DE2405512A1

DE2405512A1 - Abbildungsverfahren

Info

Publication number: DE2405512A1
Application number: DE19742405512
Authority: DE
Inventors: Peter F Erhardt; William C Richards
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1973-03-23
Filing date: 1974-02-05
Publication date: 1974-10-03
Also published as: BR7402172D0; FR2222680B1; JPS5736586B2; GB1449363A; FR2222680A1; ES424505A1; NL7404013A; CA1036861A; JPS49129540A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Elektrostatographie und insbesondere auf ein verbessertes Abbildungsverfahren. Spezifischer ausgedrückt, wird durch die Erfindung ein elektrostatografisches Abbildungsverfahren unter Anwendung von kristallinen Tonermaterialien bereitgestellt, die ein Heißwalzschmelzen des Bildes über einen breiten Schmelzbereich erlauben.

Die Bildung und Entwicklung von Bildern auf der Oberfläche fotoleitfähiger Materialien auf elektrostatische Weise ist bekannt. Das grundlegende elektrostatografische Verfahren, wie

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ο _

es durchC.F. Carlson in der US-PS 2,297,691 beschrieben wird, umfaßt die Aufbringung einer gleichförmigen elektrostatischen Ladung auf einer fotoleitfähigen Isolierschicht, Belichtung der Schicht mit einem Lichtschattenbild unter Verbrauch der Ladung auf den Bereichen der Schicht, die dem Licht ausgesetzt sind, und Entwicklung des resultierenden elektrostatischen latenten Bildes durch Abscheidung eines fein zerteilten elektroskopischen Materials, das als "Toner" bezeichnet wird, auf dem Bild. Der Toner wird normalerweise von den Bereichen der Schicht, die eine Ladung behalten, angezogen, wodurch ein dem elektrostatischen latenten Bild entsprechendes Tonerbild geschaffen wird. Dieses Tonerbild kann sodann zu einem Kopiesubstrat, wie beispielsweise Papier, übergeführt werden. Das übergeführte Bild kann sodann permanent auf dem Kopiesubstrat, beispielsweise durch Schmelzen mit Hitze fixiert werden. Anstelle der Bildung des latenten Bildes durch gleichförmige Aufladung der fotoleitfähigen Schicht und anschließende Belichtung der Schicht mit einem Licht- und -Schattenbild kann das latente Bild durch direkte Aufladung einer Isolierschicht, die entweder fotoleitfähig oder nicht fotoleitfähig sein kann, in Bildkonfiguration gebildet werden. Das Pulver kann sodann direkt an der Isolationsschicht, sofern gewünscht, fixiert werden. In der Carlson-Patentschrift wird •angeführt, daß eine Vielzahl von Typen fein zerteilter elektroskopischer Pulver zur Entwicklung von elektrostatischen latenten Bildern angewandt werden kann. Jedoch mit dem Fortschreiten der Elektrostatographie ist die Entwicklung von Strichkopiebildern mit einem Pulver oder Toner, der aus irgendeinem Bestandteil pigmentierter thermoplastischer Harze, die spezifisch für diesen Zweck entwickelt worden sind, gebildet ist, als vorteilhaft empfunden worden. Eine Vielzahl derartiger Entwicklungsmaterialien werden erzeugt und im Handel angeboten, wobei diese zur Erzeugung dichter Bilder hoher Auflösung spezifisch zusammengesetzt bzw. mit Isoliermasse getränkt (compounded) sind. Derartige Entwicklermaterialien sind deshalb zusammengesetzt bzw. mit Isoliermasse getränkt, damit sie an der Oberfläche ei-

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nes Kopiesubstrates durch geeignete Techniken entsprechend der bestimmten Anwendungs- bzw. Auftragungsweise, in der sie angewandt werden, fixiert werden können.

Eine der wichtigen Anwendungen der Elektrostatographie umfasst ihre Anwendung in automatischen Kopiermaschinen für den allgemeinen Bürogebrauch, worin ein elektrostatisches latentes Bild mit feinen Teilchen harzartigen Toners entwickelt und das hierdurch gebildete Pulverbild auf ein Kopiesubstrat übergeführt und sodann hierauf fixiert wird. Auf die Bereitstellung geeigneter Entwickler und hiermit verbundene Fixierungstechniken für moderne Hochgeschwindigkeitskopiermäschinen sind beträchtliche Anstrengungen verwandt worden.

Obwohl heute verschiedene Entwicklungstechniken kommerziell angewandt werden, stellt das am weitesten verbreitet angewandte kommerzielle elektrostatografische Entwicklungsverfahren das unter dem Namen "Kaskaden"-Entwicklung bekannte Verfahren dar. Eine Bürokopiermaschine für allgemeine Zwecke, die diese Entwicklungsmethodik beinhaltet, ist in der US-PS 3,099,943 beschrieben. Die Kaskadenentwxcklungsmethodxk wird allgemein in einer handelsüblichen Vorrichtung dadurch durchgeführt, daß ein Entwicklergemisch, das Toner-, und Trägerteilchen umfaßt, über die Oberfläche einer ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Trommel, die eine horizontale Achse aufweist, "kaskadiert" wird. Das Entwicklergemisch kann von, einem Becken oder Sammelbehälter zum oberen Teil der Trommel mit Hilfe eines endlosen Bandförderers transportiert werden. Nachdem das Entwicklergemisch nach unten entlang der oberen Quadrantenoberfläche der Trommel in den Sammelbehälter kaskadiert ist, wird es durch das Entwicklungssystem zur Entwicklung zusätzlicher elektrostatischer latenter Bilder zurückgeführt. Die Zusammensetzung der Trägerteilchen wird so gewählt, daß die Tonerteilchen auf die gewünschte Polarität triboelektrisch aufgeladen werden. Beim Walzen oder Kaskadieren des Gemisches über die bild-tragende Oberfläche werden die Tonerteilchen auf dem

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geladenen Teil des latenten Bildes elektrostatisch abgeschieden und befestigt, während sie auf den entladenen oder Hintergrundteilen des Bildes nicht abgeschieden werden. Die meisten der versehentlich auf dem Hintergrund abgeschiedenen Tonerteilchen werden durch den walzenden Träger offensichtlich infolge der größeren elektrostatischen Anziehung zwischen dem Toner und dem Träger als zwischen dem Toner und dem entladenen Hintergrund entfernt. Dem Entwicklergemisch werden periodisch kleine Tonermengen zur Kompensierung des durch die Entwicklung abgereicherten Toners hinzugefügt. Das resultierende Tonerbild wird normalerweise zu einem Kopiesubstrat übergeführt und hiernach hierauf auf geeignete Weise geschmolzen. Die Oberfläche der Trommel wird hiernach für den Wiedergebrauch gereinigt. Dieses Abbildungsverfahren wird sodann für jede Kopie, die durch die Vorrichtung erzeugt wird, wiederholt, wobei diese Wiederholung normalerweise viele Tausend Male während der Lebensdauer des Entwicklers erfolgt. Das verwendete Tonermaterial muß geeignete elektrostatische Eigenschaften besitzen, um die Anziehung durch den Träger und sodann die selektive Anziehung durch die latenten Bilder zu gestatten. Es muß weiter physisch stark bzw. widerstandsfähig sein, um die ständige Wiederzurückführung in einer Art Aufprallbewegung zu gestatten. Weiter muß der Toner gegenüber einer Blockierung oder Aggregation bei normalen Betriebstemperaturen widerstandsfähig und trotzdem noch fähig sein, leicht an dem Kopieblatt fixiert zu werden,

Fixierungstechniken unter Verwendung von Hitze, Druck, Lösungsmitteln und verschiedenartigen Kombinationen hiervon, sind vorgeschlagen worden. Jedoch jedes dieser Systeme ist ernsten praktischen Beschränkungen unterworfen, die in den Systemen selbst und auch den hierfür verfügbaren Tonermaterialien innewohnen. Unabhängig von der angewandten Fixierungsmethodik stellen die Geschwindigkeit,Wirksamkeit und Einfachheit des Betriebes die hauptsächlichen, wünschenswerten Eigenschaften,

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die erzielt werden sollen, dar.

Die am häufigsten angewandten Fixierungstechniken bedienen sich der Verwendung von Hitze allein oder von Hitze in Kombination mit Druck. Die angewandten Tonermaterialien müssen ausreichend oberhalb der üblichen Betriebstemperaturen der vorerwähnten Vorrichtungen schmelzen oder abbinden, um eine bequeme Lagerung und Handhabung sicherzustellen. Jedoch müssen die Materialien auch bei praktisch niedrigen Temperaturen zur Vermeidung eines übermäßig hohen Energieverbrauches und einer möglichen Hitzeschädigung des Kopiesubstrates oder empfindlicher Maschinenteile schmelzen.

Es ist schon lange festgestellt worden, daß eine der schnellsten und günstigsten Methodiken der Anwendung von Hitze zum Schmelzen des Pulverbildes auf Papier darin besteht, das Pulverbild in direkte Berührung mit einer heißen Oberfläche, wie beispielsweise eine erhitzte flache Platte oder Walze, zu bringen.

Es wurde jedoch festgestellt, daß, da ein Pulverbild durch Berührungserhitzung klebrig gemacht wird, ein Teil des durch das Kopieblatt getragenen Bildes an der heißen Oberfläche derart ankleben würde, so daß bei der Kontaktierung des nächsten Ko~ pieblattes mit der heißen Oberfläche das klebrig gemachte, teilweise von dem ersten Blatt entfernte Bild, teilweise auf das nächste Blatt übertragen werden würde und gleichzeitig ein Teil des klebrig gemachten Bildes von diesem nächsten Blatt an der heißen Oberfläche anhaften würde. Dieses Phänomen wird auf dem Gebiet der Drucktechnik als "Offset" bezeichnet, Für ein vorgegebenes System wird diese obere Temperaturgrenze als "heiße Offsettemperatur" bezeichnet. Somit sind Berührungshitzeschmelzvorrichtungen inhärent auf die Anwendung von Temperaturen und Tonern beschränkt, die keinen "heißen Offset" des Tonermaterials bewirken.

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Es ist weiterhin erforderlich, daß der bestimmte Toner bei einer Temperatur oberhalb der minimalen Schmelztemperatur angewandt wird. Die Temperatur, bei der ein Toner schmilzt, stellt jene Temperatur dar, bei der die Viskosität des Toners niedrig genug wird, um die Anhaftung des Toners an dem Aufnahme-, blatt zu erlauben und wird als die "minimale Schmelztemperatur" bezeichnet. Die minimale Schmelztemperatur und die heiße Offsettemperatur sind maschinenbezogene Parameter (abhängig von Druck, Eigenschaften der Erhitzungsoberfläche, Geschwindigkeit etc) und der Unterschied zwischen den zwei Temperaturen definiert eine Schmelzbreite von annehmbaren Viskositätsbereichen für die Bildfixierung.

Anfänglich haben die ernsten praktischen Einschränkungen, die sich durch den Offset der Toner auf der heißen Berührungsoberfläche ergeben, und die engen Schmelzbreiten, die mit den bisher bekannten Tonermaterialien erhältlich sind, zur Zurückweisung von Kontaktschmelzvorrichtungen zugunsten von anderen Hitzeschmelzvorrichtungen, hauptsächlich Strahlungselementheizvorrichtungen mit Reflektoren, geführt. Die kürzlichen Erhöhungen der Vorrichtungsgeschwindigkeit und die Anwendung von Tonern, die relativ hohe Glasübergangstemperaturen zur Vermeidung der Blockierung der Tonermaterialien während der Lagerung aufweisen, haben die Anwendung von Heizeinheiten hoher Kapazität erforderlich gemacht. Derartige Einheiten führen zu den im Konflikt stehenden Problemen der Bereitstellung geeigneter Hitze zum Schmelzen, während das Verkohlen der Papierkopiesubstrate vermieden wird und des geeigneten Verbrauches der aus der Schmelzeinheit bzw. den -einheiten entwickelten Hitze. Um somit das Versengen oder die Entfärbung des Papiers zu vermeiden, sind zusätzliche Ausrüstungen, wie beispielsweise komplexe, kostenaufwendige Kühleinheiten erforderlich, um mit den großen Hitzemengen, die durch die Schmelzvorrichtung erzeugt werden, umzugehen. Die unvollständige Entfernung der entwickelten Hitze

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kann zu Unbequemlichkeiten des Personals und zur Zerstörung von hitzeempfindlichen Maschinenkomponenten führen. Darüberhinaus überwiegen der erhöhte Raumbedarf der durch die Heiz- und Kühleinheiten eingenommen wird und deren hohe Betriebskosten häufig die durch die erhöhte Maschinengeschwindigkeit erzielten Vorteile.

Wenngleich weitere Fortschritte auf dem Gebiet der Fixierungeinschließlich der Verwendung von Offset-verringernden Walzenoberflächen geeignetere Vorrichtungen zum Schmelzen von Tonerbildern durch die Anwendung von Hitze und Druck mit ver*- ringertem Offset gebracht haben, sind diese Vorrichtungen noch Einschränkungen des Betriebes innerhalb enger Temperaturtoleranzen infolge der engen Schmelzbreiten, die mit den bisher verfügbaren Tonermaterialien erhältlich sind, unterworfen. Beispielhaft für diese Berührungsschmelzvorrichtungen sind jene die in den US-Patentschriften 3,256,002, 3,268,351, 3 291,466, 3,437,032, 3,498,596 und 3,539,161 beschrieben sind, wobei hiermit auf diese Patentschriften Bezug genommen wird. Die Tonermaterialien gemäß der Erfindung sind besonders in Verbindung mit derartigen Berührungs- bzw, Kontaktschmelzvorrichtungen verwendbar.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein verbessertes Verfahren zum Erhalt eines harzartigen Bildes, das auf ein Kopiesubstrat fixiert ist, zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines elektrostatografischen AbbildungsVerfahrens unter Verwendung von Tonermaterialien, die ausreichend hohe Blockierungstemperaturen aufweisen, um die praktischen Probleme zu vermeiden, die mit der Blockierung des Tonermaterials bei den normalerweise in elektrostatografischen Kopiermaschinen angewandten Betriebstemperaturen verbunden sind.

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrostatografischen Abbildungsverfahrens unter Verwendung von Tonermaterialien, die relativ niedrige minimale Schmelztemperaturen aufweisen, wodurch die Verwendung von übermäßig hohen Wärmemengen vermieden wird, die ernste technische und praktische Probleme hervorrufen könnten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrostatografischen Abbildungsverfahrens unter Verwendung von Tonermaterialien, die ausreichend hohe Offsettemperaturen aufweisen, um die nachteiligen Wirkungen, die durch die "Offset"-Erscheinung des heißen Tonermaterials hervorgerufen werden, zu vermeiden.

Eine weitere Aufgabenstellung der Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrostatografischen AbbildungsVerfahrens unter Verwendung von Tonermaterialien, die breite Schmelzspielräume bzw, -breiten aufweisen, wodurch ein hohes Ausmaß an Flexibilität in elektrostatografischen Kopiersystemen erzielt wird, die das Heißwalzenschmelzen der Tonerbilder anwenden.

Diese und andere Aufgaben werden gemäß der Erfindung durch die Schaffung eines Verfahrens zur Entwicklung einer ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Oberfläche gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine ein elektrostatisches latentes Bild tragende Oberfläche mit einem Entwickler entwickelt, der einen Toner umfaßt, der als ein kristallines Polymeres charakterisiert ist und :

(i) einen Schmelzpunkt von 50 bis 150⁰C, und vorzugsweise von 55 bis 100⁰C,

(ii) eine Aktivierungsenergie für den viskosen Fluß von weniger als 35 K,cal/Mol und vorzugsweise weniger als 15 K.cal/Mol»

(iii) Bahnwiderstandsfähigkeiten (bulk resistivities) von mehr

1 2
als 10 Ohm-cm und

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(iv) ein Molekulargewicht innerhalb des Bereiches von 5000 bis 200.000 ,

aufweist und das entwickelte Bild dadurch fixiert, daß man die das entwickelte Bild tragende Oberfläche durch eine Hitze- und Druckzone führt.

Bei der Druckwalzenfixierung elektrostatografischer Toner sind drei miteinander verbundene Parameter von äußerster Wichtigkeit für das Tonerverhalten: (1) die minimale Schmelztemperatur ,MFT, (die minimale Temperatur, die zum Schmelzen des Toners erforderlich ist); (2) die heiße Offsettemperatur, HOT, (die minimale Temperatur, bei der die heiße Tonerschmelze an dem Druckelement anzuhaften beginnt, d.h. die maximale Betriebstemperatur, die diesen Typus des Fixierungsversagens vermeidet) ; und (3) der Schmelzspielraum bzw. die Schmelzbreite, FL, (der Betriebsbereich, der als Unterschied zwischen HOT und MFT definiert ist),

Viskositäts-Temperaturbeziehungen für Tonermaterialien sind aufgestellt worden und es wurde ermittelt, daß ein gewisser Viskositätsbereich für den Beginn des Schmelzens erforderlich ist. Es wurde festgestellt, daß ein zweiter, etwas niedrigerer Viskositätsbereich dem "Offsetting" entspricht. Der Unterschied zwischen diesen Viskositätsbereichen wird das sogenannte "Schmelzfenster" ("fusing window") genannt. Das Schmelzfenster hängt in einem großen Ausmaß von den spezifischen Vorrichtungsparametern, wie den Komponenten, der Konfiguration, der Geschwindigkeit etc. ab. Für den maximalen Bereich des Fixierungsvorgangs, d.h. die maximale Schmelzbreite ist ein Toner erforderlich, der eine minimale Temperaturabhängigkeit der Viskosität und eine maximale Durchquerung des Schmelzfensters aufweist.

Es ist festgestellt worden, daß die gemäß der- Erfindung angewandter Tonermaterialien diese Kriterien erfüllen. Darüberhinaus kontrollieren die Schmelzpunkte der gemäß der Erfindung ange-

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wandten kristallinen Polymeren das Blockierungsverhalten der Tonermaterialien wirksam. Diese scharf schmelzenden kristallinen Toner blockieren unter üblichen Raumbetriebsbedingungen nicht; sie schmelzen jedoch scharf in der Nähe der minimalen Schmelztemperatur und ergeben einen breiten Durchgang durch das Schmelzfenster.

Es ist wünschenswert und.ein hauptsächliches Merkmal der Erfindung, daß das Tonermaterial scharf bei einer Temperatur schmilzt, die sicher oberhalb den Raumbetriebsbedingungen für das System liegt, es ein Molekulargewicht aufweist, das geeignet ist, das Tonermaterial auf eine Viskosität zu bringen, die eine Anhaftung an dem Kopieblatt leicht ergibt, und das einmal gescholzen eine relativ niedrige Aktivierungsenergie und langsame Viskositätveränderung mit zunehmender Temperatur derart besitzt, daß das breitest mögliche Schmelzfenster erreicht werden kann. Die kristallinen Tonermaterialien, die gemäß der Erfindung angewandt werden, weisen niedrige Aktivierungsenergien für den viskosen Fluß auf, der in der Größenordnung von weniger als 35 Kcal/Mol und vorzugsweise weniger als 15 Kcal/Mol liegt. Darüberhinaus schmelzen die kristallinen Tonermaterialien, die in der Erfindung verwendet werden, scharf und weisen eine minimale Abhängigkeit der Viskosität von der Temperatur auf.

Die in den Tonermaterialien angewandten kristallinen Polymeren, die gemäß der Erfindung verwendet werden, stellen jene dar, die (a) Schmelzpunkte von 50 bis 15O°C, und vorzugsweise von 55 bis 100°C, (b) Aktivierungsenergien für-den viskosen

Fluß von weniger als 35 Kcal/Mol und vorzugsweise weniger als

1 2 15 Kcal/Mol, (c) Bahnwiderstandsfähigkeiten von mehr als 10 0hmcm und (d) Molekulargewichte von 5000 bis 200.000 und bevorzugter 2O.OOO bis 100.000, aufweisen. Die genaue Wahl des Molekulargewichtes hängt natürlich von der Polymerstruktur und der Molekulargewichtsverteilung ab. Im allgemeinen wird das bevorzugte

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Molekulargewicht niedriger bei polaren Polymeren als bei nichtpolaren Polymeren liegen. Besonders geeignet für die in der Erfindung verwendeten Tonermaterialien sind die folgenden Polymeren, die die angegebenen Schmelzpunkte Tm(⁰C) aufweisen und in den angegebenen Literaturstellen beschrieben sind. Die erste Zahl in der Spalte der Literaturstellen stellt eine Identifizierungsnummer für die Literaturstelle dar, wie sie in Polymer Handbook, Herausgeber H.Brandrup und F.H, Immergut, Interscience Publishers, New York, New York, dritte Auflage (1967) , Seiten III-51 bis III-59, angegeben sind.

•32'

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Polyester

Polymeres

Poly-1^-cyclopropendimethylen-isophthalat
Poly-decamethylen-adipat

Poly-decamethylen-azelat
Poly-decamethylen-oxalat
Poly-decamethylen-sebacat

Poly-decamethylen-succinat
Poly-eicosamethylen-malonat

Poly-äthylen-p- (carbophenoxy) ^-butyrat
Poly-äthylen-p-(carbophenoxy)-undecanoat
Poly-äthylen-p-phenylen-diacetat

Poly-äthylen-secabat

Tm(⁰C)

100 77 80 69 79 80 73 68 69

Poly-äthylen-succinat 103

Poly-hexamethylen-carbonat 60

Poly-hexamethylen-p-(carbophenoxy)-undecanoat 72 Poly-hexamethylen-oxalat 66

Poly-hexamethylen-sebacat 67

Poly-hexamethylen-suberat 58

Poly-hexamethylen-succinat 57

Poly-4,4'-isopropylidendiphenylen-adipat 80 Poly-4,4'-isopropylidendiphenylen-malonat 96 Poly-4 ,4 ' -isopropylidendiphenylen-1 -methylcyclo·- 90 propan-dicarboxylat, trans

34, 29 (1959) (1931)

Literaturstelle

860 Makromol.Chem., 67, 124 (1963) 300 J.A.C.S., 51, 2650 (1929) 81 Chem.Rev., 56, 403 (1956) 137 Makromol.Chem. __ 305 Chem.Rev., 8, 35T 137 Ibid, 294 J.Poly.Sei., 3, 609 (1948) 290 J.Poly.Sei., 8, 503 (1952). 868 Condensation Polymers (Poly.Rev.,

'1O) Inter science, N. Y, (1965) 290 Ibid. 290 Ibid.

325 j.Poly-Sci., 5^, 417 (1962) 341 Collection Czech.Chem.Common , 2_7, 2864 (1962)

302 J.A.C.S., 52, 711 (1930) 265 J.Chem.Soc". , 1952, 2633 137 Ibid. 46 Compt.Rend.de la 2e Reunion de Chemie Physique(2-7 Juni 1952,

Paris) S. 302 Ibid. 290 Ibid.

820 J.A.C.S., 5!2, 314 (1930) 290 Ibid. 305 Ibid.

290 Ibid.

291 Ibid. 305 Ibid.

837 J.Poly.Sei,,-40, 399 (1959) 868 Ibid. *^~ 860 Ibid.

Forts. Polyester

Polymeres

Poly-nonamethylen-azelat Poly-nonamethylen-terephthalat Poly-octamethylen-4,4'-(äthylendioxy)-dibenzoat Poly-octamethylen-dodecandioat Poly-pentamethylen-terephthalat

Poly-m-phenylen-cyclopropandicarboxylat, trans Poly-m-phenylen-cyclopropandicarboxylat, eis Poly-tetramethylen-carbonat Poly-tetramethylen-p-p'henylen^diacetat Poly-tetramethylen-sebacat Poly-trimethylen-dodecandioat Poly-trimethylen-octadecandioat

Poly-trimethylen-oxalat

Poly-trimethylen^-undecandioat p-xylol-adipat

p-xylol-azelat Poly-p-xylol-sebacat Poly-propylen-terephthalat Poly-diäthylenglykol-terephthalat Poly-1,4-(2-buten)-sebacat, eis Poly-1,4-(2-buten)-sebacat, trans

Tm(⁰C)	405	Literaturstelie	, 1869 (1965)	, 147 (1960)	■	(1952)	I
65	99	J,Poly.Sei. ,A3	,38			(1952)
85	290	Makromol.Chem.				(1951)	u>
122	291	Ibid.				I
73	99	Ibid.
134	291	Ibid.
116	860	Ibid,
105	860	Ibid.		(1930)
65	820	Ibid.	314
59	325
63	325	Ibid. *"""		(1942)
60	107	Ibid.	154	(1932)
61	307	J,A.C.S.,64,	1559
76	107	J.A,C,S,, 54,		(1930)
76	821	Ibid.	3292
86	305	J,A,C.S. ,"--52,
88	107	Ibid. """"*
59	325	Ibid.
70	325	Ibid.
59	325	Ibid.
84		Ibid.	2633
122		J. Chem.Soc.,	2633
65		J. Chem.Soc.,	1066
58		J.A.C.S. ,^-73,
68	Ibid.

Polyacrylate und Methacrylate

Polymeres

Polyacrylat,-ally1

Polyacrylat,-isobutyl

Polyacrylat,-isopropyl, syndiotactisch Polymethacrylat-tert.-butyl,isotactisch

Tm(⁰C)

Literatursteile

278 Makromol.Chem., 60, 233 (1963)

202 Makromol.Chem. , "So, 116 (1961) 113 Makromol.Synth., 1, 30 (1963 zitiert)

851 J.P.S., A2, 1105 71964)

Polyaldehyde

Polymeres

Poly-1,4-cyclohexylen-dlmethylen-formal,r trans Poly-divinylbenzal
Poly-divinylbenzal, 2-methyl Poly-divinylbenzal, 4-methyl Poly-isophthalaldehyd
Poly-octadecamethylen-formal Poly-nonamethylen-formal
Poly-terephthalaldehyd
Poly-tetradecamethylen-formal Tm(⁰C)

Literaturstelle

78 369 J.Appl.Poly.Sei.,7, 1975 (1963)

830 Polymer ScI₁(USSRT, 3, 915 (1962)

95 83Q Ibid.

830 Ibid, .

80 801 Polymer Sei. (USSR),·2, 423 (1961)

72 825 J.A.C.S., 57, 925 (1935)

55 825 Ibid. """"

.120 801 Ibid.

69 825 Ibid.

Polyvinyl-ester und -ather

■»s. O

Polymeres

Polyvinyl-butyl-äther Polyvinyl-äthyl-äther Polyvinyl-isobutyl-äther

Polyvinyl-isopropyl-äther Polyviny1-2-methoxyäthyleather Polyvinyl-propyl-äther Polyvinyl-2,2,2-trifluoräthyl^äther Polyvinyl-stearat

Tm(⁰C)	114	Literaturstelle	9 (1960)
64	114	J.Poly.Sei, , 4J₁,
86	46 269	Ibid.	202 (1963)
115 117	269	Ibid. Makromol.Chem.,
98	114	Ibid.
73	114	Ibid.	•
76	114	Ibid.
128	846	Ibid.	(1964)
54	J,Poly.Sei., B2,
	r 51

60,




■ 31

Cellulose-Derivate

•ίο co oo

Polymeres

Cellulosetricaprat

Cellulosetricaproat Cellulosetrxcaprylat Cellulosetriheptylat Cellulosetrilaurat

Cellulosetrimyristat Cellulosetripalmitat Cellulosetrivalerat

Tm(⁰C)	144	Literatursteile	(1951)	-16-
88	144	Ind.Eng.Chem., 43, 688
94	117	Ibid.	960)
116	144	J.Poly.Sei., 24, 307 (1
88	144	Ibid.
91	144	Ibid.
106	144	Ibid.
105	144	Ibid.
122	Ibid.

Polyene

Polymeres

Tm(⁰C) Literatursteile

Poly-allen

Poly-allen, tetrafluor

1,4-poly-1,3-butadien, trans

1,4-poly-1,3-butadien, 2-tert butyl, eis

1,4-poly-1,3-butadien, 2-chlor(chloropren), trans

1,4-poly-1,3-butadien, 1-methoxy, trans

1,4-poly-1,3-butadien, 2-methyl(isopren), trans

Poly-1 buten, 3-methyl (über Hydridverschiebung)

Polydiketen

Polyäthylen

122 126 100 106 115 80 118 65 74. 68 55 66 115 115 110

(andere

Polyäthylen co-cyclohepten 74

1,4-poly-1,3-heptadien, trans,isotactisch 85

1 ,4-poly-1 ,3-heptadien, trans,isotactisch _t -6-^methyl 119 Poly-1 hepten, 6,6-dimethyl

Poly-1 hexadecen

Poly-1 hexen, 5-methyl

1,4-poly-1,3-hexadien, trans, isotactisch

1 ,4-poly-1 ,3-hexadien, trans, isotactisch,■^'-methyl

Poly-1-octadecen

1,4-poly-1,3-octadien, trans, isotactisch
1,4-poIy-1,3-pentadien, trans, isotactisch
Poly-1-penten
Poly-1-penten

Poly-1-penten, 5 cyclohexyl
Poly-1-tetradecen

818 J.Poly.Sei. ,A1_, 655 (1963)

38 Chem. Ind. (London) , J_957, 252 Chem.Hugh Polym. (Tokyo)J_9,667 (1962) 299 J.Poly.Sei.,A2, 4261 (1964) 229 J.Chem.Soc. ,X9_42,

81 Chem.Rev. ,5_6, 903 (1956) 329 J.Poly.Sei,,A2, 4621 (1964) 46 Ibid.

81 Ibid.

287 J.Poly.Sei.,A2, 159 (1963) 332 Makromol.Chein.,64, 1 (1963) 319 Makromol.Chem.,Y7, 26 (1964) 190 Compt.Rend.,25ji, 2570 (1964) 217 J. Poly. Sei. ,5>8, 925 (1962)

46 Ibid, ,

höher) -*

259 Chem.Ind, (Mailand) ,4_4,1212 (1962) V 391 Chem,Ind.(Mailand),4£_f1158 (1964) 371 Ibid.

282 J,Poly.Sei. ,Al_-. 751 (1963) 250 Chem.Ind.(London),1962, 2010

Unveröffentlichte Ergebnisse (L.H.Lee) 371 Ibid. 371 Ibid.

6 Unveröffentlichte Ergebnisse (R,L,Miller^

90 J.Appl.Poly,Sei.,1,73(1959) 371 Ibid. "

189 J.Poly.Sei. ,51 ,463 (1961)

276 Makromol.Chem.,61, 48

164 (1963)

J.Poly.Sei.,2J,517 (1956) 9 Atti Accad.Nazi,Lincei,Rend. _r

Classe Sci.Fis,,Mat,Nat.20_r 282 Ibid. ~~

328 J.Poly.Sei,,A2, 4461 (1964) 250 Ibid.

(1956)

Poly-Säuren, -lactone und -anhydride

Polymeres Poly-adipinsäure anhydrid

Poly-7-aminoenanthsäure, N-methyl Poly-6-aminothiocapronsäure

Poly-11-aminoundecansäure, N-methyl Poly-dodecandicarbonsäure anhydrid Poly-(äthylendithio)diesslgsäure anhydrid Poly- (äthylendithio)dipropionsäure anhydrid Poly-2,5-furandipropionsäure anhydrid Poly-glycolsäurelacton, hydroxyäthy1 Poly-1O-hydroxydecansäure Poly- (N-methyl«· 2 ,5-tetrahydropyrrol) dipropionsäure·

anhydrid

Poly-octadecandicarbonsäure anhydrid Poly-4,4'-pentamethylendibenzoesäure -anhydrid Poly-p-phenylendlessigsäure-anhydrid Poly-(m-phenylendloxy)dlessigsäure-anhydrid Poly ρ« phenylendiproplonsäure-anhydrid Poly-(p-phenylendithio)-dipropionsäure anhydrid Poly-pimelinsäure anhydrid Poly-ß-propiolacton Poly-sebacinsäureanhydrid Poly-suberinsäure-anhydrid Poly-tetradecandicarbonsäure-anhydrid

Poly-thiodipropionsäure-anhydrid Poly-2,5-thiopenylendlpropionsäure-anhydrid

Poly-tridecanflicarbonsäure-anhydrid Poly-undecandicarbonsäure-anhydrid PoIy-D-valerolacton

Poly-(p-xyloldithio)diessigsäure-anhydrid Poly- (p-xyloldithio)diproprionsäure-anhydrid

Literatursteile

	85	840	J.A.C.S., 52, 4110 (1930)	964)	I
	98	841	J.Poly Sei., 8.1 (1952)	amides,	9,55 öS
	65	828	Polymer.Sei. (USSR) , j>,157(1	964)
1	20	402	Synthetic Heterocahin Poly
			Daniel Davey & Co. , N.Y. (]		)
	80	402	Ibid.		20(1959
	87	823	J.A.C.S., 55, 5023 (1933)
	83	827	J.Poly.Sci7,A1, 1323 (1963)
	75	827	Ibid.
	67	827	Ibid.
	89	305	Chem.Rev., 8, 353 (1931)
	80	309	J.A.C.S., 55", 4714 (1933)
1	03	827	Ibid.		ro
	95	823	Ibid.
1	18	854	J.P.S., 29, 343 (1958)		O
	92	827	Ibid.'	(Jl
1	30	827	Ibid.	(Jl
	92	827	Ibid.
	50	857	Chem.High Polymers(Tokyo),1
	55	827	Ibid.
	55	82 3	Ibid.
1	22	317	Makromol.Chem.,£7,237 (1961
	80	826	Bull.Chem.Soc.(Japan),32,11
	82	822	*J.A.C.S., 54, 1569 (1932)**
	66	823	Ibid.
	91	823	Ibid.
	55	857	Ibid.
	78	827	Ibid.
	78	823	Ibid.
	70	823	Ibid.
	55	844	J.A.C.S., 54, 761 (1932)
	53	305	Ibid.
	88	827	Ibid.
		857	Ibid.
	91	827	Ibid.
	55	857	Ibid.

Polyamide, Urethane und Oxadiazole

Polymeres

Poly-decamethylen 3,3'-methylendibenzoamid

Poly-decamethylen-phthalamid Poly-(äthylendioxy)diäthylen 1,4-piperazin-

diacetamld

Poly-äthylen mucoamid

Poly-hexamethylen adipamld, N,N¹-dimethyl Poly-hexamethylen dimethylmalonamid Poly-hexamethylen-(hexamethylendioxy)-dipropion amid

Poly-hexamethylen 1-methylcyclopropan carboxamid, trans

Poly-hexamethylen 3,3'-methylendibenzoamid

(p-phenoxy)-diacetamid (tetramethylendioxy)-

Poly-hexamethylen
Poly-hexamethylen
dipropionamid

Poly-hexamethylen 4,4'-(trimethylendiphenylen)-dioxydiacetamid

Poly-4,4'-methylendiphenylen adipamid, Ν,Ν'-diäthyl

Poly-4,4'-methylendiphenylen azelamid, N,N'-dimethyl

Poly-octamethylen 2,5-(1,3,4-oxadiazol) Poly-octamethylen phthalamid
Poly-oxydiäthylen hexamethylendiurethan Poly-oxyditetramethylen hexamethylendiurethan Poly-o-phenylen sebacamid

Poly-piperazin(trimethylendithio)-dipropionamid Poly-tetramethylen succinamid, N,N'-dimethyl Poly-p-xylol-malonamid

Tm(⁰C)	402	Literaturstelle	I VO	ro
65	868	Synthetic Heterochain Polyamides		40551
115	291 402 402 402
115 61 75 117	402
105	806 402 402	D.Davey & Co., N.Y. (1964) Condensation Polymers: By Interfacial and Solin Methods, (polymer Rev. 10), Interscience, N.Y. (1965)
115 113 86	402	J.Poly.Sei., 3, 609 (1948) Ibid. Ibid. Ibid.
110	402	Ibid.
80	402	J. Chem.Soc.,'1956, 542, 546 Ibid. Ibid.
62	402 862 868 866	Ibid.
58 100 123 120	866 868 402 402 402	Ibid.
124 125 100 123 110	Ibid.
	Ibid. J.Poly.Sei.,B2, 237 (1964) Ibid. Angew Chem., Α59/ 257 (1957)
Ibid. Ibid. Ibid. Ibid. Ibid.

Polyäther

Polymeres

Poly-butadien-oxid Poly-2-buten-oxid, trans Poly-decamethylen-oxid

Poly-äthylen-oxld

Poly-hexamethylen-oxid Poly-oxacyclobutan (trimethylen-oxid), 3,3-bis-

äthoxymethyl Poly-propylen-oxid

Poly-tetrahydrofuran (tetramethylen-oxid)

Poly-dodecen-oxid

Tm(⁰C)

74 114

79 72 60

66 62 72 66

58 83

75 75 73

37 35 60

79

Literaturstelle

809 J.Poly.Sei.,£7, 486 (1960) 399 J.Poly.Sei.,£7, 489 (1960)

181 J.Poly.Sei.,50, 13 (1961) 180 Proc.Roy.Soc.,(London),A238,1(1956) 291 J.Poly.Sei. ,J3,609 (1948)

81 Chem. Rev., 5j5, 903 (1956)

180 Ibid.

318 Makromol.Chem. ,6J3,89 (1963) 348 Repts.Prog.Polym.Phys. in Japan, §_, 303 (1963)

181 Ibid.

808 J.Chem.Soc.,1955, 3648 ι

18 J.A.C.S., /78, 690 (1956) 377 Polymer, J5, 547 (1964) 285 J.Poly.Sex.,Al, 1105 (1963)

180 Ibid. 348 Ibid. 366 Polyethers, Vo.1,Interscience, N.Y. (1963) ' D.J.Marks, Ph.D.Thesis,Manchester University, 1961

CD

cn cn

Polyepihalohydrine

Polymeres

Tm(⁰C)

Literaturstelle

Poly-epibromhydrin Poiy-epichlorhydrin

Poly-epifluorhydrin

Polymeres

Poly-tetramethylensulfon

112 117 121 135 68

Sulfone

Tm(⁰C)

100

809 J.Poly.Sei., £7, 486 (1960) 119 J.Poly.Sei., _40, 571 (1959) 194 Dissert.Abstr. ,2_2,1O29 (1961) 318 Makromol.Chem. ,6J3, 89 (1963) 119 Ibid.

Literatursteile

845 J.Poly.Sei.,B2, 35 (1964)

to

IO
I

Die Bezeichnung "kristalline Polymere" soll Homopolymere,Copolymere und Gemische von Polymeren und/oder Copolymeren, worin zumindest eine Komponente kristallin ist und einen Schmelzpunkt in dem definierten Bereich und eine Gesamtaktivierungsenergie in dem definierten Bereich aufweist, einschließen. Beispiele geeigneter Copolymeren schließen Copolyester, beispielsweise die durch Äthylensebacat und Äthylensuccinat; Hexamethylensebacat und

Äthylensuccinat und dergleichen gebildet werden; Polyolefincopolymere, beispielsweise die zwischen Äthylen und Propylen gebildet werden, gemischte Copolymere, wie Äthylen und Vinylacetat, Copolyamide; Copolyäther und dergleichen ein.

Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandten Toner sind wünschenswerterweise durch ein geeignetes Pigment oder einen geeigneten Farbstoff gefärbt. Tonerfärbemittel sind gut bekannt und schließen beispielsweise Ruß, Nigrosinfarbstoff, Anilinblau, Calco Oil Blue, Chromgelb, Ultramarinblau, Chinolingelb, Methylenblauchlorid, Monastralblau, Malachitgrünoxalat, Lampenruß, Bengalrosa, Monastralrot, Sudanschwarz BN und deren Gemische ein. Die Pigmente oder Farbstoffe sollten in dem Toner in einer zu dessen starken Färbung ausreichender Menge derart vorliegen, so daß dieser ein klar sichtbares Bild auf einem Äufzeichnungselement ergibt. Somit kann beispielsweise, wenn herkömmlich elektrostatografische Kopien getippter Dokumente gewünscht sind, der Toner schwarze Pigmente wie Ruß oder schwarzen Farbstoff, wie Sudanschwarz BN-Farbstoff, erhältlich durch die GAF Corporation, darstellen. Das Pigment wird vorzugsweise zum Erhalt einer ausreichenden Farbdichte in einer Menge von etwa 1 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des gefärbten Toners, angewandt. Wenn das Tonerfärbemittel einen Farbstoff darstellt, können wesentlich kleinere Mengen des Färbemittels angewandt werden. Die Färbemittel können mit der Harzkomponente vor, während oder nach der Polymerisierung der Harzkomponente vermischt werden. Offensichtlich sollte jegliches Färbemittel, das die Polymerisierung

409840/0927

inhibiert, mit dem Harz nach dessen Bildung vermischt werden.

Weichmacher und Schmelzenverdünnungsmittel können auch soweit angewandt werden, als sie die scharfe Schmelzeigenschaft, den Temperaturkoeffizienten der Viskosität oder die Viskosität der Tonermaterialien nicht nachteilig beeinflussen. Somit können die Weichmacher und die Schiaelzverdünnungsmittel auch kristalline Materialien darstellen, die ihre Kristallinität in dem Endtonermaterial aufrechterhalten und keine zu geringe Viskosität aufweisen sollten. Wenn derartige Materialien angewandt werden, müssen sie von Fall zu Fall ausgewählt werden, um sicherzustellen, daß sie die Endeigenschaften des Tonermaterials nicht nachteilig beeinflussen.

Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandten Tonermaterialien können durch jegliche bekannte Tonervermischungs- und Vermahlungstechnik hergestellt werden. Beispielsweise können die Bestandteile gründlich durch Vermischen und Vermählen der Komponenten und nachfolgende Mikropulverisierung des resultierenden Gemisches vermischt werden. Eine weitere, gut bekannte Technik zur Bildung der Tonerteilchen stellt die Sprühtrocknung oder die Gefriertrocknung einer Dispersion, einer heißen Schmelze oder einer Lösung des Tonermaterials dar.

Wenn die in dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandten Tonermaterialien in Kaskadenentwicklungsverfahren angewandt werden sollen, sollten die Tonerteilchen einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 30 ,u und vorzugsweise zwischen etwa 3 und etwa 10 ,u zum Erhalt optimaler Ergebnisse besitzen. Teilchendurchmesser werden im allgemeinen als Optimum für die verschiedenen bekannten Typen der Entwicklung bestimmt.

Geeignete beschichtete und unbeschichtete Trägermaterialien für die Kaskaden- und Magnetbürstenentwicklung sind auf dem Gebiet

-24-

409840/09??

gut bekannt. Trägerteilchen können elektrisch leitfähig, isolierend, magnetisch oder nicht-magnetisch unter der Voraussetzung sein, daß die Trägerteilchen eine Ladung einer entgegengesetzten Polarität zu der der Tonerteilchen erwerben, wenn sie in enge Berührung mit den Tonerteilchen gebracht werden, so daß die Tonerteilchen an den Trägerteilchen haften und diese umgeben. Wenn eine Positivreproduktion eines elektrostatischen Bildes gewünscht wird, werden die Trägerteilchen derart gewählt, daß die Tonerteilchen eine Ladung einer Polarität annehmen, die zu der des elektrostatischen latenten Bildes entgegengesetzt ist. Wenn in alternativer Weise eine Umkehrproduktion des elektrostatischen Bildes gewünscht wird, werden die Träger derart gewählt, daß die Tonerteilchen eine Ladung der gleichen Polarität wie jene des elektrostatischen Bildes annehmen. Somit werden die Materialien für die Trägerteilchen entsprechend ihren triboelektrischen Eigenschaften relativ zu dem elektroskopischen Toner derart gewählt, daß bei Vermischung, oder wenn sie in gegenseitige Berührung gebracht werden, eine Komponente eines Entwicklers positiv geladen wird, wenn die andere Komponente unter der ersten Komponente der triboelektrischen Reihe steht und negativ geladen wird, wenn die andere Komponente oberhalb der ersten Komponente in der triboelektrischen Reihe steht. Durch geeignete Wahl der Materialien gemäß ihren triboelektrischen Wirkungen sind die Polaritäten ihrer Ladungen bei Vermischung derart, daß die elektroskopischen Tonerteilchen an den Oberflächen der Trägerteilchen anhaften und diese beschichten und auch an jenem Teil der das elektrostatische Bild tragenden Oberflächen anhaften, der eine größere Anziehung für die Toner als für die Trägerteilchen aufweisen.

Typische Träger schließen Natriumchlorid, Ammoniumchlorid, Aluminiumkaliumchlorid, Rochelle-Salz, Natriumnitrat, Aluminiumnitrat, Kaliumchlorid, granuläres Zirkon, granuläres Silizium, Methylmethacrylat, Glas, Siliziumdioxid, Eisen und dessen Legierungen und dergleichen ein. Die Träger können beschichtet oder unbeschichtet sein. Viele der vorstehend genannten und weitere typische Träger sind durch L.E. Walkup in der US-PS 2,618,551;

— 25—

409840/097 7

L.E. Walkup et al in der US-PS 2,638,416 und E.N.Wise in der US-PS 2,618,552 beschrieben. Ein beschichteter Endträgerteilchendurchmesser zwischen etwa 50 bis etwa 1OOO,u ist deshalb bevorzugt, da die Trägerteilchen eine ausreichende Dichte und Inertheit zur Vermeidung der Anhaftung an den elektrostatischen Bildern während des Kaskadenentwicklungsverfahrens aufweisen müssen. Die Anhaftung der Trägerperlen an den elektrostatografischen Trommeloberfläche ist infolge der möglichen Bildung tiefer Kratzer auf der Oberfläche während der Bildtransfer- und Trommelreinigungsstufen, insbesondere wenn die Reinigung durch einen Gewebereiniger wie das Gewebe, das durch W.P. Graff, jun. et al in der US-PS 3,186,838 beschrieben ist, durchgeführt wird, unerwünscht. Auch tritt ein Ausbleiben des Druckes auf, wenn die Trägerperlen an den elektrostatografischen Abbildungsoberflächen anhaften. Allgemein gesprochen werden befriedigende Ergebnisse erzielt, wenn etwa 1 Gew.-Teil Toner mit etwa 10 bis 200 Gew.-Teilen Träger verwendet wird.

Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandten Tonermaterialien können zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder auf jeglicher geeigneten elektrostatischen latenten Bild tragenden Oberfläche unter Einschluß herkömmlicher fotoleitfähiger Oberflächen sowie isolierender, nicht-fotoleitfähiger Oberflächen verwendet werden. Gut bekannte fotoleitfähige Materialien schließen glasartiges Selen, organische oder anorganische Fotoleiter in einer nicht-fotoleitfähigen Matrix eingebettet und dergleichen ein. Repräsentative Patentschriften, in denen fotoleitfähige Materialien beschrieben sind, schließen die US-Patentschriften 2,803,542 (Ullrich), 2,970,906 (Bixby), 3,121,006 (Middleton), 3,121,007 (Middleton) und 3,151,982 (Cortson) ein.

Die kristalline polymere Komponente der Tonermaterialien in der Erfindung kann nach gut bekannten Polymerisierungstechniken, beispielsweise jenen, die durch R.W. Lenz "Organic Chemistry of Synthetic High Polymers", Interscience, New York, New York (1967)

-26-4· 0 9 8 A 0 / 0 9 ? 7

beschrieben sind, erzeugt werden. Es ist jedoch wesentlich, weil es erforderlich ist, daß die resultierenden Tonermaterialien die

1 2 erforderliche Bahnwiderstandsfähigkeit von mehr als etwa 10 Ohmcm aufweisen, daß alle Verunreinigungen, die die elektrischen Eigenschaften des Toners nachteilig beeinflussen können, durch ge- ' eignete Techniken entfernt werden.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen veranschaulicht, die bezüglich der angegebenen spezifischen Materialien unter den hier angegebenen Bedingung/keine Einschränkung darstellen. Alle Teile oder Prozentsätze sind, sofern nicht anders angegeben, in Gewichten bezeichnet.

Beispiel I

Poly(hexamethylen sebacat) wird durch Reaktion von 23,6 kg (52 lbs) Hexamethylenglykol und 38,6 kg (85 lbs) Sebacinsäure in Gegenwart von 62 g Bleiacetat in einem Heizkessel bei 221⁰C (43O°F) bei Atmosphärendruck hergestellt. Während der Reaktion wird die Temperatur auf 249°C (480⁰F) eingestellt und ein Vakuum angewandt. Nach 13 Stunden Reaktionszeit wird das Produkt einer Intrinsicviskosität von 0,6 Deziliter/g gekühlt. Dieses Polymere besitzt ein Zahlendurchschnittsmolekulargewicht von 11.400 und eine Schmelzviskosität bei '85⁰C von 2,3 χ 1O³ Poises. Die Schmelzviskosität ist von Newton-Typ, d.h. unabhängig von der Scherrate, bis zu zumindest 10 Sekunden . Die Aktivierungsenergie für den viskosen Fluß, E_ wird zu 8,4 Kcal/Mol ermittelt. Das kristalline

σ.

Polymere schmolz bei 65°C mit einer Schmelzhitze, Δ H^ von 23 Cal/g und einem geschätzten Ausmaß der Kristallinität x, von 72 %. Die Volumenwiderstandsfähigkeit beträgt 4 χ 10 Ohm-cm.

Beispiel II

45Og des in Beispiel I erzeugten Polymeren werden mit Mogul-L Ruß (50 g), Chloroform (6600 g) und Hexan (1/1 Vol.; 2900 g) vermischt. Dieses Gemisch, das 5 % Feststoffe enthält,

-27-

409840/09??

wird durch einen kleinen Sprühtrockner mit einer Einlaßtemperatur von etwa 54°C (13O°P) und einer Auslaßtemperatur von etwa 40 bis 45°C ( 105 bis T14°F) mit einer Beschickungsgeschwindigkeit von etwa 200 ml/Min, unter Erzeugung von 390. g schwarzem "Jet"-Tonermaterial, welches'eine Teilchengröße eines Volumens von 9,8,u aufweist, gegeben. Das resultierende Tonermaterial wird mit 100-u Stahlträgerperlen, die mit einem Terpolymeren von Styrol/Methylenmethacrylat/Triäthoxysilan, wie es in der US-PS.3,467,634 (Jacknow) beschrieben ist, beschichtet sind, unter Erzeugung einer Entwicklennasse', die etwa 1 Gew.-% Toner enthält, vermischt. Dieses Entwicklergemisch wird in einer elektrostatografischen Vorrichtung "Modell D" zur Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes verwendet, das durch Belichtung eines aufgeladenen Selenfotoleiters mit einem Lichtbild eines ANPEG No. 7011 Standard-Prüfmuster,Kontaktierung des.elektrostatischen latenten Bildes mit dem Entwickler, Oberführung des somit entwickelten Bildes auf ein Blatt Feinpapier und Schmelzen des Bildes durch Berührung mit einer erhitzten, Druckwalzenschmelzvorrichtung erzeugt worden war. Die Qualität des erzeugten Druckes ist gut. Während ein geeignetes Schmelzen bei so niedrigen Temperaturen wie 110°C (23O°F) erzielt wird, wird keine "Offset"-Erscheinung an den Schmelzvorrichtungswalzen bis zu einer Temperatur von etwa 154°C (310⁰F) festgestellt, was eine Schmelzbreite für den Toner von etwa 44°C (80⁰F) anzeigt. Die erzeugten Proben werden zur Bestimmung der Zahl der Abriebszyklen für eine festgelegte Verringerung der optischen Dichte für die verschiedenen Schmelzvorrichtungswalzenoberflächetemperaturen untersucht. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

-28-

409840/0927

— O R —

Tabelle 1

SchmelzVorrichtungstemperatur ⁰C (⁰F)

"Offset"-Er-	Abriebszyklen
scheinung
Nein	8
Nein	9
Nein	9
Nein	11
Nein	18
Nein	20
Ja	21
Ja	22

110 (230)

138 (280)

149 (300)

154 (310)

Die folgenden vergleichenden Beispiele veranschaulichen die Kritikalität der hier vorstehend angegebenen Kriterien für die in den Tonermaterialien gemäß der Erfindung angewandten kristallinen Polymeren.

Vergleichsbeispiel I

0,91 kg Poly(hexamethylen sebacat) werden durch das Verfahren des Beispiels I erzeugt. Die Intrinsicviskosxtat des Produktes beträgt 0_f15 dl/g und das Zahlendurchschnittsmolekulargewicht 2000. Die Aktivierungsenergie des geschmolzenen Polymeren beträgt 6,7 Kcal/Mol. Der Toner wird aus diesem Polymeren durch das Verfahren des Beispiels II erzeugt. Nach der Fixierung mit der gleichen erhitzten Druckwalze des Beispiels II zeigte der Toner ein sofortiges heißes "Offsetting" beim Schmelzpunkt des kristallinen Polymeren infolge der niedrigen Schmelzviskosität, die bei diesem niedrigen Molekulargewicht angetroffen wird.

Vergleichsbeispiel II

0,91 kg Poly(hexamethylen sebacat) werden durch das Verfahren des Beispiels I unter Verwendung von überschüssigem Diol erzeugt. Die Intrinsicviskosität des Produktes beträgt 0,37 und das Gewichtsdurchschnittsmolekulargewicht, das durch Lichtstreuung

409840/0927 -29-

bestimmt wird, beträgt 18.000. Das Diol-terminierte Polymere wird in ein Polymeres hohen Molekulargewichts durch Kupplung mit TDI (Toluoldiisocyanat) übergeführt. Das Produkt weist eine Intrinsicviskosität von 1,2 und ein Zahlendurchschnittsmolekulargewicht von 700.000 auf. Die Schmelzviskosität des Polymeren ist nicht vom Newton-Typ und besitzt einen Wert von 5 x 10 Poise bei 10 Sekunden bei 85°C. Toner, die aus diesem Polymeren durch das Verfahren des Beispiels II erzeugt werden, zeigen keine befriedigende Fixierung bei Temperaturen bis zu 221⁰C (43O°F) mit der erhitzten Walzenschmelzvorrichtung des Beispiels II infolge der hohen Viskosität dieses Polymeren hohen Molekulargewichtes.

Vergleichsbeispiel III

0,91 kg (2 lbs) eines amorphen Polymeren, Polystyrol (PS-2, Dow Chemical Company) T , 68 C, welches eine Aktivierungsenergie des viskosen Fließens von etwa 40 Kcal/Mol in dem Temperaturbereich von 85 bis 100oc aufwies, wurde durch das Verfahren des Beispiels II zu Tonern gemacht. Es wird festgestellt, daß der Toner eine Schmelzbreite von nur 11°C (20°F) in der erhitzten Walzenschmelzvorrichtung des Beispiels II infolge der raschen Verringerung der Viskosität mit der Temperatur, was durch die hohe Aktivierungsenergie des amorphen Polymeren angegeben ist, besitzt.

-30-

4098Λ0/0927

Claims

Patentansprüche

{ 1J Verfahren zur Entwicklung einer, ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Oberfläche, gekennzeichnet durch Entwicklung einer ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Oberfläche mit einem Entwickler, der einen Toner umfaßt, von dem zumindest eine Komponente als kristallines Polymeres charakterisiert ist, das

(i) einen Schmelzpunkt von 50 bis 15O°C, (ii) eine Aktivierungsenergie für das viskose Fließen von weniger als 35 Kcal/Mol,

12

(iii) Bahnwiderstandsfähigkeiten von mehr als 10 Ohm-cm, und

(iv) ein Molekulargewicht innerhalb des Bereiches von 5OOO bis 200.000 aufweist,

und Fixierung des entwickelten Bildes durch Führung der das entwickelte Bild tragenden Oberfläche durch eine Hitze- und Druck-Zone.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das k:
aufweist.

daß das kristalline Polymere einen Schmelzpunkt von 55 bis 100°C
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei chnet, daß das Polymere eine Aktivierungsenergie des viskosen Fließens von weniger als 15 Kcal/Mol aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere ein Molekulargewicht von 2O.OOO bis 1OO.OOO aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das entwickelte Bild auf ein Kopiesubstrat vor dem Fixieren übergeführt wird und das entwickelte Bild auf dem Kopiesubstrat

fixiert wird.

-31-

409840/0927
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner auf die Oberfläche des Kopiesubstrates in Bildkonfiguration durch Schaffung eines elektrostatischen latenten Bildes auf einer isolierenden Oberfläche aufgebracht wird, die das Tonermaterial hierauf in B.i ldkonf igurat ion elektrostatisch anzieht und das Tonerbild von der isolierenden Oberfläche zu einer Oberfläche des KopieSubstrates übergeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Oberfläche ein elektrisch fotoleitfähiges Element darstellt und das elektrostatische latente Bild durch gleichförmige Aufladung des fotoleitfähigen Elementes im Dunkeln und dessen anschließende Belichtung durch ein Lichtbild geschaffen wird.'
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kristalline Polymerkomponente des Toners ein Poly(hexamethylen sebacat) darstellt.

409840/0927