FR2573224A1 - Procede de preparation d'un toner ou toner en capsule destine a etre utilise en electrophotographie et produit obtenu - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE PREPARATION D'UN TONER OU D'UN TONER ENCAPSULE UN MELANGE D'UN COLORANT ET D'UN LIANT A LONGUE CHAINE HYDROCARBONEE ALIPHATIQUE ET A VISCOSITE A L'ETAT FONDU RELATIVEMENT BASSE EST MALAXE A L'ETAT FONDU EN PRESENCE D'UN MILIEU SOLIDE TEL QUE DES BILLES OU DES PERLES POUR FORMER UN MELANGE UNIFORME DANS LEQUEL LES PARTICULES OU LES AGREGATS DE COLORANT ONT ETE DESINTEGRES A UN DIAMETRE EGAL OU INFERIEUR A 5MM. DES PARTICULES SOLIDES QUI PEUVENT ETRE UTILISEES COMME TONER SONT FORMEES A PARTIR DU MELANGE UNIFORME ET PEUVENT ETRE ENCAPSULEES, SI ON LE DESIRE, POUR FORMER UN TONER EN CAPSULE. APPLICATION A L'ELECTROPHOTOGRAPHIE.

Description

La présente invention concerne un procédé

de préparation d'un toner ou d'un toner en capsule des-

tiné à être utilisé en électrophotographie, en photo-

graphie électrostatique, dans l'enregistrement magnétique ou dans l'impression électrostatique, ainsi qu'un toner ou un toner en capsule pouvant être utilisé par ce procédé.

On connaît déjà divers procédés de développe-

ment pour l'électrophotographie, tels que le procédé à nuage de poudre, le procédé au pinceau de poil, le procédé de développement en cascade et le procédé de

développement à la brosse magnétique.

Le toner utilisé dans ces procédés de dévelop-

pement comprend de façon classique de fines particules colorées comportant chacune une résine naturelle ou synthétique dans laquelle est dispersé un colorant ou un pigment. Par exemple, dans le procédé de développement à la brosse magnétique qui est largement pratiqué à

l'heure actuelle, on utilise un révélateur à deux compo-

sants comprenant du fer en poudre appelé "support" et un toner. On a en outre mis au point et pratiqué un procédé de développement utilisant un révélateur à un seul composant qui comprend un toner renfermant une

poudre magnétique telle que de la poudre de magnétite.

On pratique une opération appelée "fixage"

lorsqu'on désire mémoriser une image de toner révélée.

On connaît comme méthodes de fixage une méthode dans laquelle le toner est lié par fusion par chauffage dans une chambre chaude, une méthode dans laquelle le toner est lié par pression à la surface d'un support en même temps qu'il est fondu au moyen de rouleaux chauds, une

méthode dans laquelle le toner est attaché par dissolu-

tion dans un solvant, puis élimination du solvant, et

une méthode dans laquelle le toner est fixé par applica-

tion d'un agent fixateur comprenant une solution de

résine sur l'image du toner.

Du double point de vue de l'économie d'éner-

gie consommée et de l'absence de danger pour l'environne-

ment, la méthode de fixage par pression utilisant des rouleaux rigides, éventuellement avec un léger chauffage,

a pris un intérêt croissant au cours des dernières années.

Cette méthode de fixage par pression est avantageuse sous de nombreux rapports, par exemple, le roussissement des feuilles copiées n'est pas à craindre, -l'opération de copiage peut être mise en route immédiatement après le branchement de la source d'énergie et sans nécessiter aucun temps d'attente, un fixage à grande vitesse est

possible et l'appareil de fixage est simple.

Toutefois, la méthode de fixage par pression connue dans l'art antérieur implique certains problèmes vitaux. L'un d'eux est la pression nécessaire pour le fixage, qui est en général de 130 kg/cm ou plus, exprimée en pression linéaire. Pour l'application d'une aussi grande force, le dispositif de fixage doit avoir une résistance mécanique considérable et, en conséquence,

il croit désavantageusement en encombrement et en poids.

En outre, il est extrêmement difficile d'appliquer unifor-

mément sur le papier de transfert une pression telle que mentionnée cidessus, en sorte que le papier de transfert tend à se plisser ou à s'enrouler. Un autre problème réside dans le fait que la surface d'image est aplatie, ce qui a pour effet de lustrer l'image et d'en abaisser la qualité lorsqu'une forte pression telle que mentionnée ci-dessus est appliquée à l'image

par des rouleaux.

En vue de remédier à ces inconvénients, on s'est efforcé de développer un toner ou un toner en capsule capable d'être fixé sous une faible pression

de fixage et avec une faible consommation d'énergie.

Plus particulièrement, il était souhaitable

de mettre au point un toner ou un toner en capsule prati-

que du type consommant peu d'énergie, qui soit excellent en ce qui concerne l'aptitude au fixage avec une faible consommation d'énergie, qui s'oppose de façon excellente à l'effet offset relativement aux rouleaux de pression, qui soit stable dans ses performances de développement et de fixage au cours d'utilisations répétées, avec peu d'adhérence aux supports, au manchon métallique ou à la surface d'un élément photosensible et qui soit également excellent en ce qui concerne la stabilité à l'entreposage sans agglomération ni prise en masse

pendant l'entreposage.

L'un des buts de la présente invention est de trouver un toner ou un toner en microcapsules qui soit doué d'une excellente aptitude au fixage tout en ne nécessitant qu'une faible consommation d'énergie,

et un procédé permettant de l'obtenir.

Un autre objectif de la présente invention est de trouver un toner ou toner en microcapsules apte au fixage sous pression, qui puisse être fixé avec une faible pression seulement ou, à titre facultatif, avec

une petite quantité de chaleur, et son procédé de produc-

tion. Un autre but de la présente invention est de trouver un toner ou un toner en microcapsules qui soit peu influencé par des variations de la vitesse de fixage et qui se prête à un fixage à grande vitesse,

et son procédé de production.

Un autre but de la présente invention est

de trouver un toner ou un touer en microcapsules presen-

tant peu d'effet offset vis-à-vis des rouleaux de pres-

sion, adhérant peu au manchon métallique ou à la surface

d'un élément photosensible, et son procédé de production.

Un autre objectif de la présente invention est de trouver un toner ou toner en microcapsules qui

soit stable en ce qui concerne ses performances de déve-

loppement et de fixage pendant des utilisations répétées et qui provoque à peine d'agglomération ou de prise

en masse pendant l'entreposage, et son procédé de produc-

tion. Conformément à un aspect de la présente invention, il est proposé un procédé de production d'un

toner destiné à être utilisé dans le développement électro-

photographique, consistant: à chauffer un mélange de 1 à 200 parties en poids d'un colorant et de 100 parties en poids d'un liant contenant un composé à longue chalne hydrocarbonée aliphatique, le composé ayant une viscosité à l'état fondu à 100 C de 30 mPa.s ou moins, à agiter le mélange chauffé en présence d'un milieu solide pour désintégrer une masse agglomérée de colorant dans le mélange, pour obtenir un mélange uniforme, et à former

des particules de toner à partir du mélange uniforme.

Conformément à un autre aspect de la présente invention, il est proposé un toner obtenu par le procédé

mentionné ci-dessus.

Selon un autre aspect de la présente inven-

tion, il est proposé un procédé de préparation d'un

toner en capsules destiné à être utilisé dans le déve-

loppement électrophotographique, consistant: à chauffer un mélange de 1 à 200 parties en poids d'un colorant

et de 100 parties en poids d'un liant contenant un com-

posé à longue chaîne hydrocarbonée aliphatique, le com-

posé ayant une viscosité à l'état fondu à 100 C de

mPa;s ou moins, à agiter le mélange chauffé en pré-

sence d'un milieu solide pour désintégrer une masse agglomérée du colorant dans le mélange afin d'obtenir un mélange uniforme, à former des particules solides constituant des noyaux à partir du mélange uniforme

et à encapsuler les particules formant les noyaux solides.

Conformément à un autre aspect de la présente invention, il est proposé un toner en capsules préparé

par le procédé mentionné ci-dessus.

D'autres caractéristiques et avantages de

la présente invention ressortiront de la description

détaillée qui va suivre et qui se termine par des exem-

ples particuliers de mise en pratique.

La présente invention propose un toner com-

posé de particules solides comprenant un colorant et une résine liante. La résine liante comprend un composé à longue chaîne hydrocarbonée aliphatique et ayant une viscosité à l'état fondu à 100 C de 1 à 30 mPa.s (il sera parfois simplement appelé "composé à longue chaîne" dans ce qui suit). Le colorant est uniformément dispersé en particules d'un diamètre égal ou inférieur à 5 pm dans la résine liante. Les particules solides peuvent aussi être utilisées comme noyaux solides pour un toner en capsules. Les particules solides constituant le toner ou les noyaux solides du toner en capsules selon la présente invention doivent avantageusement avoir une pénétration égale ou inférieure à 15, notamment égale ou inférieure à 5, eu égard à la durabilité du toner

dans l'opération de développement.

La "pénétration" selon le présent mémoire se mesure conformément à la méthode définie dans la norme JISK-2530. Plus particulièrement, il s'agit d'une valeur de la profondeur de pénétration exprimée en dixièmes de mm lorsqu'une aiguille ayant un diamètre d'environ 1 mm à pointe de forme conique formant un

angle au sommet de 9 est amenée à pénétrer dans l'échan-

tillon sous une charge déterminée. Les conditions expé-

rimentales utilisées dans la présente invention impli-

quaient une température de l'échantillon de 25 C, une

charge de 100 g et un temps de pénétration de 5 secondes.

A titre d'exemples illustrant le composé à chaîne longue ayant une viscosité à l'état fondu à C de I à 30 mPa.s, on mentionne des composés en C12 à C50 (c'est-à-dire des composés ayant 12 à 50 atomes de carbone) tels que des hydrocarbures, des acides gras, des esters d'acides gras, des savons mtalliques, des alcools gras, des sels de métaux d'acides gras, des amides d'acides gras, des bisamides d'acides gras et des dérivés halogénés

des composés indiqués ci-dessus.

Plus particulièrement, les composés à longue chaîne mentionnés ci-dessus ayant une chaîne carbonée en C12 à C50 comprennent les composés suivants: (1) Paraffines normales et isoparaffines de formule C nH2n+2 (n = 12 à 50) qui peuvent contenir des liaisons d'insaturation dans une mesure ne produisant pas d'effets nocifs, comme ci-après: C28 n-octacosane (C28H58), C32 n-dotriacontane (C32H66), C36 n-hexatriacontane (C36H74), squalène (C30H50),

squalane (2,6, 10,15, 19, 23-hexaméthyl-

tétracosane (C30H62)).

(2) Acides gras à longue chatne des hydro-

carbures aliphatiques.

Des exemples de ces composés sont indiqués

sur le tableau suivant.

TABLEAU 1

Acides gras saturés à chaîne droite Nom Formule P.F. ( C) Acide nheptacosanoique C26H53CO2H 87,6 Acide montanique C27H55CO2H 90,0 Acide nnonacosanoique C28H57C02H 90,3 Acide mélissique C29H59CO2H 93,6 Acide nhentriacontanoique C30H61CO2H 93,1 Acide n-dotriacontanoIque C3163C2H 96, 2 Acide n-tétracontanoïque C33H67CO2H 98,4

Acide céroplastique C34H69CO2H 98,3-

98,5

Acide n-hexatriacontanoi-

que C35H71C02H 99,9

Acide n-octatriacontanoi-

que C37H75 CO2H 101,6

Acide n-hexatriacontanol-

que C45H91CO2H 106,8 (3) Alcools ayant une longue chaîne des hydrocarbures aliphatiques. Des exemples en sont donnés

sur le tableau 2 suivant.

TABLEAU 2

Alcools saturés

n Nom Nom Formule P.F.

commun ( C)

26 hexacosanol alcool C26H53 OH 79,3-

cérylique 79,6

28 octacosanol C28H57 OH 82,9-

83,1 30 triacontanol alcool

mélissyli- C30H610OH 86,3-

que 86,5

32 dotriacontanol C32H65 OH 89,3-

89,5 (4) Esters formés des acides gras et des

alcools à longue chaIne décrits ci-dessus.

(5) Dérivés chlorés des composés décrits

ci-dessus, par exemple paraffines chlorées.

(6) Amides et bisamides à cha$ne hydrocar- bonée en C12 à C50. Des exemples de ces composés sont

indiqués sur le tableau 3 suivant.

TABLEAU 3

N,N'-méthylènebisamides Nom Nombre P.F. ( C) d'atomes de carbone N,N'méthylènebis(amide d'acide myristique) 29 151,6 N,N'-méthylènebis(amide d'acide -palmitique) 33 148,1 N,N'-méthylènebis(amide d'acide stéarique) 37 145,7 N,N'-méthylènebis(amide d'acide

arachidique) - -

N,N'-méthylènebis(amide d'acide béhanique) 45 141,9 N,N'méthylènebis(amide d'acide

palmitoléique) - -

N,N'-méthylènebis(amide d'acide oléique) 37 118,1 N,N'-méthylènebis(amide d'acide eicosénoIque) 41 122,3 N,N'-méthylènebis(amide d'acide érucique) 45 123,8 N,N'-méthylènebis(amide d'acide éla dique) 37 131,2

Ces composés sont utilisés seuls ou en mélan-

ges. Les exemples de composés décrits ci-dessus sont disponibles dans le commerce sous les dénominations de cire paraffinique, cire microcristalline, cire montane, cire cérésine, ozocérite, cire de carnauba, cire de riz, cire shellac, cire "Sazol", savon métallique, cire amidique, lubrifiants, etc.

Des exemples de produits du commerce compren-

nent la Cire Paraffinique de la Société Nippon Sekiyu K.K., la Cire Paraffinique de la Société Nippon Seiro K.K., la Cire "Microwax" de la Société Nippon Sekiyu K.K., la Cire Microcristalline de la Société Nippon Seiro K.K., la Cire Hoechst de la Société Hoechst AG, la Cire "Diamond" de la Société Shinnippon Rika K.K., le produit "Santite" de la Société Seiko Kagaku K.K.,

le produit "Panasate" de la Société Nippon Yushi K.K.

Des qualités représentatives de cire paraf-

finique, par exemple, sont indiquées sur les tableaux

4 et 5 suivants.

TABLEAU 4

Cire Paraffinique et Microwax (produits de la Société Nippon Sekiyu K.K.) Nom Point de fusion ( C) Candle Wax Nisseki Ne 1 59,7 Candle Wax Nisseki N 2 62,0 Paraffine 145 63,2 Microwax 155 Nisseki 70,0 Microwax 180 Nisseki 83,6

TABLEAU 5

Cire Paraffinique (produit de la Société Nippon Seiro K.K.) Nom P.F. Nom P.F. Nom 70 SP-0145 62 NCw-60

66 SP-1035 58 NCW-110

140 60 SP-1030 56 NCW-120

SP-3040 63 NCW-125

SP-3035 60

1 0

D'autres exemples comprennent les sui-

vants: Cire Hoechst OP (ester cireux partiellement

saponifié de l'acide montani-

que, produit de la Société Hoechst AG);

Cire Hoechst E (ester cireux d'acide monta-

nique, produit de la Société Hoechst AG);

Cire Hoechst GL3 (cire synthétique partielle-

ment saponifiée, produit

de la Société Hoechst AG).

Le cas échéant, des résines vinyliques ou d'autres matières polymériques peuvent être utilisées

en association avec les composés mentionnés ci-dessus.

En outre, on utilise avantageusement des dérivés pouvant

être obtenus par copolymérisation par greffage des compo-

sés mentionnés ci-dessus avec des monomères vinyliques.

Des exemples représentatifs de ces dérivés comprennent des produits obtenus par copolymérisation par greffage

des cires avec le méthacrylate de diméthylamino-éthyle.

Dans la présente invention, les composés à longue chaîne aliphatique ayant une viscosité à l'état

fondu à 100 C de 1 à 30 mPa.s sont utilisés en une quan-

tité de 30 Z ou davantage, de préférence de 50 % ou davantage, par rapport à la quantité totale du liant entrant dans la composition du toner ou des particules

constituant le noyau du toner en capsules.

D'autres études de la Demanderesse portant sur des toners qui peuvent être fixés sous une faible pression ou avec une faible consommation d'énergie ont permis de découvrir qu'un toner ou un toner en capsules apte à être fixé sous une faible pression de fixage devait contenir une matière solide au voisinage de la température ambiante, et montrant par chauffage une faible viscosité à l'état fondu, comme composant de liaison. Dans le cas de l'utilisation d'une telle matière

solide, on a trouvé qu'il était très difficile de disper-

ser uniformément un colorant dans le liant à cause de l'agrégation du colorant par le procédé classique de dispersion d'un colorant qui est largement utilisé pour préparer un toner. Lorsqu'un mélange malaxé obtenu par le procédé classique est refroidi, puis pulvérisé en fines particules, on constate que certaines particules de toner ne renferment pas de colorant ou renferment un amas du colorant formant une particule d'un diamètre égal ou supérieur à 5 pm. Au cas o on utilise un tel toner, on observe que des effets nocifs sont produits sur les performances du toner telles que la propriété révélatrice, la propriété anti-adhésive, l'aptitude

au fixage, la propriété anti-offset et la durabilité.

En revanche, la présente invention permet d'obtenir des particules de toner dans lesquelles des amas d'un colorant ont été réduits à un diamètre égal ou inférieur à 5 pm et de préférence inférieur ou égal

à 2 pm.

Comme méthodes d'évaluation des états de dispersion de colorants dans un toner, on connaît une

méthode dans laquelle des particules de toner sont enro-

bées dans une masse de résine telle qu'une résine époxy, tranchées en un mince film à l'aide d'un dispositif tel qu'un microtome et l'échantillon de film résultant est observé au microscope optique par transparence ou au microscope électronique; et une méthode dans laquelle un toner malaxé à l'état fondu dans lequel un colorant a été dispersé est fondu et appliqué en couche mince

sur une plaque de verre, puis observé au microscope.

Attendu que le mélange en fusion du composé à longue chaîne ayant une viscosité à l'état fondu à 100 C de 1 à 30 mPa.s et du colorant pour la production du toner

conformément à la présente invention a une faible visco-

sité à l'état fondu, une force de cisaillement suffisam-

ment grande, nécessaire pour une dispersion efficace, ne peut pas être exercée sur le mélange en fusion si l'on utilise l'opération classique de dispersion impliquant un broyeur à trois cylindres ou un malaxeur du type à extrudeuse biaxiale, si bien que des particules ou des amas de colorant d'un diamètre égal ou supérieur à 5 pm peuvent fréquemment rester dans des particules de toner. Dans de telles particules de toner, le colorant est localisé ou n'est pas uniformément présent et sa teneur diffère d'une particule à l'autre ou même dans une seule et même particule de toner. Du fait de ce manque d'uniformité de la distribution du colorant, les propriétés physiques des particules de toner telles que la caractéristique tribo-électrique, la propriété magnétique, la propriété de couleur et l'état de surface deviennent non uniformes ou déséquilibrées parmi les particules de toner, en sorte que plusieurs difficultés surgissent telles qu'une différence de couleur entre les particules de toner-due à une dispersion insuffisante du colorant et une différence de teinte ou de densité entre le stade initial et le stade final d'opérations répétées de formation d'image en utilisant une machine de copiage. En outre, une localisation extrême ou des différences de teneurs du colorant dans des particules de toner peuvent apparaître à des degrés différents parmi les particules de toner, en sorte que l'on se heurte à d'autres difficultés, par exemple, plusieurs types d'adhérence ou d'agglomération du toner peuvent apparaître, ou bien la caractéristique de fixage du

toner peut devenir non uniforme en entraînant des phéno-

mènes indésirables tels qu'une insuffisance de fixage

ou un effet offset.

De même, la localisation ou des teneurs différentes du colorant dans des particules de toner conduisent à un manque d'uniformité de la propriété

électrostatique ou de la propriété magnétique de parti-

cules respectives de toner, c'est-à-dire un manque d'uni-

formité ou une instabilité de la caractéristique de développement et de la caractéristique de transfert des particules de toner, si bien que des phénomènes

indésirables tels qu'une détérioration de la caractéris-

tique de formation de l'image ou une instabilité pendant une longue durée d'opération, par exemple, une variation

de la densité d'image, sont susceptibles d'apparaître.

Conformément à la présente invention, il est remédié à ces problèmes par une meilleure dispersion du colorant, de sorte que les performances du toner

sont améliorées.

Conformément au procédé de la présente inven-

tion, le mélange d'un liant et d'un colorant est chauffé de manière qu'il ait une faible viscosité à l'état fondu de 4 Pa.s ou moins, de préférence de 0,5 à 2 Pa.s, et le mélange chauffé est agité tout en gardant son état

de faible viscosité en présence d'un milieu solide.

On connaît des appareils mélangeurs utilisant des milieux solides, tels que des broyeurs à billes,

des broyeurs à sable et des broyeurs à usure par frotte-

ment. En ce qui concerne ces appareils, la condition ou l'intensité de dispersion peut être modifiée par le choix approprié de la vitesse de rotation et par

le type et la quantité du milieu solide.

Le milieu solide qui doit être utilisé dans

la présente invention pour la dispersion ou la désintégra-

tion du colorant peut avantageusement comprendre des perles ou particules d'un seul diamètre compris dans l'intervalle de 0,5 à 20 mm, ou un mélange de ces perles ou particules de différents diamètres. Le milieu solide doit affecter toutes formes comprenant des sphères et

des perles ou particules de forme irrégulière.

Le milieu solide peut comprendre des perles de verre; des billes d'acier; du sable siliceux; de l'alumine; de l'oxyde de zirconium; des matières plastiques; des céramiques; etc. Le milieu solide peut être utilisé avantageu-

sement en proportion de 5 à 200 parties en volume, notam-

ment de 10 à 100 parties en volume pour 10 parties en

volume du mélange fondu.

Le colorant utilisé dans la présente inven-

tion peut consister en tous colorants connus utilisés pour la production de toners, par exemple, diverses variétés de noir de carbone, du noir d'Aniline, du jaune

de Naphtol, de l'Orangé de Molybdène, une laque de Rhoda-

mine, une laque d'Alizarine, une laque de Violet de Méthyle, du Bleu de Phtalocyanine, de la Nigrosine, du Bleu de Méthylène, du Rose de Bengale, du Jaune de

Quinoléine ainsi que d'autres. Ce colorant essentielle-

ment non magnétique peut être utilisé en une quantité de 1 à 200 parties en poids, de préférence de 1 à

50 parties en poids pour 100 parties en poids du liant.

Pour la production d'un toner magnétique ou d'un toner magnétique en caspules, on peut utiliser

comme colorant une poudre magnétique proprement dite.

La poudre magnétique peut être une poudre en particules de diamètre égal ou inférieur à 1 pm, par exemple, d'un élément ferromagnétique tel que le fer, le cobalt, le

nickel ou le manganèse, un alliage ou des composés conte-

nant de tels éléments ferromagnétiques. La poudre magné-

tique peut être utilisée en association avec un autre colorant. La poudre magnétique peut être utilisée en une quantité de 1 à 200 parties en poids, de préférence de 15 à 70 parties en poids pour 100 parties en poids

du liant.

Il est possible d'ajouter ou de mélanger des additifs facultatifs au toner ou au toner en capsules

conformément à la présente invention. Ces additifs facul-

tatifs peuvent comprendre du noir de carbone, divers

colorants ou pigments, de la silice colloïdale hydro-

phobe, que l'on doit utiliser, par exemple, comme régula-

teurs de charge, agents améliorant l'aptitude à l'écoule-

ment et agents modifiant la couleur.

Le diamètre moyen des particules du toner ou du toner en capsules doit avantageusement se situer dans l'intervalle de 3 à 20 pm, de préférence de 5 à 10 pm. Il est en outre avantageux que 50 ou plus de

% des particules de toner se situent dans un inter-

valle de +4 pm de part et d'autre du diamètre moyen des particules. Le toner en capsules doit avantageusement avoir une structure selon laquelle les noyaux solides contenant environ 1 à 30 % en poids, de préférence 5

à 15 % en poids du colorant,ou les noyaux solides magné-

tiques tels que décrits sont revêtus d'une matière relati-

vement dure en une épaisseur de 0,01 à 2 pm, et de préfé-

rence de 0,1 à 0,3 pm.

Après mélange uniforme à l'état fondu du liant et du colorant comme décrit ci-dessus, cependant que les amas de colorant sont désintégrés; le mélange est transformé en fines particules par un procédé dans lequel il est tout d'abord refroidi, puis divisé au moyen d'un appareil appelé pulvérisateur, ou par un procédé dans lequel le mélange est divisé pendant qu'il

se trouve à l'état fondu, puis refroidi.

Dans le mélange du composé à longue chaîne de viscosité à l'état fondu à 100 C de 1 à 30 mPa.s et du colorant, même si ce dernier est uniformément dispersé dans le premier, le colorant est susceptible de provoquer une réagglutination à cause de la faible viscosité du composé à chaîne longue. En conséquence, lorsqu'on utilise le premier procédé pour diviser le mélange, un refroidissement rapide est nécessaire de

manière à solidifier le mélange avant que la réagglutina-

tion n'ait lieu. Après l'opération de mélange, on doit de préférence faire tomber le mélange obtenu sur un milieu de refroidissement solide ou le verser dans un milieu de refroidissement liquide. La vitesse de refroidissement nécessaire dépend des matières utilisées, du diamètre ou des propriétés désirées des particules

du toner et des modes de mélange.

Dans une forme de réalisation appréciée de la présente invention, le mélange du liant et du colorant est chauffé à 100 C ou au-dessus, de manière

qu'il ait une viscosité à l'état fondu égale ou infé-

rieure à 30 mPa.s. Le mélange ainsi chauffé à 100IC ou au-dessus doit être refroidi rapidement pour atteindre un état dans lequel le colorant ne provoque plus de réagglutination, ou bien il doit être solidifié. A cette fin, dans une forme de réalisation appréciée, le mélange à l'état fondu à 100 C ou au-dessus est versé dans de

la glace pilée en vue de sa solidification.

Un autre procédé apprécié pour la production de fines particules est un procédé dans lequel le mélange est divisé pendant qu'il se trouve à l'état fondu, puis

refroidi en particules solides.

* Pour effectuer la division à l'état fondu, le mélange fondu est divisé sous l'action d'une force

de dispersion dans divers milieux gazeux ou liquides.

Plus particulièrement, par exemple, le mélange fondu peut être dispersé dans un courant gazeux chaud sous l'action de la pression d'un effluent ou d'un autre courant gazeux chaud et recueilli après refroidissement du courant gazeux. Dans un autre procédé, le mélange fondu peut être divisé dans un milieu liquide tel que de l'eau chaude sous l'action d'une forte agitation, d'un émulsionnant ou d'un adjuvant de dispersion et

le mélange comprenant le milieu liquide peut être refroi-

di et soumis à divers moyens de séparation solide-liquide pour recueillir des particules solides qui peuvent être

exposées à un traitement facultatif tel qu'un séchage.

Dans une forme de réalisation appréciée, le mélange fondu comprenant un liant et un colorant qui a été désintégré en particules d'un diamètre égal ou inférieur à 5 pm et de préférence égal ou inférieur à 2 pm et dispersédans le liant, est soumis à une mise en suspension des particules par dispersion dans de l'eau chaude contenant un agent dispersant inorganique, en sorte que des particules solides à distribution étroite

de diamètre peuvent être formées en une courte période.

Dans une autre forme de réalisation appréciée, le mélange fondu est dispersé dans de l'eau en présence d'un dispersant inorganique tout en étant chargé (a) cationiquement par addition d'un composé cationique ou d'un composé aminé organique se dissolvant mal dans

l'eau ou pratiquement insoluble dans l'eau ou (b) anioni-

quement par l'addition d'un composé anionique. Le disper-

sant inorganique est chargé jusqu'à une polarité opposée à celle des particules dispersées de mélange fondu, en sorte que les particules sont dispersées tout en

étant uniformément revêtues de l'agent dispersant inorga-

nique par liaison ou interaction ionique et recueillies comme particules de toner dont les diamètres ont une

distribution uniforme.

Conformément à un procédé classique, un mélange fondu est dispersé dans l'eau chaude contenant

un surfactant pour être recueilli à l'état de particules.

Il est possible d'obtenir de fines particules par ce procédé, mais des particules de diamètre très supérieur et des particules de diamètre très inférieur au diamètre désiré sont également produites conformément à ce procédé, si bien qu'une opération de classementtelle qu'un tamisage

est nécessaire pour recueillir sélectivement les parti-

cules de diamètre désiré. Il est également difficile

d'éliminer le surfactant de la surface des particules.

Le dispersant inorganique est un composé

inorganique difficilement soluble dans l'eau ou prati-

quement insoluble dans l'eau sous une forme finement pulvérisée, comprenant des sels difficilement solubles dans l'eau tels que BaS04, CaS04, BaCO3, CaCo3, MgCO3 et Ca3(P04)2, des composés macromoléculaires inorganiques

tels que le talc, la silice colloldale (SiO2), la bento-

nite (SiO2/A1203), l'acide silicique, la terre de diato-

mées, de l'argile et SiO2, des métaux ou des oxydes métal-

liques en poudre tels que l'oxyde d'aluminium (A1203).

Parmi ces matières, par exemple, la silice colloïdale

et la bentonite sont des dispersants inorganiques anioni-

ques et l'oxyde d'aluminium est un dispersant inorganique cationique. Le dispersant inorganique montre un effet suffisant en petite quantité, s'il est en particules

d'un assez petit diamètre.

Par exemple, la silice colloidale en parti-

cules primaires d'un diamètre moyen d'environ 40 apm à 7 mpm présente une valeur de pH de 3,6 à 4,3 à une concentration de 4 % dans l'eau. L'oxyde d'aluminium C qui est un oxyde d'aluminium de la firme Degussa Co. de la République Fédérale d'Allemagne est très fin avec un diamètre moyen des particules principales de 20 pmm

et doué d'une grande pureté. L'oxyde d'aluminium C pré-

sente un point iso-électrique d'environ pH 9 et est

utilisé en milieu dispersant neutre ou acide.

Le dispersant inorganique, comprenant à

la fois des dispersants inorganiques anioniques et catio-

niques comme mentionné ci-dessus, peut être utilisé en une quantité de 0, 001 à 0,1 % en poids, de préférence

de 0,01 à 0,05 % en poids du mélange fondu.

L'utilisation d'un dispersant inorganique ayant une caractéristique de charge opposée à celle du mélange fondu conformément à une forme de réalisation préférée de la présente invention, comme défini ci-dessus, est préconisée pour la raison suivante. Dans ce système,

les particules du mélange fondu sont chargées cationique-

ment ou anioniquement à leurs interfaces pour former des masses agglomérées stables par interaction avec le dispersant inorganique mentionné ci-dessus. En d'autres termes, les surfaces des particules en suspension ou en dispersion sont complètement revêtues uniformément du dispersant inorganique qui y adhère solidement par

liaison ionique, en sorte qu'une coalescence entre parti-

cules peut être empêchée.

Plus particulièrement, par exemple, la bento-

nite (SiO2/A1203) et la silice colloidale contiennent une petite quantité de groupes silanol (-SiOH) qui sont dissociés dans l'eau en formant SiP H( et créent une charge négative. Ainsi, ces dispersants inorganiques sont chargés anioniquement dans l'eau et solidement

liés à des particules de mélange fondu chargées cationi-

quement, de manière à revêtir la surface des particules de mélange fondu, ce qui permet d'éviter efficacement

la réagglomération des particules.

Dans le cas du dispersant inorganique solide-

ment fixé de la sorte par liaison ionique, on peut voir une supériorité remarquable comparativement aux procédés

ordinaires qui utilisent un dispersant, lequel est simple-

ment adsorbé sur les particules de polymère ou dispersé

entre ces particules pour empêcher une coalescence.

En vue d'une mise en suspension efficace, l'agitation constitue un autre facteur important, et une condition appropriée en vue de l'agitation a de l'importance et est choisie selon l'objectif visé, parce que les dimensions des particules et leur stabilité

sont déterminées par cette condition. Plus particulière-

ment, le réglage des diamètres des particules est grande-

ment influencé par l'intensité de l'agitation et par le type de pales d'agitation que l'on utilise. D'une façon générale, à mesure que l'agitation devient plus énergique, on peut obtenir des particules de plus petit diamètre. Toutefois, il existe une limite inférieure en ce qui concerne le diamètre qui peut être atteint dans une application industrielle, et le rendement est également abaissé par suite de l'entraînement d'air

dans le dispositif agitateur.

La Demanderesse a effectué des études poussées

en vue d'obtenir de petites particules, et elle a décou-

vert en conséquence que pour former ces petites particu-

les, il était très efficace d'utiliser un dispositif de dispersion comprenant une pale rotative (turbine) ayant une grande force de cisaillement et pouvant tourner à grande vitesse, et une pale fixe (stator) qui effectue la dispersion par la grande force de cisaillement créée

entre de petits espaces qui sont précis et uniformes.

A titre d'exemples d'un tel dispositif, on mentionne le mélangeur homogénéiseur TK, le mélangeur homogénéiseur opérant en conduite (fabriqué par Tokushu Kika Kogyo

K.K.) et le micro-agitateur (fabriqué par Shimazu Seisa-

kusho K.K.).

Lorsqu'on utilise le procédé mentionné ci-

dessus, on transforme le mélange fondu en particules tout en maintenant l'état de dispersion réalisé au cours du mélange à l'état fondu, en sorte que l'on peut obtenir des particules uniformes dans lesquelles le colorant est dispersé régulièrement. Les particules solides ainsi obtenues possèdent d'excellentes propriétés en tant que toner, elles- mêmes ou à l'état de noyaux

pour un toner en capsules.

Les effets mentionnés ci-dessus sont pro-

noncés, notamment lorsqu'un colorant dont les particules ont un diamètre relativement grand est ajouté en grande quantité, par exemple, lorsqu'une matière magnétique

ou du blanc de titane est utilisé comme colorant.

Il a en outre été démontré que le procédé mentionné ci-dessus donnait des particules solides à la surface desquelles apparaissaient moins de particules

de colorant. Cela est avantageux pour permettre d'uni-

formiser des propriétés physiques telles que les pro-

priétés électriques, l'uniformité de surface et les

propriétés chimiques des particules solides. Par consé-

quent, les particules solides peuvent être utilisées efficacement, non seulement pour constituer elles-mêmes

un toner, mais aussi comme noyaux pour un toner en capsu-

les, attendu qu'elles peuvent être aisément encapsulées.

Ainsi, les particules solides telles que produites ci-dessus peuvent être revêtues d'une résine

formant enveloppe pour produire un touer micro-encapsulé.

Dans ce cas, attendu que les particules solides ont des surfaces uniformes, un revêtement uniforme peut

être créé pour constituer un excellent toner micro-

encapsulé.

Comme matière constituant l'enveloppe du toner micro-encapsulé selon la présente invention, on

peut utiliser des résines connues comprenant des homo-

polymères de styrène et d'un dérivé substitué de styrène

tel que polystyrène, poly-p-chlorostyrène, polyvinyl-

toluène, etc.; des copolymères de styrène tels qu'un

copolymère styrène-p-chlorostyrène, un copolymère styrène-

propylène, un copolymère styrène-vinyltoluène, un copoly-

mère styrène-vinylnaphtalène, un copolymère styrène-

méthacrylate de méthyle, un copolymère styrène-acrylate de méthyle, un copolymère styrène-acrylate de butyle, un copolymère styrène-acrylate d'octyle, un copolymère

styrène-méthacrylate de méthyle, un copolymère styrène-

méthacrylate de méthyle, un copolymère styrène-méthacry-

late de butyle, un copolymère styrène-méthacrylate d'a-

chlorométhyle, un copolymère styrène-acrylonitrile, un copolymère styrèneéther de vinyle et de méthyle, un copolymère styrène-éther de vinyle et d'éthyle, un copolymère styrène-vinylméthylcétone, un copolymère styrènebutadiène, un copolymère styrène-isoprène, un copolymère styrèneacrylonitrile-indène, un copolymère styrène-acide maléique, un copolymère styrène-ester d'acide maléique, etc.; un polyméthacrylate de méthyle, un polyméthacrylate de butyle, un polychlorure de vinyle,

un polyacétate de vinyle, un polyéthylène, un poly-

propylène, un polyester, un polyuréthanne, un polyamide, une résine époxy, un polyvinylbutyral, la colophane, la colophane modifiée, une résine terpénique, une résine phénolique, une résine hydrocarbonée aliphatique ou alicyclique, une résine de pétrole aromatique, une résine d'urée, une résine de mélamine, etc. Ces résines peuvent être utilisées individuellement ou sous la forme d'un mélange.

La résine formant enveloppe doit avantageuse-

ment avoir un poids moléculaire (moyenne en nombre du poids moléculaire) non inférieur à 5000, de préférence compris entre 10 000 et 50 000 eu égard à la résistance désirée. En outre, il est avantageux d'utiliser une résine de laquelle une fraction de poids moléculaire réduit a été éliminée, en considérant la stabilité à

l'entreposage à la chaleur.

On peut utiliser tout procédé de micro-

encapsulation connu dans l'art antérieur. Par exemple, on peut utiliser le procédé de séchage par pulvérisation,

le procédé de séchage-en-liquide, le procédé de sépara-

tion de phases et le procédé de polymérisation in situ.

Une structure d'enveloppe à plusieurs couches peut aussi être réalisée en vue de conférer des propriétés isolantes

et une caractéristique appropriée de charge tribo-électri-

que au toner de la présente invention.

Dans une forme de réalisation avantageuse de la micro-encapsulation, la matière constituant le noyau est dispersée dans une solution de la matière constituant l'enveloppe dans un solvant, et cette dernière matière est précipitée ou déposée sur les particules constituant les noyaux pour former un toner encapsulé comprenant les noyaux revêtus de la matière formant enveloppe, un polymère à chaine principale formé d'un polymère éthylénique et à chaînes latérales formnées d'un long groupe alkyle et d'un motif anhydride d'acide ou son dérivé, étant alors dissous dans la solution. La précipitation ou le dépôt de la matière constituant l'enveloppe est effectué par élimination du solvant par le procédé de séchage par pulvérisation ou par le procédé de séchage-en-liquide; ou par modification du pouvoir de dissolution du solvant par l'addition, à la solution de la matière constituant l'enveloppe, d'un solvant pauvre & faible pouvoir de dissolution de ladite matière, addition d'une matière provoquant une séparation de phases à la solution, ou modification

de la température du système.

On a observé qu'un composé portant à la fois un groupe hydrophobe et un groupe polaire exerçait un certain effet sur la micro-encapsulation lorsqu'il

était également présent dans le système de micro-encapsu-

lation. Toutefois, l'utilisation d'un surfactant ordinaire,

plutôt que de lier le revêtement de la matière consti-

tuant le noyau avec la matière constituant l'enveloppe, provoque la formation de fines particules libres de la matière constituant l'enveloppe ou détériore dans de nombreux cas la caractéristique de charge du toner

micro-encapsulé résultant et on ne peut donc pas y recou-

rir dans la production de toners encapsulés.

Toutefois, lorsqu'on utilise un polymère à chaine principale forméepar polymérisation éthylénique et à chaînes latérales formnes d'un long groupe alkyle

et d'un groupe anhydride d'acide, les difficultés éprou-

vées lorsqu'on utilise un surfactant ordinaire sont

évitées, et la micro-encapsulation s'effectue très aisé-

ment. L'anhydride d'acide peut avantageusement être choisi parmi des anhydrides d'acides cycliques tels que les anhydrides de l'acide succinique et de l'acide maléique. Une partie de la structure cyclique peut s'incorporer à la chaîne principale éthylénique ou bien la structure cyclique peut former un groupe latéral.

Un exemple du polymère ayant un groupe anhy-

dride d'acide cyclique incorporé à la chaîne éthylénique ou lié directement à cette chaîne est un copolymère d'a-oléfine et d'anhydride maléique représenté par la

formule générale (I) ci-dessous, et un exemple du poly-

mère du type à chaîne latérale est un anhydride poly-

alcénylsuccinique représenté par la formule générale

(II) ci-dessous.

1-IF-H H2CH-CH-

R C C...C(I)

0 0 0 n R: groupe alkyle ayant 4 à 28 atomes de carbone (C4-C28) n: degré de polymérisation

H H

C C C

i i

R HC-CH...(II)

1 1H2 1 V( \o e 0 0 0 n

(R, n même définition que ci-dessus).

Le polymère décrit ci-dessus porte conjointe-

ment un groupe alkyle hydrophobe et un groupe anhydride d'acide A forte polarité, et il a donc une activité de surface de même qu'une caractéristique de solubilité remarquable. Des polymères dont le poids moléculaire est de l'ordre de 8000 à 50 000 peuvent être obtenus

aisément et peuvent être utilisés avantageusement. Lors-

qu'un tel polymère à groupe alkyle à longue chaîne et à groupe anhydride est présent dans la solution d'une

matière constituant l'enveloppe en vue d'une micro-

encapsulation, il est capable de supprimer l'épaississe-

ment de la solution lorsque cette dernière est condensée par élimination du solvant ou par séparation des phases, et il est également capable d'améliorer remarquablement le mouillage de la matière constituant le noyau par la matière constituant l'enveloppe. Les particules de toner micro-encapsulé ainsi obtenues ont des surfaces uniformément lisses et sont également dépourvues d'amas agglomérés ou bien, lorsque de tels amas sont présents, ils peuvent être aisément désintégrés sous l'action d'une force faible et sans présenter l'inconvénient de la localisation de matière constituant l'enveloppe sur certaines particules et d'exposition des noyaux

de certaines autres particules.

L'effet de l'addition du polymère à groupe alkyle à longue chaîne et à groupe anhydride d'acide se manifeste si le polymère est utilisé en une quantité de 0,5 ou plus de 0,5 % en poids de matière constituant l'enveloppe. Une quantité excessive de polymère n'est pas souhaitable, attendu que de fines particules formées seulement de matière constituant l'enveloppe sont créées

si la quantité dépasse 30 % en poids.

Le groupe anhydride maléique du copolymère a-oléfine-anhydride maléique est réactif vis-à-vis d'un groupe fonctionnel tel qu'hydroxyle, amino et glycidyle,

et peut provoquer une réaction partielle avec un poly-

mère ayant un tel groupe fonctionnel. En conséquence, le copolymère aoléfine-anhydride maléique montre un effet plus prononcé lorsqu'un polymère porteur de groupes fonctionnels polaires est utilisé comme matière formant l'enveloppe.

Des exemples du dérivé du copolymère a-

oléfine-anhydride maléique comprennent les produits de réaction du copolymère et de composés aminés, de composés époxy, d'alcools et de bases qui réagissent avec la portion anhydride maléique du copolymère. Ces

dérivés montrent des effets semblables à ceux du copoly-

mère d'anhydride, mais le degré est un peu plus faible.

Des produits hydrolysés de ces dérivés produisent des effets intermédiaires entre le copolymère d'anhydride

et les dérivés ci-dessus.

La longueur optimale de la chaîne alkylique

de la portion "-oléfinique peut varier selon les pro-

priétés de la matière constituant le noyau et de la matière constituant l'enveloppe, en affectant l'énergie interfaciale et le solvant utilisé. Lorsque la chaîne

alkylique est trop longue, le copolymère perd sa solubi-

lité dans des solvants ordinaires, et son affinité pour les matières constituant le noyau et l'enveloppe est altérée. En revanche, si la chaîne alkylique est trop courte, le polymère perd son activité de surface. Bien que la longueur de C8 à C26 puisse avantageusement être utilisée quelles que soient les matières constituant le noyau, l'enveloppe et le solvant, la longueur de C4 à C28 peut aussi être avantageusement utilisée lorsque

des matières appropriées sont choisies pour les compo-

sants ci-dessus.

Le toner ou le toner encapsulé selon la

présente invention peut être utilisé comme toner magné-

tique à un seul composant lorsqu'il renferme une poudre

magnétique. En outre, le toner ou toner encapsulé con-

forme à la présente invention peut être mélangé avec des particules de support telles que du fer en poudre, des perles de verre, du nickel en poudre et une ferrite en poudre pour former un révélateur à deux composants destiné à développer des images latentes. De même, le toner peut être mélangé avec de la silice colloïdale

hydrophobe négative ou positive en poudre en vue d'amé-

liorer la liberté d'écoulement, ou bien il peut être mélangé avec des particules abrasives telles que de l'oxyde de cérium pour empêcher l'adhérence du toner à un élément portant une image latente. De plus, le

toner ou le toner encapsulé conforme à la présente inven-

tion doit pouvoir être appliqué au procédé de développe-

ment d'un système de micro-virage.

Le toner ou le toner encapsulé conforme à la présente invention peut être adapté à divers modes de fixage à faible énergie, selon des systèmes comprenant un appareil de fixage sous pression nécessitant une basse pression, un système de fixage thermique pour travaux légers capable d'effectuer le fixage avec une plus faible consommation d'énergie qu'auparavant, et un appareil de fixage à basse pression et avec faible

sollicitation thermique.

La présente invention est illustrée avec de plus amples détails au moyen des exemples pratiques dans lesquels le terme "parties" désigne des "parties

en poids".

Exemple 1

Cire paraffinique (viscosité à l'état fondu à 100 C: mPa.s, P.F.: 70 G) 70 parties Polyéthylène (viscosité à l'état fondu à 100 G: 100 mPa.s) 30 parties Dodécylamine 0,5 partie Magnétite (diamètre des particules primaires: 0,3 pm) 60 parties Les ingrédients ci-dessus ont été fondus à chaud et agités à l'aide d'un mélangeur tournant à tr/min pendant 10 minutes. Le mélange a ensuite été chargé dans un mélangeur à attrition (mélangeur à attrition MITSUIMIKE, type MAISD) dans lequel des billes d'acier de 2 mm de diamètre avaient été chargées en un volume représentant 8 fois celui du mélange, et ce dernier a été agité pendant 3 heures à une température de 200 C, une viscosité à l'état fondu de 1,8 Pa. s et une vitesse de rotation de 360 tr/min. Apres s'être assuré de ce que des amas de magnétite d'un diamètre égal ou supérieur à 5 pm avaient pratiquement disparu, on a chargé 100 g du mélange ainsi obtenu après agitation dans un récipient équipé d'un mélangeur homogénéiseur TK et contenant 3 g de "Aerosil" 300 et 2000 ml d'eau maintenus à 95"C. Le contenu du récipient a été agité

pendant 60 minutes par rotation du mélangeur homogénéi-

seur TK à 7000 tr/min initialement, et en faisant croître graduellement les vitesses de rotation. La dispersion résultante contenant de fines particules a été disposée

dans 3 kg de glace pilée en vue de son refroidissement.

Les fines particules ont ensuite été lavées avec un liquide alcalin, soumises à des opérations répétées de filtration et de lavage et recueillies après séchage en fines particules destinées à être utilisées comme toner. On a trouvé que les fines particules avaient un diamètre moyen de 13 im et que 56 % d'entre elles

se situaient dans l'intervalle de 9 à 17 pm.

On a trouvé incidemment que le mélange consti-

tuant les fines particules avait une pénétration égale à 1.

Exemple 2

Un toner encapsulé a été produit de la manière suivante. g des fines particules produites de la manière décrite dans l'exemple 1 ont été utilisés comme matière constituant le noyau de la capsule et ont été dispersés dans une solution ayant la composition suivante: Copolymère styrène-méthacrylate de diméthylamino-éthyle (rapport de copolymérisation: /10, moyenne en nombre du poids moléculaire: environ 35 000) 20 g Copolymère "-oléfine-anhydride

maléique (C16) (poids molécu-

laire: environ 50 000) 1,5 g DMF (diméthylformamide) 400 ml Ensuite, de l'eau a été ajoutée graduellement

goutte à goutte à la dispersion pour provoquer la sépara-

tion en phases du copolymère styrène-méthacrylate de diméthylamino-éthyle et du copolymère "-oléfine-anhydride maléique et pour former une enveloppe revêtant la matière constituant le noyau. Ensuite, de l'eau a encore été

ajoutée goutte à goutte pour solidifier l'enveloppe.

On a trouvé que le toner encapsulé ainsi obtenu avait

un revêtement uniforme à surface lisse.

La charge tribo-électrique a été trouvée

égale à +25,3 pA.s/g. Aucune agglomération n'a été obser-

vée après entreposage pendant une semaine à 50 C, ce qui prouve que le toner avait une excellente stabilité thermique. Le toner encapsulé a été utilisé pour la

formation d'image au moyen d'une photocopieuse électro-

photographique (PC-10 de la Société Canon K.K.), et on a ainsi obtenu une image claire de toner non voilée, sur un papier de copiage. On a fait passer l'image de toner ainsi obtenue sur le papier entre deux rouleaux de pression, exerçant une pression linéaire de 25 kg/cm,

de manière qu'elle soit correctement fixée sur le papier.

Exemple 3

Paraffine (viscosité à 100 C: mPa.s, P.F.: 70 C) 70 parties Cire polyéthylénique (viscosité à 100 C: 100 mPa.s) 30 parties Bleu de phtalocyanine 10 parties Les ingrédients ci-dessus ont été fondus à chaud et agités à l'aide d'un mélangeur à 100 tr/min pendant 10 minutes. Le mélange a ensuite été malaxé pendant 1 heure dans un broyeur à sable dans lequel avaient été chargées des perles de verre de 2 mm de diamètre. Pendant le malaxage, le broyeur a été chauffé à 110 C au bain d'huile et le mélange a présenté une

viscosité à l'état fondu de 3 Pa.s.

Le mélange malaxé a été déchargé et a été envoyé à deux buses à liquide chauffées à 200 C et reliées à une source d'air comprimé de 0,4 MPa, afin d'être atomisé. Le produit atomisé a été rapidement refroidi dans l'air et recueilli par un cyclone. Les particules ainsi obtenues étaient des particules sphériques ayant

un diamètre moyen d'environ 12 Bm. Certaines des parti-

cules étaient noyées dans une masse de résine époxy et ont été tranchées à l'aide d'un microtome en un film très mince qui a ensuite été observé par transparence au microscope électronique, et on a alors trouvé que les particules de colorant avaient un diamètre de 1,5 pm

même en ce.qui concerne les plus grandes.

Les fines particules ont été encapsulées avec une résine copolymère de styrène et d'un monomère acrylique par la méthode de pulvérisation pour former des capsules ayant une épaisseur moyenne de paroi de

0,2 pim.

Les particules encapsulées ainsi obtenues ont été soumises à une mesure de distribution de diamètre à l'aide d'un compteur Coulter, type TA-II, et on a trouvé que le diamètre moyen des particules était de

11,66 pm et que 52,2 % des particules avaient des diamè-

tres compris dans un intervalle de +4 pm de part et - d'autre du diamètre moyen des particules, sur la base

de la distribution volumétrique de diamètre des parti-

cules. Le toner encapsulé ainsi obtenu a été mélangé avec du fer en poudre de support ayant un diamètre moyen

des particules de 200 im et on l'a utilisé pour dévelop-

per une image latente électrostatique positive, ce qui a permis d'obtenir une image claire. L'image révélée du toner a été transférée sur un papier de copiage et on l'a fait passer entre des rouleaux de pression ayant

une pression linéaire de 25 kg/cm, ce qui a permis d'obte-

nir une image de toner correctement fixée.

Exemple comparatif 1 On a préparé des particules formant des noyaux de la même manière que dans l'exemple 3, à la différence que la paraffine a été remplacée par la cire polyéthylénique ayant une viscosité à 100 C de 100 mPa.s,

de manière que le tout soit ainsi formé de cire.

Les noyaux ainsi obtenus étaient des parti-

cules sphériques ayant un diamètre moyen d'environ pm, et on a trouvé qu'il y avait dans ces particules un grand nombre d'amas de bleu de phtalocyanine d'un

diamètre égal ou supérieur à 5 Mm.

On a produit un toner encapsulé en utilisant les particules formant les noyaux de la manière indiquée dans l'exemple 3. La mesure au compteur Coulter des particules de toner encapsulé ainsi obtenues a donné un diamètre moyen des particules de 25,3 pm et a montré que 43,2 % des particules rentraient dans un intervalle de diamètre de +4 pm de part et d'autre du diamètre moyen des particules sur la base de la distribution volumétrique. L'essai de formation d'image n'a donné qu'une image peu claire et son image fixée a présenté une si mauvaise aptitude au fixage que l'image de toner

a été enlevée par frottement doux à la main. Après forma-

tion de l'image sur plusieurs feuilles, la performance

de développement du toner s'est rapidement détériorée.

Exemple 4

Paraffine (viscosité à 100 C mPa.s, P.F.: 70 C) 40 parties Cire de Carnauba (viscosité à 100 C: 25 mPa.s) 60 parties Magnétite (0,3 vm) 60 parties Les ingrédients ci-dessus ont été fondus à chaud et agités à l'aide d'un mélangeur tournant à tr/min pendant 10 minutes. Le mélange aensuite été malaxé pendant 1 heure dans un broyeur à sable dans lequel avaient été chargées des perles de verre de 1,5 mm de diamètre. Pendant le malaxage, le broyeur a été chauffé à 120 C au bain d'huile et le mélange

a présenté une viscosité à l'état fondu de 2,5 Pa.s.

Le mélange malaxé a ensuite été déchargé et disposé dans de l'eau chaude à 95 C en vue d'y être dispersé sous l'action d'un agitateur tournant à grande

vitesse. La dispersion résultante a ensuite été refroi-

die dans de la glace pilée et soumise à une filtration centrifuge et à un séchage, pour obtenir des particules

solides.

Les particules ainsi obtenues ont été encap-

sulées par séparation des phases en utilisant du DMF

et de l'eau comme dans l'exemple 2 pour former des capsu-

les ayant une paroi de résine copolymère de styrène et de monomère acrylique avec une épaisseur moyenne

*d'environ 0,18 Vm.

La mesure au compteur Coulter des particules de toner encapsulé ainsi obtenues a donné un diamètre moyen des particules de 10,58 pm et a montré que

65 % des particules rentraient dans une plage de diamè-

tres de +4 Rm de part et d'autre du diamètre moyen des

particules, d'après la distribution volumétrique.

Le toner encapsulé a été appliqué à un appa-

reil révélateur utilisant un manchon magnétique, ce qui a permis d'obtenir une image claire. L'image révélée du toner a été transférée sur un papier de copiage et elle a été amenée à passer entre des rouleaux de pression ayant une pression linéaire de 17 kg/cm, ce qui a permis d'obtenir une image correctement fixée. En outre, on a trouvé que les amas de magnétite dans le toner avaient

un diamètre maximal de 2,0 pm.

Exemple comparatif 2 On a préparé un toner encaspulé de la même manière que dans l'exemple 4, à la différence que le

malaxage au moyen du broyeur à sable a été omis.

On a trouvé que les particules de toner ainsi obtenues avaient un diamètre moyen de 20,5 jm et que 23 % des particulesrentraient dans un intervalle

de +4 pm de part et d'autre du diamètre moyen des parti-

cules. En outre, les amas de magnétite dans le toner

encapsulé avaient un diamètre maximal de 7,8 lm.

Lorsque le toner encapsulé a été utilisé pour le développement de la même manière que dans

l'exemple 4, des images peu claires ont seules été obte-

nues et la performance de développement s'est rapidement

déteriorée après le tirage de plusieurs feuilles.

Exemple comparatif 3 On a préparé un toner encapsulé de la même manière que dans l'exemple 4, à la différence qu'on a remplacé la paraffine et la cire de Carnauba par une

paraffine ayant une viscosité à 100 C de 0,8 mPa.s.

On a trouvé que les particules de toner ainsi obtenues avaient un diamètre moyen de 8,2 pm et que 35 % des particules rentraient dans un intervalle

de +4 Mm de part et d'autre du diamètre moyen des par-

ticules.

Lorsque ce toner a été appliqué à la forma-

tion d'une image, on n'a obtenu que des images peu clai-

res et, après quelques dizaines de feuilles de reproduc-

tion de l'image, la performance de développement du toner s'est rapidement détériorée et une adhérence par

fusion du toner a été observée sur le manchon.

Exemple 5

Paraffine (viscosité à 100 C: mPa.s, P.F.: 70 C) 80 parties Cire polyéthylénique (viscosité à 100 C: 100 mPa.s) 20 parties Raven 3500 (noir de carbone) 10 parties Les ingrédients ci-dessus ont été fondus à chaud et agités à l'aide d'un mélangeur à 120 tr/min pendant 10 minutes. Le mélange a ensuite été malaxé pendant 1 heure dans le pot d'un broyeur à billes dans lequel des billes de céramique de 5 à 15 mm de diamètre avaient été chargées. Au cours du malaxage, le pot a

été chauffé à 110 C au bain d'huile.

Le mélange malaxé déchargé a été envoyé à une buse à deux fluides chauffée à 200 C et reliée

à une source d'air comprimé, de manière à être atomisé.

Le produit atomisé a été rapidement refroidi dans l'air et recueilli. Les particules ainsi obtenues étaient des particules sphériques ayant un diamètre moyen de 12 pm. Certaines des particules ont été enrobées dans une masse de résine époxy et ont été tranchées au moyen d'un microtome en un très mince film qui a ensuite été observé par transparence au microscope électronique,

et on a ainsi trouvé que les particules de noir de car-

bone avaient un diamètre de 1,5 im même en ce qui

concerne les plus grandes.

Les particules ainsi obtenues ont été mélan-

gées avec du fer en poudre de support ayant un diamètre moyen de particules de 100 Vm et le mélange a été utilisé

pour développer une image latente électrostatique posi-

tive, ce qui a permis d'obtenir une image claire. L'image révélée du toner a été transférée sur un papier de copiage et on l'a fait passer entre des rouleaux de pression ayant une pression linéaire de 25 kg/cm, ce qui a donné

une image de toner correctement fixée.

Exemple 6

Cire paraffinique (viscosité à l'état fondu à 100 C: 10 mPa.s, P.F.: 65 C) 70 parties Cire de Carnauba 30 parties

Magnétite (diamètre des parti-

cules: 0,3 pm) 60 parties Les ingrédients ci-dessus ont été fondus à chaud et agités avec un mélangeur à 120 tr/min pendant minutes. Le mélange a ensuite été malaxé dans un broyeur à billes dans lequel avaient été chargées des perles de verre de 2 mm de diamètre. Pendant le malaxage, le broyeur a été chauffé à 120 C au moyen d'un dispositif

électrique de chauffage.

Le produit malaxé a été introduit dans 2000 parties d'eau chauffée à 95 C et contenant 2 g de dodécylbenzènesulfonate de sodium et il a été dispersé sous agitation à 8500 tr/min. La dispersion a ensuite été refroidie, soumise à des opérations répétées de filtration et de lavage et recueillie après séchage

sous la forme de particules de toner.

Les fines particules ainsi obtenues ont

été mélangées avec 0,3 partie de silice colloldale hydro-

phobe pour former un révélateur qui a ensuite été appli-

qué à un appareil de copiage électrophotographique (NP-

fabriqué par la Société Canon K.K.) pour obtenir

une image claire. Le fixage de l'image du toner a égale-

ment été effectué de façon satisfaisante.

On a en outre conduit un essai de fixage en remplaçant le dispositif de fixage de l'appareil à copier par un dispositif de fixation expérimental exerçant une pression linéaire moyenne de 15 kg/cm, et on a également obtenu des résultats satisfaisants. Exemple comparatif 4 On a préparé un toner de la manière décrite dans l'exemple 5, à la différence qu'on a omis le broyeur à billes. Les particules de toner ainsi obtenues étaient des particules sphériques ayant un diamètre moyen de

pm, dans lesquelles on a trouvé que des amas de parti-

cules de noir de carbone avaient un diamètre de l'ordre

de 7 pm au maximum.

Lorsque ce toner a été utilisé pour le déve-

loppement, on n'a obtenu que des images peu claires et, au cours d'un essai de copiage continu portant sur feuilles, la densité d'image s'est progressivement

abaissée pour atteindre un état selon lequel on n'obser-

vait pratiquement pas d'image.

Exemple comparatif 5 On a préparé un toner de la même manière que dans l'exemple 6, à la différence qu'on a utilisé à la place de la paraffine et de la cire de Carnauba une cire polyéthylénique ayant une viscosité à 100 C de

140 mPa.s.

Lorsque ce toner a été utilisé pour former une image, on n'a obtenu qu'une faible densité d'image et l'image de toner fixée sous une pression de 15 kg/cm

a été aisément enlevée par frottement avec les doigts.

Exemple 7

Paraffine (viscosité à C, 8 mPa.s) 70 parties Cire de riz 30 parties Bleu de phtalocyanine 10 parties Les ingrédients ci-dessus ont été fondus à chaud et agités à l'aide d'un mélangeur à 120 tr/min pendant 15 minutes. Le mélange a ensuite été malaxé dans un broyeur à billes dans lequel avaient été chargées des perles de verre de 1 mm de diamètre. Au cours du

malaxage, le broyeur a été chauffé à 120 C par un disposi-

tif de chauffage électrique.

Le produit malaxé a été placé dans 1000 parties d'eau chauffée à 95 C et contenant 1,8 g de silice et il a été dispersé sous agitation à grande vitesse, à 8500 tr/min. La dispersion a ensuite été refroidie, soumise à des opérations répétées de filtration et de lavage et recueillie après séchage

sous la forme de particules de toner.

Les particules de toner ainsi obtenues ont été mélangées avec des particules de support et le mélange a été utilisé comme révélateur. Le toner a présenté de bonnes performances de développement et de fixage et les particules de bleu de phtalocyanine dans le toner

avaient des diamètres inférieurs à 3 pm.

Exemple comparatif 6 On a répété le mode opératoire de l'exemple

7 en utilisant de la cire paraffinique ayant une visco-

sité à 100"C de 0,8 mPa.s à la place de la cire paraffi-

nique (8 mPa.s) et de la cire de riz. Les particules de bleu de phtalocyanine dans le toner présentaient

des diamètres de 3 pm au maximum, tandis que la perfor-

mance de développement a été insuffisante et qu'on a

observé à un haut degré l'adhérence du toner aux parti-

cules de support.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Procédé de préparation de particules

de toner destinées à être utilisées en électrophoto-

graphie, caractérisé en ce qu'il consiste: à chauffer un mélange de 1 à 200 parties en poids d'un colorant et de 100 parties en poids d'un liant contenant un composé à longue chaîne hydrocarbonée aliphatique, ledit composé ayant une viscosité à l'état fondu à 100 C de 1 à 30 mPa.s; à agiter le mélange chauffé à l'état fondu en présence dudit milieu en vue de désintégrer un amas dudit colorant dans ledit mélange pour obtenir un mélange uniforme; et à former lesdites particules de toner à

partir du mélange uniforme.

2. Procédé de production d'un toner encapsulé

à noyau solide, destiné à être utilisé en électrophoto-

graphie, caractérisé en ce qu'il consiste: à chauffer un mélange de 1 à 200 parties en poids de colorant et de 100 parties en poids d'un liant contenant un composé à longue chaine hydrocarbonée aliphatique, ledit composé ayant une viscosité à l'état fondu à 100 C de 1 à 30 mPa.s; à agiter le mélange chauffé en présence d'un milieu solide pour la désintégration d'un agrégat dudit colorant dans ledit mélange afin d'obtenir un mélange uniforme; à former des particules solides constituant des noyaux à partir du mélange uniforme; et

à encapsuler les particules solides consti-

tuant des noyaux à l'aide d'une matière formant enve-

loppe pour obtenir ledit toner encapsulé.

3. Procédé suivant l'une des revendications

1 et 2, caractérisé en ce que le liant contient ledit

composé portant une longue chaîne hydrocarbonée aliphati-

que dans une proportion de 30 % en poids ou davantage.

4. Procédé suivant l'une des revendications

1 et 2, caractérisé en ce que ledit mélange sous agita-

tion est chauffé à une température égale ou supérieure à 100 C choisie de manière que la viscosité à l'état

fondu soit égale ou inférieure à 4,0 Pa.s.

5. Procédé suivant l'une des revendications

1 et 2, caractérisé en ce que ledit milieu solide con-

siste en billes d'acier, perles de verre ou perles de

céramique ayant un diamètre de 0,2 à 20 mm.

6. Procédé suivant la revendication 5, carac-

térisé en ce que le milieu solide est utilisé dans une proportion de 5 à 200 parties en volume pour 10 parties

en volume dudit mélange chauffé.

7. Procédé suivant l'une des revendications

1 et 2, caractérisé en ce que ledit colorant est désinté-

gré en agrégats ou en particules primaires de diamètre

égal ou inférieur à 5 pm.

8. Procédé suivant l'une des revendications

1 et 2, caractérisé en ce que ledit mélange uniforme est chargé dans de l'eau chaude contenant un dispersant inorganique et est dispersé sous l'action d'une force

de cisaillement, et la dispersion résultante est refroi-

die au contact d'un fluide de refroidissement pour former

lesdites particules solides constituant les noyaux.

9. Procédé suivant la revendication 8 subor-

donnée a la revendication 2, caractérisé en ce que les-

dites particules solides constituant les noyaux sont

encapsulées dans la matière formant enveloppe par sépara-

tion de phases d'une solution de la matière formant

enveloppe dans un solvant.

10. Procédé suivant la revendication 9,

caractérisé en ce que lesdites particules solides consti-

tuant les noyaux sont pratiquement insolubles dans le

solvant.

11. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que ladite solution pour la séparation

de phases contient un polymère ayant une chaîne princi-

pale forméepar polymérisation éthylénique et des chaînes latérales formnes d'un long groupealkyle et d'un groupe anhy- dride d'acide, représenté par la formule (I) ou (II) suivante:

- CH-CH -CH-CH

1 2 1 1

| R C... (I

l 0 0 0 n

H H

À C C

{ I

R HC-CH2... (II)

/c A aCOO 0 n o R est un groupe alkyle ayant 4 à 28 atomes de carbone

et n est le degré de polymérisation.

12. Procédé suivant la revendication 1,

caractérisé en ce que lesdites particules solides consti-

tuant les noyaux sont encapsulées par dispersion dans une solution de la matière formant enveloppe dans du

diméthylformamide contenant un copolymère a-oléfine-

anhydride maléique qui y est également dissous, et par

addition graduelle d'eau à la solution.

13. Procédé suivant la revendication 2,

caractérisé en ce que lesdites particules solides consti-

tuant les noyaux ont une pénétration égale ou inférieure à 15.

14. Toner comprenant des particules solides

formées chacune d'un composé à longue chaîne hydro-

carbonée aliphatique et ayant une viscosité à l'état

fondu à 100 C de 1 à 30 mPa.s et des particules de colo-

rant qui ont été désintégrées à un diamètre égal ou inférieur à 5 im, caractérisé en ce qu'il a été produit

par le procédé suivant la revendication 1.

15. Toner encapsulé comprenant des capsules formées chacune d'un noyau et d'une enveloppe revêtant le noyau, ledit noyau comprenant un composé portant une longue chaîne hydrocarbonée aliphatique et ayant une viscosité a l'état fondu à 100 C de 1 à 30 mPa.s et des particules de colorant qui ont été désintégrées à un diamètre égal ou inférieur à 5 pm, les diamètres de particules des capsules de toner étant répartis de

manière que 50 ou plus de 50 % des capsules soient pré-

sentes dans un intervalle de diamètres de +4.m de part et d'autre du diamètre moyen de particule de toutes les capsules, caractérisé en ce qu'il a été obtenu par

le procédé suivant la revendication 2.