkapselung wie folgt vorgenommen.

Kernteilchen wie oben erhalten 100 Gew.-Teile

Styrol-Methylmethacry1at-Di ä'thy 1-aminoäthylmethacrylat-Terpolymer 10 Gew.-Teile

Aceton 100 Gew.-Teile

Die obige Dispersion wurde durch Abgabe durch eine mit einer Strömungsmittel-Doppeldüse ausgestattete Sprühtrocknungsanlage unter Bildung eines Mikrokapsel-Toners zerstäubt, der keine freien Teilchen enthielt (mittlere Dicke der Schalen: etwa 0,2 μ). Dieser Toner wurde mit "Probe 2" bezeichnet.

Beispiele 3 bis 6

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die unten angegebenen Kernmaterialien eingesetzt wurden

Beispiel Nr.	Kernmateria!zusammensetzung (Zahlen in Klammern sind zu gesetzte Gewichtsteile)	Eindringung	Trübungs punkt
3	Paraffin "Anti-chek" (50), Karnaubawachs (10), Magnetit (40) Styrol-Diäthylami noäthyl- methacrylat-Kopolymer (2)	3,0	32
4	M-160 (30) Hoechst E Wachs (30) Magnetit (40) Styrol-Diäthylami noäthyl- methacrylat-Kopolymer (2)	7,0	45
5	AC 405 (30), Paraffin "Anti-chek" (20) Wax NE (10), Magnetit (40), Polydimethylaminoäthyl- methacrylat (2)	3,1	47
6	AC 405 (30), Stearinsäure (5), Wax NE (5), Magnetit (40), Polydiäthylaminoäthyl- methacrylat (2)	5,2	37

Vergleichsbeispiel

Die folgenden Materialien wurden als Kernmaterial verwendet:

Karnaubawachs 20 Gew.-Teile

Stearinsäure 20 Gew.-Teile

Montanat-Wachs 20 Gew.-Teile

(Hoechst Wachs NE)

Magnetit 40 Gew.-Teile

Nach der gleichen Arbeitsweise wie in Beispiel 1 wurde ein Mikrokapsel-Toner erhalten. Das Kernmaterial hatte eine Eindringung von 1 und einen Trübungspunkt von 20.

Unter Benutzung der in den obigen Beispielen erhaltenen Mikrokapsel-Toner wurde die Bildformierung auf einem verbesserten Modell von PCtIO (hergestellt durch Canon K.K.) durchgeführt. Die Fixierung erfolgte durch einen Fixierer, in dem Metallwagen mit einem Liniendruck von 10 kg/cm vorgesehen waren. Die Ergebnisse sind in der Tabelle III angegeben.

Die in Tabelle III angegebenen triboelektrisehen

Beladungen wurden durch Messung der durch Berührung von Trägerteilchen mit Tonerteilchen erzeugten relativen Triboelektrisierung mit einem Faraday-Meßgerät bestimmt. Dieses Gerät wurde aus einem Edel stahl-Zylinder mit einem Durchmesser von 2,54 cm und einer Länge von 2,54 cm hergestellt. An jeder Seite des Zylinders wurde eine Siebplatte angeordnet, und die Sieböffnungen waren von solcher Größe, daß die Tonerteilchen hindurchgelangen konnten, nicht jedoch die Trägerteilchen. Dieses Faraday-Meßgerät wurde zunächst gewogen, dann wurden etwa 0,5 g Trägerteilchen und Tonerteilchen eingesetzt, das Gerät wurde wieder gewogen und an den Eingang eines Coulombmeters angeschlossen. Dann wurde das...Gerät einer Saugung ausgesetzt, um alle Tonerteilchen herauszutreiben und die

Tabelle III

Beispiel Nr.	Bilddichte	Triboelektrische Ladung (μθ/g)	Agglomerations grad	Fixierbarkeit
1 2 3 4 5 6	1,0 1,7 1,6 1,1 1,5 1,2	12,4 24,2 15,1 21,9 23,7 20,5	22,9 16,5 25,5 19,2 20,8 24,8	gut gut gut gut gut gut
Vergleichs beispiel	0,6	5,6	45,5	schlecht

Trägerteilchen zurückzulassen. Nach Entfernung der elektrostatisch geladenen Tonerteilchen aus dem Faraday-Gerät wurde die gleiche Menge elektrischer Ladung von den entgegengesetzt geladenen Trägerteilchen über ein Coulombmeter an die Erde entladen. Diese Ladung wurde durch das Coulombmeter gemessen und als die auf dem Toner vorliegende Ladung angesehen. Als nächstes wurde der Zylinder erneut gewogen, um den entfernten Toner zu messen. Unter Benutzung der so erhaltenen Daten war es möglich, die Tonerkonzentration und das mittlere Verhältnis von Ladung relativ zur Masse des Toners zu berechnen.

In der obigen Tabelle III wurden die Bilddichte, der Agglomerationsgrad und die Fixierbarkeit wie folgt gemessen. Die gemessenen Ergebnisse haben die unten angegebenen technischen Bedeutungen.

Der Agglomerationsgrad wurde dadurch gemessen, daß ei neunerprobe auf ein Sieb gebracht, das Sieb in Schwingungen versetzt und die auf dem Sieb zurückbleibende Tonermenge gemessen wurde. Ein größerer auf dem Sieb zurückbleibender Toneranteil zeigte den größeren Agglomerationsgrad an. Im einzelnen wurde ein Siebsystem aus einem Sieb mit öffnungen von 0,25 mm, einem Sieb mit Offnungen von 0,15 mm und einem Sieb mit öffnungen von 0,075 mm in dieser Reihenfolge von oben benutzt. 2 g einer Tonerprobe wurden auf das Sieb mit 0,25 mm Sieböffnung des Siebsystems gebracht. Das Siebsystem wurde dann auf einen Schwingtisch gesetzt, der durch Anlegen einer Spannung von 2,5 V angetrieben und 40 Sekunden in Schwingungen versetzt wurde. Nach der Schwingung wurden die Mengen

der Tonerprobe, die auf den Sieben mit 0,25 mm, 0,15 mm und 0,075 mmOffng. zurückblieben, gemessen und als A Gramm, B Gramm bzw. C Gramm bezeichnet. Der in der Tabelle III aufgeführte Agglomerationsgrad wurde nach dem folgenden Schema berechnet:

A χ 0,5 + B χ 0,3 + C χ 0,1 _{χ 100}

worin 0,5, 0,3 und 0,1 Gewichtsfaktoren für die Siebe mit 0,25 mm, 0,15 mm bzw. 0,075 mm öffnungsweite sind.

Die Fixierbarkeit in Tabelle III wurde in einer Weise bestimmt, die der Methode der Bewertung der Scheuerfestigkeit (definiert in JIS-L 0849-1971) ähnlich ist. Demgemäß wurde ein weißer Baumwollstoff auf die Tonerseite einer Aufzeichnungspapierprobe gelegt, und beide würden unter Benutzung eines Reibungsprüfgeräts (Trockenversuch) aufeinander gerieben. Nach Abnahme des Aufzeichnungspapiers wurde der Färbungsgrad des weißen Stoffs durch Vergleich mit einer Grau-Färbungsskala bewertet und in 10 Grade von dem Grad 1 (am schlechtesten) bis zum Grad 10 (am besten) klassifiziert. Die Grade 1 und 2 bedeuten praktisch unzureichende Fixierbarkeit. Grad 3 oder mehr, vorzugsweise Grad 4 oder mehr bedeutet eine praktisch ausreichende Fixierbarkeit. Im vorliegenden Fall wurde Grad 4 oder mehr als "gut" bezeichnet, während Grad 3 oder weniger die Bedeutung "schlecht" erhielt.

Claims

TeDTKE - BüHLING - ΚΐΝΝΪ> .ÖR&ril·- " (V-iKSS If- O " "DilI HTidtk f r% /1^ O "Dipl.-Ing. H.Tiedtke f ΓΈΙΛΜΑΝΝ - «RAMS " OTRUIF Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe O / ο O Q 7 ρ Dipl.-Ing. B. Pellmann ΟΗΟΔΌ /Ό Dipl.-lng.KGrams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif Bavariaring 4, Postfach 20240 8000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Münche 7. September 1984 DE 4247 Patentansprüche

1. Kapsel-Toner aus Kernteilchen und einem die Kernteilchen überziehenden Schalenmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernteilchen ein Kernmaterial mit einem Trübungspunkt in dem Bereich von 30 bis 90 und eine Eindringung in dem Bereich von 2 bis 15 aufweisen.

2. Kapsel-Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 die Kernteilchen und/oder die Schale ein magnetisches Pulver enthalten.

3. Verfahren zur Herstellung eines Kapsel-Toners, dadurch gekennzeichnet, da3 man Kernteilchen mit einem Kernmaterial, das einen Trübungspunkt in dem Bereich von 30 bis 90 und eine Eindringung in dem Bereich von 2 bis 15 hat, in einer Lösung eines Schalenmaterials in einem guten Lösungsmittel für dieses Material dispergiert und dann der erhaltenen Dispersion allmählich ein schlechtes Lösungsmittel für das Schalenmater-ia-l zusetzt, wodurch das Schalenmaterial auf den Oberflächen der Kernteilchen abgeschieden wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gute Lösungsmittel für das Schalenmaterial eine Löslichkeit bei Zimmertemperatur von 90 Gew.-% oder mehr für dieses Material und von 5 Gew.-% oder weniger für das Kernmaterial aufweist und das schlechte Lösungsmittel für das Schalenmaterial eine Löslichkeit bei Zimmertemperatur von 5 Gew.-% oder weniger für dieses Material aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gute Lösungsmittel für das Schalenmaterial ein organisches Lösungsmittel und das schlechte Lösungsmittel für das Schalenmaterial ein wässriges Lösungsmittel ist.