DD208248A1 - Magnetischer einkomponentenentwickler und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents
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Abstract
Ziel ist, einen Entwickler basierend auf Rohstoffen auf Dispersionsbasis zu schaffen, wobei die technische Aufgabe darin besteht, mit dem Entwickler verschiedene Varianten der Entwicklungskinetik betrieben zu koennen. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass Stearate zur Verbesserung der Fixierbarkeit und Rieselfaehigkeit des Entwicklers in dem Entwicklers in dem Entwicklerteilchen bis zu 5 Gewichts-% vorgesehen sind, d. d. Harz zunaechst i. einer Spiritusloesung vorliegt u. danach d. Dispersion i. d. waessrigen Anteile vorgesehen i., d. durch Verwendung einer waessrigen Dispersion, i. d. sich leitfaehige Zusatzpartikel befinden, nach d. Trocknungsprozess i. d. Bereichen zwischen d. Feinteilchen u. an d. Oberflaeche d. Entwicklerteilchens leitfaehige Straenge entstehen u. d. die leitfaehigen Zusatzpartikel an d. Oberflaeche u. im Innern des Entwicklerteichens gleichmaessig verteilt sind, d. ueber d. Feinheitsgrad d. dispergierten Teilchen i. d. Dispersion die Teilchengroesse u. die Rieselfaehigkeit des Entwicklers bei der Herstellung durch Spruehtrocknung reguliert werden kann.
Description
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Titel der Erfindung
Magnetischer Einkomponentenentwickler und Verfahren zu dessen Herstellung 5
Anwendungs gebiet^ der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Einkomponentenentwickler, der zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder in Druck- und Kopiergeräten Verwendung finden und mittels Magnetbürste übertragen werden kann. Durch die Anwendung von Dispersionen als Grundstoff für den Entwickler können die physikalischen Eigenschaften gezielt beeinflußt werden, so daß verschiedene Ent-Wicklungskinetiken wirksam werden können.
Charakteristik der bekannten^ technischen Lösungen
In der Druck- bzw. Kopiertechnik öiHd feereits viele Varianten von Entwicklern (häufig* auch Toner genannt) belohnt *
Die Herstellung dieser Entwickler beruht in der Regel auf vielen aufeinanderfolgenden komplizierten zeitaufwendigen und teilweise mit umfangeriehen arbeitsschutztechnischen Maßnahmen verbundenen Verfahren., ζ·Β« beim Mischen einer Schmelze mit einem Pigment bzw. Farbstoff und beim Mahlen der erkalteten Schmelze.
2UEZ. 19.21 *ίί8ί
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Die bekannten Verfahren sind energie- und zeitaufwendig«, Weiterhin sind sie nur für bestimmte Produkte mit entsprechenden physikalischen Parametern (Sprödigkeit, Härte) verwendbar,
Bei der Anwendung der Sprühtrocknung auf organischer Lösungsmittelbasis werden umfangreiche kostenintensive arbeitsschutztechnische Maßnahmen durch die bestehende Explosionsgefahr notwendig« Bei der Anwendung von Produkten aus Suspensionspolymerisationsverfahren wird zusätzlich die Lösung derselben in organischen Lösungsmitteln notwendig«.
Weiterhin erreicht man durch die Sprühtrocknung thermoplastischer Produkte auf Lösungsmittelbasis in der Regel nur Volumenwiderstände größer 10 Su cm, da die vorhandenen leitfähigen Partikel vollkommen eingeschlossen sind und so nicht widerstandserniedrigend wirksam werden können.
Erst durch bestimmte Zusätze neben den magnetischen Partikeln,, wie leitfähige Pigmente, halbleitende Stoffe, bestimmte andere chemische Verbindungen oder durch aufwendige Verfahrensführung (Mehrfachprozesse) gelangt man zu einem Entwickler mit global oder lokal geringeren Widerständen, z.B* also auch zu leitfähigen Inseln oder Strängen. Zum anderen sind viele Stoffe auf Dispersionsbasis nicht verwendbar, da sie einen zu hohen Erweichungspunkt und schlechte fliiiibilderide eigenschaften besitzen und somit schlecht wärmefixierbar sind·
Ziel der Erfindung ist, einen Entwickler vorwiegend basierend au-f Rohstoffen auf Dispersionsbasis mit relativ geringem elektrischen Widerstand bzw. hoher elektrischer Leitfähigkeit und guter Wärmefixierbarkeit zu schaffen« Dieses Ziel soll unmittelbar ohne komplizierte Verfahrens schritte, nur durch Verwendung von Dispersionen als Rohstoff, erreicht werden.
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Wesen der Erfindung Technische Aufgabe
Die technische Aufgabe besteht darin, einen Entwickler zu schaffen, der einen spezifischen elektrischen Widerstand zwischen 10 „ . „ 10 u& cm besitzen kann und somit mit ihm in entsprechenden Geräten verschiedene Varianten der Entwicklungskinetik betrieben werden können« Gleichzeitig soll er ein hohes Fixiervermögen besitzen, um besonders in schnellen Druck- und Kopiergeräten Anwendung finden zu können.
Merkmale der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Stearate SUr Verbesserung der Fixierbarkeit und Rieselfähigkeit des Entwicklers in dem Entwicklerteilchen bis zu 5 Gewichts-% vorgesehen sind, daß das Harz zunächst in einer Spirituslösung vorliegt und danach diö Dispersion in die wässrigen Anteile vorgesehen ist* daß durch Verwendung einer wässrigen Dispersion! in der sich leitfähige Zusatzpartikel befinden, nach dem Trocknungsprozeß in dön Bereichen zwischen den Feihteilchen und an der Oberfläche d$s EhtWicUlsrtöilehsns leitfähige Stränge entstehen und daß die leitfähigen Zusatzpartikel an der Oberfläche und im Innern des Entwicklerteilchens gleichmäßig verteilt sind, daß über den Feinheitsgrad der dispergierten Teilchen in der Dispersion die Teilchengröße und die Rieselfähigkeit des Entwicklers bei der. Herstellung durch Sprühtrocknung reguliert werden kann.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen;
Fig. 1; Aufbau des erfindungsgemäßen Entwicklers vor der Sprühtrocknung
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Fig· 2: Aufbau des erfindungsgemäßen Entwicklers nach der Sprühtrocknung,
Der erfindungsgemäße Entwickler besteht aus einem Thermoplast, einem Wachs und einem Harz« Dazu kommen magnetische Bestandteile» Pigmente und/oder Farbstoffe und Mittel zur Verbesserung der Fließfähigkeit (Fig« I)« Alle Bestandteile sind im Wasser dispergierbar« Das Harz befindet sich zunächst in einer organischen Phase, die mit Wasser verträglich ist*
Der Thermoplast wird gebildet durch eine wässrige Dispersion von Polyvinylacetaten, Polyvinylacrylaten, Methacrylsäureester/Styrol-Copolymerisate oder Ethylenvinylalkohol mit einem Erweichungspunkt bei 70 . ., 10O0C.
Sein Gehalt am Gesamt feststoffanteil beträgt 5 *.» 10%, Er bildet das tragende Gerüst des Entwicklerkorns und verbessert die Dispergierbarkeit der anderen Bestandteile, Die verwendeten Wachse sind synthetischen Ursprungs, wie Derivate des Polyethylens bzw. nätüf-lichdn Ursprungs, wie Ester von Fettsäuren* Ihr Schmelzpunkt soll bei 40 ... 100 0C liegeh» Sie realisieren mit 20 ,.* 40 % am Gesamtfeststoffanteil die Schmelzbarkeit des Entwickle rs
Mit den Harzen, wie kolöföniummodifizierte Phenolharze oder modifizierte Kolöfoniumharze Λ welche zu 10 ... 20 % in organischer Phase dazugegeben werden, wird die Haftfestigkeit zum Papier verbessert. Die Harze schmelzen zwischen 60 „.„ 100 °C· Die magnetischen Anteile (Fe2°3a Fe3i34 °^er andere) zwischen 40 ,.. 70 % werden in die Gesamtdispersion intensiv eingerührt und bestimmen neben der Rieselfähigkeit im Gerat die Ausbildung der Magnetbürste und das Übertragungsverhalten des Entwicklers., Dabei sind 60 % magnetischer Anteil optimal»
Wasserlösliche j aber auch in organischer Phase (Spiritus, Aceton) vorliegende Farbstoffe (Neozapen) bzw» Pigmente (Ruße) können der zusätzlichen Schwarzfärbung dienen.
-β-
Der Anteil liegt bei 2 ·.. 10 %.
Zusatzstoffe wie Aerosil und Zn-Stearat verbessern die Fließfähigkeit. Ihr Anteil sollte 5 % nicht überschreiten. Es wurde festgestellt, daß Zn-Stearat zu günstigen Schmelzverhalten führt« Bei gegebenem Entwickler werden die Eigenschaften von Emulsionen 1 genutzt, viele, sehr feine Teilchen 2 0,1 /um <0 <3/um gleichmäßig in der Emulsionsflüssigkeit verteilt zu haben und beim Trocknungsprozeß zu einem einheitlichen Film verlaufen,, Beim Vorbereiten der Dispersionen zum Sprühtrocknen werden diese mit Magnetit 3 und anderen Zusatzstoffen (Pigmente 4, Fließmittel usw.) intensiv vermischt. Dadurch können sich an die vielen Feinteilchen 2 der Dispersion, die den eigentlichen Thermoplast darstellen, die leitfähigen Teilchen (Ruß, Magnetit 3 usw.) lagern, die beim nachfolgenden Sprühprozeß zu einem geschlossenen Teilchen (Gesamtpartikel) verfließen (Fig. 2). Ein Teil der Zusatzpartikel befindet sich deshalb in der Oberflächenzone dieser Feinteilchen 2 bzw. auf dieser und somit im geschlossenen Entwicklerkorn zwischen den Feinteilchen 2«
Diese Partikel an den Feinteilchen 2 beeinflussen maßgeblich den Widerstand der Entwicklerteilchen zwischen 108 ... 1013 uiljcm· Ihre spezifische L#Qe biltJöt ;;d(,iö . j^h Grundlage für das Auftraten leitfähig!- StrÖrige.6* Somit ist auch die Möglichkeit gegeben, diesen Entwickler auf Grund von Irifluenz oder Aufladung zu übertragen und die Zeitkonstanten der Ladungsverschiebung und -übertragung, die für die Schnelligkeit des Entwicklungsprozesses von Bedeutung sind, entwicklungsseitig zu beeinflussen. Über die verschiedenen Dispersionen und deren Eigenschaften läßt sich auch die Rieselfähigkeit über die Korngröße und Korngrößenverteilung positiv beeinflussen.
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In ein Becherglas gibt man 120 ml einer 25%-igen Polyethylenwachsdispersion (Marvelan) und rührt 70 g Magnetit (FeoO.) ein. Nach genügender Durchmischung gibt man 20 ml einer 50%-igen Polyvinylacetatdispersion (DP 50) hinzu und homogenisiert die entstandene Mischung erneut (I).
Getrennt davon wird das kolofonium-modifizierte Phenolharz (Plastaresin) zu 10 g in Alkohol (Spiritus) gelöst und mit 5 ml Ammoniak versetzt. Diese alkalische Lösung kann nun zu (I) unter Rühren gegeben werden (II)«
3g Zn-Stearat gibt man in Alkohol gelöst zur Mischung (II)
Die fertige Dispersion (III) wird nun auf 1 1 mit Wasser · aufgefüllt und sprühgetrocknet. Die Eintrittstemperatur soll 150 ««« 170 0C Und die AüStrittstemperatur 70 0C nicht Überschreiten* bei* somit gewönnehe fcntwicskler braucht nicht nachbehandelt zu werden und liefert unmittelbar gute Kopien*
Der elektrische Widerstand liegt bsi ID^1 S3clfl
Er läßt sich bei 90 0C durch Hitze fixieren* Die Teilchen haben einen Durchmesser von 2 bis 45,Um.
Claims (3)
- 236269Erfindungsanspruch1, Magnetischer Einkomponentenentwickler, welcher aus einem thermoplastischen Material, Harz, Magnetit und Farbpigment besteht, gekennzeichnet dadurch, daß Stearate zur Verbesserung der Fixierbarkeit und Rieselfähigkeit des Entwicklers in dem Entwicklerteilchen bis zu 5 Gewichts-% vorgesehen sind.
- 2. Verfahren zur Herstellung des Entwicklers nach Punkt I1 gekennzeichnet dadurch, daß das Harz zunächst in einer Spirituslösung vorliegt und danach die Dispersion in die wässrigen Anteile vorgesehen ist, daß durch Verwendung einer wässrigen Dispersion, in der sich leitfähige Zusatzpartikel befinden, nach dem Trocknungsprozeß in den Bereichen zwischen den Feinteilchen (2) und an der Oberfläche des Entwicklerteilchöns leitfähige Stränge (5) entstehen und daß die leitfähigen Züsatzpartikel an der Oberfläche und im Irinerh des Entwicklerteilchens gleichmäßig verteilt SiHd*
- 3. Verfahren nach Punkt 2* gekennzeichnet dadurch, daß über den Feinheitsgrad der dispergieren Teilchen in der Dispersion die Teilchengröße und die ftieselfähigkeit des Entwicklers bei der Herstellung durch Sprühtrocknung reguliert werden kann.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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| WO1997020892A3 (en) * | 1995-11-23 | 1997-10-02 | Andrew David Pepper | Pigments admixed with lubricating agents |
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1981
- 1981-12-24 DD DD23626981A patent/DD208248A1/de unknown
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