NO128730B - - Google Patents

Description

Xerografisk fremkallermateriale.

Den foreliggende .onofinnelse "vedrører et xero<p>rafisk fremkallermateriale som består av a) tonerpartikler son inneholder fargestoff op; en harniks som er en nolyester av en dikarboksylsyre og en diol og b) bærerpartikler for tonernartiklene og/eller fra 0,02 til 20 vektsprosent, regnet av tonermengde-n, av minst ett fast, hydrofobt metallsalt av en fettsyre på eller umiddelbart

■opptil overflaten av tonernartiklene og/eller bærerpartiklene.

Dannelsen og fremkallingen av bilder nå flaten av fotole-

dende materialer med elektrostatiske midler er ve], kjent.. Pen grunnleggende xerografi ske nrosess, som er beskrevet 1 U.S.-patentskrift nr. 2- 2-97- 691 > involverer anbringelsen av on jevn elek-totrastisk ladning på et fotolédende isolerende, sjikt, eks<p>onering av sjiktet" for et lys--skygge-b i lde for å fortr»re ladningen pa do områder av sjiktet som blir eksnonert for Ivset og f'ivmk.-il I i tif- :>v

det resulterende latente elektrostatiske bilde ved å avsette på bildet et findelt elektrosko<p>isk materiale i faget kalt "toner". Toneren vil normalt tiltrekkes av de områder av sjiktet som holder en ladning, og danner derved et tonerbilde som tilsvarer det latente elektrostatiske bilde. Dette pulverbilde kan deretter .-overføres til en bæreflate, så som papir. Det overførte bilde kan deretter forbindes permanent til bæreflaten, for eksempel med varme. Istedenfor dannelse av et latent bilde méd jevn oppladning av det fotoledende sjikt og deretter eksponering av sjiktet for et lys-sky gge-bilde , kan man danne d'et latente bilde ved direkte å lade sjiktet i billedkonfigurasjon. PuTverbTldet- kan fikseres til det fotoledende lag dersom man ønsker å eliminere overføringen av pul-verbildet. Andre hensiktsmessige'fikseringsmåter, såsom behandling med-oppløsningsmiddel eller overtrekking, kan benyttes istedetfor den forannevnte varmebehandling.

Flere fremgangsmåter er kjent for nåføring av elektroskopiske partikler til det latente elektrostatiske'bilde som skal fremkalles.. En fremka.llingsteknikk som er beskrevet, i U.S.-patentskrift nr. 2.618.552, er kjent som "kaskade"fremkalling. Ifølge denne fremgangsmåte transporteres et fremkallermateriale•som omfatter relativt store bærerpartikler med findelte tcner<p>artikler elektrostatisk overtrukket disse, til og rulles eller drysses over flaten som bærer det elektrostatiske latente bilde. Sammensetnin-gen av bærerpartiklene er slik valgt at tonernartiklene lades triboelektrisk med den ønskete polaritet. Når blandingen drysses eller rulles over den billedb^rende flate, avsettes tonernartiklene elektrostatisk og festes til de ladete deler av det latente bilde og avsettes ikke 'på de utladete eller bakgrunnsdelene■av bildet. De fleste tonernartikler som' avsettes'tilfeldig, på bakgrunnen fjernes av de rullende bærerpartikler,- tilsynelatende nå grunn av den større elektrostatiske tiltrekning; mellom toneren og bærerpartiklene enn mellom toneren og den utladete bakgrunn. Bærerpartikler og overflødig toner føres deretter tilbake i nrosessen. Denne teknikk er meget god: for fremkallingen av bilder med streker.'

En' annen fremgangsmåte- for fremkalling av. élektrostatiske bilder er "magnetbørste"-fremgang,småt'en som' er beskrevetf or eksempel i- U . S.-patentskrift nr. < 2 . 87^-. 06 3 . Ved denne fremgangsmåte transporteres et fremkallermateriale som inneholder .toner og magnetiske bærerpartikler : av en ma<;>gnet. Magnetens magnetiske felt bevirker oppstilling av' den magnetiske bærer i en børsteliknende konfigurasjon. Denne "maghetbørste" berører den elektrostatiske billedbærende flate, og tonernartiklene trekkes fra børsten til det latente bilde ved elektrostatisk tiltrekking.

Nok en annen teknikk for fremkalling av elektrostatisk latente bilder er "pulvertåke"-fremgangsmåten som er beskrevet for eksemnel i U.S.-natentskrift nr. 2.221.776- Ved denne fremgangsmåte føres et fremkallermateriale som omfatter elektrisk latente tonerpartikler i et gassformet medium oon til flaten som bærer det latente elektrostatiske bilde. Tonernartiklene trekkes ved elektrostatisk tiltrekning fra <p>assen til det latente bilde. Denne fremgangsmåte er særlig anvendelig ved kontinuerlig tonerfremkalling.

Andre fremgangsmåter for fremkalling, såsom "touchdown"-fremkalling, som er beskrevet i U.S.-natentskri ft nr. 3-166.^32, kan benyttes hvor de er egnet.

Selv om noen av de forannevnte fremkallingsteknikker benyttes kommersielt idag, er den mest vanlig benyttete kommersielle xerografiske fremkallingsteknikk den fremgangsmåte som kalles "kaskade''-fremkalling. Et kontorkonieringsap<p>arat for allsidig bruk som anvender denne f remkallingsmå.te er beskrevet i U.S. patentskrift nr. 3-099-9^3- Kaskadefremkalling utføres vanligvis i et kommersielt apparat ved å drvsse en fremkallerblanding over den øverste flate av en trommel med en horisontal akse, som bærer et elektrostatisk latent bilde, -^remkalleren trans<p>orteres fra et trau eller en sump til den øverste del av trommelen ved hjelp av en båndtransportør. Etterat fremkalleren er drysset ned langs den øverste kvadrant-flate nå trommelen og ned i sumnen, føres den tilbake til systemet for å, fremkalle ytterligere elektrostatisk latente bilder. Små kvanta toner tilsettes oeriodisk til fremkal-lerblandingen for å kompensere for den toner som vil op<p>brukes ved fremkalling. Det resulterende tonerbilde overføres vanligvis til et mottakerark og smeltes deretter ved hjelp av en hensiktsmessig anordning, såsom en ovn. Trommelens overflate renses deretter for gjenbenyttelse. Denne fremgangsmåte for avbildning gjentas deretter for hver kopi som -frembringes av apparatet og gjentas vanligvis mange tusen ganger i lønet av fremkallerens levetid.

Det er således tydelig fra den foranstående beskrivelse såvel som fra andre fremkallingsteknikker, at toneren utsettes ror alvorlig mekanisk slitasje som er tilbøyelig til å bryte ned partiklene til uønskete støvkorn. Dannelsen av slike stdvkorn brem-ses når toneren inneholder en seig harniks med hdy molekvl.v^vokfr , som er istand til å motstå skjærkreftene og trykkre 1'tone som utoves nå toneren i apparatet. Uheldigvis kan mango materialer mod hov

molekylvekt ikke benyttes i automatiske apparater for høy hastig-

het, fordi de ikke kan smeltes hurtig i løpet av et varmefikse-ringstrinn for pulverbiIdet. Forsøk på å smelte hurtig en toner med høyt smeltepunkt ved hjelp av varmeenheter med overdimensjo-

nert høy kapasitet, er blitt møtt med nroblemer med å hindre forkulling av papirarkene og med tilstrekkelig avledning av varmen som utvikles av smelteenheten eller smelteenhetene. I noen tilfel-

ler har mottakerarket tatt fyr etter gjennomgangen gjennom smelteenheten. For å unngå forkulling eller forbrenning er således eks-trautstyr, såsom kompliserte og kostbare kjøleenheter, nødvendig for å avlede riktig den store varmemengde som utvikles av smelteren. Ufullstendig bortføring av varmen som utvikles vil resultere i ubekvemhet for oneratøren og skade nå varmeømfintlige apparatde-ler. Dessuten vil den økete plass som opptas av varme- og kjøleen-hetene og de høye driftsomkostninger for disse oppveie fordelene som oppnås ved den økete hastighet. På den andre side er harpikser med lav mole"ky 1 vekt, som varmesmeltes lett ved relativt lave tem--i peraturer vanligvis uønskete fordi disse materialer er tilbøyelig til å danne tykke filmer på flater av fotolederen som skal benyt-

tes om igjen. Disse filmer er tilbøyelig til å bevirke forringelse av bildet og medvirker til å øke vedlikeholdstiden for anparatet. Hange harpikser med lav molekylvekt spaltes når de utsettes for smeltebetingelser i konieringsapparater for høy hastighet. I til-

legg er harpikser med lav molekylvekt tilbøyelig til å danne kle-brige bilder på. de ferdige ark som lett tilsmusses og ofte smitter av på tilstøtende ark. Dessuten kan harpikser med lav molekylvekt ofte meget vanskelig eller til og med ikke smuldres i vanlige måle-apparater. Ytterligere må tonermaterialet kunne oppta en ladning med riktig polaritet når det bringes i berøring med flaten av bæ-rermaterialet i kaska.den- eller "touchdown"-fremkallingssystemer.

De triboelektriske og strø-mningskarakteristikkene for mange tonere blir uheldig påvirket av forandringer i luftfuktigheten. For eksempel varierer de triboelektriske verdier for noen tonere med forandringer i den relative fuktighet,- og dette er ikke ønskelig ved benyttelse i xerografiske systemer, særlig i automatiske presi-sjonsmaskiner som krever tonere med- stabile og forutbestemte triboelektriske verdier. En annen faktor som påvirker stabiliteten av bærerens triboelektriske egenskaper er tendensen til noen tonerma-terialer til å "kollidere" på bærernartiklenes overflate. Når fremkallerne benyttes i automatiske fremkallingsmaskiner som virker etter kaskadeprinsinnet og gjenanvendes mange ganger, bevirker de mange kollisjoner som onntrer mellom bærer- og tonernartiklene i maskinen at tonernartiklene som bæres nå bærerpartiklenes overflate sveises eller nå. annen måte tvinges inn i overflaten som bærerpartikler. Den gradvise oppsamling av permanent festet tonermateriale nå bærerpartiklenes flate bevirker en forandring i bærerpartiklenes triboelektriske verdi og medvirker direkte til forringelse av kopikvaliteten ved eventuell ødeleggelse av bærerens bære-kanasitet for tonermaterialet. Et flertall kjente bærere og tonere er av slipende art.. Slinende berøring mellom tonemartikler, bærer-<p>artikler og xerografiske avbildnin<g>sflater eiker den innbyrdes ødeleggelse av disse komnonenter. Utbvtting av bærerne og de elektrostatisk billedbærende flater er kostbart og tidkrevende. Xerografiske konier bør ha god strekkontrast såvel som akseotabel dekning av flater. Når en fremgangsmåte er utformet for å forbedre enten strekskaroheten eller dekningen av flateområ.dene lean man imidlertid vente redusert kvalitet for den andre egenskan. Anstrengelser for å øke billedtettheten ved å avsette stirre kvanta toner<p>artik-ler på det latente elektrostatiske bilde resulterer vanligvis i en uønsket stigning i bakgrunnsavsetninger. Siden de fleste termoplastiske materialer oppviser mangler i ett eller flere av de forannevnte områder, finnes det et kontinuerlig behov for forbedrete toner- og fremkallermaterialer.

Formålet med den foreliggende opnfinnelse er derfor å frembringe et fremkallermateriale som ikke medfører de ovennevnte ulemper. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at 1 det minste 75 vektsprosent av haroiksen består av en nolyester av en diolkomponent med formelen

og en syre med formelen

eller anhydridet av denne, hvor R er metylen eller et alkylenradikal med 2 -.12 karbonatomer eller et cykloalkylidenradikal , <17>' og ' '

er alkyl -enradikaler med 2-12 karbonatomer, X og X' or hvdrogen eller alkylradlkaler.med 1 - h karbonatomer og N * ' ' -er motvlen eller et alkylenradikal.med 2. - 12 karbonatomer eller et alkonylen-radikal med 2-12 karbonatomer og n or O eller 1.

Difenoler hvor R representerer en alkylidenradikal med fra

2 til 4 karbonatomer og R' og R,! representerer en alkylenradikal med fra 3 til 4 karbonatomer foretrekkes på grunn av at større motstandsdyktighet mot tilstopping, det vil si tonerens motstandsdyktighet mot agglomering ved lagring, forbedrete xerografiske egenskaper og mer fullstendig overføring av tonerbilder oppnås. Optimale resultater oppnås med dioler hvor R er en isopropyliden-radikal og R' og R'<1> er valgt fra grunnen som består av prooylen-eller butylenradikaler, fordi harpiksene som dannes av disse dioler har høyere motstandsdyktighet mot sammenhopning og trenger meget hurtig inn i det opptakende papirark under smelting. Dikarboksylsyrer med fra 3 til 5 karbonatomer foretrekkes fordi de resulterende tonerhar<p>ikser har større motstandsdyktighet mot filmdannelse på. gj enanvendbare avbildnings.f later og motstår dannelsen av støv under maskinens drift. Optimale resultater oppnås ved alfa-umettete-dikarboksyIsyrer som omfatter fumarsyre, maleinsyre eller maleinsyreanhydrid fordi maksimal motstandsdyktighet mot fysikalsk ødeleggelse av toneren såvel som hurtige smelteegenska-per oppnås. Det antas at nærværet av umettete bindinger i den alfa-umettete-dikarboksylsyre frembringer harpiksmolekyler med en større grad av seighet uten å påvirke smelte- og findelingsegen-skapene uheldig. Fremkallerne inneholder fra 0,02 til 20 vektsprosent regnet etter tonerens vekt i den endelige fremkallerbl.anding, av det faste, hydrofobe metallsalt av en fettsyre. Fremkallerne inneholder .fortrinnsvis fra 0,05 til' 4 vektsprosent av metallsaltet fordi maksimal reduksjon av bakgrunnsavsetningen .og billedtettheten derved oppnås. Uten nærværet av et fast, stabilt hydrofobt metallsalt av en fett/syre i\ fremkaller-en, kan det opptre en meget hurtig forringelse av de gjenanvendbare avbildningsflater, uholdbar kraftig bakgrunn, reciusert tetthet i tonerbildet, dårlig overføring av tonerbildet, redusert levetid på bærerpartiklene, øket vanskelighet med å fjerne gjenværende tonermateriale fra gjenanvendbare avbildningsflater samt redusert elektrisk stabilitet. Selv om det o<p>prinnelige potensial- På den elektrostatiske avbildningsflate kan reduseres og motstandsdyktigheten mot avsliping kan bedres når den andel av metallsalt som er tilstede økes over omtrent 10$, kan de uønskete bakgrunnsavsetninger øke merkbart. Dersom ladingsspenningen reduseres for å kompensere for nærværet av' metallsalt utover omtrent 10$, begynner bildene å få et "utvasket" utseende. Det er ikke avgjørende at hele flaten til hver tonerpartikkel er dekket med metallsaltet, for eksempel er tilstrekkelig metallsalt tilstede når 10 til 16% av tonernartikkelens flate er dekket med et metallsalt. Når metallsaltet er dispergert istedetfor belagt på en toner- eller bærerpartikkel, trenges forholds-vis mer metallsalt for å holde en tilstrekkelig mengde av det blottlagte salt på tonernartikkelens eller bæreroartikkelens overflate. Den ekstra mengde metallsalt som trenges avhenger i stor grad av fremkallernartiklenes overf lateareal, og følgelig, av den valgte partikkeldiameter. Ethvert egnet stabilt, fast hydrofobt metallsalt av fortrinnsvis en fettsyre med et smeltenunkt over omtrent 57°C kan benyttes. Ontimale resultater opnnås når omtrent 0,05 til omtrent 'I vektsnrosent, regnet etter vekten av toneren , sinkstearat finnes nå ytterflåtene til partiklene i fremkallermate-ria.let.. ^remkallere som inneholder sinkstearat foretrekkes fordi den resulterende blanding kjennetegnes ved fremragende smelteegen-skaper, høy renseevne fra elektrostatiske avbildningsflater, større triboelektrisk stabilitet, tette tonerbilder og øket motstandsdyktighet mot mekanisk avslipning. Uventet nok unngås både den risiko for brann og det unødvendig store kraftforbruk som finnes ved kjente xerografiske fremkallingsprosesser for høy hurtighet, når det benyttes tonere med innhold av det forannevnte polymere for-estringsorodukt og metallsalt. Di fenol-bestanddeler som tilsvarer den forannevnte formel er vel kjent og kan fremstilles, for eksempel ved å reagere alkalisaltene til en alkyliden- eller cykloal-kylidendifenol og en passende ole.finklorhydrin som beskrevet, for eksempel i U.S.-natentskrift nr. 2.331-365- En annen velkjent fremgangsmåte for fremstilling av de d.i fenolalkoholer som er re-presentert ved den forannevnte formel bestå.r av den direkte til-setting av en alkylenoks<y>d eller arylenoksyd til alkyliden- eller cykloalkylidendifenoler. Når•blandinger av alkohol- og fenol-hy-droksylforbindelser benyttes.for dannelsen av difenol, reagerer alkylenoksydéne med fenol-hydroksylgrupnene. Når to eller flere mol alkylenoksyder tilsettes til ett mol difenol foretres derfor begge fenol-hydroksylgrupner.vesentlig. Imidlertid tilsettes ofte litt mer enn den støkiometriske mengde alkylen- eller arylenoksyd, for å frembringe et fleksiblere molekyl. Når det benvttes over-skudd av alkylen- eller "arylenoksyd onntrer det en tilfeldig fordeling av oksyalkylen- eller oksyarylengruppene mellom de to hv-droksyetergruppene. Oksyalkylen- eller oksyarylenrrunpene nr. mol er derfor angitt generisk ved en gjennomsnitt nå n + ti., oksvalky-len'g■ runper nr. mol■ . Summen nv-n, i. + nrn . e■ r ■f o rt-r i nns- vi s mindiv onn omtrent 21 fordi tonerharn i ksoti da har større motstandsevne not

filmdannelse fra xerografiske flater. Enhver egnet difenol repre-sentert ved forannevnte formel kan benyttes. Typiske difenoler med den forangående generelle struktur omfatter: 2 ,2-bis(4-beta-hydroksy-etoksy feny1)-propan, 2,2-bis(4-hydroksy-isopropoksy-fenol) propan, 2 ,2-bis( 4-beta-hydroksy-etoksy- f eny 1 )-oentan, 2,2-bis(4-beta-hydroksy-etoksy- f eny 1)- butan, 2,2-bis(4-hydroksy-butoksy-feny1)-pronan, 2 ,2-bis(4-hydroksy-butoksy-feny1)-propan, 1,1-bis (4-hydroksy-etoksy-feny1)-butan, 1,1-bis(4-hydroksy-isopropoksy-f enyl)-heptan, 2,2-bis(3-rmety 1-4-beta-hydroksv-etoksy-f enyl)-propan , 1,1-bis(4-beta-hydroksy-etoksy-fenyl)-cykloheksan, 2,2'-bis (4-beta-hydroksy-etoksy-feny1)-norbornan, 2,2'-bis(4-beta-hydroksy-etoksy- fenyl )-norbornan , polyoks-yetvleneteren av isopropyliden-difenol, hvori begge fenolhydroksylgrupner er oksyetylerte og det gjennomsnittlige antall oksyetylengrupper pr. mol er 2,6, poly-oksypropyleneteren av 2-butylidendifenol, hvori begge fenol-hydroksylgrupnene er oksyalkylerte og det gjennomsnittlige antall av oksypropylengrupper pr. mol er.2,5- Typiske dikarboksylsyrer og anhydrider av disse omfatter: oksalsyre, malonsyre, ravsyre, glutarsyre, adininsyre, pimelinsyre, suberinsyre, azelainsyre, sebacinsyre, ftalsyre, mesaconsyre, homoftalsyre, isoftalsyre, tereftalsyre, o-fenyleneddikk-beta-<p>rooionsyre, itaconsyre, maleinsyre, maleinsyreanhydrid, fumarsyre, 2,2-dimetylfumarsyre, ftal-syreanhydrid, traumatinsyre og citraconsyre.

Enhver egnet vanlig forestringsmetode kan benyttes for å danne de lineære harpikser ifølge dénne oppfinnelse. Generelt for-estres-dihydrogenalkoholene og dikarboksylsyrene i omtrent ekvimolare forhold. Ved fremstillingen, av de- lineære tonernolymerer, fortsettes forestringsreaksjonen inntil en avkjølt prøve av pro-duktet danner, et klart fast stoff med et smeltepunkt på mirist 43°C.' Fortrinnsvis velges harpiksene ifølge denne oppfinnelse slik at smeltepunktet ligger mellom 43°Cog 115°C for å oppnå maksimal smeltevirkning ved kopierings- og dupliseringsapparater for høy hastighet. Molekylvekten- til tonerharpiksen ifølge denne oppfinnelse ved et gitt smeltepunkt varierer betydelig avhengig av- de benyttete reaksjonsbestanddeler. Smeltepunktet til torierharpiksen .ifølge denne ■ opp finnelse kan bestemmes ved enhver egnet. fremgangsmåte. Smeltepunktene beskrevet foran-bestemmes ved hjelp av et Fisher Johns-apparat for smeltenunktbestemmel-se, hvori hver ny ladning består av toner- eller harpikspartikler med en størrelse■som er mindre enn 20 mesh. Overraskende er polymerene, ifølge denne oppfinnelse meget motstandsdyktige-mot fysisk forringelse, filmdan-neise op støt ved relativt lave molekylvekter sammenliknet med vanlige estere av lineære noiyoler og dikarboksylsyrer. Por eksempel er det ononådd fremragende harnikser ved ekvimolare mengder fumarsyre og 2,2-bis(M-beta-hydroksv-etoksv-fenvI)-prooan med en molekylvekt så lav som 3-500. En foretrukket molekylvekt som tje-ner til å, fremhringe en toner som er snesielt motstandsdyktig mot filndannelse og stMt strekker seg fra 1.000 til 80.000. Som nå-pekt foran kan tonernolymeren ifølge den foreliggende onnfinnelse fremstilles ved forestringsteknikker som er velkjent på området. Por å sikre at diolen og dikarboksylsyren kondenserer i tilstrekkelig grad for å frembringe det ønskete smelteounkt, velges ande-lene av diol og dikarboksy]syre slik at deres radikaler vil fore-ligge i stort sett støkiometriske andeler når reaksjonen avslut-tes. Når relativt flyktige dibasiske syrer såsom fumarsyre eller maleinsyre, benyttes, gjennomføres reaksjonen i en inert atmosfære ved moderate temperaturer og stort sett atmosfærisk trykk under de første trinn for å minimalisere tanet av den dibasiske syre ved fordam<p>ning. Selv om det kan benyttes katalysatorer ved forestringen, benzoyloeroksyd, foretrekkes det vanligvis å utføre reaksjonen uten katalysatorer for å unngå forurensnin<g> av de endelige harniksnrodukter med katalysatorrester. Hvor det benyttes en katalysator bør mindre enn 5 vektsnrosent, basert nå den totale vekt av reaksjonsbestanddelene, benyttes for å unngå betydelig katalysator-forurensning. Dersom det foretrekkes, kan en liten mengde, for eksemnel opp til 1 vekts<p>rosent av en egnet nolvmer.i - sasjonsinhibitor, såsom hvdrokinon eller nvrogallol, tilsettes ladningen under forestringen dersom det er mulighet for at tverr-leddannelse kan onptre på grunn av de sure, umettete grupper.

Mindre andeler av en lavere alkylenglykol kan også benyttes i diolkomponenten sammen med difenoler ved fremstillingen av de lineære tonerpolymerer ifølge denne op<p>finnelse. Med' "lavere al-ky len" menes en alkylen med opp til 12 karbonatomer. Typiske lave alkylenglykoler omfatter: etylenglykol, dietvlenglvkol, nronylen-glykol, dinropylenglykol og blandinger av disse, '-'or å gi tilfredsstillende resultater bør andelen av lav alkylenglyko.1 forbli under omtrent 50 molnrosent av cien totale diol som benvttos ved forestringsreaksjonen. <M>otstandsd<y>ktighet mot f iImdanne1 so og fv-sisk forringelse økes meget dersom mengden av lav ni kvlenglykol holder under omtrent 10 molnrosent av den total f» l-oagort^ndo diol-komnonent.

Det <p>olymere forestringsprodukt som benyttes i tonerne ifølge denne onofinnelse kan blandes med en eller flere andre termoplastiske harpikser dersom det ønskes. Når det blandes med en annen termoplastisk harpiks er den tilsatte harpiks fordelaktig en aromatisk harpiks, en alifatisk harpiks eller blandinger av disse, fordi den resulterende blanding kjennetegnes ved særlig jevn konsistens og høy forutbestembarhet av fysiske egenskaper fra ladning til ladning. Manpe termoplastiske harpikser kan blandes med harpiksen ifølge denne oppfinnelse. Typiske termoplastiske harpikser omfatter: kollofonium-modifiserte fenolformaldehyd-harpikser, oljemodifiserte epoksyharpikser, nolyuretanharpikser, celluloseesterharpikser, harpikser av vinyltypen samt blandinger av disse.Når haroikskomponenten av toneren inneholder en tilsatt harpiks, bør den tilsatte komponent være tilstede i en mengde som er mindre enn omtrent 25 vektsprosent, basert nå den totale vekt av harpiksen som er tilstede i toneren. En relativt høy andel av kondensasjonsproduktet av den polymere diol og dikarboksy1 syren i den harpiksaktige komponent av toneren foretrekkes fordi en større reduksjon av smeltetemneraturene oppnås ved en gitt mengde av tilsetningsmateriale. Dessuten oppnås skarpere og tettere bilder når en høy andel av kondensasjonsproduktet av den polymere diol og dikarboksylsyren er tilstede i toneren. Enhver egnet blan-deteknikk, såsom varmsmelting, onnløsning og emulgeringsteknikker kan benyttes for å innføre den tilsatte harpiks i tonerblandingen. Den resulterende harpiksblanding er-stort sett homogen og meget forenlig med pigmenter og fargestoffer. Hvor det er hensiktsmessig kan fargestoffet tilsettes forut for, samtidig med eller etter blandingen eller polymeriseringen.

Det er kjent en metallsalttilsetning for xerografiske tonere. Mår fremkallermaterialet ifølge den foreliggende oppfinnelse inneholder metallsalttilsetningen, får de resulterende blandinger de fordelaktige kjente egenskaper og kjennetegnes dessuten ved høyere srneltehastigheter og større motstandsdyktighet mot mekanisk sli-tasj e.

Ethvert egnet stabilt, fast hydrofobt metallsalt av en fettsyre, fortrinnsvis en med et smeltepunkt over omtrent 57°C, kan benyttes sammen med tonerharpiksen ifølge denne oppfinnelse. Vann-onnløselige metallsalter mangler de riktige elektriske egenskaper og påvirkes uheldig av fuktihetsforandringer som vanligvis opptrer i den omgivende atmosfære. En stor del av de salter som vanligvis ansees å være uoppløselige vil imidlertid i virkeligheten oppløses i en viss grad. For å kunne gjennonfdre onn finnelsen, bør saltets oopløselighet være forsvinnende liten. Saltene son har de ønskete egenskaber omfatter mange salter av lineære mettete fettsvrer, umettete fettsvrer, delvis hydrerte fettsvrer og substituerte fettsyrer og blandinger av disse. Metallsaltene kan behandles i trommel eller males sammen med tonernartiklene eller bæreroartiklene eller være intimt disnergert i hver toner- eller bærernartikkel. Denne siste utfdrelsesform er imidlertid mindre fordelaktig enn de trom-lete eller malte blandin<g>er, fordi en større mengde metallsalt kreves for å frambringe en tilstrekkelig, mengde metallsalt blottlagt nå fremkallernartiklenes overflate. Metallsaltene blandes fortrinnsvis med tonermateria.le ved å. blande i, trommel tidligere findelte metallsaltnartikler med tidligere fremstilte findelte toneroartikler. Denne tromling fortsettes til metallsaltnartiklene er jevnt fordelt i massen av toneroartikler. fremragende tonerblan-dinger oponås når tonernartiklene tromles med metallsaltpartikler som har en størrelse i området fra omtrent 0,5 til 50 mikron. De således fremstilte blandinger foretrekkes fordi cfen resulterende behandlete toner oppviser meget stabile avbildninfsegenskaner under fuktighetsbetingelser som varierer sterkt.

Typiske fettsyrer hvorav stabile faste hydrofobe metallsalter kan avledes omfatter: Kanronsyre, enantylinsyre, kanrylsyre, pelargonsyre, kaorinsyre, undecylinsyre, laurinsyre, tridecoin-syre, myristinsyre , pentadecano.insvre, na.lmitinsy re , margarinsyre, stea.rinsyre , nondecylinsyre , arachidinsyre , beheninsyre , stillin-ginsyre, palmitoleinsyre, oleinsyre, ricinoleinsyre, netroselinin-syre, vacceninsyre, linonsyre, linolensyre, eleostearinsyre, lica-ninsyre, narinarinsyre, gadolinsyrearachidonsyre, cetolensyre,

og blandinger av disse. Typiske stabile faste metallsalter av fettsyrer omfatter: sinkstearat, bariumstea.rat, blystearat, jernstearat, nikkelstearat, koboltstearat, kobberstearat, strontiumstearat, kalsiumsteara.t , kadmiumstearat, magnesiumstearat, sinkoleat, man-ganoleat, jernoleat-, koboltoleat, kobberoleat, blyoleat, mapnesium-.oleat, sinkpalmitat, koboltpamitat, kobberpalmitat-, maniesiurinal-mitat, aluminiumpalmitat, kalsiumpalmitat, blvnrylat, blvkaproat, sinklinoleat, koboltlinoleat, kalsiumlinoleat, sinkri cino1oat , kadmiumrecinoleat samt blandinger av disse.

Når det faste hydrofobe metallsalt av on høyere fettsyre blandes fysisk med eller nåføres som et belegg nå toner- ol lor bærerpartikler, istedetfor å bli disnerpert i- tonernat r i k"-on, or metallsaltet fordel akt i g -1 i 1 stede i en mougdo fr.a 0 t. i I 10 vektsprosent basert på vekten av toneren i den endelige fremkallerblan-sing. Optimale resultater oppnås med omtrent 0,05 til 4$ metallsalt. Benyttelsen av små mengder kalsiumstearat som et nigment-fuktemiddel i sinkoksyd-fremkallerpulveret er kjent og beskrevet for eksempel i U.S.patentskrift nr. 3-053-688, snålte 5, linje 41

og i kanadisk patentskrift nr. 633-458 i spalte 9, linje 8. Mengden av kalsiumstearat som benyttes ifølge nevnte <p>atentskrifter for å lette fuktingen av pigmenter disnergert i sinkoksyd-fremkal-lernulveret er imidlertid utilstrekkelig for å frembringe en effek-tiv mengde blottlagt kalsiumstearat nå overflaten av tonerpartikkelen for de formål som ligger til grunn for den foreliggende oppfinnelse. Når mindre enn omtrent 0,02 vektsprosent metallsalt basert på vekten av toneren virkelig er tilstede nå overflaten av tonerpartikkelen, er dens egenskaper med hensyn til triboelektri-sitet, strømning, slitasje, overføring og billeddannelse stort sett de samme som for en toner eller bærer som ikke inneholder et metallsalt av en fettsyre. Tilsynelatende er ved en gitt mengde metallsalt basert på. vekten av toneren et større volum salt tilstede på overflaten av toneren eller bæreren når metallsaltet tilsettes blandingen av forut fremstilte fargete tonerpartikler eller bærere enn når det er intimt dispergert i hver tonerpartikkel eller bærer. Dersom konsentrasjonen av metallsalt økes til det punkt hvor toneren består'stort sett av 100$ metallsalt, vil metallsaltet danne glatte filmer på den elektrostatiske billedbærende flate og bærerpartiklene som benyttes til overføring av pul-verbildet, fjerning av bakgrunn og rensing. I U.S.-patentskrift nr. 3-083-117 beskrives det en fremgangsmåte for påføring av reak-tive tonere som inneholder 100$ jernstearat nå et elektrostatisk bilde og deretter overføring av det fremkalte bilde til et overfø-ringsark fuktet med en alkoholholdig oppløsning av gallussyre. Jernstearatet" reagerer med gallussyren til dannelse av et stort reaksjonsprodukt. I tillegg til de problemer man støter på når det benyttes toner som inneholder 100$ metallsalt, krever elektrostatiske fremkallin<p->småter av den forannevnte type væskebehandling på. forhånd av mottakerarket med en medfølgende økning i omkostninger og besværlighet. Dessuten vil krølling, avfarging av bildet og smitting skje oftere når det benyttes fuktete mottakerark. Ekstra-utstyr for å fjerne giftige og brennbare gasser kan også være nød-vendig.

<f>remragende resultater er blitt oppnådd med sinkstearat. Når toner— og fremkallerpartiklene ifølge denne oppfinnelse behandles

med sinkstearat, særlig i området fra 0,05 til 4 vektsprosent basert på den totale vekt av toner, oppnås bedre strømning, mindre bakgrunn, høyere billedtetthet ved lavere o<p>prinnelige ladnings-spenninger, samt høyere apparathastigheter ved mindre kraftforbruk. Trommelslitasjen reduseres merkbart.

Det skal forståes at de spesielle formler som er gitt for enhetene i harpiksene ifdlge oppfinnelsen representerer hovedande-len av de tilstedeværende enheter, men utelukker ikke nærværet av andre monomere enheter eller reaksjonsbestanddeler enn de som er angitt. Por eksemnel kan noen kommersielle materialer, så som poly-oksyetyleneteren av isoorooylidendifenol inneholde spor av homo-loge av denne eller ureagert etylenoksyd. Enhver mindre mengde av slike bestanddeler kan være tilstede i materialene ifølge denne oppfinnelse.

Ethvert egnet pigment eller fargestoff kan benyttes som fargegiver for tonernartiklene. Tonerfargegivere er velkjent og omfatter for eksempel kjønrøk, nigrosinfarge, anilinblått, "Calco Oil Blue", kromgult, ultramarinblått, "Quinoline Yellow", metylen-blått-klorid, "Monastral Red", "Sudan Black BN","Malachite Green Oxalate",lampesort, "Rose Bengal", "Monastral Red" samt blandinger av disse. Pigmentene eller fargest*offen<e> bør være tilstede i toneren i en tilstrekkelig mengde ti L å. gjøre den sterkt farget slik at den kommer til å danne et klart synlig bilde nå et o<pp>takeror-gan. Når konvensjonelle xerografiske kooier av maskinskrevne doku-menter ønskes kan således for eksemnel toneren omfatte et sort pigment så som kjønrøk eller et sort fargestoff så som "Sudan Black BN''-farge. For å oppnå tilstrekkelig far<g>etetthet benyttes pigmentet fortrinnsvis i en mengde fra 1 til 20 vektsnrosent, basert på den totale vekt av den fargete toner. Dersom fargegiveren som benyttes for toneren er et fargestoff, kan vesentlig mindre mengder fargegiver benyttes. Haroiksene ifølge denne oppfinnelse synes å ha en overraskende høy affinitet for farger og blir lettere og jevnere innfarget enn de fleste vanlige tonerharnikser. Selv om det ikke er fullstendig, klart, blir det oåstått at den uvanlig store avstand mellom de lineære nolymermolekyler i tonerne ifølge denne oppfinnelse tillater store fargemolekyler å trenge jevnt inn i og blande seg intimt med harniksmolekylene. Fargegiverne kan blandes med harpikskomoonenten forut for, under eller etterat har-pikskomponenten er blitt nolymerisert. Det er klart at enhver fargegiver som hindrer polymerisasjon bør blandes med hamiksen etterat harpiksen er fremstilt.

Fremkallermaterialet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan fremstilles ved hjelp av enhver kjent teknikk for tonerblanding og findeling. For eksemnel kan bestanddelene blandes grundig sammen ved å blande og male komponentene og deretter mikropulverisere den resulterende blanding. En annen kjent teknikk for fremstilling av tonerpartikler er å snrøytetørke en suspensjon, en oppvarmet smelte eller en oppløsning av tonerforbindelsen.

Når tonerblandingene ifølge denne oppfinnelse skal benyttes ved kaskade-fremkalling bør toneren ha en gjennomsnittlig nartik-keldiameter som er mindre enn 30 mikron og fortrinnsvis mellom 5 og 17 mikron for å gi optimale resultater. For benyttelse ved "pul-vertåken"-fremkalling, foretrekkes oartikkeldiametere som er litt mindre enn 1 mikron.

Egnete belagte og ubelagte bærermaterialer for kaskade- og magnetbørstefremkalling er kjent på området. Bæreroartiklene kan være elektrisk ledende, isolerende, magnetiske eller ikke-magnetiske, forutsatt at bærerpartiklene får en ladning med en motsatt polaritet av tonernartiklene når de bringes i tett berøring med disse, slik at tonernartiklene henger ved og omgir bærernartiklene. Når en positiv gjengivelse av et elektrostatisk bilde ønskes, velges bærerpartiklene slik at tonernartiklene får en ladning med motsatt polaritet av det elektrostatisk latente bildes ladning. Al-ternativt velges bærerpartiklene, dersom en omvendt gjengivelse av det elektrostatiske bilde ønskes, slik at tonerpartiklene får en ladning med samme nolaritet som 'det elektrostatiske bildes ladning. Materialene for bærerpartiklene velges således i samsvar med dets triboelektriske egenskaper i forhold til den elektroskopiske toner, slik at når de blandes eller bringes i innbyrdes kontakt, vil en komponent av fremkalleren lades positivt dersom den andre komponent befinner seg under den første komponent i den triboelektriske rekke og negativt dersom den andre komponent befinner seg over den første komponent i den triboelektriske rekke. Ved riktig valg av materialer i samsvar med deres triboelektriske virkninger, blir polaritetene på deres ladninger når de blande.s slik at de elektroskopiske tonerpartikler henger ved og dekker overflaten på bærerpartiklene og henger også ved den del av de elektrostatisk billedbærende flater som har en større tiltrekning for toneren enn bærerpartiklene. Typiske bærere omfatter natriumklorid, ammonium-klorid, aluminiumkaliumklorid, kaliumnatriumtartrat, natriumnitrat, alurriiniumnitrat, kaliumklorat, granulert zirkon, granulert sili-sium, mety lmeta.kry la.t, glass og silisiumdioksyd. Bærerne kan benyttes med eller uten overtrekk. Mange av de forannevnte og andre typiske bærere er beskrevet i U.S.-natentskri ft nr. 2.618.551, i U.S.-patentskrift nr. 2.638.416 og i U.S.-natentskrift nr. 2.518.552. En diameter nå en ferdig belagt bæreroartikkel nå mellom 50 og

1000 mikron foretrekkes fordi bærernartikkelen da har tilstrekkelig tetthet og treghet til å hindre vedheng til de elektrostatiske bilder under kaskade-fremkallingen. Det er uønsket at bærerpartikler henger ved de xerografiske trommelflater på grunn av dannelsen av dype furer i overflaten under billedoverføring, og trommelrensing, særlig når rensingen gjennomføres ved hjeln av en båndrenser, så

som båndet som er beskrevet i U.S.natentskrift nr. 3.186.838. Dessuten kan trykket slettes når'bærerkorn henger ved de xerografiske avbildningsflater. Generelt sagt onpnås tilfredsstillende resultater når omtrent 1 vektdel toner benyttes sammen med 10 til 200 vektdeler bærer.

Tonerforbindelsene ifølge den foreliggende opnfinnelse kan benyttes for å fremkalle latente elektrostatiske bilder nå enhver egnet elektrostatisk latent billedbærende flate medregnet konvensjonelle fotoledende flater. Kjente fotoledende materialer omfatter glassaktig selen, organiske eller uorganiske fotoledere innleiret i en ikke-fotoledende matriks og organiske eller uorganiske fotoledere innleiret i en fotoledende matriks. Representative pa-tentskrifter hvor fotoledende materia.ler beskrives omfatter U.S.-patentskrifter nr. 2.803-542, 2.970.906, 3.121.006, 3.121.007

samt 3-151-982..

De følgende eksempler gir ytterligere definisjon, beskrivelse og sammenlikning av metoder for fremstilling av fremkallermateria-lene ifølge den foreliggende oppfinnelse, og av benyttelsen av dem for å fremkalle elektrostatisk latente bilder. Deler og prosent-tall er angitt etter vekt dersom ikke annet er uttrykt.

Eksempel I.

En prøve på "Xerox 813" toner<p>artikler ble benyttet som en prøve. Kopier av et standard prøvemønster ble fremstilt med toneren i et modifisert "813 Xerox" kopieringsanparat. ("Xerox" er et re-gistrert handelsnavn). Smeltetemperaturen ble innstilt med en pro-porsjonal temperaturstyring og ble styrt ved hjelp av et termoele-ment plassert i sentrum av den øverste smelterplate. Smelteenheten omfattet plater montert omtrent 19 mm fra hverandre. Tonerbildene på 20 y 33 cm kopieringsark ble transportert gjennom smelteren med det dobbelte av vanlig hastighet, det vil si med omtrent 7,5 cm pr. sekund. Fordi motoren i et standard "Xerox 813" kopieringsap-parat løper fast ok overonnvarmes når apparatet drives med det dobbelte av normal hastighet, måtte det benyttes en motor med det dobbelte av vanlig effekt. Etter gjennomgang gjennom smelteren ble kopieringsarkene festet til en helsides slinetrommel med en diameter på omtrert 12 cm. En vanlig <!>,8l3'' renseduk ble presset mot kopiarket ved hjeln av en fjærbelastet valse under et fjær-trykk nå omtrent 18 kn. Ved å dreie sylinderen som bar kopierings-arket, ble hele tonerbildet på arket slipt ved friksjonsberøring med duken. En minimal smeltertemneratur ble funnet da alle prøve-bokstaver fremdeles var lesbare etter et slioeforlø<p> på 5 omdreininger med slinetrommelen. "Xerox 813" bærerkorn ble benyttet med toneren under fremkallingstrinnet. Den minimale smeltertemneratur hvorved lesbare kooier ble oppnådd med "Xerox 813" toner ble funnet å være 315°C. Noen av kopieringsprøvene ble funnet å inneholde glør når de kom ut fra. smelteren. Dessuten avslørte mikrografiske undersøkelser av den gjenanvendbare billedflate etter 5000 kopie-ringsforløp betydelig slitasje og forringelse av overflaten. Mikroskopisk undersøkelse av det smeltete tonerbilde avslørte dårlig inntrengning av tonermaterialet inn i oanirflaten med storparten av harpiksmaterialet beliggende over overflaten t.il kooierings-arket.

Eksempel II.

En tonerblanding ble fremstilt med omtrent 5 vektdeler kjøn-røk ("Neo Spectra Mark II") og omtrent 95 vektdeler av et polymert kondensas j onsprodukt av 2,2-bis ( 4-hydroksy-isonronoksy.feny 1 )-oropan og fumarsyre med en molekylvekt på omtrent 8000. Etter smelting og foreløbig blanding ble forbindelsen malt med gummi for å gi en jevnt dispergert forbindelse av kjønrøk i det termoplastiske harpikslegeme. Den resulterende blandete forbindelse ble av-kjølt og deretter fint oppdelt i en dysepulverisator slik at det fremkom tonerpartikler med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse nå 5 til 10 mikron. Omtrent 1 vektdel av de pulveriserte tonerpartikler ble blandet med omtrent 0.01 vektdel sinkstearatpartikler med en partikkelstørrelse fra 5 til Ho mikron samt omtrent 99 vektdeler "Xerox 813" bærerkorn og benyttet som erstatning, for fremkal lo r on i prø veappa.ra.tet beskrevet i eksempel I. Under stort sett i dont 1 sko undersøkelsesbetingelser ble det funnet at den originale sta.nda.rd "Xerox 813" drivmotor kunne benyttes og at den minimale I U; rtompo rut u r hvorved lesbare k on i o r ble frembragt etter et slioeforløp på 5 omdreininger av slipetrommelen, var omtrent 270°C. Dette er en reduksjon på omtrent 45°C fra smeltertemperaturen som ble krevet for kontrollnrøven i eksempel I. T"n"-en glør ble iakttatt nå konieringsnrøvene når de kom ut fra smelteren. Mikrografiske studier av den gjenanvendbare avbildningsflate etter 10.000 kopierings forløp avslørte mindre slitasje og forringelse på av-bildningsf laten enn ved flaten i eksempel I. Mikroskopisk undersø-kelse av de smeltete tonerbilder avslørte fremragende inntrengning av tonermaterialet i papiroverflat en med stornarten av harpiksmaterialet innleiret under napirarkets overflate.

Eksempel III.

En tonerblanding ble fremstilt med omtrent 10 vektdeler kjøn-røk ("Super Carbobar") og omtrent 90 vektdeler av et polymert kondensas jonsprodukt av 2 ,2-bis (4-hydroksy-isopropoksy-feny1)-propan og fumarsyre med en molekylvekt på omtrent 4.000. Etter smelting og innledende blanding ble forbindelsen tilført en mølle for maling med gummi og bla.ndet grundig slik at den ga en jevnt dispergert forbindelse av kjønrøk i det termonlastiske harpikslegeme. Den resulterende blandete forbindelse ble avkjølt og deretter findelt i en dysepulverisator og ga tonerpartikler med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 7 til 12 mikron. Omtrent 1,55 vektdeler av de pulveriserte tonerpartikler ble blandet med omtrent 0,004 vektdeler sinkstearatpartikler med en partikkelstørrelse på 5 til 40 mikron samt omtrent 99 vektdeler "Xerox 813" bærerkorn og benyttet istedetfor fremkalleren i prøveapnaratet beskrevet i eksempel I. Under stort sett identiske undersøkelsesbetingelser ble det funnet at den originale standard "Xerox 813" drivmotor kunne benyttes og at den minimale smeltertemneratur som ga lesba.re kopier etter et slipeforløp på 5 omdreininger med slipetrommelen var omtrent 263°C. Dette er- en reduksjon på' omtrent 62°C fra den smeltertemperatur som kreves for kontrollprøven i eksempel I. Ingen glør ble observert på kopieringsprøvene når de kom ut fra smelteren. Mikrografiske studier av den gjenanvendbare avbildningsflate etter 10.000 forløp avslørte mindre slitasje og forringelse av fla.ten enn i eksempel I. Mikroskopisk undersøkelse av det smeltete tonerbilde avslørte betydelig gjennomtrekking av panirfibrene med harpiksen med mesteparten av harpiksmaterialet innleiret under papirarkets overflate.

EKSEMPEL IV.

En tonerblanding ble fremstilt med omtrent 7 vektdeler kjøn-røk ("Super Carbobar") or omtrent 9 3 vektdeler av et polymert kondensas j onsorodukt av 2 ,2-bis(4-betahydroksyetoksyfeny1)-propan op fumarsyre med en molekylvekt på omtrent 5-000. Etter smelting op, innledende blanding ble forbindelsen tilført en mølle for maling med gummi og malt grundig for å gi en jevnt disnergert forbindelse av kjønrøk i det termonlastiske harnikslegeme. Den resulterende blandete forbindelse ble avkjølt og deretter findelt i en dysepulverisator slik at det fremkom tonernartikler med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse fra 10 til 15 mikron. Omtrent 1 vektdel av de pulveriserte tonernartikler ble blandet med omtrent 0,015 vektdeler koboltoalmitat med en partikkelstørrelse i området mellom 0,5 of 30 mikron og omtrent 99 vektdeler "Xerox 813" bærerkorn og benyttet istedetfor fremkalleren i prøveannaratet beskrevet i eksempel I. Under stort sett identiske prøvebetingelser ble det funnet at den originale drivmotor kunne benyttes og den minimale smeltertemneratur hvormed det ble oppnådd leselige kopier etter et slioeforlø<p> på 5 omdreininger med slioetrommelen, va.r omtrent 266°C. Dette er en reduksjon nå 50°C i forhold til sneltertemnera-turen som krevdes for kontrollprøven i eksemnel I. Ingen glør ble observert på kopieringsprøvene når de kom ut fra smelteren. Mikrografiske studier av den gjenanvendbare avbildnings flate etter 5.000 kopier avslørte mindre slitasje og forringelse av flaten enn i. ^ksemoel I. "ikroskooisk undersøkelse av de smeltete tonerbilder avslørte dyp Inntrengning av toneren i paniret med mesteparten av harniksmaterialet innleiret under pa<p>irets overflate.

Eksempel V.

En tonerblanding ble fremstilt med omtrent 5 vektdeler ".Sudan Rlaok-RN" fargestoff og omtrent 95 vektdeler av et polymert kondensas j on sn ror] uk t a. v 2 , 2-bis ( 3-metyl-4-beta:hydroksyetoksy f eny 1 )-nrona.n op maloinsyreanhydrid med en molekylvekt nå, omtrent 2.000. Etter smelting og innledende blanding ble forbindelsen tilført en mølle for maling med gummi og malt grundig for å. gl en jevnt dis-of.TfoH; forbindelse av fargestoffet i det termoplastiske harniks-I ogomo. Den ros u ] to rende blandete forblindelse ble a.vkjølt og der-otter findelt i o-n dy sepu 1 vori sut or for å gi. tonernartikler med en gjenriornsri i tt 1 i g oa.rt i kkol større! se fra 6 til 9 mikron. Omtrent 2 voktdo I <. ■r av do u 'u I ve r i se rt o tonornn rt i k.l o r ble blandet med omtrent 0,01', vektdeler j o rt i' > I < vi t, i >a rt i k I o r med en størrelse som varierte fra 5 til 40 mikrcn 0fr omtrent 99 vektdeler "Xerox 813" bærerkorn op, benyttet istedetfor fremkalleren angitt i eksempel I. Under stort sett identiske prøvebetingelser ble det funnet at den originale drivmotor kunne benyttes og den laveste smeltertemneratur hvorved det ble oppnådd lesbare kopier etter et slioeforløp på 5 omdreininger med slipevalsen, var omtrent 282°C. Dette er en reduksjon på 33°C i forhold til smeltertemperaturen i eksempel I. Ingen glør ble observert på kopieringsnrøvene når de kom ut fra smelteren. Mikrografiske undersøkelser av den gjenanvendbare avbildningsflate etter 5.000 forløo avslørte mindre slitasje og forringelse av flaten enn i eksempel I. Mikroskopisk undersøkelse av det smeltete tonerbilde avslørte fremragende gjennomtrekking av papiret med toneren, med mesteparten av harpiksmaterialet innleiret under papirarkets overflate.

Eksempel VI.

En tonerblanding ble fremstilt med omtrent 3 vektdeler

"Sudan Black-BN"-fargestoff og omtrent 97 vektdeler av et polymert kondensasjonsprodukt av 1,1-bis(4-betahydroksyetoksyfeny1)-cykloheksan og ravsyre med en molekylvekt oå omtrent 2.200. Etter smelting og innledende blanding'ble forbindelsen tilført en mølle for maling med gummi og malt grundig for å gi en jevnt dispergert forbindelse av fargestoffet i det termoplastiske harpiks legeme.

Den resulterende blandete forbindelse ble avkjølt og deretter findelt i en dysepulverisator hvorved de tonerpartikler som fremkom hadde en gjennomsnittlig nartikkelstørrelse på 6 til 9 mikron. Omtrent 2 vektdeler av de pulveriserte tonernartikler ble blandet med omtrent 0,01 vektdel sinkstearatpartikler med en størrelse i området fra 0,60 til 35 mikron, samt omtrent 99 vektdeler "Xerox 8l3" bærerkorn og benyttet istedetfor fremkalleren beskrevet i eksempel I. Under stort sett identiske nrøveforhold ble det funnet at den originale drivmotor kunne benyttes og a.t den laveste smeltertemperatur hvorved lesbare kopier kunne oppnås etter et slipefor-løp på 5 omdreininger med slipetrommelen, var omtrent 300°C. Dette er en reduksjon på 15° fra smeltetemperaturen som krevdes i eksempel I. Ingen glør ble observert på kopieringsprøvene når de kom ut av smelteren. Mikrografiske undersøkelser av avbildningsflaten etter 10.000 kopierings forløp avslørte mindre slitasje og forringelse av flaten enn i eksempel I. Mikroskopisk undersøkelse av det smeltete tonerbilde avslørte meget god gj ennomtrekking, av paoiret med toneren, med en vesentlig del av harniksmaterialet innleiret under papirarkets overflate.

Eksemnel VII.

En tonerblanding ble fremstilt med omtrent 3 vektdeler "Sudan Black-BN"-fargestoff, 2 vektdeler kjønrøk (fleo Spectra Mark II), og omtrent 95 vektdeler av et oolvmert kondensasjonsnrodukt av 2 , 2-b is ('4-hydroksy isonroooks v f eny 1)-propan , etylenglykol og itaconsyre med en molekylvekt på omtrent 1500. Etter smelting og innledende sammenblanding ble forbindelsen tilført en mølle for maling med gummi og malt grundig for å. ri en jevnt dispergert forbindelse av fargestoffet' i det termonlastiske harpikslegeme. Den resulterende blandete forbindelse ble avkjølt og deretter findelt i en dysepulverisator hvorved det fremkom tonerpartikler med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 6 til 9 mikron. Omtrent 2 vektdeler av de oulveriserte tonernartikler ble blandet med omtrent 0,1 vektdeler sinkoleat med en partikkel-størrelse fra 0,75 til 30 mikron, samt omtrent 99 vektdeler "813 Xerox" bærerkorn og benyttet istedenfor fremkalleren angitt 1 eksemnel I. Under stort sett identiske orøveforhold ble det funnet at den originale drivmotor kunne benyttes og at den laveste smeltertemneratur hvorved lesbare kopier ble oopnåidd etter et slineforløo på 5 omdreininger med slipetrommelen var omtrent 293°C. Dette er en reduksjon nå 22°C i forhold til smeltertemoeraturen som krevdes i eksempel I. Ingen glør ble iakttatt på. kopierings-nrøvene når de kom ut av smelteren. Mikrografiske studier av den gjenanvendbare avbiIdningsflate etter 5-000 konieringsforløn av-slørte mindre slitasje og forringelse av flaten enn i eksempel I. Mikroskopisk undersøkelse av det smeltete tonerbilde avslørte megot god inntrengning i papiret av toneren, med mesteparten av harp iksmateria 1 et innleiret under napirarkets overflate.

Eksempel VIII.

Omtrent 1,5 vektdeler av de pulveriserte tonerpartikler av don t.yoe som er beskrevet i eksempel III ble bla.ndet med omtrent 0,00H vektdeler til ystoaratpart "ikler med en nartikkelstørrelse på 2 i; i ] 50 mi kron r,amt omtrent 99 vektdeler glasskorn med en gjennomsnittlig diameter n?> omtrent 500 mikron og belagt med et sili-f",n-t,'.-rr>o I v mo r- ne a k s,j on s r> rod uk k a. v b ut v Imot rak ry ln t, s ty ren og 7 i 11 y l k r i e k' 1 k s 7 s i I a n of benyttet i :;1,r;<lori Por fremka 1 toren 1 eksempel I. Under stort sett identiske prøveforhold ble det funnet at laveste smeltertemneratur hvorved lesbare kopier ble oppnådd etter et slioeforløp nå 5 omdreininger med slipetrommelen var omtrent 262°C. Dette er en reduksjon nå 53°C fra smeltertemperaturen som krevdes i eksempel I. Ingen glør ble observert nå prøvene når de kom ut fra smelteren. Mikrografiske undersøkelser av den gjenan-, vendbare avbildningsflate etter 5.000 kopierings forløp avslørte mindre slitasje og forringelse av overflaten enn ved avbildningsflaten i eksempel I. Mikroskopisk undersøkelse av det tette smeltete tonerbilde avslørte vesentlig inntrekking av nanirfibrene av harpiksen med mesteparten av harpiksmaterialet innleiret under papirarkets overflate.

Eksempel IX.

Omtrent 2 vektdeler pulveriserte tonernartikler av den type som er beskrevet i eksempel IV ble blandet med omtrent 0.002 vektdeler sinkricolinbJeatpartikler med en partikkelstørrelse på 0,2 til 35 mikron samt omtrent 99 vektdeler av de tidligere nevnte glasspartikler med en gjennomsnittlig diameter nå omtrent 600 mikron og belagt med etylcellulose. Den resulterende fremkaller ble benyttet istedenfor fremkalleren i eksempel I. Under stort sett identiske betingelser, ble det funnet at den laveste smeltertemneratur hvorved lesbare kopier ble onpnådd etter et slioeforløp på 5 omdreininger med slipevalsen og tonerinntrengningen i papirfla-tene var stort sett de samme som de resultater som ble observert i forbindelse med tonerprøven i eksempel IV. Ingen glør ble observert på kopieringsprøvene når de kom ut av smelteren. Mikrografiske undersøkelser av den ,gjenanvendbare. avbildningsflate etter 5.000 kopierings forløp avslørte mindre slitasje og forringelse enn for avbildnings flaten i eksempel I.

Eksempel X.

Toneren fra eksempel. I ble undersøkt i et Fisher Johns smel-teapparat med hensyn til klebetemneratur og fluidiseringstempera-tur. Klebetemperaturen er den temperatur hvorved sammenklebing av tonerpartiklene først iakttas. Fluidiseringstemperaturen er den temperatur hvorved hele tonerprøven er .fullstendig fluidisert. Klebetemperaturen .for "Xerox 8l3"-toneren ble funnet å være omtrent 74°C og fluidiseringstem<p>eraturen omtrent 108°C. Forskjellen mellom klebetemperaturen og fluidiseringstem<p>eraturen var således omtrent ■ 3*°C.

Eksempel XI.

En prøve med tonerpartikler av den type som ble beskrevet i eksempel II ble undersøkt med hensyn til klebetem<p>eratur op- flui-diseringstemperatur på stort sett samme måte som beskrevet under eksempel X. Klebetemperaturen ble funnet å være omtrent 70°C op fluidiseringstemperaturen omtrent 90°C. Forskjellen mellom klebetemperaturen op fluidiseringstemperaturen var omtrent 20°C noe som er nesten halvparten så meget som for toneren i eksempel X. Den minste forskjellen mellom klebetemperaturen og fluidiseringstemperaturen til toneren i eksemnel II er betydelig mindre enn forskjellen funnet ved undersøkelse av toneren 1 eksempel X. Denne mindre forskjell ■ tillater innstilling av molekylvekten til harpiksen i eksempel II for å frembringe en lavere smeltertemneratur enn smelter-temneraturen for "Xerox 813" toner uten å gi problemer med sammen-klumping under lagring eller bruk nå grunn av klebrighet i toneren.

Eksemnel XII.

En prøve med tonernartikler av den type som er beskrevet i eksempel III ble undersøkt med hensyn til klebetemperatur og flui-diseringstemneratur nå stort sett samme måte som beskrevet i eksempel X. Klebetem<p>eraturen ble funnet å være omtrent 64°C og fluidi-serinpstemneraturen omtrent 82°C. Forskjellen mellom klebetem<p>era-'turen og fluidiseringstemneraturen var omtrent 18°C, hvilket er omtrent halvparten av forskjellen for toneren i eksempel X.

Eksempel XIII.

En prøve med tonerpartikler av den type som er beskrevet i eksemnel IV ble undersøkt med hensyn til klebetemperatur og fluidi-seringstemneratur på stort sett samme måte som beskrevet i eksempel Klebetem<p>eraturen ble funnet å være omtrent 62°C og fluidise-<p>infstemoeraturen omtrent 85°C. Forskjellen mellom klebetemperaturen og fluidiseringstemperaturen var omtrent 23°C. Den minste forskjell mellom klebetemperaturen og fluidiseringstemperaturen til toneren i. eksemnel IV var derfor betydelig ■ mindre enn den forskjell

-som ble funnet ved undersøkelsen av toneren i eksempel X.

Eksemnel XIV.

Kn nrø veb land i ng med toner ble fremst i-l t .med omtrent 5 vekt-do-lo-r kjønrøk op omtrent 90 vektdeler av et <p>olymert forestringsprodukt av en lineær alkohol, heksametylenglykol samt en dikar- • boksylsyre, sebasinsyre. Denne polymer, heksametylensebasat hadde en molekylvekt på omtrent 20.000 og et smeltepunktsområde fra 71 til 104°C. Etter smelting og innledende blanding ble forbindelsen tilført en gummimølle og malt grundig til det fremkom en jevnt dispergert forbindelse av kjønrøk i det termoplastiske harpikslegeme. Den resulterende blandete forbindelse ble avkjølt og deretter findelt i en dysepulverisator hvorved det fremkom tonerpartikler med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse nå 7 til 12 mikron. Omtrent 1 vektdel av de pulveriserte tonerpartikler ble blandet med omtrent .99 vektdeler ''Xerox 813"_bærerkorn og benyttet istedenfor fremkalleren angitt i eksempel I. Tonerbildene etter smelting var meget svake, utydelige og nesten uleselige. Etter omtrent 70 av-bildningsforløp ble det funnet en tung tonerfilm nå overflaten av den modifiserte "Xerox 813" xerografiske trommel.

Eksempel XV.

En tonerblanding ble fremstilt med omtrent 5 vektdeler kjøn-røk, omtrent 75 vektdeler av et polymert kondens asjonsnrodukt av 2 , 2-bis ( 4 ,hydroksy-isonroooksy-fenyl )-prooa.n samt fumarsyre med en molekylvekt på omtrent 8.000 samt omtrent 20 vektdeler sukroseben-zoat. Etter smelting og innledende blanding ble forbindelsen til-ført en gummimølle og malt grundig slik at det fremkom en jevnt dispergert forbindelse av kjønrøk i det termoplastiske harpikslegeme. Den resulterende sammenblandete forbindelse ble avkjølt og deretter findelt i en dysepulverisator hvorved det fremkom tonerpartikler med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 5 til 10 mikron. Omtrent 1 vektdel av de pulveriserte tonerpartikler ble blandet med omtrent 0,0025 vektdeler sinkstearatpartikler med en partikkelstørrelse.oå- 0,5 til 45 mikron, samt omtrent 99. vektdeler av ubelagte glassbærerkorn og benyttet istedenfor fremkalleren angitt i eksempel XIV. Under stort sett.. identiske undersøkelsesbe-tingelser ble de resulterende tonerbilder meget lett lesbare og meget tette.. Et ubetydelig slør ble funnet på overflaten av den xerografiske trommel.

Eksempel" XVI.

En tonerblanding ble fremstilt med omtrent 7 vektdeler kjøn-røk og omtrent 9 3 vektdeler av et polymert kondensasjonsnrodukt av 2,2-bis(4-betahydroksyetoksyfenyl)-propan og fumarsyre med en molekylvekt på omtrent 5-000. Etter smelting og innledende blanding ble forbindelsen tilført en gummimølle og malt glundig slik at det fremkom en jevnt dispergert forbindelse av kjønrøk i det termoplastiske harpiks legeme. Den resulterende sammenblandete forbindelse ble avkjølt og deretter findelt i en dyseoulverisator hvorved det fremkom tonerpartikler med en gjennomsnittli<g><p>artikkelstørrelse på 10 til 15 mikron. Omtrent 1 vektdel a.v de nulveriserte tonerpartikler ble blandet med omtrent 0,01 vektdeler sinkstearatnartikler med en størrelse fra 0,5 til 45 mikron samt omtrent 99 vektdeler "Xerox 8l3"-bærerkorn og benyttet istedenfor fremkalleren angitt i eksemDel I. Tonerbilder som ble fremstilt under stort sett identiske orøveforhold var tette og hadde fremragende kantdefinisjon. Et nesten umerkelig slør av tonermateriale ble funnet nå den xerografiske trommels flate.

Eksemnel XVII.

En kontrollprøvé med 1 vektdel fa.rgete forutfremstilte tonerpartikler av den type som ble beskrevet i eksempel III med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 5 til 10 mikron ble blandet med omtrent 99 vektdeler belagte glasskorn med en gjennomsnittlig par-tikkelstørrelse nå omtrent 250 mikron og deretter drysset over en elektrostatisk billedbærende trommelflate. Det fremkalte bilde ble deretter overført ad elektrostatisk vei til et nanirark, hvoretter det ble smeltet ved hjelp av varme. Det gjenværende pulver ble fjernet fra den elektrostatiske avbildnings flate ved hjelp av en renseduk av den tyne som er beskrevet i U. S.-patentskrift nr. 3.186.838. Etterat konieringen var gjentatt 25-000 ganger ble kopiene og den elektrostatiske billedbærende flate undersøkt med hen ".yri til henholdsvis kvalitet og slitasje. Kopiene hadde skarp 1 injekontrast og minimal bakgrunnsavsetning. En undersøkelse av avbildnings f laten avslørte imidlertid betydelige slitasjevirkninger.

Eksempel XVIII.

Omtrent 0.03 deler sinkstearat med en fordeling av partikkel-størrelsen nå. fra, 0,75 til 40 mikron ble omhyggelig rørt inn i en del a.v en farget forut fremstilt tonerpartikkel- av den type som klo beskrevet i eksemnel XVII. Den resulterende fremkallerblanding \,\ <: deretter malt grundig i en Szegvar i-atritor i omtrent 10 minut-ten-, '-'romkal I i nrsprosessen fra eksemnel XVII ble gjentatt med en ny 1, romme I og med den forarme vnte ii land i oe- benyttet istedenfor

toneren i eksempel XVII ved en relativ fuktighet på omtrent 50%

ved 21°C og ved en relativ fuktighet på 80% ved 2n",5°C. Kopier fremstilt med den malte prøven hadde høyere tetthet i dekkete områder enn kopier fremstilt med kontrollprøven fra eksempel XVII. Dessuten avslørte mikrografiske studier av den elektrostatiske billedbærende flate mindre slitasje enn på den billedbærende flate i eksempel XVII. Betydelig mindre dreiemoment var nødvendig for å drive trommelen når det ble benyttet stearattilsetning og en lavere spenning var nødvendig for å overføre tonerbildene til et mottakerark.

Eksempel XIX.

Omtrent 0,025 deler sinkstearat med en fordeling av partik-kelstørrelsen fra 0,75 til 40 mikron ble omhyggelig blandet sammen med omtrent 10 deler av en farget forut fremstilt tonerpartikkel av den type som ble beskrevet i eksempel III. Den resulterende blanding ble deretter sammenblandet i en lukket beholder i 15 minutter. Omtrent 1 del av blandingen ble blandet med 99 deler 250 mikron. Den resulterende fremkallerblanding ble fremkalt ved kaskadefrem-stilling som beskrevet i eksempel Xvin ved en relativ fuktighet på 50% ved 21°C og en relativ fuktighet på 80% ved 26,5°C. De resulterende smeltete tonerbilder var tettere under begge fuktighetsbetingelser enn de bilder som ble frembragt i eksempel XVIII.

Selvom spesielle materialer og betingelser er angitt i de forannevnte eksempler, er disse bare ment å illustrere den foreliggende oppfinnelse. Forskjellige andre egnete tonerpartikler, til-setningsstoffer, fargegivere og andre komponenter, for eksempel de som er anført foran, kan benyttes som erstatning i eksemplene med liknende resultater. Andre materialer såsom mykgjørere kan også tilsettes toneren for å gjøre den følsommere, synergisere den eller på annen måte forbedre smelteegenskapene eller andre ønskelige egenskaper ved systemet.

Claims (1)

1. Xerografisk fremkallermateriale som består av a) tonerpartikler som inneholder fargestoff og en harpiks som er en polyester av en dikarboksylsyre og en diol^og b) bærernartIkler for tonerpartiklene og/eller fra 0,02 til 20 vektprosent, regnet av toner-mengden, av minst ett fast, hydrofobt metallsalt av en fettsyre på eller umiddelbart opptil overflaten av tonerparti klene og/eller

bærerpartiklene, karakterisert ved at :L det' minste 75 vektsprosent av harpiksen består av en polyester av en diolkomponent med .formelen og en syre med .formelen oller anbydridet av denne, hvor R er metylen eller et alkylenradi-kat med 2 - 12 karbonatomer eller et eykloalkylidenradikal, R' og, R'' er alkylenradlkaler med 2 - 12 karbonatomer, X og X' er hyd-rogen eller alky L radikaler med 1 - 4 ka r bona t .>me r og R'<1>' er metylen eller- el aIk.ylenradlkal med 2 - 12 karbonatomer eller et alkenylenradlkal med 2-12 karbonatomer :.g n er 0 eller 1. ?. Fremkal lo rmu t e riale i samsvar med krav 1, k: a r a k. t e r - s e r t v o d at mindre enn 50 mol-prosent av diolkomponeri-ten or on lavere alkylenglykol.