DE3215838C2 - Elektrostatographisches Tonermaterial - Google Patents
Elektrostatographisches TonermaterialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektrostatographisches Tonerma
terial, insbesondere ein durch Druck fixierbares elektrosta
tographisches Tonermaterial, welches eingekapselte Toner
teilchen enthält.
Bei der bekannten Elektrostatographie wird ein elektrostati
sches latentes Tonbild, welches auf einer photoleitenden
oder dielektrischen Oberfläche vorhanden ist, mit einem ei
nen Farbstoff und ein Fixiermittel enthaltenden Tonermate
rial unter Bildung eines sichtbaren Tonerbilds entwickelt.
Das sichtbare Tonerbild wird auf die Oberfläche eines Trä
germediums, wie auf ein Papierblatt, übertragen und dort fi
xiert.
Die Entwicklung des latenten Bildes unter Bildung des sicht
baren Tonerbilds wird mittels eines Entwicklungsmittels
durchgeführt, das ein Gemisch aus einem Tonermaterial mit
Trägerteilchen enthält, oder unter Verwendung eines Entwick
lungsmittels, welches nur das Tonermaterial enthält. Das Ent
wicklungsverfahren, in dem das Gemisch aus Tonermaterial mit
Trägermaterial verwendet wird, wird als "Zweikomponentenent
wicklungsverfahren" bezeichnet. Das Entwicklungsverfahren,
bei dem nur das Tonermaterial verwendet wird, wird als "Ein
komponentenentwicklungsverfahren" bezeichnet.
Das auf dem latenten Bild gebildete Tonerbild wird dann auf
die Oberfläche eines Trägermediums übertragen und darauf fi
xiert. Das Verfahren zum Fixieren des Tonerbilds auf dem
Trägermediums kann gemäß einem von drei Fixierverfahren
durchgeführt werden, d. h. einem Hitzefixierverfahren (Schmelz
verfahren) einem Lösungsmittelfixierverfahren und einem
Druckfixierverfahren.
Bei dem Druckfixierverfahren erfolgt das Fixieren des Toner
materials auf der Oberfläche des Trägermediums unter Anwen
dung eines Druckes, und es wird beispielsweise in der US-PS
3 269 626 beschrieben. Bei dem Druckfixierverfahren wird we
der ein Heizverfahren noch werden Lösungsmittel verwendet,
und es treten somit die Schwierigkeiten nicht auf, die dem
Fixierverfahren in der Hitze und dem Lösungsmittelfixierver
fahren inhärent sind. Weiterhin kann das Druckfixierverfah
ren bei Hochgeschwindigkeitskopier- und Vervielfältigungs
verfahren durchgeführt werden, und die Anlaufzeit ist bei
dem Druckfixierverfahren verkürzt. Dementsprechend ist das
Druckfixierverfahren ein bevorzugtes Fixierverfahren, da ihm
eine Anzahl bevorzugter Merkmale inhärent sind.
Das Druckfixierverfahren besitzt jedoch auch einige uner
wünschte Merkmale. Beispielsweise erhält man bei dem Druck
fixierverfahren im allgemeinen eine schlechtere Fixierung
als bei dem Wärmefixierverfahren, wodurch das Tonerbild, wel
ches auf einem Papier fixiert wird, leicht abgerieben werden
kann. Das Druckfixierverfahren erfordert einen sehr hohen
Druck für die Fixierung, und ein solcher hoher Druck bewirkt,
daß die Cellulosefasern des Trägermediums, wie Papier, bre
chen. Weiterhin wird auf der Oberfläche des Trägermediums ein
Glanz erzeugt. Außerdem müssen die Druckwalzen eine relativ
große Größe aufweisen, da die Walzen dem Tonerbild auf dem
Trägermedium einen sehr hohen Druck verleihen. Dementspre
chend kann die Verringerung der Größe der Kopier- und Ver
vielfältigungsvorrichtung eine bestimmte Grenze nicht über
schreiten, die durch die Größe der Druckwalzen bestimmt wird.
Man hat in der Vergangenheit bereits ein eingekapseltes To
nermaterial vorgeschlagen, welches Tonerteilchen enthält,
die in Mikrokapseln eingeschlossen sind. Dadurch sollen die
oben beschriebenen Nachteile des Druckfixierverfahrens besei
tigt werden. Das eingekapselte Tonermaterial wird hergestellt,
indem man Kernteilchen (welche den Farbstoff, wie Ruß, ent
halten) mit Umhüllungen, welche bei der Anwendung von Druck
brechen, umhüllt. Das so hergestellte eingekapselte Tonerma
terial besitzt verschiedene bevorzugte Merkmale. Beispiels
weise erfordert das Fixieren des eingekapselten Tonermate
rials keinen hohen Druck, und die Fixierung ist ausgezeich
net. Dementsprechend wird das eingekapselte Tonermaterial
als geeignet für die Verwendung in einem Druckfixierverfah
ren angesehen. Das bis heute vorgeschlagene eingekapselte
Tonermaterial erscheint jedoch bei der praktischen Verwen
dung nicht geeignet, da es nicht alle Eigenschaften, die für
einen glatten Kopier- und Vervielfältigungsvorgang erforder
lich sind, erfüllt und da es keine sehr gute Tonerbildfixie
rung und Qualität ergibt.
Genauer gesagt ist es bei einem Tonermaterial, welches als
Trockenentwicklungsmittel in der Elektrostatographie verwen
det werden soll, erforderlich, daß es ausgezeichnete Pul
vereigenschaften (oder Pulverfließeigenschaften) aufweist,
so daß eine hohe Entwicklungsqualität erhalten wird, und daß
die Oberfläche des photoempfindlichen Materials, auf der das
latente Bild gebildet wird, nicht verfleckt. Der Ausdruck
"Pulvereigenschaften" bedeutet insbesondere die Beständigkeit
gegenüber der Agglomeration und dem Blockieren der Tonerteil
chen. Bei dem Verfahren für die Herstellung des eingekapsel
ten Tonermaterials wird das Tonermaterial im allgemeinen von
der Tonerdispersion abgetrennt und gemäß einem Sprühtrock
nungsverfahren getrocknet. Das bis heute bekannte eingekap
selte Tonermaterial agglomeriert entweder beim Sprühtrocknen
oder beim Lagern nach dem Sprühtrocknen. Das so agglomerier
te Tonermaterial verschlechtert die Resolution des auf dem
elektrostatographischen latent Bild gebildeten sichtbaren
Tonerbilds merklich, wodurch die Schärfe des sichtbaren To
nerbilds, das auf das Trägermedium fixiert wird, wesentlich
verschlechtert wird.
Es ist weiterhin erforderlich, daß das Tonermaterial, wel
ches für das Zweikomponentenentwicklungsverfahren verwendet
wird, die Oberflächen der Trägerteilchen nicht verfleckt.
Das Tonermaterial, das als Entwicklungsmittel bei einem
Druckfixierverfahren verwendet wird, soll weiterhin zufrie
denstellend bei der Fixierung unter Druck sein und soll sich
von der Oberfläche der Druckwalze nicht ablösen, d. h. die
Erscheinung zeigen, bei der der Toner an der Walzenoberflä
che haftet und sie verfleckt.
Die bis heute bekannten eingekapselten Tonermaterialien
sind mindestens hinsichtlich einer dieser Forderungen, die
für Entwicklungsmittel aufgestellt wurden und die beim Druck
fixierverfahren verwendet werden, nicht zufriedenstellend.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde,
ein elektrostatographisches Tonermaterial zur Verfügung zu
stellen, das die oben erwähnten Nachteile nicht besitzt.
Erfindungsgemäß soll ein eingekapseltes Tonermaterial zur
Verfügung gestellt werden, welches bei einem Druckfixierver
fahren verwendet werden kann und die oben beschriebenen Nach
teile nicht besitzt.
Erfindungsgemäß soll ein eingekapseltes Tonermaterial zur
Verfügung gestellt werden, das bei einem Druckfixierverfah
ren verwendet werden kann und dessen Pulvereigenschaften we
sentlich verbessert sind.
Erfindungsgemäß soll bin eingekapseltes Tonermaterial mit
verbesserter Druckfixierfähigkeit zusätzlich zu den verbes
serten Pulvereigenschaften zur Verfügung gestellt werden.
Erfindungsgemäß soll ein eingekapseltes Tonermaterial zur
Verfügung gestellt werden, welches einen verbesserten Wider
stand gegenüber Absetzen zusätzlich zu verbesserten Pulver
eigenschaften und verbesserter Druckfixierbarkeit aufweist.
Erfindunsgemäß soll ein eingekapseltes Tonermaterial zur
Verfügung gestellt werden, welches gegenüber dem Zerbrechen
vor der Druckanwendung in dem Druckfixierverfahren bestän
dig ist, während es bei dem Druckfixierverfahren leicht ge
brochen wird.
Erfindungsgemäß soll weiterhin ein Verfahren für die Herstel
lung des elektrostatographischen Tonermaterials, welches die
zuvor beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften aufweist,
zur Verfügung gestellt werden.
Gegenstand der Erfindung ist ein elektrostatographisches To
nermaterial, welches eingekapselte Tonerteilchen mit einer
durchschnittlichen Teilchengröße im Bereich von etwa 0,5 bis
etwa 1000 µm enthält, wobei die Tonerteilchen ein druckfixier
bares klebendes Kernmaterial, welches einen Farbstoff ent
hält, und eine durch Druck zerstörbare Umhüllung, die das
Kernmaterial umhüllt, enthalten und wobei die Hülle aus
Polyurethan, Polyharnstoff und
Polythiourethan hergestellt ist.
In der vorliegenden Anmeldung bedeutet der Ausdruck "Poly
urethan, Polyharnstoff und Polythiourethan" ein durch Poly
kondensationsreaktion zwischen einem Polyisocyanat und/oder
Polythioisocyanat und einem oder mehreren der Gegenverbindun
gen, wie einem Polyol, Polythiol, Wasser, Polyamin und Pipe
razin, gebildetes Polyerisat. Dementsprechend bedeutet der
Ausdruck "Polyurethan" entweder ein einfaches Polyurethan,
welches im wesentlichen nur Urethanbindungen aufweist, oder
ein Polymerisat, welches Urethanbindungen und eine relativ
geringe Zahl von Harnstoff- und/oder Thiourethanbindungen
aufweist. Der Ausdruck "Polyharnstoff" bedeutet entweder ei
nen einfachen Polyharnstoff, der nur im wesentlichen Harn
stoffbindungen aufweist, oder er bedeutet ein Polymerisat,
das Harnstoffbindungen und eine relativ geringe Zahl an Ure
than- und/oder Thiourethanbindungen aufweist. Auf gleiche
Weise bedeutet der Ausdruck "Polythiourethan" entweder ein
einfaches Polythiourethan, welches im wesentlichen nur Thio
urethanverbindungen besitzt, oder ein Polymerisat, welches
Thiourethanbindungen und eine relativ geringe Zahl von Ure
than- und/oder Harnstoffbindungen aufweist.
Das für die Herstellung der Umhüllung bei der vorliegenden
Erfindung verwendete Material ist ein Polyadditionspro
dukt aus einem Polyisocyanat, einem Polyol und Wasser oder
ein Polyadditionsprodukt aus einem Polyisocyanat, einem
Polyol und einem Polyamin.
Das erfindungsgemäße elektrostatographische Tonermaterial
wird bevorzugt gemäß einem Verfahren hergestellt, bei dem
sehr kleine Tröpfchen aus dem druckfixierbaren Klebstoffkern
material, welches einen in einem wäßrigen Medium dispergier
ten Farbstoff enthält, mit dem druckzerstörbaren Umhüllungs
material umhüllt werden, wobei dieses Material aus
Polyurethan, Polyharnstoff und Polythio
urethan und wobei die eingekapselten Teilchen gebil
det werden. Die eingekapselten Teilchen werden aus dem wäßri
gen Medium abgetrennt, und man erhält so trockene eingekap
selte Tonermaterialien.
Die Einkapselung der Tröpfchen aus dem Kernmaterial mit dem
Umhüllungsmaterial kann nach irgendeinem an sich bekannten
Verfahren zur Herstellung der sogenannten Mikrokapseln, wel
che eine hydrophobe Flüssigkeit enthalten, erfolgen, wie nach
dem Phasentrennungsverfahren, wie es in den US-Patentschrif
ten 2 800 457 und 2 80 458 beschrieben wird, dem Grenzflä
chenpolymerisationsverfahren, wie es in den japanischen Patent
veröffentlichungen 38(1963)-19 574, 42(1967)-446 und
42(1967)-771, den britischen Patenten 989 264, 950 443,
867 797, 1 069 140 und 1 046 409 beschrieben wird, dem Ver
fahren, bei dem die Polymerisation eines Monomeren in Öl
tröpfchen stattfindet, wie es in der japanischen Patentver
veröffentlichung 36(1961)-9 168 beschrieben wird, dem Ver
fahren, bei dem ein Schmelzen, Dispergieren und Kühlen statt
findet, wie es in den britischen Patenten 952 807 und
965 074 beschrieben wird, und dem Sprühtrocknungsverfahren,
wie es in der US-Patentschrift 3 111 407 und in der briti
schen Patentschrift 930 422 beschrieben wird.
Von diesen Einkapselungsverfahren ist das Grenzflächenpoly
merisationsverfahren, welches im folgenden näher erläutert
wird, für die Herstellung des erfindungsgemäßen Tonermate
rials bevorzugt.
Zuerst werden die beiden folgenden Substanzen ausgewählt:
Substanz (A), die als solche eine hydrophobe Flüssigkeit ist oder eine Substanz, die in einer hydrophoben Flüssigkeit lös lich, damit mischbar oder gut dispergierbar ist, und Substanz (B), die als solche eine hydrophile Flüssigkeit ist oder eine Substanz, die in einer hydrophilen Flüssigkeit lös lich, damit mischbar oder darin gut dispergierbar ist, worin die Substanz (A) mit der Substanz (B) unter Bildung von Poly urethan, Polyharnstoff oder Polythiourethan, der entweder in der hydrophoben Flüssigkeit oder in der hydrophilen Flüssig keit unlöslich ist, reagieren kann.
Substanz (A), die als solche eine hydrophobe Flüssigkeit ist oder eine Substanz, die in einer hydrophoben Flüssigkeit lös lich, damit mischbar oder gut dispergierbar ist, und Substanz (B), die als solche eine hydrophile Flüssigkeit ist oder eine Substanz, die in einer hydrophilen Flüssigkeit lös lich, damit mischbar oder darin gut dispergierbar ist, worin die Substanz (A) mit der Substanz (B) unter Bildung von Poly urethan, Polyharnstoff oder Polythiourethan, der entweder in der hydrophoben Flüssigkeit oder in der hydrophilen Flüssig keit unlöslich ist, reagieren kann.
Zweitens werden sehr kleine Tröpfchen aus einer hydrophoben
Flüssigkeit einschließlich der Substanz (A) und dem Kernmate
rial, welches einen Farbstoff enthält und einen durchschnitt
lichen Durchmesser im Bereich von etwa 0,5 bis 1000 µm auf
weist, in der hydrophilen Flüssigkeit, wie Wasser, welches
die Substanz (B) enthält, dispergiert.
Ein Katalysator kann in die hydrophobe Flüssigkeit oder die
hydrophile Flüssigkeit oder in beide eingearbeitet werden.
Die Substanz (A) geht mit der Substanz (B) eine Grenzflä
chenpolymerisation in der Dispersion gemäß einem geeigneten
Verfahren ein, beispielsweise indem man die Dispersion er
hitzt. Die Hüllen aus dem Polyurethan, Polyharnstoff oder
Polythiourethan werden um die hydrophoben Tröpfchen ein
schließlich des Kernmaterials und des Farbstoffs gebildet,
und dementsprechend wird die Einkapselung des Kernmaterials
und des Farbstoffs mit der Umhüllung erreicht, und es ent
stehen in der wäßrigen Flüssigkeit eingekapselte Tonerteil
chen.
Beispiele für die Substanz (A), die bevorzugt für die Her
stellung der erfindungsgemäßen Hülle verwendet werden, sind
Verbindungen, die Isocyanat- oder Thioisocyanatgruppen ent
halten, die im folgenden beschrieben werden:
m-Phenylendiisocyanat, p-Phenylendiisocyanat, 2,6-Tolylendi
isocyanat, 2,4-Tolylendiisocyanat, Naphthalin- 1,4-diisocya
nat, Diphenylmethan-4,4′-diisocyanat, 3,3′-Dimethoxy-4,4′-
biphenyldiisocyanat, 3,3′-Dimethyldiphenylmethan-4,4′-diiso
canat, Xylylen-1,4-diisocyanat, Xylylen-1,3-diisocyanat, 4,4′-
Diphenylpropandiisocyanat, Trimethylendiisocyanat, Hexamethy
lendiisocyanat, Propylen-1,2-diisocyanat, Butylen-1,2-diiso
cyanat, Äthylidyndiisocyanat, Cyclohexylen-1,2-diisocyanat,
Cyclohexylen-1,4-diisocyanat, p-Phenylendiisocyanat, Triphe
nylmethandiisocyanat.
4,4′,4′′-Triphenylmethantriisocyanat, Polymethylenpolyphenyl
triisocyanat, Toluol-2,4,6-triisocyanat.
4,4′-Dimethyldiphenylmethan-2,2′,5,5′-Tetraisocyanat.
das Additionsprodukt von Hexamethylendiisocyanat und Hexan
triol, das Additionsprodukt von 2,4-Tolylendiisocyanat und
Katechol, das Additionsprodukt von 2,4-Tolylendiisocyanat
und Hexantriol, das Additionsprodukt von 2,4-Tolylendiiso
cyanat und Trimethylolpropan, das Additionsprodukt von Xyly
lendiisocyanat und Trimethylolpropan; und
Tetramethylendiisothiocyanat, Hexamethylendiisothiocyanat,
p-Phenylendiisothiocyanat, Xylylen-1,4-diisothiocyanat, Äthy
lidyndiisothiocyanat.
Beispiele für die Substanz (B), die bevorzugt für die Her
stellung der erfindungsgemäßen Umhüllung verwendet werden,
sind die im folgenden beschriebenen Verbindungen:
Äthylenglykol, 1,4-Butandiol, Kathechol, Resorcinol, Hydro
chinon, 1,2-Dihydroxy-4-methylbenzol, 1,3-Dihydroxy-5-methyl
benzol, 3,4-Dihydroxy-1-methylbenzol, 3,5-Dihydroxy-1-methyl
benzol, 2, 4-Dihydroxy-1-äthylbenzol, 1,3-Naphthalindiol, 1,5-
Naphthalindiol, 2,3-Naphthalindiol, 2,7-Napthalindiol, o,o′-
Biphenol, p,p′-Biphenol, 1,1′-Bi-2-naphthol, Bisphenol A, 2,
2′-Bis (4-hydroxyphenyl)butan, 2,2′-Bis(4-hydroxyphenyl)-iso
pentan, 1,1′-Bis(4-hydroxyphenyl)-cyclopentan, 1,1′-Bis(4-
hydroxyphenyl)-cyclohexan, 2,2′-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)
propan, Bis-(2-hydroxyphenyl)-methan, Xylylendiol, Äthylen
glykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butylenglykol, 1,5-Pentandiol,
1,6-Heptandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, Trimethyiol
propan, Hexantriol, Pentaerythritol, Glycerol, Sorbitol.
Äthylendiamin, Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Hexa
methylendiainin, p-Phenylendiamin, m-Phenylendiamln, 2-Hydroxy
trimethylendiamin, Diäthylentriamin, Triäthylentetraainin,
Diäthylaminopropylamin, Tetraäthylenpentaamin, das Additions
produkt einer Epoxyverbindung und einer Aminverbindung; und
Piperazin, 2-Methylpiperazin, 2,5-Dimethylpiperazin.
Bei der Herstellung der Dispersion aus sehr kleinen hydro
phoben Tröpfchen, die die Substanz (A) und das Kernmaterial
enthalten, enthält die hydrophobe Flüssigkeit, die dispergiert
wird, bevorzugt ein niedrig siedendes Lösungsmittel oder ein
polares Lösungsmittel. Diese Lösungsmittel dienen dazu, die
Bildung der Hülle, welche das Reaktionsprodukt zwischen der
Substanz (A) und der Substanz (B) ist, zu beschleunigen. Bei
spiele für diese Lösungsmittel sind Methylalkohol, Äthylal
kohol, Diäthyläther, Tetrahydrofuran, Dioxan, Methylacetat,
Äthylacetat, Aceton, Methyläthylketon, Methylisobutylketon,
Cyclohexanon, n-Pentan, n-Hexan, Benzol, Petrolether, Chloro
form, Tetrachlorkohlenstoff, Methylenchlorid, Äthylenchlorid,
Schwefelkohlenstoff und Dimethylforinamld.
Andere Merkmale des Grenzflächenpolymerisationsverfahrens
und andere Verfahren für die Herstellung von Mikrokapseln,
die eine ölige Flüssigkeit enthalten, werden in der US-Patent
schrift 2 726 804 beschrieben, auf die expressis verbis Be
zug genommen wird.
Das erfindungsgemäße Kernmaterial enthält einen Farbstoff
für die Erzeugung eines sichtbaren Bilds auf dem latenten
Bild. Der Farbstoff ist im allgemeinen ein Farbstoff oder
ein Pigment, es kann jedoch auch ein anderes Mittel, welches
kein direktes sichtbares Bild ergibt, wie eine fluoreszie
rende Substanz, gegebenenfalls als Farbstoff verwendet werden.
Der Farbstoff wird im allgemeinen aus einer Vielzahl von
Farbstoffen, Pigmenten und ähnlichen Verbindungen ausgewählt,
die im allgemeinen elektrostatographischen Kopier- und Ver
vielfältigungsverfahren verwendet werden. Im allgemeinen ist
der Farbstoff ein Kohlenstofftoner oder ein chromatischer
Toner. Beispiele für Kohlenstofftoner umfassen Ruß (carbon
black). Beispiele für chromatische Toner sind blaue Farb
stoffe, wie Kupferphthalocyanin und Farbstoffe des Sulfona
midtyps, gelbe Farbstoffe, wie Benzidinderivatfarbstoffe,
d. h. beispielsweise Diazo-Gelb, und rote Farbstoffe, wie
Rhodamin B Lake, das ein Doppelsalz eines Xanthinfarbstoffs
mit Phosphorwolframat und -molybdat ist, Carmine 6B, welches
zu den Azopigmenten gehört, und ein Chinacridonderivat.
Das erfindungsgemäße Kernmaterial enthält weiterhin ein Bin
demittel, um den Farbstoff innerhalb des Kerns zu halten und
das Fixieren des Farbstoffs auf der Oberfläche des Trägerme
diums, wie Papier, zu erleichtern. Das Bindemittel wird im
allgemeinen aus hochsiedenden Flüssigkeiten ausgewählt, die
üblicherweise für die Feindispergierung öllöslicher photo
graphischer Zusatzstoffe innerhalb eines wäßrigen Mediums
vorgeschlagen werden und dafür bekannt sind, daß sie den Zu
satzstoff in das photoempfindliche Silberhalogenidfarbmate
rial einarbeiten und/oder aus Polyermisaten ausgewählt, die
dafür vorgeschlagen werden, daß sie als Bindemittel für
druckfixierbare eingekapselte Tonermaterialien verwendet
werden können.
Beispiele für hochsiedende Flüssigkeiten sind die folgenden
Verbindungen, die einen Siedepunkt über 180°C aufweisen:
Dibutylphthalat, Dihexylphthalat, Diheptylphthalat, Dioctyl
phthalat, Dinonylphthalat, Dodecylphthalat, Butylphthalylbu
tylglykolat, Dibutylmonofluorophthalat.
Tricresylphosphat, Trixylenylphosphat, Tris(isopropylphenyl)
phosphat, Tributylphosphat, Trihexylphosphat, Trioctylphos
phat, Trinonylphosphat, Tridecylphosphat, Trioleylphosphat,
Tris(butoxyäthyl)phosphat, Tris(chloräthyl)phosphat, Tris-
(dichlorpropyl)phosphat.
O-Acetyltriäthylcitrat, O-Acetyltributylcitrat, O-Acetyltri
hexylcitrat, O-Acetyltrioctylcitrat, O-Acetyltrinonylcitrat,
O-Acetyltridecylcitrat, Triäthylcitrat, Tributylcitrat, Tri
hexylcitrat, Trioctylcitrat, Trinonylcitrat, Tridecylcitrat.
Butylbenzoat, Hexylbenzoat, Heptylbenzoat, Octylbenzoat, No
nylbenzoat, Decylbenzoat, Dodecylbenzoat, Tridecylbenzoat,
Tetradecylbenzoat, Hexadecylbenzoat, Octadecylbenzoat, Oleyl
benzoat, Pentyl-o-inethylbenzoat, Decyl-p-methylbenzoat, Oc
tyl-o-chlorbenzoat, Lauryl-p-chlorbenzoat, Propyl-2,4-di
chlorbenzoat, Octyl-2,4-dichlorbenzoat, Stearyl-2,4-dichlor
benzoat, Oleyl-2,4-dichlorbenzoat, Octyl-p-methoxybenzoat.
Hexadecylmyristat, Dibutoxyäthylsuccinat, Dioctyladipat, Di
octylazelat, Decamethylen-1,10-dioldiacetat, Triacetin, Tri
butin, Benzylcaprat, Pentaerythritoltetracaproat, Isosorbi
toldicaprilat.
Methylnaphthalin, Dimethylnaphthalin, Trimethylnaphthalin,
Tetramethylnaphthalin, Äthylnaphthalin, Diäthylnaphthalin,
Triäthylnaphthalin, Monoisopropylnaphthalin, Diisopropylnaph
thalin, Tetraisopropylnaphthalin, Monomethyläthylnaphthalin,
Isooctylnaphthalin.
Di-o-methylphenyläther, Di-m-methyldiphenyläther, Di-p-methyl
phenyläther;
N,N-Dimethyllauroamid, N,N-Diäthylcaprylamid, N-Butylbenzol
sulfonamid.
Trioctyltrimellitat; und
Diarylmethane, z. B. Dimethylphenylphenylmethan, Diaryläthane,
z. B. 1-Methylphenol-1-phenyläthan, 1-Dimethylphenyl-1-phenyl
äthan, 1-Äthylphenyl-1-phenyläthan.
Die oben angegebenen hochsiedenden Flüssigkeiten und Beispie
le-für andere hochsiedende Flüssigkeiten, die bei der vorlie
genden Erfindung verwendet werden können, werden im einzel
nen in den folgenden Publikationen beschrieben:
Japanische Patentveröffentlichungen 46 (1971)-23 233 und 49(1974)-29 461, japanische Offenlegungsschriften 47(1972)- 1 031, 50(1975)-62 632, 50(1975)-82 078, 51(1976)-26 035, 51(1976)-26 036, 51(1976)-26 037, 51(1976)-27 921 und 51(1976)-27 922, US-Patentschriften 2 322 027, 2 353 262, 2 533 514, 2 835 579, 2 852 383, 3 287 134, 3 554 755, 3 676 137, 3 676 142, 3 700 454, 3 748 141, 3 837 863 und 3 936 303, britische Patentschriften 958 441, 1 222 753, 1 346 364 und 1 389 674 und deutsche Offenlegungsschrift 2 538 889.
Japanische Patentveröffentlichungen 46 (1971)-23 233 und 49(1974)-29 461, japanische Offenlegungsschriften 47(1972)- 1 031, 50(1975)-62 632, 50(1975)-82 078, 51(1976)-26 035, 51(1976)-26 036, 51(1976)-26 037, 51(1976)-27 921 und 51(1976)-27 922, US-Patentschriften 2 322 027, 2 353 262, 2 533 514, 2 835 579, 2 852 383, 3 287 134, 3 554 755, 3 676 137, 3 676 142, 3 700 454, 3 748 141, 3 837 863 und 3 936 303, britische Patentschriften 958 441, 1 222 753, 1 346 364 und 1 389 674 und deutsche Offenlegungsschrift 2 538 889.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird die hochsie
dende Flüssigkeit bevorzugt unter Phthalsäureestern, Phos
phorsäureestern und Alkylnaphthalinen ausgewählt.
Beispiele für Polymerisate umfassen die folgenden Polymerisate:
Polyolefine, Olefincopolymerisate, Polystyrol, Styrolbuta diencopolymerisate, Epoxyharze, Polyester, natürliche und synthetische Kautschuke, Polyvinylpyrolidon, Polyamide, Cu maronindencopolymerisate, Methylvinyläthermaleinsäureanhy dridcopolymerisat, maleinsäuremodifiziertes Phenolharz, phe nolmodifiziertes Terpenharz, Siliconharze, epoxymodifizier tes Phenolharz, Aminoharze, Polyurethanelastomeren, Poly harnstoffelastomeren, Homopolymerisate und Copolymerisate von Acrylsäureester, Homopolymerisate und Copolymerisate von Methacrylsäureester, Acrylsäure-langkettige-Alkylmethacrylat copolymerisatoligomeren, Poly(vinylacetat) und Poly(vinyl chlorid).
Polyolefine, Olefincopolymerisate, Polystyrol, Styrolbuta diencopolymerisate, Epoxyharze, Polyester, natürliche und synthetische Kautschuke, Polyvinylpyrolidon, Polyamide, Cu maronindencopolymerisate, Methylvinyläthermaleinsäureanhy dridcopolymerisat, maleinsäuremodifiziertes Phenolharz, phe nolmodifiziertes Terpenharz, Siliconharze, epoxymodifizier tes Phenolharz, Aminoharze, Polyurethanelastomeren, Poly harnstoffelastomeren, Homopolymerisate und Copolymerisate von Acrylsäureester, Homopolymerisate und Copolymerisate von Methacrylsäureester, Acrylsäure-langkettige-Alkylmethacrylat copolymerisatoligomeren, Poly(vinylacetat) und Poly(vinyl chlorid).
Die oben aufgeführten Polymerisate und Beispiele für andere
Polymerisate, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet
werden können, werden im einzelnen in den folgenden Publika
tionen beschrieben:
Japanische Patentveröffentlichungen 48(1973)-30 499, 49(1974)-1 588 und 54(1979)-8 104, japanische Offenlegungs schriften 48(1973)-75 032, 48(1973)-78 931, 49(1973)-17 739, 51(1976)-132 838, 52(1977)-98 531, 52(1977)-108 134, 52(1977)-119 937, 53(1978)-1 028, 53(1978)-36 243, 53(1978)- 118 049, 55(1980)-89 854 und 55(1980)-166 655 und US-Patent schriften 3 788 994 und 3 893 933.
Japanische Patentveröffentlichungen 48(1973)-30 499, 49(1974)-1 588 und 54(1979)-8 104, japanische Offenlegungs schriften 48(1973)-75 032, 48(1973)-78 931, 49(1973)-17 739, 51(1976)-132 838, 52(1977)-98 531, 52(1977)-108 134, 52(1977)-119 937, 53(1978)-1 028, 53(1978)-36 243, 53(1978)- 118 049, 55(1980)-89 854 und 55(1980)-166 655 und US-Patent schriften 3 788 994 und 3 893 933.
Das Kernmaterial kann zusätzlich andere Mittel, wie Entfor
mungsmittel, und magnetisierbare Teilchen enthalten.
Die Entformungs- oder Schmiermittel dienen dazu, daß vermie
den wird, daß die gebrochene Hülle und das freigesetzte Kern
material an der Oberfläche der Druckwalze haften. Das Entfor
mungs- bzw. Schmiermittel kann unter solchen ausgewählt wer
den, die für die bekannten eingekapselten Toner in der Ver
gangenheit vorgeschlagen wurden. Beispiele für Entformungs-
bzw. Schmiermittel sind Fluor-enthaltende Harze, die in den
JA-OS′sen 55(1980)-142 360 und 55(1980)-142 362 beschrieben
werden.
Die magnetisierbaren Teilchen sind in dem Kernmaterial ent
halten, wenn ein magnetisierbares Tonermaterial für das Ein
komponentenentwicklungsverfahren hergestellt werden soll.
Als magnetisierbare Teilchen kann man beispielsweise die ver
wenden, die in den JA-OS′sen 53(1978)-118 053, 53(1978)-
1 028 und 55(1980)-166 655 beschrieben sind. Beispiele für
Materialien für magnetisierbare Teilchen, die bevorzugt bei
der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen Metal
le, wie Kobalt, Eisen und Nickel, Metallegierungen oder Me
tallzusammensetzungen, die Aluminium, Kobalt, Kupfer, Eisen,
Blei, Magnesium, Nickel, Zinn, Zink, Gold, Silber, Antimon,
Beryllium, Wismuth, Kadmium, Calcium, Mangan, Titan, Wolf
ram, Vanadium und/oder Zirkonium enthalten. Beispiele für Me
tallverbindungen sind Metalloxide, wie Aluminiumoxid, Eisen-
(III)-oxid, Kupfer-(II)-oxid, Nickeloxid, Zinkoxid, Zirkon
oxid, Titanoxid und Magnesiumoxid, feuerfeste Metallnitride,
wie Chromnitrid, Metallcarbide, wie Wolfraincarbid und Sili
ciumcarbid, ferromagnetische Ferrite, und ihre Gemische.
Wie oben erwähnt, umfaßt das Verfahren für die Herstellung
eingekapselter Tonerteilchen die Stufe, bei der sehr kleine
Tröpfchen aus hydrophober Flüssigkeit, die die Substanz (A)
enthält, und das Kernmaterial in dem wäßrigen Medium disper
giert oder emulgiert werden. Für die Herstellung einer homo
genen Dispersion (oder Emulsion) aus den sehr kleinen Tröpf
chen der hydrophoben Flüssigkeit ist es bevorzugt, in die
Reaktionsflüssigkeit ein hydrophiles Schutzkolloid und/oder
ein oberflächenaktives Emulgiermittel einzuarbeiten, die die
Bildung der homogenen Dispersion (oder Emulsion) aus den hy
drophoben Tröpfchen erleichtern und die Agglomeration der so
gebildeten hydrophoben Tröpfchen verhindern. Das hydrophile
Schutzkolloid und das oberflächenaktive Mittel können allein
oder zusammen verwendet werden.
Beispiele für bevorzugte hydrophile Schutzkolloide sind Pro
teine, wie Gelatine, Pfropfpolymerisate der Gelatine und an
derer Polymerisate, Albumin und Kasein; Cellulosederivate,
wie Hydroxyäthylcellulose, Carboxymethylcellulose und Cel
luloseschwefelsäureester; Saccharidderivate, wie Natrium
alginat und Stärkederivate; und eine Vielzahl von syntheti
schen hydrophilen Homopolymerisaten und Copolymerisaten,
wie Polyvinylalkohol, teilweise acetalisierter Polyvinylal
kohol, Poly-N-vinylpyrolidon, Polyacrylsäure, Polyacrylamid,
Polyvinylimidazol und Polyvinylpyrazol.
Bei den oben aufgeführten Beispielen kann die Gelatine eine
mit Kalk behandelte Gelatine, eine mit Säure behandelte Ge
latine, eine hydrolisierte Gelatine und eine enzymatisch zer
setzte Gelatine sein. Die Pfropfpolymerisate aus Gelatine und
anderen Polymerisaten können Gelatine sein, die aufgepfropfte
Ketten trägt, welche aus Homopolymerisaten oder Copolymerisa
ten von Vinylmonomeren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, ihren
Derivaten, beispielsweise Estern und Amiden, Acrylnitril und
Styrol besteht. Beispiele für Gelatinepfropfpolymerisate
sind solche, die mit Gelatine mischbar sind, wie Gelatine,
die Pfropfketten, welche aus Polymerisaten von Acrylsäure,
Methacrylsäure, Acrylamid, Methacrylamid und Hydroxyalkyl
methacrylat bestehen, trägt.
Einzelheiten dieser bevorzugten Gelatinepfropfpolymerisate
werden in den US-PS′en 2 763 625, 2 831 767 und 2 956 884
beschrieben.
Repräsentative Beispiele für synthetische hydrophile Polyme
risate werden beispielsweise in der DE-OS 23 12 708, den US-
PS′en 3 620 751 und 3 879 205 und der JA-PS 43(1978)-7 561
beschrieben.
Die oberflächenaktiven Mittel für die Dispersion oder Emul
gierung der hydrophoben Flüssigkeit in dem hydrophilen flüssi
gen Medium können entweder in die hydrophobe Flüssigkeit oder
in das hydrophile flüssige Medium oder in beide eingearbeitet
werden.
Beispiele für oberflächenaktive Mittel sind nichtionische
oberflächenaktive Mittel, beispielsweise Saponin (Steroid
typ), Alkylenoxidderivate, wie Polyäthylenglykol, Polyäthy
lenglykol/Polypropylenglykol-Kondensationsprodukte, Alkyl-
oder Alkylaryläther von Polyäthylenglykol Polyäthylenglykol
ester, Polyäthylenglykolsorbitolester, Alkylamine oder Amide
von Polyalkylenglykol, Polyäthylenoxidaddukte von Siliconpo
lymerisaten, Glycidolderivate, wie Polyglyceridalkenylsucci
nat und Alkylphenolpolyglycerid, Fettsäureester von mehrwer
tigen Alkoholen, Alkylester von Saccharid, Urethane und
Äther; und anionische oberflächenaktive Mittel mit Säuregrup
pen, wie Carboxy-, Sulfo-, Phospho-, Sulfatester- und Phos
phatestergruppen, beispielsweise Saponin des Triterpenoid
typs, Alkylcarbonsäuresalze, Alkylsulfonsäuresalze, Alkylben
zolsulfonsäuresalz, Alkylnaphthalinsulfonsäuresalze, Alkylsulfatester,
Alkylphosphatester, N-Acyl-N-alkyltaurine, Sulfobernsteinsäureester, Sul
foalkylpolyoxyäthylenalkylphenyläther und Polyoxyäthylenalkylphosphatester.
Besonders bevorzugte oberflächenaktive Mittel sind anionische
oberflächenaktive Mittel, die zu dem Sulfonsäuretyp und zum
Sulfatestertyp gehören, nämlich Verbindungen, die in ihrer
Molekülstruktur sowohl hydrophobe Gruppen, die 8 bis 30 Koh
lenstoffatome enthalten, als auch hydrophile Gruppen von
-SO₃M oder -OSO₃M (worin M Na oder K bedeutet) enthalten. Die
bevorzugten anionischen oberflächenaktiven Mittel gehören zu
den oben erwähnten Arten und werden im einzelnen in "Surface
Active Agents" (A.W. Perry, Interscience Publication Inc.,
New York) beschrieben.
Repräsentative Beispiele für bevorzugte anionische oberflä
chenaktive Mittel sind die folgenden: Natriumdodecylsulfat,
Natriumtetradecylsulfat, Türkisch-Rotöl,
Natriumdodecylcarboxyamidoäthylsulfat, Natriumdodecylsulfo
nat, Natriumtetradecylsulfonat, Natriumpolyoxyäthylenoctyl
phenyläthersulfonat, Natriumsalz von Sulfobernsteinsäuredi
octylester, Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumtetradecyl
amidophenylsulfonat und Natriumtriisopropylnaphthalinsulfonat.
Die Dispersion oder Emulgierung der Reaktionsflüssigkeit kann
mittels einer bekannten Homogenisierungsvorrichtung, wie ei
ner solchen, die dem Rührtyp, dem Hochdruckinjektionstyp, dem
Ultraschallvibrationstyp und dem Knettyp angehört, erfolgen.
Besonders bevorzugte Homogenisierungsvorrichtungen sind eine
Kolloidmühle, eine an sich bekannte und übliche Homogenisie
rungsvorrichtung, und eine Ultraschallhomogenisierungsvor
richtung der elektromagnetischen Verzerrungsart.
Der eingekapselte Toner wird dann beispielsweise gebildet,
indem man die emulgierte Reaktionsflüssigkeit in Anwesenheit
eines geeigneten Katalysators, wie zuvor beschrieben, unter
Bildung von Hüllen um die Kerntröpfchen erhitzt. Danach wird
der eingekapselte. Toner von dem wäßrigen Reaktionsmedium ab
getrennt und unter Bildung eines trockenen eingekapselten
Toners getrocknet. Der eingekapselte Toner wird bevorzugt
mit Wasser nach der Abtrennung aus dem wäßrigen Reaktionsme
dium und vor dem Trocknen gewaschen. Das Trocknungsverfahren
kann nach einem an sich bekannten Verfahren, die dem Sprüh
trocknungsverfahren oder dem Gefriertrocknungsverfahren,
durchgeführt werden. Das Sprühtrocknungsverfahren ist bevor
zugt.
Der so gebildete trockene eingekapselte Toner kann mit einem
Isoliermaterial und/oder einem Ladungskontrollmittel, wie ei
nem Metall enthaltenden Farbstoff oder einem Nigrosin-Farb
stoff, vermischt werden.
Der trockene eingekapselte Toner kann mit einem Fließschmier
mittel, wie einem hydrophoben Siliciumdioxidpulver, vermischt
werden, so daß sich das Fließschmiermittel auf der Oberfläche
des eingekapselten Toners verteilt. Der eingekapselte Toner
mit dem Fließschmiermittel, wie einem hydrophoben Siliciumdi
oxidpulver, auf der Toneroberfläche zeigt eine besonders ver
besserte Pulverqualität und Eigenschaft und ist somit bei der
praktischen Verwendung sehr geeignet.
Der eingekapselte Toner, der wie oben beschrieben erhalten
wurde, kann in ,die elektrostatographischen Kopier- und Ver
vielfältigungsvorrichtungen gegeben werden, um elektrostato
graphisch gebildete latente Bilder zu entwickeln, so daß
ein sichtbares Tonerbild auf der Oberfläche des photolei
tenden Materials gebildet wird. Das sichtbare mild wird
dann auf ein Trägermedium, wie Papier, mittels einer geeig
neten Druckfixiervorrichtung fixiert. Hinsichtlich der Druck
fixiervorrichtung zum Fixieren des eingekapselten Toners ge
mäß der Erfindung gibt es keine besondere Beschränkung, und
irgendeine bekannte Vorrichtung kann beim Fixieren des er
findungsgemäßen eingekapselten Toners verwendet werden. Bei
spiele für Druckfixiervorrichtungen werden beispielsweise in
den japanischen Patentveröffentlichungen 44 (1969)-9 880,
44(1969)-12 797 und 46(1971)-15 876 und den JA-OS′en
49(1974)-62 143, 49(1974)-77 641, 50(1975)-51 333, 51(1976)-
31 235, 51(1976)-40 351, 52(1977)-15 335, 52(1977)-102 743,
54(1979)-28 636, 54(1979)-32 326, 54(1979)-41 444 und
54(1979)-48 251 beschrieben.
Das elektrostatographische Tonermaterial, welches die erfin
dungsgemäßen eingekapselten Tonerteilchen enthält, besitzt
verbesserte Pulvereigenschaften und ist gegenüber mechani
schem Schock und Abrieb in der Entwicklungsvorrichtung der
elektrostatographischen Kopier- und Vervielfältigungsvorrich
tung resistent. Das erfindungsgemäße elektrostatographische
Tonermaterial kann leicht in der Druckfixiervorrichtung un
ter Bildung eines sichtbaren Tonerbilds, welches gut auf dem
Trägermedium, wie Papier, fixiert ist, gebrochen werden. Das
erfindungsgemäße Tonermaterial setzt sich weiterhin kaum an
den Druckwalzen fest und bildet kaum einen Film auf den Ober
flächen der Trägerteilchen, den Entwicklungsschlaufen und
dem photoleitfähigen Material.
Bei der Verwendung in dem Zweikomponentenentwicklungsverfah
ren kann das erfindungsgemäße Tonermaterial auf geeignete
Weise geladen werden, so daß es eine Elektronenladung im Be
reich von 10 bis 20/ µc/g (plus oder minus) zusammen mit einem
geeigneten Träger oder mit einem passenden Ladungskontroll
mittel trägt, so daß ein sichtbares Bild auf dem Trägerme
dium mit hoher Qualität, wie hoher Auflösung und großer
Schärfe, und im wesentlichen keinem Schleier gebildet wird.
Die Entwicklungseigenschaften und die Druckfixierbarkeit des
erfindungsgemäßen Tonermaterials werden bei einem ausgezeich
neten Wert gehalten, selbst wenn das Kopier- und Vervielfäl
tigungsverfahren in gewissem Ausmaß wiederholt wird.
Selbst bei der Verwendung in dem Einkomponentenentwicklungs
verfahren ist das erfindungsgemäße Tonermaterial hinsicht
lich seiner Entwicklungseigenschaften, den Druckfixiereigen
schaften und der Beständigkeit gegenüber dem Absetzen sehr
gut. Auf der Oberfläche der Entwicklungsschlaufe und dem
photoempfindlichen Material bildet sich weiterhin kein Film.
Das erfindungsgemäße eingekapselte Tonermaterial kann bei
allen elektrostatographischen Kopier- und Vervielfältigungs
verfahren verwendet werden, beispielsweise gelten alle in der
US-PS 3 788 994 gemachten Ausführungen, auf die hier expressis
verbis Bezug genommen wird, auch für das erfindungsgemäße Ma
terial.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
In eine Dispersion aus 3 g Carbon Black (Kohlenstoff) in 27 g
Dibutylphthalat gibt man 10 g eines Gemisches aus Aceton und
Methylenchlorid (1 : 3, Volumenverhältnis), und das Gemisch
wird so lange vermischt, bis es homogen wird. Primäre Flüs
sigkeit.
Anschließend werden 4 g eines Addukts aus Hexamethylendiiso
cyanat mit Hexantriol (3 : 1 Molverhältnis Addukt) und 0,05 g
Dibutylzinnlaurat (Katalysator) zu der primären Flüssigkeit
bei Zimmertemperatur zugegeben. Sekundäre Flüssigkeit.
Unabhängig werden 3 g Gummiarabikum bei 20°C in 57 g Wasser
gelöst, und in diese Lösung gießt man unter starkem Rühren
nach und nach die sekundäre Flüssigkeit. Man erhält eine Öl-
in-Wasser-Emulsion, welche Öltröpfchen mit einem durch
schnittlichen Durchmesser von 10 bis 15 µm aufweist. Das Ver
fahren zur Herstellung der Emulsion erfolgt unter Kühlen des Reak
tionsbehälters, so daß die Temperatur der Emulsion unter 20°C
gehalten wird.
Zu der Emulsion gibt man weiter unter Rühren 100 g auf 40°C
erhitztes Wasser. Nach Beendigung der Zugabe des Wassers wird
die Emulsion allmählich im Verlauf von 30 min auf 90°C er
hitzt. Die Emulsion wird unter Rühren während 20 min bei die
ser Temperatur gehalten, so daß die Einkapselungsreaktion be
endigt wird.
Die Dispersion, die die eingekapselten Ölteilchen enthält,
wird einer Zentrifugaltrennung bei 5000 r.p.m. unterworfen,
um die eingekapselten Teilchen von der wäßrigen Gummiarabi
kumlösung abzutrennen. Die so abgetrennten eingekapselten
Teilchen werden erneut in 100 ml Wasser dispergiert, und die
Dispersion wird in einer Sprühtrocknungsvorrichtung getrock
net, so daß man ein pulverförmiges eingekapseltes Tonermate
rial erhält.
Das oben erhaltene eingekapselte Tonermaterial besteht aus
einem Kern, welcher Kohlenstoff und Dibutylphthalat enthält,
und einer Hülle, die im wesentlichen aus dem Reaktionsprodukt
des Addukts aus Hexainethylendiisocyanat mit Hexantriol und
Wasser besteht. Eine mikroskopische Untersuchung des einge
kapselten Toners zeigt, daß die Hauptmenge der Tonerteilchen
unabhängig voneinander vorliegen und daß keine massigen ag
glomerierten Teilchen gebildet wurden.
Die Prüfung und Bewertung des eingekapselten Toners erfolgt
wie folgt.
Der eingekapselte Toner wird mit 0,5 Gew.-% hydrophobem Si
liciumdioxidpulver in feiner Form gut vermischt, so daß sich
das Siliciumdioxidpulver auf der Toneroberfläche verteilt.
5 Gew.-Teile des so behandelten Toners werden mit 95 Gew.-
Teilen pulverförmigem Eisenträger in einer Schüttelvorrich
tung unter Bildung des Entwicklers vermischt. Durch mikro
skopische Untersuchung stellt man fest, daß das Entwicklungs
mittel keine zerbrochenen Tonerteilchen aufweist.
Ein an sich bekanntes elektrostatographisches Kopier- und
Vervielfältigungsverfahren wird unter Verwendung des obigen
Entwicklungsmittels durchgeführt. Das sichtbare auf einem
latenten Bild gebildete Tonerbild wird dann auf Papier über
tragen. Das das Tonerbild tragende Papier wird mit einer
Druckwalze bei einem Druck von 350 kg/cm behandelt. Man er
hält ein Tonerbild mit hoher Schärfe, welches fest auf dem
Papier fixiert ist. Weiterhin war das Absetzen des Toners
sehr gering.
Ein eingekapseltes Tonermaterial wird unter Verwendung des
gleichen Kernmaterials, wie es in Beispiel 1 beschrieben wur
de, unter Verwendung von Gelatine als Hülle hergestellt. Die
Einkapselung mit der Gelatineumhüllung erfolgt nach dem Pha
sentrennverfahren, wie es in den US-Patentschriften 2 900 457
und 2 800 458 beschrieben ist.
Eine mikroskopische Beobachtung zeigt, daß viele
Tonerteilchen, die mit Gelatine eingekapselt sind, agglome
rieren und relativ massige Teilchen bilden.
In einer Dispersion aus 1 g Kohlenstoff (Carbon Black) in 13
cm³ Tricresylphosphat löst man 1 g eines Addukts aus Tolylen
diisocyanat mit Hexantriol (3 : 1 Molverhältnis Addukt) unter
Bildung einer primären Flüssigkeit.
Unabhängig werden 7 g Polyvinylalkohol in 100 cm³ Wasser un
ter Bildung einer sekundären Flüssigkeit gelöst.
Die primäre Flüssigkeit wird in die sekundäre Flüssigkeit
unter Rühren eingetropft, so daß sehr kleine Tröpfchen aus
der primären öligen Flüssigkeit in der sekundären Flüssig
keit dispergieren. Das Gemisch wird weiter unter Rühren bei
Zimmertemperatur während ungefähr 2 Stunden und dann unter
Rühren bei 80°C während ungefähr einer Stunde emulgiert. Wäh
rend des Rührens reagiert das Diisocyanataddukt mit Wasser
unter Bildung von unlöslichen Umhüllungen, die die öligen
Tröpfchen umhüllen, wobei die eingekapselten Tonerteilchen
gebildet werden.
Die Dispersion, die die eingekapselten Öltröpfchen enthält,
wird dann auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt
wobei man ein pulverförmiges eingekapseltes Tonermaterial
erhält.
Das oben erhaltene eingekapselte Tonermaterial besteht aus
einem Kernmaterial, welches Kohlenstoff (Carbon Black) und
Tricresylphosphat enthält, und einem Hüllenmaterial, welchem
im wesentlichen aus dem Reaktionsprodukt des Addukts aus
Tolylendiisocyanat mit Hexantriol und Wasser besteht. Eine
mikroskopische Untersuchung des eingekapselten Tonermate
rials zeigt, daß die Hauptmenge der Tonerteilchen unabhängig
voneinander vorhanden sind und daß keine massigen agglome
rierten Teilchen gebildet worden sind.
Die Bewertung des eingekapselten Toners als Entwicklungsmit
tel erfolgt auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben.
Es wurde bestätigt, daß im wesentlichen keine zerstörten To
nerteilchen beim Mischen mit dem pulverförmigen Eisenträger
auftreten. Es wurde weiterhin festgestellt, daß das auf dem
Papier gut fixierte Tonerbild sehr scharf ist. Das Absetzen
des Toners wurde bei einem sehr geringen Wert gehalten.
Eine Lösung von 4 g Polythiolpolysulfidharz (Thiokol LP-2,
Warenzeichen der Thiokol Corporation) in 10 g Methylenchlo
rid wird mit einer Dispersion, welche 14 g Magnetitpulver,
1 g Kohlenstoff (Carbon Black) und 14 g Dibutylphthalat ent
hält, unter Bildung einer primären Flüssigkeit vermischt. Zu
der primären Flüssigkeit gibt man 6 g Diphenylmethan-4,4′-
diisocyanat und 0,05 g N,N-Dimethylbenzylamin (Katalysator)
unter Herstellung einer sekundären Flüssigkeit.
In eine Lösung aus 4 g Gummiarabikum und 0,5 g Türkischrot
öl in 20 g Wasser gibt man bei 15°C unter heftigem Rühren
nach und nach die sekundäre Flüssigkeit. Man erhält eine öl
in-Wasser-Emulsion, welche ölige Tröpfchen mit einem durch
schnittlichen Durchmesser von 10 bis 15 µm enthält. Das Ver
fahren für die Herstellung der Emulsion erfolgt unter Kühlen
des Reaktionsbehälters, so daß die Temperatur der Emulsion
unter 15°C gehalten wird.
Zu der Emulsion gibt man weiter unter Rühren 100 g Wasser,
welches auf 60°C erhitzt ist. Nach Beendigung der Wasserzu
gabe wird die Emulsion allmählich im Verlauf von 30 min auf
95°C erhitzt. Die Emulsion wird dann während 60 min bei die
ser Temperatur gerührt, so daß die Einkapselungsreaktion be
endigt wird.
Die Dispersion, die die eingekapselten Ölteilchen enthält,
wird dann auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben,
behandelt, wobei man ein pulverförmiges eingekapseltes Toner
material erhält.
Das eingekapselte Tonermaterial, das oben erhalten wurde,
besteht aus einem Kern, der Kohlenstoff (Carbon Black) und
Dibutylphthalat enthält, und einer Umhüllung, die im wesent
lichen aus dem Reaktionsprodukt von Diphenylmethan-4,4′-di
isocyanat mit dem Polysulfidharz und Wasser besteht. Eine
mikroskopische Prüfung des eingekapselten Toners zeigt, daß
die Hauptmenge der Tonerteilchen unabhängig vorhanden sind
und daß keine massigen agglomerierten Teilchen gebildet wur
den.
Die Bewertung des eingekapselten Toners als Entwicklungsmit
tel erfolgt in an sich bekannter Weise für das Einkomponen
tenentwicklungssystem und im wesentlichen beobachtet man
nach dem Mischen mit dem pulverförmigen Eisenträger keine
zerstörten Tonerteilchen. Es wurde weiterhin bestätigt, daß
ein scharfes Tonerbild auf Papier erzeugt wird, welches sehr
gut fixiert ist. Das Absetzen des Toners ist sehr gering.
In einer Dispersion aus 1,5 g Kohlenstoff (Carbon Black) in
15 cm³ Triäthylcitrat löst man 1 g eines Addukts aus Tolylen
diisocyanat mit Hexantriol (3 : 1 Molverhältnis Addukt) unter
Bildung einer primären Flüssigkeit.
Unabhängig werden 1,5 g einer wäßrigen Hexamethylendiaminlö
sung (10%) zu einer Lösung von 7 g Gummiarabikum in 100 cm³
Wasser unter Bildung einer sekundären Flüssigkeit gegeben.
Die primäre Flüssigkeit wird in die sekundäre Flüssigkeit
unter Rühren gegeben, um sehr kleine Tröpfchen der primären
Flüssigkeit in der sekundären Flüssigkeit zu dispergieren.
Die Dispersion wird weiter unter Rühren bei Zimmertempera
tur während ungefähr zwei Stunden und anschließend unter Rüh
ren bei 75°C während ungefähr einer Stunde emulgiert. Während
das Rühren durchgeführt wurde, reagiert das Diisocyanatad
dukt mit Hexamethylendiamin unter Bildung unlöslicher Umhül
lungen, die die Öltröpfchen umschließen, und man erhält ein
gekapselte Tonerteilchen.
Die Dispersion, die die eingekapselten öligen Teilchen ent
hält, wird dann auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrie
ben, behandelt, und man erhält ein pulverförmiges eingekapsel
tes Tonermaterial.
Das oben erhaltene eingekapselte Tonermaterial besteht aus
einem Kern, welcher Kohlenstoff (Carbon Black) und Triäthyl
citrat enthält, und einer Hülle, die im wesentlichen aus dem
Reaktionsprodukt des Addukts aus Tolylendiisocyanat mit He
xantriol und Hexamethylendiainin besteht. Eine mikroskopi
sche Prüfung des eingekapselten Toners zeigt, daß die Haupt
menge der Tonerteilchen unabhängig vorliegen und daß keine
massigen agglomerierten Teilchen gebildet worden sind.
Die Bewertung des eingekapselten Toners als Entwicklungsmit
tel erfolgt auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben.
Es wurde bestätigt, daß im wesentlichen keine zerstörten To
nerteilchen beim Mischen mit dem pulverförmigen Eisenträger
festgestellt werden konnten. Es wurde weiterhin bestätigt,
daß ein scharfes Tonerbild, welches auf dem Papier gut fi
xiert ist, erhalten werden kann. Das Absetzen des Toners ist
sehr gering.
Claims (11)
1. Elektrostatographisches Tonermaterial, dadurch
gekennzeichnet, daß es eingekapselte Tonerteil
chen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße im Bereich
von 0,5 bis 1000 µm enthält, wobei die Tonerteil
chen ein druckfixierbares klebendes Kernmaterial, welches
einen Farbstoff enthält, und eine durch Druck zerstörbare
Umhüllung, die das Kernmaterial umhüllt, umfassen und wobei
die Umhüllung aus Polyure
than, Polyharnstoff oder Polythiourethan hergestellt worden
ist.
2. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle des
Polymeren gemäß einem Grenzflächen-Polymerisationsverfahren
hergestellt wird.
3. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Tonerma
terial bei einem elektrostatographischen Verfahren verwen
det wird, bei dem ein Druckfixierungsverfahren verwendet
wird.
4. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle im
wesentlichen aus einem Polyadditionsprodukt eines Poly
isocyanats, eines Polyols und Wasser hergestellt worden ist.
5. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle im
wesentlichen aus einem Polyadditionsprodukt eines Poly
isocyanats, eines Polyols und eines Polyamins hergestellt
worden ist.
6. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial
weiter magnetisierbare Teilchen enthält.
7. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das druckfixier
bare klebende Kernmaterial eine Flüssigkeit enthält, die
einen Siedepunkt über 180°C besitzt.
8. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das druckfixier
bare klebende Kernmaterial ein flüssiges Medium mit einem
Siedepunkt über 180°C und ein Polymeres enthält.
9. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ober
fläche der Hülle ein Fließschmiermittel vorhanden ist.
10. Verfahren zur Herstellung des elektrostatographischen
Tonermaterials, welches eingekapselte Teilchen mit einer
Teilchengröße im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 1000 µm um
faßt, dadurch gekennzeichnet, daß man Tröpf
chen mit einer durchschnittlichen Tröpfchengröße im Bereich
von etwa 0,5 bis etwa 1000 µm aus einem druckfixierbaren
klebenden Kernmaterial, welches einen in einem wäßrigen
Medium dispergierten Farbstoff enthält, mit einem durch
Druck zerstörbaren Umhüllungsmaterial aus Poly
urethan, Polyharnstoff oder Polythiourethan unter Bildung
eingekapselter Teilchen einkapselt und die eingekapselten
Teilchen von dem wäßrigen Medium abtrennt, um trockenes
Tonermaterial herzustellen.
11. Verwendung des Tonermaterials nach Anspruch 1 in einem
elektrostatographischen Verfahren, welches folgende Stufen
umfaßt:
Entwicklung eines elektrostatischen latenten Toner bilds mit einem Tonermaterial unter Bildung eines sichtbaren Tonerbildes auf dem latenten Bild; und
Fixieren des Tonerbildes auf eine Oberfläche aus einem Trägermedium unter Druckanwendung durch Brechen der Toner teilchen.
Entwicklung eines elektrostatischen latenten Toner bilds mit einem Tonermaterial unter Bildung eines sichtbaren Tonerbildes auf dem latenten Bild; und
Fixieren des Tonerbildes auf eine Oberfläche aus einem Trägermedium unter Druckanwendung durch Brechen der Toner teilchen.
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