DE2606936A1

DE2606936A1 - Entwicklerpulver und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE2606936A1
Application number: DE19762606936
Authority: DE
Inventors: Toshio Kumakura; Yasuki Mori; Hirosada Morishita; Akio Mukoh; Koji Noguchi
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1975-02-21
Filing date: 1976-02-20
Publication date: 1976-09-16
Also published as: DK145048C; JPS5196331A; DE2606936B2; DK71576A; FR2301847A1; FR2301847B1; GB1527291A; DK145048B; JPS5347172B2

Description

Entwicklerpulver und Verfahren zur Herstellung.

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches und insbesondere ein verbessertes Entwicklerpulver zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes, das nach einem elektrophotographischen Verfahren erzeugt wurde.

Bei einer üblichen Methode zur Herstellung von Entwicklerpulver zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes geht man so vor, daß man in Form von Stufen ein Kunststoffbindemittel und magnetische Teilchen bei einer Temperatur mischt, bei der das Kunststoffbindemittel schmilzt, die Mischung nach dem Abkühlen pulverisiert, die resultierenden Teilchen in einem heißen Luftstrom dispergiert, dadurch den Teilchen kugelartige Gestalt verleiht, die kugelförmigen Teilchen mit elektrisch leitenden Teilchen mischt, die resultierende Mischung erneut in einem heißen Luftstrom dispergiert, dadurch die elektrisch leitenden Teilchen auf der Oberfläche der kugelförmigen Teilchen einbettet und die Teilchen entsprechend einer geeigneten Teilchengröße klassiert.

Bei einer anderen üblichen Methode zur Herstellung von Entwicklerpulver geht man so vor, daß man in Form von Stufen ein Kunststoffbindemittel und magnetische Teilchen bei einer Temperatur mischt, bei der das Kunststoffbindemittel schmilzt, die 8l-(A1396-03)-Dr.Bo-Hö

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Mischung nach dem Abkühlen pulverisiert, die resultierenden Teilchen entsprechend einer geeigneten Teilchengröße klassiert, die Teilchen in einer nicht-lösenden heißen Flüssigkeit dispergiert, in der die elektrisch leitenden Teilchen dispergiert werden, die resultierenden Teilchen nach dem Spülen trocknet, dadurch den Teilchen eine kug.elartige Form verleiht und die elektrisch leitenden Teilchen auf der Oberfläche der Teilchen einbettet.

Entwicklerpulver, die nach diesen Methoden hergestellt werden, weisen eine Struktur aus einem relativ isolierenden Kern und einer elektrisch leitenden Außenschicht auf. Ferner zeigen die Entwicklerpulver einen geringen Widerstand in einem hohen elektrischen Feld und einen hohen elektrischen Widerstand in einem kleinen elektrischen Feld. Dementsprechend besitzen die Entwicklerpulver ein gutes elektrisches Ladungsrückhaltevermögen, wenn sie aus dem hohen elektrischen Feld entfernt werden. Es wird behauptet, daß das Ladungsrückhaltevermögen wichtig ist, wenn es erwünscht ist, das Entwicklerpulver vom Photoleiter auf einen Träger zu übertragen.

Jedoch enthalten die pulverisierten Teilchen, die nach diesen Methoden hergestellt werden, keine elektrisch leitenden Teilchen, so daß sie stark agglomerieren. Dementsprechend ist es bei der ersten Methode zur Herstellung von Entwicklerpulvern sehr schwierig, gleichmäßig die pulverisierten Teilchen in einem heißen Luftstrom zu dispergieren, wodurch der durchschnittliche Teilchendurchmesser ansteigt. Ferner ist es schwierig, die elektrisch leitenden Teilchen auf den resultierenden kugelförmigen Teilchen in der Mischstufe gleichmäßig auszubreiten; daher besitzt das hergestellte Entwicklerpulver keine gleichmäßige elektrisch leitende Außenschicht. Bei der zweiten Methode besitzt das Entwicklerpulver gleichfalls keine gleichmäßige elektrisch leitende Außenschicht, und die Ergiebigkeit dieser Methode ist nicht sehr gut.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes magnetisches Entwicklerpulver zum Entwickeln von elektrostatischen latenten Bildern vorzusehen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes magnetisches Entwicklerpulver vorzusehen, das leicht herzustellen bzw. zu produzieren ist.

Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes magnetisches Entwicklerpulver vorzusehen, das gleichmäßige elektrische Eigenschaften besitzt.

Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes magnetisches Entwicklerpulver vorzusehen, das ein gutes Fließvermögen besitzt.

Diese Aufgabe kann mit einem neuen Entwicklerpulver gelöst werden, das nicht agglomerierende, im wesentlichen kugelförmige Teilchen aufweist, die im wesentlichen aus einem plastischen Bindemittel, magnetischen Partikeln und ersten elektrisch leitenden Partikeln, die darin dispergiert sind, und zweiten elektrisch Leitenden Partikeln bestehen, die auf der kugelförmigen Oberfläche der Teilchen eingebettet sind, wobei der Widerstand der Oberflächenschicht des Entwicklerpulvers kleiner als der des Innenbereichs ist.

Eine Herstellungsmethode für das Entwicklerpulver gemäß der Erfindung sieht vor, daß man in Form von Stufen ein Kunststoffbindemittel, magnetische Partikel und erste elektrisch leitende Partikel bei einer Temperatur mischt, bei der das Kunststoffbindemittel schmilzt, die Mischung nach dem Abkühlen pulverisiert, die pulverisierten Teilchen (particles) in einem heißen Luftstrom dispergiert, dadurch den nicht-agglomerierenden Teilchen (particles) eine kugelartige Form verleiht, die kugelförmigen Teilchen (particles) mit zweiten elektrisch leitenden Partikeln mischt," die resultierende Mischung erneut in einem heißen Luftstrom dispergiert, dadurch die zweiten elektrisch leitenden Partikel auf der Oberfläche der Teilchen (particles) einbettet und die Teilchen (particles) gemäß einer geeigneten Teilchengröße

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(particles size) klassiert. Es kann auch eine Sprühtrocknungsmethode angewendet werden.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß es zum Verbessern der Eigenschaften des Entwicklerpulvers, das nicht-agglomerierende, im wesentlichen kugelförmige Teilchen umfaßt, die im wesentlichen aus einem Kunststoffbindemittel, magnetischen Partikeln und ersten elektrisch leitenden Partikeln, die darin dispergiert sind, und zweiten elektrisch leitenden Partikeln bestehen, die auf der kugelförmigen Oberfläche der Teilchen eingebettet sind, vorteilhaft ist, daß die Teilchen einen Widerstand im Bereich von 10 bis 10 SL cm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm besitzen, wobei der Widerstand der Oberflächenschicht des Pulvers kleiner als der des Innenbereichs ist und der durchschnittliche Widerstand im Bereich von 10 bis 10 SL cm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm liegt. Dementsprechend besitzt das Entwicklerpulver, das erfindungsgemäß hergestellt wurde, keine deutlich isolierenden Bereiche.

Erfindungsgemäß wurde ferner folgendes festgestellt:

(1) Das Pulverisieren des Entwicklermaterials, das erfindungsgemäß hergestellt wurde, ist sehr leicht und pulverisierte Entwicklerpulver sind sehr fein;

(2) das Fließvermögen des pulverisierten Entwicklerpulvers ist sehr gut, so daß die Partikelgröße kaum beim Kugelformungsvorgang ansteigt;

(3) die im wesentlichen kugelförmigen Teilchen, die nach dieser Methode hergestellt wurden, agglomerieren nicht und sind fließfähig, so daß sich die elektrisch leitenden Partikel gleichmäßig auf der Oberfläche der Teilchen ausbreiten können;

(4) daher wird eine gleichmäßige elektrisch leitende Schicht auf der Oberfläche des Entwicklerpulvers ausgebildet, wobei die elektrischen Eigenschaften des Entwicklerpulvers gut reproduzierbar sind;

(5) das Fließvermögen des Entwicklerpulvers ist besser als das von üblichen Entwicklerpulvern;

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(6) die Eigenschaften entwickelter Bilder, wie Bildauflösung (image resolution), Haftvermögen, Untergrund und Halbtöne, sind mit denen üblicher entwickelter Bilder vergleichbar und Dichte (solid density) und Übergänge (unevenness) der Bilder sind viel besser als die üblicher Bilder;

(7) ferner kann man bei der Verwendung von Ruß als elektrisch leitende Partikel schwarze Bilder erhalten, obgleich nicht schwarze magnetische Partikel verwendet werden, z.B. Mn-Zn-Ferrit und Ni-Zn-Ferrit.

Es handelt sich also um große Vorteile, die das Entwicklerpulver gemäß der Erfindung bietet.

Der Anteil des Kunststoffbindemittels beträgt etwa 30 bis 60 Gew.-%. Vorzugsweise beträgt er etwa 40 bis 55 %· Wenn er weniger als 30 % beträgt, kann man den Entwicklerteilchen kaum Kugelform verleihen. Ferner ist die Haftung zwischen dem Entwicklerpulver und dem Substrat zum Fixieren nicht ausreichend. Wenn er mehr als 60 % beträgt, reicht der Anteil der Magnetpartikel zum Entwickeln im Magnetwalzenverfahren, dem sog. "Magnetbürsten"-Verfahren, nicht aus, was bedeutet, daß die Untergrunddichte zunimmt.

Als Kunststoffbindemittel können beispielsweise thermoplastische Harze, hitzehärtbare Harze, Naturharze, Oligomere und ihre Gemische für das Entwicklerpulver der Erfindung verwendet werden. Die Schmelzpunkt- oder Erweichungstemperatur des Kunststoffbindemittels liegt vorzugsweise im Bereich von 60 bis 170 ⁰C, insbesondere im Bereich von ca. 75 bis 130 ⁰C.

Die Entwicklerpulver gemäß der Erfindung enthalten erste elektrisch leitende Partikel im Innenbereich der Pulverteilchen (powders) und zweite elektrisch leitende Partikel auf den Oberflächen.

Zu elektrisch leitenden Partikeln gemäß der Erfindung gehören Ruß, Metalle, Legierungen, Oxide und deren Gemische. Zum Ent-

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wickeln von schwarzen Bildern bevorzugt man Ruß mit einer Partikelgröße im Bereich von 10 bis 40 >um.

Der Anteil der ersten elektrisch leitenden Partikel im Innenbereich der Entwicklerpulverteilchen (kugelförmige Teilchen) beträgt etwa 0,5 bis 8 Gew.-%. J.n diesem Fall liegt der elektrische

ρ Widerstand der kugelförmigen Teilchen im Bereich von 10 bis 10 _/Xcm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm. Wenn der Wert kleiner als 0,5 % ist, isolieren die kugelförmigen Teilchen und agglomerieren. Wenn der Wert größer als 8 % ist, kann der Anteil des Kunststoffbindemittels und der Magnetpartikel nur abnehmen. Das ist zum Fixieren des Entwicklerpulvers und zum Entwickeln im Magnetbürstenverfahren nicht vorteilhaft.

Der Anteil aller elektrisch leitenden Partikel im Entwicklerpulver beträgt etwa 1,5 bis 10 Gew.-%. Vorzugsweise beträgt er etwa 2 bis 9 %> Insbesondere beträgt er etwa 4 bis 8 %. In diesem Fall liegt der durchschnittliche elektrische Widerstand des Entwicklerpulvers im Bereich von 10 bis 10 i2 cm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm;

Bei Verwendung von Entwicklerpulver bei der CPC-Methode (Schichtpapier -Kopie; Coated Paper Copy) liegt der durchschnittliche elektrische Widerstand des Entwicklerpulvers vor-.

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zugsweise im Bereich von 10 bis 10 12 cm unter denselben Bedingungen. Wenn er größer als 10 Sl cm ist, ist die Dichte der Bilder beim Magnetbürstenentwicklungsverfahren sehr gering. Wenn er kleiner als 10 Sl cm ist, sind die Halbtöne der Bilder nicht so gut.

Bei der Verwendung von Entwicklerpulver bei der PPC-Methode (gewöhnliche Papierkopie, Piain Paper Copy) mit Koronaübertragung oder übertragung mit elektrischer Vorspannung (corona transfer, electric bias transfer) liegt der durchschnittliche Widerstand des Entwicklerpulvers vorzugsweise im Bereich von

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ΙΟ³ bis 10 XT. cm unter denselben Bedingungen. Wenn er kleiner als 10St c^m ist, nimmt der ubertragungswirkungsgrad des Ent-

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wicklerpulvers vom Photoleiter zum gewöhnlichen Papier ab. Wenn er größer als 10 XL cm ist, ist es schwierig, ein elektrostatisches latentes Bild auf dem Photoleiter nach dem üblichen Magnetbürstenverfahren zu entwickeln. Das bedeutet, daß außerhalb des Bereichs von IQr bis 10 Xi cm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm >die Dichte der entwickelten Bilder sehr schlecht ist.

Es wurden Messungen des elektrischen Widerstands gemäß der Erfindung mit Entwicklerpulver durchgeführt, dem eine Form von 1 cm χ 1 cm zwischen Quecksilberelektroden gegeben worden war.

Der Gehalt an magnetischem Material beträgt etwa 35 bis 65 Gew.-%. Vorzugsweise beträgt er etwa 40 bis 60 %. Wenn er weniger als 35 % beträgt, reicht die magnetische Kraft des Entwieklerpulvers zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes beim Magnetbürstenverfahren nicht aus. Das bedeutet, daß das Entwicklerpulver von der Magnetwalze leicht verstreut wird, so daß Untergrunddichte und Auflösung von Bildkopien schlechter ausfallen. Wenn er mehr als 65 % beträgt, wird das Fixieren der Bildkopien schlechter.

Zu den magnetischen Teilchen gemäß der Erfindung gehören Metallpulver, Legierungspulver, magnetische Oxide, wie Magnetit, MnZn-Ferrit, NiZn-Ferrit, Ba-Ferrit, Chromoxid und deren Gemische. Für schwarze Bilder verwendet man vorzugsweise Magnetit mit einer Teilchengröße im Bereich von 0,1 bis 1,0 Awn.

Die im wesentlichen kugelförmigen Teilchen gemäß der Erfindung können noch trockene Gleitmaterialien enthalten, die das Fließvermögen der Teilchen verbessern. Dementsprechend ist es leicht, die Teilchen in einem heißen Luftstrom beim Kugelbildungsvorgang zu dispergieren. Ferner nimmt die Teilchengröße der Teilchen bei diesem Vorgang nicht zu. Vorzugsweise beträgt der Anteil des trockenen Gleitmaterials etwa 0,1 bis 1,0 Gew.-?. Insbesondere beträgt er etwa 0,2 bis 0,5 %. Wenn er weniger als 0,1 % beträgt, wird die Fließfähigkeit des Entwicklerpulvers nicht

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wirksam verbessert. Wenn er größer als 1,0 %₃ wird die Fließfähigkeit nicht mehr verbessert.

Das Entwicklerpulver gemäß der Erfindung kann ferner ein trokkenes Gleitmaterial enthalten, das das Pließvermögen des Entwicklerpulvers in der Magnetejntwicklungsvorrichtung verbessert. Jedoch werden der elektrische Widerstand und die reibungselektrischen Eigenschaften (triboelectric property) des Entwicklerpulvers stark durch das trockene Gleitmaterial beeinflußt. Wenn der Gehalt an trockenem Gleitmaterial zu groß ist, fallen die Eigenschaften des entwickelten Bildes, wie Bildauflösung, Untergrund und Bildübergänge, schlechter aus. Diese Effekte treten bei Entwicklerpulver mit geringerem Widerstand deutlich auf. Zu geeigneten trockenen Gleitmaterialien gehören beispielsweise Stearatverbindungen, Siliciumdioxid und Aluminiumoxid mit Teilchengrößen im Bereich von 5 bis 40 um.

Die Entwicklerpulver gemäß der Erfindung besitzen ein sehr gutes Pließvermögen, so daß ein trockenes Gleitmaterial nicht speziell erforderlich ist. Jedoch kann bei einem Pulver gemäß der Erfindung mit höherem elektrischen Widerstand das Entwicklerpulver bis zu 0,5 % trockenes Siliciumdioxid als Gleitmaterial enthalten.

Die Teilchengröße des Entwicklerpulvers der Erfindung beträgt etwa 1 bis 100 yum. Vorzugsweise beträgt sie etwa 5 bis 40 Aim für gute Bilder, z.B. hinsichtlich Untergrund, Auflösung und HalbtöneQ··

Bei Verwendung von hell gefärbten oder transparenten magnetischen Partikeln, z.B. magnetischen Metall- und Legierungspartikeln, Ferrit und transparenten magnetischen Materialien, hell gefärbten oder transparenten elektrisch leitenden Materialien, wie Metall- und Legierungspartikel, und elektrisch leitenden Polymeren, Kunststoffbindemitteln und Färbematerialien aus der durch.Farbstoffe und Pigmente gebildeten Gruppe kann man erfindungsgemäß gefärbte magnetische Entwicklerpulver erhalten.

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Wie vorstehend ausgeführt wurde, ist das Entwicklerpulver gemäß der Erfindung besser als bekannte Entwicklerpulver, insbesondere hinsichtlich Fließvermögen und Gleichmäßigkeit des elektrischen Widerstandes. Dementsprechend sind bei Verwendung von Entwicklerpulver gemäß der Erfindung die Eigenschaften der Bildkopien ausgezeichnet, insbesondere übergänge der entwickelten Bilder, Untergrund und Auflösung.

Die Erfindung betrifft also ein magnetisches Entwicklerpulver zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes, das bei einem elektrophotographischen Verfahren erzeugt wurde, wobei das Entwicklerpulver nicht agglomerierende, im wesentlichen kugelförmige Teilchen umfaßt, die im wesentlichen aus einem Kunststoffbindemittel, magnetischen Partikeln und ersten elektrisch leitenden Partikeln, die in dem Kunststoffbindemittel dispergiert sind, und zweiten elektrisch leitenden Partikeln bestehen, die in die Kugeloberflache der Teilchen eingebettet sind, wobei der Widerstand der Oberflächenschacht des Pulvers kleiner als der des Innenbereichs ist. Das Entwicklerpulver gemäß der Erfindung besitzt gleichmäßig gute elektrische Eigenschaften und das Fließvermögen des Entwicklerpulvers ist sehr gut. Die Ergiebigkeit des Pulvers ist gleichfalls sehr gut.

Nachstehend wird die Erfindung durch die folgenden Beispiele näher erläutert. Alle Mengen- und Prozentangaben sind auf Gewichtsbasis ausgedrückt, sofern nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1

Es wurden sechs verschiedene Magnetentwicklermaterialien hergestellt, die in Tabelle 1 angegeben sind, wobei das Harz aus 7 Teilen mikrokristallinem Wachs (Microcrystal Wax-220, Mobil Oil Chemical) und 3 Teilen Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerem (Evaflex 310, Mitsui Polychemical Co.) bestand. Beim Ruß und dem Magnetit handelte es sich um Ruß Nr. 44 (Mitsubishi Kasei Co.) und Magnetit der Titan Kogyo Co.

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Tabelle. 1. Magnet ent wxcklerpulvermat er xalxen

Zus ammens et zung	1	2.	5	Probe	4	5	6
	O		5	. 3 . .	5	7	10
Ruß (Gew.-%)	4o	49,		1	45	43	40
Harz (Gew.-%)	60	50	49	50	50	50
Magnetit (Gew.-%)			50

Jedes Entwieklerpulver wurde nach der folgenden Methode hergestellt. Zuerst wurde eine Mischung aus Harz und Ruß mit einer üblichen Kautschukwalzenmühle bei einer Temperatur im Bereich von 130 bis 160 ⁰C erhalten. Danach wurde eine homogene Mischung erhalten, indem man Magnetit allmählich zur Mischung zugab und sie mit der gleichen Kautschukwalzenmühle bei einer Temperatur im Bereich von I50 bis I70 ⁰C mischte. Danach wurde für jede Mischung ein feines Pulver mit^v einer Partikelgröße von weniger als 100 Aim erhalten, indem zuerst in einem üblichen "Atomisierer" und danach in einer üblichen Vibrationsmühle 30 h lang pulverisiert wurde und mit einer üblichen Klassiervorrichtung klassiert wurde. Die Ausbeute des üblichen Entwicklerpulvermaterials (Probe Nr. 1) betrug etwa 78 %\ sie enthielt keinen Ruß.

Andererseits betrugen die Ausbeuten an Entwicklerpulvermaterial gemäß der Erfindung (Proben Nr. 2 bis 6) etwa 88 bis etwa 94 %; sie enthielten Ruß. Das Magnetentwicklerpulvermaterial ohne Ruß (Probe Nr. 1) agglomerierte sehr, während die Magnetentwicklerpulvermaterialien, die mindestens 0,5 % Ruß enthielten, hinsichtlich ihres Fließvermögens sehr verbessert waren und wenig agglomerierten.

Danach wurde der elektrische Widerstand einer zylindrischen

Probe jedes Materials gemessen, wobei der Zylinder 1 cm (Querschnitt) χ 1 cm (Höhe) maß. Es wurde ein elektrisches Gleichstromfeld von 100 V/cm zwischen Quecksilberelektroden angelegt. Der Widerstand des Entwicklerpulvers (Teilchen) ohne Ruß (Probe

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Nr. 1) betrug mindestens 10 12 cm, während bei den Entwicklerpulvern (Teilchen) mit einem Gehalt an Ruß die gemessenen Widerstandswerte 3 x 10 bis 5 x 10 -Ω. cm betrugen. Das bedeutet, daß der Widerstand um so kleiner war, je größer der Gehalt an Ruß war. Der Widerstand der Entwicklerpulver (Teilchen) (Proben Nr. 2, 5 und 6) betrag 5 x 10¹¹Jl cm (Nr. 2), 2 χ 10⁷_f2 cm (Nr. 5) bzw. 3 x 10³i2 cm (Nr. 6).

Mit den vorstehend angeführten Magnetentwicklerpulvern wurden elektrostatische latente Bilder nach bekannten elektrophotographischen Verfahren entwickelt. Beim Entwicklerpulver ohne Ruß (Probe Nr. 1) konnte eine klare Bildkopie (duplicatei-image) nicht erhalten werden. Es wurde jedoch eine klare Bildkopie mit den Entwicklerpulvern mit einem Gehalt an Ruß erhalten. Das Bild war um so klarer, je mehr der Gehalt an Kohlenstoff im Entwicklerpulver erhöht wurde.

Danach wurden im wesentlichen kugelförmige Teilchen erhalten, indem man die fein gepulverten Entwicklerpulver in heißem Aerosol bei einer Temperatur im Bereich von 505 bis 535 ⁰C einem Kugelbildungsvorgang unterwarf. Ferner wurden 1 % feine Rußpartikel auf die Oberfläche der Entwicklerpartikel zugegeben und auf der Oberfläche durch das gleiche Erhitzen wie beim KugeIbildungsVorgang eingebettet. Die Temperatur des heißen Aerosols wurde im Bereich von 390 bis 420 ⁰C gehalten. Auf diese Weise wurden im wesentlichen kugelförmige magnetische Entwicklerpartikel erhalten, auf denen stark elektrisch leitende Oberflächenschichten ausgebildet waren.

Wieder wurde der Widerstand der Entwicklerpulver nach der vorstehend angeführten Methode gemessen. Der Widerstand des üblichen Entwicklerpulvers (Probe Nr. 1), die Ruß nur auf der Oberflächenschicht enthielt, betrug 2 χ 10"Xl cm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm. Beim Entwicklerpulver gemäß der Erfindung betrugen die gemessenen Widerstandswerte 7 x lOLfZcm (Probe Nr. 2; Ruß 0,5 ί), 8x 10³_flcm (Probe Nr. 5; Ruß 7 %) bzw. 3 χ 10^Slcm (Probe Nr. 6; Ruß 10 %). Bei den Entwickler-

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partikeln (Nr. 6), die etwa 10 % Ruß unter der Oberflächenschicht und eine Oberflächenschicht mit Kohlenstoffeinbettungen aufwiesen, änderte sich der Widerstand nicht wesentlich nach der Einbettung von 1 % Ruß. Daraus ergab sich, daß das Entwicklerpulver keine elektrische MehrSchichtenstruktur aufwies.

Es wurden 0,3 % fein gepulvertes Siliciumdioxid (Partikelgröße 3 bis 10 yum) auf die Oberfläche jedes vorstehend angeführten Entwicklerpulvers zur Verbesserung des Fließvermögens zugegeben. Danach wurde die Zeit gemessen, die 100 g jedes Entwicklerpulvers benötigten, um durch einen üblichen Trichter zu fallen. Es wurden 10 Messungen für jedes Entwicklerpulver vorgenommen. Es dauerte etwa 48 bis 55 see für das übliche Entwicklerpulver (Probe Nr. 1), das Ruß nur auf der Oberfläche enthielt. Andererseits dauerte es nur 34 bis 49 see für Entwicklerpulver gemäß der Erfindung, die Ruß sowohl im Kern als auch auf der Oberfläche enthielten. Aus den vorstehend angeführten Ergebnissen geht hervor, daß das Fließvermögen des Entwicklerpulvers gemäß der Erfindung dem eines üblichen Entwicklerpulvers überlegen ist.

Mit den Magnetentwicklerpulvern, die feinpulveriges Siliciumdioxid auf der Oberfläche aufwiesen, wurden elektrostatische latente Bilder nach der CPC- und der PPC-Methode üblicher elektrophotographischer Verfahren entwickelt und fixiert. Die Bildkopien entsprachen den Anforderungen an die Auflösung. Jedoch waren Dichte, Glanz und Kontrastverhältnis der Bildkopien mit dem üblichen Entwicklerpulver den entsprechenden Eigenschaften bei Entwicklerpulvern gemäß der Erfindung unterlegen.

Die Fixiereigenschaften von Bildkopien waren bei Entwicklerpulvern ausgezeichnet, die nicht mehr als 7 % Ruß enthielten (Proben Nr. 1 bis 5)i jedoch waren die Fixiereigenschaften bei Entwicklerpulver (Probe Nr. 6) mit einem Gehalt an 10 % Ruß infolge des hohen Gehalts an Ruß etwas schlechter als bei den anderen Entwicklerpulvern.

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Beispiel 2

Es wurden die beiden Arten von Magnetentwicklermaterialien hergestellt, die in Tabelle 2 angegeben sind, wobei das Harz aus 6,5 Teilen kristallinem Wachs (Mitsui Polychemical Co., Hi Wax 400P) und 3,5 Teilen eines Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeren (Mitsui Polychemical Co., Evaflex 420) und Ruß (Cabot Co., Super Ba Powder) und Magnetit (Toda Kogyo Co., Magnetit) als anderen Komponenten bestand.

Tabelle 2

0	5
40	45
60	50

Zusammensetzung Probe

Ruß (Gew.-%) Harz (Gew.-SO Magnetit (Gew.-#)

Nach der gleichen Methode wie in Beispiel 1 wurde fein gepulvertes Entwicklermaterial aus einer homogenen Mischung aus Ruß, Harz und Magnetit durch Mischen (Kautschukwalzenmühle), Pulverisieren und Klassieren erhalten. Die Teilchengröße der klassierten Partikel war kleiner als 100 yum. Die Ausbeute an üblichen Entwicklerpartikeln (Probe Nr. 7), die keinen Ruß enthielten, betrug etwa 75 %, während di.3 Ausbeute an Entwicklerpartikeln (Probe Nr. 8) gemäß der Erfindung, die Ruß enthielten, etwa 91 % betrug. Nach der gleichen Methode wie in Beispiel 1 wurde der elektrische Widerstand der Entwicklerpartikel gemessen. Als Ergebnis wurden 10 -Ω. cm (Probe Nr. 7) und 2 χ 10^y-Qcm (Probe Nr. 8) in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm erhalten.

Nach der gleichen Methode wie in Beispiel 1 wurden die feinen Entwicklerpartikel, die vorstehend angesprochen wurden, in

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heißem Aerosol zu Kugeln verformt, mit 1,5 % Ruß auf ihren Oberflächen gemischt und danach nochmals im heißen Aerosol erhitzt. Es wurden magnetische Entwicklerpulver mit kugelförmigen Partikeln erhalten, auf deren Oberfläche sehr dicht Ruß eingebettet war.

Wiederum wurde der Widerstand dieser Entwieklerpulνer gemessen. Das Entwicklerpulver, das Ruß nur in der Oberflächenschicht enthielt (Probe Nr. 7), zeigte einen Wert von 8 χ 10 H cm und das Entwicklerpulver, das Ruß sowohl im Kern als auch auf der Oberfläche enthielt (Probe Nr. 8), zeigte einen Wert von 5 x ü cm.

Es wurden 0,5 % fein gepulvertes Siliciumdioxid zu jedem der vorstehend angeführten Entwicklerpulver zugegeben^ jede Mischung wurde sorgfältig gemischt. Danach wurde die Fallzeit für das Passieren durch einen Trichter nach der gleichen Methode wie in Beispiel 1 gemessen. Die Fallzeit für das übliche Entwicklerpulver (Probe Nr. 7) betrug etwa 51.bis 59 see. Andererseits betrug die Fallzeit für das Entwicklerpulver gemäß der Erfindung (Probe Nr. 8) etwa 43 bis 46 see , wobei die Abweichung von der Fallzeit gering war. Es war nicht zu übersehen, daß das Fließvermögen des Entwicklerpulvers gemäß der Erfindung dem des üblichen Entwicklerpulvers, überlegen war.

Mit beiden Entwieklerpulvern wurden elektrostatische latente Bilder- nach den FPG- und CPC-Mefehoden üblicher elektrophotographischer Verfahren entwickelt und fixiert. Mit jedem Entwicklerpulver wurden Bildkopien erhalten _s die den Anforderungen. hinsichtlieh der Auflösung und des Fixierens entsprachenο Jedoch wurden mit dem Entwicklerpulver mit einem Gehalt an Ruß sowohl im Kern als auch auf der Oberfläche (Probe Nr, 8) Bildkopien erhalten, die mehr glänzten und eine höhere Dichte und einen besseren übergang zeigten.

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Beispiel 3

Die Mischung aus 55 Teilen Styrolharz (Mitsubishi-Monsanto Chemical; Sanrex) und 5 Teilen Ruß (Mitsubishi Chemical; Carbon Black Nr. 44) wurde homogen mit einer Kautschukwalzenmühle bei einer Temperatur im Bereich von 130 bis 150 ⁰C gemischt; danach wurden 40 Teile Magnetit (Titan Kogyo Co.) nach und nach zur Mischung zugegeben; es wurde homogen mit der gleichen Kautschukwalzenmühle bei einer Temperatur im Bereich von I50 bis 170 ⁰C gemischt.

Nach dem Abkühlen der Mischung wurde sie pulverisiert und nach der gleichen Methode wie in Beispiel 1 klassiert. Das klassierte Pulver wurde zu einem Zylinder (Querschnitt 1 cm , Höhe 1 cm) für Messungen des Widerstands verpreßt. Der gemessene Widerstandswert betrug 2 χ 10^12 cm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm.

Die klassierten Partikel wurden in heißen Aerosolen zu Kugeln verformt. Es wurde 1 % Ruß auf die Oberfläche der kugelförmigen Teilchen gegeben, die erneut in einem heißen Aerosol erhitzt wurden. Auf diese Weise wurden im wesentlichen kugelförmige, schwarze, magnetische Entwicklerpulver erhalten, die eine hohe Dichte von Ruß besaßen, der in die Oberflächenschicht der Pulver eingebettet war.

Beim Messen des Widerstands des vorstehend angeführten magnetischen Entwicklerpulvers in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Wert von 6 χ lO^jflcm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V erhalten.

Es wurden 0,2 % fein gepulvertes Siliciumdioxid zu den im wesentlichen kugelförmigen Entwicklerpartikeln zugegeben; es wurde homogen gemischt. Mit dem Entwicklerpulver wurden elektrostatische Bilder nach der CPC-Methode des üblichen elektrophotographischen Verfahrens entwickelt und fixiert. Es wurden Bildkopien erhalten, die den Anforderungen des Pixierens, der Auf-

lösung und der Dichte des Bildes voll entsprachen.

Beispiel 4

Die Mischung aus 50 Teilen eines Epoxyharzes (Shell Oil Chemical Co; Epon 1001) und 7 Teilen Ruß (Mitsubishi Kasei Co., Carbon Black Nr. 50) wurde homogen mit einer Kautschukwalzenmühle bei einer Temperatur im Bereich von 130 bis 150 C gemischt; danach wurden 43 Teile Mn-Zn-Ferrit (Toda Kogyo Co.) allmählich zur vorstehend angeführten Mischung zugegeben; es wurde mit derselben Kautschukwalzenmühle bei einer Temperatur im Bereich von 150 bis 170 ⁰C gemischt.

Nach dem Abkühlen der Mischung wurde sie nach der gleichen Methode wie in Beispiel 1 pulverisiert und klassiert. Das klassierte Pulver wurde zu einem Zylinder (Querschnitt 1 cm , Höhe 1 cm) für eine Messung des Widerstands verpreßt. Der erhaltene Wert betrug 7 x
Stromfeld von 100 V/cm.

haltene Wert betrug 7 x 10 XZ cm in einem elektrischen Gleich-

Die klassierten Partikel wurden in einem heißen Aerosol zu Kugeln verformt; es wurde 1 % Ruß auf die Oberflächen der kugelförmigen Partikel zugegeben und nochmals im heißen Aerosol erhitzt. Auf diese Weise wurden im wesentlichen kugelförmige, schwarze, magnetische Entwxcklerpartikel erhalten, die eine hohe Dichte von Ruß aufwiesen, der in die Oberflächenschichten der Partikel eingebettet war.

Es wurde der Widerstand des vorstehend angeführten magnetischen Entwicklerpulvers in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Der erhaltene Wert betrug 8 χ 10 SL cm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm.

Es wurden 0,3 % fein gepulvertes Siliciumdioxid zum kugelförmigen Entwicklerpulver zugegeben und homogen gemischt. Mit dem Entwicklerpulver wurden elektrostatische latente Bilder

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nach der CPC-Methode des üblichen elektrophotographischen Verfahrens entwickelt und fixiert. Es wurden Bildkopien erhalten, die hinsichtlich der Anforderungen des Pixierens, der Auflösung und der Dichte des Bildes befriedigten.

Claims

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Pat entansprüehe

Entwicklerpulver zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes, das nach einem elektrophotographischen Verfahren erzeugt wurde, gekennzeichnet durch nicht-agglomerierende, im wesentlichen kugelförmige Teilchen, die im wesentlichen aus einem Kunststoffbindemittel, magnetischen Partikeln und ersten elektrisch leitenden Partikeln, die darin dispergiert sind, wobei die Teilchen einen elektrischen Widerstand im Bereich von 10 bis 10 _Q.cm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm besitzen, und zweiten elektrisch leitenden Partikeln bestehen, die in die kugelförmigen Flächen der Teilchen eingebettet sind, wobei der Widerstand der Oberflächenschicht des Entwicklerpulvers kleiner als der des Innenbereichs ist und der durchschnittliche elektrische Widerstand des Entwicklerpulvers im Bereich von 10 bis 10 -Ω cm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm liegt.
2. Entwicklerpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-agglomerierenden, im wesentlichen kugelförmigen Teilchen eine Teilchengröße im Bereich von 1 bis 100 jum besitzen.
3. Entwicklerpulver nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-agglomerierenden, im wesentlichen kugelförmigen Teilchen eine Teilchengröße im Bereich von 5 bis kO /um besitzen.
4. Entwicklerpulver nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtagglomerierenden, im wesentlichen kugelförmigen Teilchen im wesentlichen aus 30 bis 60 Gew.-% Kunststoffbindemittel aus der durch thermoplastische Harze, hitzehärtbare Harze, Naturharze, Oligomere und deren Gemische gebildeten Gruppe, 0,5 bis 8 Gew.-? elektrisch leitenden Partikeln mit einer Teilchengröße im Bereich von 10 bis *J0 um aus der durch Ruß, Metallpulver, Legie-

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rungspulver, anorganische Oxide und elektrisch leitende Polymere gebildeten Gruppe bestehen, wobei der Rest magnetische Partikel mit einer Teilchengröße im Bereich von 0,1 bis 1 Aim ist und die Gesamtmenge der elektrisch leitenden Partikel im Entwicklerpulver im Bereich von 1,5 bis 10 Gew.-% liegt.
5. Entwicklerpulver nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der elektrisch leitenden Partikel im Entwicklerpulver im Bereich von 2 bis 9 Gew.-% liegt.
6. Entwicklerpulver nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der elektrisch leitenden Partikel im Entwicklerpulver im Bereich von 4 bis 8 Gew.-i liegt.
7. Entwicklerpulver nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Kuns-tstoffbindemittels im Bereich von 40 bis 55 Gew.-% liegt.
8. Entwicklerpulver nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwicklerpulver einen durchschnittlichen elektrischen Widerstand im Bereich von 10 bis IO H cm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm besitzt.
9. Entwicklerpulver nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwicklerpulver einen durchschnittlichen elektrischen Widerstand im Bereich von 10*⁵ bis 10 -Q.cm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm besitzt.
10. Entwicklerpulver insbesondere nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes, das nach einem elektrophotographischen Verfahren erzeugt wurde, gekennzeichnet durch nicht-agglomerierende, im wesentlichen kugelförmige Teilchen mit einer Teilchengröße im Bereich von 5 bis 40 um und einem elektrischen Wider-

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stand im Bereich von 10 bis 10 JZ cm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm, wobei die Teilchen im wesentlichen aus 40 bis 55 Gew.-% eines Kunststoffbindemittels aus der durch thermoplastische Harze, hitzehärtbare Harze, Naturharze, Oligoniere und deren Gemische gebildeten Gruppe, und 0,5 bis 8 Gew.-% Ruß bestehen, der darin dispergiert ist und eine Teilchengröße im Bereich von 10 bis 40yum besitzt, wobei der Rest Magnetit mit einer Teilchengröße im Bereich von 0,1 bis 1 yum und Ruß ist, der in die kugelförmige Oberfläche der Teilchen eingebettet ist, wobei der Ruß eine Teilchengröße im Bereich von 10 bis 40 /im besitzt und das Entwicklerpulver einen durchschnittlichen elektrischen Widerstand im Bereich von 10 bis 10 £L cm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm besitzt.
11. Entwicklerpulver nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwicklerpulver ferner bis zu 0,5 Gew.-? Siliciumdioxid-Trockengleitpulver zugemischt enthält.
12. Verfahren zur Herstellung von Ehtwicklerpulver gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche zum Entwickeln von elektrostatischen latenten Bildern, die nach einem elektrophotographischen Verfahren erzeugt wurden, dadurch gekennzeichnet , daß man in Form von Stufen

- im wesentlichen 40 bis 55 Gew.-% Kunststoffbindemittel aus der durch thermoplastische Harze, hitzehärtbare Harze, Naturharze, Oligomere und deren Gemische gebildeten Gruppe, 0,5 bis 8 Gew.-% Ruß, der darin dispergiert ist und eine Teilchengröße im Bereich von 10 bis 40 Aim besitzt, und als Rest Magnetit mit einer Teilchengröße im Bereich von 0,1 bis 1 >um bei einer Temperatur im Bereich von 130 bis 170 C mischt,

- die Mischung entsprechend einer Teilchengröße unter 40yum nach dem Abkühlen pulverisiert, die pulverisierten Partikel in einem Heißluftstrom im Bereich von 500 bis 5^0 °C dispergiert und dadurch den Partikeln Kugelgestalt verleiht,

- die resultierenden Partikel mit Ruß einer Teilchengröße im

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Bereich von 10 bis 40 yum mischt,

- die Mischung in einem heißen Luftstrom im Bereich von 390 bis 420 ⁰C nochmals dispergiert, dadurch den Ruß auf der Kugelfläche der Partikel einbettet und die Partikel nach einer geeigneten Partikelgröße klassiert und

- Partikel mit einem durchschnittlichen elektrischen Widerstand im Bereich von 10 bis 10 Jlcm in einem elektrischen Gleichstromfeld von 100 V/cm herstellt.

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