DE2224563A1

DE2224563A1 - Verbessertes elektrophotographisches Aufzeichnungsverfahren

Info

Publication number: DE2224563A1
Application number: DE19722224563
Authority: DE
Inventors: Jan Frans van Brasschaat; Voider Noel Jozef de Edegem; Engeland Jozef Leonard van StKatelijne-Waver; Poot Albert Lucien Dr. Kontich; Besauw (Belgien)
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1971-05-21
Filing date: 1972-05-19
Publication date: 1972-12-07
Also published as: BE783766A; FR2138937A1; CA965287A; GB1343698A; US3817868A; IT960357B; FR2138937B1

Description

AGFA-GEVAERT AKTIENGESELLSCHAFT

Verbessertes elektrophotographisches Aufzeichnungsverfähren
Priorität: Grossbritannien, den 21. Mai 1971 - Anm.Nr. 16 345/71

Die vorliegende Erfindung betrifft die Elektrophotographie
und insbesondere die Entwicklung elektrostatischer Bilder

und hierfür verwendete Entwickler.

Die bekannte elektrophotographische Verfahrensweise umfaßt nachfolgende Schritte. Die elektrostatische Aufladung der photoleitfähigen Oberfläche eines anorganischen Photoleiters im Dunkeln, }'■ z.B. von Zinkoxid, Selen, oder einem organischen Photoleiter, die
bildmässige Belichtung der Oberfläche zur Erzeugung eines latenten, elektrostatischen Bildes und die Entwicklung des Materials \ zur Erzeugung eines sichtbaren Bildes, indem man auf die Ober- , fläche ein feinverteiltes, elektroskopisches Material aufträgt,
gewöhnlich ein Harz, das gefärbt werden kann und als söge- [ nannter "Toner" bezeichnet wird. Abhängig vom Vorzeichen der
elektrostatischen Ladung werden die Teilchen des Toners angezogen ι

und auf den aufgeladenen Bereichen des latenten Bildes abgelagert, J oder sie werden durch die aufgeladenen Bereiche abgestossen und j

in den nicht geladenen Bereichen abgelagert. Das "Tonerbild" wird ^! dann entweder durch Erwärmung, durch, eine Schichtungsbehandlung ^: oder durch die Einwirkung von Lösungsmitteln fixiert*Vor dem | Fixieren kann das Tonerbild auf die Oberfläche eines Trägers, j wie z.B*. Papier, übertragen werden und dann auf dieser fixiert
werden. Anstatt das latente, elektrostatische Bild durch die
oben beschriebenen Schrit.te herzustellen, ist es auch möglich,
die photöleitfähige Schicht direkt in Bildform aufzuladen.

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Zur besseren Kontrolle der Entwicklung des latenten Bildes wird der Toner zusammen mit festen Trägerteilchen angewendet, oder die Tonerteilchen werden in einer isolierenden Flüssigkeit dispergiert.

Ein trockener Entwickler ist aus zwei Komponenten zusammengesetzt, und zwar aus einem feingemahlenen pi-gmentierten oder farbigen, harzartigen Toner und einem relativ grobkörnigen Trägermaterial. Zur.Entwicklung des latenten Bildes kann die Entwicklermischung einfach über die belichtete photoleitfähige Schicht des Auf-. Zeichnungsmaterials geschüttet werden. Das Trägermaterial, z.B. Glas- oder Stahlperlen, welches mit einem harzartigen, filmblldsäden Produkt umhüllt werden kann» trägt.den Toner, wenn er über die Schicht rieselt. Dadurch werden die Tonerteilchen triboelektrisch in der gewünschten Polarität aufgeladen. Wenn die Toner/Träger-Mischung über die Oberfläche fliesst, die das latente, elektrostatische Bild trägt, werden die Tonerteilchen von den aufgeladenen Bereichen des Bilder, nicht aber von den entladenen oder Hintergrund-Bereichen des Bildes angezogen. Die meisten der Tonerteilchen, die sich zufällig auf den Hintergrund-Bereichen des Bildes abgelagert haben, werden von den rollenden Trägerteilchen mitgenommen. Dies ist der grösseren elektrostatischen Anziehung zwischen Toner ung Träger im Gegensatz zu der von Toner und entladenem Hintergrund zuzuschreiben. Das gebildete Pulverbild wird dann, wie oben beschrieben, auf dem photοleitfähigen Aufzeichnungsmaterial fixiert oder kann auf

eine Empfangsoberfläche, z.B. einen Papierbogen übertragen werden., Die Übertragung kann so erfolgen, daß man das Pulverbild mit der Empfangsoberfläche in Kontakt bringt, wenn nötig, in Anwesenheit eines elektrostatischen Feldes. Wenn die Oberfläche des Empfängers z.B. das Papierblatt, dann von der bildtragenden Oberfläche abgezogen wird, befindet sich darauf eine wesentliche Menge von Tonerteilchen in Form des gewünschten Bildes. Anschliessend kanr dieses Bild beständig gemacht, d.h. fixiert werden, und zwar nach einer der bekannten Methoden wie Erwärmung oder Lösungsmi 11 eIfixi erung.

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Viele der "bekannten Toner/Träger-Entwicklermischungen zeigen gewisse Nachteile. So neigen manche Entwicklermischungen trotz guter triboelektrischer Eigenschaften während der Handhabung und Lagerung zum Zusammenballen, mit dem Ergebnis, dass sie nicht genügend fliessfähig sind und eine gleichmässige Verteilung während der Entwicklung nicht mehr möglich ist. In vielen Toner/ Träger-Mischungen sind die triboelektrischen Eigenschaften und die Fliessfähigkeit beeinträchtigt, wenn die relative Feuchtigkeit hoch ist. Bei anderen Entwicklermischungen neigen die Tonerteilchen dazu, sich an den Randbereichen des latenten, elektrostatischen Bildes zu konzentrieren, so dass bei der Wiedergabe von grossen Vollflächen das Bild nur an den Rändern von guter Dichte ist, während die Bildmitte nur teilweise entwickelt ist. Ausserdem wirken manche Toner und Träger als Schleifmittel.

'Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Tonermaterial, das für die Entwicklung elektrostatischer Bilder geeignet ist, und das feinverteilte Tonerteilchen und mindestens ein festes, hydrophobes, zweiwertiges oder dreiwertiges Metallsalz eines Halbesters einer geradkettigen oder verzweigtkettigen, aliphatischen Dicarbonsäure und/oder mindestens ein zweiwertiges oder dreiwertiges Metallsalz eines Monoesters oder Diesters einer Phosphorsäure enthält.

Das erfindungsgemäße Tonermaterial wird zusammen mit einem Trägermaterial verwendet. Die Trägerteilchen können vor der Verwendung des Tonermaterials zugegeben Verden und können von üblicher Form und Zusammensetzung sein.

Die Erfindung umfaßt somit ein Entwicklungsmaterial für die Entwicklung elektrostatischer Bilder, das Tonerteilchen und Trägerteilchen enthält und mindestens ein festes, hydrophobes, zweiwertiges oder dreiwertiges Metallsalz eines Halbesters einer geradkettigen oder verzweigtkettigen, aliphatischen Dicarbonsäure und/oder mindestens ein zweiwertiges oder dreiwertiges Metallsalz.

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eines Monoesters oder Diesters einer Phosphoroxysäure enthält.

Mit einer Entwicklermischung gemäss der vorliegenden Erfindung werden elektrophotographische Bilder erhalten, die einen verbesserten Bildkontrast und ein verbessertes Vollflächendeck-' vermögen besitzen sowie eine verbesserte Oberflächenglätte zeigen, d.h. das Bild hat nach dem Fixieren keine erhabenen Bildteile. Ausserdem zeigen die Tonerteilchen weniger Neigung, sich zu verklumpen oder zusammenzuballen und haben verbesserte mechanische Festigkeit. Hinzu kommt, dass durch die Anwesenheit der festen hydrophoben, zweiwertigen oder dreiwertigen Metallsalze im Entwicklungsmaterial die Reinigung in der Zeit zwischen Verwendung und Wiederverwendung der Aufzeichnungsoberfläche, dadurch erleichtert wird, dass die Entfernung von restlichen Tonerteilchen von der Aufzeichnungsoberfläche mittels einer Reinigungsvorrichtung wie z.B. eines faserartigen Gewebes, gefördert wird.

Die Metallsalze zur Verwendung gemäss der vorliegenden Erfindung sollen hydrophob, d.h. im wesentlichen wasserunlöslich sein, da sie andernfalls durch die relative Feuchtigkeit der umgebenden Luft gegenteilig beeinflusst werden. Zu diesem Zweck sollen diese Metallsalze im allgemeinen eine gßradkettige oder verzweigtkettige, aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe von mindestens 5 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mindestens 10 Kohlenstoffatome enthalten. Diese Gruppen können mit hydrophoben Gruppen substituiert sein, z.B. Halogen, vorzugsweise Fluor und/oder sie können durch Heteroatome unterbrochen sein, z.B. Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff. Die Gruppe kann eine Estergruppe der Metallsalze oder ein Substituent an der Kette sein, die die beiden «Carboxylgruppen der Dicarbonsaure verbindet. In den Phosphoroxysäuren werden vorzugsweise alle durch ein Metallatom ersetzbaren Wasserstoffatome durch Metallatome ersetzt.

Typische¹ Dicarbonsaure, von denen die hydrophoben Metallsalze abgeleitet werden können, sind: Bernsteinsäure, Glutarsäure,

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Maleinsäure und Glutaconsäure und Mischungen davon. Die Pho;:- phoroxysäuren umfassen Ortho-, Pyro- und Hypophosphorsäure, Phosphon- und Phosphinsäuren. Ausgezeichnete Ergebnisse erhalt man, wenn die Metallsalze Zinksalze sind. Es können je- ' doch auch andere Salze verwendet werden, z.B. Magnesiumsalze, Calciumsalze, Strontiumsalze, Bariumsalze, Eisensalze, Nickelsalze, Kupfersalze, Kobaltsalze,¹ Cadmiumsalze, Aluminiums al ze und Bleisalze.

Die Herstellung der Metallsalze der Ester von Phosphoroxysäuren ist, wie beschrieben wird, sehr einfach. Nach einem besonders geeigneten Verfahren wird eine stöchiometrische Menge von Oxysäureester in einem aliphatischen Alkohol gelöst und. zu einer Lösung oder Suspension eines Metallacetats in einem aliphatischen Alkohol gegeben. Das Metallsalz des Phosphoroxysäureesters wird normalerweise durch Ausfällung im Alkohol abgetrennt oder wird durch Verdampfen des Lösungsmittels erhalten.

Die folgenden Herstellungen veranschaulichen, wie Metallsalze -Ii/ von Phosphoroxysäureestern erhalten werden. ^:

Herstellung 1 ■ "j

4- g Kupfer(II)acetat-monohydrat werden in 250 ml Methanol bei ';

50° gelöst. Wenn man zu der warmen Lösung 5 g Laurylphosphon- ;^!

säure gibt, fällt Kupfer(II)laurylphosphonat aus. Der Nieder- '■)$

schlag wird dann mit Methanol von 50° gewaschen. ^

Herstellung 2 · |j

a) Hong C 2-buty 1 ο cty 1) -ph"o s'phor s aur e '

Eine Lösung von 2 Mol 2-Butyloctanol. in 500 ml Dichloräthan _; wird unter Rühren zu einer Lösung von 2 Mol Phosphoroxy chi or id und 2,05 Mol Pyridin in 500 ml'Dichloräthan zugetropft, während, man die Temperatur auf etwa 22° hält. Das gebildete Pyridin- ■ hydrochlorid wird abgenutscht und das FiItrat eingeengt. Das zurückbleibende öl wird mit 1 Liter Wasser gemischt und· 2 Stmidr.ja unter Rühren auf einem kochenden Wasserbad erwärmt. Die Mischung A-G 989. . --.·■.■'

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wird dann mit Benzol extrahiert und letzteres unter vermindertem Druck verdampft. Der erhaltene Rückstand wird mittels einer ölpumpe vollständig entgast.
Ausbeute : 70 %.

b) Zinkmono(2-butylοcty1)-phosphat

Eine Lösung von 1 Mol Zinkacetatdihydrat in 750 ml Methanol bei 55° wird zu einer Lösung von 0,7 Mol Mono(2-butyloctyl)-phosphor-

; säure in 500 ml Methanol gegeben. Das Zinksalz setzt sich ab;

! nach 50 Minuten wird die Qbenaufschwimmende Flüssigkeit entfernt. Der Niederschlag wird dreimal 15 Minuten in 550 ml Methanol auf einem Wasserbad erwärmt und das Methanol jedesmal dekantiert.

Nach der letzten Dekantierung wird der Rückstand gelöst, indem man ihn in 1,7. Liter Aceton am Rückflusskühler erhitzt. Nach dem Abkühlen kristallisiert das Zinksalz aus der Lösung. Ausbeute : 7? %·

Herstellung 5
ZinkmonoisohexadecvlghosOhat

a) In ein 2 Liter-Reaktionsgefäss, das mit einem Rührwerk, einem Thermometer und einem Tropftrichter versehen ist, werden 459 g (5 Mol) Phosphoroxychlorid gebracht. Das Phosphoroxychlorid wird auf 0° abgekühlt und dann 726 g (5 Mol) Isohexadecanol

(im Handel erhältlich von Esso Belgien N.V., Antwerpen) so zugetropft, dass der gebildete Chlorwasserstoff nach und nach entweicht. Sobald der gesamte Isohexadecanol zugegeben worden ;| ist, ist die Temperatur auf etwa 25° gestiegen. Man läset fiie f Mischung über Nacht stehen und rührt sie dann einige Stunden, während man Stickstoff einführt, um restlichen Chlorwasserstoff zu entfernen.

Ausbeute : IO55 g (98 %).

b) In ein 10 Liter-Reaktionsgefäss, das mit einem Rührwerk, einem Thermometer und einem Tropftrichter ausgerüstet ist,

. werden 2,8 Liter Wasser, 500 ml Chlorwasserstoffsäure und . 1260 ml Dioxan gegeben. Die Mischung wird auf einem siedenden Wasserbad auf 80° erwärmt, woraufhin eine Lösung von 1010 g A-G 989
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des unter a) erhaltenen Produkts, in 1250 ml Dioxan innerhalb von 90 Minuten zugetropft wird- Die Temperatur steigt auf 92°, und die Mischung wird 5 Stunden bei dieser Temperatur gerührt, abgekühlt und das Ol abgetrennt und mit Benzol aufgerührt. Nach Konzentration auf einem Wasserbad von 75° werden 890 g (98 %) Isohexadecylphosphat gebildet.

c) 1 Mol Isohexade cylphosphat wird in Methanol gelöst, woraufhin eine Lösung von Λ Mol Zinkacetat-dihydrat in 750 ml Methanol zugegeben wird. Der gebildete Niederschlag wird abgetrennt und dann mehrere Male mit warmem Methanol gerührt, das Produkt auf einem Wasserbad erwärmt, um sämtliches Methanol zu entfernen und dann aus Ithylenglycolmonomethyläther umkristallisiert.

Die Metallsalze der Halb ester von aliphatischen Dicarbonsäuren können auf ähnliche Weise hergestellt werden. Eine stöchiometrische Menge des Halbesters wird in Aceton gelöst und die erhaltene Lösung zu einer Lösung eines Metallacetats in einem aliphatischen Alkohol gegeben. Das Metallsalz des Halbesters trennt sich durch Ausfällung ab- Die verwendeten Halbester können z.B. hergestellt werden, indem man das cyclische Dicarbonsäureanhydrid und den Alkohol in Toluol am Rückflusskühler erhitzt und dann das Lösungsmittel verdampft.

Die folgende Herstellung veranschaulicht, wie die Metallsalze der Halbester der Dicarbonsäuren hergestellt werden.

Herstellung 4

Zinkdodec^lsuccinat

0,05 Mol Bernsteinsäureanhydrid und 0,05 Mol Dodecanol werden 5 Stunden in 100 ml Toluol am Bückflusskühler erhitzt. Die Lösung wird eingeengt und der Rückstand bei Raumtemperatur erstarren gelassen. Die Monolaurylbernsteinsäure wird aus 100 ml Hexan umkristallisiert. /

Eine Lösung von 0,02 Mol Monolaurylbernsteinsäure in 100 ml Aceton wird mit einer Lösung von 0,01 Mol Zinkacetat in 20 ml Äthanol gemischt. Man lässt die Mischung über Nacht stehen,

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lullt

woraufhin der gebildete Niederschlag abgenutscht, mit Äthanol, Aceton und Äther gewaschen und im Vakuum getrocknet wird. Schmelzpunkt : 124°.

Auf ähnliche Weise werden hergestellt ; Zinkdecylsuccinat (Schmelzpunkt : 123^UC), Zinkundecylsuccinat (Schmelzpunkt : 121°C), Zinktetradecylsuccinat (Schmelzpunkt : 123°C)_f Zinkhexadecylsuccinat (Schmelzpunkt : 124- C), Zinkoctadecylsuccinat (Schmelzpunkt : 123 C), ZinkdocQsylsuccinat (Schmelzpunkt : 123°C)

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(H₃COOC-CH₂-CH-COO)₂Zn (Schmelzpunkt : 68°C)und

(H₅C-(CH₂) _Λ ₇-OOC-CH₂-CH-COO)₂Zn (Schmelzpunkt : 56 C).

Die ausgewählten, hydrophoben Metallsalze können auf jede geeignete Art dem Entwicklungsmaterial einverleibt werden. Sie können zu einer Toner/Träger-Mischung oder zu einem Träger in Form von losem Pulver gegeben werden, oder mit Tonerkomponenten während der Bildung der Tonerteilchen zusammengeschmolzen werden. Natürlich kann eine gewisse Menge eines Salzes oder mehrerer Salze in die Tonerteilchen eingeschlossen werden, während eine andere Menge eines Salzes oder mehrerer Salze mit dem Toner oder der Toner/Träger-Miscliung gemischt wird.

Es können Tonermischungen hergestellt werden, bei welchen sich die Metallsalze in Pulverform, auf die Oberfläche des Tonerteilchens absetzen oder worin die Metallsalze durch das Tonerteilchen dispergiert sind. Wenn das Metallsalz als loses Pulver angewendet wird, geschieht dies vorzugsweise in Form von feinverteilten Teilchen, die z.B. eine Durchschnittsgrösse von etwa 1 Mikron bis etwa 50 Mikron haben.

Die hydrophoben Metallsalze gemäss der Erfindung werden vorzugsweise zu den Tonerteilchen gegeben oder mit den Komponenten zusammengeschmolzen,die bei der Herstellung der Tonerteilchen

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verwendet werden. Jedoch können solche Salze innerhalb der Trägerteilchen dispergiert oder auf vorgeformte Trägerteilchen gegossen oder gestreut werden, z.B. in Form von losem Pulver, einer Schmelze oder einer Lösung oder in Verbindung mit einem filmbildenden Bindemittel, welches z.B. folgende Stoffe umfasst : Phenol-Eormaldehydharze, Vinylidenchloridharze, Butadienpolymere, Vinylchlorid-Vinylacetat-Miqchpolymerisate, Melaminharze, Cellulosenitrat, Sthylcellulose, Alkydharze usw.

Die Menge des Metallsalzes, das in der Toner/Träger-Entwicklermischung anwesend ist, kann stark variieren und hängt von der Art ab, auf welche das Metallsalz der Entwicklungsmischung einverleibt wird. Im allgemeinen werden die Metallsalze in Mengen von 0,1 bis etwa 50 % verwendet, vorzugsweise von etwa 0,5 bis 20 %, berechnet auf das Gewicht des Toners. Natürlich ist mit einer gegebenen Menge Metallsalz, berechnet auf das Gewicht des Toners oder Trägers, eine grössere Menge Salz auf der Oberfläche des Toners oder Trägers anwesend, wenn das Metallsalz zu einer Mischung von vorgeformten, farbigen Tonerteilchen oder Trägerkörnern gegeben wird, als wenn es innig innerhalb Jedes Tonerteilchens oder Trägerkorns dispergiert wird.

Bei der Herstellung einer Toner/Träger-Entwicklermischuns gemäsc der vorliegenden Erfindung werden der Träger und der Toner vorzugsweise in einem Verhältnis zwischen 100 zu 0,1 land 100 zu 20, vorzugsweise zwischen 100 zu 0,5 und 100 zu 10 gemischt.

Es ist ratsam, Träger zu verwenden, die eine durchschnittliche Korngrösse zwischen 100 und 1000 Mikron haben, obwohl auch kleinere oder grössere Trägerkörner verwendet werden können. Die Tonerteilchen haben gewöhnlich eine Grosse von weniger als 50 Mikron und vorzugsweise eine Grosse zwischen 1 und 30 Mikron.

Geeignete beschichtete und unbe'schichtete Trägermaterialien sind allgemein bekannt.Die Trägerteilchen lcönnen Eisenfeilspäne aein, Glaskügelchen, Kieselerdeteilchen, granuliertes Zirkon, Polymethylmethacrylatteilchen, Kristalle anorganischer Salze, z.B. Ammoniumchlorid, Natriumchlorid, Natriumnitrat, Aluminiuiiinitrat;, A-G 989
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Kaliumchlorid usw. Die Trägerteilchen können mit oder ohne einen Überzug verwendet werden, der dem körnigen Trägermaterial die notwendigen triboelektrisehen Eigenschaften gibt.

Das Tonermaterial kann ein Bindemittel enthalten, und das Bindemittel· kann auf Grund seiner triboelektrischen Eigenschaften gewählt werden. Das Bindemittel soll dem Toner ein Ladungsvorzeichen vermitteln, das dem Vorzeichen des Photoleiters und des Trägers entgegengesetzt ist. Geeignete Bindemittel sind z.B. Kopal, Sandarakharz, Terpentinharz, Asphalt, Gilsonit, Polystyro" und Polymere von Styrol-Homologen, Mischpolymerisate aus Styrol und Acrylaten oder Methacrylaten, Kolophonium, Estern von Kolophonium mit Poly ölen, Phenolformaldehydharze, modifizierte Phenolformaldehydharze, Methacrylharze, Polyäthylenharze, Polypropylenharze, Epoxyharze und Mischungen davon. Die Wahl des Bindemittels wird auch durch physikalische Eigenschaften bestimmt. Der Schmelzpunkt soll so gewählt werden, dass die Eigenschaften des Toners bei normaler Arbeitstemperatur nicht verändert werden. Auf der anderen Seite soll sich der Toner durch Wärme fixieren lassen_t während das Papier, auf welches das Tonerbild übertragen worden ist, nicht versengt werden darf. Der Schmelzbereich des Toners soll daher vorzugsweise zwischen 80 und 140⁰C variieren. Die obengenannten Bindemittel können durch Anpassung des Molekulargewichts besonders geeignet gemacht werden. Wenn der Schmelzpunkt zu hoch ist, so kann er dadurch herabgesetzt werden, daß man dem Toner Weichmacher zusetzt, z.B. Verbindungen des Estertyps wie Dimethylisophthalat, Dibutylphthalat und Triphenylphosphat, Polyäthylene mit niedrigem Molekulargewicht oder polymere Weichmacher, z.B. PolyvinyIacetale wie Polyvinylbutyral, weiterhin mehrkernige, aromatische Verbindungen, z.B. Blphenyl, m- und p-Terphenyl und polychlorierte Derivate davon, wie Azochlore, o-Methoxybenzoesäure, Benzil usw.

Das Tonermaterial enthält Farbstoff, um einen schwarzen oder anderen farblich geeigneten Toner zu bilden. Die Menge

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des verwendeten Farbstoffs wird von dem als Bindemittel verwendeten Harz abhängen. So kann im Fall von Asphalt die Menge von Russpigment nur so niedrig wie etwa 1 Gew.-% hinsichtlich des Gesamtgewichts der Tonermenge sein. Für farblose odor fa;;t farblose Harze wie Polystyrol kann die Menge des Farbstoff;; 20 Gew.-% betragen. Üblicherweise ist der Farbstoff ein schwarzes Pigment, z.B. Gasruss oder tierische Kohle. In den -j Fällen, in denen eine Farbkopie erwünscht ist, können organische Pigmente oder Farbstoffe verwendet werden, z.B. Phthalocyanine, Azo-, Küpen- und Säurefarbstoffe.

Zur Herstellung des Toners werden die Ausgangsmaterialien am besten in pulverisiertem Zustand gemischt und dann in einer Kugelmühle sehr fein gemahlen. Die Mischung wird dann bis zum Schmelzen erhitzt, und die Schmelze' wird sehr gründlich gemischt, so dass die Farbteilchen dem Harz vollständig einverleibt werden. Wenn sie schmelzbar sind, können die Ausgange- ' ■ materialien direkt geschmolzen und die anderen Komponenten unter Rühren zugegeben werden. Die Schmelze wird abgekühlt und die so erhaltene Tonersubstanz gemahlen.

Zur Entwicklung von elektrostatischen Bildern wird der Toner ^ lose auf das latente, elektrostatische Bild aufgebracht, wo er . "j elektrostatisch von den geladenen Bildbereichen angezogen wird. Die gebräuchlichste Entwicklungsmethode ist die Kaskadenentwicklung. Nach dieser Methode wird der elektrostatische Toner, wie oben erwähnt, mit einem granulierten Träger gemischt, der elektrisch leitend oder isolierend sein kann.

Wenn die Trägerteilchen in engen Kontakt mit den pulverigen Tonerteilchen gebracht' werden, erhalten sie eine Ladung mit einer Polarität, die derjenigen der Tonerteilchen entgegengesetzt ist, so dass letztere die Trägerteilchen umhüllen. Wenn eine positive Reproduktion eines elektrostatischen Bildes erwünscht ist, wird der Träger so gewählt, dass die Tonerteilchen eine Ladung mit einer Polarität erhalten, die derjenigen der elektrostatischen Bildladung entgegengesetzt ist.Um eine negative Kopie zu erhalten, kann der Träger so gewählt werden, dass

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die Tonerteilchen eine Ladung erhalten, die die gleiche Polarität wie.die des elektrostatischen Bildes hat.

Die Tonerteilchen werden entweder durch die geladenen oder ont-, ladenen Bereiche der Oberfläche angezogen und von den Trägerteilchen getrennt, welche infolge der Schwerkraft ihre rollende Bewegung fortsetzen.

Die Tonerteilchen werden auf Papier oder irgendeinem anderen Träger durch Wärme oder ein fixierendes Lösungsmittel fixiert. Wenn Wärmeenergie verwendet oder ein Lösungsmittel zu dem Toner gegeben wird, wird der Toner weich und hat die Neigung, flüssiger zu werden und wird irreversibel mit der Unterlage verbunden.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung.

Beispiel 1 (Vergleich)

Ein Toner wird hergestellt aus 8 Gewichtsteilen Polystyrol, das ein Molekulargewicht von annähernd 30.000 hat, 1 Gewichtoteil Polyvinylbutyral, das zusätzlich zu den Vinylbutyralgruppen 20 Gew.-% Vinylalkoholeinheiten und 2,5 Gew.-% Vinylacetateinheiten enthält, und 1 Gewichtsteil Spezialschwarz IV (Handelsname für Russ, gehandelt von der Deutschen Gold- und Silberscheideanstalt, Frankfurt/Main, Deutschland).

Die Komponenten werden in trockenem Zustand gemischt und 50 Minuten bei 140° geknetet. Nach dem Abkühlen und Brechen wird 60 g der Zusammensetzung in einer Vibrationskugelmühle 15 Stunden in 240 ml Wasser-gemahlen. Die Mischung wird abgenutscht und an der Luft getrocknet bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 0,5 %- Durch Fraktionierung auf eine Teilchengrösse von 2 bis JO Mikron erhält man einen Toner, der einen Schmelzpunkt von' 136°Chat und eine schwache Fliessfähigkeil· besitzt.

Dann wird eine Entwicklermischung hergestellt, indem man 1 {>;

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des Tonerpulvers'mit 100 g Trägerteilchen mischt, die aus Glasperlen mit einem Durchmesser von 600 bis 800 Mikron zusammengesetzt sind.

Nach der positiven Aufladung einer Selentrommel und deren bildmässigen Belichtung wird die Entwicklermischung über die Oberfläche gestreut, die das elektrostatische Bild trägt . Das
entwickelte Bild wird dann mit elektrostatischen Mitteln auf
ein Papierblatt übertragen,auf dem es durch Warme festgeschmolzen wird. ^

Das restliche Pulver wird von der Selentrommel durch einen
Wattebausch entfernt.

Wenn das soeben beschriebene Kopierverfahren 200 mal wiederholt worden ist, werden die Kopien und die Selentrommel auf
Qualität und Abnutzung geprüft. :

Die Kopien besitzen einen scharfen Linienkontrast und wenig
Hintergrundsablagerung. Jedoch sind grosse, feste Bereiche
kaum entwickelt und zeigen eine niedrige Bilddichte. Die Prüfung der Oberfläche der Selentrommel mit einem Vergrösserungs- .
glas lässt eine Anzahl von tiefen Kratzern erkennen. ;·.)

Bei 80 io relativer Feuchtigkeit und mehr ■''"·. ' j 'Ui erhält man Bilder mit sehr schwachem Kontrast. . ,!^j

Beispiel 2 '..'.' .':)

Zu 10 g des Toners, der in Belspieli beschrieben wird, wird 1 g ;*';

Zinkoctadecylsuccinat mit einer durchschnittlichen Korngrösse ' -_;

von 20 Mikron gegeben und gründlich gemischt. Der .''

Schmelzpunkt des erhaltenen Toners beträgt annähernd 130°0, und 3

der Toner ist fliessfähiger als der des Beispiels 1. ·:'!

Aus dem gebildeten Toner wird edne Entwicklermischung herge- :f stellt, wie in Beispiel 1 beschrieben, woraufhin der Entwick- ·>* lungs ablauf von Beispiel 1 wiederholt wird.

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MT *

Im Vergleich zu Beispiel 1 erhält man die folgenden Ergebnisse :

- Die Bilder zeigen einen guten Kontrast, eine höhere VoIlflächenbedeckung und keine Hintergrundabsetzung.

- Nachdem das Kopierverfahren 1000 mal wiederholt wurde, zeigt die Selentrommel noch keine Kratzer oder andere Beschädigungen.

- Die Reinigung der Selentrommel durch einen Wattebausch ist viel leichter und vollständiger durchzuführen.

- In einer Atmosphäre von sogar 90 % relativer Feuchtigkeit erfolgt die Entwicklung noch praktisch ohne Schleier.

- Die Anzahl der· zu erhaltenen Kopien von guter Qualität mit einer besonderen Menge Toner ist merklich höher.

Beispiel 3

Die gleichen günstigen Ergebnisse des Beispiels 2 werden erhalten, wenn in Beispiel 2 das Zinkoctadecylsuccinat durch Zinkdecylsuccinat ersetzt wird.

Beispiel 4

Beispiel 2 wird mit dem Unterschied wiederholt, dass das Zinkoctadecylsuccinat durch Zinkmonoisohexadecylphosphat ersetzt wird. Vor der Zugabe zu den Tonerteilchen wird das Zinkmonoisohexadecylphosphat 30 Sekunden gemahlen, so dass man sehr feine Teilchen erhält.

Die erhaltenen Kopien zeigen etwas mehr Schleier als die des Beispiels 2. Jedoch erhält man weiterhin die anderen günstigen Eigenschaften.

Beispiel 5

Eine Tonermischung wird aus 6,8 Gewichtsteilen Polystyrol, das ein durchschnittliches Molekulargewicht von 30.000 hat, 1 Gewichtsteil Polyvinylbutyral, das zusätzlich zu den" Vinyl butyralgruppen 20 Gew.-% Vinylalkoholeinheiten und 2,5 Gew.-# Vinylacetateinheiten hat, 1,2 Gfewichtsteilen Zinkoctadecylsuccinat und 1 Ge\ichtsteil Russ Spezial schwarz IV hergestellt.

Die Komponenten werden in trockenem Zustand gemischt und eine Stunde bei 135° geknetet. Die Tonermischung wird dann weiter-

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behandelt, wie in Beispiel 1 "beschrieben, bis man einen ' Toner zur Verfügung bat, der eine Teilchengrösse zwischen 2 und 30 Mikron aufweist. Der Toner besitzt .eine gute Fliessfähigkeit und hat einen Schmelzpunkt von 127⁰C.

Dann wird eine Entwicklermischung hergestellt, wie in Beispiel 1 * beschrieben, und damit ein elektrostatisches, latentes Bild entsprechend dem Vorgang des Beispiels entwickelt.

Man- erhält folgende Ergebnisse :

- Guter Bildkontrast und gute Vollflächenbedeckung

- Kein Schleier auf den Nicht-Bildstellen oder den Hintergrundbereichen

- Hohe Stabilität unter Bedingungen von hoher relativer Luftfeuchtigkeit '

- Keine Beschädigung und leichte Reinigung der photoleitfähigen Oberfläche.

Mit einer gleichen Tonermenge kann man eine grössere Anzahl von Kopien erhalten als im Beispiel 1.

Beispiels

Es wird eine Tonermischung hergestellt aus 5 Gewichtsteilen eines Mischpolymerisats, das 50 Gew.-% Styrol, 5 Gew.-% Methylstyrol und 4-5 Gew.-% Isobutylmethacrylat enthält, 1 Gewichtsteil Polyvinylbutyral, das zusätzlich zu den Viny!butyraleinheiten 20 Gew.-% Vinylalkoholeinheiten und 2,5 Gew.-% Vinylacetateinheiten enthält, 1,8 Gewichtsteile eines Mischpolymerisats aus Methylmethacrylat und n-Butylmethacrylat (50:50 Mol-%), 1 Gewichtsteil Euss Spezialschwarz IV und 1,2 Gewischtsteilen Zinkoctadrecylsuccinat.

Die Komponenten werden in trockenem Zustand gemischt und 30 Minuten bei 135° geknetet. Die, Tonermischung wird dann weiter behandelt, wie in Versuch 1 beschrieben, bis ein Toner erhalten wird, der eine Teilchengrösse zwischen 2 und 30 Mikron hat.

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Der Toner besitzt gute Fljessfäliigkeit und hat einen Schmelzpunkt von 109⁰C.

Es wird dann eine Entwicklermischung hergestellt, wie in Beispiel 1 beschrieben; und damit ein elektrostatisches, latentes Bild gemäss dem Vorgang des Beispiels entwickelt.

Es können 5000 bis 10000 Kopien erhalten werden, die eine gute Bilddichte ohne Schleier zeigen. Unter Bedingungen von 80 % relativer Luftfeuchtigkeit und hb'her bleibt die Qualität ausgezeichnet. Die Reinigung der Selentrommel ist leicht durch-.zuführen und vollständig. Die Selentrommel zeigt keine Kratzer; es ist mit 125 g des Toners möglich, mindestens 1000 Kopien herzustellen.

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Claims

Pat entansprüche

1. Material zur Verwendung bei der Entwicklung elektrostatischer
Bilder, dadurch gekennzeichnet, dass es feinverteilte Tonerteilchen und mindestens ein festes, hydrophobes, zweiwerti- f ges oder dreiwertiges Metallsalz eines Halbesters einer * ^f geradkettigen oder verzweigtkettigen, aliphatischen Dicarbonsäure oder ein zweiwertiges oder dreiwertiges Metallsalz
eines Monoesters oder Diesters einer Phosphoroxysäure ent-, -.r hält. - . ■ ' ·?!

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das .<;>! Metallsalz mit den Tonerteilchen lose gemischt ist. ,|

3· Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, t^

dass das Metallsalz in den feinverteilten Tonerteilchen 'Jf

anwesend ist. . r|s

4. Material nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass das '' \

Metallsalz durch die feinverteilten Tonerteilchen dispergiert VjI

ist durch Schmelzen des Salzes zusammen mit den Substanzen H

zur Bildung des Toners. ; . ^:p

5- Material _; nach jedem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- \m

zeichnet, dass das Metallsalz ein Zinksalz ist. ί ;^;;i|f

6. Material ι nach jedem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekenn- ' .a

zeichnet, dass ein Metallsalz anwesend ist, das eine gerad- _;/|. kettige oder verzweigtkettige, aliphatisch^ Kohlenwasserstoff-.

gruppe von mindestens 8 Kohlenstoffatomen enthalt.

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7. Material nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet¹, dass die _<v| Kohlenwasserstoffgruppe im Esterteil der Verbindung anwesend .,ίί ist oder als Substituent an der Kette, die die beiden ν Carboxylgruppen der Dicarbonsäure verbindet.

8. Material nach jedem der Ansprüche 1 bis 7j dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsalz ein Salz eines Halbesters der
Bernsteinsäure ist.

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9· Material nach jedem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerteilchen färbendes Material enthalten.

10. Material nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass das färbende Material Russ ist.

11. Material nach jedem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerteilchen ein Polymeres oder ein Mischpolymerisat aus Styrol oder Styrol-Homolog als Bindemittel enthalten.

12. Material nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Mischpolymerisat aus Styrol und Isobutylmethacrylat ist.

13· Material nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerteilchen zusätzlich zum Polymeren oder Mischpolymerisat aus Styrol ein Polymeres
aus einem Alkylmethacrylat enthalten

polymerisat aus Styrol ein Polymeres oder Mischpolymerisat .

. Material nach Anspruch 1J, dadurch gekennzeichnet, dass | das Mischpolymerisat aus einem Alkylmethacrylat ein Misch- :j*

polymerisat aus Methylmethacrylat und n-Butylmethacrylat ist· ,

15- Material nach jedem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es auch Trägerteilchen enthält. '■$

16. Material nach Anspruch 15> dadurch gekennzeichnet, dass ' die Träger- und Tonerteilchen in einem Verhältnis* zwischen ; 100 zu 0,1 und 100 zu 20 vorliegen.

17· Material nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, j dass die Trägerteilchen Glaskügelchen sind.

18. Elektrophotographisches Verfahren zur Erzeugung eines Tonerbildes, wobei die Oberfläche eines Aufzeichnungsmateriala, die ein elektrostatisches, latentes Bild trägt, in Kontakt mit einem Entwicklungsmaterial gebracht wird, das feinverteilte Tonerteilchen und Trägerteilchen enthält, wobei mindestens ein Teil des

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Toners von der Oberfläche angezogen und auf dieser Oberfläche festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Entwicklungsmaterial mindestens ein festes hydrophobes, zweiwertiges oder dreiwertiges Metallsälz eines Halbesters < einer geradkettigen oder verzweigtkettigen, aliphatischen Diearbonsäure oder ein zweiwertiges oder dreiwertiges Metall- · : .salz eines Monoesters oder Diesters einer Phosphoroxysäure enthält. . * ■■''

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte Übertragung des Tonerbildes auf ein Empfangsmaterial, 'Entfernung des gesamten, restlichen Toners von der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials und mindestens ■ einmalige Wiederholung der Schritte Erzeugung des Tonerbildes Übertragung des Tonerbildes auf ein Empfangsmaterial und Rei- ^:!; nigung der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials von Jeglichem, ·· ^

restlichen Toner umfaßt. j;'-·'

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