DE3432976C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Kapsel-Toners, durch Erzeugung von Kernteilchen aus einem
Kernmaterial, Dispergierung der Kernteilchen in einer Lösung
eines Hüllenmaterials und Einkapselung jedes der Kernteilchen
mit dem Hüllenmaterial.
Aus der DE-PS 22 60 740 ist ein Verfahren zur Herstellung
von in Mikrokapseln eingekapselten Feststoffteilchen aus
einer Lösung von Kern- und Wandmaterial bekannt, wobei es
bei Zugabe einer mit dem Lösungsmittel nicht mischbaren
Flüssigkeit zur aufeinanderfolgenden Phasentrennung von
Kern- und Wandmaterial kommt, bei der sich die Mikrokapseln
aus Kern- und Wandmaterial bilden. Sowohl Kern- als auch
Wandmaterial sind bei diesem Verfahren im gleichen Lösungsmittel
löslich. Dadurch besteht jedoch die Gefahr, daß Lösungsmittel
in dem Kernmaterial zurückbleibt, so daß die
Lagerungsstabilität und die Stabilität gegenüber Änderungen
in der Umgebung herabgesetzt wird. Ein gemäß dem bekannten
Verfahren hergestellter Kapseltoner ist außerdem im Hinblick
auf Bilddichte, triboelektrische Aufladung, Agglomerierung
und Fixierbarkeit nicht vollständig zufriedenstellend.
Die DE-OS 29 45 193 beschreibt einen druckfixierbaren Kapseltoner
aus einem druckfixierbaren Kernmaterial, das mit
einem Beschichtungsmaterial bedeckt ist, wobei die Hauptteilchengröße
des Kapseltoners, die Hauptteilchengröße des
Kernmaterials sowie die Härte des Kernmaterials einer
bestimmten mathematischen Beziehung genügen. Die Kernteilchen
werden gemäß diesem Stand der Technik durch Pulverisierung
des Kernmaterials in einer Schneid- oder einer
Strahlmühle hergestellt. Dadurch erhalten sie eine unregelmäßige
Form. Infolgedessen ist auch die Dicke des Beschichtungsmaterials
ungleichmäßig, so daß auch dieser bekannte
Kapseltoner im Hinblick auf Bilddichte, triboelektrische
Aufladung, Agglomerierung und Fixierbarkeit noch nicht befriedigend
ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur Herstellung eines druckfixierbaren
Kapsel-Toners zur Verfügung zu stellen, bei dem der
hergestellte Kapseltoner hohe Stabilität, gute triboelektrische
Aufladbarkeit und gute Fixierbarkeit zeigt.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur
Herstellung eines Kapseltoners mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die
Erfindung wird 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 der japanischen Industrie-Norm (JIS) K-2266 definiert
ist, wobei jedoch als Lösungsmittel Xylol dient. Im 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 (°C), 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°C, 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
des Phasentrennverfahrens teilweise in der Lösung des Hüllenmaterials
gelöst mit der Folge, daß freie Teilchen als Nebenprodukt erzeugt
werden. Wenn dagegen der Trübungspunkt über 90 liegt, werden
die Kernteilchen und das Hüllenmaterial 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 Hüllenmaterial
enthaltenden Lösung, wodurch die Bildung freier Teilchen
als Nebenprodukt verursacht wird. Ein Trübungspunkt über 90 hat
dagegeben eine schlechte Benetzbarkeit des Hüllenmaterials 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 und 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 Öle, Alkyd-Harze auf Basis halbtrocknender Öle, mit Naturharz modifizierte 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.
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 und 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 Öle, Alkyd-Harze auf Basis halbtrocknender Öle, mit Naturharz modifizierte 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 Kernmaterialien sind in der
Tabelle I aufgeführt:
Art des Wachses | |
Trübungspunkt (°C) | |
gewöhnliches Paraffin | |
32 | |
natürliches Carnauba-Wachs | 31 |
Polyäthylen-Kopolymer | 57 |
Polyäthylen | 50 |
Mikrokristallin | 44 |
Montanat-Wachs | 38 |
Montanat-Wachs | 37 |
Metallsalz 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.
Das obige Kernmaterial kann auch nötigenfalls während
der Herstellung der Kernteilchen unter Zugabe eines Lösungsmittels
oder unter Erhitzung gemischt werden.
Das bei der vorliegenden Erfindung einzusetzende
Hüllenmaterial 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 Hüllenmaterials auch dem Kernmaterial zugesetzt
werden.
Das Hüllenmaterial 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), Diäthylaminoäthyl
methacrylsäureharz, 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 dispergierten
Gemisches eingesetzt werden.
Die Menge des Hüllenmaterials ist so, daß das Verhältnis
der Hüllenfilmdicke relativ zur Kernteilchengröße (volumenmäßige
mittlere Teilchengröße) 1 bis 30%, insbesondere 1 bis 10%, beträgt.
Wenn die Menge des Hüllenmaterials weniger als 1% beträgt,
ausgedrückt als die oben definierte Dicke, kann das Hüllenmaterial
die Oberflächen der Kernteilchen nicht ausreichend bedecken.
Dadurch werden auf Grund des mangelhaften Films beachtliche Nachteile
verursacht, wie mangelhafte Zusammenbackfeindlichkeit oder Haltbarkeit,
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 30% beträgt, kann der Toner bei einem niedrigern 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 Hüllenmaterial 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-
Gelb, 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 Hüllenmaterial enthalten sein
kann. Als magnetisches Pulver kann ein Material dienen, das beim
Einbringen in ein magnetisches Feld magnetisiert werden kann,
z. B. Pulver eines ferromagnetischen 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 Polytetrafluoräthylen usw., sowie
Weichmacher, wie Dicyclohexylphthalat, usw. sein. Diese Additive
können dem Kernmaterial und/oder dem Hüllenmaterial zugesetzt
werden.
Ferner kann der Toner der Erfindung wunschgemäß 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 das Phasentrennverfahren oder das Sprühtrocknungsverfahren zur
Verfügung.
Das erfindungsgemäße Verfahren
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 Hülle benutzt man das Verfahren, bei dem man
die so erhaltenen Kernteilchen in einem guten Lösungsmittel,
das wenigstens eine Verbindungsart des Hüllenmaterials enthält,
dispergiert und dann der so gebildeten Dispersion allmählich
ein schlechtes Lösungsmittel für das Hüllenmaterial zusetzt,
wodurch das Hüllenmaterial veranlaßt wird, sich haftend auf
die Kernoberflächen zu legen. Das gute Lösungsmittel hat
eine Löslichkeit (Konzentration des Gelösten in einer gesättigten
Lösung) bei Zimmertemperatur von 90 Gew.-% oder mehr, insbesondere
95 Gew.-% oder mehr, für das eingesetzte Hüllenmaterial und
eine Löslichkeit von 5 Gew.-% oder weniger, insbesondere 3 Gew.-%
oder weniger für das eingesetzte Kernmaterial haben. Andererseits
hat das schlechte Lösungsmittel eine Löslichkeit
bei Zimmertemperatur von 5 Gew.-% oder weniger, insbesondere
3 Gew.-% oder weniger, für das eingesetzte Hüllenmaterial haben.
Gewünschtenfalls kann der Emulgator und/oder das Schwebemittel vor
der Einkapselungsstufe als Vorbehandlung entfernt werden.
Die vorliegende Erfindung wird durch praktische Ausführungsbeispiele
erläutert.
Beispiel 1 | |
Mikrokristallines Wachs A | |
30 Gew.-% | |
bekanntes Wachs B | 30 Gew.-% |
Magnetit | 40 Gew.-% |
Die obigen Materialien wurden in einer Scheibenmühle eine
Stunde unter Erhitzung auf 120°C durchgeknetet. Das erhaltene
geknetete Gemisch hatte eine Durchdringung von 8,2 und einen
Trübungspunkt von 42 (°C).
Andererseits wurden in einen abtrennbaren, mit einem
Homomixer bestückten
3-Liter-Kolben 2 Teile kolloidales Siliziumdioxid
und 2 Liter entionisiertes
Wasser eingefüllt. Das Gemisch wurde unter Rührung bei 12 000 UpM
erhitzt, bis die Innentemperatur auf 90°C gestiegen war. In dieses
Gemisch wurde das obige Knetprodukt eingeworfen, und die Mikropulverisierung
wurde fortgesetzt, bis die Teilchengröße der dispergierten
Teilchen (mittlere Volumenteilchengröße, bestimmt unter Verwendung des
Coulter-Zählers) 13 µm erreichte. Nach Beendigung der Mikropulverisierung
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-Diäthylaminoäthylmethacrylat-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 | |
30 Gew.-Teile | |
bekanntes Wachs C | 30 Gew.-Teile |
Magnetit | 40 Gew.-Teile |
Styrol-Diäthylaminoäthyl-Methacrylat | 2 Gew.-Teile |
Die obigen Materialien wurden als Kernmaterialien unter
Erhitzung auf 120°C eine Stunde in einer Scheibenmühle geknetet.
Das erhaltene Produkt zeigte eine Eindringung von 9,5
und einen Trübungspunkt von 55.
In einen mit einem Homomixer
bestückten, abtrennbaren 3-Liter-Kolben wurden
2 Teile kolloidales Siliziumdioxid und 2 Liter
entionisiertes Wasser eingefüllt. Das Gemisch wurde unter Rührung
bei 12 000 UpM erhitzt, bis die Innentemperatur auf 90°C gestiegen
war. In dieses Gemisch wurde das obige Knetprodukt eingeworfen,
und die Granulierung wurde fortgesetzt, bis die Teilchengröße
der dispergierten Teilchen 13 µm erreichte. Anschließend wurde
die Einkapselung wie folgt vorgenommen.
Kernteilchen wie oben erhalten | |
100 Gew.-Teile | |
Styrol-Methylmethacrylat-Diäthylaminoäthylmethacrylat-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.
Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die unten
angegebenen Kernmaterialien eingesetzt wurden.
Die folgenden Materialien wurden als Kernmaterial verwendet:
Karnaubawachs | |
20 Gew.-Teile | |
Stearinsäure | 20 Gew.-Teile |
Montanat-Wachs | 20 Gew.-Teile |
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 einer bekannten Kopiervorrichtung durchgeführt.
Die Fixierung erfolgte durch einen Fixierer, in dem Metallwalzen
mit einem Liniendruck von 10 kg/cm vorgesehen waren. Die Ergebnisse
sind in der Tabelle III angegeben.
Die in Tabelle III angegebenen triboelektrischen
Beladungen wurden durch Messung der durch Berührung von Trägerteilchen
mit Tonerteilchen erzeugten relativen Triboelektrisierung mit
einem Faraday-Meßgerät bestimmt. Dieses Gerät wurde aus einem
Edelstahl-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
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
eine Tonerprobe 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 Öffnungen 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 mm Öffnung
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:
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 wurden 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 (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines Kapsel-Toners, durch Erzeugung
von Kernteilchen aus einem Kernmaterial, Dispergierung
der Kernteilchen in einer Lösung eines Hüllenmaterials und
Einkapselung jedes der Kernteilchen mit dem Hüllenmaterial,
dadurch gekennzeichnet, daß man
- - die Kernteilchen aus einem Kernmaterial bildet, das ein Wachs oder eine Mischung von Wachsen enthält und das einen Trübungspunkt in dem Bereich von 30 bis 90 und eine Eindringung in dem Bereich von 2 bis 15 hat, indem das vorher geschmolzene Kernmaterial sprühgetrocknet wird oder indem das Kernmaterial in einem heißen, wäßrigen Medium einer starken Scherkraft ausgesetzt und anschließend abgekühlt wird,
- - die erhaltenen Kernteilchen in einer Lösung eines Hüllenmaterials in einem Lösungsmittel dispergiert, in dem das Hüllenmaterial eine Löslichkeit bei Zimmertemperatur von 90 Gew.-% oder mehr und das Kernmaterial eine Löslichkeit von 5 Gew.-% oder weniger aufweist und
- - dann die erhaltene Dispersion einem Phasentrennverfahren, bei dem allmählich ein Lösungsmittel zugesetzt wird, in dem das Hüllenmaterial eine Löslichkeit bei Zimmertemperatur von 5 Gew.-% oder weniger aufweist, oder einem Sprühtrocknungsverfahren unterzieht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das gute Lösungsmittel für das Hüllenmaterial ein organisches
Lösungsmittel und das schlechte Lösungsmittel für das Hüllenmaterial
ein wäßriges Lösungsmittel ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß als Kernmaterial mikrokristallines
Harz, Montanwachs, Paraffinwachs, Naturwachs, Polyethylencopolymer-
Wachs oder eine Mischung davon eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium ein Emulgiermittel
oder ein Suspendiermittel enthält.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium kolloidales Siliciumdioxid
enthält.
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