DE2007003C3

DE2007003C3 - Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Trägers für einen elektrophotographischen Magnetbürstenentwickler

Info

Publication number: DE2007003C3
Application number: DE19702007003
Authority: DE
Inventors: Howard Anthony Rochester N.Y. Miller (V.StA.)
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1969-02-17
Filing date: 1970-02-16
Publication date: 1976-03-25

Description

worauf gegebenenfalls die Teilchen des Eisenpulvers mit einem eisenfreien Metall oder, wie bekannt, mit einem isolierenden Polymerisat überzogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eisenpulver mit einem Teilchendurchmesser zwischen 60 und 600 μηι verwendet wird.

1. Verfahren zur Tierstellung eines pulverförmigen Trägers für e.uen elektrophotographischen 5 Magnetbürstenentwickler, bei dem Eisenpulver gereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisenpulver in verdünnter wäßriger Säure suspendiert, nach dem Abtrennen der Säure mit

— gegebenenfalls ein Reduktionsmittel enthalten- io weisen in der Regel einen zu hohen spezifischen Widern — Wasser gewaschen und getrocknet wird, derstand auf, so daß sie für die Vollentwicklung gro-

- — - ß_er Flächen nicht verwendet werden können, oder sie besitzen eine zu hohe elektrische Leitfähigkeit, um den Gegenelektrodeneffekt vollständig zu unterdrük-15 kem. Ein Grund für diesen Mangel an Gleichmäßigkeit der elektrischen Eigenschaften ist der, daß ihre Oberflächen durch verschiedene Stoffe, wie Schmutz, Fett, öl ία. dgl., verunreinigt sind und ungleichmäßige Eisenoxydüberzüge oder Überzüge aus anderen

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ao Eisenverbindungen aufweisen. Diese Verunreinigunkennzeichnet, daß eine Mineralsäure verwendet gen, die von Teilchen zu Teilchen variieren, beeinwird. trächtigen die Gleichförmigkeit eines daraus herge-

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- stellten elektrophotographischen Entwicklers und verkennzeichnet, daß das Trocknen durch Behandeln hindern die Erzielung reproduzierbarer guter Ergebmit einem mit Wasser mischbaren organischen 35 nisse.

Lösungsmittel begonnen wird. Die Verwendung von Eisenpulver als Träger für

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- einen elektrophotographischen Magnetbürstenentkennzeichnet, daß das Eisenpulver in Luft bei wickler ist zwar bereits aus der deutschen Auslegeeiner Temperatur zwischen 45 und 70° C getrock- schrift 12 76 444 bekannt und es ist auch bereits benet wird und daß die Teilchen des Eisenpulvers 30 kannt.daß auf der Oberfläche der Teilchen desEisenmit einem isolierenden Harz überzogen werden. pulvers vorhandene Verunreinigungen, wie Schmutz,

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Fett und öl, durch Behandlung mit Alkoholen entkennzeichnet, daß das Eisenpulver in praktisch fernt werden können (vgl. die US-Patentschrift sauerstofffreier Atmosphäre getrocknet wird und 28 74 063), damit ist es jedoch nicht möglich, die undaß die Teilchen des Eisenpulvers mit einem 35 erwünschten, ungleichmäßigen Überzüge aus Eiseneisenfreien Metall überzogen werden. oxyden und anderen Eisenverbindungen, die zu den

vorstehend angegebenen nachteiligen Effekten führen, zu beseitigen. Diese unerwünschten ungleichmäßigen

Überzüge führen nämlich häufig dazu, daß während

40 der Verwendung der Eisenteilchen als Träger für elektrophotographische Magnetbürstenentwickler Teile davon abbrechen, wodurch sich deren Eigen-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- schäften, insbesondere deren elektrische Eigenschaflung eines pulverförmigen Trägers für einen elektro- ten, in nicht vorhersehbarer Weise ständig ändern, photographischen Magnetbürstenentwickler, bei dem 45 Ein weiterer Nachteil ist der, daß sich dadurch auch Eisenpulver gereinigt wird. die Natur des beigemischten Tonermaterials ändert,

Bei der Magnetbürstenentwicklung elektrostatischer da dieses durch die von der Oberfläche der Träger-Bilder wird als Entwickler in der Regel eine tribo- teilchen abgelösten Feinteile verunreinigt wird, elektrische Mischung aus feinem Tonerpulver ver- Außerdem verhindern die unerwünschten ungleichwendet, die aus kleineren Teilchen aus einem gefärb- 50 mäßigen Überzüge auf den Eisenteilchen eine gleichlen oder pigmentierten thermoplastischen Harz und mäßig gute Haftung von Überzügen, die anschließend gröberen Trägerteilchen aus einem weichen magneti- auf die Oberfläche der Trägerteilchen aufgebracht ichen Material, z. B. Eisenfeilspänen, besteht. Auf werden, bzw. machen das Aufbringen von übermäßig Grund der elektrischen Leitfähigkeit der ferromagne- dicken Überzügen erforderlich, um die Trägerteiltischen Trägerteilchen, welche die Borsten der Ma- 55 chen vollständig zu bedecken.

gnetbürste bilden, entsteht die Wirkung einer Ent- Es besteht daher seit langem ein Bedürfnis nach

tvicklerelektrode, die einen sehr geringen Abstand einem als Träger für die Herstellung von elektrophovon der Oberfläche des zu entwickelnden elektro- tographischen Magnetbürstenentwicklern geeigneten photographischen Aufzeichnungsmaterials aufweist. Eisenpulver, das eine homogenere Oberfläche auf-Mit einer solchen Magnetbürsten-Entwicklerelektrode 60 weist als die bisher bekannten Eisenpulver und bei ist es möglich, sowohl Strichbilder als auch Flächen- längerer Verwendung gleichmäßige triboelektrische bilder zu entwickeln. Eine bei dieser Gegenelektro- und sonstige Eigenschaften autweist. Außerdem ist denentwicklung auftretende Schwierigkeit besteht man seit langem bestrebt, solche Eisenträgerteilchen, darin, daß die erzielbare Belichtungsbreite begrenzt die den Gegenelektrodeneffekt erhöhen und dadurch ist. Infolgedessen ist es für bestimmte Verwendungs- 65 die Vollentwicklung großer Flächen unter Verwenzwecke erwünscht, den Gegenelektrodeneffekt zu un- dung von Magnetbürstenentwicklern verbessern, bzw. terdrücken, um eine größere Belichtungsbreite zu solche Eisenträgerteilchen herzustellen, die den Geerzielen. Eine Möglichkeit, den Gegenelektrodeneffekt genelektrodeneffekt unterdrücken und dadurch eine

Randentwicklung mit erhöhter Belichtungsbreite induzieren.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein einfaches, wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Trägers für einen elektrophotographisehen Magnetbürstenentwickler anzugeben, bei dem durch Reinigen von Eisenpulver den Eisenteilchen eine homogene Oberfläche verliehen wird, so daß sie die gewünschten mechanischen und elektrischen Eigenschaften besitzen.

Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Herstellung eines puiverförmigen Trägers für einen elektrophotographischen Magnetbürstenwickler, bei dem Eisenpulver gereinigt wird, aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Eisenpulver in verdünnter wäßriger Säure.suspendiert, nach dem Abtrennen der Säure mit — gegebenenfalls ein Reduktionsmittel enthaltendem — Wasser gewaschen und getrocknet wild, worauf gegebenenfalls die Teilchen des Eisenpulvers mit einem eisenfreien Metall oder, wie be- zo kannt, mit einem isolierenden Polymerisat überzogen werden.

Durch das Verfahren der Erfindung ist es auf überraschend einfache und wirtschaftliche Weise möglich, nicht nur den Schmutz und das Fett von den Oberflächen der Eisenteilchen zu entfernen, sondern auch die auf den Oberflächen der Eisenteilchen haftenden unerwünschten Überzüge aus Eisenverbindungen zu beseitigen. Um aber die erneute Bildung von unregelmäßigen Oxydüberzügen an der Luft zu verhindern, müssen die auf diese Weise vorbehandelten Eisenteilchen mit ihren gesäuberten Oberflächen so behandelt werden, daß die Bildung von neuen Oxydüberzügen vollständig verhindert oder die Bildung eines solchen Oxydüberzugs kontrolliert wird, so daß reproduzierbare Ergebnisse erhalten werden.

Nach dem Verfahren der Erfindung können im Prinzip zwei Typen von Trägerteilchen für Magnetbürstenentwickler hergestellt werden, nämlich solche, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen, und solche, die einen hohen elektrischen Widerstand besitzen. Erstere werden zur Unterdrückung der Oberflächenrückoxydation nach der Säurebehandlung mit einem ein Reduktionsmittel enthaltendem Wasser gewaschen und dann bei einer Temperatur oberhalb des Taupunktes der umgebenden Atmosphäre, vorzugsweise in einer sauerstofffreien Atmosphäre, getrocknet, so daß kein Wasser auf den Teilchen kondensiert wird.

Die elektrische Leitfähigkeit dieser Teilchen kann durch Aufbringen eines Überzugs aus einem eisenfreien Metall noch weiter verbessert werden. Letztere werden unter solchen Bedingungen gewaschen und getrocknet, daß ein dünner, gleichförmiger Eisenoxydüberzug auf der Oberfläche der Teilchen ent- 5s steht, d.h., sie werden nach der Säurebehandlung mit einem kein Reduktionsmittel enthaltenden Wasser gewaschen und bei etwas erhöhten Temperaturen getrocknet und anschließend gegebenenfalls mit einem isolierenden Polymerisat überzogen.

Unter Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Trägerteilchen ist es möglich, eine gleichmäßigere Vollentwicklung großer dunkler Bildflächen und/oder eine gleichmäßigere und geringere Hintergrunddichte als bei Verwendung der bekannten pulverförmigen Träger zu erzielen. Die mit einem Polymerisatüberzug versehenen, erfindungsgemäß hergestellten Trägerteilchen weisen einen höheren elektrischen Widerstand auf als die nicht überzogenen Trägerteilchen und als die bekannten, nicht vorgereinigten, mit einem Polymerisatüberzug versehenen Trägerteilchen. Andererseits weisen die erfindungsgemäß hergestellten und beispielsweise mit einem Kupferüberzug versehenen Trägerteilchen eine höhere elektrische Leitfähigkeit auf als die erfindungsgemäß hergestellten, nicht überzogenen Trägerteilchen und als die bekannten, nicht vorgereinigten, mit einem Kupferüberzug versehenen Trägerteilchen (vgl. die obenerwähnte US-Patentschrift 28 74 063).

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Eisenpulver mit einem Teilchendurchmesser zwischen 60 und 600 j;m verwendet. Gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung wird zur Reinigung der Eisenteilchen eine Mineralsäure verwendet und die Trocknung wird durch Behandeln mit einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel begonnen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird das Eisenpulver in Luft bei einer Temperatur zwischen 45 und 70° C getrocknet und die Teilchen des Eisenpulvers werden mit einem isolierenden Harz überzogen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird das Eisenpulver in praktisch sauerstofffreier Atmosphäre getrocknet und die Teilchen des Eisenpulvers werden mit einem eisenfreien Metall überzogen.

Durch die vorstehend angegebenen Ausgestaltungen der Erfindung wird erreicht, daß die Eisenträgerteilchen Oberflächen mit besonders vorteilhaften elektrischen und mechanischen Eigenschaften aufweisen.

Beispiele für Trägerteilchen, die nach dem Verfahren der Erfindung behandelt werden können, sind ferromagnetische Trägerteilchen, z. B. Eisenpulver, in den verschiedensten Formen. Der hier verwendete Ausdruck »Eisenpulver« umfaßt die verschiedensten magnetisch ansprechbaren Teilchen, deren Oberfläche leicht oxydierbar ist, z. B. Eisen enthaltende Materialien in Form von reduzierten Eisenoxydteilchen, Teilchen, die durch Versprühen von geschmolzenem Eisen und anschließende Abkühlung der Tröpfchen hergestellt wurden, durch Schleifen, Mahlen, Feilen oder Drehen hergestellte Teilchen sowie Teilchen aus Eisenlegierungen mit oxydierbarem Eisen in der Oberfläche, z. B. solche aus rostfreiem Stahl und Nickel und/oder Kobalt enthaltenden Eisenlegierungen. Die erfindungsgemäß verwendeten ferromagnetischen Trägerteilchen können hinsichtlich der Größe und der Gestalt variieren, wobei mit durchschnittlichen Teilchengrößen von 1200 bis 40 μΐη gute Ergebnisse erhalten werden. Besonders gute Ergebnisse werden mit durchschnittlichen Teilchengrößen von 60 bis 600 μίτι erzielt. Die Größe der verwendeten Trägerteilchen hängt natürlich von verschiedenen Faktoren, z. B. der Art der entwickelten Bilder und von der gewünschten Dicke der nachträglich aufgebrachten Schichten, ab.

Das im Handel erhältliche Eisenpulver wird nach dem Verfahren der Erfindung zuerst mit einer Säure behandelt. Diese Säurebehandlung kann unter Verwendung einer verdünnten wäßrigen Säurelösung durchgeführt werden. Zu diesem Zweck sind die verschiedensten Säuren, insbesondere Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure und andere Mineralsäuren, verwendbar. Schwefelsäure ist besonders bevorzugt, da sie billig, leicht erhältlich und nur wenig flüchtig ist. Für bestimmte Verwendungszwecke können außerdem auch bestimmte organische Säuren, z.B. Essigsäure, insbesondere Trichloressigsäure,

verwendet werden. Die anwendbaren Säurekonzen- eingeschlossene Teilchen aus in Säure

trationen können im allgemeinen zwischen 1 n und 3 π Material der Einwirkung der Saure ausgesetzt wer-

variiert werden Bei bestimmten Mengen von zu be- den^ _Behandi_ung des Eisenpulvers in der wäß-

handelndern Eisen, bestimmten durchschnittlichen "^ac". .„ - Jf _A-„ ς«_11Γ(Γ »ntfpmt »nH h*

Teikhengrößen oder anderen derartigen Variablen 5 rigen Saurelosung wirf dJe Saure ^επ^"^das

kann es manchmal auch vorteilhaft sein, höhere oder Eisen wird durch ^f™*™^™?*™™™«?'

niedrigere Säurekonzentrationen anzuwenden. Die ren Verfahren S™

Behandlung der Eisenteilchen mit Säure nach dem stände zu entfernen. E

Verfahren der Erfindung kann nach jedem beliebigen Oberfläche des Pulvers ^ξΡ^Ξΐ, F
Verfahren durchgeführt werden. Die Säurebehand- io unlöslich und em ^«"fgLSSSL™u _a h lung kann beispielsweise durch Aufsprühen, durch fernung sowohl ^de"^u^_n^^e"^e° ^hf Γ Berieselung und/oder nach irgendeinem anderen der ^spendierten Reakttonsprodukter^teht dann, zweckmäßigen Verfahren erfolgen. Ein sehr beque- die E^iseR^^lc _L· ^he^^durc^^ekan^_t ^ZlriΓS■
mes Verfahren besteht darin, eine zeitlang eine Auf- einfaches Dekantiervcrfeiliren ^«^ 5SS^ ^" schlämmung des Eisenpulvers in der verdünnten 15 das Eisen m sauberem, kaltem Wasser aufg^hlammt, Säure herzustellen, wobei die Zeitspanne variiert dann die Eisente.lchen mit einer geeigneten Tedchenwerden kann, je nach Art und Konzentration der ver- größe auf dem Boden der Flüssigkeit abatzen laßt, wendeten Säure, je nach angewendetem Rühren, Nach dem Absitzen wird die obenstehende Fluss.gnach erforderlichem chemischem Angriff der Säure, keit schnell dekantiert, so daß die unerwünschten Ver-Teilchengröße des Eisenpulvers sowie Eigenschaft *° unreinigungen mit der Flüssigkeit weggeschwemmt und Dicke des zu entfernenden Oberflächenmaterials. werden. Dieses Waschverfahren kann so lange w,e-Bei Verwendung von technischem Eisenpulver mit derholt werden, bis das Waschwasser klar ist oder einer durchschnittlichen Teilchengröße von 100 bis bis ein bestimmter Trubungsgrad erreicht ist
400 μηι genügt es im allgemeinen, das Eisenpulver in Das Verfahren der Erfindung kann zur Hersteleiner 5«/oigen wäßrigen Lösung von beispielsweise *5 lung von Eisenteilchen mit einer sehr hohen Ober-Schwefelsäure bei 25° C 1 Minute lang zu rühren. flächenleitfähigkeit verwendet werden. Die nach dem

Wenn die Einwirkung der Säure auf das Träger- Verfahren der Erfindung herstellbaren Teilchen mit pulver beendet werden soll, kann der Säureaufschläm- hoher elektrischer Leitfähigkeit weisen Oberflachenmung eine alkalische Lösung zugesetzt werden. Die widerstände auf, die bei der Messung unter üblichen Einwirkung kann aber auch durch Verdünnen mit 30 Magnetbürsten-Versuchsbedingungen einige Größenkaltem Wasser beendet werden. Es ist jedoch im all- Ordnungen niedriger sind als die besten im Handel gemeinen einfacher und wirksamer, mit einer solchen erhältlichen technischen Eisenpulver. Zu Vergleichs-Säurekonzentration zu beginnen, daß die Reaktions- zwecken wurde der Widerstand der Tragerteilchen geschwindigkeit am Ende der Behandlungszeit aus- nach einem üblichen Widerstandsversuch gemessen, reichend niedrig ist, um das Absetzen des Eisenpul- 35 Dieser Versuch wurde jedesmal mit 15 g Trägervers und die Entfernung der überstehenden Flüssig- material durchgeführt. Em Magnet einer zylindnkeit zu ei leichtern. Wie bereits oben angegeben, kann sehen Form mit einer kreisförmigen Stirnfläche von die erforderliche Säurekonzentration bei verschiede- 6,25 cm² wurde dazu verwendet, die Trägerteilchen nen Eisenpulvern je nach verwendeter Menge und anzuziehen und sie in Form einer Bürste festzuhalten, durchschnittlicher Größe der Teilchen und je nach 40 Nach der Ausbildung der Bürste wurde der Stab-Natur der Oberfläche des Ausgangsmaterials vari- magnet mit dem die Bürste tragenden Ende in einem ieren. Abstand von 0,5 cm nahezu parallel zu einer polier-

Trotz der nachteiligen Wirkungen der auf den tech- ten Kupferplatte angebracht. Dann wurde der Widernischen Eisenpulvem vorhandenen verschiedenen stand der Teilchen in der Magnetbürste zwischen dem Oberflächenverunreinigungen stellen diese Verunrei- 45 Magneten und der Kupferplatte gemessen. Dabei nigungen nur einen kleinen Teil des gesamten Ge- zeigte sich, daß die nach dem Verfahren der Erfinwichtes des Pulvers dar. In den meisten Fällen liegt dung hergestellten, nicht beschichteten, elektrisch die durch die Entfernung der unerwünschten Ober- leitfähigen Teilchen im allgemeinen einen Widerstand flächenverunreinigungen und teilweise Auflösung von von weniger als 50 Ohm aufweisen, wobei Teilchen elementarem Eisen bei der Behandlung von techni- 50 mit einem Widerstand von weniger als 20 Ohm besehen Eisenpulvem nach dem Verfahren der Erfin- sonders bevorzugt sind.

dung erzielte Gewichtsverringerung in der Größen- Metallisches Eisen ist ein sehr guter elektrischer

Ordnung von 1 bis 2 Gewichtsprozent oder weniger. Leiter und die saubere Oberfläche von elementarem

Die Säurebehandlung sollte nicht über das zur Ent- Eisen des nach dem Verfahren der Erfindung herge-

fernung der heterogenen Oberflächenverunreinigun- 55 stellten Trägereisens ergab, wie oben bereits ange-

gen erforderliche Maß hinaus ausgedehnt werden. geben, ein Eisenpulver mit einer hohen elektrischen

Wenn man die Säurebehandlung fortsetzt, bis der Leitfähigkeit. Eisen ist jedoch auch ein sehr reak-

Verlust an metallischem Eisen etwa 2 Gewichtspro- tionsfähiges Metall und oxydiert sich leicht an der

zent beträgt, wird weder eine weitere Verringerung Luft. Es ist deshalb bei der Herstellung von Träger-

der Oberflächenverunreinigungen noch eine Verbes- 60 materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit nach

serung der Gleichmäßigkeit der Oberfläche erzielt. dem Verfahren der Erfindung außerordentlich wich-

Der durch Auflösung verursachte Verlust an metal- tig, daß während der Wasch- und Trocknungsstufen

lischem Eisen sollte deshalb vorzugsweise weniger sowie während der nachfolgenden Aufbewahrung die

als 1 Gewichtsprozent des Eisenpulvers betragen. Oxydation verhindert wird. Die Unterdrückung der

Eine übermäßig lange Behandlung führt nicht nur 65 Oxydation kann auf die verschiedenste Art und Weise

zu einem unnötigen Säureverbrauch und einer un- erfolgen. Ein gangbarer Weg zur Verhinderung der

nötigen Auflösung von Eisen, sondern hat in einigen Oxydation besteht darin, dem Waschwasser und ins-

Fällen auch nachteilige Wirkungen, indem nämlich besondere dem letzten Waschwasser ein Reduktions-

mittel zuzusetzen. Zur Verhinderung der Oxydation sieren. Eine besonders geeignete Oberflächenbehandin der nachfolgenden Trocknungsstufe können die lung besteht darin, die Trägerteilchen einzeln mit verschiedensten bekannten Reduktionsmittel vervven- einer dünnen, gleichmäßigen Schicht aus einem eisendet werden. Im allgemeinen genügt es zu diesem freien Metall, das gegen Luftoxydation beständiger Zwecke völlig, beispielsweise 0,5% Hydrazinsulfat 5 ist als Eisen, zu überziehen. Beispiele für zum Be- oder Natriumnitrit zuzugeben. Die Oxydation kann schichten oder Plattieren der elektrisch leitfähigen auch dadurch minimal gehalten werden, daß man die Trägerteilchen geeignete Materialien sind insbeson-Trägerteilchen einmal oder mehrere Male mit einem dcre solche eisenfreien Metalle, die gegen Obermit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, flächenoxydation wesentlich beständiger sind als z. B. Aceton oder einem kurzkettigen Alkohol, wie io Eisen und Eisenlegierungen. Geeignete Beschich-Methanol, Äthanol und Isopropanol, wäscht. Durch tungsmaterialien, die eine größere Beständigkeit geVerwendung dieser Lösungsmittel wird das rest- gen Luftoxydation als Eisen aufweisen, sind z. B. liehe Wasser von dem Eisen entfernt und die anschlie- die Metalle der Gruppen VIa, VIII, Ib und Hb des ßende Trocknung beschleunigt. Außerdem müssen Periodischen Systems der Elemente. Besonders gedie Temperatur und die relative Feuchtigkeit der 15 eignete Metalle sind z. B. Cadmium, Chrom, Kupfer, Trocknungsluft sorgfältig kontrolliert werden. Ein Gold, Nickel, Silber, Zink und Elemente der Platin-Grund für die erforderliche sorgfältige Kontrolle ist gruppe, z. B. Ruthenium, Rhodium, Palladium, der, daß beim Erwärmen des Eisenpulvers die Oxy- Osnium, Iridium und Platin, sowie Mischungen oder dation begünstigt wird, während umgekehrt bei zu Legierungen dieser Elemente. Die meisten dieser schnellem Abkühlen des Eisens, so daß die Tempera- ao Metalle sind elektronegativer als Eisen, was bei betur unter dem Taupunkt abfällt, Wasser auf dem stimmten Beschichtungsverfahren von Vorteil ist. Bei Eisen kondensiert wird, wodurch ebenfalls die Ober- anderen Beschichtungsverfahren kann es zweckflächenoxydation begünstig wird. Bei der Herstellung mäßig sein, elektropositivere Metalle als Eisen, z. B. elektrisch leitfähiger Trägerteilchen ist es daher not- Chrom, Zink oder Cadmium, zu verwenden, wendig, daß das Trocknen unter solchen Temperatur- 25 Die brauchbaren Metalle weisen alle eine größere und Feuchtigkeitsbedingungen durchgeführt wird, Beständigkeit gegen Korrosion oder Luftoxydation daß die Bildung von Oberflächenoxyden verhindert auf als Eisen. Unter den hier verwendeten Auswird, drücken »Korrosionsbeständigkeit« oder »Beständig-

Im allgemeinen kann das nach dem Verfahren der keit gegen Luftoxydation« ist die Fähigkeit eines Me-Erfindung behandelte Eisenpulver mit hoher elek- 30 tails zu verstehen, gegen oxydative Korrosion betrischer Leitfähigkeit getrocknet werden, indem man ständig zu sein, welche die elektrische Leitfähigkeit es ständig in einem warmen Luftstrom bewegt. Die beeinträchtigt. Bei der Korrosion, die verhindert wer-Temperatur des Luftstroms; liegt im allgemeinen den soll, handelt es sich im allgemeinen um die allinnerhalb des Bereiches von 15 bis 40, vorzugsweise mähliche Luftoxydation oder die schnelle Luftoxyzwischen 20 und 30° C. Außerdem sollte die Trock- 35 dation, welche die elektrische Leitfähigkeit eines Menungstemperatur oberhalb des Taupunktes der um- tails beträchtlich herabsetzen. Diese Begriffe beziehen gebenden Atmosphäre gehalten werden, um eine sich insbesondere auf die durch die Einwirkung von unnötige Kondensation zu vermeiden. Darüber hinaus z. B. Luft, Kohlendioxyd, Wasser und Ozon hervorsollte die relative Feuchtigkeit der zur Trocknung gerufene Korrosion und nicht auf den chemischen verwendeten Luft niedrig gehalten werden. Im allge- 40 Angriff von Lösungen starker Säuren oder Basen, meinen können mit relativen Feuchtigkeitswerten von Die nach dem Verfahren der Erfindung mit Meweniger als 30°/o und vorzugsweise von weniger als tall überzogenen Trägerteilchen haben im allgemeinen 2O«/o gute Ergebnisse erhalten werden. Unter diesen einen Widerstand von weniger als 10, vorzugsweise Temperatur- und Feuchligkeitsbedingungen be- von weniger als 1 Ohm. Diese elektrisch leitenden sitzt das erhaltene Pulver eine sehr hohe Ober- 45 Trägerteilchen eignen sich hervorragend zur Verwenflächenleitfähigkeit. Wenn jedoch noch höhere Ober- dung bei der Magnetbürstenentwicklung, bei der es flächenleitfähigkeitswerte erforderlich sind, kann das erwünscht ist, einen Entwicklerelektrodeneffekt zu Eisen in einer inerten, praktisch sauerstofffreien At- erzielen, wodurch die Vollentwicklung großer Flätnosphäre, z. B. in Wasserstoff oder Stickstoff, ge- chen bewirkt wird. Wenn jedoch eine Vollentwicktrocknet werden. Nach dem Trocknen muß das 5" lung großer Flächen nicht erwünscht ist, muß dieser Eisen bis zu seiner Verwendung vor Oxydation ge- Entwicklungselektrodeneffekt unterdrückt werden, schützt werden. Dies kann leicht dadurch erfolgen, Die einfachste Art und Weise besteht darin, stark isodaß man es in einem verschlossenen Behälter in einer lierende Trägerteilchen zu verwenden. Wenn isoinerten Atmosphäre, aufbewahrt. Bei der Verwendung lierende Trägerteilchen verwendet werden, wird dei werden die Trägerteilchen mit einem Tonermaterial 55 Entwicklerelektrodeneffekt unterdrückt und es triti mit geeigneten triboelektrischen Eigenschaften ver- eine Randentwicklung auf.

mischt, wobei der Toner einen physikalischen Über- Nach dem Verfahren der Erfindung können abei

zug bildet, der jede weitere Oxydation der Träger- auch Eisen-Trägerteilchen mit einem hohen Wider

teilchen während der Verwendung herabsetzt. Damit stand hergestellt werden, indem man sie, wie obei

ist es möglich, die verbesserte Oberflächenleitfähig- 60 angegeben, mit Säure wäscht und abspült und an

keit der nach dem Verfahren der Erfindung herstell- schließend behandelt unter Bildung eines gleich

baren Trägerteilchen über lange Verwendungszeit- mäßigen, auf den einzelnen Teilchen haftende]

räume in Magnetbürstenvorrichtungen hinweg auf- Eisenoxydüberzugs mit einem hohen spezifische]

rechtzuerhalten. Widerstand. Bei dieser Ausführungsform der Erfin

Es ist natürlich auch möglich, die nach dem Ver- 65 dung wird jedoch das Waschen zur Entfernung de

fahren der Erfindung verbesserte Oberflächenleit- Säurerückstände und Abfallprodukte ohne Zugab

fähigkeit der Trägerteilchen durch eine zusätzliche von Reduktionsmittel durchgeführt. Nach dei

Oberflächenbehandlung der Trägerteilchen zu stabili- Waschen mit Wasser wird das Eisen zur Entfernun

ΑΠΟ Al ¹Vl

überflüssiger Feuchtigkeit entwässert und dann ohne nachfolgende Lösungsmittelbehandlung getrocknet. Das Trocknen erfolgt bei erhöhten Temperaturen, um die Bildung von Oberflächenoxyden einzuleiten. Gute Ergebnisse werden mit Trocknungstemperaturen von 5 40 bis 80° C erhalten. Während des Trocknens wird das feuchte Pulver langsam gemischt, um die Temperatur und den Wassergehalt innerhalb der gesamten Pulvermasse gleichzuhalten. Während des Trocknens geht die Farbe des Eisens allmählich von Grau io in Braun über. Nach dem Trocknen hat das behandelte Pulver einen sehr hohen spezifiscnen Oberflächenwiderstand. Die zur Erzeugung der gewünschten dünnen, gleichmäßigen Oxydüberzüge erforderliehen optimalen Trocknungsbedingungen, d. h. Tem- i₅ peratur-, Feuchtigkeits- und Rührbedingungen, hängen von dem jeweils als Ausgangsmatenal verwendeten Eisenpulver ab. Durch einfache Handversuche kann leicht ermittelt werden, welche Bedingungen für das jeweils gewählte Pulver optimal sind. Im 20 allgemeinen werden beim Trocknen an der Luft bei Temperaturen innerhalb des Bereiches von 40 bis 80° C, vorzugsweise von 45 bis 60° C, gute Ergebnisse erhalten. Die relative Feuchtigkeit der zur Trocknung verwendeten Luft kann ,η großem Um- 25 fange van.ert werden wobei jedoch be, Werten von 40% relativer Feuchtigkeit und darüber gute Ergebnisse erhalten werden. Die zur Trocknung verwendete Luft hat vorzugswe.se eine relative Feuchtigke.t von 60-/0 und darüber. Die auf diese Art und 30 Weise hergestellten,,mit Oxyd besch.chteten Teilchen weisen einen elektrischen W.derstand auf, der bis zu mehr als 10» Ohm betragen kann

Wenn die Tragerte.Ichen mit hohem Widerstand des oben angegebenen Typs mit einem geeigneten 35 Tonmaterial vermischt werden, verringert die dabei erhaltene Entw.cklermischung sehr stark den Entwicklungselektrodeneffekt einer Magnetbürste. Außerdem wird durch eine solche Entwicklermischung die Randentwicklung eingeleitet, wöbe, 40 gleichzeitig die Belichtungsbreite erhöht wird. Der Eisenoxyduberzug dieser Tragerteilchen kann zur weiteren Erhöhung des Widerstands des Tragermaterials auch mit einer dünnen Kunststoffschicht überzogen werden, wodurch die Randentwicklung 45 verbessert w.rd. Insbesondere können die Trager-Beispiele für geeignete lichtempfindliche odei durch Licht härtbare Harze sind polymere Derivate von Zimtsäure, z. B. Polyvinylcinnamat, cinnamyliertes Polystyrol, Äthylen/Vinylcinnamat-Misch polymerisate, Celluijsecinnamat, N-(Cinnamylphenyl)-methanderivate von hydroxylierten Polymerisäten, z. B. teilweise hydrolysiertes Polyvinylacetat Celluloseacetat, und mit Cinnamylchlorid veresterte Epoxyharze. Besonders geeignet sind Polyvinylcinnamatsuccinat und Polyvinylcinnamatphthalat, d; sie aus wäßriger Lösung aufgebracht werden können Außerdem sind lichtvernetzbare Zusammensetzun _gen, die ein lichtunempfindliches Harz und ein licht empfindliches Vernetzungsmittel enthalten, geeignet Solche Zusammensetzungen können ein in Alkoho lösliches Polyamid mit beispielsweise Benzophenoi als Katalysator enthalten

Als wärmehärlbare Harze können die verschieden _sten Stoffe verwendet werden wobei die Form aldehydkondensationsprodukte besonders leicht zu gänglich sind. Besonders bevorzugt werden die mi Harnstoff, Melamin oder verschiedenen Phenolen _z. B. Xylenol, Kresol, Trimethylphenol, Phenol ode Soligenin, gebildeten Formaidehydkondensationspro dukte verwendet. Es können jedoch auch ander« Harze verwendet werden, z.B. wärmehärtban Epoxyharze und Polyesterstvrolharze

Beispiele für weitere geeignete Harze sind Cellu loseharze, z. B. Cellulosenitrat, Celluloseacetat butyral, und Polymerisate von kurzkettigcm Alkyl _melhacrylat mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in de Alkylgruppe. Im allgemeinen können auch filmbil _dende Polyester, Polyolefine, Polyamide und Poly carbonate verwendet werden, vorausgesetzt, daß si. in einer geeigneten Trägerflüssigkeit aufgebracht wer den, welche die vorher aufgetragene Schicht nich erweicht. Verfahren zum Aufbringen mehrere Schichten aus diesen Harzen sind in der DT-O: 20 07 005 beschrieben. Natürlich sind auch einzeln. Schichten geeigneter Polymerisate verwendbar. Di, auf diese Art und Weise beschichteten Harzteilche. weisen im allgemeinen einen elektrischen Widerstanc von mehr als 10¹² Ohm auf

Aus den nach dem Verfahren der Erfindung er hältlichen, magnetisch ansprechbaren Trägerteilchei können elektrophotographische Entwickler heree

rÄⁱⁿbτ⁹ ^^4

Polymerisat überzogen werden Zum überziehen der

^5o

3K

Polymerisate müssen einen Film bilden können und sie müssen im allgemeinen elektrisch isolierend sein, so daß sie beim Auftragen in den gewünschten Mengen den Trägerteilchen den gewünschten elektrischen 55 Widerstand verleihen. Geeignete Polymerisate sind beispielsweise solche, die vernetzt, gehärtet oder anderweitig unlöslich gemacht werden können, so daß beim anschließenden Auftragen der Polymerisatschicht diese praktisch nicht in eine benachbarte 60 Schicht eindringt. Geeignet sind auch wärmehärtbare Harze sowie lichtempfindliche Harze, die bei Bestrahlung mit aktinischem Licht aushärten. Kombination« von Harzen mit verschiedenen Löslichkeitseigenschaften können ebenfalls verwendet werden. 65 Die verschiedenen geeigneten Harzrypen können entweder allein oder in verschiedenen Kombinationen verwendet werden.

Trägerteilchen die verschiedensten ί
verwendet werden, weiche dem entwickelten Bild dii gewünschten physikalischen Eigenschaften verleihei und das richtige triboelektrische Verhältnis auf weisen, so daß sie mit den ' ~ " '

chen zusammenpassen. Im
bekannten Tonerpulver mit _uc„ cn
haltlichen Tragerteilchen gemischt werden unter BiI dung eines elektrophotographischen -Entwicklers Wenn das gewählte Tonerpulver mit ferromagne tischen Tragerteilchen in einer Magnetbürstenent Wicklungsvorrichtung verwendet wird, haftet de loner infolge triboelektrischer Anziehung an dei iragerteilchen. Die Tragerteilchen werden alle mi der gleichen Polarität aufgeladen, während die Toner teilchen mit der entgegengesetzten Polarität aufge laden werden. Wenn nun der Träeer mit einem Harz

tnner vermischt wird, der in der triboelektrischen Reihe weiter oben steht, so wird der Toner positiv aufgeladen, während der Träger negativ aufgeladen wird.

Geeignete Tonerpulver weisen im allgemeinen eine Größe von 0,5 bis 25 um bei einer durchschnittlichen Größe von 2 bis 15 μηι auf.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.

Beispiel 1

2500 g eines technischen Eisenpulvers wurden innerhalb eines Zeitraumes von 10 Sekunden in 1500 ml einer 2 n-Schwefelsäurelösung gegossen. Das verwendete Eisenpulver hatte eine solche Teilchengröße, daß es ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,104 mm passierte und von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,088 mm zurückgehalten wurde. Der Widerstand des Eisenträgers, der, wie oben angegeben, nach einem üblichen Widerstandsversuch ermittelt wurde, betrug 2400 Ohm. Nach Zugabe des Eisens zu der Schwefelsäure wurde weitere 60 Sekunden lang gerührt, danach wurde die Reaktionsmischung mit kaltem Leitungswasser auf 4000 ml verdünnt. Man ließ die Mischung *5 10 Sekunden lang absitzen, und dann wurde die braune obenstehende Flüssigkeit zusammen mit einer beträchtlichen Menge eines schwarzen, schwierigen Schaums auf der Oberfläche abdekantiert. Das Waschen durch Dekantieren wurde weitere 8mal mit 2000 ml Wasser wiederholt. Nach jeder Zugabe von Waschwasser wurde die Aufschlämmung gerührt, um so kurz das gesamte Eisenpulver zu suspendieren. Nach der Suspendierung ließ man das Pulver absitzen und die obenstehende Flüssigkeit wurde erneut zusammen mit suspendiertem Schmutz und anderen unerwünschten Stoffen abdekantiert. Nach dem letzten Waschen mit Wasser wurde das Eisen entwässert und 4mal mit 600 ml wasserfreiem Methanol gewaschen, wobei nach jeder Zugabe gründlich gerührt und nach einer Absitzperiode von 10 Sekunden abdekantiert wurde. Nach dem letzten Waschen mit Alkohol wurde das entwässerte Eisen in einem Büchner-Trichter abgesaugt und das dabei erhaltene feuchte Pulver wurde in einer dünnen Schicht (0,16 cm) auf einer Glasplatte getrocknet. Während des Trocknens unter Einwirkung von Wärme, die aus zwei in einem Abstand von 45 cm von dem Pulver angebrachten 250-Watt-Infrarotlampen stammte, wurde das Pulver kontinuierlich gemischt. Die beiden Infrarotlampen lieferten genügend Wanne, so daß verhindert wurde, daß sich das Pulver durch die Verdampfung des restlichen Methanols zu stark abkühlte. Die umgebende Luft hatte eine Temperatur von 21° C und eine relative Feuchtigkeit von etwas weniger als 40%. Nach dem Trocknen wurde der Widerstand des Pulvers nach dem oben angegebenen allgemeinen Prüfverfahren gemessen, und er betrug 16 Ohm. Das trockene Pulver hatte ein Gewicht von 2468 g, damit betrug der Gesamtverlust an Schmutz, Oberflächenoxyd und Pyriten sowie beim Waschen abdekantiertem, sehr feinteiligem Eisenpulver 1,3%. Ein in die von dem Ausgangsprodukt entfernten Verunreinigungen gebrachter Magnet zog nur eine geringe Menge Material an, was darauf hinwies, daß nur sehr wenig des abdekantierten Materials aus Eisen bestand.

Anschließend wurden zwei Magnetbürstenentwickler hergestellt, und zwar einer aus mit Säure gewaschenem Eisen und ein anderer mit einer gleichen Menge unbehandeltem Ausgangsmaterial. Die beiden Träger wurden jeweils mit 3 Gewichtsprozent eines schwarzen Styrolmischpolymerisattoners mit einer Teilchengröße von 1 bis " um gemischt. Das Tonermaterial lud sich auf den Trägerteilchen positiv auf. Die beiden Entwicklermischungen wurden in einer Magnetbürstenentwicklervorrichtung geprüft. Die zur Prüfung verwendete Vorrichtung enthielt ein zylindrisches Aluminiunirohr, das so angeordnet war, daß es sich axial in horizontaler Lage um einen festen permanenten Magneten drehen konnte. Die Pole des permanenten Magneten waren so orientiert, daß bei Anwesenheit von magnetischen Teilchen auf der Oberseite des Zylinders eine Magnetbürste ausgebildet wurde. Bei der Durchführung der Prüfung wurde diese Vorrichtung so betrieben, daß die Magnetbürste 15 Minuten lang mit einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial in Berührung war, das aus einem elektrisch leitfähigen Schichtträger und einer photoleitfähigen Schicht aus einem organischen Photoleiter in einem Harzbindemittel bestand.

Der unter Verwendung der unbehandelten Trägerteilchen hergestellte Entwickler hatte die starke Neigung, bei wiederholter Verwendung einen Schaum oder eine Ablagerung auf dem Photoleiter zurückzulassen, während der die mit Säure behandelten Trägerteilchen enthaltende Entwickler nur eine sehr geringe Neigung zur Schaumbildung aufwies. Wenn die beiden Arten von Trägerteilchen in der gleichen Vorrichtung ohne Verwendung eines Toners uniersucht wurden, entstand während der Prüfung bei Verwendung der mit Säure behandelten Trägerteilchen keine sichtbare Ablagerung, während bei Verwendung der unbehandelten Trägerteilchen eine schwarze Schicht abgelagert wurde, die eine Dichte von 0,8 aufwies.

Die beiden Entwicklermischungen wurden dann dazu verwendet, wie oben beschrieben, ein auf der photoleitfähigen Schicht eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials vorhandenes latentes elektrostatisches Bild zu entwickeln. Der die mit Säure behandelten Trägerteilchen enthaltende Entwickler lieferte eine bessere Bildqualität mit einer besseren Vollentwicklung großer Flächen und war weniger empfindlich gegen Änderung der an die Magnetbürste angelegten elektrischen Spannung.

Beispiel 2

454 g eines elektrolytisch hergestellten Eisenpulver mit hoher Dichte wurden unter Rühren schnei in 250 ml einer 5%igen Chlorwasserstoffsäurelösunj in einem 1 1-Becher gegossen. Das Eisenpulver hau« eine solche Teilchengröße, daß es ein Sieb mit einei lichten Maschenweite von 0,25 mm passierte unc von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite voi 0,124 mm zurückgehalten wurde. Der nach dem ober beschriebenen üblichen Widerstandsversuch ge messene Widerstand dieses Eisenpulvers betruj 640 000 Ohm. Die Aufschlämmung des Eisenpulver in der Chlorwasserstoffsäure wurde 2 Minuten lan] kontinuierlich gemischt, danach hörte die Reaktioi der Säure mit dem Eisenpulver auf. Das mit Säur behandelte Eisen wurde dann viermal durch Dekan tieren mit 750 ml einer 0,5%igen Lösung von Na triumnitrit in destilliertem Wasser gewaschen. Nacl

dem letzten Waschen mit Wasser wurde das Eisen entwässert und zweimal mit wasserfreiem Äthanol gewaschen. Dann wurde der überschüssige Alkohol durch lOminutiges Filtrieren unter Verwendung eines Büchner-Trichters entfernt. Das feuchte Pulver wurde schnell getrocknet, indem man es wiederholt durch einen trockenen Luftstrom mit einer Temperatur von 30° C und einer relativen Feuchtigkeit von weniger als 30% rieseln ließ. Das Pulver war innerhalb etwa

Beispiel 3

5 kg kugelförmige Eisenteilchen einer solchen Größe, daß sie ein Sieb mit einer lichten Maschen-5 weite von 0,104 mm passierten und von einem Sieb mit einer lichten Maschenweitc von 0,074 mm zurückgehalten wurden, wurden in 3 1 einer im Verhältnis 1:15 verdünnten, konzentrierten Salpetersäure von 20° C gegossen. Die Mischung wurde 4 Minuten vollständig trocken. Die Ausbeute betrug i° 2 Minuten lang aufgeschlämmt und dann mit Lei-450 g. Nach dem Trocknen wurde der Widerstand tungswasser von 5⁰C auf 101 verdünnt. Man ließ des mit Säure behandelten Pulvers gemessen; er die verdünnte Mischung 10 Sekunden lang absitzen betrug 0,2 Ohm. und die obenstehende Flüssigkeit und die suspendier-

Danach wurden die mit Säure behandelten Träger- ten Verunreinigungen wurden abdekantiert. Das teilchen in die im Beispiel 1 beschriebene mecha- 15 ursprünglich schwarze Eisenpulver war nach dieser nische Magnetbürstenvorrichtung gebracht. Die Vor- Säurebehandlung silbergrau. Das mit Säure behanrichtung wurde 15 Minuten lang unter Verwendung delte Eisen wurde dann 5mal mit Leitungswasser der behandelten Trägerteilchen betrieben. Danach von 20° C gewaschen und dekantiert, anschließend war kein sichtbarer Schaum auf dem verwendeten wurde das überschüssige Wasser durch Absaugen in elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial ab- 20 einem Büchner-Trichter aus dem Eisenpulver entgelagert. Bei Verwendung einer äquivalenten Menge fernt. Das feuchte Eisenpulver wurde in einer Kunstvon nicht behandeltem Trägermaterial (Vergleichs- stoffschale zu einer Schicht mit einer Dicke von material) in der gleichen Prüfvorrichtung entstand 2,5 cm ausgestrichen und trocknen gelassen. Zur nach 15 Minuten eine Ablagerung auf der photoleit- Erwärmung des Pulvers während des Trocknens fähigen Schicht des elektrophotographischen Auf- 25 wurden vier in einem Abstand von 50 cm von der Zeichnungsmaterials, die eine Dichte von 0,25 auf- Schale angebrachte 250-Watt-Infrarotlampen verwies, die unter Verwendung eines üblichen Densito- wendet. Während des Trocknens wurde das Eisen meters bestimmt wurde. Danach wurden der mit ständig durchgemischt, wobei immer eine durch-Säure behandelte Träger und der Vergleichsträger schnittliche Tiefe der Schicht von 2,5 cm eingehalten jeweils mit 5 %>-Portionen eines blauen Tonerpulvers 3° wurde. Während des Trocknens des Pulvers änderte gemischt und erneut dem üblichen Schäumversuch sich seine Farbe zunehmend nach Braun. Das Geunterworfen. Der unter Verwendung der mit Säure wicht des trockenen Pulvers betrug 4986 g. Nach gewaschenen Trägerteilchen hergestellte Entwickler dem Trocknen wurde der Widerstand des Pulvers ergab nur eine geringe Menge Schaum, die kaum gemessen und er betrug 2-10⁹ Ohm im Vergleich sichtbar war, wohingegen der Vergleichsentwickler 35 zu 2,8 · 10⁶ Ohm für das Ausgangsmaterial. Dann eine große Menge leicht sichtbaren Schaumes lieferte. wurde ein in der Hand gehaltener Stabmagnet zum

Anziehen des behandelten Trägermaierials verwendet. Es wurde die von dem Stabmagneten angezogene Menge des Trägermaterials bestimmt, der Magnet wurde gesäubert und dieser Vorgang wurde wiederholt unter Verwendung der unbehandelten Eisenteil-

Außerdem trat bei Verwendung des Vergleichsentwicklers ein großer Tonerverlust auf, während bei Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten Entwicklers beträchtlich weniger Toner verlorenging.

Anschließend wurden die beiden Entwicklerzusammensetzungen zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes auf einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial verwendet. Der den mit Säure gewaschenen Träger enthaltende Entwickler lieferte eine gute Bildqualität mit einer ausgezeichneten Vollentwicklung großer Flächen sowohl mit als auch ohne Vorspannung an der Magnetbürste.

chen. Dabei wurde festgestellt, daß der Stabmagnet 5 Gewichtsprozent mehr behandeltes Trägermaterial als unbehandeltes Trägermaterial anzog.

Danach wurden unter Verwendung des behandelten Trägers und des unbehandelten Trägers (Vergleichsträger) elektrophotographische Entwickle) hergestellt. Jeder Entwickler enthielt 4 Gewichtsprozent eines schwarzen Tonerpulvers mit einer durch-

Der Vergleichsentwickler ergab zwar eine gewisse

Bildentwicklung, die großen dunklen Flächen wur- 50 schnittlichen Teilchengröße von 2 um, das einer

den jedoch nur sehr ungleichmäßig entwickelt. Der Nigrosinfarbstoff in einem Styrolpolymerisatbinde

Farbton der beiden entwickelten Bilder zeigte, daß mittel enthielt. Dann wurden die beiden Entwickler

das mit Hilfe des Vergleichsentwicklers hergestellte zusammensetzungen in der im Beispiel 1 beschriebe

Bild weniger gesättigt war als das mit Hilfe des Ent- nen mechanischen Bürstenentwicklervorrichtung ver

Wicklers hergestellte Bild, der den mit Säure ge- 55 wendet. Der den mit Säure behandelte Träger ent

waschenen Träger enthielt. Der den mit Säure be- haltende Entwickler lieferte qualitativ gute Bilder

handelten Träger enthaltende Entwickler wurde dann wobei eine ausgezeichnete Randentwicklung erziel

in einen offenen 1-1-Becher gebracht und 3 Wochen wurde. Außerdem wurde bei Verwendung des dei

lang unter gewöhnlichen Raumbedingungen (20° C mit Säure behandelten Träger enthaltenden Entwick

und 45% relative Feuchtigkeit) gehalten. Danach 60 lers eine große Belichtungsbreite erzielt. Der Ver

wurde der Widerstand des Entwicklers gemessen. Es gleichsentwickler ergab nur eine sehr begrenzte Be

wurde festgestellt, daß er sich gegenüber dem zu Beginn des Versuchs ermittelten Widerstandswert praktisch nicht geändert hatte. Bei erneuter Prüfung dieses Entwicklers beim Entwickeln eines Bildes wurden praktisch die gleichen Ergebnisse erhalten wie bei Verwendung des weiter oben beschriebenen, frisch hergestellten Entwicklers.

lichtungsbreite und eine nur schwache Randentwick lung.

Beispiel 4

200 g Eisenpulver in Form von flachen Eisen plättchen einer solchen Teilchengröße, daß sie eil Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0.25 mr

15 16

passierten und von einem Sieb mit einer lichten schwemmen. Danach wurde das Pulver mit einer

Maschenweite von 0,17 mm zurückgehalten wurdea, 0,2%igen Hydrazinsulfatlösung gewaschen. Nachdem

wurden auf den Boden eines Glasrohres mit einem 101 der Waschlösung über das Eisen gesprüht wor-

Innendurchmessers von 3 cm und einer Länge von den waren, wurde das Material entwässert durch Be-

60 cm gebracht. Es wurde 11 einer 10%igen Tri- 5 sprühen mit 21 Isopropanol, wasserfrei gewaschen

chloressigsäurelösung aufwärts durch das Eisen in und in einem trockenen Luftstrom mit einer Tempe-

dem Rohr gepumpt. Die Lösung wurde innerhalb ratur von 32° C und einer relativen Feuchtigkeit von

5Vi Minuten viermal erneut durch das Eisenpulver 35% getrocknet. Die Geschwindigkeit des Luftstro-

geführt. Vor der Zurückführung der Lösung wurden mes wurde so eingestellt, daß sie ausreichte, um eine

der suspendierte Schmutz und die anderen Verunrei- io ständige Bewegung des Pulvers während des Trock-

nigungen in einem Wollfilz-Filter zurückgehalten. nens zu erzeugen. Außerdem wurde das Eisen wäh-

Dann wurde die Säure durch kaltes Leitungswasser rend des Trocknens durch Bürsten mit einer kleinen

ersetzt, das aufwärts durch das Eisenpulverbett mit Bürste zusätzlich bewegt. Nach dem vollständigen

einer solchen Geschwindigkeit durchgeleitet wurde, Trocknen des Eisen wurde die Luft weggenommen, daß die unerwünschten kleinen Teilchen von Ver- 15 das Bürsten mit der Hand wurde 3 Minuten lang

unreinigungen entfernt wurden, ohne merkliche fortgesetzt, um das Aussieben der Partikeln mit einer

Mengen des gesiebten Trägermaterials mitzunehmen. Größe unterhalb 0,124 mm zu unterstützen. Dann

Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers betrug 11 wurde der Widerstand des behandelten Materials ge-

pro 100 Sekunden. Nach 15minutigem Waschen messen. Er betrug 7 Ohm im Vergleich zu 900 0hm wurde das feuchte Material zur Entfernung der über- 20 für das Ausgangsmaterial.

flüssigen Feuchtigkeit in einen Absaugtrichter über- Anschließend wurde das Trägermaterial mit 3 Geführt. Das obere Ende des Trichters wurde mit einer wichtsprozent eines gelben Toners auf Styrolbasis, Kunststoffkappe versehen, um Luft auszuschließen, der gegenüber den Eisenträgerteilchen negativ auf- und es wurde Stickstoff mit einer solchen Geschwin- geladen war, gemischt. Der dabei erhaltene elektrodigkeit in diese Kappe eingeleitet, daß ein Zusam- 25 photographische Entwickler wurde zur Entwicklung menfallen dieser Kappe verhindert wurde. Nach positiv geladener, latenter elektrostatischer Bilder auf 30 Minuten wurde das nahezu trockene Pulver her- einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmateausgenommen und schnell zu Ende getrocknet, in- rial verwendet. Es wurde eine ausgezeichnete VoIldem man es wiederholt durch einen trockenen Luft- entwicklung großer Flächen erzielt und das dabei erstrom von 20° C mit einer relativen Feuchtigkeit von 30 haltene Bild war von guter Qualität und hatte eine 40% rieseln ließ. Der nach einem wie oben beschrie- hellgelbe Farbtönung. Ein mit dem gleichen gelben benen üblichen Versuch bestimmte Widerstand des Toner und dem Eisenträger-Ausgangsmaterial her-Endproduktes betrug 37 Ohm im Vergleich zu gestellter Vergleichsentwickler, der zur Verringerung 1200 Ohm für das Ausgangsmaterial. der Anzahl der Feinteile gesiebt worden war, lieferte Zur Herstellung von Entwicklern, die jeweils 3 Ge- 35 Bilder von schlechter Qualität mit wesentlich gerinwichtsprozent des im Beispiel 1 beschriebenen gerer Aufhellung und beträchtlich schlechterer Sättischwarzen Toners enthielten, wurden gleiche Mengen gung der Farbtönung. Dieser Verlust des Farbglanzes des unbehandelten und des mit Säure behandelten war auf losen Schmutz und Oxyd auf der Oberfläche Trägermaterials verwendet. Bei ihrer Verwendung des Vergleichsträgermaterials zurückzuführen, die zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder 40 sich mit dem Toner mischten und auf das elektrolieferten beide Entwickler in einer üblichen Magnet- statische Bild übertragen wurden. Der Vergleichsentbürstenentwicklervorrichtung eine gute Vollentwick- wickler war auch insofern schlecht, als er viel emplung großer Flächen, der Entwickler mit dem mit findlicher gegen Änderung der Vorspannung an der Säure behandelten Träger mit hoher elektrischer Magnetbürste war. Leitfähigkeit ergab jedoch eine wesentlich bessere 45 B e i s ρ i e 1 6 Oberflächenaufhellung und war weniger empfindlich

gegen Änderung der elektrischen Vorspannung an 2 kg von wie in Beispiel 1 behandeltem Eisen wur-

der Magnetbürste als der Vergleichsentwickler. den durch 30minütige stromlose Plattierung bei etwa

_R . 95° C in einem Bad der folgenden Zusammensetzung

Beispiels 50 mit einer dünnen kontinuierlichen Nickelschicht über-

1600 g technisches Eisenpulver in Form von zogen:
flachen Körnchen wurden folgendermaßen mit Säure

behandelt: das Eisenpulver-Ausgangsmaterial hatte Nickel (NiCl₂ · 6H₂O) 67,5 g

eine solche Teilchengröße, daß es ein Sieb mit einer Natriumeitrat (Na₃C₀H₅O. · 2H,O) 123,0 g

lichten Maschenweite von 0 25 mm passierte und von 55 Ammoniumchlorid (NH₄Cl) ...".... 75,0 g

einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von ..... ⁴ ,,.„ .

0,124 mm zurückgehalten wurde. Das Ausgangs- 28°/oige Ammoniaklösung 150,0 ml

material wurde auf ein KunststofTsieb mit einer lieh- Natnumhypophosphit

ten Maschenweite von 0,124 mm gebracht und mit (NaH₂PO₂-H₂O) 16,5 g

einer 200 ml konzentrierte Schwefelsäure und 3 1 60 Wasser ad. 1500,0 ml

Leitungswasser von 15° C enthaltenden Säurelösung

besprüht. Das Eisen wurde gleichmäßig über eine Das mit Nickel plattierte Pulver wurde aus dem Fläche von 700 cm² verteilt und mit einer Geschwin- Bad entnommen und sechsmal mit kaltem Wasser digkeit von 25 ml pro Sekunde unter einem Druck und dreimal mit Äthanol gewaschen, abgesaugt und von 4,54 kg durch eine KunststofTdüse gleichmäßig 65 bei Raumtemperatur getrocknet. Der Widerstand des mit der Säure besprüht. Die Kraft der Sprühdüse trockenen Pulvers, der durch übliche Widerstandstrug dazu bei, die kleinen Verunreinigungen abzu- prüfung ermittelt wurde, betrug weniger als 0,5 Ohm. trennen und sie durch das Kunststoffsieb durchzu- Der mit Nickel beschichtete Träger wurde dann wie

im Beispiel 1 zur Herstellung eines elektrophotographischen Entwicklers verwendet. Die mit Hilfe dieses Entwicklers entwickelten latenten elektrostatischen Bilder wiesen eine ausgezeichnete Oberflächenaufhellung auf.

Beispiel 7

700 g eines Pulvers aus rostfreiem Stahl mit einer solchen Teilchengröße, daß es ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm passierte und von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm zurückgehalten wurde, wurden wie im Beispiel 1 mit Säure behandelt unter Venvendung von. 500 ml einer im Verhältnis 1:19 verdünnten wäßrigen Schwefelsäurelösung, danach 12mal mit 1500 ml Wasser von 38° C gewaschen und dekantiert. Nach dem letzten Waschen wurde das zurückbleibende Wasser entfernt, indem man das Eisen 15 Minuten lang in einen aufgehängten Baumwollsack brachte. Dann wurde das Eisen in eine flache Glasschale über- ao führt und mit einem Luftstrom bei Raumtemperatur getrocknet, wobei die Dicke der Eisenschicht bei 1,25 cm gehalten wurde und das Eisen alle 2 bis 3 Minuten mit der Hand mit einem Spatel durchgerührt wurde. Während des Trocknens wurde das Eisen grau. Der durch übliche Widerstandsmessung bestimmte Widerstand betrug 10 Megaohm im Vergleich zu 22 000 Ohm für das Ausgangsmaterial.

Der dabei erhaltene Träger wurde wie: im Beispiel 1 zur Herstellung eines elektrophotographischen Ent-Wicklers und zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes verwendet. Bei Verwendung dieses Entwicklers wurde eine gute Randentwicklung erzielt. Ein entsprechender Entwickler, der unter Verwendung des unbehandelten Vergleichsträgers und des im Beispiel 1 angegebenen Toners hergestellt worden war, ergab weder eine gute Vollentwicklung großer Flächen noch eine gute Randentwicklung.

Beispiel 8

1 kg Eisenpulver, das wie im Beispiel 3 hergestellt worden war, wurde mit 300 ml einer 7°/oigen Lösung von lichtempfindlichem Polyvinylcinnamatharz in Methylcellosolveacetat gemischt. Das Pulver wurde auf einer Glasplatte ausgebreitet und bei Raumtemperatur getrocknet. Dann wurde das getrocknete Pulver 10 Minuten lang mit einer Bogenlampe von 35 A bestrahlt, wobei während dieser Zeit ständig gerührt wurde, um eine gleichmäßige Belichtung zu erzielen. Dieses Verfahren wurde viermal durchgeführt, um vier gleiche Harzüberzüge auf jedes Teilchen aufzubringen. Dann wurde durch übliche Widerstandsmessung der Widerstand der Teilchen gemessen, der mehr als 10^ls Ohm betrug.

Mit diesem Träger wurde wie im Beispiel 1 ein elektrophotographischer Entwickler hergestellt, und dieser wurde zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes verwendet. Dabei wurden über einen weiten Belichtungsbereich ausgezeichnete randentwickelte Bilder erhalten.

Claims

Patentansprüche:

zu unterdrücken, besteht darin, für die Entwicklung ein Trägermaterial mit einem hohen elektrischen Widerstand zu verwenden.

Die derzeit im Handel erhältlichen, als Träger für elektrophotographischeMagnetbürstenentwickler verwendbaren Eisenpulver weisen jedoch keineswegs die gewünschte gleichmäßige elektrische Leitfähigkeit bzw. den gewünschten gleichmäßigen spezifischen Widerstand auf. Die derzeit verfügbaren Materialien