DE3118608A1

DE3118608A1 - Styrol/butadien-tonerharze

Info

Publication number: DE3118608A1
Application number: DE19813118608
Authority: DE
Inventors: Robert S. 14580 Webster N.Y. Karz; N. Ganesh 07728 Freehold N.J. Kumar
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1980-05-12
Filing date: 1981-05-11
Publication date: 1982-05-06
Also published as: JPS575052A; GB2075703A; CA1134662A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein neue Entwicklerzusammensetzungen und die Verwendung solcher Entwickler, um die Entwicklung von Bildern in einem elektrophotographischen System zu bewirken. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung positiv geladene Toner, welche aus Harzen vom Typ Styrol/Butadien-Copolymere zusammengesetzt sind, wobei diese Toner breite Schmelztemperaturbereiche und niedere geringste Festtemperaturen besitzen und insbesondere verwendbar sind in Heißwalzen-Schmelzsystemen, welche in elektrophotographischen Abbildungsvorrichtungen enthalten sind.

Das elektrophotographische Verfahren und insbesondere das xerographische Verfahren ist an sich gut bekannt und in zahlreichen Veröffentlichungen zum Stand der Technik einschließlich etlicher Patentschriften beschrieben. In einer Reihenfolge des xerographischen Verfahrens wird das auf der photoleitenden Oberfläche gebildete, latente, elektrostatische Bild mit einer Vielzahl pigmentierter Harzmaterialien, die speziell für diesen Zweck hergestellt sind, wie etwa Toner, entwickelt. Zur Aufbringung der elektroskopischen Teilchen oder Toner auf das zu entwickelnde, elektrostatische, latente Bild werden verschiedene Verfahren eingesetzt, wie etwa die Entwicklungsmethode, beschrieben in US-PS 3 618 552, Kaskadenentwicklung, US-PS 2 874 063 und 3 357 402, magnetische Bürstenentwicklung, US-PS 2 221 776, Staubwolkenentwicklung, und US-PS 3 166 432, Andrückentwicklung.

Es gibt Beispiele, wo es in elektrophotographischen Systemen erwünscht ist, eine Umkehrkopie des Originals herzustellen_s und somit kann es beispielsweise erwünscht sein, eine Negativkopie von einem positiven Original oder eine Positivkopie von einem negativen Original herzustellen. Dies wird in der Technik als Bildumkehrung bezeichnet,und "beim elektro-

statischen Drucken kann eine solche Bildumkehrung ausgeführt werden durch Aufbringen eines Entwicklerpulvers, das durch die geladenen Flächen des Bildes abgestoßen wird und äH den nichtgeladenen Flächen haftet, auf das Bild. Spezifischerweise hat sich gezeigt, daß Toner, welche positive Ladungen besitzen, in elektrophotographischen Umkehrsystemen und insbesondere in elektrophotographischen System, die organische Photorezeptoren anwenden, die in vielen Beispielen anfänglich eher negativ als positiv geladen werden und somit die Notwendigkeit eines positiv geladenen Toners erfordern, besser einsetzbar und wirksamer sind. Umkehrentwickler sind beispielsweise beschrieben in der US-PS 2 986 521.

In der US-PS 3 893 935 ist die Verwendung bestimmter quartärer Ammoniumsalze als geeignete Ladekontrollmittel für elektrostatische Tonerzusammensetzungen beschrieben; gemäß der Offenbarung dieser Patentschrift hat sich gezeigt, daß bestimmte quartäre Ammoniumsalze, wenn diese in Tonermaterialien eingearbeitet werden, eine besondere Tonerzusammensetzung liefern, welche relativ hoch einheitliche und stabile, leitende Tonerladungen -zeigtet wenn sie mit einem geeigneten Trägermittel gemischt wurde, wobei der Toner ebenso eine minimale Menge an Tonerabstoßung zeigte. Die US-PS 4 079 041 lehrt ähnliches, mit der Ausnahme, daß ein anderes Ladekontrollmittel verwendet wird, nämlich eine Verbindung vom Diazo-Typ.

Es existieren verschiedene Patente, welche die Verwendung von Styrol/Butadien-Harzen zur Verwendung als Toner in Entwicklungssystemen beschreiben, jedoch lehren diese Patente nicht die Verwendung solcher Harze mit einer bestimmten Zusammensetzung und Molekulargewicht für positiv geladene Toner und insbesondere für positive Toner mit beispielsweise breiten Schmelztemperaturbereichen. Die ein-

bezogenen Patente umfassen die US-PS 3 326 848, welche einen Toner aus Styrol/Butadien-Copolymerem offenbart, US-PS3 960 737, welche einen flüssigen Entwickler aus einer Mischung von Styrol/Butadien mit einem Acrylat offenbart, US-PS 3 766 072, welche einen Entwickler, enthaltend mindestens zwei Typen von Teilchen, von denen eines ein Harz vom Typ Styrol/Butadien sein kann, offenbart (Pliolite S5D), JA-AS 109483 und US-PSen 3 090 755 und 3 965 022.

Viele der oben beschriebenen Toner und Entwickler besitzen keinen breiten Schmelztemperaturbereich, wie im einzelnen nachstehend beschrieben, weder besitzen sie eine Kombination aus niedrigen geringsten Festtemperaturen und breiten Schmelztemperaturbereichen,ohne eine Abnahme in der Blockingtemperatur zu bewirken. Weiterhin besitzen einige der oben beschriebenen Entwickler die Tendenz, ihre positive Ladung über einen längeren Zeitraum zu verlieren, sind schwierig herzustellen,und angesichts dessen ist die Qualität des zu entwickelnden Bildes nachteilig beeinflußt. Ebenso führt die Verwendung von Ladekontrollmitteln und Entwicklern, wie beschrieben in US-PS 3 893 935, da sie wasserlöslich sind, dazu, durch Feuchtigkeit an der Toneroberfläche zu haften, wobei die Geräteumgebung und die Kopierqualität nachteilig beeinflußt wird.

Demzufolge besteht ein Bedarf nach Entwicklern mit breiten Schmelztemperaturbereichen, wobei die Toner in Heißwalz-Schmelzsystemen verwendet werden können, diese Toner darauf positive Ladungen besitzen und niedere geringste Festtemperaturen besitzen, d.h. zwischen etwa 121,1°C und etwa 148,9°C, sowie hohe Blockingtemperaturen zwischen etwa 40,6 und etwa 57,2°C.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Toner zu schaffen, der die oben erwähnten Nachteile überwindet.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Toner zu schaffen, der einen breiten Schmelztemperaturbereich aufweist und in elektrophotographischen Heißwalzen-Schmelzsystemen verwendet werden kann.

Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung eines Entwicklers, der einen positiv geladenen Toner enthält, der aus Styrol/Butadien-Copolymerharzen aufgebaut ist.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, einen Entwickler zu schaffen, der einen positiv geladenen Toner und ein Trägermaterial enthält.

Ein zusätzliches Ziel dieser Erfindung ist es, Toner zu schaffen, welche elektrostatische, latente Bilder, die negative Ladungen auf der Photorezeptoroberfläche tragen, zu entwickeln und welche wirksam elektrostatisch von solch einem Photorezeptor auf glattes Feinpapier übertragen, ohne eine Verschmierung zu verursachen oder die Qualität des resultierenden Bildes nachteilig zu beeinflussen.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es schließlich, durch Steigerung der Harzmolekulargewichtsverteilung ein Tonerharz mit zusätzlicher Schmelzsicherung gegenüber heißen Offset-Temperaturbereichen zu schaffen.

Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden erreicht durch die Schaffung von Tonern, die zusammengesetzt sind aus einem Färbemittel und einem Styrol/Butadien-Copolymerharz mit einem gewichtsmäßigen durchschnittlichen Molekulargewicht zwischen etwa 60 000 und etwa 180 000 und einer Molekulargewichtsverteilung zwischen etwa 5 und etwa 15 > wobei der Prozentgehalt an vorhandenem Styrol zwischen etwa 80% und etwa 95% und der Prozentgehalt an

vorhandenem Butadien zwischen etwa 5% und etwa 20% liegt, und wobei solche Toner ein Festtemperaturminimum zwischen etwa 121,1⁰C (250°F) und 148,9°C (300⁰F) und einen Schmelztemperaturbereich von mindestens 37,8°C (1OO°F), vorzugsweise zwischen etwa 40,6 und etwa 121,1⁰C (105 und 250⁰F) , besitzen. Der Prozentgehalt an Styrol plus Butadien sollte insgesamt etwa 100% betragen; somit sind, wenn 90% Styrol im Copolymerharz vorhanden sind, 10% Butadien vorhanden. Bevorzugt sind Styrol/Butadienharze, die 90% Styrol und 10% Butadien enthalten. Viele der in der vorliegenden Erfindung verwendbaren Styrol/Butadienharze umfassen diejenigen, welche von der Goodyear Chemical Company erhältlich sind und als Pliolite, wie Pliolite S5A-E, bekannt sind. Ebenso fallen unter den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung Copolymere aus Vinyltoluol mit Butadien, wobei der Prozentgehalt an vorhandenem Butadien zwischen etwa 80 und etwa 95% und der Prozentgehalt des anderen Monomeren (Vinyltoluol) zwischen etwa 5 und etwa 20% liegt.

Die Menge des in der Tonerformulierung vorhandenen Styrol/ Butadien-Copolymerharzes beträgt zwischen 80 und etwa 95% und vorzugsweise zwischen etwa 88 und etwa 94%, bezogen auf das Gewicht des Toners, während die Menge an vorhandenem Färbemittel zwischen etwa 5% und etwa 20% und vorzugsweise zwischen etwa 6 und etwa 12% liegt. Somit sind, wenn beispielsweise 85% des Styrol/Butadien-Copolymerharzes vorliegen, 15% des Färbemittels vorhanden.

Mit "geringster Schmelztemperatur" (Schmelztemperaturminimum) ist diejenige Temperatur gemeint, bei der der Toner ausreichend geschmolzen, zusammengeflossen und an ein Substrat, wie etwa Papier, angehaftet ist, um so herkömmlicher Behandlungsweise, Ablagerung, Verschmierung, Verschmutzung und/oder Auslöschung standzuhalten. Die Heiß-Offsettemperatur ist diejenige Temperatur, bei der sich das Tonerbild im

Inneren mit etwas Toner, der auf der Schmelzwalze verbleibt, aufteilt. Der Schmelztemperaturbereich ist die Differenz zwischen der Heiß-Offsettemperatur und dem Schmelztemperaturminimum, wie in Beispiel 1 ausgeführt.

Zahlreiche geeignete Farbstoffe oder Färbemittel können zusammen mit Styrol/Butadien-Harzen zur Formulierung der ' Tonerteilchen eingesetzt werden. Solche Materialien sind an sich gut bekannt und umfassen verschiedene Typen von Ruß, Nigrosin-Farbstoff, Anilinblau, Chromgelb, Ultramarinblau, duPont-Ölrot, Phthalocyaninblau und deren Mischungen, wobei Ruß das bevorzugte Material ist. Das Färbemittel sollte im Toner in ausreichender Menge vorhanden sein, um diesen hochgefärbt zu machen, so daß dieser ein sichtbares Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial bildet. Wo beispielsweise herkömmliche xerographische Kopien von Dokumenten erwünscht sind, kann der Toner ein schwarzes Pigment, wie Ruß, aufweisen. Ebenfalls kann eine schwarze Farbe, wie etwa erhältlich von der National Aniline Products Inc., eingesetzt werden. Bevorzugterweise wird das Färbemittel in Mengen von etwa 5 bis etwa 20 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Toners, angewandt.

Als zusätzlicher Bestandteil können in der erfindungsgemäßen Tonerzusammensetzung verschiedene Additive, insbesondere Materialien, wie etwa Nigrosin, und Ladekontroll-Additive, wie etwa Alkylpyridinium-Verbindungen der folgenden Formel enthalten sein: _.-■

oder

N'

-H₂O

worin R ein aliphatisches Radikal, wie Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl, Hexyl, Octyl, Nonyl und dergl.,und A ein Anion, wie etwa Chlorid, Bromid, Fluorid , Sulfat, SuIfonat, Phosphat, Borat und dergl., bedeutet. Das bevorzugte Additiv ist Cetylpyridiniumchlorid. Der Zweck des Ladekontroll-Additivs ist es, dem Tonerharz eine positive Ladung zu verleihen.

Das Additiv ist in Mengen von etwa 0,25 bis etwa h% und vorzugsweise von etwa 0,5 bis etwa 3% enthalten.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Toners können verschiedene Verfahren angewandt werden, wobei ein solches Verfahren darin besteht, das Harz und das Pigment in der Schmelze zu mischen, worauf eine mechanische Verreibung erfolgt. Andere Verfahren umfassen solche, die in der Technik an sich gut bekannt sind, wie etwa Sprühtrocknung, Schmelzdispersion und Dispersions-Polymerisation. Beispielsweise wird eine Lösungsmitteldispersion aus Harz und Färbemittel unter kontrollierten Bedingungen sprühgetrocknet, wobei der erwünschte Toner erhalten wird. Ein in solcher Weise hergestellter Toner resultiert in einem positiv geladenen Toner im Verhältnis zu den Trägermaterialien, die bei der Herstellung eines Entwicklers vorliegen, wobei diese Toner die vorher erwähnten, verbesserten Eigenschaften aufweisen.

Jedes geeignete Trägermaterial kann zusammen mit dem erfindungsgemäßen Toner eingesetzt werden, solange solche Teilchen fähig sind, triboelektrisch eine zu der der Tonerteil-

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- 10 -

chen gegensätzliche Ladung zu erwerben. Toner plus Träger wird in der Technik als Entwickler bezeichnet. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung würde dieses eine negative Polarität gegenüber der der Tonerteilchen, welche positiv geladen sind, besitzen, so daß die Tonerteilchen anhaften und die Trägerteilchen umgeben. Demzufolge können die Träger so gewählt werden, daß die Tonerteilchen eine Ladung positiver Polarität erfordern, wobei umfaßt werden: anorganische Materialien, organische Materialien sowie beschichtete Träger einschließlich beispielsweise Natriumchlorid, Ammoniumchlorid, Ammoniumkaliumchlorid, Aluminiumnitrat, granuliertes Zink, granuliertes Silicium, Methylmethacrylat, Glas, Stahl, Nickel, Eisenferrit, Siliciumdioxid u.a..Beschichtete Träger, welche verwendet werden können, umfassen die obengenannten Träger, die beispielsweise mit organischen Materialien, wie fluorierten Polymeren einschließlich Polyvinylidenfluorid, beschichtet sind. Viele der verwendbaren Träger sind in den US-PSen 2 618 441, 2 638 416, 3 591 503, 3 533 835 und 3 526 533 beschrieben. Ebenso können Nickelbeeren-Träger gemäß den US-PSen 3 847 6o4 und 3 767 598 eingesetzt werden. Diese Träger sind knotenartige Körnchen aus Nickel, die durch Oberflächen mit wiederkehrenden Vertiefungen und Vorsprüngen gekennzeichnet sind, welche die Teilchen mit einer relativ großen Außenfläche versehen. Der Durchmesser des beschichteten Trägerteilchens beträgt etwa 50 bis etwa 1000/um, wodurch gewährleistet wird, daß der Träger eine ausreichende Dichte und Trägheit besitzt, um eine Anhaftung an die elektrostatischen Bilder während des Ent- · wicklungsverfahrens zu vermeiden.

Der Träger kann mit der Tonerzusammensetzung in jeder geeigneten Kombination angewandt werden, jedoch werden die besten Ergebnisse erhalten, wenn etwa 1 Teil Toner und etwa 10 bis etwa 200 Gew.Teile Träger verwendet werden.

Die erfindungsgemäßen Toner können verwendet werden zur Entwicklung elektrostatischer, latenter Bilder auf jeder geeigneten elektrostatischen Oberfläche, die fähig ist, Ladung beizubehalten, einschließlich herkömmlicher Photoleiter, jedoch werden die erfindungsgemäßen Toner am besten ausgenützt in Systemen, in denen eine negative Ladung auf den Photorezeptor lvorliegt, wobei dies gewöhnlicherweise bei organischen Photorezeptoren auftritt. Typische Beispiele solcher Photorezeptoren umfassen Polyvinylcarbazol, 4-Dimethylaminobenzyliden, Benzhydrazid, 2-Benzylidenaminocarbazol, mit Polyvinylcarbazol substituierte Materialien, (2-Nitrobenzyliden)-p-aminoanilin, 2,4-Diphenylchinazolin, 1,2,4-Triazin, 1,S-Diphenyl-i-methylpyrazolin, 2-(4'-Dimethylaminophenyl)-benzoxazol, 3-Aminocarbazol, Polyvinyl-Trinitrofluorenon-Ladungsübertragungskomplexe, Phthalocyanine und deren Mischungen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung näher, wobei durch diese Beispiele der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht eingeschränkt wird. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Teile und Proζentgehalte auf das Gewicht.

Das Festpunktminimum wurde bestimmt, indem das zu prüfende Bild, welches eine optische Schmelzfestpunktdichte (fused solid area optical density) von 1,2 - 0,1, gemessen mit einem optischen Densitometer Macbeth Model RD517, hat, zehn Durchläufen einer Abreibwirkung auf einem Teledyne Tabor Abrader Model 503 unter Verwendung von Scheiben Nr. 10 und einer Gewichtslast von 1000 g ausgesetzt wird. Die abgeriebenen Bilder werden dann mit Standardbildern, die verschiedene Festpunktgrade darstellen, verglichen, um so den Festpunkt auf einer Buchstabenskala von A (bester Wert) bis D (schlechtester Wert) abzuschätzen, basierend auf dem visuellen Vergleich des Bildes gegenüber dem Standard. Die

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Standardbilder wurden erhalten von einer Meßaufnahme, die mit Xerox 9200-Bildern gemacht wurde, welche absichtlich auf einen Wertebereich geschmolzen wurden. Der Festpunkt für die Pliolite^· ''-Harze war ausgezeichnet (A), während der Festpunkt für die Polyesterharze (Vergleichsbeispiel 1) von nicht hoher Qualität (C) war.

Ebenso wurde in den folgenden Beispielen die Heiß-Offsettemperatur gemessen, durch Auflegen eines anhängenden Blattes weißen Papiers an das Bild, so daß jeder Toneroffset auf die Schmelzwalze bei der darauffolgenden Walzenumdrehung auf das anhängende Blatt zurückdruckt. Offset wurde definiert als das Auftreten von Toner an jeglicher Stelle auf dem anhängenden Blatt.

Die Temperaturen auf der Schmelzwalze wurden gemessen unter Verwendung eines Eisen/Konstantan-Thermoelements in Kontakt mit der Schmelzoberfläche und unter Anwendung eines Barnes-Infrarotradiometers bestätigt.

Die Bilder wurden unter Anwendung der Tonerharze der folgenden Beispiele unter Verwendung eines Xerox Model D^v '-Drehplattengerätes und eines Stahlträgers hergestellt. Diese Bilder wurden dann auf ihr Festpunktminimum und Heiß-Offset bewertet, auf einer Prüfvorrichtung, die zusammengesetzt war aus einer innenbeheizten, mit Silikongummi beschichteten Schmelzwalze von 7,62 cm (3 inch) Durchmesser und einer mit Teflon^· ' beschichteten Stützrolle von 7,62 cm (3 inch) Durchmesser. Die Rollen wurden belastet, um einen Walzenspalt von 0,53 cm (0,21 Inches) zu bilden und bei einer Oberflächengeschwindigkeit von 25,4 cm(10 inches)/see betrieben. Der die Schmelzwalze bedeckende Silikongummi war ein hochtemperatur-vulkanisierter Silikongummi von 0,178 cm (70 mils) Dicke.

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Die mechanischen Anforderungen des Toners hinsichtlich Festpunktminimum und Heißoffset sind in einer Hinsicht nicht verträglich; ein guter Toner ist vom Gesichtspunkt des Festpunktes aus ein solcher, der mit Zunahme der Temperatur schnell erweicht und unter relativ niederem Druck [2,76 bis 13,8 bar (40 bis 200 psi)], wie er im Schmelzspalt angetroffen wird, leicht fließt, während ein guter Toner für Heißoffset ein solcher ist, der hinsichtlich der Erweichung relativ temperaturunempfindlich ist und der die Belastungen während des Entspannens der Schmelzwalze [0,48 bis 4,8 bar (7 bis 70 psi)] ertragen kann, ohne innerlich zusammenzubrechen und Heißoffset zu erzeugen. Somit zeigt der ideale Toner bei Raumtemperatur ein hohes Modeul [£ 138 bar (400 psi)], das bei Steigerung der Temperatur schnell auf den Bereich von 9,6 bis 96 bar (14 bis 140 psi) (wo Festpunktminimum erscheint) abnimmt und welches plötzlich abflacht, um einen Plateaubereich zu bilden, wo das Modul relativ temperaturunempfindlich wird. Ein solches Plateau ist in der Technik als "Gummiplateaubereich" bekannt und sollte sich für eine maximale Breite über einen so breit wie möglichen Temperaturbereich erstrecken.

Eine andere mechanische Toneranforderung betrifft die Erweichungsgeschwindigkeit des Toners von Raumtemperatur bis etwa 54,4°C (130⁰F). Während schnelles Erweichen des Toners für niedere Festtemperaturminima wünschenswert ist, ist es ebenso erwünscht, daß der Toner bei Temperaturen unterhalb 54,4⁰C starr bleibt, um ein Zusammenbacken während des Transports und der Lagerung zu vermeiden. Die-'Temperatur, bei der innerhalb eines Zeitraums von 24 h ein Zusammenbacken auftritt, wird die "Blockingtemperatur" genannt und ist mit der Glasübergangstemperatür, einer gut bekannten rheologischen Eigenschaft, korreliert. Es wurde experimentell ermittelt [siehe "The Viscosity of Polymers and Their Concentrated Solutions" von G.C.Berry und T.G.Fox in

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Advances in Polymer Science, Band 5, Seiten 261-357, (1968)], daß für eine gegebene Glasübergangstemperatur Polymerfamilien, welche die geringste Polarität aufweisen, bei erhöhten Temperaturen die niedrigste Viskosität zeigen und somit erwarten lassen, die niedrigsten Festtemperaturminima zu besitzen. Anhand dieser Kriterien sind Styrol/Butadiene aufgrund ihrer geringen Polarität im Verhältnis zu anderen Tonerharzen, wie etwa der Styrol/Methacrylat-Familie, ausgezeichnete Harze für Toner.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine breite Molekulargewichtsverteilung zu erhalten, um den Schmelzbereich durch eine Ausdehnung des Gummiplateaus zu erstrecken. Eine breite Molekulargewichtsverteilung kann entweder während der Polymerisation oder durch Mischen von zwei oder mehreren Harzen nach der Polymerisation erreicht werden. Ein Polymer zeigt typischerweise eine Molekulargewichtsverteilung j in* Bereich von 2 bis 4, wobei Mw _ gewichtsmäßiges durchschnittliches Molekulargewicht Mn " zahlenmäßig.durchschnittliches Molekulargewicht

Die erfindungsgemäßen Styrol/Butadien-Copolymeren besitzen Molekulargewichtsverteilungen im Bereich von 5 bis 15» wobei die verbesserten Toner der vorliegenden Anmeldung resultieren. Ein besseres Schmelzverhalten könnte erreicht werden bei Verwendung noch breiterer Molekulargewichtsverteilungen, jedoch wird die Herstellung solcher Materialien zunehmend schwieriger für Molekulargewichtsverteilungen über etwa 10. .

Beispiel 1

Durch Mischen in der Schmelze und anschließende mechanische Verreibung wurde ein Toner hergestellt, der zusammengesetzt ist aus 10% Ruß, im Handel erhältlich als Raven 5250, und eines Styrol/Butadien-Copolymeren, zusammengesetzt aus

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- 15 -

9050 Styrol und 10% Butadien, mit einem gewichtsmäßigen durchschnittlichen Molekulargewicht von 163 000 (^ = 8,9), im Handel erhältlich von Goodyear Corporation als Pliolite S5A. In ähnlicher Weise wurden andere Toner hergestellt. Diese Toner wurden unter Verwendung einer entsprechenden Schmelzwalze Schmelzexperimenten unterzogen, wobei folgende Ergebnisse erhalten wurden.

Toner Schmelztem- Heißoffset- Schmelz- Blockingperaturminitemperatur, tempera- temperamum, ⁰C(⁰F) ⁰C (⁰F) turbereich tür, oc

oc (⁵F) (⁰F)

Pliolite⁺S5A 143,3(290) > 282,2(540) >121,1(250) 48,9(120) 10% Raven525O

Pliolite⁺S5E 148,9(300) 235 (455) 68,3(155) " " 1096 Raven5250

Pliolite+ " " 215,6(420) 48,9(120) 46,1-48,9

Vinyl-Toluol- (115-120)

Copolymer ^u'^{5 kUJ}

10% Raven 5250.

⁺im Handel erhältlich von Goodyear Chemical Company.

Ebenso wurden Vergleichsbeispiele mit einer entsprechenden Schmelzwalze unter Verwendung von Tonern aus verschiedenen Harzen, d.h. Harzen anderer Art als Styrol/Butadien, ausgeführt, wobei folgende Ergebnisse erhalten wurden.

Toner Schmelztemperatur- Heißoffset- Schmelztemperatur- Blocking-

minimum, C(⁰P) temperatur, bereich, ⁰C (⁰F) temperatur,

⁰C (⁰F) ⁰C (⁰F)

lineares Polyesterharz +1096 BPL⁺	137,8	(280)	150	(302)	-6,7	(20)	43,	3 (110)
verzweigtes Polyester-, harz + 10% BPL⁺	132,2	(270)	176	,7 (350)	26,7	(80)	43,3-46	,1(110-115)
verzweigtes Polyester harz + 10% BPL⁺	143,3	(290)	129	,4 (265)	23,9	(75)	40,6-43	,3(105-110)
Styro1/n-Butylmeth- acrylat-Copolymerharz 65/35, 82%., Ruß 9%, Polyvinylbutyral 9%	176,7	(350)	232	,2 (450)	37,8	(100)	48,	9 (120) It I I 4 ' ι ,' C y 1
* BPL = Black	Pearls	(Ruß),	im Handel	erhältlich.				I < I ' '

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Beispiel 2

Durch Mischen in der Schmelze und anschließend mechanische Zerreibung wurde ein Toner hergestellt, der zusammengesetzt war aus 89,5% Pliolite S5E, im Handel erhältlich von Goodyear Chemical und enthaltend 90% Styrol, 10% Butadien; 0,5% Nigrosin und 10% Ruß, Raven 420, im Handel erhältlich von Citgo. Dieser Toner wurde den Prüfungen auf Festpunktminimum und Heißoffset, gemäß Beispiel 1, unterzogen, wobei folgende Ergebnisse erhalten wurden:

Festtemperaturminimum 135°C (275°F)

Heißoffsettemperatur 212,8°C (415°F)

Schmelztemperaturbereich 60°C (14O°F)

Blockingtemperatur 46,1⁰C (115°F).

Die Qualität des Festpunktes war ausgezeichnet und auf einer Skala von A (bester Wert) bis D (schlechtester Wert) war die Bewertung für den Festpunkt A.

Beispiel 3

Das Vorgehen gemäß Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme> daß das verwendete Pliolite-Harz aus 89% Styrol und 11% Butadien zusammengesetzt war. Der Toner dieses Beispiels besaß ein Festtemperaturminiaium von 148,9⁰C (300°F), eine Heißoffsettemperatur von 193,3°C (380⁰F), einen Schmelztemperaturbereich von 40,6⁰C (1O5°F) und eine Blockingtemperatur von 48,9⁰C (120°F).

Beispiel 4

Das Vorgehen gemäß Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß 88% des Pliolite-Harzes von Beispiel 3 mit 10% Ruß und 2% Nigrosin gemischt wurden. Der Toner dieses Beispiels besaß ein Festtemperaturminimum von 126,7°C (260⁰F), eine Heißoffsettemperatur von 190,6⁰C (375°F) und einen Schmelztemperaturbereich von 46,1⁰C (115°F).

Beispiel 5

Jedes der Tonerharze der Beispiele 1 bis 4, jeweils 1 Gew.-Teil, wurde mit 50 Gew.Teilen eines Stahlträgers gemischt, wobei Entwicklungszusammensetzungen erhalten wurden.

Diese Entwicklerzusammensetzungen ergaben annehmbare Bilder, wie hierin definiert, wenn sie in einer xerographischen Abbildungsvorrichtung, dem Xerox Model D-Drehplattengerät, verwendet wurden.

Dem Fachmann sind nach Lesen der vorliegenden Erfindung weitere Modifikationen ersichtlich. Diese fallen ebenso unter den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung. -

Ende der Beschreibung.

Claims

PAT E N ΤΛ N W Λ LT E Q 1 Ί Q C Γ) Q O ι ι ΰ O U O A. GRÜNECKER OPU -ING. H. KINKELDEY OB-ING W. STOCKMAIR DH-ING AeE ICAi. rECMi K. SCHUMANN ΓΜΙ BER NAT OIPU PMVg P. H. JAKOB DfPL-ING G. BEZOLD W* R£R NfiX D(Pt CHEM Xerox Corporation Xerox Square Rochester, New York 14544 U.S.A. 8 MÜNCHEN MAXIMILIANSTRASSE *3 P 16 116 -60/Da 11. Mai 1981 Styrol/Butadien-Tonerharze Patentansprüche

1. Trockene, elektrophotographische Tonerzusammensetzimg, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist; ein Färbemittel und ein Styrol/Butadien-Copolyraerharz mit einem durchschnittlichen gewichtsmäßigen Molekulargewicht zwischen etwa 60 000 und etwa 180 000 und einer Molekulargewichtsverteilung zwischen etwa 5 und etwa 15, wobei der Prozentgehalt an vorhandenem Styrol zwischen etwa 80% und etwa 95% und der Prozentgehalt an vorhandenem Butadien zwischen etwa 5% und etwa 20% liegt, und wobei solch ein Toner eine geringste Festtemperatur zwischen etwa 121,1 und etwa 148,9⁰C (250 und 300⁰F) und einen Schmelztemperaturbereich von mindestens 37,8°C (1OO°F) besitzt.

2. Tonerzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge an vorhandenem Färbemittel zwi~

TELEFON (OB9) 33 28 63

TELEX OB-2Ö3BO

TELEGRAMME MONAPAT

telekopierer

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sehen etwa 5% und etwa 20?f> und die Menge an vorhandenem Styrol/Butadien-Copolymerharz zwischen etwa 80 Gew.% und etwa 95 Gew.% beträgt.

3. Tonerzusammensetzung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Färbemittel Ruß ist und das Styrol/Butadien-Harz 90% Styrol und 10% Butadien enthält,

4. Tonerzusammensetzung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelztemperaturbereich zwischen etwa 40,6⁰C (105⁰F) und etwa 121,1⁰C (250°F) liegt.

5. Tonerzusammensetzung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzlicher Bestandteil ein Zusatzmittel, vorwiegend zum Zwecke, dem Tonerharz eine positive Ladung zu erteilen, zugegeben wird.

6. Tonerzusammensetzung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzlicher Bestandteil ein Trägermaterial zugegeben wird.

7. Tonerzusammensetzung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit einem fluorierten Polymeren stahlbeschichtet wird.