DE2305739C3

DE2305739C3 - Elektrostatografischer, magnetischer Toner

Info

Publication number: DE2305739C3
Application number: DE19732305739
Authority: DE
Inventors: Jack C. Rochester Goldfrank; Richard F. Fairport Selig
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1972-04-10
Filing date: 1973-02-06
Publication date: 1979-05-03
Also published as: BR7301227D0; DE2305739B2; NL7305012A; ES413402A1; JPS4917739A; JPS5421098B2; GB1431699A; CA986770A; DE2305739A1

Description

Die Erfindun" betrifft einen e!ektroststo^araⁿhischi?n magnetischen Toner der besonders für die Magnetbür sten-Entwicklung in einem elektrostatographischen Aufzeichnungsverfahren geeignet ist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Das grundlegende elektroststographische Aufzeichnungsverfahren wird in der US-PS 22 97 691 beschrieben. Dabei wird eine gleichförmige elektrostatische Ladung auf eine photoleitende, isolierende Schicht aufgetragen und diese Schicht wird bildmäßig belichtet Dabei findet eine Entladung an den belichteten Flächenteilen statt und das erhaltene elektrostatische latente Bild wird entwickelt, in dem man einen Toner aus einem feinteiligen elektroskopischen Material aufbringt Der Toner haftet an den Flächenteilen des latenten Bildes, auf denen eine Ladung zurückbehalten wurde, so daß ein dem elektrostatischen latenten Bild entsprechendes Tonerbild entsteht Dieses Tonerbild kann auf ein Bildempfangsmaterial wie Papier übertragen und darauf durch Wärmeeinwirkung dauerhaft fixiert werden. Dabei ist es erforderlich, daß der Toner in der Wärme erweicht oder schmilzt, so daß der Toner auf dem Bildempfangsmaterial aufgeschmolzen wird. Es ist auch möglich, ein elektrostatisches latentes Bild dadurch zu erhalten, daß man die Schicht unmittelbar bildmäßig auflädt

Es sind verschiedene Verfahren zum Aufbringen von Tonern auf ein elektrostatisches latentes Bild, welches entwickelt werden soll, bekannt Eine bekannte Verfahrensweise wird in US-PS 26 IC 552 beschrieben und wird als Kaskadenentwicklung bezeichnet Bei diesem Verfahren wird ein Entwicklermaterial aus relativ großen Trägerteilchen mit einem elektrostatisch aufgebrachten Überzug aus feinteiligen Tonerteilchen an die das elektrostatische latente Bild tragende Oberfläche befördert und darüber gewalzt bzw. kaskadenförmig bewegt. Die Tonerteilchen werden an den geladenen Teil des latenten Bildes festgehalten. Der Träger und der überschüssige Toner werden zurückgeführt Dieses Verfahren ist sehr gut für die Entwicklung von Strichbildern geeignet.

In der älteren Patentanmeldung DE-OS 22 61 969.8 wird ein elektrostatographischer Toner vorgeschlagen mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 1000 μπι und einer Zusammenback-Temperatur von mindestens 37,8° C, der in einem polymeren Hüllenmaterial eingekapselt ein Färbemittel und ein klebendes polymeres Kernmaterial mit einer Viskosität von 5 χ 10⁴ bis 10⁸ Poise bei einer Schergeschwindigkeit von 75 see-' und der Temperatur der angewandten Druckfixierungseinrichtung sowie einer Einfriertemperatur unterhalb oder nicht mehr als einige Grad oberhalb der Temperatur, auf die das aus dem Tonermaterial gebildete Tonerbild erhitzt wird, und gegebenenfalls feinpulveriges hydrophobes Siliciumdioxid enthält.

Das Tonermaterial gemäß der älteren Patentanmeldung ist besonders geeignet für Schnellkopiermaschinen. Das Tonermaterial gemäß der älteren Patentanmeldung zeigt eine hohe Beständigkeit gegen mechanische Einwirkung, wie Stoß, Reibung und Verschleiß und Abrieb, neigt nicht zum Verschmieren und Agglomerieren und ist bereits bei niedrigen elektrostatischen Anfangs-Oberflächenpotentialen wirksam.

Ein weiteres Entwicklungsverfahren, das sogenannte Magnetbürstenverfahren ist aus US-PS 28 74 063 bekannt Bei diesem Verfahren wird eine Vorrichtung verwendet welche gewöhnlich einen nichtmagnetischen, drehbar angeordneten Zylinder umfaßt, welcher jm Innern des Z^v!inders fixierte magnetische Einrichtungen montiert besitzt. Der Zylinder wird zur Rotierung

angeordnet, so daß ein Teil der Oberfläche in eine Quelle des Entwicklergemisches eintaucht oder sonst damit in Berührung kommt Die kornförmige Masse, die das Entwicklergemisch darstellt, wird magnetisch an der Oberfläche des Zylinders angezogen. Wenn das Entwicklergemisch in den Einfluß des Feldes kommt, welches durch die magnetischen Einrichtungen in dem Zylinder gebildet wird, dann ordnen sich die Teilchen in bürstenartigen Formationen an. Die bürstenartigen Formationen des Entwicklergemisches neigen dazu, mit den Linien des magnetischen Flusses im Einklang zu stehen, stehen aufrecht in der Nachbarschaft der Pole und liegen im wesentlichen flach, wenn das Entwicklergemisch außerhalb der Umgebung der magnetischen Pole ist Bei einer Umdrehung nimmt der kontinuierlich umdrehende Zylinder Entwickler von einer Zuführungsquelle auf und führt einen Teil dieses Materials oder das gesamte Material an die Zuführungsquelle zurück. Diese Betriebsart gewährleistet, daß immer ein frischer Entwickler für die Bildoberfläche an dem Punkt des Kontaktes mit der magnetischen Bürste verfügbar ist In einem typischen Umdrehungszyklus führt der Zylinder die aufeinanderfolgenden Stufen der Aufnahme des Entwicklergemisches, der Bürstenbildung, des Bürstenkontaktes mit dem photoleitenden Element und zum Schluß der Freisetzung des Entwicklergemisches aus.

Bei der Magnetbürstenentwicklung der elektrostatischen latenten Bilder ist das Entwicklergemisch im allgemeinen ein triboelektrisches Gemisch eines feinen Tonerpulvers aus einem gefärbten oder pigmentierten thermoplastischen Harz mit größeren Trägerteilchen eines weichen magnetischen Materials, wie Eisenfeilspänen oder reduzierten Eisenoxidteilchen. Die relativ hohe Dichte des Eisens und der anderen ähnlichen ferromagnetischen Trägermaterialien kann von Nachteil sein, da eine unerwünschte Retension der Trägerteilchen auf der Photoleiter-Oberfläche, ein überschüssiger Abrieb der wiederverwertbaren photoleitenden Schichten und der anderen Maschinenteile bewirkt werden kann, was zu einer Verminderung der Bildqualität der produzierten Kopien führt Darüber hinaus sind die sehr hohen dielektrischen Konstanten, die bei Entwicklern beobachtet werden, welche aus festen Eisenträgerteilchen gemacht sind, bei bestimmten Annäherungen an Randentwicklungen von Nachteil.

Magnetisch ansprechbare elektrostatographische Toner sind unter anderem aus der DE-AS 19 37 651 und der DE-OS 20 05 932 bekannt Gemäß DE-AS 19 37 651 besteht das Tonermaterial aus kugelförmigen Teilchen, aus einem thermoplastischen Material, in deren Oberfläche die elektrisch leitfähigen Teilchen praktisch vollständig eingebettet sind. In dem thermoplastischen Material können auch magnetisch ansprechbare Teilchen eingebettet sein. Gemäß der DE-OS 20 05 932 bestehen die Tonerteilchen aus winzigen Glaskugeln, die mit einer magnetischen Auflage beschichtet sind. Solche Magnettoner sind nicht geeignet, auf einem Bildempfangsmateriai druckfixiert zu werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen durch Druck und/oder Wärme fixierbaren elektrostatographischen Toner gemäß der älteren Patentanmeldung P 22 61 969 zur Verfugung zu stellen, der für eine Magnetbürstenentwicklung geeignet ist

Die Erfindung wird in den Patentansprüchen definiert.

Das klebende polymere Kernmaterial, welches ein Färbemittel und magnetische Teilchen enthält, ist in einem polymeren Hüllenmaterial eingekapselt, welches

die gewünschten elektrostatographischen Eigenschaften besitzt Der Toner ist durch ein magnetisches Feld beeinflußbar und hat auf Grund der verwendeten polymeren Hüllenmaterialien gute elektrostatographisehe Eigenschaften. Er kann auf einem geeigneten Bildempfangsmaterial druckfixiert werden, wobei das Fixierte Bild mittels des klebenden Kernmaterials auf dem Bildempfangsmaterial haftet Der Toner kann in einem Magnetbürsten-Entwicklersystem ohne die Zugäbe eines Trägers verwendet werden. Der Toner kann koronarbeladen werden, während er unter dem Einfluß des Magnetfeldes steht und vor dem Eintritt in die Entwicklerzone. Die resultierenden geladenen Tonerteilchen weisen ausgezeichnete Entwicklungseigenschäften auf und ergeben gut Fixierte Kopien. Das auf einem Aufzeichnungsmaterial ausgebildete Tonerbild kann auf ein Bildempfangsmaterial aus Papier übertragen und dort druckfixiert werden, indem eine Druckwalze gegen das Papier vorgesehen ist, weiche sich in innigem Kontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial und dem entwickelten Bild befindet Darüber hinaus kann das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial mit einem Bildempfangsmaterial aus Papier in Berührung gebracht werden, welches durch eine Druckwalze in Kontakt mit dem Tonerbild gepreßt wird, wodurch das Tonerbild auf das Papier übertragen und dort druckfixiert wird. Es hat sich gezeigt, daß diese Methode wirksamer ist und daß das Tonerbild vollständig übertragen wird, wodurch das Ausmaß der erforderlichen Reinigung des Aufzeichnungsmaterials vermindert wird.

Geeignete polymere Hüllenmaterialien haben im allgemeinen eine Viskosität, welche höher ist als diejenige der polymeren Kernmaterialien. Sie sind gewöhnlich Materialien, die bei mäßigen Drücken und Temperaturen, wie sie bei der Lagerung wahrscheinlich auftreten, nicht fließen. Somit können für die Toner der Erfindung amorphe Hüllenmaterialien mit einer Glasübergangstemperatur von oberhalb 50⁰C und kristalline Hüllenmaterialien mit einem Schmelzpunkt oberhalb 40° C verwendet werden.

Wenn das Hüllenmaterial mehr als eine Glasübergangstemperatur oder einen Schmelzpunkt zeigt, dann hat es im allgemeinen wenigstens eine Glasübergangstemperatur oberhalb 50° C oder einen Schmelzpunkt oberhalb 40° C, wobei die andere Glasübergangstemperatur oder der andere Schmelzpunkt oberhalb oder unterhalb dieser Temperaturen liegen kann. Es ist im allgemeinen für die Hüllenmaterialien vorzuziehen, daß diese spröde und etwas brüchig sind, da diese Eigenschaften ein leichtes und vollständiges Brechen der Tonerhülle gestatten, wodurch die klebenden Kernmaterialien freigesetzt werden. Für manche Anwendungszwecke ist es jedoch vorzuziehen, Hüllenmaterialien zu verwenden, die bei den Fixierungsbedingungen zäh und weniger spröd sind. Das heißt, das Hüllenmaterial kann bei den angewendeten Drücken bei den Fixierungstemperaturen einen geringfügigen Fluß zeigen. Dieser Typ von polymeren Hüllenmaterialien ist besonders dann nützlich, wenn zur Fixierung des Tonerbildes sowohl Wärme als auch Druck verwendet wird. Geeignete Hüllenmaterialien umfassen einen sehr weiten Bereich von Theologischen Eigenschaften, da Variationen der Eigenschaften des Hüllenmaterials zu einem großen Ausmaß durch die Einstellung der Hüllenstärken kompensiert werden können. Darüber hinaus hängen die Eigenschaften von geeigneten Hüllenmaterialien von den Eigenschaften der verwen-

deten polymeren Kernmaterialien ab. Somit wird die Kombination des Elastizitätsmoduls des Hüllenmaterials und der HQllenstärke eingestellt, um die Viskosität der verwendeten polymeren Kernmaterialien zu kompensieren, so daß die Hülle bei den Fixierungsbedingun- gen der angewendeten Temperatur und des angewendeten Drucks bricht, wenn sie spröde ist, oder aufreißt wenn sie duktil ist Somit ergeben Hflllenmaterialicn mit einem Elastizitätsmodul von oberhalb 7,03 kg/cm² und einer Druckfestigkeit von oberhalb 35,2 kg/cm² zufriedenstellende Ergebnisse. Jedoch werden Hüllenmaterialien mit einem Elastizitätsmodul von oberhalb 70,3 kg/cm² und einer Druckfestigkeit von oberhalb 141 kg/cm² bevorzugt da die resultierenden Tonerteilchen verbesserte Fixierungseigenschaften haben und beim r> Aufprall nicht zerstört werden. Bevorzugte Hüllenmaterialien sind Polystyrol, Polycarbonate und die Reaktionsprodukte von dimeren Säuren mit linearen Diaminen.

Es hat sich gezeigt daß eine Beziehung zwischen der Glasübergangstemperatur (Tg) des polymeren Kernmaterials und der Druckfixierbarkeit der magnetischen Toner gemäß dieser Erfindung besteht Das heißt die Fixierbarkeit dieser Toner wird im allgemeinen verbessert wenn der Tg des polymeren Kernmaterials abnimmt

Weiterhin besteht auch ein Zusammenhang zwischen dem 7£-Wert des polymeren Hüllenmaterials und der Zusammenback-Temperatur. Wenn das Verhältnis des polymeren Kernmaterials zu dem Hüllenmaterial jo ungefähr 1 :1 ist dann entspricht die Zusammenbacktemperatur des Toners ungefähr dem Tg-Wert des Hüllenmaterials, Untersuchungen über die Zerkleinerbarkeit und die Druckfixierbarkeit deuten darauf hin, daß ein höheres Molekulargewicht und vermutlich auch r, eine höhere Festigkeit des Hüllenmaterials für ein gegebenes Hüllenmaterial, wie Polystyrol, einen stärkeren, d. h. weniger leicht zerkleinerbaren Toner ergibt. Es gibt auch Anzeichen dafür, daß ein höheres Verhältnis von polymerem Kernmaterial zu Hüllenmaterial bessere Fixierungseigenschaften ergibt, doch ist der Effekt auf die Tonerzerkleinerbarkeit unbestimmbar. Es scheint daß die Tonerzerkleinerbarkeit und die Fixierung in der gleichen Weise, aber in verschiedenem Maße durch Veränderungen in den Hüllen- und Polymerkernmaterialien sowie in dem Verhältnis Kern/Hülle beeinflußt werden.

Geht man bei ähnlichem Kernmaterial von einem Polystyrol niedrigen Molekulargewichts zu Hüllenmaterial aus Polystyrolen mit höherem Molekulargewicht über oder wird das Verhältnis von Kern- und Hüllenmaterial auf 1 :1 verringert so sinkt die Fixierfähigkeit allgemein ab, jedoch nicht in dem Maße, in welchem die Bruchfestigkeit zunimmt Messungen der Bruchfestigkeit an Tonern mit fließfähigem Kern stimmen gut mit der Annahme überein, daß zwischen Bruchfestigkeit und Zusammenbacken eine direkte Beziehung besteht Bei einem Toner mit einer Hülle aus Polystyrol hohen Molekulargewichts stellt man eine Zusammenbackfähigkeit fest die etwa halb so groß ist _bo wie diejenige, die eine Polystyrolhülle mit niedrigem Molekulargewicht bei ähnlichem Kernmaterial aufweist, während die Fixierfähigkeit im wesentlichen die gleiche ist.

Geeignete, polymere Kernmaterialien für die druckfi- ^ xierbaren magnetischen Toner der Erfindung sind beispielsweise Polyester, Urethanpolymere auf Polyesterbasis, epoxidiertes Phenolformaldehydharz, Polyi sobutylen, Polyamide, wie die Reaktionsprodukte von dimerisierter Linolsäure mit Diaminen oder Polyaminen und die Reaktionsprodukte von dimeren Säuren mit linearen Diaminen, 50/50- oder 45/55-Docosylacrylat/ Styrol-Copolymere, Materialien, die ein Scherverdünnungs-Viskositätsverhalten auf Grund von zwischenmolekularen Wasserstoffbindungen aufweisen, wie Umsetzungsprodukte von Anhydriden und Hydroxyverbindungen, z. B. Trimellitatester von Polycaprolactam mit zwei endständigen Hydroxylgruppen, Polyurethanelastomere, Aikylharze auf Polyesterbasis, Kollophoniumester und modifizierte Kollophoniumester, Polyvinylacetat polymere Reaktionsprodukte von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure, polymere Reaktionsprodukte von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure, CM-Diharnstoff und deren Gemische.

Das Hüllenmaterial kann ein Homopolymeres oder ein Copolymeres von zwei oder mehreren Monomeren sein. Beispiele für typische Hüüenmaterialien sind Polystyrole, Polymonochlorstyrol, Copolymere, wie Styrol/Methacrylate und Styrol/Acrylate, Polycarbonate, z. B. Poly-(4,4'-dioxydiphenyl-2£'-propancarbonat, Polyäther, niedermolekulare Polyäthylene, Polyester, wie polymere Acrylsäure- und Methacrylsäureester, Fumaratpolyesterharze, Polyamide, wie Reaktionsprodukte aus Terephthalsäure und alkylsubstituierten Hexamethylendiamine^ die Reaktionsprodukte von dimerisierter Linolsäure mit Diaminen oder Polyaminen, die Reaktionsprodukte von dimeren Säuren mit linearen Diaminen, natürlich vorkommende Materialien, wie Gelatine, Kleber oder Gummi arabicum, sowie deren Gemische.

Bei der Herstellung der elektrostatographischen magnetischen Toner gemäß der Erfindung werden Hüllenmaterialien bevorzugt welche einen relativ hohen Prozentsatz eines Styrolharzes enthalten. Das Styrolharz kann ein Homopolymeres von Styrol oder Styrolhomologen oder ein Copolymeres von Styrol mit anderen Monomeren sein, welche eine einzige Methylengruppe angeordnet an ein Kohlenstoffatom durch eine Doppelbindung enthalten. Somit sind typische Monomermaterialien, welche durch Additionspolymerisation mit Styrol «»polymerisiert werden können: p-Chiorstyrol, Vinylnaphthalin, äthylenisch ungesättigte Monoolefine, wie Äthylen, Propylen, Butylen oder Isobutylen, Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbenzoat oder Vinylbutyrat Ester von methylenaliphatischen Monocarbonsäuren, wie Methylacrylat, Äthylacrylat Isobutylacrylat Dodecylacrylat, n-Octylacrylat 2-Chloräthylacrylat Phenylacrylat, Methylchloracrylat Methylmethacrylat Äthylmethacrylat Propylmethacrylat Isopropylmethacrylat oder Butylmethacrylat Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamid, Vinyläther, wie Vinylmethyläther, Vinylisobutyläther oder Vinyläthyläther, Vinylketone, wie Vinylmethylketon, Vinylhexylketon oder Methylisoprcpenylketon, Vinylidenhalogenide, wie Vinylidenchlorid oder Vinylidenchlorfluorid und N-Vinylverbindungen, wie N-Vinyipyrrol, N-Vinylcarbazol, N-Vinylindol oder N-Vinylpyrrolidon sowie deren Gemische. Die Styrolharze können auch durch Polymerisation von Gemischen von zwei oder mehreren dieser ungesättigten monomeren Materialien mit einem Styrolmonomeren gebildet werden.

Das Hüllenmaterial des Toners hat eine Zusammenback-Temperatur von mindestens 3/,8⁰C. Bei Zusammenback-Temperaturen von weniger als 37,8° C können die Tonerteilchen dazu neigen, während der Lagerung und des Maschinenbetriebs zu agglomerieren und auch

auf der Oberfläche der wiederverwendbaren Aufzeichnungsmaterialien unerwünschte Filme zu bilden, die die Bildqualität beeinträchtigen.

Das Verhältnis von polymeren! Hüllenmaterial zu polymerem Kernmaterial kann jeder geeignete Wert ocin. Im allgemeinen variiert es mit den gewünschten Eigenschaften hinsichtlich der Stärke, der Festigkeit, der Porosität und der Löslichkeit der Hülle. Somit kann im allgemeinen das Verhältnis von Hüllenmaterial zu Kernmaterial zwischen 99 Gewichtsteilen Hüllenmaterial auf! Gewichtsteil Kernmaterial und 1 Gewichtsteil Hüllenmaterial auf 99 Gewichtsteilen Kernmaterial liegen. Jedoch ist der bevorzugte Bereich zwischen einem Verhältnis von 7 Gewichtsteiien Hüiienmaieriai auf 1 Gewichtsteil Kernmaterial und 1 Gewichtsteil auf 7 Gewichtsteile Kernmaterial, da in diesem Falle Tonerteilchen mit den besten Oberflächeneigenschaften erhalten werden.

Die Menge des Färbemittels beträgt im allgemeinen 1 bis 25 Gew.-%, insbesondere 3 bis 20 Gew.-%, des Toners. Auf diese Weise bildet der resultierende Toner ein klar sichtbares Bild auf dem Bildempfangsmaterial.

Pigmente und/oder Farbstoffe, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind die gleichen, die auch für bekannte elektrostatographische Toner verwendet werden. Ruß wird hier nur beispielsweise als Schwarzpigment genannt.

Da die Tonerteilchen im allgemeinen in Größen von 0,5 bis 35 μπι gebildet werden, soll das Pigment vorzugsweise einen Durchmesser von weniger als 0,1 μπι haben. Wenn möglich, sollte es noch kleiner sein, da dies zu einer Gleichförmigkeit der Endproduktfärbung beiträgt In jedem Falle sollte der Durchmesser der Pigmentteilchen oder des anderen unlöslichen Materials weniger als 75 Vol.-% des durchschnittlichen Kerndurchmessers betragen.

Beispiele für typische magnetische und magnetisierbare Materialien sind Metalle, wie Kobalt, Eisen, Nickel und metallische Legierungen und Gemische von Metallen, wie Aluminium, Kobalt, Kupfer, Eisen, Blei, Magnesium, Nickel, Zinn, Zink, Gold, Silber, Antimon, Beryllium, Wismuth, Cadmium, Calcium, Mangan, Selen, Titan, Wolfram, Vanadin, Zirkon, Metallverbindungen mit Einschluß von Metalloxiden, wie Aluminiumoxid, Eisenoxid, oxidierter Stahl, Nickeloxid, Zinkoxid, Zirkonoxid, Titanoxid und Magnesiumoxid, feuerfeste Nitride, wie Vanadinnitrid und Chromnitrid, Carbide, wie Wolframcarbid und Siliciumcarbid und ferromagnetische Ferrite sowie deren Gemische. Die magnetische oder magnetisierbar Komponente sollte ein Material sein, das auf ein Magnetfeld mit niedriger oder hoher Frequenz anspricht. Ferner sollte die magnetische oder magnetisierbar Komponente fein verteilt sein und vorzugsweise in submikronen Dimensionen vorliegen, da dies die rasche Dispersion während der Herstellung der erfindungsgemäßen Toner ermöglicht und es ermöglicht, daß diese ein Teil des eingekapselten Kerns wird. Vorzugsweise haben die magnetischen oder magnetisierbaren Teilchen eine TeDchengröße zwischen 0,1 μΐη und 1 um. Gute Ergebnisse erhält man, wenn die magnetischen oder magnetisierbaren Teilchen in einer Menge von zwischen 1% und 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tonerteilchen, vorhanden ist Vorzugsweise sollte die magnetische oder magnetisierbar Komponente in einer Menge zwischen 5 und 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tonerteilchen, vorhanden sein, da in diesem Falle optimale Ergebnisse erhalten werden.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Toners kann nach den in den US-Patentschriften 33 38 991,33 26 848 und 35 02 582 beschriebenen Verfahren erfolgen. Bei einem bevorzugten Herstellungsverfahren löst man das

^ri klebende polymere Kernmaterial und das polymere Hüllenmaterial in einem Lösungsmittel auf, löst oder dispergiert in der Lösung das Färbemittel und dispergiert die magnetischen oder magnetisierbaren Teilchen darin. Dann wird das Lösungsmittel so lange

ι« entfernt, bis mindestens ein Teil des Färbemittels, ein Teil des polymeren Kernmaterials und ein Teil der magnetischen oder magnetisierbaren Teilchen sich aus der Lösung abscheiden. Aus der Lösung wird dann so lange weiteres Lösungsmittel entfernt, bis sich das

i" polymere Hüllenmaterial um das Färbematerial, das polymere Kernmaterial und die magnetischen oder magnetisierbaren Teilchen herum abscheidet.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Darin sind sämtliche Teile auf das Gewicht bezogen.

Die gebrauchte Bezeichnung »Haftpunkt« bedeutet die Temperatur, bei welcher ein Material an einem metallischen Träger haftet So wird beispielsweise eine kontinuierliche Reihe von Proben etwa 2 Stunden auf einer Kofler-Heizbank ins Gleichgewicht gesetzt und sodann vorsichtig weggebürstet Der Haftpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei welcher die Probe an der Metallplatte der Heizbank haftet Die Bezeichnung »Zusammenbackversuch« bezeichnet Versuche, welche gewöhnlich auf kleinen offenen Schalen mit dem Tonermaterial bei spezifischen Temperaturbedingungen vorgenommen werden. Die Zusammenback-Temperatur ist die niedrigste Temperatur, bei welcher der Toner eine Gleichgewichtsperiode lang ausgesetzt worden ist und die gebildete krustige Masse nicht mehr leicht zu den ursprünglichen Teilchen zerkrümelt werden kann. Die Bezeichnung »geometrische Standardabweichung« ist die Abweichung, die bei der Teilchengrößeanalyse auftritt, ungefähr gemessen als Verhältnis des Teilchendurchmessers, der größer ist als 84% der Probe, zu dem Teilchendurchmesser, der größer ist als 50% der Probe. Der Ausdruck »Taberzyklen« gibt die Beständigkeit eines fixierten Tonerbildes gegenüber dem Abrieb mit einer Taber-Abriebvorrichtung an. Ein Standardprüfmuster wird bei Bedingungen kopiert, um eine integrierte optische Dichte, bestimmt durch ein Densitometer mit 1,2 ± 0,1 zu bilden. Das Testmuster wird druckfixiert und sodann mit einem Gewicht von 375 g auf dem Abriebarm abgerieben, bis die gemessene Dichte 80% der

so Anfangsdichte beträgt Das Ergebnis wird als die Anzahl der Taberzyklen ausgedrückt welche erforderlich sind, um die Anfangsdichte um 20% zu vermindern.

Vergleichsversuch

Ein magnetisches Kontrolltonergemisch wird hergestellt, welches 5 Gewichtsteile Ruß, 15 Gewichtsteile magnetische Eisenoxidteilchen und 80 Gewichtsteile eines polymeren Kondensationsprodukts von 2^-Bis(4-

bo hydroxyisopropoxyphenyl)-propan und Fumarsäure enthält Dieses Polymere hat ein zahlendurchschnittliches Molekulargewicht von 8000. Nach dem Schmelzen und Vormischen wird die Masse in ein Walgwerk gegeben und gründlich vermählen. Es wird eine gleichförmig dispergierte Masse aus Ruß und Eisenoxidteilchen in dem thermoplastischen Harzkörper erhalten. Die resultierende vermischte Zusammensetzung wird abgekühlt und sodann in einem Düsenpulverisator fein

unterteilt, wodurch Tonerteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 7 bis 12 μ;η erhalten werden. In einer modifizierten Magnetbürstenentwicklervorrichtung, in welcher die Schmelzeinrichtung entfernt worden ist, werden Kopien gemacht, um eine integrierte optische Dichte von 1,2 ± 0,1 zu erhalten. Die Druckfixierung erfolgt in einer Vorrichtung, welche zwei Stahlwalzen mit einem Durchmesser von jeweils 7,6 cm besitzt, die miteinander in Kontakt sind. Der Kontaktdruck zwischen den zwei Walzen kann wie gewünscht bis zu 90 kp/cm² variiert werden. Die obere Stahlwalze kann von außen mit einer 2000-Watt-Quarzinfrarotlampe erhitzt werden. Die Temperatur der Schmelzeinrichtung wird mit einem Proportionaltemperaturkontrollgerät reguliert und mittels eines Thermistors in gleitendem Kontakt mit der Mitte der oberen Schmelzwalze überwacht. Die Kopien werden sodann bei 53,6 bzw. 71,5 kp/cm² druckfixiert, was unter der Zuhilfenahme von Wärme bei Temperaturen zwischen 43,3 und 60,0° C in Teilschritten von 6" C erfolgt. Nach dem Durchlauf durch die Schmelzvorrichtung werden die Kopien auf den Fixierungsgrad, ausgedrückt in Taberzyklen, untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

Fixierung (Taberzyklen)

Temperatur, ⁰C Kontaktdruck,
kp/cm²

53,6 71,5

43.3 1,0 2,0
48,9 1,0 2,0

54.4 1,5 2,0
60,0 2,0 3,5

schine verwendet. Bei im wesentlichen identischen Testbedingungen wird der folgende Fixierungsgrad, ausgedrückt in Taberzyklen, erhalten:

Fixierung (Taberzyklen)

2«

25

S(I

Beispiel 1

Ein erfindungsgemäßer magnetischer Toner wird aus w einer Lösung hergestellt, welche 300 g eines Polystyrols und 300 g Polyhexamethylensebacat mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 24 000 in einem Gemisch von Cyclohexan und Chloroform in einem Volumenverhältnis Cyclohexan : Chloroform von 4,0:1,0 enthält Ruß- und magnetische Eisenoxidteilchen werden in der Lösung durch heftiges Rühren dispergiert Die Endkonzentrationen betragen 2,4% Polystyrol, 2,4% Polyhexamethylensebacat, 0,2% Ruß, 1,0% Eisenoxid und 94,0% Lösungsmittel. Die Lösung mit dem dispergierten Ruß und Eisenoxid wird unter Verwendung eines Sprühtrockners mit einem Spinnscheibenzerstäuber, welcher mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 30 000 UpM und einer Beschickungsrate von 200 ml pro Minute arbeitet, sprühgetrocknet Die Eingangstemperatur der Trockenluft beträgt 54,4° C und die Auslaßtemperatur der Trockenluft 383° C Das erhaltene trockene Produkt ist ein Toner mit einer volumendurchschnittlichen Teilchengröße entsprechend einem Durchmesser von ω> 153 μ mit einer geometrischen Standardabweichung von 2,17. Der Haftpunkt, die Zusammenbackung und die Untersuchung der zerkleinerten Teilchen mit einem Abtastelektronenmikroskop deuten darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich aus Polystyrol und der Kern hauptsächlich aus Polyhexamethylensebacat, Ruß und Eisenoxid besteht Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers des Vergleichsversuchs in der Testina-Temperatur, ⁰C Kontaktdruck,
kp/cm²

53,6 71,5

43,3
48,9

4,2
5,5

5,0
6,0

Aus den obigen Ergebnissen wird ersichtlich, daß dieser Toner bei im wesentlichen den gleichen Fixierungsdrücken und -temperaturen einen größeren Fixierungsgrad besitzt als das Kontrolltonergemisch des Vergleichsversuchs.

Beispiel 2

Ein magnetisches Tonermaterial wird aus einer Lösung hergestellt, die 900 g eines Polystyrols und 900 g des Reaktionsproduktes von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 2230 in einem Gemisch von Heptan und Chloroform bei einem Volumenverhältnis Heptan: Chloroform = 1,3:1,0 enthält Das Kern-zu-Wand-Verhältnis beträgt 1 :1. In der Lösung werden durch heftiges Rühren Ruß und magnetische Eisenoxidteilchen dispergiert Die Endkonzentrationen sind 2,4% Polystyrol, 2,4% Reaktionsprodukt von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure, 0,2% Ruß, 1,0% Eisenoxid und 94,0% Lösungsmittel. Die Lösung mit dem dispergierten Ruß und Eisenoxid wird unter Verwendung des beschriebenen Sprühtrockners bei 50 000 UpM und einer Beschikkungsgeschwindigkeit von 200 ml/min sprühgetrocknet Die Einlaßtemperatur der Trockenluft beträgt 71,1°C und die Auslaßtemperatur der Luft 51,7°C. Das trockene Produkt ist ein Toner einer volumendurchschnittlichen Teilchengröße entsprechend einem Durchmesser von 16,7 μπι mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,67. Der Haftpunkt, die Zusammenbackung und die Untersuchung der zerkleinerten Teilchen mit einem Abtastelektronenmikroskop deuten darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich aus Polystyrol besteht und der Kern hauptsächlich aus dem Reaktionsprodukt von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure, Ruß und Eisenoxid besteht Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers in der Testvorrichtung gemäß dem Vergleichsversuch verwendet Bei im wesentlichen identischen Testbedingungen wird der folgende Fixierungsgrad, ausgedrückt in Taberzykien, erhalten.

Fixierung (Taberzyklen)

Temperatur, °C

Kontaktdruck,

kp/cm²

53,6 71,5

433
48,9

4,5
4,5

6,0
10,0

Aus den obigen Ergebnissen wird ersichtlich, daß dieser Toner bei im wesentlichen den gleichen Fixierungsdrücken und -temperaturen einen Fixierungsgrad hat, der größer ist als derjenige des Kontrolltoner-

It

gemisches des Vergleichsversuchs. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß dieser Toner fixiert bei 23,9° C den gleichen Fixierungsgrad ergab als die Kontrollzusammensetzung des Vergleichsversuchs, welche bei 48,9° C und entsprechenden Drücken fixiert wurde.

Beispiel 3

Ein magnetischer Toner wird aus einer Lösung hergestellt, welche 647 g eines Polystyrols und 647 g Polyäthylenacelat mit einem Schmelzpunkt zwischen 40⁰C und 50°C in einem Gemisch von Cyclohexan und Chloroform in einem Volumenverhältnis Cyclohexan : Chloroform von 2,0 :1,0 enthält. Ruß und Nickelteilchen werden in der Lösung durch heftiges Rühren dispergiert Die Endkonzentrationen sind 2,4% Polystyrol, 2,4% Polyäthylenacelat, 0,2% Ruß, 0,9% Nickel und 94,1% Lösungsmittel. Die Lösung mit dem dispergierten Ruß und dem Nickel wird unter Verwendung eines Sprühtrockners der beschriebenen Art, jedoch mit einem Durchmesser von 1,52 m bei 21 000 UpM und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 200 ml/min sprühgetrocknet. Die Einlaßtemperatur der Trockenluft beträgt 57,O⁰C, die Auslaßtemperatur der Luft 43,3⁰C. Das trockene Produkt ist ein Toner mit einer volumendurchschnittlichen Teilchengröße entsprechend einem Durchmesser von 17,8 μπι mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,74. Der Haftpunkt, die Zusammenbackung und die Untersuchung der zerkleinerten Teilchen mit einem Abtastelektronenmikroskop deuten darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich aus Polystyrol besteht und daß der Kern hauptsächlich aus Polyäthylenacelat, Ruß und Nickel besteht. Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers in der Testvorrichtung gemäß dem Vergleichsversuch verwendet. Bei im wesentlichen identischen Testbedingungen wird der folgende Fixierungsgrad, ausgedrückt als Taberzyklen, erhalten.

Fixierung (Taberzyklen)

Temperatur, °C Kontaktdruck, kp/cm² 53,6

71,5

43,3 36,6 34,0

48,9 37,3 38,6

Beispiel 4

Ein magnetischer Toner wird aus einer Lösung hergestellt, welche 43 kg Polystyrol und 43 kg des Reaktionsprodukts von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 3100 in einem Gemisch von Chloroform und Heptan in einem Volumenverhältnis von Chloroform : Heptan von 1 :13 enthält In der Lösung werden Rußteilchen und Teilchen einer magnetischen Kupferlegierung durch eine heftige Rührung dispergiert Die Endkonzentrationen betragen 4,75% Polystyrol, 4,75% des Reaktionsprodukts von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure, 0,5% Ruß, 1,0% Kupferlegierungsteilchen und 89,0% Lösungsmittel. Die Lösung mit dem dispergierten Ruß und den Kupferlegierungsteilchen wird unter Verwendung des Sprühtrockners des vorstehenden Beispiels bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 21 000 UpM und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 200 ml/min sprühgetrocknet Die Einlaßtemperatur der Trockenluft beträgt 98,9° C und die Auslaßtemperatur der Luft 71,1°C. Das trockene Produkt ist ein Toner einer volumendurchschnittlichen Teilchengröße entsprechend einem Durchmesser von 12,7 μπι mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,58. Der Haftpunkt, die Zusammenbackung und die Untersuchung der zerkleinerten Teilchen mit einem Abtastelektronenmikroskop deuten darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich aus Polystyrol besteht und daß der Kern

ίο hauptsächlich aus dem Reaktionsprodukt von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure, Ruß und den Kupferlegierungsteilchen besteht. Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers in der Testmaschine des Beispiels 1 verwendet. Bei im wesentlichen identischen Testbedingungen, mit der Ausnahme, daß die Kopien ohne die Zuhilfenahme von Wärme druckfixiert werden, zeigt sich, daß der Fixierungsgrad

2.0 Taberzyklen bei einem Druck von 53,6 kp/cm² und 3,8 bei einem Druck von 71,5 kp/cm² ist.

Beispiel 5

Ein magnetischer Toner wird aus einer Lösung hergestellt, die 300 g eines Polystyrols und 300 g eines epoxidierten Phenolformaldehydharzes mit einem zah- ^durchschnittlichen Molekulargewicht von 700 in einem Gemisch von Chloroform und Cyclohexan bei einem Volumenverhältnis von Chloroform : Cyclohexan von 1,0:0,75 enthält in der Lösung werden durch heftiges Rühren Rußteilchen und Teilchen einer

jo magnetischen Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierung dispergiert. Die Endkonzentrationen betragen 4,75% Polystyrol, 4,75 epoxidiertes Phenolformaldehyd, 03% Ruß, 1,0% Aluminium-Nickei-Kobalt-Legierung und 89,0% Lösungsmittel. Die Lösung mit dem dispergierten

r, Ruß und den Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierungsteilchen wird unter Verwendung des beschriebenen Sprühtrockners mit einem Durchmesser von 1,52 m bei einer Umdrehungszahl von 21 000 UpM und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 200 ml/min sprühgetrocknet. Die Einlaßtemperatur der Trockenluft beträgt 68,3°C und die Auslaßtemperatur der Luft 52,8°C. Das trockene Produkt ist ein Toner mit einer volumendurchschnittlichen Teilchengröße entsprechend einem Durchmesser von 13,0 μπι mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,61. Der Haftpunkt, die Zusammenbackung und die Untersuchung der zerkleinerten Teilchen mit einem Abtastelektronenmikroskop deuten darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich aus Polystyrol besteht und daß der Kern hauptsächlich aus epoxidiertem Phenolformaldehyd, Ruß und Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierungsteilchen besteht Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers in der Testvorrichtung des Vergleichsversuches verwendet Bei im wesentlichen identischen Testbedingungen, mit der Ausnahme, daß die Kopien druckfixiert werden, ohne die Zuhilfenahme von Wärme, zeigt sich, daß der Fixierungsgrad bei einem Druck von 53,6 kp/cm² etwa

3.1 Taberzyklen und bei einem Druck von 713 kp/cm² etwa 5,8 Taberzyklen ist

Beispiel 6

Ein magnetischer Toner wird aus einer Lösung hergestellt, die 400 g fraktioniertes Polystyrol und 400 g des Reaktionsproduktes von Isopropylidendiphenoxyb5 propanol und Adipinsäure mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 2100 in einem Gemisch von Chloroform und Heptan bei einem Volumenverhältnis von Chloroform : Heptan von 1:13

enthält Rußteilchen und magnetische Kobaltteilchen werden in der Lösung durch heftiges Rühren dispergiert. Die Endkonzentrationen betragen 4,75% Polystyrol, 4,75% des Reaktionsproduktes von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure, 0,5% Ruß, 1,0% Kobalt und 89,0% Lösungsmittel. Die Lösung mit dem dispergierten Kuß und den Kobaltteilchen wird unter Verwendung eines Sprühtrockners der beschriebenen Art mit einem Durchmesser von 76,2 cm >nit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 50 000 LJpM und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 200 ml/min sprühgetrocknet. Die Eir.iaDtsmperatur der Trockenluft beträgt 93,3°C, die Auslaßtemperatur der Luft 76,7' C. Das trockene Produkt ist ein Toner mit einer volumendurchschnittlichen Teilchengröße entsprechend einem Durchmesser von 12,6 μπι mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,87. Der Haftpunkt die Zusainmenbackung und die Untersuchung der zerkleinerten Teilchen mit dem Abtastelektronenmikroskop deuten darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich aus Polystyrol besteht und daß der Kern hauptsächlich das Reaktionsprodukt von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure, Ruß und Kobalt ist. Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers in der Testvorrichtung des Vergleichsversuchs verwendet. Bei im wesentlichen identischen Testbedingungen mit der Ausnahme, daß die Kopien ohne die Zuhilfenahme von Wärme fixiert werden, wird bei einem Druck von 53,6 kp/cm² ein Fixierungsgrad von 1,5 Taberzyklen und bei einem Druck von 71,5 kp/cm² von 3,2 Taberzyklen erhalten.

Beispiel 7

Ein magnetischer Toner wird aus einer Lösung hergestellt, welche 363 g eines Polystyrols und 437 g epoxidiertes Phenolformaldehyd mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 700 in einem Gemisch von Chloroform und Cyclohexan im Volumenverhältnis Chloroform : Cyclohexan von 4 :3 enthält In der Lösung werden Rußteilchen und Teilchen einer magnetischen Nickel-Kupfer-Kobalt-Legierung durch heftiges Rühren dispergiert Die Endkonzentrationen sind 43% Polystyrol, 5,2% epoxidiertes Phenolformaldehyd, 0,5% Ruß, 1,1% Nickel-Kupfer-Kobalt-Legierung und 88,9% Lösungsmittel. Die Lösung mit dem dispergierten Ruß und der Nickel-Kupfer-Kobalt-Legierung wird unter Verwendung des Sprühtrockners des vorstehenden Beispiels bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 50 000 UpM und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 200 ml/min sprühgetrocknet Die Einlaßtemperatur der Trockenluft beträgt 62,8° C Die Auslaßtemperatur der Luft beträgt 51,7°C Das trockene Produkt ist ein Toner mit einer volumendurchschnittlichen Größe entsprechend einem Durchmesser von 15,0 μΐη mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,53. Der Haftpunkt, die Zusammenbackung und die Untersuchung der zerkleinerten Teilchen mit einem Abtastelektronenmikroskop deuten darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich aus Polystyrol besteht und daß der Kern hauptsächlich aus epoxidiertem Phenolformaldehyd, Ruß und der Nickel-Kupfer-Kobalt-Legierung besteht Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers in der Testvorrichtung des Vergleichsversuchs verwendet Bei im wesentlichen identischen Testbedingungen mit der Ausnahme, daß die Kopien ohne die Zuhilfenahme von Wärme druckfixiert werden, wird ein Fixierungsgrad bei einem Druck von 53,6 kp/cm² von 3,2 Taberzyklen und bei einem Druck von

.1,5 kp/cm² von 6,2 Taberzyklen erhalten.

Beispie! 8

^r, Ein magnetischer Toner wird aus einer Lösung hergestellt, die 400 g eines Polystyrols und 400 g des Reaktionsproduktes von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 2230 in einem Gemisch von

ίο Chloroform und Cyclohexan bei einem Volumenverhältnis Chloroform : Cyclohexan von 1 :3 enthält. In der Lösung werden durch heftiges Rühren Rußteilchen und magnetische Platin-Kobalt-Legierungsteilchen dispergiert Die Endkonzentrationen sind 4,75% Polystyrol, 4,75% des Reaktionsproduktes von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure, 0,5% Ruß, 1,1% Platin-Kobalt-Legierung und 88,9% Lösungsmittel. Die Lösung mit dem dispergierten Ruß und der Platin-Kobalt-Legierung wird unter Verwendung eines Sprühtrockners der beschriebenen Art mit einem Durchmesser von 1,52 m bei einer Umdrehungszahl von 21 000 UpM und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 200 ml/min sprühgetrocknet. Die Einlaßtemperatur der Trockenluft beträgt 62,8° C und die Auslaßtemperatur der Luft 48,9° C. Das trockene Produkt ist ein Toner mit einer volumendurchschnittlichen Teilchengröße entsprechend einem Durchmesser von 13,3 μπι mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,75. Der Haftpunkt die Zusammenbackung und die Untersu-

jo chung der zerkleinerten Teilchen mit dem Abtastelektronenmikroskop deuten darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich aus Polystyrol besteht und daß der Kern hauptsächlich aus dem Reaktionsprodukt von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure, Ruß und Platin-Kobalt-Legierung besteht Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers in der Testvorrichtung des Beispiels 1 verwendet Bei im wesentlichen identischen Testbedingungen mit der Ausnahme, daß die Kopien ohne Zuhilfenahme von Wärme druckfixiert werden, wird ein Fixierungsgrad bei einem Druck von

53.6 kp/cm² von 27 Taberzyklen und bei einem Druck von 71,5 kp/cm³ von 86 Taberzyklen erhalten.

Beispiel 9

Ein magnetischer Toner wird aus einer Lösung hergestellt die 300 g eines Polystyrols und 300 g des Reaktionsprodukts von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 1780 in einem Gemisch von

so Chloroform und Heptan bei einem Volumenverhältnis von Chloroform : Heptan von 1 : 1,3 enthält In der Lösung werden durch heftiges Rühren Rußteilchen und Nickeloxidteilchen dispergiert Die Endkonzentrationen sind 2,4% Polystyrol, 2,4% des Reaktionsprodukte von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure, 0,2% Ruß, 0,8% Nickeloxid und 94,2% Lösungsmittel. Die Lösung wird mit dem dispergierten Ruß und dem Nickeloxid unter Verwendung des Sprühtrockners des vorstehenden Beispiels bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 21 000 UpM und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 200 ml/min sprühgetrocknet Die Einlaßtemperatur der Trockenluft liegt zwischen 71,1 und 61,7°C Die Auslaßtemperatur der Luft liegt zwischen 51,7 und 46,1°C Das trockene Produkt ist ein Toner mit einer volumendurchschnittlichen Teilchengröße entsprechend einem Durchmesser von 15,1 um bei einer geometrischen Standardabweichung von 1,66. Der Haftpunkt, die Zusammenbackung und die Unter-

brechung der zerkleinerten Teilchen mit einem
elektronenmikroskop deuten darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich aus Polystyrol besteht und daß der Kern hauptsächlich aus dem Reaktionsprodukt von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure, Ruß und Nickeloxid besteht Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers in der Testvorrichtung des Vergieichsversuchs verwendet Bei im wesentlichen identischen Testbedingungen, mit der Ausnahme, daß die Kopien onne die Zuhilfenahme von Wärme druckfixiert werden, wird bei einem Druck von 53,6 kp/cm² ein Fixierungsgrad von 1,5 Taberzyklen und bei einem Druck von 71,5 kp/cm² ein Fixierungsgrad von 3,4 Taberzyklen erhalten.

Beispiel 10

Ein magnetischer Toner wird aus einer Lösung hergestellt, die 250 g eines Polystyrols und etwa 500 g des Reaktionsproduktes von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 1780 in einem Gemisch von Chloroform und Heptan bei einem Volumenverhältnis Chloroform : Heptan von 1 :1,3 enthält. Durch heftiges Rühren werden Rußteilchen und magnetische Nickel-Zink-Legierungsteilchen in der Lösung dispergiert Die Endkonzentrationen betragen 1,6% Polystyrol, 3,2% des Reaktionsproduktes von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure, 0,2% Ruß, 1,0% Nickel-Zink-Legierungen und 94,0% Lösungsmittel. Die Lösung mit dem dispergierten Ruß und der Nickel-Zink-Legierung wird unter Verwendung eines Sprühtrockners des vorstehenden Beispiels mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 21 000 UpM und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 200 ml/min sprühgetrocknet Die Einlaßtemperatur der Trockenluft beträgt 61,1⁰C und die Auslaßtemperatur der Luft 45,0° C. Das trockene Produkt ist ein Toner mit einer volumendurchschnittlichen Teilchengröße entsprechend einem Durchmesser von 12,3 μπι mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,58. Der Haftpunkt, die Zusammenbackung und die Untersuchung der zerkleinerten Teilchen mit einem Abtastelektronenmikroskop deuten alle darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich aus Polystyrol besteht und daß der Kern hauptsächlich aus dem Reaktionsprodukt von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure, Ruß und Nickel-Zink-Legierung besteht. Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers in der Testvorrichtung des Vergleichsbeispiels verwendet. Bei im wesentlichen identischen Testbedingungen mit der Ausnahme, daß die Kopien ohne die Zuhilfenahme von Wärme druckfixiert werden, wird bei einem Druck von 53,6 kp/cm² ein Fixierungsgrad von 4,4 Taberzyklen und bei einem Druck von 71,5 kp/cm² ein Fixierungsgrad von 9,7 Taberzyklen erhalten.

Beispiel 11

Ein magnetischer Toner wird aus einer Lösung hergestellt, die 200 g des Reaktionsproduktes einer dimeren Säure mit einem linearen Diamin und 200 g des Reaktionsproduktes von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 1780 in einem Gemisch von Chloroform und Isopropanol bei einem Volumenverhältnis Chloroform : Isopropanol von 1 :2 enthält. In der Lösung werden durch heftiges Rühren Rußteilchen und oxidierte Stahlteilchen dispergiert. Die Endkonzentrationcn sind 4,8% des Reaktionsprodukts der dimeren Säure mit einem linearen Diamin, 4,8% des Reaktions-

produktes von Isopropylidendiphenoxyprcpanol und Adipinsäure, 0,5% Ruß, 13% oxidierter Stahl und 88,5% Lösungsmittel Die Lösung mit dem dispergierten Ruß und dem oxidierten Stahl wird unter Verwendung eines > Sprühtrockners der beschriebenen Art mit einem Durchmesser von 76,2 cm bei einer Umdrehungszahl von 50 000 UpM und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 200 ml/min sprühgetrocknet Die Einlaßtemperatur der Trockenluft beträgt 66,1° C und die Auslaß-

Hi temperatur der Luft 47,8⁰C Das trockene Produkt ist ein Toner einer volumendurchschnittlichen Teilchengröße entsprechend einem Durchmesser von 11,6μπι mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,56. Der Haftpunkt, die Zusammenbackung und die Untersu- ·"■ chung der zerkleinerten Teilchen mit einem Abtastelektronenmikroskop deuten darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich aus dem Reaktionsprodukt einer dimeren Säure mit einem linearen Diamin besteht und daß der Kern hauptsächlich aus dem Reaktionsprodukt von Isopropylidendiphenoxypropanol und Adipinsäure, oxidiertem Stahl und Ruß besteht Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers in der Testvorrichtung des Vergleichsversuchs verwendet Bei im wesentlichen identischen Testbedinfc,ungen mit der Ausnahme, daß die Kopien ohne die Zuhilfenahme von Wärme druckfixiert werden, ergibt sich bei einem Druck von 53,6 kp/cm² ein Fixierungsgrad von 1,4 Taberzyklen und bei einem Druck von 71,5 kp/cm² von 3,3 Taberzyklen.

_Jo Beispiel 12

Ein magnetischer Toner wird aus einer Lösung hergestellt, welche 320 g eines Polystyrols und 320 g des Reaktionsproduktes von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 2410 in einem Gemisch von Chloroform und Cyclohexan bei einem Volumenverhältnis von Chloroform : Cyclohexan von 1 :3 enthält. In der Lösung werden durch heftiges Rühren Ruß und magnetische Nickel-Zinn-Legierungsteilchen dispergiert. Die Endkonzentrationen betragen 4,75% Polystyrol, 4,75% des Reaktionsproduktes von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure, 0,5%Ruß, 1,1 °/o Nickel-Zinn-Legierung und 89,0% Lösungsmittel.
Die Lösung wird mit dem dispergierten Ruß und dei Nickel-Zinn-Legierung unter Verwendung eines Sprühtrockners der beschriebenen Art mit einem Durchmesser von 76,2 cm bei einer Umdrehungsgeschwindigkeii von 50 000 UpM und einer Beschickungsgeschwindig keit von 200 ml/min sprühgetrocknet. Die Einlaßtempe ratur der Trockenluft beträgt 63,3° C und die Auslaß temperatur der Luft 47,8° C. Das trockene Produkt is ein Toner mit einer volumendurchschnittlichen Teil chengröße von 16,8 μπι mit einer geometrischer Standardabweichung von 1,67. Der Haftpunkt, dit Zusammenbackung und die Unterbrechung der zerklei nerten Teilchen mit dem Abtastelektronenmikroskop deuten darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich au; Polystyrol besteht und daß der Kern hauptsächlich au« dem Reaktionsprodukt von Isopropylidendiphenoxy-

bo propanol und Sebacinsäure, Ruß und der Nickel-Zinn-Legierung besteht. Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers in der Testvorrichtung des Vergleichsversuchs verwendet. Bei im wesentlichen identischer Testbedingungen mit der Ausnahme, daß die Kopier

b5 ohne Zuhilfenahme von Wärme druckfixiert werden wird ein Fixierungsgrad bei einem Druck von 53,6 kp/cm² von !0,5 Tab<?rzyk!en und hei einem von 71.f kp/cm² von 22,0 Taberzyklen erhalten.

909 618/19f

Beispiel 13

Ein magnetischer Toner wird aus einer Lösung hergestellt, welche 800 g Polystyrol und etwa 800 g des Reaktionsprodukts von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 2230 in einem Gemisch von Chloroform und Cyclohexan bei einem Volumenverhältnis von Chloroform : Cyclohexan von 1 :3 enthält. In der Lösung werden durch heftiges Rühren Rußteilchen und zerkleinerte permeable Eisenteilchen dispergiert Die Endkonzentrationen betragen 4,75% Polystyrol, 4,75% des Reaktionsproduktes von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure, 0,5% Ruß, 1,0% Eisenteilchen und 89,0% Lösungsmittel. Die Lösung mit dem dispergierten Ruß und den Eisenteilchen wird unter Verwendung eines Sprühtrockners der beschriebenen Art mit einem Durchmesser von 1,52 m bei einer Umdrehungszahl von 21 000 UpM und einer Beschikkungsgeschwindigkeit von 200 ml/min sprühgetrocknet. Die Einlaßtemperatur der Trockenluft beträgt 64,4° C und die Auslaßtemperatur der Luft 47,8°C. Das trockene Produkt ist ein Toner mit einer volumendurchschnittlichen Teilchengröße entsprechend einem Durchmesser von 17,0 μΐη mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,73. Der Haftpunkt, die Zusammenbackung und die Untersuchung der zerkleinerten Teilchen mit dem Abtastelektronenmikroskop deuten darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich aus Polystyrol besteht und daß der Kern hauptsächlich aus dem Reaktionsprodukt von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure, Ruß und Eisenteilchen besteht. Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers in der Testvorrichtung des Beispiels 1 verwendet. Bei im wesentlichen identischen Testbedingungen mit der Ausnahme, daß die Kopien ohne die Zuhilfenahme von Wärme druckfixiert werden, wird ein Fixierungsgrad bei einem Druck von 71,5 kp/cm² von 33,0 Taberzyklen und bei einem Druck von 90 kp/cm² von 43,0 Taberzyklen erhalten. Aus diesen Ergebnissen wird ersichtlich, daß diese Tonerzusammensetzung bei Drücken von 71,5 kp/cm² und 90 kp/cm² und bei Umgebungstemperatur einen Fixierungsgrad ergibt, der signifikant größer ist als derjenige der Tonerzusammensetzung des Beispiels 1 bei einer Fixierungstemperatur von 60,0⁰C.

Beispiel 14

Ein magnetischer Toner wird aus einer Lösung hergestellt, die 190 g eines Polystyrols und 284 g des Reaktionsprodukts von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 2230 in einem Gemisch von Äthyleiidichlorid und Cyclohexan bei einem Volumenverhältnis von Äthylendichlorid : Cyclohexan von 2,2 : 1 enthält. In der Lösung werden durch heftiges Rühren Ruß- und zerkleinerte permeable Eisenteilchen dispergiert. Die Endkonzentrationen sind 1,1% Polystyrol, 1,7% des Reaktionsproduktes von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure, 0,1% Ruß, 0,5% Eisenteilchen und 96,5% Lösungsmittel. Die Lösung mit dem dispergierten Ruß und Eisenteilchen wird unter Verwendung eines Sprühtrockners der beschriebenen Art mit einem Durchmesser von 76,2 cm bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 50 000 UpM und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 200 ml/min sprühgetrocknet. Die Einlaßtemperatur der Trockenluft beträgt 58,3°C und die Auslaßtemperatur der Luft 43.3°C. Das trockene Produkt ist ein Toner mit einer volumendurchschnittlichen Teilchengröße entsprechend einem Durchmesser von 10,4 μπι mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,81. Der Haftpunkt, die Zusammenbackung und die Untersuchung der zerkleinerten Teilchen mit dem Abtastelektronenmikroskop deuten darauf hin, daß die Hülle hauptsächlich aus Polystyrol besteht und daß der Kern hauptsächlich aus dem Reaktionsprodukt von Isopropylidendiphenoxypropanol und Sebacinsäure, Ruß und

ι» Eisenteilchen besteht Die Tonerteilchen werden an Stelle des Entwicklers in der Testvorrichtung des Beispiels 1 verwendet Bei im wesentlichen identischen Testbedingungen mit der Ausnahme, daß die Kopien ohne die Zuhilfenahme von Wärme druckfixiert werden,

ι■> wird bei einem Druck von 53,6 kp/cm² ein Fixierungsgrad von 7,0 Taberzyklen und bei einem Druck von 71,5 kp/cm² ein Fixierungsgrad von 8,8 Taberzyklen erhalten.

Beispiel 15

Es wurde ein Versuch durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Fließeigenschaften des Toners des Beispiels 15 verbessert werden könnten. Eine schlechte Tonerfließfähigkeh kann beim Abpacken des Toners und der Tonerabgabe zu einem Hauptproblem werden. Somit

r> wurde die Fließfähigkeit des Tonermaterials des Beispiels 14 mit verschiedenen Mengen von gepulvertem hydrophoben Siliciumdioxid, untersucht. Die Fließfähigkeit wurde gemessen, indem diejenige Tonermenge bestimmt wurde, die durch ein Sieb bei

so kontrollierten Bedingungen durchlief. Die erhaltenen Ergebnisse stimmen mit dem beobachteten Abgabeverhalten bei einer simulierten Maschinentestung überein. Das Siliciumdioxid wurde in dem Toner in Konzentrationen von 0,02 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf das

s> Gewicht des Toners, dispcrgiert, indem die Proben in einer Büchsentrommel gemischt wurden. Die triboelektrischen Werte für diese Proben wurden gegen homogene 450^m-Giasträgerperlen gemessen. Die Entwickler wurden in Behältern mit 226,8 g drei

■κι Stunden durch Walzen vermählen. Die triboelektrischen Messungen wurden nach 10, 30 und 180 Minuten durchgeführt. Die erhaltenen Werte deuten darauf hin, daß viel weniger als 1% Siliciumdioxid ausreichend ist, um die Tonerfließfähigkeit stark zu erhöhen und die

Γ) triboelektrischen Eigenschaften des Toners ausgeprägt zu beeinflussen. Es wurde gefunden, daß die Zugabe von 0,02% Siliciumdioxid eine Tonerfließfähigkeit ergibt, welche derjenigen eines üblichen vergleichbar ist. Die Zugabe von 0,1% Siliciumdioxid verbesserte erheblich

vi die Stabilität der triboelektrischen Eigenschaften des Tonermaterials des Beispiels 14 mit der Zeit und ergab auch einen annehmbaren triboelektrischen Wert. Es waren auch Anzeichen dafür vorhanden, daß die Zugabe von Siliciumdioxid die triboelektrischen Variationen

V) zwischen verschiedenen Ansätzen des Tonermaterials des Beispiels 14 vermindert. Die Zugabe von gepulvertem Siliciumdioxid verbesserte die Fließfähigkeit des Tonermaterials des Beispiels 14 bei der Maschinentestung erheblich.

Beispiel 16

Ein magnetischer Toner wird aus ein?r Lösung hergestellt, welche 431 g eines Polystyrols und 431 g des Reaktionsprodukles von Isopropylidendiphenoxypro- M panol und Adipinsäure mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 3275 in einem Gemisch von Chloroform und Heptan bei einem Volumenverhältnis Chloroform zu Heptan von 1 :1,3 enthält. Ein

19 20

Tetraisohexylsulf'onamidokupferphthalocyaninfarbstoff von 200 ml/min sprühgetrocknet Die Einlaßtemperatur wird in der Lösung durch Rühren aufgelöst In der der Trockenluft beträgt 69,4° C und die Auslaßtempera-Lösung werden durch heftiges Rühren magnetische tür der Luft 56,7° C. Das trockene Produkt ist ein Toner Eisenoxidteilchen dispergiert Die Endkonzentrationen mit einer volumendurchschnittlichen Teilchengröße sind 4,8% Polystyrol, etwa 43% des Reaktionsproduk- > entsprechend einem Durchmesser von 14,8 um mit einer tes von lsopropylidendiphenoxypropanol und Adipin- geometrischen Standardabweichung von 1,51. Es zeigt säure, 0,5% Phthalocyaninfarbstoff, 1,0% Eisenoxid und sich, daß bei den Maschinentesien dieser Toner 90,0% Lösungsmittel. Die Lösung mit dem dispergierten ausgezeichnete Kopien liefert

Eisenoxid wird unter Verwendung eines Sprühtrockners Die in den Beispielen verwendeten polymeren

der beschriebenen Art mit einem Durchmesser von 76,2 ι ο Kernmaterialien halten in jedem Falle eine Viskosität

cm bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von unier den vorher angegebenen Versuchsbedingungen

50 000UpM und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 5 χ 10⁴Ws 10⁸POiSe.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrostatographischer magnetischer Toner mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 1000 μπι und einer Zusammenback-Temperatur von mindestens 37,8° C, der in einem polymeren Hüllenmaterial eingekapselt ein Färbemittel und ein klebendes polymeres Kernmaterial mit einer Viskosität von 5 χ 10⁴ bis 10⁸PoISe bei einer Schergeschwindigkeit von 75 see"¹ und der Temperatur der angewandten Druckfixierungseinrichtung sowie einer Einfriertemperatur unterhalb oder nicht mehr als einige Grad oberhalb der Temperatur, auf die das aus dem Tonermaterial gebildete Tonerbild erhitzt wird, und gegebenenfalls feinpulveriges hydrophobes Siliciumdioxid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in dem polymeren Kernmaterial zusätzlich magnetische oder magnetisierbare Teilchen enthalten sind.

2. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die magnetischen oder magnetisierbaren Teilchen aus Metallen, Metallegierungen, Metallverbindungen, ferromagnetischen Ferriten oder deren Gemischen bestehen.

3. Toner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die magnetischen oder magnetisierbaren Teilchen eine Teilchengröße von 0,1 bis 1 μπι haben.

4. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die magnetischen oder magnetisierbaren Teilchen in einer Menge von 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Tonermaterials, enthalten sind.

5. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß das polymere Hüllenmaterial eine Zusammenback-Temperatur von mindestens 37,8⁰C, eine Einfriertemperatur oberhalb 50⁰C, ein Elastizitätsmodul von mehr als 7,03 kg/cm² und eine Druckfestigkeit von mehr als 35,2 kg/cm² aufweist.

6. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß das polymere Kernmaterial eine Viskosität von 5 χ 10⁴ bis 10⁸ Poise bei einer Schergeschwindigkeit von 75 see-' und Umgebungstemperatur sowie eine Einfriertemperatur unterhalb 30⁰C aufweist

7. Verfahren zur Herstellung des Toners nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man das klebende polymere Kernmaterial und das polymere Hüllenmaterial in einem Lösungsmittel auflöst, in der Lösung das Färbemittel löst oder dispergiert und die magnetischen oder magnetisierbaren Teilchen dispergiert, so lange Lösungsmittel entfernt, bis mindestens ein Teil des Färbemittels, ein Teil des polymeren Kernmaterials und ein Teil der magnetischen oder_magnetisierbaren Teilchen sich aus der Lösung abscheiden, und daß man dann aus der Lösung so lange weiteres Lösungsmittel entfernt, bis sich das polymere Hüllenmaterial um das Färbemittel, das polymere Kernmaterial und die magnetischen oder magnetisierbaren Teilchen herum abscheidet.