DE69019604T2

DE69019604T2 - Träger für Entwickler.

Info

Publication number: DE69019604T2
Application number: DE69019604T
Authority: DE
Inventors: Masatomi Funato; Koji Honda; Nobuaki Kawano; Hideaki Kawata
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1995-10-12
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: EP0405503A3; JPH0331860A; DE69019604D1; US5079124A; JPH0738081B2; EP0405503A2; EP0405503B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft einen Träger für Entwickler und insbesondere eine Verbesserung eines mit einem Harz beschichteten magnetischen Trägers, wie in Anspruch 1 beansprucht, zur Verwendung in Zwei-Komponenten-Entwicklern.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Auf den technischen Gebieten der Reprographie wurde ein elektrostatisches Bild vielfach durch magnetische Bürstenentwicklung unter Verwendung von magnetischen Zwei-Komponenten-Entwicklern entwickelt. Die häufig verwendeten magnetischen Zwei-Komponenten-Entwickler sind solche, die aus Gemischen aus magnetischen Trägern, die aus Eisenpulver oder gesinterten Ferritteilchen bestehen, und Tonerteilchen hergestellt werden, die aus Dispersionen der Bestandteile, wie Farbstoffe, Ladungskontrollmittel und ähnlichen, in Fixierharzen hergestellt werden.
Wenn der magnetische Zwei-Komponenten-Entwickler über längere Zeit verwendet wird, wird der magnetische Träger allmählich mit dem Harz der Tonerteilchen auf seinen Oberflächen bedeckt, und es tritt das sogenannte "Erschöpfungs"- Problem auf. In dem Entwickler hat der magnetische Träger im allgemeinen einen niedrigen elektrischen Widerstand. Zur Herstellung eines Bildes mit hoher Qualität besteht ein Bedarf für ein Gemisch aus einem Träger mit hohem Widerstand und einem Toner mit niedrigem Widerstand.
Zur Lösung dieser Probleme wurden magnetische Träger, die mit Harz auf ihrer Oberfläche beschichtet sind, vorgeschlagen und sind jetzt im Gebrauch. Es wurden eine Reihe von Vorschlägen für diesen Typ von Harzbeschichtung gemacht.
Beispielsweise wird in der japanischen Patentpublikation Nr. 58-9946 ein Harzüberzug für Träger vorgeschlagen, der aus einem Gemisch aus 5 bis 30 Gew.-% Melaminharz und als Rest einem Epoxyharz, einem Acrylharz oder einem Alkydharz hergestellt wurde. In der offengelegten japanischen Patentanmeldung 62-262 057 wird die Beschichtung einer Trägeroberfläche mit einem Harz vorgeschlagen, das durch Härtungsreaktion zwischen einem thermoplastischen Harz mit nicht-umgesetzten Hydroxylgruppen und einem alkoxylierten Melaminharz erhalten worden ist.
Die Harzbeschichtung der Trägerteilchen sollte zwei Bedingungen erfüllen, die zueinander im Gegensatz stehen, d.h. eine starke Adhäsion des Harzes an der Oberfläche der Trägerteilchen und keine gegenseitige Adhäsion der mit einem Harz beschichteten Trägerteilchen.
Die Harzbeschichtung, die ein Melaminharz oder ein alkyliertes Melaminharz enthält, ist vorteilhaft, da, wenn ein Träger und ein Toner vermischt werden, der Überzug bewirkt, daß der Träger positiv geladen wird und dementsprechend der Toner negativ geladen wird. Zusätzlich tritt ein weiterer Vorteil auf, da das Harz als Härtungsmittel für andere reaktive Harze wirken kann.
Wenn jedoch die bekannten Überzüge, die alkyliertes Melaminharz enthalten, auf die Trägeroberfläche angewendet werden, verbinden sich die Harzüberzugsschichten durch Schmelzen miteinander, was bewirkt, daß die Trägerteilchen miteinander verbunden sind. Wenn die verbundenen Trägerteilchen in Stücke gebrochen werden, werden die Trägeroberflächen unvermeidlich unregelmäßig, bedingt durch das Brechen der Überzugsschicht aus Harz. Dies bewirkt, daß es schwierig ist, auf der Trägeroberfläche eine einheitliche Beschichtungsschicht aus Harz zu bilden. Außerdem wird die Abscheidung des Toners auf den unregelmäßigen Teilen ein "Erschöpfungs"-Phänomen ergeben, wodurch die Gebrauchsdauer des Trägers verkürzt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit Harz beschichteten magnetischen Träger zur Verfügung zu stellen, bei dem die Trägerteilchen nicht durch Schmelzen miteinander durch Schmelzadhäsion der Beschichtungsschichten aus Harz verbunden sind und dessen Harzbeschichtungsschicht glatt und einheitlich ist, ohne daß auf seiner Oberfläche Unregelmäßigkeiten gebildet werden.
Erfindungsgemäß soll ein mit Harz beschichteter magnetischer Träger für Zwei-Komponenten-Entwickler zur Verfügung gestellt werden, der kaum Erschöpfung zeigt und eine gute Festigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Ladbarkeit kombiniert besitzt.
Gegenstand der Erfindung ist ein mit einem Harz beschichteter magnetischer Träger für Zwei-Komponenten-Entwickler, der magnetische Teilchen und einen Harzüberzug, der auf der Oberfläche von jedem Teilchen gebildet worden ist, umfaßt, wobei der Harzüberzug aus einer gehärteten Harzzusammensetzung hergestellt worden ist, die ein alkyliertes Melaminharz mit einem Molekulargewicht, das die folgende Ungleichung (1)
M ≥ 1100C - 400 (1)
erfüllt [worin M das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht des Harzes und C die Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppierung bedeuten], und ein Acryl-modifiziertes Siliconharz enthält.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine Photographie, die durch Elektronenmikroskopie erhalten wurde und die die Teilchenstruktur eines erfindungsgemäßen, mit einem Harz beschichteten Trägers zeigt.
Figur 2 ist eine Photographie, die durch Elektronenmikroskopie erhalten wurde und die die Teilchenstruktur eines bekannten, mit einem Harz beschichteten Trägers zeigt.
Figur 3 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht eines alkylierten Melaminharzes und der Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppierung in dem Harz zeigt, um die Teilchenstruktur im Hinblick auf die obige Beziehung zu bewerten.

GENAUE BESCHREIBUNG UND AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Der erfindungsgemäße magnetische Träger sollte einen Harz überzug besitzen, der auf den entsprechenden magnetischen Teilchen gebildet wurde und der durch Härtungsreaktion zwischen einem alkylierten Melaminharz und einem Acryl-modifizierten Siliconharz hergestellt worden ist, wobei das alkylierte Melaminharz ein Molekulargewicht besitzen sollte, welches die oben erwähnte Ungleichung (1) erfüllt, die eine Funktion der Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppierung oder -gruppe ist.
Der Harzüberzug des magnetischen Trägers ist im wesentlichen wegen der Verschleißbeständigkeit, Härte, Nicht-Klebrigkeit, Wärmebeständigkeit und Dauerhaftigkeit aus wärmehärtenden Harzen hergestellt. Wegen der Filmbildungseigenschaften und der Reaktivität während des Härtens ist es günstig, zwei oder mehrere Harzbestandteile zu verwenden, die miteinander reagieren können und dabei eine dreidimensionale Struktur bilden.
Einer der härtbaren Harzbestandteile, der bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung ausgewählt ist, ist ein alkyliertes Melaminharz. Die Gründe, weshalb dieses Harz ausgewählt wurde, sind wie folgt: das Harz besitzt eine Reihe von Aminogruppen in dem Molekül und zeigt eine positive Ladbarkeit, bezogen auf den magnetischen Träger, es besitzt eine gute Härtungswirkung auf andere Harze, bedingt durch die Anwesenheit von alkylierten Methylolgruppen oder Methylolgruppen, und es kann einen dichten harten Harzfilm durch Härtung bilden. Die Verwendung des alkylierten Melaminharzes beruht auf dem Grund, daß die Alkylierung (Veretherung) der Methylolgruppen den Schmelzpunkt erniedrigt und die Löslichkeit in Lösungsmitteln verbessert, verbunden mit einer verbesserten Verträglichkeit mit anderen Harzen und verbesserten Filmbildungseigenschaften und verbesserter Härtbarkeit.
Als der andere härtbare Harzbestandteil wird ein Acryl-modifiziertes Siliconharz ausgewählt. Der ein Siliconharzenthaltende Film zeigt gute Wasserabstoßung und Feuchtigkeitsbeständigkeit und besitzt einen so kleinen Reibungskoeffizienten, daß vermieden wird, daß sich der Träger erschöpft. Es wurde jedoch gefunden, daß, wenn eine Zusammensetzung, die ein nicht-modifiziertes Siliconharz enthält, auf die Oberfläche von magnetischen Teilchen aufgetragen wird, es schwierig wird, die Dichte des Bildes zu erhöhen, welches mittels des Zwei-Komponenten-Entwicklers, bei dem der beschichtete magnetische Träger verwendet wurde, erhalten wurde. Die Verwendung von Siliconharzen, die mittels eines Acrylharzes modifiziert wurden, als Überzug ergibt eine Erhöhung der Dichte des Bildes, das bei der Entwicklung erhalten wird, ohne wesentliche Einbuße der Feuchtigkeitsbeständigkeit und der "Erschöpfungs"-Verhinderungseigenschaft, die dem Siliconharz inhärent sind. Zusätzlich werden die Verträglichkeit mit dem alkylierten Melaminharz und die Reaktivität beim Härten verbessert, wodurch es möglich wird, auf der Oberfläche der magnetischen Teilchen einen Überzug zu bilden, der eine gute Dauerhaftigkeit und gute andere charakteristische Eigenschaften besitzt.
Bei der Durchführung der Erfindung ist es sehr wichtig, ein alkyliertes Melaminharz zu verwenden, dessen Molekulargewicht die vorgenannte Ungleichung (1), vorzugsweise die folgende Ungleichung (1')
M ≥ 1100C - 450 (1')
erfüllt, worin M und C die oben gegebenen Bedeutungen besitzen. Als Ergebnis wird eine glatte und einheitliche Harzüberzugsschicht ohne Unregelmäßigkeiten darauf gebildet.
Figur 1 ist eine Photographie mit einem Rasterelektronenmikroskop, die die Teilchenstruktur des magnetischen Trägers zeigt, der durch Beschichten von kugelförmigen gesinterten Ferritteilchen mit einem alkylierten Melamin-/Acryl-modifizierten Siliconharz gemäß der Erfindung erhalten wurde (hergestellt gemäß dem folgenden Beispiel). Ähnlich ist Figur 2 eine Photographie, aufgenommen mit einem Rasterelektronenmikroskop, der Teilchenstruktur eines mit einem Harz beschichteten magnetischen Trägers, wobei üblicherweise verwendetes alkyliertes Melaminharz mit niedrigem Molekulargewicht und ein Acryl-modifiziertes Siliconharz verwendet wurden. Aus diesen beiden Photographien ist erkennbar, daß die beschichteten magnetischen Trägerteilchen, bei denen übliches alkyliertes Melaminharz verwendet wurde, unvermeidlich kraterförmige unregelmäßige Oberflächen bilden, wohingegen durch die Verwendung von alkyliertem Melaminharz mit hohem Molekulargewicht gemäß der Erfindung die Bildung von Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des beschichteten Magnetträgers vermieden wird, wobei die Oberfläche glatt und einheitlich ist. Wie es in den erfindungsgemäßen Beispielen erläutert wird, wird die Menge an erschöpftem Träger stark auf die Hälfte, verglichen mit dem bekannten Träger, verringert.
Die genannten Erfinder haben experimentell gefunden, daß das kritische Molekulargewicht des alkylierten Melaminharzes, durch das die Bildung der Unregelmäßigkeiten auf der Trägeroberfläche verhindert wird oder durch das verhindert wird, daß sich die magnetischen Teilchen abscheiden und koagulieren, von der Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppierung des alkylierten Melaminharzes abhängt. Figur 3 ist eine graphische Darstellung der Versuchsergebnisse, wobei das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht (M) auf der Ordinatenachse und die Anzahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppierung (C) auf der Abszissenachse aufgetragen sind. Das Auftreten von Unregelmäßigkeiten im Falle der Figur 2 wird als "x" dargestellt, und die Bildung einer glatten Oberfläche im Falle der Figur 1 wird als "o" dargestellt. Aus den in Figur 3 dargestellten Ergebnissen ist erkennbar, daß die Verwendung eines Harzes mit einem Molekulargewicht, das die Ungleichung (1), bevorzugt die Ungleichung (1'), erfüllt, die Bildung von Unregelmäßigkeiten verhindert, wodurch eine glatte Harzbeschichtung erhalten wird.
Wie zuvor angegeben, ist die Bildung von Unregelmäßigkeiten in der Harzbeschichtungsschicht der Schmelzadhäsion der Harzschichten, die auf den entsprechenden magnetischen Teilchen gebildet werden, zuzuschreiben. Bei der vorliegenden Erfindung kann die Schmelzadhäsion der Harzschichten verhindert werden, indem das Molekulargewicht des alkylierten Melaminharzes bei einem bestimmten Wert oder darüber kontrolliert wird, wobei eine Abhängigkeit von der Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppierung besteht.
Das bei der vorliegenden Erfindung nützliche alkylierte Melaminharz wird durch Additionsreaktion zwischen einem Melamin oder einem Melaminderivat, wie Benzoguanamin, Acetoguanamin oder einer ähnlichen Verbindung (im folgenden kollektiv als Melaminverbindungen bezeichnet), und Formaldehyd und anschließende Reaktion zwischen dem entstehenden Methylolprodukt und einem Alkohol zur Veretherung (Alkylierung) von mindestens einem Teil der Methylolgruppen erhalten.
Das quantitative Verhältnis zwischen der Melaminverbindung und dem Formaldehyd bei der obigen Additionsreaktion sollte auf geeignete Weise bestimmt werden, in Abhängigkeit von der Melaminverbindung, die verwendet wird, da Melamin drei Aminogruppen und Guanamin zwei Aminogruppen besitzt.
Jedoch liegt im allgemeinen die Menge an Formaldehyd, die verwendet wird, bevorzugt im Bereich von 1,0 bis 8,0 mol oder bevorzugter im Bereich von 2,0 bis 7,0 mol, bezogen auf ein Mol Melaminverbindung. Die Methylolierungs- oder Hydroxymethylierungsreaktion wird in Anwesenheit eines alkalischen Katalysators, wie eines Hydroxids, eines Alkalimetalls oder eines Erdalkalimetalls, durchgeführt. Während der Reaktion findet eine Selbstkondensierung des methylolierten Melamins oder eine Eigenbindung über die Methylengruppen davon statt, wodurch das Molekulargewicht erhöht wird. Wenn in dem Reaktionsmedium Alkohole vorhanden sind, werden die Methylolgruppe und der Alkohol durch Veretherung kondensiert.
Beispiele für den Alkohol umfassen Methanol, Ethanol, n- oder Isopropanol, n- oder Isobutanol und ähnliche. Auf diese Weise kann eine Alkylgruppe mit der gewünschten Zahl an Kohlenstoffatomen eingeführt werden. Der Alkylierungsgrad (Veretherung) liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 85 %, bevorzugter im Bereich von 20 bis 80 %.
Die Acryl-modifizierten Siliconharze umfassen Block- oder Pfropf-Copolymere von Acrylsiliconen und Gemische aus Copolymeren mit Acrylharzen und/oder Siliconharzen. Beispiele für die Siliconharzbestandteile sind solche, die aus Organopolysiloxan-Einheiten, wie etwa Dimethylpolysiloxan, Diphenylpolysiloxan, Methylphenylpolysiloxan und ähnlichen, und reaktiven Gruppen an den Enden des Moleküls oder in der Molekülkette, wie einer Hydroxylgruppe, einer Mono-, Di-, oder Trialkoxysilylgruppe oder Alkoxysiloxangruppe, einer Vinylorganosilylgruppe oder einer Vinylorganosiloxygruppe, bestehen.
Die Acrylharzbestandteile umfassen beispielsweise solche Copolymeren, die aus einem Hauptanteil an (Meth)acrylsäureester-Einheiten, wie z.B. Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 2-Aminoethyl(meth)acrylat, N-Ethyl-2-aminoethyl(meth)acrylat und ähnlichen, und einem geringen Anteil von ethylenisch ungesättigen Monomereinheiten mit einer Alkoxysilylgruppe zusammengesetzt sind. Beispiele von Monomeren mit einer Alkoxysilylgruppe umfassen Vinyltriethoxysilan, 3-Triethoxysilylpropyl(meth)acrylat und ähnliche Verbindungen.
Wenn diese Siliconharzbestandteile und Acrylharzbestandteile umgesetzt werden, werden die Siliconharze durch Reaktion zwischen den funktionellen Gruppen in dem Siliconharz und den funktionellen Gruppen des Acrylharzes modifiziert.
Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete Acryl-modifizierte Siliconharz sollte ein Gewichtsverhältnis zwischen Acrylharzbestandteil und Siliconharzbestandteil bevorzugt im Bereich von 80:20 bis 20:80 oder bevorzugter im Bereich von 70:30 bis 30:70 besitzen. Dieses modifizierte Harz sollte reaktive Gruppen enthalten, die mit den Methylolgruppen (veretherten Methylolgruppen), die bevorzugt Hydroxylgruppen, Alkoxygruppen oder ähnliche sind, reagieren können. Die Konzentration der reaktiven Gruppen liegt bevorzugt im Bereich von 1 bis 400 mmol/100 g Harz und bevorzugter im Bereich von 3 bis 200 mmol/100 g Harz.
Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten härtbaren Harzzusammensetzungen können ein beliebiges Verhältnis von alkyliertem Melaminharz und Acryl-modifiziertem Siliconharz enthalten. Das Gewichtsverhältnis zwischem dem alkylierten Melaminharz und dem Acryl-modifizierten Siliconharz liegt bevorzugt im Bereich von 1:99 bis 30:70 oder bevorzugter im Bereich von 5:95 bis 50:50. Wenn das Verhältnis des alkylierten Melaminharzes kleiner ist als der obige Bereich, werden die Ladbarkeit und die Eigenschaften zur Bildung einer glatten Schicht ungenügend. Wenn andererseits das Verhältnis von Acryl-modifiziertem Siliconharz kleiner ist als es dem obigen Bereich entspricht, erniedrigen sich die Feuchtigkeitsbeständigkeit und die "Erschöpfungs"-Verhinderungseigenschaften.
Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Teilchen sind gesinterte Ferritteilchen oder Eisenpulver.
Die Ferritteilchen sollten im wesentlichen in ihrer Form kugelförmig sein und einen mittleren Teilchendurchmesser von 35 bis 150 um, bevorzugt von 40 bis 120 um, besitzen. Die Ferrit-Zusammensetzung kann irgendeine bekannte Zusammensetzung sein, und sogenannte weiche Ferrite können verwendet werden, einschließlich von Zn-Ferriten, Ni-Ferriten, Cu-Ferriten, Mn-Ferriten, Mn-Zn-Ferriten, Mn-Mg-Ferriten, Cu-Zn-Ferriten, Ni-Zn-Ferriten, Mn-Cu-Zn-Ferriten und ähnlichen, dies ist jedoch nicht kritisch. Bevorzugte Ferrite sind Cu-Zn-Ferrite oder Cu-Zn-Mn-Ferrite, die, angegeben in Atomprozent, 35 bis 65 % an Eisen, 5 bis 15 % an Kupfer, 5 bis 15 % an Zink und 0 bis 0,5 % an Mangan enthalten.
Diese Ferrite besitzen im allgemeinen eine feine primäre Teilchengröße von 0,5 bis 7 um und sind mittels Spraygranulierung im wesentlichen in Form von Kügelchen granuliert und gesintert.
Diese Ferritträger können entweder einen hohen Widerstand oder einen niedrigen Widerstand besitzen. Im allgemeinen besitzen diese Ferrite einen spezifischen Volumenwiderstand von 6 x 10&sup4; bis 2 x 10&sup4; Ω cm, bevorzugt von 2,5 x 10&sup5; bis 1,5 x 10&sup7; Ω cm.
Andererseits kann der Eisenpulverträger irgendein an sich bekannter Eisenpulverträger sein, und er sollte bevorzugt eine Größe von 20 bis 150 um aufweisen. Das Eisenpulver für magnetische Träger wird im allgemeinen mittels eines Verfahrens hergestellt, das eine primäre Zerkleinerung von Abfallweichstahl, Ölback- und Konzentrierungsstufen umfaßt, wonach es unter Bildung von spröden primären Teilchen nitridiert wird. Die Teilchen werden so gemahlen, daß Endteilchen erhalten werden, worauf eine Denitrifikation und eine abschließende Oxidationsbehandlung der Oberfläche erfolgen.
Die Harzbeschichtung der magnetischen Teilchen erfolgt durch Sprühen einer Lösung der zuvor erwähnten Harzzusammensetzung auf die magnetischen Teilchen in einer Wirbelschicht. Die Beschichtungszusammensetzung kann die Harzkomponenten in Mengen von 0,1 bis 40 Gew.-%, bevorzugt von 1 bis 20 Gew.-%, gelöst in einem Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol oder ähnlichen, enthalten. Die Zusammensetzung wird auf die magnetischen Teilchen in einer Menge als Harzabscheidung von 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 0,05 bis 5 Gew.-%, abgeschieden. In der Wirbelschicht werden die Harzbestandteile als Überzug der Oberfläche der entsprechenden magnetischen Teilchen abgeschieden, und das Lösungsmittel beginnt zu verdampfen. Mit der erfindungsgemässen Harzzusammensetzung findet kaum oder keine Koagulation durch Adhäsion der Harzüberzugsschichten statt. Die mit Harz beschichteten Magnetteilchen werden erhitzt, beispielsweise auf eine Temperatur von 100 bis 250ºC, um die Harzbeschichtung zu härten. Selbstverständlich kann das Härten bei niedrigerer Temperatur oder Raumtemperatur unter Verwendung eines Silanol-Kondensationskatalysators oder anderer Härtungskatalysatoren, die in dem Überzug vorhanden sind, erfolgen. Der elektrische Widerstand des beschichteten Trägers sollte bevorzugt im Bereich von 1 x 10&sup8; bis 1 x 10¹³ Ω cm, bevorzugter 1 x 10&sup9; bis 1 x 10¹² Ω cm, liegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine wärmehärtbare Harzzusammensetzung, die ein alkyliertes Melaminharz mit einem bestimmten Molekulargewicht, abhängig von der Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppierung, und ein Acryl-modifiziertes Siliconharz enthält, verwendet, um die Oberfläche der einzelnen magnetischen Teilchen zu beschichten. Dadurch wird eine gegenseitige Schmelzadhäsion der Überzugsschichten aus Harz vermieden, und es wird ein glatter und einheitlicher Harzüberzug erhalten, der von Unregelmäßigkeiten frei ist. Dementsprechend zeigen die harzbeschichteten magnetischen Träger ein geringes "Erschöpfungs"-Phänomen und gute Dauerhaftigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Ladbarkeit.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die vorliegende Erfindung wird anhand der Beispiele näher erläutert, die nicht als Beschränkung der Erfindung ausgelegt werden sollen. Es werden weiterhin Vergleichsbeispiele beschrieben.
Mit einem Harz beschichtete Träger, bei denen unterschiedliche Arten von alkylierten Melaminharzen verwendet werden, wurden auffolgende Weise hergestellt. Es wurde ein nicht- beschichteter Ferritträger, DFC-150 (Warenzeichen von Douwa Iron Powder Co., Ltd.), aus kugelförmigen Ferritteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 80 um verwendet. Andererseits wurden Grundzusammensetzungen, welche 7 g Acryl-modifiziertes Silicon, KR9706 (Warenzeichen von Shin-Etsu Chem. Ind. C., Ltd.), 3 g verschiedener alkylierter Melaminharze mit unterschiedlichen Zahlen an Kohlenstoffatomen (angegeben in den Beispielen und Vergleichsbeispielen in Tabelle 1) und unterschiedlichen Molekulargewichten und 500 g Toluol, jeweils pro 1000 g Ferritträger, enthielten, verwendet. Jede Zusammensetzung wurde auf den Ferritträger mittels einer Beschichtungsvorrichtung mit Wirbelschicht aufgesprüht, um den Träger mit der Zusammensetzung zu beschichten. Anschließend wurde auf 150º zum Härten des beschichteten Harzes erhitzt. Es wurden so mit Harz beschichtete Träger unter Verwendung unterschiedlicher Typen von alkyliertem Melaminharz hergestellt.
Getrennt wurde eine Tonerzusammensetzung hergestellt, welche durch Granulierung in an sich bekannter Weise von 100 Gewichtsteilen eines Styrol-Acryl-Copolymeren, 7 Gewichtsteilen Carbon Black als Farbstoff, 1 Gewichtsteil negativ ladbarem bzw. negativ ladendem Farbstoff als Ladungskontrollmittel und 1,5 Gewichtsteilen Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht als Offset-Inhibitor erhalten wurde, wobei ein Pulvertoner erhalten wurde, der eine durchschnittliche Größe von 11 um hatte. Es wurden 0,2 Gewichtsteile hydrophobes Silica-Oberflächenbehandlungsmittel zu 100 Gewichtsteilen des Pulvertoners zugegeben. Die Tonerzusammensetzung und der mit Harz beschichtete Träger wurden in einem Gewichtsverhältnis von 3,5:96,5 vermischt, wobei ein Entwickler erhalten wurde. Die entstehenden Entwickler wurden einem Kopiertest von 20000 Kopien unterworfen, wobei eine rekonstruierte bzw. umgebaute Vorrichtung von Electrophotographic Duplicator DC-5585 (Warenzeichen von Mita Ind. Co., Ltd.) bei Normaltemperatur- und normalen Feuchtigkeits-Bedingungen (20ºC, 60 %) und Hochtemperatur- und hohen Feuchtigkeits-Bedingungen (35ºC, 85 %) verwendet wurde.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 (20ºC, 60 %) und Tabelle 2 (35ºC, 85 %) angegeben.
Die in den Tabellen angegebene Menge an erschöpftem bzw. verbrauchtem Träger wurde wie folgt bestimmt: nach dem Kopiertest wurde der Toner von dem Entwickler durch Absaugen abgetrennt, und der Gehalt des auf der Trägeroberfläche abgeschiedenen Toners wurde mittels eines Kohlenstoffanalysegeräts bestimmt. Die Menge wurde in Gewichtsprozent, bezogen auf den Träger vor dem Kopiertest, angegeben.
Aus den in den Tabellen 1 und 2 aufgeführten Ergebnissen ist erkennbar, daß die erfindungsgemäßen Träger eine signifikant verringerte Menge an erschöpftem Träger aufweisen, daß sie stabile Landungseigenschaften zeigen und stabil und wiederholbar ein Bild mit hoher Qualität mit der gewünschten Dichte ergeben. Die Verschlechterung dieser Eigenschaften unter wechselnden Umgebungsbedingungen ist gering. Tabelle 1 (20ºC, 60%) Bilddichte (Optische Dichte) Eintrübungsdichte Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe Molekulargewicht des alkylierten Melaminharzes Zustand der Beschichtung Menge an verbrauchtem Träger (%) Anfangs Nach 20000 Kopien Anfangs Beispiel Vergleichsbeispiel Tabelle 1 (20ºC, 60%) Bilddichte (Optische Dichte) Eintrübungsdichte Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe Molekulargewicht des alkylierten Melaminharzes Zustand der Beschichtung Menge an verbrauchtem Träger (%) Anfangs Nach 20000 Kopien Beispiel Vergleichsbeispiel Tabelle 2 (35ºC, 85%) Bilddichte (Optische Dichte) Eintrübungsdichte Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe Molekulargewicht des alkylierten Melaminharzes Zustand der Beschichtung Menge an verbrauchtem Träger (%) Anfangs Nach 20000 Kopien Beispiel Vergleichsbeispiel

Claims

1. Mit einem Harz beschichteter magnetischer Träger für einen Zwei-Komponenten-Entwickler, der magnetische Teilchen und einen Harzüberzug, der auf der Oberfläche dieser individuellen magnetischen Teilchen gebildet ist, umfaßt, wobei der Harzüberzug aus einem Harz, welches durch Härtungsreaktion zwischen alkyliertem Melaminharz mit einem Molekulargewicht, das die folgende Ungleichung erfüllt (1),

M ≥ 1100C - 400 (1)

worin M das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht des Harzes bedeutet und C die Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppierung bedeutet erhalten wurde und aus einem Acryl-modifizierten Siliciumharz hergestellt worden ist.

2. Mit einem Harz beschichteter magnetischer Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylgruppierung 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält.

3. Mit einem Harz beschichteter magnetischer Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkylierungsgrad in dem alkylierten Melamin im Bereich von 10 bis 85 % liegt.

4. Mit einem Harz beschichteter magnetischer Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des alkylierten Melaminharzes und des Acryl-modifizierten Siliciumharzes im Bereich von 1:99 bis 30:70 liegt.

5. Mit einem Harz beschichteter magnetischer Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Acryl-modifizierte Siliciumharz ein Reaktionsprodukt zwischen einem Acrylharz und einem Siliciumharz in einem Gewichtsverhältnis von 80:20 bis 20:80 ist.

6. Mit einem Harz beschichteter magnetischer Träger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Acryl-modifizierte Siliciumharz gegenüber Methylolgruppen reaktive Gruppen in einer Konzentration von 1 bis 400 mmol/g, bezogen auf das Harz, enthält.

7. Mit einem Harz beschichteter magnetischer Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen eine mittlere Teilchengröße von 35 bis 150 um besitzen.

8. Mit einem Harz beschichteter magnetischer Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzmasse in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die magnetischen Teilchen, abgeschieden ist.