DE2542374B2

DE2542374B2 - Druckfixierbare Tonerteilchen für einen elektrostatographischen Trockenentwickler

Info

Publication number: DE2542374B2
Application number: DE19752542374
Authority: DE
Inventors: Toshiyasu Kawasaki Kanagawa Kawabata; Kenkichi Yokohama Kanagawa Muto; Yoshihiro Tokio Nomura
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1974-09-25
Filing date: 1975-09-23
Publication date: 1978-10-19
Also published as: DE2542374C3; JPS5136947A; DE2542374A1; JPS5725833B2

Description

Die Erfindung betrifft druckfixierbare Tonerteilchen für einen elektrostatischen Trockenentwickler, der als Bindemittel eine Kombination aus mindestens zwei Gruppen von Harzen enthält.

Bei elektrostatographischen Verfahren erfolgt die Bildfixierung praktisch ausschließlich auf thermischem Wege. Hierbei wird ein thermoplastisches Harz, welches einen Bestandteil von trockenen Tonerteilchen bildet, aufgeschmolzen und beim Abkühlen fixiert. Die Beschaffung der erforderlichen Wärmeenergie für das Erhitzen des thermoplastischen Harzes bis zum Schmelzpunkt wirft jedoch in der Kopiertechnik schwerwiegende Probleme auf. Aus diesem Grunde sind bereits die verschiedensten Fixierverfahren vorgeschlagen, welche eine Einschränkung des Energieverbrauchs erbringen sollen. Unter anderem hat die auf Druckanwendung beruhende Fixiermethode (vgl. JA-Patentanmeldungen 9880/1969 und die japanischen Offenlegungsschriften 75 032/ 1973, 17739/1974 und 21148/1974) den großen Vorteil, daß sie rasch und wirksam ein stabiles Bild ergibt. Es sind zwei für dieses Verfahren geeignete Arten von Tonerteilchen bekannt. Eine Tonerteilchenart besteht aus einem einfachen Gemisch eines pulverförmigen thermoplastischen Harzes (Harzgrundlage), einer aliphatischen Verbindung als Fixiersubstanz (d. h. einer Substanz mit Haftvermögen gegenüber einem Bildempfangsmaterial) und gegebenenfalls einem Weichmacher, während der andere Typ einen durch Umhüllen des vorgenannten Gemisches mit einem Beschichtungsmaterial (wie Gelatine) erzeugten, verkapselten Toner darstellt. Die ersteren Tonerteilchen weisen jedoch den Nachteil auf, daß infolge der Unverträglichkeit der Harzgrundlage mit der Fixiersubstanz, welche die Hauptbestandteile der Teilchen darstellen, die elektrostatische Ladung des

Toners instabil ist, die Tonerteilchen zum Koagulieren neigen u;id ferner in Fällen, bei denen beispielsweise Eisen- oder Glaspulver als Träger zugesetzt wird, die Fixiersubstanz am Träger haftet und die Zerstörung des Toners beschleunigt. Hierdurch wird das Bildaufzeichnungsvermögen sichtlich beeinträchtigt. Die zweite Tonerteilchenart ist zwar mit keinem der Mangel der ersteren Tonerteilchen behaftet, weist jedoch den Nachteil auf, daß sie ein hochspezialisiertes Herstellungsverfahren erfordert und daher teuer ist.

Aus der DE-OS 1522697 ist die Verwendung von Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisaten für die Herstellung von Tonern bekannt. Nachteilig an den bekannten Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisaten ist jedoch, daß sie ungünstige Aggregationseigenschaften aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, druckfixierbare Tonerteilchen zu schaffen, die unter Erhaltung der guten Fixiereigenschaften von Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisaten verbesserte Aggregationseigenschaften aufweisen.

Der Gegenstand der Erfindung ist in Anspruch 1 näher gekennzeichnet.

In den der zweiten Gruppe zugehörenden Harzen liegen das Gewichtsverhältnis Äthylen/Vinylacetat im Bereich von 80:20 bis 10:90 und die Molekulargewichte im Bereich von 10000 bis 40000.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Tonerteilchen genügt es, das Harz der ersten Gruppe mit dem Harz der zweiten Gruppe unter Erhitzen mit Hilfe einer heißen Walzvorrichtung zu verkneten, die Knetmasse in einer Zerkleinerungsvorrichtung zu zerkleinern und das zerkleinerte Gemisch zu klassieren, um je nach Bedarf die passende Korngrößenverteilung zu erzielen. Man kann den erfindungsgemäßen Tonerteilchen nach Bedarf eine bestimmte Menge an Färbemitteln, z. B. Kristallviolett (Cl. Nr. 42 555), Rhodamin B (CI. Nr. 45 170), Malachitgrün (CI. Nr. 42000), Brillantgrün (CI. Nr. 42040) oder Kongorot (CI. Nr. 22120), und Pigmente, wie Ruß (CI. Nr. 77266), Cyaninschwarz, Anilinschwarz (CI. Nr. 50440) oder Ultrablau B (CI. Nr. 42595 Lake), sowie ferner pulverartige magnetische Materialien, z. B. Metalle, wie Eisen, Kobalt oder Mangan, Metalloxide, wie Fe₃O₄ oder MFe₂O₄ (M: Mn, Ni, Co, Mg, Zn oder Cd), sowie Legierungen der genannten Metalle einverleiben.

Um ein latentes elektrostatisches Bild mit Hilfe der erfindungsgemäßen Tonerteilchen zu entwickeln, kann man entweder einen durch Vermischen der Tonerteilchen mit z. B. Glaskügelchen als Trägermaterial hergestellte Trockenentwickler über das latente Bild rieseln lassen (Kaskadenentwicklung) oder durch Vermischen der Tonerteilchen mit Eisenpulver als Träger gewonnene Trockenentwickler nach dem Magnetbürstenverfahren einsetzen. Man kann die Magnetbürstenentwicklung auch ohne jeglichen Träger durchführen, indem man den erfindungsgemäßen Tonerteilchen ein feinpulveriges magnetisches Material zusetzt.

Beispiel 1

Ein Gemisch der folgenden Zusammensetzung: handelsübliches Polystyrol 80 Teile

b^r> handelsübliches Äthylen/Vinylacetat 20 Teile

(Gewichtsverhältnis = 45 :55)-Mischpolymerisat
handelsüblicher Ruß (C I. Nr. 77 266) 1 Teil

wird unter Erhitzen auf einem beheizten Walzenstuhl gründlich durchgeknetet, in einer Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinert und in einer Klassiervorrichtung zu Tonerteilchen einer mittleren Korngröße von etwa 5 bis 20 μιη ausklassiert.

In analoger Weise werden Vergleichs-Tonerteilchen hergestellt, welche kein Harz der zweiten Gruppe enthalten.

Die erhaltenen Tonerteilchen werden mit Eisenpulver als Träger zu Trockenentwicklern verarbeitet. Mit Hilfe dieser Trockenentwickler werden auf einem mit Selen beschichteten lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial in einem handelsüblichen elektrophotographischen Kopiergerät aufgezeichnete latente Bilder entwickelt. Die entwickelten Bilder werden dann auf ein Bildempfangsmaterial übertragen und dort durch Hindurchlaufenlassen mittels zweier mit einem Druck von 150 kg/cm² (aneinandergepreBter) Metallwalzen druckfixiert. Wenn man die fixierten Bilder einem Fixiertest mit Hilfe eines Dauerrotationsreibungsprüfgeräts, bei welchem die Fixierung durch ständiges Reiben des fixierten Bildes mit Hilfe eines an seiner Spitze angebrachten Radiergummis mit Sandeinlage getestet wird, unterwirft, zeigen die erfindungsgemäßen Tonerteilchen im Vergleich zu den kein Harz der zweiten Gruppe enthaltenden Tonerteilchen eine deutlich höhere Fixierung. Bezüglich der Bildqualität und anderer Eigenschaften zeigen beide Tonerteilchen keinen Unterschied.

Beispiel 2

Ein Gemisch der folgenden Zusammensetzung:
Styrol/Methylmethacrylat (Gewichtsverhältnis = 50:50)-Mischpolymerisat
(Molekulargewicht 3000, Erweichungstemperatur 80° C) 95 Teile handelsübliches Styrol/Vinylacetat
(Gewichtsverhältnis = 13 ^^Mischpolymerisat 5 Teile Aizen-Viktoriareinblau (C. 1. Nr. 42595) 1,5 Teile sowie ein entsprechendes Gemisch ohne Harze der zweiten Gruppe werden gemäß Beispiel 1 zu zwei Entwicklern verarbeitet. Mit Hilfe dieser Entwickler werden dann mit Hilfe eines handelsüblichen elektrophotographischen Kopiergeräts auf einem mit Zinkoxid beschichteten Aufzeichnungsmaterial erzeugte latente Bilder entwickelt. Die entwickelten Bilder werden auf ein Bildempfangsmaterial übertragen und dort gemäß Beispiel 1 fixiert. Der in Beispiel 2 beschriebene Fixiertest liefert dieselben Resultate wie in Beispiel 1.

Beispiel 3
Ein Gemisch der folgenden Zusammensetzung:

handelsübliches in der Hitze reaktives Erdölharz 60 Teile

handelsübliches von einem teilweise verseiftem Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat abgeleitetes Pfropfpolymerisat 40 Teile Fe₁O, 100 Teile

Ruß (C. I. Nr. 77 266) 20 Teile

sowie ein entsprechendes Gemisch ohne Harz der zweiten Gruppe werden unter Erhitzen mit Hilfe eines

¹⁽¹ beheizten Walzenstuhls gründlich durchgeknetet, mit Hilfe einer Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinert und mit Hilfe einer Klassiervorrichtung zu Tonerteilchen mit einer mittleren Korngröße von etwa 10 bis 30 μιη klassiert.

^|r> Die jeweiligen Tonerteilchen werden gleichmäßig durch Anziehung an einem eine Magnetrolle mit einer remanenten Magnetflußdichte von 1000 Gauß enthaltenden Aluminiunizyhnder zum Haften gebracht. Danach wird der mit den Tonerteilchen beaufschlagte Zylinder über ein handelsübliches mit Zinkoxid beschichtetes lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial mit einem darauf befindlichen latenten elektrostatischen Bild rollen gelassen, wobei das latente Bild entwickelt wird. Anschließend wird das das nicht-fixierte Bild tragende Aufzeichnungsmaterial durch zwei mit einem Druck von 100 kg/cm² aneinandergepreßte Metallwalzen hindurchgeführt, wodurch das Bild fixiert wird. Der in Beispiel 1 beschriebene Fixiertest zeigt, dab die erfindungsgemäßen Tonerteilchen ge-

3» genüber den kein Harz der zweiten Gruppe enthaltenden Vergleichs-Tonerteilchen deutlich besser fixiert sind.

j-, Beispiel 4

Ein Gemisch der folgenden Zusammensetzung handelsübliches Epoxyharz 70 Teile

handelsübliches Äthylen/Vinylacetat (Gewichtsverhältnis = 72:28)-Misch- ·»<) polymerisat 30 Teile

Fe₃O₄ 60 Teile

RuB(C. LNr. 77 266) 10 Teile

sowie ein entsprechendes Gemisch ohne Harz der zweiten Gruppe werden gemäß Beispiel 3 zu Tonerteilchen verarbeitet. Mit Hilfe der erhaltenen Tonerteilchen wird ein auf einem mit Zinkoxid beschichteten, lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial erzeugtes latentes elektrostatisches Bild entwickelt. Das nicht-fixierte Tonerbild wird durch Hindurchführen so des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials durch zwei mit einem Druck von 150 kg/cm² aneinandergepreßte Metallwalzen fixiert. Der anschließend durchgeführte Fixiertest zeigt dieselben Ergebnisse wie in Beispiel 1.

Claims

Patentansprüche:

1. Druckfixierbare Tonerteilchen für einen elektrostatographischen Trockenentwickler, der als Bindemittel eine Kombination aus mindestens zwei Gruppen von Harzen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß er als Harz der ersten Gruppe Kolophonium, Schellack, ein Alkydharz, ein Epoxyharz, ein Polyester, ein Polyamid, einen Polyacrylsäureester, einen Polymethacrylsäureester, Polystyrol, ein Styrol/Butadien-Mischpolymerisat oder ein Styrol/Methacrylsäuremethylester-Mischpolymerisat und/oder ein in der Hitze reaktionsfähiges Erdölharz und als Harz der zweiten Gruppe ein Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat, verseiftes Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat und/oder ein von einem verseiften Äthylen/ Vinylacetat-Mischpolymerisat abgeleitetes Pfropfpolymerisat enthält, wobei die Menge des Harzes der zweiten Gruppe, bezogen auf das Harz der ersten Gruppe, im Bereich von 5 bis 40 Gew. % liegt.

2. Tonerteilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis Äthylen/Vinylacetat im Harz der zweiten Gruppe im Bereich von 80:20 bis 10:90 und das Molekulargewicht des Harzes im Bereich von 10000 bis 40000 liegen.