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Dokumentenidentifikation DE69737120T2 31.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000877299
Titel TRÄGER FÜR DIE ELEKTROPHOTOGRAPHIE UND DIESEN ENTHALTENDEN ENTWICKLER FÜR DIE ELEKTROPHOTOGRAPHIE UND VERFAHREN FÜR SEINE PRODUKTION
Anmelder Kyocera Corp., Kyoto, JP
Erfinder MATSUZAKI, Shigeo, Chiba-ken 299-02, JP;
IMURA, Kunitoshi, Chiba-ken 299-02, JP;
MATONO, Kouichi, Chiba-ken 299-02, JP
Vertreter Pietruk, C., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 76229 Karlsruhe
DE-Aktenzeichen 69737120
Vertragsstaaten BE, CH, DE, FR, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 21.01.1997
EP-Aktenzeichen 979004694
WO-Anmeldetag 21.01.1997
PCT-Aktenzeichen PCT/JP97/00115
WO-Veröffentlichungsnummer 1997027516
WO-Veröffentlichungsdatum 31.07.1997
EP-Offenlegungsdatum 11.11.1998
EP date of grant 20.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse G03G 9/113(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen Träger für die Elektrofotografie und ein Entwicklungsmittel für die Elektrofotografie unter Verwendung eines solchen Trägers. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Träger für die Elektrofotografie zur Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes in einem bildaufbauenden Verfahren unter Verwendung der Elektrofotografie und auf ein Entwicklungsmittel für die Elektrofotografie unter Verwendung eines solchen Entwicklungsmittels.

Technologischer Hintergrund

Als elektrostatisches latentes Bildentwicklungsverfahren für die Elektrofotografie ist ein zweikomponentiges Entwicklungsverfahren bekannt, das eine Elektrifizierung eines Toners durch Reibung, Transport eines Entwicklungsmittels, Kontakt mit einem elektrostatischen latenten Bild und eine Entwicklung durch Mischen eines isolierenden nicht magnetischen Toners und magnetischen Trägerteilchens zusammen ermöglicht.

Der teilchenförmige Träger, der bei einem solchen zweikomponentigen Entwicklungsverfahren verwendet wird, wird üblicherweise hergestellt durch Beschichten eines magnetischen Trägerkernmateials mit einem geeigneten Material, um die Bildung eines Toners auf der Oberfläche des Trägers zu verhindern, zum Bilden einer gleichförmigen Oberfläche des Trägers, zur Verlängerung der Lebensdauer des Entwicklungsmittels, zum Verhindern einer Beschädigung oder der Reibung durch einen Träger eines Fotoleiters (Sensibilisator) und zum Kontrollieren der elektrischen Polarität oder des Ausmasses der Elektrifizierung und für andere Zwecke.

Übliche kunststoffbeschichtete Träger sind jedoch nicht befriedigend bezüglich der Dauerhaftigkeit, da die Beschichtung sich leicht ablöst durch Schock oder andere Ursachen, beispielsweise durch Rühren bei der Anwendung.

Zur Vermeidung dieses Problems haben die Anmelder gemäss der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 2-187771 ein Verfahren entwickelt und vorgeschlagen, bei dem eine auf Polyolefin basierende Kunststoffschicht gebildet wird, indem direkt eine Polymerisation eines Polyolefin basierenden Monomers auf einem Trägerkernmaterial aus Teilchen aus Ferrit oder anderen Materialien durchgeführt wird. Der nach diese Verfahren hergestellte auf Polyolefin basierende kunststoffbeschichtete Träger besitzt eine starke Adhäsion zwischen dem Kernmaterialteil und der Beschichtung und ergibt keine Verschlechterung der Qualität des Bildes und ist ausgezeichnet bezüglich Dauerhaftigkeit und Widerstandsfähigkeit, selbst wenn das Kopieren kontinuierlich für eine lange Zeit wiederholt wird, da die Beschichtung direkt auf dem Trägerkernmaterial gebildet wird.

Andererseits ist jedoch dieser auf Polyolefin basierende kunststoffbeschichtete Träger nicht befriedigend im Hinblick auf die freie Kontrollierbarkeit der elektrischen Polarität oder des Betrags der Elektrifizierung.

Die DE 38 25 954 A offenbart einen Träger für die Elektrofotografie, der ein Kernmaterial und auf diesem eine mittlere Kunststoffschicht und eine Schicht zur Kontrolle der triboelektrischen Ladungsfähigkeit besitzt.

Die DE 15 97 888 A offenbart ein elektrofotografisches Entwicklungsgemisch mit einer gleichmässigen Oberfläche und fein verteiltem Teilchenmaterial, eingebettet in einer geglätteten Oberfläche.

Die DE 39 26 029 A bezieht sich auf einen Träger, der geeignet ist für die Verwendung bei der Entwicklung von elektrostatischen latenten Bildern. Der Träger hat ein Kernmaterial und eine Schicht, die Silikon-Kunststoffteilchen enthält. Die Silikonteilchen besitzen eine Grösse, die kleiner ist als die Dicke der Kunststoffbeschichtung und die Beschichtung basiert auf Styrol oder einer Art Acrylharzkunststoff und wird mit einer Trockentechnik hergestellt.

Die EP-A-0 441 127 offenbart einen Träger mit einem zweikomponentigen Entwickler zum Entwickeln von elektrostatischen latenten Bildern. Der Träger umfasst ein Kernmaterial mit einem magnetischen Teilchen und einer ungleichmässigen oberflächenbeschichteten Schicht eines polyolefinischen Kunststoffes.

Die Erfindung befasst sich mit den oben genannten Problemen, insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Träger für die Elektrofotografie und ein Entwicklungsmittel für die Elektrofotografie unter Verwendung eines solchen Trägers zu schaffen, welche eine freie Kontrolle der elektrischen Polarität und des Betrages der Elektrifikation ermöglicht, wobei die Vorteile der ausgezeichneten Eigenschaft des Trägers mit einer auf Polyolefin basierenden Kunststoffschicht übernommen werden.

Offenbarung der Erfindung

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung ein Träger für die Elektrofotografie gemäss Anspruch 1, ein Entwicklungsmittel gemäss Anspruch 4 und ein Verfahren zur Herstellung eines Trägers gemäss Anspruch 5 geschaffen.

Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Träger für die Elektrofotografie vorgeschlagen, wobei die Beschichtung des hochmolekularen Polyethylenkunststoffes auf der Oberfläche des genannten Kernträgermaterials durchgeführt wird durch Behandeln des Kernträgermaterials mit einem Katalysator und direktes Polymerisieren eines Ethylenmonomers auf der Fläche des auf diese Weise behandelten Kernträgermaterials.

Zudem wird ein Entwicklungsmittel hergestellt durch Beimischen eines Toners zum oben erwähnten Träger für die Elektrofotografie, wobei ein Gewichtsverhältnis von Toner zu Träger von 2-10% vorgesehen ist.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Träger für die Elektrofotografie, der ausgezeichnet ist bezüglich Dauerhaftigkeit und Elektrifizierung (elektrostatische Ladungsfähigkeit) und ermöglicht eine freie Kontrolle der elektrischen Ladungspolarität oder des Betrages der Elektrifizierung und ein Entwicklungsmittel für die Elektrofotografie unter Verwendung des Trägers.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die 1 zeigt ein vergleichendes Diagramm der Änderung des Betrages der Elektrifikation durch die Kontrolle des Betrages der Elektrifikation der Entwicklungsmittel unter Verwendung von Trägern gemäss Beispiel 1 und ein vergleichbares Beispiel 1, wobei jeweils der Toner A verwendet wird.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Nachfolgend wir die bevorzugte Ausführung der Erfindung beschrieben.

I. Träger für die Elektrofotografie

Der Träger für die Elektrofotografie gemäss der vorliegenden Erfindung besitzt ein Trägerkernmaterial und einen hochmolekularen Polyethylen-Kunststoff zum Beschichten der Oberfläche des Trägerkernmaterials, wobei ein Kunststoff oder eine Teilchenschicht, welche die Fähigkeiten haben, elektrische Ladung zu kontrollieren, mit einer vorbestimmten Dicke auf der hochmolekularer Polyethylen-Kunststoff gebildet wird.

1. Trägerkernmaterial (1) Material

Es gibt keine spezielle Beschränkung des Kernträgermaterials des Trägers nach der vorliegenden Erfindung. Gut bekannte Materialien für den auf zweikomponenten-basierenden Träger für die Elektrofotografie können, wie beispielsweise nachfolgend aufgeführt, verwendet werden:

  • 1) Ferrit, Magnetit oder dergleichen; Materialien wie Eisen, Nickel und Kobalt,
  • 2) eine Legierung oder Mischung dieser Metalle mit einem Metall, wie beispielsweise Kupfer, Zink, Antimon, Aluminium, Beli, Zinn, Wismuth, Beryllium, Mangan, Magnesium, Selen, Wolfram, Zirkonium und Vanadium,
  • 3) eine Mischung des oben genannten Ferrits oder dergleichen mit einem Metalloxid, wie beispielsweise Eisenoxid, Titanoxid, Magnesiumoxid, einem Nitrid, wie beispielsweise Chromnitrid und Vanadiumnitrid, ein Carbid, wie beispielsweise Siliciumcarbid und Walframcarbid,
  • 4) ferromagnetische Ferrite und
  • 5) eine Mischung davon.

(2) Form und Teilchengrösse

Es besteht keine spezielle Begrenzung bezüglich der Form. Sowohl kugelförmige als auch irreguläre Formen sind möglich. Bezüglich der Teilchengrösse werden Teile mit einem Durchmesser von 20-100 &mgr;m bevorzugt. Sind die Teilchen kleiner als 20 &mgr;m, kann ein Anheften (Ausbreiten) des Trägers am elektrischen latenten Bildträger (Fotoleiter im allgemeinen) erfolgen. Sind die Teilchen grösser als 200 &mgr;m, können Streifen aus Trägern entstehen und die Qualität des Bildes mindern.

(3) Mischungsverhältnis

Das Gewichtsverhältnis des Trägerkernmaterials zum gesamten Träger ist höher als 90 Gew.%, vorzugsweise höher als 95 Gew.%. Ist das Verhältnis kleiner als 90 Gew.%, so kann die aufgetragene Schicht zu dick sein, und es besteht dann die Möglichkeit, dass die Dauerhaftigkeit und die Stabilität der Elektrifikation, welche für das Entwicklungsmittel erforderlich sind, nicht befriedigend ist aufgrund einer Ablösung der aufgetragenen Schicht, Zunahme des Betrages der Elektrifikation oder anderen Problemen, wenn der Träger dem Entwicklungsmittel ausgesetzt wird. Dies kann eine geringe Reproduzierbarkeit von feinen Linien, Abnahme in der Bilddichte und andere Probleme betreffend die Qualität des Bildes verursachen. Das Zusammensetzungsverhältnis wird so gewählt, dass es hinreichend ist, damit die aufgetragene Kunststoffschicht die Oberfläche des Trägerkernmaterials vollständig beschichten kann. Dieser Wert ist abhängig von der physikalischen Eigenschaft des Trägerkernmaterials und des Verfahrens zum Beschichten.

(4) Elektrisch leitende Schicht

eine elektrisch leitende Schicht wird auf die Trägerkernmaterial-Teilchen aufgetragen, bevor, falls notwendig, mit einem hochmolekularen Polyethylen-Kunststoff beschichtet wird.

Als elektrisch leitende Schicht, welche auf dem Trägerkernmaterial-Teilchen gebildet wird, wird beispielsweise eine elektrisch leitende Schicht verwendet, in welcher elektrisch leitende Teilchen in einem geeigneten bindenden Kunststoff dispergiert sind. Die Bildung einer solchen elektrisch leitenden Schicht ist wirksam bei der Verbesserung der Entwicklungseigenschaft und ergibt klare Bilder mit einer hohen Bilddichte und klarem Kontrast. Der Grund wird darin gesehen, dass das Vorhandensein der elektrisch leitenden Schicht den elektrischen Widerstand des Trägers auf eine geeignete Höhe senkt, um ein Leck oder eine Ansammlung von elektrischer Ladung auszubalancieren.

Als elektrisch leitende Teilchen, die zugegeben werden zur elektrisch leitenden Schicht werden die nachfolgenden bevorzugt: Druckerschwärze, wie beispielsweise Druckerschwärze und Acetylenschwärze, Carbid, wie beispielsweise SiC, magnetisches Pulver, wie beispielsweise Magnetit, SnO2 und Titanschwarz. Als bindender Kunststoff der elektrisch leitenden Schicht werden die folgenden verwendet: verschiedene thermoplastische Kunststoffe und wärmehärtbare Kunststoffe, wie beispielsweise auf Polystyrol basierende Kunststoffe, Poly(metha)acrylsäure basierende Kunststoffe, Polyolefin basierende Kunststoffe, Polyamid basierende Kunststoffe, Polycarbonat basierende Kunststoffe, Polyäther basierende Kunststoffe, Polysulfonsäure basierende Kunststoffe, Polyester basierende Kunststoffe, Epoxid basierende Kunststoffe, Polybutyral basierende Kunststoffe, Harnstoff basierende Kunststoffe, Urethan/Harnstoff basierende Kunststoffe, Silicon basierende Kunststoffe, und Teflon basierende Kunststoffe und Mischungen, ein Copolymer, ein Block-Polymer, ein Pfropf-Polymer und ein Polymer-Gemisch dieser Kunststoffe.

Eine elektrisch leitende Schicht wird gebildet durch Beschichten mit einer Flüssigkeit, in welcher die oben erwähnten elektrisch leitenden Teilchen im oben erwähnten geeigneten bindenden Kunststoff dispergiert sind, der Oberfläche der Trägerkernmaterial-Teilchen mittels des Sprühbeschichtungsverfahren, dem Tauchverfahren oder anderen Verfahren. Die Schicht kann auch gebildet werden durch Schmelzen/Mischen/Zerkleinern der Kernträgermaterial-Teilchen, elektrisch leitender Teilchen und einem bindenden Kunststoff. Die Schicht kann zudem auch gebildet werden, indem ein polymerisierbares Monomer auf der Oberfläche des Kernträgermaterial-Teilchens in der Gegenwart der elektrisch leitenden Teilchen polymerisiert wird. Die Grösse und der hinzugegebene Betrag der oben erwähnten elektrisch leitenden Teilchen sollten die Eigenschaften des Trägers gemäss der vorliegenden Erfindung schliesslich gewährleisten. Eine mittlere Teilchengrösse, die eine homogene Dispersion in der oben erwähnten Kunststofflösung von 0.01-2 &mgr;m, vorzugsweise 0.01-1 &mgr;m ermöglicht, ist akzeptierbar. Die Menge der hinzuzufügenden elektrisch leitenden Teilchen ist abhängig von der Art und anderen Faktoren und ist nicht spezifizierbar. Die Zugabe von 0.1-60 Gew.% zum bindenden Kunststoff der elektrisch leitenden Schicht, vorzugsweise 0.1-40 Gew.% ist akzeptabel. Besteht die Schwierigkeit, dass die Reproduzierbarkeit von feinen Linien abnimmt, wenn diese wiederholt gruppiert werden und ein solcher Träger verwendet wird, bei dem das Packungsverhältnis kleiner ist als 90 Gew.% und die Dicke der aufgetragenen Schicht vergleichsweise dick ist, so kann diese Schwierigkeit vermieden werden, indem die oben erwähnten elektrisch leitenden Teilchen hinzugefügt werden.

Die Trägerkernmaterial-Teilchen, auf denen die funktionelle Schicht, wie beispielsweise eine elektrisch leitende Schicht gebildet wird, wird nachfolgend einfach als "Trägerkernmaterial-Teilchen" bezeichnet, so lange ein Missverständnis vermieden werden kann.

2. Hochmolekularer Polyethylen-Kunststoff (1) Art

Hochmolekulare Polyethylen-Kunststoffe, die üblicherweise als "Polyethylen" bezeichnet werden, haben ein nummer-mittleres Molekulargewicht höher als 10'000 oder ein mittleres Molekulargewicht höher als 50'000 und werden in der vorliegenden Erfindung bevorzugt verwendet. Die folgenden haben ein nummer-mittleres Molekulargewicht kleiner als 10'000 und werden ausgeschlossen von den hochmolekularen Polyethylen-Kunststoffen für die vorliegende Erfindung: Polyethylenwachs (Mitsui High Wax, Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.), Dialen 30 (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), Nisseki Lespole (Nippon Oil Co., Ltd.), San Wax (Sanyo Chemical Industries, Ltd.), Polyrets (Neutral Wax, Polymer Co., Ltd.), Neowax (Yasuhara Chemical Co., Ltd.), AC Polyethylen (Allied Chemical Inc.), Eporen (Eastman Kodak Corp.), Hoechst Was (Hoechst Corp.), A-Wax (BASF Corp.), Polywax (Petrolie Co., Ltd.), Escomer (Exxon Chemical Co., Ltd.) oder dergleichen. Obwohl der Polyethylenwachs beschichtet wird bei der üblichen Tauchmethode und der üblichen Spraymethode durch Lösen in heissem Tuluol oder dergleichen, ist die mechanische Stärke des Kunststoffes schwach und der Kunststoff wird abgelöst durch Schärkräfte oder dergleichen in der Entwicklungsmaschine nach langem Gebrauch.

Es ist auch möglich, die Eigenschaft durch Zugabe von wenigstens einer Art funktioneller Teilchen zu steuern, wie beispielsweise die oben erwähnten elektrisch leitenden Teilchen und Teilchen mit der Fähigkeit, die elektrische Ladung in dem oben erwähnten hochmolekularen Polyethylen-Überzug zu steuern.

(2) Methode zum Beschichten mit Kunststoff

Obwohl gut bekannte Verfahren, wie das Tauchverfahren, das Flüssigbettverfahren, das Trockenverfahren, das Trockensprayverfahren zur Herstellung des Trägers (zum Beschichten des Kunststoffs) gemäss der vorliegenden Erfindung, wird das folgende Polymerisationsverfahren zum Beschichten des auf Polyethylen basierenden Kunststoffs bevorzugt, da die Kunststoffbeschichtung stark ist und die Beschichtung sich nicht einfach ablöst.

(3) Polymerisationsverfahren

"Das Polymerisationsverfahren" ist ein Verfahren zum Herstellen eines mit Polyethylen-Kunststoff beschichteten Trägers durch Behandeln der Oberfläche des Trägerkernmaterials mit einem Ethylen polymerisierbaren Katalysator und durch direktes Polymerisieren von Ethylen (bildendes Polyethylen) auf der Oberfläche, wie dies beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. sho 60-106808 und hei 2-187770 beschrieben ist.

Die Polyethylen-Kunststoff-Schicht wird gebildet durch Suspendieren von 1) einem Produkt, das vorher gebildet wird durch Kontaktieren einer hochaktiven Katalysatorkomponente, die Titan und/oder Zirkon enthält und lösbar ist in einem Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, wie beispielsweise Hexan oder Heptan mit dem Trägerkernmaterial und 2) einer Organoaluminium-Komponente im genannten Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, Hinzufügen eines Ethylenmonomers und Polymerisieren auf der Oberfläche des Trägerkernmaterials. Im Fall, dass Teilchen oder elektrisch leitende Teilchen mit den oben erwähnten elektrischen Übertragungseigenschaften hinzugefügt werden, werden diese hinzugefügt, wenn die oben erwähnte hochmolekulare Polyethylen-Kunststoff-Schicht gebildet wird.

Da damit eine Polyethylenschicht direkt auf der Oberfläche des Trägerkernmaterials gebildet wird, wird eine Beschichtung erhalten, die bezüglich Stärke und Dauerhaftigkeit ausgezeichnet ist.

Wenn funktionelle Teilchen, wie elektrisch leitende Teilchen und Teilchen mit der Eigenschaft, elektrische Ladungen zu kontrollieren, im Polymerisationssystem wie dieses dispergiert sind bzw. enthalten sind, während ein hochmolekularer Polyethylen-Kunststoff durch Polymerisation wächst bzw. gebildet wird, so werden die funktionellen Teilchen in dieser Beschichtung eingeschlossen und eine hochmolekulare Polyethylen-Kunststoff-Beschichtung wird gebildet, in welcher diese funktionellen Teilchen enthalten sind.

3. Elektrische Ladung kontrollierender Kunststoff und Teilchen (1) Elektrische Ladung kontrollierender Kunststoff

Im Fall, dass der Betrag der Elektrifikation in einem hochmolekularen mit Polyethylen-Kunststoff beschichteten Träger tiefer oder höher ist als verschiedene Toner (positiv geladener Toner oder negativ geladener Toner), so wird ein Kunststoff ausgewählt aus der Gruppe A und der Gruppe B, wie unten aufgeführt, hinzugeführt bzw. beschichtet je nach Anwendung.

Gruppe A

  • Fluor basierender Kunststoff (wie beispielsweise Fluorvinyliden-Kunststoff)
  • Tetrafluorethylen-Kunststoff, Trifluorchlorethylen-Kunststoff und
  • Tetrafluorethylen/Hexafluorethylen Copolymer-Kunststoff),
  • Vinylchlorid-basierender Kunststoff und
  • Celluloid.

Gruppe B

  • Acryl-Kunststoff
  • Polyamid basierender Kunststoff (wie beispielsweise Nylon-6, Nylon-66 und Nylon-11),
  • Styrol basierender Kunststoff (Polystyrol, ABS, AS und AAS),
  • Chlorvinyliden-Kunststoff,
  • Polyester basierender Kunststoff (wie beispielsweise Polyethylentetraphtalat, Polyethylennaphthalat, Polyutylenterephthalat, Polyacrylat, Polyoxybenzoil und Polycarbonat),
  • Polyäther basierender Kunststoff (wie beispielsweise Polyacetal und Polyphenylenäther) und
  • Ethylen basierender Kunststoff (wie beispielsweise EVE, EEA, EAA, EMAA, EAAM und EMMA).

Noch spezifischer,

wenn der Betrag der Elektrifikation des (+) Toners erhöht wird, wird ein Kunststoff der Gruppe A verwendet.

Wenn der Betrag der Elektrifikation des (+) Toners erniedrigt wird, so wird ein Kunststoff der Gruppe B verwendet.

Wenn der Betrag der Elektrifikation des (–) Toners erhöht wird, so wird ein Kunststoff der Gruppe B verwendet.

Wenn der Betrag der Elektrifikation des (–) Toners erniedrigt wird, so wird ein Kunststoff der Gruppe A verwendet.

(2) Elektrische Ladung kontrollierendes Teil

Wenn der Betrag der Elektrifikation in einem hochmolekularen Polyethylen-Kunststoff beschichteten Träger tiefer oder höher ist als verschiedene Toner (positiv elektrifizierte Toner oder negativ elektrifizierte Toner), so werden elektrische Ladung kontrollierende Teile (Agent) ausgewählt von der Gruppe A und der Gruppe B (wie nachfolgend aufgeführt), je nach Anwendung hinzugefügt.

Gruppe A

  • Salicilsäure-Metallkomplex, wie beispielsweise Bontron E-48 und Bontron E-88 (beide Orient Chem. Ind. Co., Ltd.)
  • Phenol basierende Kondensate, wie beispielsweise Bontron E-89 und Bontron F-21 (beide Orient Chem. Ind. Co., Ltd.)
  • Metallenthaltender Azo-Komplex, wie beispielsweise Bontron S-34, Bontron S-44 (beide Orient Chem. Ind. Co., Ltd.)
  • und T-95, TRH (Hodogaya Chem. Ind. Co. Ltd.).

Gruppe B

  • Quarternäres Ammonium, wie beispielsweise Bontron P-51 (Orient Chem. Ind. Co., Ltd.) und TP-415 (Hodogaya Chem. Ind. Co., Ltd.)
  • Azin-Verbindung, wie beispielsweise Bontron N-01, Bontron N-04 und Bontron N-07 (alle Orient Chem. Ind. Co., Ltd.)
  • Triphenymethan-Derivate, wie beispielsweise Blue PR (Hoechst Corp.).

Spezifischer

Wenn der Betrag der Elektrifikation eines (+) Toners erhöht wird, so wird ein elektrische Ladung kontrollierendes Mittel der Guppe A verwendet.

Wenn der Betrag der Elektrifikation eines (+) Toners erniedrig wird, so wird ein elektrische Ladung kontrollierendes Mittel der Gruppe B verwendet.

Wenn der Betrag der Elektrifikation eines (–) Toners erhöht wird, so wird ein elektrische Ladung kontrollierendes Mittel der Gruppe B verwendet.

Wenn der Betrag der Elektrifikation eines (–) Toners erniedrigt wird, so wird ein elektrische Ladung kontrollierendes Mittel der Gruppe A verwendet.

Das oberflächenbehandelte Mittel (Mittel mit der Fähigkeit, elektrische Ladung und Teilchen zu kontrollieren) wird auf die Oberfläche eines hochmolekularen Polyethylen-Kunststoff beschichteten Trägers mit einer Dicke von 0.01-2 &mgr;m, vorzugsweise 0.05-2 &mgr;m aufgetragen.

Ist die Dicke des oberflächenbehandelden Mittels kleiner als 0.01 &mgr;m, so ist es möglich, dass der angestrebte oberflächenverbessernde Effekt nicht erhalten wird. Ist die Dicke des oberflächenbehandelden Mittels höher als 2.0 &mgr;m, so kann sich das oberflächenbehandelnde Mittel ablösen und ergibt eine geringere Dauerhaftigkeit.

Die Dicke der Beschichtung kann gemessen werden, indem der Träger durchgeschnitten und ein SEM-Bild genommen wird.

(3) Herstellen und Fixieren der Kunststoff/Teilchenschicht mit elektrische Ladung kontrollierenden Eigenschaften

Das Bilden und Fixieren der Kunststoff/Teilchenschicht mit der elektrische Ladung kontrollierenden Fähigkeit gemäss der vorliegenden Erfindung wird nach einer der drei folgenden Verfahren oder durch Kombinationen derselben durchgeführt, wobei dies von den Eigenschaften, wie beispielsweise der Teilchengrösse, der Löslichkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln, Schmelzpunkt und Härte des Kunststoffes oder des elektrische Ladung kontrollierenden Mittels abhängt.

a. Fixieren durch mechanische Einwirkung

Die elektrische Ladung kontrollierende Schicht wird gebildet durch Mischen eines hochmolekularen Polyethylen-Kunststoff beschichteten Trägers und eines geeigneten Anteils eines Kunststoffes oder elektrische Ladung kontrollierenden Mittels, unter Verwendung einer Zerkleinerungsmaschine, wie beispielsweise einem Henshel-Mischer FM10L (Mitsui Miike Chem. Eng. Machine Co., Ltd.). Der Anteil des Kunststoffes und des elektrische Ladung kontrollierenden Mittels, das hinzugefügt wird, wird behandelt abhängig vom absoluten Wert des Betrages der zu ändernden Elektrifikation. Obwohl die Behandlungszeit abhängig ist von der Menge des Kunststoffes und des hinzugefügten des elektrische Ladung kontrollierenden Mittels, des Anteils des hochmolekularen Polyethylens und anderen Faktoren, wird eine Zeit von 0.5-5 Std. benötigt. Da beim Fixieren des Kunststoffes und des elektrische Ladung kontrollierenden Mittels bei dieser mechanischen Einwirkung Staub, wie beispielsweise Kunststoffpartikel entstehen, muss zusätzlich eine angemessene Klassifikation durchgeführt werden.

b. Thermische Fixierung durch Erwärmen

Die elektrische Ladung kontrollierende Schicht wird gebildet durch Mischen des hochmolekularen Polyethylen-Kunststoff beschichteten Trägers, eines angemessenen Anteils an Kunststoff und einem eine elektrische Ladung kontrollierenden Mittels unter Verwendung einer Maschine, mit der aufgeheizt werden kann, wie beispielsweise eine thermische sphäronisierende Maschine (Hosokawa Micron Co., Ltd.). Der Anteil des Kunststoffes und des elektrische Ladung kontrollierenden Mittels, die bei dieser Behandlung hinzugefügt werden, ist abhängig vom absoluten Wert der zu ändernden Elektrifikation. In der thermischen Sphäronisierungsbehandlung ist es vor der Beschichtung notwendig, dass der Kunststoff und das elektrische Ladung kontrollierende Mittel auf der Oberfläche des hochmolekularen Polyethylen-Kunststoff beschichteten Trägers gleichförmig aufgetragen wird. Für diesen Zweck wird eine Mischbehandlung, beispielsweise eine Behandlung in einer Kugelmühle, eine Behandlung in einem V-Mischer und eine Behandlung in einem Henshel-Mischer (für 1 Minute) durchgeführt, um den Kunststoff und das elektrische Ladung kontrollierende Mittel auf der Oberfläche des hochmolekularen Polyethylen-Kunststoff beschichteten Trägers elektrostatisch oder mechanisch aufzubringen. Eine fixierte elektrische Ladung kontrollierende Schicht wird gebildet durch kurzzeitiges Erwärmen, wobei eine gleichförmige Befestigung an der Oberfläche des hochmolekularen Polyethylen-Kunststoff beschichteten Trägers erreicht wird.

c. Feucht-Fixation

Eine elektrische Ladung kontrollierende Schicht wird gebildet durch Mischen des hochmolekularen Polyethylen-Kunststoff beschichteten Trägers und eines angemessenen Anteils an Kunststoff und elektrische Ladung kontrollierendem Mittel unter Verwendung einer Maschine, die eine Beschichtung nach dem Feuchte-Prinzip ermöglicht, wie beispielsweise eine Universalmisch/Rührmaschine 5DMV-01-r (Dalton Co., Ltd.). Der Anteil des Kunststoffes und des elektrische Ladung kontrollierenden Mittels, die bei der Behandlung hinzugefügt werden, ist abhängig vom absoluten Wert des Betrages der zu ändernden Elektrifikation. Bei dieser Behandlung wird auf 30-40°C erwärmt, um eine Temperaturerniedrigung durch Verdampfen von Lösungsmittel zu verhindern. Eine fixierte elektrische Ladung kontrollierende Schicht wird gebildet durch Erwärmen nach der Behandlung der Beschichtung.

Das Verhältnis Trägerkernmaterialteil/Hochmolekular-Polyethylen-Kunststoff-Beschichtung ist vorzugsweise 99/1-90/10 Gewichtsanteil und bevorzugter 99/1-95/5 Gewichtsanteil.

Möglich ist auch das Hinzufügen/Mitführen von wenigstens einer Art funktioneller Teilchen, wie beispielsweise Teilchen mit der Fähigkeit, die elektrische Ladung in der hochmolekularen Polyethylen-Kunststoff-Schicht zu kontrollieren, um die Qualität zu erhöhen.

Alle die üblichen gut bekannten elektrisch leitenden Teilchen, wie beispielsweise Carbid, wie beispielsweise die oben erwähnte Druckerschwärze und SiC, elektrisch leitenden magnetischen Teilchen, wie beispielsweise Magnetit, SnO2, Titanschwarz oder ähnliches kann verwendet werden als elektrisch leitendes Teilchen, das enthalten ist in der hochmolekularen Polyethylen-Kunststoff-Schicht. Die mittlere Grösse des elektrisch leitenden Teilchens ist vorzugsweise im Bereich von 0.01-5.0 &mgr;m.

4. Elektrische Leitfähigkeit des Trägers

Obwohl die optimale elektrische Leitfähigkeit des Trägers abhängig ist vom System des Entwicklungsmittels, in welchem der Träger verwendet wird, so ist im allgemeinen ein Wert von 102-1014 (&OHgr;·cm) bevorzugt.

Ist der Wert kleiner als 102 (&OHgr;·cm), kann eine Trägerentwicklung vorkommen. Ist der Wert grösser als 1014 (&OHgr;·cm), kann ein Abbau der Qualität des Bildes, wie beispielsweise der Bilddichte auftreten.

II. Entwicklungsmittel für die Elektrofotografie

Das Entwicklungsmittel für die Elektrofotografie gemäss der vorliegenden Erfindung wird erhalten durch Mischen verschiedener Toner mit dem oben erwähnten Träger.

1. Toner

Da der Toner als Toner gemäss der vorliegenden Erfindung wird der Toner verwendet, der hergestellt wurde nach gut bekannten Methoden, wie beispielsweise der Suspension-Polymerisationsmethode, der Zerkleinerungsmethode, der Einkappelungsmethode, der Spraymethode, der mechanisch-chemischen Methode. Übliche Binder-Kunststoffe, Kolorierungsmittel und andere Additive, wie beispielsweise elektrische Ladung kontrollierende Mittel, Schmiermittel, abweichungsverhindernde Mittel und haftungsverbessernde Mittel können falls notwendig hinzugefügt werden. Ein magnetischer Toner, der eine verbesserte Entwicklungseigenschaft aufweist und der ein Versprühen des Toners in der Maschine verhindert, wird ebenfalls durch Hinzufügen von magnetischem Material hergestellt. Zusätzlich können Fliessmittel hinzugefügt werden, welche die Fliessfähigkeit erhöhen. Als bindende Kunststoffe werden Polystylen basierende Kunststoffe, wie beispielsweise Polystylen, Stylen/Butadiencopolymere und Stylen/Acrylcopolymere; Ethylen basierende Copolymere, wie beispielsweise Polyethylen, Ethylen/Vinylacetatcopolymere und Ethylen/Vinylalkoholcopolymere; Epoxy basierende Kunststoffe; Phenol basierende Kunststoffe; Acrylphthalat-Kunststoff; Polyamid-Kunststoff; Polyester basierende Kunststoffe und Maleinsäure-Kunststoff verwendet. Kolorierende Mittel, die verwendet werden, können gut bekannte Farbstoffe/Pigmente, wie beispielsweise Druckerschwärze, Kupfer-Phthalocyanin-Blau, Indus-Melia-Blau, Peacock-Blau, Permanent-Rot, rote Oxide, Alizarin-Lack, Chrom-Grün, Malachit-Grün-Lack, Methyl-Violet-Lack, Hansa-Gelb, Permanent-Gelb und Titanium-Oxid sein. Elektrische Ladung kontrollierende Mittel, die verwendet werden sind positive elektrische Ladung kontrollierende Mittel, wie beispielsweise Nigrosin, Nigrosinbasis, Triphenylmethan basierende Kunststoffe, Polyvinylpyridine und quarternäres Ammoniumsalz; und negative Ladung kontrollierende Mittel, wie beispielsweise Metallkomplexe von Alkyl substituierter Salicylsäure, beispielsweise ein Chromkomplex oder ein Zinkkomplex von Di-tert-butylsalicylsäure). Schmiermittel, das verwendet wird, ist Teflon (Polytetrafluorethylen), Zinkstearat und Polyfluorvinyliden. Offset verhinderte die Fixation verbessernde Mittel, die verwendet werden, sind Polyolefinwachse oder dergleichen, wie beispielsweise niedrig-molekulare Polypropylene und deren Modifikationen. Magnetische Materialien, die verwendet werden, sind Magnetit, Ferrit, Eisen und Nickel. Verwendete Verflüssigungsmittel sind Silica, Titanoxid, Aluminiumoxid oder dergleichen.

Die mittlere Grösse des Toners ist vorzugsweise kleiner als 20 &mgr;m, noch bevorzugter im Bereich von 5-15 &mgr;m.

2. Mischverhältnis

Das Gewichtsverhältnis von Toner/Träger gemäss der vorliegenden Erfindung sollte im Bereich von 2-20 Gew.%, vorzugsweise 3-15 Gew.%, und noch bevorzugter 4-12 Gew.% betragen. Ist das Verhältnis kleiner als 2 Gew.%, so kann die Elektrifikation des Toners hoch werden, so dass die Bilddichte nicht hinreichend gegeben ist. Ist das Verhältnis höher als 20 Gew.%, so ist es möglich, dass eine hinreichende Elektrifikation nicht erreicht werden kann und dass der Toner sich von der Entwicklungsmaschine verbreitet und das Innere der Kopiermaschine verschmutzt oder dass der Toner überläuft.

3. Anwendung

Das Entwicklungsmittel gemäss der vorliegenden Erfindung wird verwendet in einem so genannten Zweikomponenten-Typ und 1.5 Komponenten-Typ Elektrofotografischem System, wie beispielsweise einer Kopiermaschine (analog, digital, monochrom oder Farbkopierer), einem Drucker (monochrom oder farbig) und für den Facsimile-Druck, insbesondere sehr geeignet für Hochgeschwindigkeits/Ultrahochgeschwindigkeits-Kopiermaschinen und Drucker oder dergleichen, in welchen die Beanspruchung des Entwicklungsmittels in der Entwicklungsmaschine hoch ist. Es gibt keine Begrenzung bezüglich des Typs der Bildentstehung, der Belichtung, des Typs (Gerät) für die Entwicklung und verschiedene Arten der Steuerung (beispielsweise der Art der Steuerung der Dichte des Toners in der Entwicklungsmaschine). Es ist einstellbar auf einen optimalen Widerstand, eine Teilgrösse/Teilgrössenverteilung, ein magnetisches Pulver und an einem Betrag der Elektrifikation des Trägers und des Toners, abhängig vom System.

Beispiele

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend näher erläutert.

Herstellen des Trägers (1) Herstellen einer titaniumhaltigen katalytischen Komponente

In einem 500 ml Behälter, dessen Atmosphäre durch Argon ersetzt wurde, wurden 200 ml getrocknetes N-Heptan und 15 g (25 mmol) Magnesiumstearat, das bei 120°C bei einem reduzierten Druck (2 mmHg) getrocknet wurde, zur Herstellung eines flüssigen Breis bei Raumtemperatur zusammengegeben. Nach dem unter Rühren tropfenweisen Zugeben von 0.44 g (2.3 mmol) Titantetrachlorid, erhitzte sich der Inhalt und die Reaktion wurde unter Rückfluss während 1 Std. durchgeführt und schliesslich wurde eine klare Viskoselösung des titaniumenthaltenden Katalysators (der aktive Katalysator) erhalten.

(2) Ermitteln der Aktivität der Titanium enthaltenden katalytischen Komponente

In einem 1-Liter Autoklaven, dessen Atmosphäre durch Argon ersetzt wurde, wurden 400 ml getrocknetes Hexan, 0.8 mmol Trietylaluminium, 0.8 mmol Diethylaluminiumchlorid und 0.004 mmol (als Titaniumatom) titanhaltige katalytische Komponente hergestellt gemäss (1) zugegeben und der Inhalt auf 90°C erhitzt, wobei der Innendruck des Systems 1.5 kg/cm2 G betrug. Nach der Zugabe von Wasserstoff bis 5.5 kg/cm2 G wurde Ethylen kontinuierlich zugegeben und der totale Druck auf 9.5 kg/cm2 G gehalten. Die Polymerisation wurde während 1 Std. durchgeführt und erhalten wurden 70 g des Polymers. Die Polymerisationsaktivität war 365 kg/g. Ti/Hr, wobei das MFR (die Schmelzflussrate bei 190°C, bei einer Beladung von 2.16 kg gemäss JIS K 7210) des erhaltenen Polymers 40 war.

(3) Herstellen eines Polyethylen beschichteten Trägers

In einem 2-Liter Autoklaven, bei dem die Atmosphäre durch Argon ersetzt worden ist, wurden 960 g eines gesinterten Ferritpulvers F-300 (Powder Tech. Corp., mittlere Partikelgrösse 50 &mgr;m) hinzugegeben und der Inhalt auf 80°C erhitzt und anschliessend wurde unter reduziertem Druck (10 mmHg) während 1 Std. getrocknet. Nach dem Kühlen des Inhaltes hinunter auf 40°C wurden 800 ml getrocknetes Hexan hinzugeführt und das Mischen gestartet. Nachdem 5.0 mmol Diethylaluminiumchlorid und Titanium enthaltende katalytische Komponente gemäss (1) (0.05 mmol als Titaniumatom) hinzugefügt wurden, wurde die Reaktion für 30 Min. durchgeführt. Dann wurde der Inhalt auf 90°C erwärmt und 4 g Ethylen hinzugefügt, wobei der Innendruck 3.0 kg/cm2G betrug. Nach dem Zuführen von Wasserstoff bis 3.2 kg/cm2G, wurden 5.0 mmol Trietylaluminium hinzugegeben und die Polymerisation gestartet. Der Innendruck des Systems erniedrigte sich und wurde stabilisiert bei 2.3 kg/cm2G in etwa 5 Min. Dann wurde ein Brei enthaltend 5.5 g Druckerschwärze (Mitsubishi Chem. Co., Ltd., MA-100) in 100 ml getrocknetem Hexan hinzugefügt, wonach die Polymerisation einsetzte und kontinuierlich Ethylen zugegeben wurde bei einem Innendruck von 4.3kg/cm2G während 45 Min. (die Zugabe wurde gestoppt nachdem 40 g Ethylen dem System zugeführt worden ist) und schliesslich wurden 1005.5 g Druckerschwärze enthaltendes Polyethylenkunststoff beschichtetes Ferrit erhalten. Das erhaltene Pulver war gleichförmig schwarz. Eine elektronenmikroskopische Untersuchung ergab, dass die Oberfläche des Ferrits beschichtet war mit einer dünnen Polyethylenschicht und dass die Druckerschwärze gleichmässig dispergiert war in der Polyethylenschicht. TGA (thermo-gravimetrische Analyse) der Zusammensetzung ergab, dass das Verhältnis von Ferrit/Druckerschwärze/Polyethylen gewichtsmässig 95.5/0.5/4.0 war.

Der Zwischenschritt-Träger erhalten durch diesen Schritt wurde bezeichnet als "Träger A". Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des beschichteten Polyethylen war 206'000.

Beispiel 1

In einen universelle 5-Liter Mischer/Rührmaschine (Dalton Co., Ltd., 5 DMV-01-r) wurden 1000 g des Trägers A und eine Lösung von 4.0 g eines auf Fluor basierenden Kunststoffes (Daikin Ind. Co., Ltd., Fluorvinyliden VT100) als elektrische Ladung kontrollierendes Mittel in 150 ml Aceton hinzugegeben. Dann wurde eine auf Fluor basierende Kunststoffschicht auf dem Träger A gebildet durch Verdampfen des Lösungsmittels unter Rühren. Mit einem Sieb wurde aggregiertes rohes Pulver, grosse Teilchenträger und aggregierter Kunststoff entfernt. Zudem wurde zum Entfernen von unbeschichteten Teilchen oder dergleichen eine Behandlung durchgeführt unter Verwendung eines Flüssigbettgasfluss-Klassifizierers mit einer linearen Geschwindigkeit von 20 cm für 2 Std. Schliesslich wurde der Träger B erhalten, bei dem die Dicke der auf fluor-basierenden Kunststoffbeschichtung 0.18 &mgr;m betrug.

Beispiel 2

In einen 10-Liter Henshel-Mischer (Mitsui Miike Co., Ltd., FM10L) wurden 1000 g des Trägers A und 45 g eines auf Phenol basierenden Kunststoffes (Orient Chem. Ind. Co., Ltd., E-84) als elektrische Ladung kontrollierendes Mittel gegeben. Dann wurde eine elektrische Ladung kontrollierende Schicht eines phenol-basierendes Kunststoffes auf dem Träger A gebildet, wobei als mechanische Beaufschlagung mit einem Henshel-Mischer während 1 Std. gemischt wurde. Zum Entfernen des überschüssigen elektrische Ladung kontrollierenden Mittels, das unfixiert frei vorlag, und zum Entfernen grosser Träger und aggregierter elektrische Ladung kontrollierenden Mittel wurde ein Sieb verwendet. Zudem wurde zum Entfernen von Teilchen, wie beispielsweise die unfixierten elektrische Ladung kontrollierenden Mittel, eine Behandlung durchgeführt, unter Verwendung eines Flüssigbetttypgasfluss-Klassifizierers mit einer linearen Geschwindigkeit von 20 cm während 2 Std. Auf diese Weise wurde ein Träger C erhalten, bei dem die Dicke der auf Phenol basierenden Kunststoffschicht 1.99 &mgr;m betrug.

Beispiel 3

In einen 10-Liter Henshel-Mischer (Mitsui Miike Co., Ltd., FM10L) wurden 1000 g des Trägers A und 1.0 g eines Metall enthaltenden Azo-Komplexes (Hodogaya Chem. Ind. Co. Ltd., T-95) als elektrische Ladung kontrollierendes Mittel hinzugegeben. Dann wurde der Inhalt mit dem Mischer während 1 Min. gemischt, um ihn elektrostatisch oder mechanisch auf der Oberfläche des Trägers A zu befestigen. Dann wurde erwärmt mit einem heissen Wind bei 200°C unter Verwendung einer Heizsphäronisierungsmaschine (Hosokawa Micron Co., Ltd., Heat Spheronizing Apparatus) zum Schmelzen/Fixieren der elektrische Ladung kontrollierenden Mittel im beschichteten Polyethylenkunststoff und zum Bilden einer elektrische Ladung kontrollierenden Schicht auf einem Metall enthaldenden Azo-Komplexes auf dem Träger A. Zum Entfernen überschüssiger elektrische Ladung kontrollierenden Mittel, die unfixiert frei vorlagen, sowie zum Entfernen von Trägern mit einer grossen Teilchengrössen und aggregierter elektrische Ladung kontrollierender Mittel wurde ein Sieb verwendet. Zudem wurde zum Entfernen von Teilchen, wie beispielsweise unfixierter elektrische Ladung kontrollierender Mittel, eine Behandlung durchgeführt unter Verwendung des Flüssigbetttypgasfluss-Klassifizierers mit einer linearen Geschwindigkeit von 20 cm für 2 Std. Auf diese Weise wurde der Träger D erhalten, bei dem die Dicke der elektrische Ladung kontrollierenden Schicht des metallenthaltenden Azo-Komplexes 0.05 &mgr;m betrug.

Beispiel 4

In einen 5-Liter Universalmischer/Rührmaschine (Dalton Co., Ltd., 5DMV-01-r) wurden 1000 g des Trägers A in einer Lösung enthaltend 2.0 g eines auf Fluor basierenden Kunststoffes (Daikin Ind. Co., Ltd., Fluorvinyliden VT100) als elektrische Ladung kontrollierendes Mittel in 150 ml Aceton gegeben. Dann wurde eine auf Fluor basierende Kunststoffschicht auf dem Träger A gebildet durch Verdampfen des Lösungsmittels unter Rühren. Dann wurde mit einem Henshel-Mischer während 1 Std. mechanisch beaufschlagt, wodurch die elektrische Ladung kontrollierende Schicht gleichmässig und die elektrische Ladung kontrollierende Schicht stärker gemacht wurden. Zum Entfernen des überschüssigen rohen Pulvers, das unfixiert vorlag, der Träger mit einer grossen Partikelgrösse und aggregierter Kunststoffe wurde ein Sieb verwendet. Zudem wurde zum Entfernen unfixierter Kunststoffteilchen oder dergleichen eine Behandlung durchgeführt unter Verwendung eines Flüssigbetttypgasfluss-Klassifizierers bei einer linearen Geschwindigkeit von 10 cm während 2 Std. Erhalten wurde der Träger E, bei dem die Dicke der auf Fluor basierenden Kunststoffschicht 0.09 &mgr;m betrug.

Beispiel 5

In einen 5-Liter Universal-Mischer/Rührmaschine (Dalton Co., Ltd., 5DMV-01-r) wurden 1000 g des Trägers A und eine Lösung enthaltend 25 g eines auf Silicon basierenden Kunststoffes (Shin-Etsu Chem. Ind. Co., Ltd., Silicone Varnish KBM-7103) als elektrische Ladung kontrollierendes Mittel in Methanol hinzugegeben. Dann wurde eine auf Silicon basierende Kunststoffschicht auf dem Träger A durch Verdampfen des Lösungsmittels durch Rühren gebildet. Zum Entfernen von aggregiertem rohem Pulver, dem Träger mit grosser Teilchengrösse und dem aggregierten Kunststoff wurde ein Sieb verwendet. Zudem wurde zum Entfernen von unbeschichteten Teilen oder dergleichen eine Behandlung durchgeführt unter Verwendung eines Flüssigbetttypgasfluss-Klassifizierers mit einer linearen Geschwindigkeit von 20 cm während 2 Std. Der erhaltene Träger F hatte eine Dicke der auf Fluor basierenden Kunststoffschicht von 1.1 &mgr;m.

Angewendetes Beispiel 1

Der Betrag der Elektrifikation wurde bestimmt im Hinblick auf die Toner A-D im Hinblick auf jeden der Träger A-F, hergestellt gemäss den Beispielen zur Herstellung der Träger und Beispiele 1-5, wobei eine Maschine (Toshiba Chem. Co., Ltd., TP-500) zur Messung des Betrages der Elektrifikation verwendet wurde. Die Messung wurde durchgeführt durch Mischen von 0.5 g jedes Toners und 9.5 jedes Toners unter Verwendung einer Kugelmühle in einem 50 ml Behälter aus synthetischem Kunststoff während 1 Std., bei einem Glasdruck von 0.8 kg/cm2 während einer Glaszeit von 50 Sek. unter Verwendung eines 500-mesh rostfreien Stahlnetzes. Jeder Wert des bestimmten Betrages der Elektrifikation ist in der Tabelle 1 eingetragen.

Toner A:

  • Styrol/N-butylmethacrylatcopolymer-Kunststoff 100 Gewichtsteile Druckerschwärze (Mitsubishi Chem. Co., Ltd., MA8) 5 Gewichtsteile
  • Farbstoff (Orient Chem. Ind. Co., Ltd., N07) 5 Gewichtsteile.

Der Toner A wurde erhalten durch angemessenes Mischen der oben genannten Materialien in einer Kugelmühle unter Verwendung von drei auf 140°C erwärmten Rollen, Abkühlen der Mischung durch Stehenlassen und grobes Zerkleinern unter Verwendung einer Rippenmühle und weiter feines Verkleinern in einer Jet-Mühle.

Toner B:

  • Bisphenol A basierender Polyester-Kunststoff 100 Gewichtsteile
  • Druckerschwärze (Cabot Corp., BPL) 8 Gewichtsteile
  • Farbstoff (Orient Chem. Ind. Co., Ltd., E-84) 5 Gewichtsteile

Der Toner B wurde erhalten durch geeignetes Mischen der oben genannten Materialien in einer Kugelmühle unter Verwendung von drei auf 140°C erwärmten Rollen, Abkühlen der Mischung durch Stehenlassen und grobes Zerkleinern unter Verwendung einer Rippenmühle und weiter feines Verkleinern in einer Jet-Mühle.

Toner C:

  • Styrol/N-butylmethylacrylatcopolymer-Kunststoff 100 Gewichtsteile
  • Druckerschwärze (Mitsubishi Chem. Co., Ltd., MA8) 5 Gewichtsteile
  • Farbstoff (Hodogaya Chem. Ind. Co., Ltd., TRH) 5 Gewichtsteile

Der Toner C wurde erhalten durch geeignetes Mischen der oben genannten Materialien in einer Kugelmühle unter Verwendung von drei auf 140°C erwärmten Rollen, Abkühlen der Mischung durch Stehenlassen und grobes Zerkleinern unter Verwendung einer Rippenmühle und weiter feines Verkleinern in einer Jet-Mühle.

Toner D:

  • Styrol/N-butylmethylacrylatcopolymer-Kunststoff 100 Gewichtsteile
  • Druckerschwärze (Mitsubishi Chem. Co., Ltd., MA 8) 5 Gewichtsteile
  • Farbstoff (Orient Chem. Ind. Co., Ltd., E-89) 4 Gewichtsteile

Der Toner D wurde erhalten durch geeignetes Mischen der oben genannten Materialien in einer Kugelmühle unter Verwendung von drei auf 140°C erwärmten Rollen, Abkühlen der Mischung durch Stehenlassen und grobes Zerkleinern unter Verwendung einer Rippenmühle und weiter feines Verkleinern in einer Jet-Mühle.

Als Resultat wurde gefunden, dass, obwohl der Betrag der Elektrifikation nicht hinreichend war im Hinblick auf die Toner A-D bezüglich des Trägers A, wenigstens eine Art des Trägers in den Beispielen 1-5 (die Träger B-F) die elektrische Ladung kontrollieren konnten in einem Elektrifikationsbereich ± 18-30 &mgr;C/g, wie dies erforderlich ist beim Drucken unter üblichen Maschinen, im Fall, dass die elektrische Kontrollbehandlung durchgeführt wurde.

Anwendungsbeispiel 2

Die Elektrifikation wurde verglichen zwischen dem Träger A und dem Träger B nach der Beschichtungsbehandlung. Dieser Vergleich wurde gemacht durch Messen der Änderung des Betrages der Elektrifikation während der Rührzeit (Rühren unter Verwendung einer Kugelmühle) vor der Messung des Betrages der Elektrifikation im Hinblick auf den Toner A. Der Vergleich ergab, dass der Träger B, welcher die Kunststoffbeschichtung aufweist, bezüglich des anfänglichen Betrages der Elektrifikation und der nachherigen Stabilität ausgezeichnet war. Ein solcher anfänglicher Anstieg des Betrages der Elektrifikation beeinflusst die Stabilität des Bildes. Dieses Resultat ist in der 1 illustriert.

Vergleichsbeispiel 1

Der Betrag der Elektrifikation jedes Toners im Hinblick auf den Träger A vor der elektrischen Ladungskontrollbehandlung, die erhalten wurde in den Beispielen für die Herstellung des Trägers, wurde ähnlich wie beim Anwendungsbeispiel 1 durchgeführt. Das Resultat ist in der Tabelle 1 zusammengefasst.

Vergleichsbeispiel 2

In einen 10-Liter Henshel-Mischer (Mitsui Miike Co., Ltd., FM10L) wurden 1000 g des Trägen A, eine elektrische Ladung kontrollierendes Mittel und 50 g eines auf Phenol basierenden Kunststoffes (Orient Chem. Ind. Co., Ltd., E-84) gemischt. Dann wurde eine elektrische Ladung kontrollierende Schicht auf dem Träger A gebildet, wobei mechanisch beaufschlagt wurde durch Mischen unter Verwendung des Henshel-Mischers während 1 Std. Zum Entfernen der unfixiert frei vorliegenden elektrischen Ladung kontrollierenden Mittel und der grossen Teilchenträger als auch der aggregierten elektrischen Ladung kontrollierender Mittel wurde ein Sieb verwendet. Zudem wurde zum Entfernen der unfixierten elektrischen Ladung kontrollierenden Mittel oder dergleichen eine Behandlung durchgeführt unter Verwendung eines Flüssigbetttypgasfluss-Klassifizierers bei einer linearen Geschwindigkeit von 20 cm während 2 Std. Auf diese Weise wurde der Träger G erhalten, der eine auf Phenol basierende Kunststoffschicht mit einer Dicke von 2.5 &mgr;m besitzt.

1 kg eines Entwicklungsmittels wurde hergestellt durch Mischen des Trägers G und des Toners B bei einem Gewichtsverhältnis von 95/5. Die Dauerhaftigkeit dieses Entwicklungsmittels wurde ermittelt durch 1'000 mal Kopieren unter Verwendung einer handelsüblichen Kopiermaschine mittlerer Geschwindigkeit (Fuji Xerox Co., Ltd., 5039) (40 Blatt/Min., A4). Es zeigte sich, dass Flecken im Bild bereits am Anfang der Evaulation der Dauerhaftigkeit beim Kopieren auftraten und dass diese Flecken mit der Anzahl der Kopien stärker wurden. Der Grund dieser Flecken war das Ablösen des auf Phenol basierenden Kunststoffes.

Vergleichsbeispiel 3

In einen 5-Liter Universal-Mischer/Rührer (Dalton Co., Ltd., 5DMV-01-r) wurden 1000 g des Trägers A und eine Lösung enthaltend 0.2 g eines auf Fluor basierenden Kunststoffes (Daikin Ind.Co., Ltd., Fluorvinyliden VT100) als elektrische Ladung kontrollierendes Mittel in 150 ml Aceton gegeben. Dann wurde auf dem Träger A eine auf Fluor basierende Kunststoffschicht durch Verdampfen des Lösungsmittels unter Rühren gebildet. Zum Entfernen von aggregiertem grobem Pulver und Träger mit grosser Teilchengrösse und aggregiertem Kunststoff wurde ein Sieb verwendet. Zusätzlich wurde zum Entfernen von nicht beschichteten Partikeln oder dergleichen eine Behandlung durchgeführt unter Verwendung eines Flüssigbetttypgasfluss-Klassifizierers mit einer Geschwindigkeit von 20 cm während 2 Std. Es wurde der Träger H erhalten, bei dem die auf Fluor basierende Kunststoffschicht eine Dicke von 0.008 &mgr;m besitzt.

  • Bedingung für die Messung des Betrages der Elektrifikation: T/C = 5;
  • Rührzeit: 1 Std.
  • Blasdruck: 0.8 kg/cm2; 50 Sek.; 500 Mesh.

Gewerbliche Anwendung

Wie oben beschrieben, ist der Träger für die Elektrofotografie gemäss der vorliegenden Erfindung geeignet als Feststoffträger oder dergleichen in der Zweikomponenten-Entwicklungsmethode und das Entwicklungsmittel für die Elektrofotografie, welche den Träger verwendet, ist geeignet als Entwicklungsmittel für das elektrostatische latente Bild in verschiedenen Bereichen betreffend die Bildherstellung.


Anspruch[de]
Träger für die Elektrophotographie, mit einem magnetischen Kernträgermaterial und einem hochmolekularen Polyethylenkunststoff, der die Oberfläche des Kernmaterials beschichtet, wobei eine Schicht, welche einen Fluorvinylidenkunststoff, einen Tetrafluorethylenkunststoff, einen Tetrafluorethylen/Hexafluorethylen Copolymerkunststoff, einen auf Phenol basierenden Kunststoff, einen metallhaltigen Azokomplex oder einen auf Silikon basierenden Kunststoff aufweist und die Fähigkeit besitzt, elektrische Ladung zu kontrollieren und eine Dicke von 0,01-2 &mgr;m besitzt, auf der Oberfläche des hochmolekularen Polyethylenkunststoffes angeordnet ist, welcher die Oberfläche des Kernmaterials beschichtet. Träger für die Elektrophotographie gemäss Anspruch 1, wobei die Schicht mit der Fähigkeit zur Kontrolle der elektrischen Ladung einen Fluorvinylidenkunststoff, einen Tetrafluorethylenkunststoff, einen Trifluorchlorethylenkunststoff, einen Tetrafluorethylen/Hexafluorethylen Copolymerkunststoff, einen auf Phenol basierenden Kunststoff oder einen metallhaltigen Azokomplex aufweist. Träger für die Elektrophotographie gemäss Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschichtung des hochmolekularen Polyethylenkunststoffs auf der Oberfläche des genannten Kernträgermaterials durchgeführt wird durch Behandeln des Kernträgermaterials mit einem Katalysator und direktes Polymerisieren eines Ethylenmonomers auf der Fläche des so behandelten Kernträgermaterials. Entwicklungsmittel für die Elektrophotographie, mit einem Träger für die Elektrophotographie, gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, und einem Toner, der mit dem genannten Träger mit einem Verhältnis von 2-20 Gew.% gemischt ist. Verfahren zur Herstellung eines Trägers für die Elektrophotographie gemäss Anspruch 1, mit den folgenden Schritten:

Herstellen eines mit hochmolekularem Polyethylenkunststoff beschichteten Trägers durch Behandeln eines magnetischen Kernträgermaterials mit einem Katalysator und direktes Polymerisieren eines Ethylenmonomers auf der Oberfläche des so behandelten Kernträgermaterials, und

Bilden einer Schicht mit einer Dicke von 0,01-2 &mgr;m, welche die Fähigkeit besitzt, elektrische Ladung auf der Oberfläche des mit hochmolekularem Polyethylen beschichteten Trägers zu kontrollieren,

wobei die Schicht mit der Fähigkeit elektrische Ladung zu kontrollieren einen Fluorvinylidenkunststoff, einen Tetrafluorethylenkunststoff, einen Trifluorchlorethylenkunststoff, einen Tetrafluorethylen/Hexafluorethylen Copolymerkunststoff, einen auf Phenol basierenden Kunststoff, einen metallhaltigen Azkomplex oder einen auf Silikon basierenden Kunststoff aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines Trägers für die Elektrophotographie gemäss Anspruch 5, wobei die Schicht mit der Fähigkeit elektrische Ladung zu kontrollieren durch mechanische Wirkung auf die Oberfläche des mit hochmolekularem Polyethylenkunststoff beschichteten Trägers aufgebracht ist. Verfahren zum Herstellen eines Trägers für die Elektrophotographie gemäss Anspruch 5, wobei die Schicht mit der Fähigkeit elektrische Ladung zu kontrollieren durch Erwärmung auf der Oberfläche des mit hochmolekularem Polyethylenkunststoff beschichteten Trägers aufgebracht ist. Verfahren zum Herstellen eines Trägers für die Elektrophotographie gemäss Anspruch 5, wobei die Schicht mit der Fähigkeit elektrische Ladung zu kontrollieren durch Benetzen auf der Oberfläche des mit hochmolekularem Polyethylenkunststoff beschichteten Trägers befestigt wird.






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