DE1216694B

DE1216694B - Fluessiger elektrophotographischer Fixierentwickler, Verfahren zum Entwickeln und Fixieren von Ladungsbildern und Verfahren zur Herstellung einer Fixiermittelsuspension

Info

Publication number: DE1216694B
Application number: DER30724A
Authority: DE
Inventors: Keith Meridith Oliphant
Original assignee: AUSTRALIA RES LAB; Research Laboratories of Australia Pty Ltd
Current assignee: AUSTRALIA RES LAB; Research Laboratories of Australia Pty Ltd
Priority date: 1960-07-12
Filing date: 1961-07-11
Publication date: 1966-05-12
Also published as: NL266976A; US3241998A; GB998184A; BE606046A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT „ 1216694 Int. α.:

G 03 g

Deutsche Kl.: 57 e-1/22

Nummer: 1216 694

Aktenzeichen: R 30724IX a/57 e

Anmeldetag: 11. Juli 1961

Auslegetag: 12. Mai 1966

Die Erfindung betrifft einen flüssigen elektrophotographischen Fixierentwickler aus einer Trägerflüssigkeit, einem Toner, einem Fixiermittel und gegebenenfalls einem Steuerstoff. Ferner betrifft sie ein Verfahren zum Entwickeln und Fixieren von Ladungsbildern, bei dem ein Ladungsbild mit einem aus Trägerflüssigkeit, Toner, Fixiermittel und gegebenenfalls Sauerstoff bestehenden flüssigen Fixierentwickler während der Einwirkung eines elektrischen Feldes entwickelt und der überschüssige Fixierentwickler ent- ίο fernt wird, ein Verfahren zum Entwickeln und Fixieren von Ladungsbildern, bei dem ein Ladungsbild mit einem aus Trägerflüssigkeit Toner und gegebenenfalls Steuerstoff bestehenden flüssigen Entwickler während der Einwirkung eines elektrischen Feldes entwickelt und das Tonerbild nach Entfernen des überschüssigen Entwicklers fixiert wird, und ein Verfahren zum Entwickeln und Fixieren von Ladungsbildern, bei dem ein Ladungsbild mit einem aus Trägerflüssigkeit, Toner und gegebenenfalls Steuerstoff bestehenden flüssigen Entwickler während der Einwirkung eines elektrischen Feldes entwickelt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Fixiermittelsuspension. Es ist bekannt, Ladungsbilder mit einem Toner zu entwickeln, wobei die Tonerteilchen in einer elektrisch nicht leitenden Trägerflüssigkeit suspendiert und durch ein elektrisches Feld beeinflußt werden.

Zum Fixieren so hergestellter Tonerbilder hat man die Tonerteilchen durch gemeinsames Mahlen mit einem Überzug eines Fixiermittels versehen, wobei dieser Überzug durch Suspendierung des Toners in einem Lösungsmittel in einem klebrigen Zustand gehalten wurde. Dies hat den Nachteil, daß das vom Toner gelöste Fixiermittel den elektrischen Widerstand des als Trägerflüssigkeit dienenden Lösungsmittels herabsetzt, wodurch die Entwicklung beeinträchtigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist, einen flüssigen elektrophotographischen Fixierentwickler zu schaffen, der den Widerstand der Trägerflüssigkeit nicht herabsetzt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, Verfahren zum Entwickeln und Fixieren von Ladungsbildern anzugeben, bei denen der flüssige elektrophotographische Fixierentwickler verwendet werden kann, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Fixiermittelsuspension, aus der ein solcher flüssiger elektrophotographischer Fixierentwickler hergestellt werden kann, anzugeben.

Der Gegenstand der Erfindung geht von einem flüssigen elektrophotographischen Fixierentwickler aus einer Trägerflüssigkeit, einem Toner, einem Fixier-Flüssiger elektrophotographischer
Fixierentwickler, Verfahren zum Entwickeln und Fixieren von Ladungsbildern und Verfahren zur
Herstellung einer Fixiermittelsuspension

Anmelder:

Research Laboratories of Australia Limited,
Adelaide (Australien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Rathmann

und Dipl.-Ing. R. Mertens, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 40/42

Als Erfinder benannt:
Keith Meridith Oliphant,
Westbourne Park (Australien)

Beanspruchte Priorität:
Australien vom 12. Juli 1960 (62 470),
vom 14. Juli 1960 (62 567)

mittel und gegebenenfalls einem Steuerstoff aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß er als Fixiermittel einen umgefällten Kunststoff suspendiert enthält.

Besonders vorteilhaft ist, es wenn der Fixierentwickler als Kunststoff einen umgefällten Epoxydharzester, ein gegebenenfalls mit Styrol oder gegebenenfalls mit Safranöl modifiziertes Alkydharz oder ein Acrylharz enthält. Vorzugsweise enthält der Fixierentwickler im Vergleich zu den suspendierten festen Teilchen des Steuerstoffs einen Überschuß an Fixiermittel.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung geht von einem Verfahren zum Entwickeln und Fixieren von Ladungsbildern, bei dem ein Ladungsbild mit einem aus Trägerflüssigkeit, Toner, Fixiermittel und gegebenenfalls Steuerstoff bestehenden flüssigen Fixierentwickler während der Einwirkung eines elektrischen Feldes entwickelt und der überschüssige Fixierentwickler entfernt wird, aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein erfindungsgemäßer flüssiger elektrophotographischer Fixierentwickler verwendet und der überschüssige flüssige Fixierentwickler im Vakuum entfernt wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung geht von einem Verfahren zum Entwickeln und Fixieren von Ladungsbildern, bei dem ein Ladungsbild mit einem

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aus Trägerflüssigkeit, Toner und gegebenenfalls Tonerbild mit einer Fixiermittelsuspension oder

Steuerstoff bestehenden flüssigen Entwickler während -lösung behandelt.

der Einwirkung eines elektrischen Feldes entwickelt Durch den erfindungsgemäßen Entwickler wird und das Tonerbild nach Entfernen des überschüssigen erreicht, daß der elektrische Widerstand der Träger-Entwicklers fixiert wird, und zeichnet sich dadurch 5 flüssigkeit durch das Fixiermittel nicht verringert aus, daß das Tonerbild mit einer Suspension eines wird. Da das Fixiermittel getrennt vom Toner ist, aus einem umgefällten Kunststoff bestehenden Fixier- kann seine Menge im Entwickler leichter als wenn es mittels fixiert wird. am Toner haftet variiert werden.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung geht von Ferner ist es möglich, dusch einen Überschuß an

einem Verfahren zum-Entwickeln und Fixieren von io Fixiermittel die Adsorption des letzteren auch an

Ladungsbildern aus, bei dem ein Ladungsbild mit nicht mit Ladungen bedeckten Bildteilen des Ladungs-

einem aus Trägerflüssigkeit, Toner und gegebenenfalls bildes zu erreichen.

Steuerstoff bestehenden flüssigen Entwickler während . · ι -ι

der Einwirkung eines elektrischen Feldes entwickelt B e ι s ρ ι e 1 1

wird, und zeichnet sich dadurch aus, daß das Ladungs- 15 Aus einem Epoxydharzester (Öltyp: Kokosnuß;

bild mit einer Suspension eines aus einem umgefällten Öllänge: 28 %, Ölanteil des ölhaltigen Harzes, bezogen

Kunststoff bestehenden Fixiermittels in einer an sich auf den Gesamtfeststoffgehalt; Säurezahl: maximal 3;

bekannten Trägerflüssigkeit mit einem Volumen- Lösungsmittel: aromatisch; spezifisches Gewicht:

widerstand von mindestens 10⁹ Ohm · cm und einer 0,970 bis 0,980) wurde die Hauptmenge des aro-

Dielektrizitätskonstanten von weniger als 3 behandelt ao matischen Lösungsmittels abdestilliert und auf 1 g

und dann mit einem an sich bekannten flüssigen Rückstand 10 g Terpentinölersatz zugesetzt.

Entwickler entwickelt wird. Ein Zinkoxyd wurde mit einem Kunststoff über-

Ferner ist ein Gegenstand der Erfindung ein zogen, um ihm dieselbe (positive) elektrische Polarität

Verfahren zur Herstellung einer Fixiermittelsuspension, wie dem Epoxydharzester zu verleihen,

das sich dadurch auszeichnet, daß ein Epoxydharz- 25 Dazu wurden 100 g Zinkoxyd mit 150 g eines mit

ester, ein gegebenenfalls mit Styrol oder gegebenen- Leinöl modifizierten Alkydharzes (oxydierender Typ;

falls mit Safranöl modifiziertes Alkydharz oder ein Öllänge: 40%, Ölanteil des ölhaltigen Harzes, bezogen

Acrylharz in einem Lösungsmittel gelöst, mit Terpentin- auf den Gesamtfeststoffgehalt; Säurezahl: 25 bis 35 %;

ölersatz ausgefällt, von der Hauptmenge der Flüssig- spezifisches Gewicht bei 20⁰C: 0,98 bis 0,99) und

keiten entfernt und in einer mit Terpentinölersatz 30 100 g Toluol in einer Rollenmühle gemahlen,

mischbaren elektrophotographischen Trägerflüssigkeit, Das Zinkoxyd und das Fixiermittel (umgefällter

in der der Epoxydharzester, das gegebenenfalls mit Epoxydharzester) wurden in einem aliphatischen

Styrol oder gegebenenfalls mit Safranöl modifizierte Kohlenwasserstoff suspendiert und unmittelbar vor

Alkydharz oder das Acrylharz unlöslich ist, sus- der Verwendung als Entwickler 2 g Kobaltnaphthenat-

pendiert wird. 35 lösung (3°/_oig) und 3 g Bleinaphthenatlösung (15%ig)

Zur Herstellung eines flüssigen elektrophoto- eingerührt,

graphischen Fixierentwicklers wird ein Kunststoff in .

einem Lösungsmittel, welches Toluol oder Benzin Beispiel 2

enthält, aufgelöst und der Kunststoff aus der Lösung Aus einem Epoxydharzester (Öltyp: Kokosnuß;

mit zwei Volumteilen eines Terpentinölersatzes aus- 40 Öllänge: 28 %, Ölanteil des ölhaltigen.Harzes, bezogen

gefällt. Wird unter Erwärmen ausgefällt, wird ein auf den Gesamtfeststoffgehalt; Säurezahl: maximal 3;

besonders gut aufgequollenes Fixiermittel erhalten. Lösungsmittel: aromatisch; spezifisches Gewicht:

Nach Abfiltrieren der größeren Fixiermittelteilchen, 0,970 bis 0,980) wurde die Hauptmenge an aror·

welche zu dem als Ausgangsprodukt verwendeten matischem Lösungsmittel abdestilliert und auf 1 g

Kunststoff gegeben werden, wird das feinteilige 45 Rückstand 10 g Terpentinölersatz zugesetzt.

Fixiermittel in einer nicht als Lösungsmittel wirkenden 100 g eines mit Safranöl modifizierten Alkydharzes

Trägerflüssigkeit zusammen mit einem Toner sus- (Öllänge: 50%; Säurezahl: 6 bis 10; spezifisches

pendiert. Die Trägerflüssigkeit kann mit dem Terpen- Gewicht: 0,940 bis 0,950) wurden mit 100 g Ruß

tinölersatz mischbar sein. und 40 g Terpentinölersatz in einer Kugelmühle

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Teilchengröße 50 gemahlen und in η-Hexan als Trägerflüssigkeit des Fixiermittels durch die verschiedene Kombination suspendiert. Darauf wurden 200 ml der Tonerder Lösungsmittel gesteuert werden kann. Aus dem suspension mit 1 ml der Fixiermittelsuspension unter Vorstehenden ist zu entnehmen, daß, im Gegensatz Rühren versetzt. Die schwarzen Tonerteilchen waren zu den bekannten Entwicklern das Fixiermittel aus positiv geladen.
Teilchen besteht, welche bei der Entwicklung gleich- 55 _R .
zeitig vor oder nach dem Toner, jedoch immer Beispiel
unabhängig von ihm, auf das Ladungsbild nieder- Der Entwickler wurde wie im Beispiel 2 hergestellt, geschlagen werden. Als Epoxydharzester wurde ein wie im Beispiel 2

Soll das Fixiermittel gleichzeitig mit dem Toner zusammengesetzter verwendet, der jedoch Tallöl an

niedergeschlagen werden, muß es die gleiche elek- 60 Stelle von Kokosnußöl enthielt. An Stelle des Terpen-

trische Polarität wie der Toner haben, damit es sich tinölersatzes wurde Kumol verwendet,

in den gleichen Bildteilen wie der Toner niederschlägt. . · \ λ

Soll das Fixiermittel eher als der Toner nieder- B e 1 s ρ 1 e 1 4

geschlagen werden, wird das Ladungsbild zuerst mit Aus einem mit styrol- und leinölmodifizierten

einer Fixiermittelsuspension oder -lösung und dann 65 Alkydharz (Styrolgehalt: 30 Gewichtsprozent; Ql-

in einem getrennten Arbeitsgang mit einem fixiermittel- länge: 34%, Ölanteil des ölhaltigen Harzes, bezogen

freien Entwickler behandelt. Soll das Fixiermittel auf den Gesamtfeststoffgehalt; Säurezahl: 5 bis 9;

nach dem Toner niedergeschlagen werden, wird das spezifisches Gewicht bei 20° C: 0,982 ± 0,05) wurde

die Hauptmenge an Lösungsmitteln abdestilliert und der Rückstand in Terpentinö ersatz aufgelöst. 400 ml der sich ergebenden Lösung wurden in kleinen Anteilen unter heftigem Rühren zu 200 ml einer blauen Tonersuspension gegeben, die durch Vermählen von 100 g Phthalocyaninblau und 100 g eines mit Silikonharz modifizierten Alkydharzes (60 Gewichtsprozent nichtflüchtige Anteile; Säurewert 2 bis 6; Viskosität 5 bis 10 Poises) in einer Kugelmühle und Suspendieren des Mahlgutes in Cyclohexan (4 ml Mahlgut auf 200 ml Cyclohexan) gewonnen wurde.

Beispiel 5

Aus einem alkydmodifizierten Acrylharz (Säurezahl: maximal 7; spezifisches Gewicht: 0,977 bis 0,987; halb oxydierend, Lösungsmittel: Xylol) wurde die Hauptmenge Lösungsmittel abdestilliert und 1 g Rückstand in 5 g Terpentinölersatz aufgelöst.

5 ml dieser Lösung wurden zu 200 ml der blauen Tonersuspension gemäß Beispiel 4 gegeben.

Beispiel 6

Von einer Kunststofflösung mit einer Öllänge von 40 %, Ölanteil des ölhaltigen Harzes, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt, Toluol als Lösungsmittel, einer Säurezahl von 15 bis 20 und einem spezifischen Gewicht von 1,01 bis 1,03 wurde abdestilliert und auf 1 Gewichtsteil Rückstand 5 Gewichtsteile Benzin zugegeben.

Ein Gewichtsteil dieser Lösung wurde sodann unter Rühren zu 50 Gewichtsteilen einer roten Tonersuspension, die durch Vermählen von 5 g eines roten Farbstoffs (Color Index Pigmentrot 57) und 10 g eines nichttrocknenden Silikonharzes sowie Suspendieren der resultierenden Paste in n-Heptan als Trägerflüssigkeit (ITeil Paste auf 100 Teile n-Heptan) gewonnen wurde, zugegeben.

Der Toner war positiv geladen.

B e i s ρ i e 1 7

Durch Verwendung von 10 Teilen Fixiermittel auf 1 Teil Tonersuspension gemäß den Beispielen 2 und 5 wird erreicht, daß das Fixiermittel bei der Entwicklung eines Ladungsbildes von den nicht mit Ladungen bedeckten Bildteilen absorbiert wird.

Wenn wie im Beispiel 2 verfahren und an Stelle von n-Heptan Trichlortrifluoräthan als Trägerflüssigkeit verwendet wird, kann als zusätzliches Fixiermittel ein in Trichlormonofluormethan lösliches mit Silikonharz modifiziertes Alkydharz verwendet werden. Dieses Fixiermittel wird ebenfalls von den nicht mit Ladungen bedeckten Bildteilen absorbiert. Die Fixiermittel der bisherigen Beispiele schlagen sich bei der Entwicklung alle gleichzeitig mit dem Toner nieder. In den folgenden Beispielen schlägt man auf das Ladungsbild zuerst das Fixiermittel und in einem getrennten Arbeitsgang den Toner nieder.

Beispiele

Aus einem Epoxydharzester (Säurezahl: maximal 3; spezifisches Gewicht: 0,950 bis 0,960; Öltyp: entwässertes Rizinusöl; Lösungsmittel: Xylol) wurde die Hauptmenge Lösungsmittel abdestilliert und 1 g Rückstand in 10 g Terpentinölersatz aufgelöst. Mit dieser Lösung wurde das Ladungsbild unmittelbar vor der Entwicklung mit der blauen Tonersuspension gemäß Beispiel 4 behandelt.

Beispiel 9

50 g Polystyrol wurden in einer heißen Mischung aus 50 ml Xylol und 150 ml Terpentinölersatz aufgelöst und die Lösung gekühlt. Dann wurden weitere ml Xylol und 250 ml Terpentinölersatz zugegeben, unter Rühren mit 650 ml eines aliphatischen Kohlenwasserstoffes versetzt und der erhaltene Niederschlag durch Filtrieren entfernt. Das Filtrat stellt ein Fixiermittelkonzentrat dar, das zum Gebrauch mit dem aliphatischen Kohlenwasserstoff im Volumenverhältnis 1:4 verdünnt wurde. In die so hergestellte Fixiermittelsuspension wurde das Aufzeichnungsmaterial mit dem Ladungsbild maximal eine halbe Sekunde eingetaucht. So bleibt noch ein Ladungsbild erhalten, das danach wie üblich entwickelt werden kann. Das Tonerbild ist dann ohne weitere Maßnahmen fixiert.

Beispiel 10

Ladungsbilder wurden mit Tonersuspensionen gemäß den Beispielen 2, 3 oder 6 entwickelt. Die noch feuchten Tonerbilder wurden jeweils mit einer Suspension aus 10 Gewichtsteilen Fixiermittel gemäß einem der Beispiele 2, 3, 5 oder 8 in 100 Gewichtsteilen Cyclohexan, η-Hexan, n-Pentan oder Trichlortrifluoräthan behandelt.

Beispiel 11

Beträgt die Entwicklungszeit 5 Sekunden oder weniger, bleibt ein Restladungsbild nach der Entwicklung erhalten. Dieses kann zur bildmäßigen Niederschlagung von Fixiermitteln verwendet werden, wenn sich die Fixierung unmittelbar an die Entwicklung anschließt. Vorzugsweise wird hierzu die Fixiermittelsuspension gemäß Beispiel 9 verwendet.

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssiger elektrophotographischer Fixierentwickler aus einer Trägerflüssigkeit, einem Toner, einem Fixiermittel und gegebenenfalls einem Steuerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er als Fixiermittel einen umgefällten Kunststoff suspendiert enthält.

2. Flüssiger elektrophotographischer Fixierentwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Kunststoff einen umgefällten Epoxydharzester, ein gegebenenfalls mit Styrol oder gegebenenfalls mit Safranöl modifiziertes Alkydharz oder ein Acrylharz enthält.

3. Flüssiger elektrophotographischer Fixierentwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im Vergleich zu den suspendierten festen Teilchen des Steuerstoffs einen Überschuß an Fixiermittel enthält.

4. Verfahren zum Entwickeln und Fixieren von Ladungsbildern, bei dem ein Ladungsbild mit einem aus Trägerflüssigkeit, Toner, Fixiermittel und gegebenenfalls Steuerstoff bestehenden flüssigen Fixierentwickler während der Einwirkung eines elektrischen Feldes entwickelt und der überschüssige Fixierentwiclder entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiger elektrophotographischer Fixierentwiclder nach einem der Ansprüche 1 bis 3 verwendet und der überschüssige flüssige Fixierentwickler im Vakuum entfernt wird.

5. Verfahren zum Entwickeln und Fixieren von Ladungsbilder!!, bei dem ein Ladungsbild mit

einem aus Trägerflüssigkeit, Toner und gegebenenfalls Steuerstoff bestehenden flüssigen Entwickler während der Einwirkung eines elektrischen Feldes entwickelt und das Tonerbild nach Entfernen des überschüssigen Entwicklers fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Tonerbild mit einer Suspension eines aus einem umgefällten Kunststoff bestehenden Fixiermittels fixiert wird.

6. Verfahren zum Entwickeln und Fixieren von Ladungsbildern, bei dem ein Ladungsbild mit einem aus Trägerflüssigkeit, Toner und gegebenenfalls Steuerstoff bsstehenden flüssigen Entwickler während der Einwirkung eines elektrischen Feldes entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladungsbild mit einer Suspension eines aus einem umgefällten Kunststoff bestehenden Fixiermittels in einer an sich bekannten Trägerflüssigkeit mit

einem Volumenwiderstand von mindestens 10⁹Ωαη und einer Dielektrizitätskonstanten von weniger als 3 behandelt und dann mit einem an sich bekannten flüssigen Entwickler entwickelt wird.

7. Verfahren zur Herstellung einer Fixiermittelsuspension, dadurch gekennzeichnet, daß ein Epoxydharzester, ein gegebenenfalls mit Styrol oder gegebenenfalls mit Safranöl modifiziertes Alkydharz oder ein Acrylharz in einem Lösungsmittel gelöst, mit Terpentinölersatz ausgefällt, von der Hauptmenge der Flüssigkeiten entfernt und in einer mit Terpentinölersatz mischbaren elektrophotographischen Trägerflüssigkeit, in der der Epoxydharzester, das gegebenenfalls mit Styrol oder gegebenenfalls mit Safranöl modifizierte Alkydharz oder das Acrylharz unlöslich ist, suspendiert wird.