CH673342A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Tonerpartikel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.

Gemäss dem Stand der Technik wird ein latentes elektrostatisches Ladungsbild mittels trockener Tonerpartikel oder mittels Tonerpartikeln entwickelt, die in einer isolierenden nicht-polaren Flüssigkeit dispergiert sind. Die trockenen Tonerpartikel dürfen nicht allzu fein sein, da sie sonst in der Luft schweben und gesundheitliche Nachteile mitsichbringen können, falls sie aus den von dem Kopiergerät in die Umgebungsluft gelangen. Weiterhin müssen trockene Tonerpartikel durch Schmelzen bei erhöhten Temperaturen fixiert werden, was den Einsatz einer Energiequelle erforderlich macht. Die Entwicklung von latenten elektrostatischen Ladungsbildern mit Hilfe trockener Tonpartikel führt ausserdem zu Bildern (Kopien), welche nicht die erwünschte Auflösung haben. Dagegen können in einer Flüssigkeit suspendierte To5

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nerpartikel so fein sein, wie sie sich herstellen lassen, da keine Gefahr besteht, dass sie davonschweben. Folglich können entsprechende flüssige Entwicklermaterialien bzw. Tonermaterialien zur Herstellung von Kopien mit verbesserter Auflösung verwendet werden.

Ein elektrostatisches Ladungsbild kann erzeugt werden, indem man eine fotoleitende Schicht mit einer gleichmässi-gen elektrostatischen Ladung versieht und anschliessend die elektrostatische Ladung (entsprechend einer Vorlage) entlädt, indem man sie einem modulierten Strahl von Strahlungsenergie aussetzt. Es versteht sich, dass auch andere Verfahren angewandt werden können, um ein elektrostatisches Ladungsbild zu erzeugen, beispielsweise dadurch, dass man einen Träger mit einer dielektrischen Oberfläche bereitstellt und eine vorgeformte elektrostatische Ladung auf die Oberfläche überträgt. Die Ladung kann dabei von einer Anordnung von «Griffeln» erzeugt werden.

Bei einem Büro-Kopiergerät erfolgt die Entwicklung eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes, welches üblicherweise dadurch erzeugt wird, dass man die gewünschte Vorlage auf einen im Dunkeln aufgeladenen Fotoleiter projiziert mit Hilfe eines flüssigen Entwicklers bzw. eines Tonermaterials bei dem pigmentierte Tonerpartikel in einer nichtpolaren, ungiftigen Flüssigkeit dispergiert sind, die einen hohen spezifischen Widerstand von über 109 Ohm/Zentimeter, eine niedrige Dielektrizitätskonstante von unter 3,0 und einen hohen Dampfdruck hat. Geeignete Flüssigkeiten, welche als Dispergiermittel wirken, sind aliphatische, isomerisierte Kohlenwasserstoffe, wie sie beispielsweise von der Firma Exxon Corporation unter verschiedenen Warenzeichen vertrieben werden, wie z.B. den Warenzeichen ISOPAR-G, ISO-PAR-H, ISOPAR-L und ISOPAR-M, wobei jeder der betreffenden Kohlenwasserstoffe andere Endwerte und Dampfdrücke hat.

Nachdem das Bild entwickelt wurde, wird es auf einen blattförmigen Träger, insbesondere ein Papierblatt übertragen. Während der Übertragung tritt ein gewisses Quetschen oder Schmieren des Bildes ein, wodurch die Auflösung verringert wird. Ausserdem wird nicht das gesamte Tonerbild von dem Fotoleiter auf das Trägermaterial übertragen. Es verbleibt vielmehr ein Tonerrückstand am Fotoleiter, nachdem das Bild von diesem übertragen wurde. Der Quetscheffekt kann vermieden werden, indem man zwischen dem entwickelten Bild auf dem Fotoleiter und dem blattförmigen Träger einen Spalt aufrechterhält und das Bild über diesen Spalt hinweg überträgt. Die Dichte des Bildes und die Auflösung sind bei diesem Verfahren gut, jedoch besteht ein Bedürfnis nach einer noch besseren Auflösung.

Gemäss der US-PS 3 419 411 wird versucht, einen flüssigen Entwickler mit einem Pigment und einem «gitterbildenden Material» bereitzustellen (Spalte 2, Zeilen 12ff.). Diese «gitterbildende Substanz» wird beschrieben als «polymere Materialien, die im Unterschied zu linearen oder geschlossenen Molekülketten verzweigte Molekülketten besitzen, welche in offensichtlich gelöstem Zustand in einer Flüssigkeit eine Molekularstruktur haben, in der ihre eine Abmèssung mindestens eine Grössenordnung grösser ist als ihre Abmessungen in den beiden anderen dazu senkrechten Richtungen» (Spalte 2, Zeilen 31 ff.). Dabei wird von der Hypothese ausgegangen, dass Moleküle, die nur in einer Richtung linear sind, nicht in der Lage sind, eine spitzenartige bzw. löchrige Faser zu bilden (Spalte 2, Zeilen 48 ff.). Es wird davon ausgegangen, dass diese Theorie nicht relevant ist. Die molekularen Abmessungen liegen in der Grössenordnung von 10 AE. Dies steht im Gegensatz zu Tonerpartikeln, wo die einschlägigen Grössenordnungen bei tausenden von AE liegen. In der genannten US-PS wird gemäss Beispiel 1 ein Pigment in einem mit Gummi modifizierten Polystirol dispergiert. Dabei ist zu beachten, dass «Solvesso 100» einen Kau-ri-Butanol-Wert von 93 hat.

Es löst die Gummikomponente auf. Die Lösung ist mehr eine Beschichtung als ein Gitter. Das Bild wird also durch s eine Gummibeschichtung getragen. Gemäss Beispiel 2 sorgt ein Firnis aus polymerisiertem Leinöl für den Zusammenhalt. Paraffinwachs trägt lediglich das Pigment. Der Firnis wird in der Druckschrift als «Schleifhilfe» bezeichnet. In entsprechender Weise wird gemäss Beispiel 3 ein Firnis benutzt, io der hydriertes Kolophonium und polymerisiertes Leinöl enthält. Dabei wird der Firnis wieder als «Schleifhilfe» bezeichnet. Gemäss Beispiel 4 werden bei jedem der vier Toner Paraffinwachs und Firnis benutzt und wieder als «Schleifhilfe» bezeichnet. Dabei ist es wichtig zu beachten, dass bei Ver-i5 wendung von Paraffinwachs der hohe Kauri-Butanol-Wert von «Solvesso» so hoch ist, dass Paraffinwachs gelöst wird. Folglich muss in Verbindung mit Beispiel 4 der Kauri-Buta-nol-Wert von «Solvesso» durch Verdünnen desselben mit «Shellsol T» verringert werden, welches nur einen Kauri-20 Butanol-Wert von 26 hat. Dabei wird darauf hingewiesen, dass beim Arbeiten mit einem niedrigen Kauri-Butanol-Wert eine gute Auflösung ohne ein Halbtongitter nicht möglich ist (Spalte 6, Ziffer 1 ff.). Beispiel 5 entspricht dem Beispiel 4 mit dem Unterschied, dass der Firnis das hydrierte Kolophoni-25 um ersetzt und Kalziumresinat substituiert. Gemäss Beispiel 6 wird dür die Toner «Lucite» in Toluol und Äthylzellulose in «Solvesso» verwendet. Toluol hat einen Kauri-Butanol-Wert von über 100. Ausgehend von der Beschreibung gewinnt man den Eindruck, dass das Pigment das Bild entwik-3o kelt und dass über dem abgeschiedenen Pigment eine Schicht aus Firnis, Wachs, Äthylzellulose, mit Gummi modifiziertem Polystirol oder «Lucite» gebildet wird. Die Schicht wird dabei gebildet, während sich das Harz oder Wachs beim Verdampfen des Lösungsmittels niederschlägt. Es ist also die 35 Beschichtung, die über dem Pigment abgeschieden wird, welche das Ausbreiten der Pigmentpartikel verhindert. Die Tonpartikel selbst haben dagegen keine faserförmigen Vorsprünge, wie dies gemäss vorliegender Erfindung der Fall sein soll.

Die US-PS 3 668 127 beschreibt einen Tonerpartikel mit 40 einer ersten harzförmigen Beschichtung für ein Pigment. Diese Beschichtung ist in dem Dispergiermittel unlöslich. Der Partikel ist jedoch mit einer zweiten harzförmigen Beschichtung versehen, welche in dem Dispergiermittel quellfähig, d.h. solvatisierbar, ist. Die Quellfähigkeit des Harzes 45 zeigt an, dass eine Lösung eingetreten ist.

Die US-PS 3 909 433 befasst sich mit einem Tonerpartikel, der gebildet wird, indem man ein Pigment mit einem Harz beschichtet, welches ein Derivat des Kolophoniums ist. Der beschichtete Partikel wird dann zu einem feinen Pulver so vermählen. Dieses Pulver wird dann in einer nicht-polaren Trägerflüssigkeit suspendiert, und zwar zusammen mit einem alkylierten Polymer eines heterozyklischen N-Vinyl Monomers, welches dazu dient, den harzbeschichteten Tonerpartikeln eine positive Polarität zu verleihen.

55 Gemäss der US-PS 3 949 116 wird versucht, das Befeuchten des Fotoleiters, welcher das latente elektrostatische Bild trägt, bzw. das Befeuchten des blattförmigen Trägers, auf welchen das entwickelte Bild zu übertragen ist, mit einer übermässigen Flüssigkeitsmenge zu vermeiden. Dies ge-60 schieht, indem man ein Gel aus einem pigmentierten Harz und einer dispergierenden Flüssigkeit bildet, wobei das Gel thixotrope Eigenschaften hat. Wenn ein latentes Ladungsbild entwickelt werden soll, wird das Gel unter einer Walze oder dergleichen hindurch zugeführt, um das Entwicklerma-65 terial in der Nähe der Walze oder dergleichen von einem ge-léeartigen Zustand in einen flüssigen Zustand zu überführen. Dabei gelangt nur ein Teil des Gels in den flüssigen Zustand, der sich in einem Bereich befindet, in dem Scherkräfte auf

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treten. Wenn die Scherkräfte dann entfallen, kehrt das Entwicklermaterial in den geléefôrmigen Zustand zurück.

Die US-PS 3 998 746 befasst sich mit einem Toner, der gefärbte Partikel umfasst, die mit einem Gummi beschichtet sind. Die Gummibeschichtung wird in einer Lösung des Gummis aufgebracht, welche einer erhöhten Temperatur von über 150 =C ausgesetzt wurde. In der Patentschrift ist nicht offenbart, dass die Tonerpartikel faserförmige Vorsprünge haben können. Im übrigen ist es klar, dass faserförmige Vorsprünge, falls sie vorhanden wären, jedenfalls mit Gummi beschichtet würden. Die US-PS 4 157 974 beschreibt eine Verbesserung des Gegenstandes der US-PS 3 959 085, nämlich ein flüssiges Entwickler-Organosol zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes und zum Schaffen eines klebrigen entwickelten Bildes. Dieses Bild kann auf einen blattförmigen Träger allein aufgrund seiner Klebrigkeit und ohne die Verwendung eines elektrischen Feldes übertragen werden. Das Problem bei dieser Art von Entwickler besteht darin, dass er, wenn er nicht verwendet wird, ein Agglomerat bildet. Gemäss der US-PS 4 157 974 wird versucht, die Agglomeration des pigmentierten Polymers in der dispergierenden Flüssigkeit durch schützende Kolloide zu vermeiden. Es werden pigmentierte Polymere gebildet, die klebrig sind. Die Bilder, die mit diesen Tonern entwickelt werden, können durch einfachen Kontakt übertragen werden. Die Klebrigkeit kann durch Zusatz eines aromatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels, wie z.B. «Solvesso 100», erhöht werden. Weiterhin liegen die Tonerpartikel in Kugelform vor (Spalte 7, Zeilen 18ff.).

Die US-PS 4 411 976 beschreibt eine Tonerzusammensetzung, die zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes vorgesehen ist, welches nach dem Entwickeln über einen Spalt hinweg von dem Fotoleiter auf den blattförmigen Träger übertragen wird. Dabei kann dieselbe Zusammensetzung auch verwendet werden, um elektrostatische Ladungsbilder zu entwickeln, die dann durch direkten Kontakt auf einen blattförmigen Träger übertragen werden. In diesem Fall tritt jedoch ein Quetschen des entwickelten Bildes ein, was nachteilig ist. Die genannte Patentschrift enthält keinen Hinweis auf Partikel, bei denen es wichtig ist, dass faserförmige Vorsprünge vorgesehen sind. Bei der Kontaktübertragung — anstelle der Übertragung über einen Spalt hinweg — neigt das entwickelte Tonerbild ausserdem zu einem Durchschlagen, wenn der blattförmige Träger Papier ist.

Die JP-OS No. Sho 57/1982-207259 offenbart die Möglichkeit der Ausbildung kleiner Vorsprünge an der Oberfläche von kugelförmigen Tonerpartikeln. Diese Vorsprünge werden aus einem Harz gebildet, welches ein unlösliches Pulver enthält. Der Zweck der Vorsprünge besteht dabei darin, das entwickelte Bild leicht von der Oberfläche abheben zu können, auf der es entwickelt wurde, so dass ein Abstreiferblatt, welches der Reinigung dieser Oberfläche dient, eine höhere Lebensdauer hat. Das bevorzugte Material ist ein wärmehärtendes Harz.

Die JP-AS 58-2851 beschreibt die Herstellung eines nassen Tonermaterials für die Herstellung von Druckplatten. Im einzelnen werden ein teilweise verseiftes Äthylenvinylaze-tat-Copolymer und Russ mit Toluol gemischt und das Polymer wird durch Erwärmen auf 80 C gelöst. Die heisse Lösung wird dann unter Umrühren in n-Hexan abgekühlt. Dabei werden Partikel gebildet, die zum Boden des Behälters ausgefallt werden. Mit einem derartigen Toner wurde ein latentes elektrostatisches Ladungsbild entwickelt. Gemäss einem Ausführungsbeispiel wird ein Äthylenvinylazetat-Poly-mer in flüssigen Stickstoff getaucht und dann mit einem Hammer pulverisiert. Das so erhaltene Pulver wird in Isopar H dispergiert. Es findet sich keine Anregung, das Polymer zu plastifizieren und dann entweder einen Schwamm zu bilden oder die Bildung eines Schwammes zu verhindern, um faserförmige Vorsprünge herzustellen.

An keiner Stelle findet sich ein Hinweis darauf, Toner-s partikel mit faserförmigen Vorsprüngen zu versehen. Tatsächlich spricht die Herstellung des Pulvers mit Hilfe eines Hammers gegen das Vorhandensein von irgendwelchen Partikeln mit faserförmigen Vorsprüngen.

Ziel der Erfindung ist, die angegebenen Nachteile zu be-io heben. Das erfindungsgemässe Tonerpartikel ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Mikrofotografie, welche mit Hilfe eines i5 Transmissions-Elektronenstrahlmikroskops bei 13 000-fa-cher Vergrösserung aufgenommen wurde und eine Dispersion zeigt, welche Tonerpartikel gemäss der Erfindung enthält;

Figur 2 eine Mikrofotografie, welche mit einem Trans-20 missions-Elektronenstrahlmikroskop mit 45 000-facher Vergrösserung aufgenommen wurde und einen der in Figur 1 sichtbaren Tonerpartikel zeigt;

Figur 3 eine Mikrofotografie, welche mit einem Trans-missions-Elektronenstrahlmikroskop mit 45 000-facher Ver-25 grössserung aufgenommen wurde und einen weiteren der in Figur 1 sichtbaren Tonerpartikel gemäss der Erfindung zeigt;

Figur 4 eine Mikrofotografie, welche mit einem Abtast-Elektronenstrahlmikroskop mit 1000-facher Vergrösserung 30 aufgenommen wurde und einen Schwamm zeigt, der bei einem Zwischenschritt eines der Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Tonerpartikels erhalten wurde;

Figur 5 eine Mikrofotografie, welche mit einem Abtast-Elektronenstrahlmikroskop bei einer 23 800-fachen Vergrös-35 serung aufgenommen wurde und mehrere Tonerpartikel gemäss der Erfindung zeigt;

Figur 6 eine Mikrofotografie, welche mit einem Abtast-Elektronenstrahlmikroskop bei 38 400-facher Vergrösserung aufgenommen wurde und mehrere Tonerpartikel gemäss der 40 Erfindung zeigt, und

Figur 7 eine Mikrofotografie, welche mit einem Abtast-Elektronenstrahlmikroskop mit 20 000-facher Vergrösserung aufgenommen wurde und mehrere erfindungsgemässe Tonerpartikel zeigt, die nach einem anderen erfindungsge-45 mässen Herstellungsverfahren hergestellt wurden.

Das entscheidende Merkmal der bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist ein Tonerpartikel mit einer Anzahl von zweig- bzw. faserförmigen Ansätzen, d.h. ein Tonerpartikel mit einer speziellen Struktur, die einen reso lativ kompakten Grundkörper umfasst, von dem Vorsprünge in Form von Zweigen, Ästen bzw. Fasern abstehen. Der neuartige Tonerpartikel ermöglicht die Herstellung eines Entwicklermaterials zum Entwickeln latenter elektrostatischer Ladungsbilder durch Dispergieren der Tonerpartikel 55 in kleinen Mengen einer nicht-polaren Flüssigkeit, wie sie unter verschiedenen ISOPAR-Warenzeichen im Handel ist. Das Gewicht der Tonerpartikel kann ziemlich niedrig sein und beispielsweise bei 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der dispergierenden Flüssigkeit, liegen. Die Tonerpartikel 60 sind pigmentiert und bestehen aus einem Polymerharz. Dem Tonermaterial ist ein sogenannter «Ladungs-Direktor (charge director)» in kleinen Mengen zugesetzt, beispielsweise in einer Menge von 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tonerpartikel in dem Entwicklermaterial. Der Ladungsdi-65 rektor kann so gewählt werden, dass er den Tonerpartikeln in Abhängigkeit von der Polarität der Ladung der zu entwik-kelnden latenten elektrostatischen Ladungsbilder eine positive oder negative Ladung erteilt. Dabei versteht es sich für

den Fachmann, dass die Ladung der Tonerpartikel zur Ladung der latenten elektrostatischen Ladungsbilder im allgemeinen eine entgegengesetzte Polarität hat.

Die nicht-polaren dispergierenden Flüssigkeiten sind vorzugsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe mit verzweigten Ketten, insbesondere Kohlenwasserstoffe, wie sie unter den Warenzeichen ISOPAR-G, ISOPAR-H, ISOPAR-K, ISOPAR-L und ISOPAR-M im Handel sind. Diese ISO-PAR-Kohlenwasserstoffe sind aus einem engen Bereich selektierte Isoparaffin-Kohlenwasserstoff-Fraktionen mit extrem hohem Reinheitsgrad. Beispielsweise liegt der Siedebereich von ISOPAR-G zwischen 156 und 176 °C. ISOPAR-L hat einen Mitten-Siedepunkt von etwa 194 °C. ISOPAR-M hat einen Flammpunkt von 77 °C und eine Selbstentzündungstemperatur von 338 °C. Aufgrund sehr enger Fertigungstoleranzen wird dabei der Anteil von beispielsweise Schwefel, Säuren, Karboxylsäure und Chloriden auf wenige ppm beschränkt. Die genannten Kohlenwasserstoff-Fraktio-nen sind im wesentlichen geruchlos und besitzen lediglich einen sehr schwachen Paraffingeruch. Sie haben hervorragende Geruchsstabilität und werden sämtlich von der Exxon Corporation hergestellt. Leichte Mineralöle, wie z.B. MAR-COL 52 oder MARCOL 62, wie sie von der Firma Humble Oil and Refining Company hergestellt werden, können ebenfalls verwendet werden. Bei diesen Kohlenwasserstoffen handelt es sich um höhersiedende, flüssige aliphatische Kohlenwasserstoffe.

Alle diese dispergierenden Flüssigkeiten haben einen elektrischen spezifischen Widerstand von mehr als 109 Ohn cm und eine Dielektrizitätskonstante unter 3,0. Die Dampfdrücke bei 25 °C sind niedriger als 13,3 kPa. Eine wünschenswerte ISOPAR-Flüssigkeit ist ISOPAR-G, welches einen Flammpunkt von 40 °C hat — bestimmt nach dem Verfahren, bei welchem ein Becher mit einem (Löt-)Streifen oder dergleichen verschlossen wird. ISOPAR-L hat einen Flammpunkt von 61 °C — nach demselben Verfahren bestimmt. Dagegen hat ISOPAR-M einen Flammpunkt von 77 °C — bestimmt nach dem Verfahren von Pensky und Martens. Während vorstehend bevorzugte Dispergierungs-mittel im einzelnen beschrieben wurden, sind die wesentlichen charakteristischen Eigenschaften der Volumen-Widerstand und die Dielektrizitätskonstante. Ein wichtiges Merkmal der Dispergierungsmittel ist ferner ein niedriger Kauri-Butanol-Wert im Bereich von 27 oder 28 — ermittelt nach der US-Norm ASTM D 1133.

Die verwendeten Polymere müssen thermoplastische Polymere sein, wobei die bevorzugten Polymere als Polymere bekannt sind, die unter dem Warenzeichen ELVAX II im Handel sind, welche von der Firma E.I. DuPont de Nemous & Company vertrieben werden. Die Original-ELVAX-Harze (EVA) waren Ethylvinylacetat-Copolymere. Bei der neuen Familie von ELVAX-Harzen mit der Bezeichnung ELVAX II handelt es sich um Ethylen-Copolymere, welche in Kombination eine funktionelle Carboxylsäure-Gruppe, ein hohes Molekulargewicht und eine gute Wärmestabilität aufweisen. Der Säure-Zahlenbereich ergibt sich gemäss folgender Tabelle:

Harz Säure-Nr. Schmelz-Index bei 190 °C

5550 54 10

5610 60 500

5640 60 35

5650T* 60 11

5720 66 100

5950 90 25

* «T» = Terpolymer.

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Die grössere Temperaturstabilität und die höhere Festigkeit von ELVAX II-Harzen beruhen auf zwei Faktoren. Zunächst einmal erhöht das Vorhandensein einer Alkyl-Grup-pe an demselben Kohlenstoffatom der Polymerkette, mit s dem auch eine Carboxylsäure-Gruppe verbunden ist, die Steifigkeit der Kette und die erforderliche Energie für ein Drehen der Polymerkette. Zweitens, führt die Wasserstoffbindung, welche sich aufgrund der intermolekularen und der intramolekularen Dimerisation ergibt, zu einer resonanzsta-lo bilisierten Konfiguration.

Die bevorzugten Ethylencopolymerharze sind ELVAX II 5720 und 5610. Andere Polymere, welche untersucht wurden, umfassen beispielsweise isotaktisches Polypropylen (kristallin). Weitere brauchbare Polymere sind die Original-15 ELVAX Copolymere sowie Polybutylterephthalat. Weiterhin wurden die Polymermaterialien der Ethylenethylacrylat-Serie untersucht, welche unter dem Warenzeichen BAKELITE von der Firma Union Carbide in den Handel gebracht werden. Insbesondere wurden die BAKELITE-Produkte mit 20 den Typenbezeichnungen DPD 6169, DPDA 6182 Natural und DTDA 9169 Natural untersucht. Weitere, ebenfalls von Union Carbide in den Handel gebrachte Polymere, nämlich DQDA 6479 Natural 7 und DQDA 6832 Natural 7 - bei diesen Polymeren handelt es sich um Ethylenvinylacetat-25 Harze — sind ebenfalls brauchbar.

Eine andere Klasse von Polymeren, die zur Ausführung der Erfindung brauchbar sind, wird von der Firma E.I. DuPont de Nemours & Company hergestellt und unter dem Warenzeichen ELVACITE in den Handel gebracht. Bei die-3o sen Polymeren handelt es sich um Methacrylat-Harze, wie z.B. Polybutylmethacrylat (Grad 2044), Polyethylmethacry-lat (Grad 2028) und Polymethylmethacrylat (Grad 2041). Wenn es erwünscht ist, kann der Zusammensetzung eine kleinere Menge an Karnaubawachs zugesetzt werden. Dieser 35 Zusatzstoff hat jedoch die Tendenz, durch das Kopierpapier hindurchzuziehen und «Ölränder» auf der Kopie zu erzeugen und wird deshalb nicht bevorzugt. Weiterhin kann bei Verwendung eines harten Polymers, wie z.B. eines Polymers vom Typ 5650T, eine kleinere Menge von Hydroxylethyl-40 Zellulose zugesetzt werden. Dies wird ebenfalls nicht bevorzugt.

Die Polymere sind normalerweise pigmentiert, um das latente Ladungsbild sichtbar zu machen, obwohl dies bei einigen Anwendungen nicht getan werden muss. Das Pigment 45 kann in einer Menge von 10 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polymers, vorhanden sein, speziell wenn es sich bei dem Pigment um ein schwarzes Pigment handelt, welches unter der Warenbezeichnung «Cabot Mogul L» im Handel ist. Wenn als Pigment ein Farbstoff verwendet wird, kann er so in einer Menge zwischen 3 und 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polymers, vorhanden sein. Wenn kein Farbstoff verwendet wird — wie z. B. beim Herstellen eines Toners zum Entwickeln eines latenten Ladungsbildes für eine Druckplatte — kann eine gewisse Menge an Kieselerde — 55 (Silica), wie sie beispielsweise unter dem Handelsnamen «Ca-bosil» vertrieben wird, zugesetzt werden, um das Mahlen zu erleichtern. Beispiele für Pigmente sind: Monastral Blue G (C.I. Pigment Blue 15 C.I. No. 74160), Toluidine Red Y (C.I. Pigment Red 3), Quindo Magenta (Pigment Red 122), 6o Indo Brilliant Scarlet Toner (Pigment Red 123, C.I. No. 71145), Toluidine Red B (C.I. Pigment Red 3), Watch-ung Red B (C.I. Pigment Red 48), Permanent Rubine F6B13-1731 (Pigment Red 184), Hansa Yellow (Pigment Yellow 98), Dalamar Yellow (Pigment Yellow 74, C.I. 65 No. 11741), Toluidine Yellow G (C.I. Pigment Yellow 1), Monastral Blue B (C.I. Pigment Blue 15), Monastral Green B (C.I. Pigment Green 7), Pigment Scarlet (C.I. Pigment Red 60), Auric Brown (C.I. Pigment Brown 6), Monastral Green

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G (Pigment Green 7), Carbon Black und Stirling NS N 774 (Pigment Black 7, C.I. No. 77266).

Wenn es erwünscht ist, kann als Pigment ein fein gemahlenes, ferromagnetisches Material verwendet werden. Während etwa 40 bis 80 Gew.-% «Mapico Black» bevorzugt werden, wobei der Optimal-Wert bei etwa 65% «Mapico-Black» liegt, können auch andere brauchbare Materialien, wie z.B. Metalle einschliesslich Eisen, Kobalt, Nickel oder verschiedene magnetische Oxide einschliesslich Fe203, Fe304 und andere magnetische Oxide, gewisse Ferrite, beispielsweise von Zink, Cadmium, Barium, Mangan; Chromdioxid, verschiedene Permalloy-Legierungen und andere Legierungen, wie z.B. Cobalt-Phosphor-und Cobalt-Nickel-Legierungen und dergleichen oder auch Mischungen irgendwelcher der vorgenannten Stoffe verwendet werden.

Ein bevorzugter erster Schritt bei dem Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemässen Tonerpartikel umfasst die Herstellung eines Gels oder eines offenzelligen Schwamms mit einem Härtewert von mindestesn 120, dessen Messung mit Hilfe eines Präzisions-Universal-Penetrometers (mit Zeitgeber), Typen-Nr. 73515, durchgeführt wird, welches von der Firma GCA Précision Scientific, Chicago, Illinois, USA hergestellt wird und welches gemäss der US-Norm ASTM D5-83 eingesetzt wird. Eine belastete Nadel (Gesamtgewicht 50 g) mit einem Durchmesser von 1,02 mm dringt in die Proben während eines Zeitraums von 5 s ein.

Bei dem genannten Verfahren kann der Plastifizierer derselbe Stoff sein wie die Trägerflüssigkeit oder eine schwerere Flüssigkeit, wie z.B. ISOPAR-M, oder das Mineralöl USP (Viskosität 36 c Stokes). Dies wird für die ELVAX II Harze bevorzugt. Mit Polyvinylchlorid als Polymer ist der bevorzugte Plastifizierer Dioctylphthalat. Bei Nylon (Polyamid) kann als Plastifizierer Benzylalkohol verwendet werden. Der brauchbare Bereich von Plastifizierungsverhältnissen reicht von 1:1 bis 1:5 (bezogen auf das Gewicht).

Die Zugabe von wachsartigen Substanzen, wie z. B. Kar-naubawachs, reduziert die Mahlzeit. Zusätzlich zu Karnau-bawachs können andere wachsartige Substanzen, wie Kakaobutter, Japanwachs, Bienenwachs, mikrokristallines Wachs sowie Polyolefine mit niedrigem Molekulargewicht zugesetzt werden, wie z.B. ein Polyethylen/Ethylenvinylace-tat-Copolymer. Dabei sollte darauf geachtet werden, keine Wachse zu verwenden, welche als Ladungsdirektoren wirken können.

Im einfachsten Fall beginnt das Verfahren, wie oben ausgeführt, damit, dass man eine Menge eines ausgewählten Polymers mit einem Pigment zusammen mit einem Plastifizierer plastifiziert und so lange mischt, bis ein homogener Zustand erreicht ist. Nach dem sorgfältigen Mischen wird das Material aus dem Mischer (der Mühle) herausgenommen und darf abkühlen. Es wird dann die Form eines Schwammes haben. Wie oben ausgeführt, sollte der Schwamm einen Härtewert von mindestens 120 haben. Eine Härte zwischen 25 und 45 ist zu bevorzugen. Die Temperatur für den Mischvorgang kann zwischen 65 und 100 °C liegen und liegt vorzugsweise bei 90 °C. Die Dauer des Mischvorganges kann zwischen 10 Minuten und 3 Stunden betragen. Vorzugsweise beträgt die Mischzeit etwa 90 Minuten. Es kann jede brauchbare Mischvorrichtung verwendet werden, beispielsweise ein Doppel-Planeten-Mischgerät, wie es von der Firma Charles Ross and Son, Hauppauge, New York, USA, hergestellt wird.

Nachdem das Gemisch abgekühlt ist, wird es in Streifen geschnitten und in einem Fleischwolf gemahlen, insbesondere in einem Fleischwolf der Firma General Slicing/Red Goat Dispensers, Murfreesboro, Tennessee, USA. Das «durchgedrehte» Material wird dann in eine Schleif- bzw. Zerreibvorrichtung gefüllt, beispielsweise in eine Scheibenschleifvor-richtung, eine Sandmühle, eine Propellerschleifvorrichtung,

eine Vibrationsschleifvorrichtung oder dergleichen. Das Ziel des Schleifvorganges ist es, grössere Partikel auseinanderzuziehen und dabei an den Tonerpartikeln zweig- bzw. faserförmige Vorsprünge zu erzeugen. Der Schleif- bzw. Reibvor-s gang unterscheidet sich insofern von den Zerkleine-rungsmassnahmen gemäss dem Stande der Technik, als bisher lediglich eine Verringerung der Partikelgrösse angestrebt wurde.

Ein wichtiges Merkmal des Verfahrens besteht darin,

dass das Mahlen bzw. Schleifen im nassen Zustand erfolgt. Die beim Schleifvorgang verwendete Flüssigkeit kann dabei ISOPAR-H sein, welches in einer Menge von 70 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polymermaterials, verwendet wird. Während des Schleifens wird die Partikelgrösse 1S durch eine Zentrifugalanalyse bestimmt, wobei insbesondere ein Zentrifugal-Partikelgrössen-Analysator verwendet wird, wie er von der Firma Horiba Instruments, Inc. Irvine, Kalifornien, USA, unter der Typenbezeichnung CAPA 500 in den Handel gebracht wird. Die Wärmeübergänge werden ge-20 messen, insbesondere unter Verwendung eines Wärmeanaly-satorsystems des Typs 1090 der Firma DuPont mit zwei Zellen — DSC No. 912 — unter Verwendung von nichthermetisch geschlossenen Pfannen, bei einer Abtastrate von 20 J,C/ min, in einem Temperaturbereich zwischen —40 und 200 C 25 und bei Mehrfachmessung.

Die Toner-Qualitätsauswertung wird wie folgt durchgeführt: Eine 5-prozentige Lösung von basischem Bariumpe-tronat (erhältlich bei Witco Chemical, Sonneborne Division, 30 New York, New York, USA) in ISOPAR-H wird hergestellt. Das Tonerkonzentrat wird mit ISOPAR-H auf einen Feststoffgehalt von 1,5% verdünnt, und 2 kg dieser Dispersion werden in den Entwicklertank eines Kopiergeräts, speziell eines Bürokopiergeräts des Typs Savin 870 der Anmel-35 derin, gefüllt. Das basische Bariumpetronat, welches als Ladungsdirektor wirkt, wird schrittweise zugesetzt, wobei man nach jedem Zusatz 24 Stunden wartet, bis sich ein Gleichgewicht eingestellt hat. Nach der Einstellung des Gleichgewichts wird jeweils die Leitfähigkeit der Dispersion gemessen 40 (beispielsweise unter Verwendung eines Messgeräts der Firma Savin Corporation, Johnson City, New York), und die Tonerqualität wird ausgewertet. Im einzelnen werden folgende Grössen ermittelt: die Dichte in voll ausgefüllten Bereichen, der Einfluss des Verschmelzens auf die Dichte, die 45 Linienauflösung und die Wirksamkeit der Bildübertragung von dem Fotoleiter auf das Substrat, wobei mit verschiedenen Substraten gearbeitet wird, nämlich mit den Papiersorten «Plainwell offset enamel», Savin 2200 und Savin 2100 sowie «Gilbert Bond»-Papieren (50% Lumpen) und transpaso renten Materialien der Firma Savin (glatte und matte).

Nach Beendigung des Schleifens kann die Zusammensetzung gefiltert oder zentrifugiert werden. Das Filtrat wird dann in ISOPAR-H dispergiert und mit einem Ladungsdirektor gemischt, um ein Konzentrat zu bilden. Dieses Kon-55 zentrat hat einen Feststoffgehalt von 10 bis 30 Gew.-%. Die Menge des Ladungsdirektors hängt von dessen Eigenschaften und von dem angestrebten Verwendungszweck für den Toner ab.

60 Bei einer weiteren Ausführung des Verfahrens, bei dem das ursprüngliche Polymer nicht plastifiziert wurde, ist es nicht erwünscht, ein Polymer zu verwenden, welches einen Schmelzpunkt oberhalb von 160 °C hat. Das Mischen und das Nass-Schleifen dauern mit einem nicht-plastifizierten 65 Polymer wesentlich länger. Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, bei dem ersten Schritt einen Plastifizierer zuzusetzen, und zwar in einem Verhältnis von etwa 3 Gewichtsteilen des Plastifizierers zu einem Gewichtsteil des Harzes.

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Nachstehend werden einige Beispiele des Verfahrens erläutert, nach dem erfindungsgemässe Tonerpartikel mit zweig- bzw. faserförmigen Vorsprüngen erhalten werden.

Beispiel 1

In einem Planetenmischer (der Firma Ross) wurden 500 g des Polymers ELVAX II 5720 und 500 g ISOPAR-L bei 78 °C für 30 Minuten gemischt. Anschliessend wurden 125 g Russ (Mogul L) zugesetzt, und der Mischvorgang wurde dann für eine Stunde bei 82 °C fortgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt wurde mit der Zugabe von 1000 g ISOPAR-L begonnen, und dies wurde für eine Stunde fortgesetzt. Das Material wurde bei 90 °C durch eine 0,5-mm-Öffnung in Eiswasser ausgegeben. Dieses Material hatte die Form eines Schwamms. Der Schwamm wurde dann durch einen Fleischwolf gedreht, von dem der Schwamm in Stücke gemahlen bzw. geschnitten wurde, die so gross waren, dass sie ein 50 Mesh-Sieb passierten. Die so erhaltenen Stückchen wurden anschliessend im nassen Zustand geschliffen. Im einzelnen wurden 28,8 g der Schwammstückchen mit 171,2 g ISO-PAR-H für einen Zeitraum von 75,5 Stunden in einer Schleifvorrichtung des Typs O-l (Union Process Company) geschliffen, die mit einer Leitungswasserkühlung und mit Stahlkugeln mit einem Durchmesser von etwa 5 mm ausgerüstet war. Durch das Schleifen bzw. Mahlen wurden die ela-stomeren Polymerpartikel auseinandergezogen, wobei sich eine grosse Zahl von zweig- bzw. faserförmigen Vorsprüngen ergab. Das Konzentrat wurde bis auf einen Feststoffgehalt von 2% verdünnt, und es wurde ein Ladungsdirektor zugesetzt, um eine Entwicklerflüssigkeit zu bilden. Der Ladungsdirektor wurde in Mengen zwischen 1 und 100 mg pro Gramm Tonerfeststoffe verschiedenen Proben zugesetzt. Die Entwicklerflüssigkeit wurde dann mit ISOPAR-G derart verdünnt, dass die Tonerpartikel in einer Menge von 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Dispergierungsmittel ISOPAR, vorhanden waren. Anschliessend wurden auf einem Kopiergerät des Typs «Savin 870» Kopien hergestellt. Nach der Übertragung des entwickelten elektrostatischen Ladungsbildes auf einen blattförmigen Träger wurde das Kopiergerät angehalten, und es wurden Streifen eines Klebebandes auf den Fotoleiter aufgebracht, um die Rückstände des Tonerbildes von dem Fotoleiter abzuheben. Dabei zeigte es sich, dass über 90% des Tonerbildes auf das Blattmaterial übertragen worden waren.

Beispiel 2

In einen Planetenmischer der Firma Ross wurden 750 g ELVAX II 5610 und 353 g ISOPAR-G bei 85 °C eingefüllt. Nach einem Mischen für 30 Minuten wurde eine Mischung von 132 g des blauen Pigments «Monastral BT-383-D» und 397 g ISOPAR-H zugesetzt, und der Mischvorgang wurde für eine Stunde fortgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt wurden während der Dauer einer Stunde 2250 g ISOPAR-G zugesetzt, und die Mischung wurde dann für 30 Minuten umgerührt. Ein auf diese Weise gebildeter Schwamm wurde dann auf 80 °C abgekühlt und mittels einer Pumpe in Alumi-niumpfannen ausgegeben. Nach dem Abkühlen des Schwamms wurde er abgenibbelt, um Partikel mit der im Beispiel 1 angegebenen geringen Grösse zu erzeugen. Eine Reib- bzw. Schleifvorrichtung des Typs S-0 mit Kühlung über einen Anschluss an einem Wasserhahn und mit Stahlkugeln mit einem Durchmesser von etwa 4,75 mm wurde mit 1101g der Schwammpartikel und mit 899 g ISOPAR-H beschickt. Die Mischung wurde für 65 Stunden gemahlen bzw. geschliffen. Das gemahlene Material wurde dann wie in Beispiel 1 verwendet, um eine Entwicklerflüssigkeit herzustellen. Bei der Versuchsauswertung wurde eine schlechte Bildübertragung festgestellt.

Beispiel 3

Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, und zwar mit einer Mischung aus 25 Gewichtsteilen des Harzes ELVAX II 5650T, 50 Gewichtsteilen eines Polyamidharzes, welches von 5 der Firma Union Camp unter dem Warenzeichen UNIREZ vertrieben wird, und 25 Gewichtsteilen Russ, bezogen auf den Feststoffgehalt der Mischung. Während des Schleifvorganges wurde festgestellt, dass keine brauchbaren faserförmigen Vorsprünge gebildet wurden.

io Ein Material mit der angegebenen Zusammensetzung wird nicht bevorzugt, da viele der faserförmigen Vorsprünge aufgrund ihrer Sprödigkeit abbrechen.

Beispiel 4

i5 Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, wobei Poly-(4-Methylpenten) verwendet wurde. Es zeigte sich, dass Russ in diesem Polymer nicht leicht dispergiert werden kann.

20 Beispiel 5

In einem Planetenmischer der Firma Ross wurden 500 g BAKELITE DPD 6169 der Firma Union Carbide mit 500 g ISOPAR-L bei 100 °C für eine Stunde gemischt. Anschliessend wurden der Mischung 166,6 g Russ (Mogul L) zuge-25 setzt, und der Mischvorgang wurde für eine weitere Stunde fortgesetzt, wobei am Ende eine homogene Mischung erhalten wurde. Diese Mischung wurde dann in Kuchenformen entleert, wo sie abkühlen durfte. Danach wurde gemäss Beispiel 1 weitergearbeitet, wobei hervorragende Ergebnisse er-30 halten wurden. Es erfolgt eine im wesentlichen vollständige Bildübertragung auf ein blattförmiges Trägermaterial in Form eines mit Ton beschichteten Papiers (Druckerpapier). Dieses besitzt eine glatte, nicht absorbierende Oberfläche. Es wurde kein Quetschen oder Schmieren beobachtet, und die 35 Kanten waren erstaunlich genau definiert und von besonderer Schärfe. Dieser Versuch erwies sich als besonders schwierig mit in einer Flüssigkeit suspendierten Tonern gemäss dem Stand der Technik.

40 Beispiel 6

In einen Planetenmischer der Firma Ross wurden 37,5 Gewichtsteile Karnaubawachs, 37,5 Gewichtsteile Polypropylen und 25 Gewichtsteile Russ eingefüllt und bis zum Erhalten einer homogenen Mischung durchgemischt. Das Ge-4S misch wurde dann aus dem Mischer entnommen und durfte abkühlen. Die Prüfung des Materials erfolgte gemäss Beispiel 1. Das Material blieb für 36 Stunden in der Schleifvorrichtung und wurde dann getestet. Es wurde festgestellt, dass die Übertragung des entwickelten Tonerbildes statt bei 90% 50 oder mehr nur in der Nähe von etwa 60% lag. Es wurde jedoch ein befriedigendes Bild erhalten.

Beispiel 7

In einem Planetenmischer der Firma Ross wurden 1 kg 55 ELVAX II 5720 und 1 kg ISOPAR-L bei 85 °C für 30 Minuten gemischt. Zu diesem Zeitpunkt wurden 176 g Kieselerde (CABOSIL) zugesetzt, und das Material wurde wieder für eine Stunde gemischt. Das Material wurde dann in Aluminiumpfannen ausgegeben und auf Raumtemperatur abge-6o kühlt. Nach dem Zerrubbeln zu Partikeln mit der in Beispiel 1 angegebenen Grösse wurden die Partikel für 25 Stunden in einer Schleifvorrichtung behandelt. Das Vorhandensein von Kieselerde erleichtert das Schleifen.

In dem Toner waren weder Russ noch gefärbte Pigmente 65 vorhanden. Dieser Toner kann als Abdeckschicht beim Ätzen, bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen sowie zur Herstellung von Druckplatten und dergleichen verwendet werden.

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Beispiel 8

In einem mit einem Kühlmantel versehenen Planetenmischer der Firma Ross wurden 500 g des Polymers ELVAX II 5720 mit 250 g ISOPAR-L bei einer Temperatur von 90 "C gemischt, um das Polymer zu plastiflzieren. Anschliessend wurden 166,6 g Russ (Mogul L) zugesetzt, und der Mischvorgang wurde fortgesetzt bis das Pigment dispergiert war. Dies war nach etwa einer Stunde der Fall, wobei das Gemisch als Viskosemasse vorlag. Das Mischen bzw. Rühren wurde dann für einen Zeitraum von 2 Stunden fortgesetzt, in dem zusätzlich 1750 g ISOPAR-L zugesetzt wurden. Nachdem ein homogener Zustand des Materials erreicht war, wurde das Heizen unterbrochen, aber das Umrühren fortgesetzt. Dabei erreichte das Gemisch die Umgebungstemperatur von etwa 25 °C. Es ist ein kritisches Merkmal dieses Verfahrens zum Herstellen von Tonerpartikeln mit mehreren faserförmigen Vorsprüngen, dass das Rühren während des Abkühlens des Gemisches fortgesetzt wird. Dies verhindert die Bildung eines Schwamms und gestattet das Ausfallen von pigmentierten Tonerpartikeln aus der Dispersion, die durch den Zusatz des zusätzlichen ISOPAR-L erhalten wurde, wobei das Pigment von dem Pigment von dem Polymer eingekapselt oder in anderer Weise mit diesem verbunden wird.

Die Mischelemente des Mischers werden derart betrieben, dass sie sich mit etwa 20 Upm drehen. Wenn die neu gebildeten pigmentierten Tonerpartikel auf diese Weise hergestellt werden, liegen sie in einer Menge von etwa 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Flüssigkeit, vor. Es versteht sich, dass andere, nicht-polare Flüssigkeiten mit erhöhten Dampfdrücken, wie z.B. andere ISOPAR-Verbindungen oder leichte Kohlenwasserstofföle als Flüssigkeiten verwendet werden können. Die Entwicklerflüssigkeit mit einer hohen Konzentration an Tonerpartikeln kann verpackt und im Kopiergerät verdünnt werden, wie dies Stand der Technik ist. Wenn es erwünscht ist, kann das Mischgefäss ein mit Leitungswasser kühlbares Mischgerät sein. Dabei wird die Bildung der mit faserförmigen Ansätzen versehenen Tonerpartikel beschleunigt. Man kann mit einer Mischung arbeiten, welche gleichzeitig eine Anzahl von verschiedenen Polymeren enthält. Ein geeigneter Ladungsdirektor kann während des Umrührens oder zu jedem anderen brauchbaren Zeitpunkt zugesetzt werden. Das flüssige Entwicklermaterial wird dann aus dem Gefäss abgezogen. Die Konzentration der Tonerpartikel wird mit ISOPAR auf 2 Gew.-% verringert, und der so hergestellte Toner kann dazu verwendet werden, ein latentes elektrostatisches Ladungsbild in einem (Savin-)Bürokopiergerät zu entwickeln. Das entwickelte Bild wurde auf ein Trägerblatt übertragen, und es zeigte sich,

dass es hinsichtlich seiner hohen Dichte und seiner überlegenen Auflösung verbesserte Eigenschaften hatte. Ausserdem ergab sich eine hervorragende Übertragung von der fotoleitenden Oberfläche auf das Trägerblatt bei verringertem Rückstand auf der fotoleitenden Oberfläche.

Beispiel 9

In einen Planetenmischer der Firma Ross wurden 166 g Mogul L, 500 g ELVAX II Grad 5720 und 500 g ISOPAR-L eingefüllt. Diese Mischung wurde auf eine Temperatur von 90 ~C erwärmt. Die Mischung wurde kräftig umgerührt, und die Temperatur wurde auf 90 ~C + 10 ~C gehalten, bis das Pigment sorgfältig dispergiert war. Danach wurden langsam 1500 g ISOPAR-L zugegeben. Die homogene Mischung wurde dann in eine flache Metallpfanne ausgegeben und auf Raumtemperatur abgekühlt, um ein gelatineartiges Material mit einem Penetrometerwert von 35 + 0,5 zu erhalten. Dieses schwammartige Material wurde dann in kleine Streifen geschnitten und in einem Fleischwolf (der Firma General Slicing/Red Goat Dispensers, Murfreesboro, Tennessee,

USA) durchgedreht. ISOPAR-H und 665 g des durchgedrehten schwammartigen Materials wurden in eine Reibbzw. Schleifvorrichtung nach Art einer Kugelmühle mit Kugeln aus rostfreiem Stahl und einem Durchmesser von etwa s 4,75 mm eingefüllt (Schleifvorrichtung des Typs 1-S der Firma Union Process Company, Akron, Ohio, USA), um die Partikel auf ihre endgültige Grösse zu bringen. Während des Füllvorgangs wurde die Kugelmühle mit niedriger Geschwindigkeit angetrieben. Nach Abschluss des Füllvorgan-lo ges wurde die Reibgeschwindigkeit erhöht, und das Reiben bzw. Schleifen wurde für etwa 30 Stunden fortgesetzt, um eine Partikelgrössenverteilung zu erreichen, bei der weniger als 10% der Partikel grösser als 3 um (hinsichtlich der Fläche) waren und bei der die durchschnittliche Partikelgrösse ls (hinsichtlich der Fläche) 1,0 ± 0,5 pm betrug. Die Mühle wurde dann entleert, und die Dispersion wurde mit einer zusätzlichen Menge von ISOPAR-H verdünnt, um eine Entwicklerflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 2% für elek-trofotografische Kopiergeräte zu erhalten.

20 Die Leistung wurde bei zwei verschiedenen Anteilen des Ladungsdirektors ausgewertet — 37 mg/g Tonerfeststoffe und 47 mg/g Tonerfeststoffe — wobei nach dem oben angegebenen Verfahren gearbeitet wurde. Der 47 mg/g-Anteil liegt nahe beim Optimum für die Bildqualität. Die Bildquali-25 tät ist insgesamt gut bei geringer Quetschung und guter Kantenschärfe, und zwar im Vergleich zu Bildern, die mit dem handelsüblichen Toner «Savin 870» erhalten werden. Die Wirksamkeit der Bildübertrgung ist gegenüber derjenigen bei dem handelsüblichen Toner ebenfalls verbessert. Weiter-30 hin sind auch die Flächendichte und die Linienauflösung verbessert.

Auf einem Offset-Druckpapier (Firma Plainwell, offset enamel papier), zeigte die verbesserte Entwicklerflüssigkeit 35 mit den Tonerpartikeln gemäss der Erfindung eine bemerkenswert hohe Dichte von 3,0 mit einer Auflösung von 9 Linienpaaren/mm. Auf üblichem Kopierpapier (Savin 2100) blieb die Auflösung gleich, die Dichte — gemessen mit einem Reflexionsdichtemesser der Firma Macbeth — fiel jedoch 40 auf 1,6. Auf transparentem, mattem Material fiel die Auflösung auf 8 Linienpaare/mm, und die Dichte fiel auf 1,6. Auf transparentem, glattem Material stieg die Dichte auf 1,9, während die Auflösung wieder bei 9 Linienpaaren/mm lag. Auf einem anderen Papier (Gilbert bond) fiel die Dichte auf 451, und die Auflösung betrug 6,3 Linienpaare/mm. Im Vergleich dazu betrug die Dichte bei Verwendung des vorbekannten Savin-Toners bei dem genannten Offset-Papier 1,6, bei einer Auflösung von 8 Linienpaaren/mm. Bei dem Papier «Savin 2100» betrug die Dichte 1,4 und die Auflösung 8 Liso nienpaare/mm; bei einem transparenten, glatten Material betrug die Dichte 1,2 bei einer Auflösung von 5 Linienpaaren/ mm; bei einem transparenten matten Material betrug die Dichte 1,2 bei einer Auflösung von 10 Linienpaaren/mm, und bei einem Gilbert bond-Material betrug die Dichte 1 bei 55 einer Auflösung von 5 Linienpaaren/mm. Der «Wirkungsgrad» der Übertragung eines mit dem neuen Toner entwik-kelten Bildes beträgt etwa 80%, verglichen mit 60% bei dem bekannten Toner.

60 Beispiel 10

In einen Ross-Doppelplanetenmischer wurden 500 g ISOPAR-L — erwärmt auf eine Temperatur von 110 C, zusammen mit 214,2 g Mogul-L und 500 g Kunstharz ELVAX II, Grad 5720 eingefüllt. Die Mischung wurde sorgfältig ge-65 rührt, bis das Pigment dispergiert war. Anschliessend wurden 2000 g ISOPAR-L langsam zugesetzt, bis die Mischung homogen wurde. Die Mischung wurde dann, wie in Beispiel 9, ausgegossen, abgekühlt, aufgeschnitten und gemahlen.

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Der zunächst gebildete Schwamm besass einen Penetrome-ter-Wert von 35,0 + 0,5. Die Tonerqualität wurde nach dem unter Beispiel 9 beschriebenen Verfahren bestimmt. Das Zerkleinern auf die endgültige Partikelgrösse wurde wie in Beispiel 9 durchgeführt. Es ergaben sich bezüglich der Auflösung, der Bildübertragung und der optimalen Dichte hervorragende Werte.

Beispiel 11

Das Beispiel 9 wurde wiederholt (500 g ELVAX II Grad 5720, 500 g ISOPAR-L), mit dem Unterschied, dass 88,2 g Mogul L verwendet wurden. Die Mischung wurde bei 70 °C gerührt, und diese Temperatur wurde aufrechterhalten, bis das Pigment sorgfältig dispergiert war. Es wurde kein zusätzliches Plastifizierungsmittel hinzugefügt. 330 g des durchgedrehten Schwamm-Materials und 1800 g ISOP AR-II wurden beim Schleifen verwendet. Der aus pigmentiertem Kunstharz bestehende Schwamm zeigte einen Penetrometer-Wert von 1,0 ± 0,5. Die Tonerqualität war ähnlich wie in Beispiel 1.

Beispiel 12

Es wurde ein magneto-elektrostatisches Tonermaterial unter Verwendung von Fe304, Partikelgrösse 0,2 |im (Day Ferrix 8600) als Pigment hergestellt. ELVAX II-Harz 5720 (25 g), ISOPAR-L (125 g), Day Ferrox (25 g) wurden in eine pneumatische Typ Ol-Reibvorrichtung bei 90 °C eingefüllt bis eine homogene Mischung erhalten wurde. Die Reibvorrichtung wurde während des kontinuierlichen Reibens bzw. Schleifens auf Raumtemperatur gekühlt, und es wurde ISOPAR-H (150 g) zugesetzt. Das Schleifen wurde bei Raumtemperatur fortgesetzt, bis eine Partikelgrösse in der Nähe von 2 (im erreicht war. Die Dispersion wurde dann die ISOPAR-H verdünnt, und es wurde ein Ladungsdirektor zugesetzt. Dieser Toner wurde in der nachstehend beschriebenen Weise verwendet.

Eine magnetische Druckplatte wurde durch Blitzbelichtung einer magnetisch strukturierten Cr02-Filmschicht hergestellt (aluminisierte MYLAR-Basis (Dicke etwa 100 um), die mit einer Cr02-Schicht mit einer Dicke von 200 (im beschichtet war. Das CrÛ2 war magnetisch mit etwa 400 Linien/cm strukturiert. Die Blitzbelichtung wurde mit einem Belichtungsgerät der Firma Cirtrak bei einer Energieeinstellung von 87 durchgeführt. Die magnetische Druckplatte wurde dann an der Drucktrommel eines Kopiergeräts des Typs Savin 770 anstelle der normalerweise verwendeten Selen-Schicht montiert. Die Maschine wurde mit dem oben beschriebenen magneto-elektrostatischen Toner beschicht. Bilder wurden auf Papier erhalten, welches in üblicher Weise durch das Kopiergerät lief, mit dem Unterschied, dass die Ladeelektrode abgeschaltet war und dass die Entwicklerelektrode und der Cr02-Film geerdet waren.

Metalloberflächen werden ebenfalls durch dieses Verfahren mit Bildern versehen.

Beispiel 13

Es wurde nach demselben Verfahren wie in Beispiel 9 vorgegangen, wobei 450 g des Kunstharzes ELVAX II 5720 in einen Baker-Perkins-Mischer eingefüllt wurden, dessen Manteltemperatur mit Dampf auf 125 °C angehoben wurde, und das Mischen wurde bei dieser Temperatur eingeleitet und fortgesetzt, bis das Harz geschmolzen war. Dies erfolgte bei 103 °C. Das Mischen wurde fortgesetzt, während 125,5 g Quindo-Magenta- und 23,9 g Brilliant Scarlet-Toner zugesetzt wurden. Das Dispergieren der Schmelze wurde für 23 Stunden fortgesetzt. Dann wurden 450 g ISOPAR-L zugesetzt, und das Mischen wurde fortgesetzt, bis eine homogene Mischung erhalten wurde. Diese Mischung wurde dann in eine Pfanne entleert und abgekühlt, wobei 856,1 g eines ersten pigmentierten Polymerschwammes erhalten wurden. Dieser Schwamm wurde mit flüssigem Stickstoff gekühlt und dann mit einem Hammer zerkleinert. Die dabei erhalte-s nen Stücke wurden dann in einem Unterdruckofen einer Temperatur von 50 °C ausgesetzt, um das Wasser zu entfernen, welches sich als Kondenswasser an den gekühlten Stük-ken gebildet hatte.

Ein weiteres pigmentiertes Gel wurde nach diesem Ver-lo fahren mit ELVAX II 5610 hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Temperatur während der Herstellung der Harzschmelze auf 122 °C gehalten wurde. Das Dispergieren der Bestandteile der Schmelze wurde für 19 Stunden fortgesetzt. Anschliessend wurde die Temperatur des Mantels vor der 15 Zugabe von ISOPAR-L auf 100 °C abgesenkt. Anschliessend wurde das Rühren für 2 Stunden fortgesetzt, wobei 934,3 g eines zweiten pigmentierten Polymerschwammes erhalten wurden.

Eine Mischung von 71g des ersten pigmentierten Poly-20 merschwammes und 29 g des zweiten pigmentierten Polymerschwammes wurde zusammen mit 128 g ISOPAR-L in einen Kunststoffbecher eingebracht, welcher mit einem Jiffy-Mischer und einem Rührwerk mit hohem Drehmoment ausgerüstet war. Der Becher wurde in ein 90 °C warmes Wasser-25 bad gesetzt, und es wurde für 2 Stunden gerührt. Die heisse Mischung wurde dann in einen Krug gegossen, wobei 197,5 g eines Magenta-Polymerschwammes mit einem Pene-trometer-Wert von 34 erhalten wurden. Dieser Schwamm wurde dann pulverisiert. 120 g ISOPAR-H wurden in eine 3o Schleifvorrichtung (Typ 01 der Firma Union Process Company) eingefüllt, die mit rostfreien Stahlkugeln mit einem Durchmesser von etwa 4,75 mm ausgerüstet war. Der Luftmotor wurde mit einer niedrigen Geschwindigkeit gestartet, während 128 g des pulverisierten Magenta-Polymerschwam-3s mes zugesetzt wurden. Nach dem Zusetzen des pulverisierten Schwammes wurde die Druckluftversorgung für den Motor auf etwa 2,8 Bar erhöht, und der Mantel der Schleifvorrich-tung wurde mit kaltem Leitungswasser gekühlt. Die Schleifvorrichtung wurde für 29,5 Stunden betrieben, um eine To-40 nerschlämme zu bilden. Die Schlämme wurde durch ein grobes Farbfilter gefiltert, wobei eine zusätzliche Menge an ISOPAR-H zugesetzt wurde, um in dem Toner einen Ma-genta*-Feststoffgehalt von 2% einzustellen. Eine Partikel-grössenanalyse zeigt, dass die durchschnittliche Partikelgrös-45 se (bezüglich der Fläche) bei 1,21 um lag. Der so erhaltene Toner war bei der Bilderzeugung nicht befriedigend.

*) Magenta = Fuchsin so Beispiel 14

75 g des Harzes ELVAX II 5610 wurden auf 100 °C erwärmt, und die Schmelze wurde auf die Walzen einer Gummimühle aufgebracht. Ausserdem wurden 15 g Mineralöl (MARCOL 52) zugesetzt, und es wurden 15 g Russ beige-55 mischt. Die Mischung wurde in etwa 2 Stunden homogen, und die Schmelze wurde dann von den Rollen entfernt. Diese Mischung wurde mit flüssigem Stickstoff gekühlt und in ein Zentrifugal-Mahlwerk (Modell ZM1 der Firma Brink-man) gefüllt. Anschliessend wurden 29,2 g des gemahlenen 6o Materials mit 160 g ISOPAR-H in eine Forschungsschleifvorrichtung gefüllt (Modell 01 der Firma Union Process Company), welche mit einer Wasserleitungskühlung und mit Stahlkugeln mit einem Durchmesser von etwa 4,75 mm ausgerüstet war. Die Mischung wurde für 24 Stunden gemahlen, 65 und es zeigte sich, dass die Tonerpartikel die angestrebte Struktur, nämlich jeweils eine Anzahl von faserförmigen Vorsprüngen hatten. Es sollte beachtet werden, dass bei der Herstellung eines trockenen Pulvers durch Mahlen das ge

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mahlene Material grundsätzlich durch ein 140 Mesh-Sieb gesiebt wird. Nach dem Mahlen wurde das trockene Pulver verdünnt, um eine flüssige Zusammensetzung zu erhalten, welcher dann ein Ladungsdirektor zugesetzt wurde. Es wurden mehrere Proben mit unterschiedlichen Mengen des Ladungsdirektors zwischen 1 und 100 mg/g an Tonerpartikeln hergestellt. Wenn dem Polymer beim ersten Schritt zur Bildung eines Schwammes eine genügende Menge des Plastifi-zierers zugesetzt wird, ist es hinreichend weich, so dass es nicht im tiefgefroreren Zustand gemahlen werden muss.

Es versteht sich, dass die Ethylenvinylacetat-Copolymere mit verschiedenen anderen Polymeren gemischt werden können, beispielweise mit Polypropylen, Polyamiden und dergleichen. Es wurde festgestellt, dass die Verwendung von Additiven, wie z.B. Polyethylen, Karnaubawachs oder dergleichen, die Schleifzeit verringert, aber gleichzeitig auch die Anzahl der Fasern an den Polymerkernen. Es wurde eine grosse Anzahl von Tonerpartikeln mit faserförmigen Vorsprüngen aus verschiedenen thermoplastischen Kunstharzen hergestellt. Flüssige Entwicklermaterialien, in denen die verbesserten Tonerpartikel dispergiert sind, zeigen ein unterschiedliches Ausmass der Verbessserung hinsichtlich der Erhöhung der Dichte und der Auflösung. Diese flüssigen Entwicklermaterialien haben die Fähigkeit, elektrostatische Bilder zu entwickeln, und diese entwickelten Bilder sind dann besser für die Übertragung von einer fotoleitenden bzw. dielektrischen Oberfläche auf einen blattförmigen Träger geeignet. Die verbesserten Ergebnisse zeigen sich dabei bei blattförmigen Trägern mit unterschiedlich rauhen Oberflächen.

Beispiel 15

Der Verfahren gemäss Beispiel 1 folgend, wurden 37,5 Gew.-% des Harzes ELVAX II Grad 5610, 37,5 Gew.-% des Harzes ELVAX II Grad 5640 und 25 Gew.-% Russ (Mogul L) verwendet. Ein flüssiges Entwicklermaterial mit einem Feststoffgehalt von 2% auf der Basis der obigen Zusammensetzung ergab bei Verwendung zur Entwicklung latenter elektrostatischer Ladungsbilder dichte Bilder und eine hervorragende Linienauflösung. Ausserdem ergab sich eine sehr wirksame Bildübertragung von dem Fotoleiter auf den blattförmigen Träger bei Einsatz in einem Kopiergerät des Typs Savin 870.

Beispiel 16

Dieses Beispiel entspricht dem Beispiel 15, mit dem Unterschied, dass anstelle des Harzes ELVAX II Grad 5640 nunmehr 37,5 Gew.-% des Harzes ELVAX II Grad 5720 verwendet wurden. Die Bildqualität und das Ausmass der Bildübertragung waren ähnlich wie beim Beispiel 15 oder besser.

Beispiel 17

Es wurde gemäss Beispiel 1 vorgegangen, wobei 97 Gew.-% des Polymers ELVAX II Grad 5720 und 20 Gew.-% des Pigments Monastral Blue G (hergestellt von E.I. DuPont de Nemours & Company) verwendet wurden. Es wurden imbefriedigende Bilder erzeugt.

Beispiel 18

Das weiter hinten beschriebene Beispiel 23 wurde wiederholt, wobei anstelle von Russ (Mogul L) 2,7 g des blauen Pigments BT-383D CPC und 8,0 g geröstete Kieselerde (Cab-O-Sil EH-5) verwendet wurden. Die Auflösung lag bei 9 (Linienpaare/mm), die Bildübertragung lag bei 75% und die Dichte betrug 2,0.

Beispiel 19

Das weiter unten beschriebene Beispiel 23 wurde wiederholt, wobei anstelle von Russ (Mogul L) 0,6 g RV 6300, 3,1 g RV 6803 (in beiden Fällen handelt es sich um Magenta-Pigmente) und 4,8 g Cab-O-Sil EH-5 verwendet wurden. Die Auflösung lag bei 6,3, die Bildübertragung betrug 84%, und die Dichte betrug 1,7.

Beispiel 20

Das Beispiel 8 wurde wiederholt, wobei anstelle von Russ (Mogul L) 35 g des gelben Pigmentes YT-858D Dalamar yellow und 95 g Kieselerde (Cab-O.Sil EH-5) verwendet wurden. Die Auflösung lag bei 4,5, die Bildübertragung betrug 40%, und die Dichte betrug 0,9. Die schlechte Bildqualität ergab sich aufgrund einer übermässigen Faser- bzw. Tentakelbildung und Klebwirkung.

Beispiel 21

Auf einem leitfähigen Substrat wurde ein Tonerbild hergestellt. Dies konnte beispielsweise unter Verwendung eines Toners gemäss Beispiel 1 in einem Kopiergerät des Typs Savin 870 geschehen, bei dem aluminisiertes MYLAR als Substrat verwendet wurde, oder durch Übertragung eines Tonerbildes von einem Zwischenträger auf eine Kupferplatte. Das belichtete Metall wurde unter Verwendung einer sauren Ätzlösung geätzt (161 g Kupferchloriddihydrat, 568 mL konzentrierte Salzsäure und 350 mL Wassser). Der Toner wurde dann aufgelöst (heisse Toluol/n-Butanol-Lösung im Verhältnis 1:1), wobei sich ein Leiterbahnenmuster derselben Bildqualität ergab, die das ursprüngliche Tonerbild hatte.

Beispiel 22

Ein Mischer der Firma Ross wurde mit 500 g ISOPAR-L und 500 g ELVAX II Grad 5720 beschickt. Die Mischung wurde umgerührt und auf 85 bis 90 °C erwärmt, bis das Harz geschmolzen war. Anschliessend wurden Pigment und Kieselerde zugesetzt, nämlich 66,7 g Dalamar Yellow YT-858D und 100 g Cab-O-Sil M-5. Das Mischen wurde bei derselben Temperatur fortgesetzt, bis die Pigmente dispergiert waren. Danach wurden zusätzlich 1500 g ISOPAR-L mit einer solchen Geschwindigkeit zugesetzt, dass die Temperatur in dem Bereich von 85 bis 90 °C gehalten wurde. Nachdem das gesamte ISOPAR zugesetzt war, wurde das flüssige Gel in Kuchenpfannen gegossen und durfte auf Raumtemperatur abkühlen. Ein Teil dieses Gels wurd in einem Mischer der Firma Waring gemahlen. 100 g des gemahlenen Gels und 100 g ISOPAR-H wurden in einen keramischen Mischkrug gegeben, welcher 750 g Burundum-Zylinder mit Abmessungen von etwa 1,27 cm x 1,27 cm enthielt. Das Mischgefäss wurde auf eine Rolle gesetzt, die 250 Upm ausführte und wurde für die Dauer von 186 Stunden geschaukelt. Das dabei erhaltene Konzentrat wurde aus dem Mischgefäss herausgenommen und mit zusätzlichem ISOPAR und einem Ladungsdirektor wie in Beispiel 1 verdünnt, wobei ein gelber Toner erhalten wurde. Die Auflösung lag bei 6,3, die Bildübertragung betrug 63%, und die Dichte lag bei 1,4 bis 1,5.

Beispiel 23

Dieses Verfahren gestattet die Herstellung eines flüssigen Toners in einem einzigen Gerät und ohne die Handhabung des Materials zwischen den einzelnen Schritten. 25 g des Harzes ELVAX II 5720 und 125 g ISOPAR-L werden in einer pneumatischen Schleifeinrichtung (Typ 01) auf 90 °C erwärmt und mit Hilfe von rostfreien Stahlkugeln mit einem Durchmesser von etwa 4,75 gemahlen. Wenn das Gemisch aus Harz und Lösungsmittel homogen ist, werden 8,0 g Russ (Mogul L) zugesetzt, und das Mahlen wird fortgesetzt, bis s

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der Russ dispergiert ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Pigment gleichzeitig mit dem Harz und dem ISO-PAR-L zuzusetzen und den Mahlvorgang bei 90 CC so lange fortzuführen, bis das Pigment dispergiert ist. Die Schleifbzw. Reibvorrichtung wird auf Raumtemperatur abgekühlt, während das Mahlen fortgesetzt wird, und dann werden 130 g ISOPAR-H zugesetzt. Das Mahlen wird dann bei Raumtemperatur fortgesetzt, bis die gewünschte Partikelgrösse (1 bis 2 (im) erreicht ist. Die Dispersion wird dann mit ISOPAR-H verdünnt, und es wird ein Ladungsdirektor zugesetzt. Der nach diesem Verfahren hergestellte Toner ist dem Toner gemäss Beispiel 9 äquivalent.

Unter Anwendung dieses Verfahrens werden 200 g des Harzes ELVAX II 5720, 67 Russ (Mogul L), 1000 g ISOPAR-L und 700 g ISOPAR-H in einer Schleifvorrichtung des Typs 1-S gemahlen, um einen Toner zu erzeugen, der ebenfalls zu demjenigen gemäss Beispiel 9 äquivalent ist.

Betrachtet man nunmehr die Zeichnungen, so ist hierzu anzumerken, dass die in Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Tonerpartikel und der in Fig. 4 gezeigte Schwamm sämtlich unter Verwendung des Harzes ELVAX II Grad 5720 hergestellt wurden. Die Zeichnungen sind dabei Mikro-Fotografien, welche nach dem Transmissionsverfahren hergestellt wurden. Zur Herstellung der Fotografien wurde ein Kupfergitter bei Raumtemperatur mit einer Schicht von Kollodium beschichtet, welches verdampft worden war. Auf das so vorbereitete Gitter liess man einen Tropfen des flüssigen Entwicklermaterials mit einem 3-prozentigen Toner-Feststoffgehalt fallen und die Trägerflüssigkeit anschliessend verdampfen. Die Probe wurde dann direkt in die Aufnahme eines Elektro-nenstrahlmikroskops gelegt und untersucht bzw. fotografiert.

Im einzelnen besitzt in Fig. 1 ein Tonerpartikel 2 zwei-bzw. faserförmige, freie Vorsprünge 4, 5 und 6. Zwei weitere Vorsprünge 7 und 8 sind mit einem Klumpen von Tonerpartikeln verbunden. Ein weiterer Tonerpartikel 10, welcher nicht mit benachbarten Tonerpartikeln verbunden ist, besitzt Fasern bzw. Vorsprünge 12 und 14. Die Aufnahme gemäss Fig. 1 zeigt eine 13 000-fache Vergrösserung.

Fig. 2-zeigt eine Mikrofotografie des Tonerpartikels 2 in Fig. 1 in 45 000-facher Vergrösserung. Man sieht, dass die Faser 8 mit dem Klumpen von Tonerpartikeln 2 verbunden ist, während die Faser 7 von einem benachbarten Tonerpartikel absteht.

Fig. 3 zeigt eine Mikrofotografie des Tonerpartikels 10 gemäss Fig. 1 in 45 000-facher Vergrösserung. Man erkennt, dass die Vorsprünge in Form von Fibrillen bzw. Fasern von dem Tonerpartikel 10 zu einem benachbarten Klumpen von Tonerpartikeln reichen.

Es ist zu beachten, dass es schwierig ist, gute Bilder der Tonermorphologie zu erhalten, da der Elektronenstrahl die Tendenz hat, die faserförmigen Vorsprünge zu schmelzen und ihre Morphologie in gewissem Umfang zu verhüllen.

Fig. 4 zeigt einen Schwamm, welcher, wie oben beschrieben, aus einem plastifizierten Polymer besteht. Die Vergrösserung beträgt bei dieser Mikrofotografie 1000 Durchmesser, und die 11 Punkte am unteren Rand der Mikrofotografie erstrecken sich über eine Strecke von 30 um.

In Fig. 5, 6 und 7 sind nach dem Abtastverfahren hergestellte Mikrofotografien gezeigt. Beim Arbeiten nach diesem Verfahren wird ein Tropfen des flüssigen Entwicklers mit einem Tonergehalt von 2% auf eine Glasscheibe aufgebracht, und die Trägerflüssigkeit wird bei Raumtemperatur verdampft. Anschliessend wird die Glasscheibe zerbrochen, und ein oder mehrere Stücke der Glasscheibe werden mit einem leitfähigen Kleber auf ein oder mehreren Aluminiumanschlüssen montiert. Die Anschlüsse werden dann mit einer

Goldschicht mit einer Dicke von 100 AE durch Vakuumaufdampfen beschichtet, und die Probe wird dann in die Aufnahme des Elektronenstrahlmikroskops gelegt. Die Probe in Fig. 5 ist eine Probe, welche unter Verwendung des flüssigen 5 Entwicklers gemäss Beispiel 15 hergestellt wurde. Die Vergrösserung beträgt 23 800 Durchmesser. In dieser Mikrofotografie sind mehrere Schichten von Tonerpartikeln deutlich sichtbar. Der Tonerpartikel 30 besitzt Fibrillen bzw. faserförmige Vorsprünge 32, 34 und 36, die von ihm abstehen, io Der Tonerpartikel 29 besitzt einen von ihm abstehenden faserförmigen Vorsprung 18. Von einem weiteren Tonerpartikel, der in einer unteren Schicht erscheint, stehen Fasern bzw. faserförmige Vorsprünge 24 und 26 ab. Der Tonerpartikel 19 besitzt zwei abstehende faserförmige Vorsprünge 16 i5 und 22. Von dem Tonerpartikel 23 steht eine Fibrille ab. Der Tonerpartikel 26 besitzt eine Fibrille bzw. einen abstehenden Vorsprung 20. Aus der Fotografie wird deutlich, dass beim Herstellen der Aufnahme zahlreiche Fasern bzw. Vorsprünge, deren Spuren noch erkennbar sind, von dem Elektronen-20 strahl aufgeschmolzen wurden.

Figur 6 zeigt eine weitere Mikrofotografie, welche ausgehend von dem Material gemäss Beispiel 15 nach dem Abtastverfahren hergestellt wurde. Die Vergrösserung betrug 25 38 400 Durchmesser. Die abwechselnd aufeinanderfolgenden schwarzen und weissen Linien auf der rechten Seite der Zeichnung zeigen jeweils 1 (im. Die Fasern bzw. die faserförmigen Vorsprünge sind in dieser Fotografie auf verschiedenen Ebenen deutlich sichtbar. Von einem Tonerpartikel 60 30 sind faserförmige Vorsprünge 62,64 und 66 sichtbar. Weiterhin ist eine Faser 68 gezeigt, die von einem nicht identifizierten Tonerpartikel ausgeht. Andere Fasern bzw. Vorsprünge sind in niedrigeren Ebenen gezeigt.

Figur 7 zeigt eine Anzahl von Tonerpartikeln, welche 3S nach dem Verfahren gemäss Beispiel 8 hergestellt wurden, bei dem es sich um das bevorzugte Verfahren handelt. Das verwendete Kunstharz war ELVAX II Grad 5720, nämlich das bevorzugte Polymer. Die Vergrösserung betrug 20 000 Durchmesser. Die Tonerpartikel, welche mehrere Fasern 40 bzw. faserförmige Vorsprünge haben, können miteinander verzahnt sein, wie dies aus der Darstellung gemäss Fig. 7 deutlich wird.

Es hat den Anschein, dass sämtliche Tonerpartikel in der Dispersion eine Ladung derselben Polarität haben (ohne 45 dass sich die Anmelderin an diese Theorie binden möchte). Wenn sich die Partikel einander nähern, stossen sie sich gegenseitig ab, und zwar aufgrund der Tatsache, dass jeder Partikel eine Ladung derselben Polarität besitzt. Wenn das latente elektrostatische Ladungsbild entwickelt wird, werden so die Tonerpartikel angetrieben, auf das latente elektrostatische Ladungsbild überzugehen, welches ein höheres Potential und eine Ladung mit der entgegengesetzten Polarität hat. Dies zwingt die Tonerpartikel, zusammenzurücken und eine Matte zu bilden bzw. sich zu verzahnen. Die Stärke des Bil-55 des wird dabei so gross, dass das Bild, wenn das Papier eine rauhe Oberfläche hat, Hohlräume bzw. Mulden überbrückt, wenn es auf ein blattförmiges Trägermaterial übertragen wird, da die Übertragungsladung ebenfalls grösser ist als die Ladung des entwickelten Bildes. Die Verzahnung bzw. Mat-60 tenstruktur bleibt folglich erhalten. Dies ergibt ein dichtes Bild. Die Tatsache, dass die Tonerpartikel in dem entwickelten Bild ineinandergreifen, ermöglicht eine vollständigere Bildübertragung von dem Fotoleiter auf das blattförmige Trägermaterial bzw. das Papier. Die Mattenbildung verhin-65 dert ausserdem ein Streuen an den Bildkanten, so dass scharfe Kanten erhalten bleiben. Der geringe Durchmesser der Tonerpartikel gewährleistet in Verbindung mit den anderen, oben erwähnten Ergebnissen eine gute Auflösung.

673 342

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, dass die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst wird und dass ein Tonerpartikel geschaffen wird, der geeignet ist, ein elektrostatisches Bild zu formen, welches dichter ist als dies bisher erreichbar war. Die Tonerpartikel gemäss der Erfindung können beim Entwickeln eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes fähig sein, eine Matte zu bilden und können somit eine vollständige Übertragung des entwickelten Bildes auf einen blattförmigen Träger durch Kontaktübertragung ermöglichen. Ein Bild, welches unter Verwendung eines flüssigen Entwicklermaterials entwickelt wurde, welches eine Dispersion der Tonerpartikel gemäss der Erfindung enthält, kann ohne Quetscheffekte auf einen blattförmigen Träger übertragen werden. Ausserdem ergibt sich bei entwickelten Bildern mit Tonerpartikeln gemäss der Erfindung kein Durchschlagen. Die erfindungsgemässen Tonerpartikel können zunächst in einem Konzentrat vorhanden sein, welches dann zu einem flüssigen Entwicklermaterial mit einem Feststoffgehalt bis herab zu 0,2% verdünnt wird. Es wurden mehrere neuartige Verfahrensalternativen zur Herstellung von Tonerpartikeln mit davon abstehenden, faserförmigen Vorsprüngen beschrieben. Einige dieser Alternativen umfassen den Schritt einer Plastifizierung eines Polymers. Bei einer Alternative lässt man das plastifizierte Polymer einen Schwamm bilden. Bei einer anderen Alternative

12

wird ein Dispergierungsmittel kotinuierlich zugesetzt, und es wird umgerührt, so dass sich kein Schwamm bilden kann.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird ferner deutlich, dass die Tonerpartikel geladen werden, weshalb auf das Zu-5 setzen eines Ladungsdirektors hingewiesen wurde. Da derartige Ladungsdirektoren aus dem Stand der Technik bekannt sind, wurden sie in der vorliegenden Beschreibung nicht im einzelnen angesprochen. Es ist bekannt, dass zum Erzielen einer negativen Ladung der Partikel Ladungsdirek-io toren wie Magnesium-Petronat, Magnesium-Sulfonat, Kal-zium-Petronat, Kalzium-Sulfonat, Barium-Petronat, Bari-um-Sulfonat oder dergleichen verwendet werden können. Die negativ geladenen Partikel werden zum Entwickeln von Bildern verwendet, die eine positive Ladung tragen, wie dies i5 bei Fotoleitern auf Selen-Basis der Fall ist. Bei Fotoleitern auf Cadmium-Basis trägt das latente elektrostatische Ladungsbild eine negative Ladung, und die Tonerpartikel müssen daher positiv geladen sein. Eine positive Ladung kann den Tonerpartikeln durch einen Ladungsdirektor, wie z.B. 20 Aluminium-Stearat, erteilt werden. Die Menge des Ladungsdirektorzusatzes hängt von der verwendeten Zusammensetzung ab und kann empirisch bestimmt werden, indem man Proben des flüssigen Entwicklers unterschiedliche Mengen des Ladungsdirektors zusetzt, wie dies in Verbindung mit 25 Beispiel 1 erläutert wurde.

30

35

45

50

55

60

65

4 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

1. 673 342

   2

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Tonerpartikel der für eine elektrophoretische Bewegung durch eine nicht-polare Flüssigkeit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass er ein thermoplatisches Polymer umfasst, an dem mehrere faserförmige Vorsprünge angeformt sind, sowie Mittel, um dem Partikel eine elektrostatische Ladung vorgegebener Polarität zu erteilen.
2. 2. Tonerpartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Polymer ein Pigment dispergiert ist.
3. 3. Tonerpartikel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er das thermoplastische Polymer als thermoplastisches Polymerpartikel ausgebildet, das einen Durchmesser zwischen 0,1 und 5 [im aufweist umfasst, an dem mehrere faserförmige Vorsprünge ausgebildet sind sowie Mittel, um dem Partikel eine elektrostatische Ladung vorgegebener Polarität zu erteilen.
4. 4. Tonerpartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Polymer ein thermoplastisches Polymer ist, welches in der nicht-pola-ren Flüssigkeit bei Temperaturen unter 40 °C nicht löslich ist.
5. 5. Tonerpartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Polymer ein Polymer ist, welches in der nicht-polaren Flüssigkeit bei Temperaturen über 50 °C solvatisierbar ist.
6. 6. Tonerpartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Polymer ein Äthylencopolymerharz ist.
7. 7. Tonerpartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, welche vorgesehen sind, um dem Partikel eine elektrostatische Ladung vorgegebener Polarität zu erteilen, einen Ladungsdirektor umfassen.
8. 8. Tonerpartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Kombination einer grösseren Menge einer nicht-polaren Flüssigkeit mit einem spezifischen Widerstand von über IO9 Ohm Zentimeter, mit einer Dielektrizitätskonstante unter 3,0 und mit einem Dampfdruck von weniger als 13,3 kPa bei 25 °C mit einer kleineren Menge von thermoplastischen Polymerpartikeln, welche jeweils mit mehreren faserförmigen Vorsprüngen versehen sind, enthält.
9. 9. Tonerpartikel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-polare Flüssigkeit eine ungiftige Flüssigkeit ist.
10. 10. Tonerpartikel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastischen Polymerpartikel Partikel aus einem Äthylencopolymerharz sind, die in der nicht-polaren Flüssigkeit in einer Menge von 20 bis 0,2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der nicht-polaren Flüssigkeit, vorhanden sind, und dass dem Äthylencopolymerharz ein Pigment zugeordnet ist.
11. 11. Verfahren zur Herstellung der Tonerpartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Äthylencopolymerharz oder ein anderes thermoplastisches Polymer und ein Pigment bei erhöhten oder Umgebungstemperatur mit einer nicht-polaren Flüssigkeit plastifiziert werden, um einen Schwamm zu bilden, welcher im Falle der Verwendung erhöhter Temperatur gekühlt wird, dass der Schwamm zu Stücken zerkleinert wird, dass den Stückchen eine weitere Menge an nicht-polarer Flüssigkeit zugesetzt und die Stückchen durch Nassschleifen zu Partikeln zerkleinert werden, und dass der Schleifvorgang fortgesetzt wird, um die Partikel auseinanderzuziehen und dabei an ihnen abstehende faserförmige Vorsprünge zu bilden, wobei die Partikel einen Durchmesser von weniger als 5 p.m. haben, und dass ein Ladungsdirektor hinzugesetzt wird, um den Tonerpartikeln die Ladung vorgegebener Polarität zu erteilen; oder dass ein oder mehrere thermoplastische Polymere bei einer erhöhten Temperatur mit einer nicht-polaren Flüssigkeit plastifiziert werden, dass ein Pigment in das plastifizierte Polymer eingerührt wird, um das Pigment zu dispergieren, dass der Rührvorgang fortgesetzt wird, um die Bildung eines Schwammes zu verhindern, während die Viskosität der Mischung durch Zugabe zusätzlicher nicht-polarer Flüssigkeit zu der Mischung reduziert wird, um eine Dispersion zu bilden, dass der Dispersion ein Ladungsdirektor zugesetzt und danach die Dispersion unter fortgesetztem Rühren abgeführt wird, um ein Ausfällen des pigmentierten Polymers aus der Dispersion zu gestatten, so dass pigmentierte Tonerpartikel gebildet werden, welche mehrere faserförmige Vorsprünge sowie eine elektrostatische Ladung vorgegebener Polarität aufweisen.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die Bildung eines Schwammes verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Polymer ein Äthylencopolymerharz umfasst.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die Bildung eines Schwammes verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment ein fein zerkleinertes ferromagneti-sches Material umfasst.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die Bildung eines Schwammes verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment Kieselerde umfasst.
15. 15. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die Bildung eines Schwammes verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment Russ umfasst.
16. 16. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die Bildung eines Schwammes verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment ein gefärbtes Material umfasst.
17. 17. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die Bildung eines Schwammes verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlschritt beschleunigt wird.
18. 18. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die Bildung eines Schwammes verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Plastifizierschritt mehrere thermoplastische Polymere verwendet werden.
19. 19. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die Bildung eines Schwammes verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zusätzlichen Schritt die Dispersion mit noch mehr nicht-polarer Flüssigkeit verdünnt wird.
20. 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdünnen derart ausgeführt wird, dass die Konzentration der Tonerpartikel, bezogen auf das Gewicht der nicht-polaren Flüssigkeit, aufwerte zwischen 3 und 0,2 Gewichtsprozent verringert wird.