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Dokumentenidentifikation DE69408702T2 24.09.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0614128
Titel Tonerzusammensetzung mit Mischungskompatibilitätszusatzstoffen
Anmelder Xerox Corp., Rochester, N.Y., US
Erfinder Anderson, Robert W., Fairport, New York 14450, US;
Kremer, Susan J., Webster, New York 14580, US;
Grande, Michael L., Palmyra, New York 14522, US
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, Anwaltssozietät, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69408702
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 01.03.1994
EP-Aktenzeichen 943014589
EP-Offenlegungsdatum 07.09.1994
EP date of grant 04.03.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.09.1998
IPC-Hauptklasse G03G 9/08
IPC-Nebenklasse G03G 9/097   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zur Herstellung einer farbigen Toner-Mischung, wofür Toner verwendet werden, die Mischungskompatibilitäts-Komponenten enthalten, wodurch gefärbte Toner mit verbesserten charakteristischen Eigenschaften beim Mischen oder beim Beimischen bereitgestellt werden.

Entwickler-Zubereitungen mit ladungsverstärkenden Zusätzen, die dem Tonerharz eine positive Ladung verleihen, sind bekannt. So wird beispielsweise in dem US-Patent Nr. 3,893,935 die Verwendung von quatemären Ammoniumsalzen als Ladungskontrollmittel für elektrostatische Toner-Zubereitungen beschrieben. In diesem Patent werden quaternäre Ammoniumverbindungen mit vier Substituenten R am Stickstoffatom offenbart, wobei die Substituenten für eine aliphatische Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 7 oder weniger Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit etwa 3 bis etwa 7 Kohlenstoffatomen stehen, einschließlich geradkettiger und verzweigt-kettiger aliphatischer Kohlenwasserstoff-Gruppen, und worin X für eine anionische funktionelle Gruppe steht, einschließlich (gemäß diesem Patent) einer Vielzahl herkömmlicher anionischer Einheiten wie beispielsweise Halogeniden, Phosphaten, Acetaten, Nitraten, Benzoaten, Methylsulfaten, Perchlond, Tetrafluorborat, Benzolsulfonat und dergleichen.

Von Interesse ist auch das US-Patent Nr. 4,221,856, das elektrophotographische Toner offenbart, die mit dem Harz verträgliche quaternäre Ammoniumverbindungen enthalten, in denen wemgstens zwei Reste R Kohlenwasserstoffe mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen sind, und jeder weitere Rest R ein Wasserstoffatom oder ein Kohlenwasserstoff-Rest mit 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen ist und A ein Anion ist, beispielsweise Sulfat, Sulfonat, Nitrat, Borat, Chlorat sowie Halogene, z.B. Iodid, Chlorid und Bromid. Hierbei wird Bezug auf die Zusammenfassung der Offenbarung und Spalte 3 der genannten Druckschrift genommen.

Eine ähnliche Offenbarung findet sich in dem US-Patent Nr. 4,312,933, das eine Teilanmeldung des US-Patents 4,291,111 ist, sowie indem US-Patent Nr. 4,291,112, worin offenbart ist, daß A ein Anion ist, einschließlich beispielsweise Sulfat, Sulfonat, Nitrat, Borat, Chlorat und Halogene. Es sind in dem US-Patent Nr. 2,986,521 auch Umkehrentwickler-Zubereitungen beschrieben, die aus Tonerharz-Teilchen bestehen, die mit feinteiligem kolloidalem Siliciumoxid beschichtungsmäßig überzogen sind. Gemäß der Offenbarung dieses Patents wird die Entwicklung der elektrostatischen latenten Bilder auf negativ geladenen Oberflächen durch Aufbringung einer Entwickler-Zubereitung bewirkt, die eine positiv geladene triboelektrische Beziehung im Vergleich zu dem kolloidalen Siliciumoxid aufweist.

In dem US-Patent Nr. 4,338,390 werden auch Entwickler-Zubereitungen veranschaulicht, die als ladungsverstärkende Additive organisches Sulfat und Sulfonate enthalten. Diese Additive können der Toner-Zubereitung eine positive Ladung verleihen. Außerdem sind in dem US-Patent Nr. 4,298,672 positiv geladene Toner-Zubereitungen mit Harz-Teilchen und Pigment-Teilchen sowie mit Alkylpyridinium-Verbindungen als ladungsverstärkenden Additiven offenbart. Außerdem schließen andere Dokumente, die positiv geladene Toner- Zubereitungen mit Ladungskontroll-Additiven offenbaren, die US-Patente Nrn. 3,944,493; 4,007,293; 4,079,014; 4,394,430 und 4,560,635 ein. Diese veranschaulichen Toner mit Distearyldimethylammoniummethylsulfat als ladungsverstärkendem Mittel.

Es werden auch die folgenden US-Patente erwähnt: US-Patent Nr. 4,812,381, welches Toner und Entwickler offenbart, die Ladungskontrollmittel enthalten, welche quaternäre Ammoniumsalze der angegebenen Formel umfassen, beispielsweise in der Zusammenfassung der Beschreibung, wo offenbart ist, daß R für einen Alkylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen steht und das Anion Trifluormethylsulfonat ist; US-Patent Nr. 4,834,921 und US- Patent Nr. 4,490,455, welche Toner mit beispielsweise Aminsalzen als ladungsverstärkenden Additiven offenbaren, wobei beispielsweise Bezug auf die Zusammenfassung der Beschreibung genommen wird und wo offenbart ist, daß A für ein Anion steht, das diejenigen einschließt, die von aromatischen substituierten Sulfonsäuren wie Benzolsulfonsäure und dergleichen abgeleitet sind (siehe Spalte 3, beginnend bei Zeile 33); US-Reissue- Patent Nr. 32,883 (Reissue-Patent zum US-Patent Nr. 4,338,390), welches Toner mit Sulfat und Sulfonat als ladungsverstärkenden Mitteln veranschaulicht (siehe Zusammenfassung der Beschreibung, wo offenbart ist, daß R&sub4; ein Alkylenrest ist und das Anion einen Rest R&sub5; enthält, der ein Tolylgruppe oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen ist und n die Zahl 3 oder die Zahl 4 ist); US-Patent Nr. 4,323,634, welches Toner mit Ladungs- Additiven der in Spalte 3 gezeigten Formel offenbart, mit der Maßgabe, daß wenigstens eine der Gruppen R eine langkettige Amido-Gruppe ist und X ein Halogenid-Ion oder eine organisch substituierten Schwefel enthaltende Gruppe ist; US-Patent Nr. 4,326,019, das Toner mit langkettigen Hydrazinium-Verbindungen betrifft, wobei das Anion A ein Sulfat, Sulfonat, Phosphat, Halogenide oder Nitrat sein kann (siehe beispielsweise Zusammenfassung der Offenbarung); US-Patent Nr. 4,752,550, welches Toner mit inneren Salzen als Ladungs-Additiven oder Mischungen von Ladungs-Additiven offenbart (siehe beispielsweise Spalte 8); US-Patent Nr. 4,684,596, welches Toner mit Ladungs-Additiven der in Spalte 3 angegebenen Formel offenbart, worin X für eine Vielzahl von Anionen wie beispielsweise Trifluormetansulfonat stehen kann; sowie die US-Patente Nrn. 4,604,338; 4,792,513; 3,893,935; 4,826,749 und 4,604,338.

Außerdem sind Toner-Zubereitungen mit negativen ladungsverstärkenden Additiven bekannt; Bezug wird beispielsweise genommen auf die US-Patente Nm. 4,845,003; 4,411,974 und 4,206,064. In dem '974-Patent werden negativ geladene Toner-Zubereitungen offenbart, die aus Harz-Teilchen, Pigment-Teilchen sowie o-Halogenphenylcarbonsäuren als ladungsverstärkenden Mitteln besteht. In ähnlicher Weise werden in dem '064-Patent Toner- Zubereitungen mit Chrom-, Cobalt- und Nickel-Komplexen von Salicylsäure als Negativladungs-Verstärkungsadditiven offenbart.

In dem US-Patent Nr. 4,404,271 wird ein Verfahren zum Entwickeln elektrostatischer Bilder mit einem Toner veranschaulicht, der einen Metallkomplex enthält, der beispielsweise durch die Formel in Spalte 2 wiedergegeben wird, und worin ME Chrom, Cobalt oder Eisen sein kann. Außerdem schließen andere Patente, die verschiedene metallhaltige Azo-Komponenten offenbaren, in denen das Metall Chrom oder Cobalt sein kann, die US-Patente Nrn. 2,891,939; 2,871,233; 2,891,938; 2,933,489; 4,053,462 und 4,314,937 ein. Außerdem werden auch in dem US-Patent Nr. 4,433,040 Toner-Zubereitungen mit Chrom- und Cobalt- Komplexen von Azo-Farbstoffen als Negativladungs-Verstärkungsadditiven veranschaulicht.

In dem US-Patent Nr. 4,937,157 werden Toner-Zubereitungen veranschaulicht, die aus Harz, Pigment oder Farbstoff und Tetraalkylammoniumbisulfaten als ladungsverstärkenden Additiven bestehen, worin der Alkylrest beispielsweise 1 bis etwa 30 Kohlenstoffatome enthält, z.B. Distearyldimethylammoniumbisulfat, Tetramethylammoniumbisulfat, Tetraethylammoniumbisulfat, Tetrabutylammoniumbisulfat und vorzugsweise Dimethyldialkylammoniumbisulfat-Verbindungen, in denen die Dialkylreste von etwa 10 bis etwa 30 Kohlenstoffatome enthalten und noch mehr bevorzugt Dialkylreste mit etwa 14 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen, und dergleichen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfmdung, Verfahren zur Herstellung von gemischten oder zugemischten Tonem mit verbesserten charakteristischen Eigenschaften wie Fluß, Leitfähigkeit, Zumisch-Kompatibilität und Misch-Kompatibilität zu schaffen.

Die vorliegende Erfmdung stellt bereit ein Verfähren zur Herstellung einer gefärbten Toner- Mischung, welches die Schritte umfaßt, daß man

- einen ersten Toner bereitstellt, der ein Harz, Pigment-Teilchen, ein inneres Ladungs- Additiv und gegebenenfalls Oberflächenadditive umfaßt; und

- diesem einen zweiten Toner zusetzt, der ein Harz, Pigment-Teilchen, ein inneres Ladungs-Additiv und gegebenenfalls Oberflächenadditive umfaßt;

worin jeder Toner eine Mischungskompatibilitäts-Komponente enthält, die gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus quaternären Ammoniumverbindungen, Komplexen von Distearyldimethylammoniummethylsulfat, organischen Sulfonaten, Trialkylhydrogenammoniumbisulfaten, Kalium-bis(3,5-di-t-butylsalicylat-)borat, dem Calciumsalz von Salicylsäure, t-Butylsalicylsäure-Komplexen, Aluminiumsalz-Komplexen und Zinksalz- Komplexen.

Die Harz-Teilchen können Styrol-Acrylate, Styrol-Methacrylate, Styrol-Butadiene oder Polyester umfassen. Die Pigment-Teilchen können rotes, grünes, blaues, gelbes, braunes, cyan-farbenes, magenta-farbenes oder daraus gemischtes Pigment umfassen.

Wenigstens eines der inneren Ladungs-Additive kann eine Mischung aus Ladungs-Additiven umfassen. Die Mischung aus inneren Ladungs-Additiven kann etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-% eines ersten Ladungs-Additivs und etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-% eines zweiten Ladungs- Additivs umfassen. In einer Ausführungsform ist das erste innere Ladungs-Additiv ein Aluminiumkomplex-Salz, und das zweite Ladungs-Additiv ist ein Alkylpyridiniumhalogenid. In einer anderen Ausführungsform ist das erste Ladungs-Additiv Tris(3,5-di-t-butylsalicylato-)aluminium, und das zweite Ladungs-Additiv ist Alkylpyridiniumhalogenidcetylpyridiniumchlorid. Allgemein kann ein inneres Ladungs-Additiv gewählt sein aus der Gruppe, die besteht aus Alkylpyridiniumhalogeniden, Metallkomplex-Salzen und quaternären Ammoniumverbindungen oder aus der Gruppe, die besteht aus Cetylpyridiniumchlorid und Distearyldimethylammoniummethylsulfat.

Die genannten Oberflächen-Additive können Metallsalze von Fettsäuren, kolloidale Siliciumoxid-Teilchen, Metalloxide oder deren Mischungen umfassen. Insbesondere können die Oberflächenadditive eine Mischung aus Metallsalzen von Fettsäuren und kolloidalem Siliciumoxid umfassen, oder sie können Zinkstearat und kolloidale Siliciumoxid-Teilchen umfassen. Die Oberflächenadditive können in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 3 Gew.-% zugegen sein.

In einem Verfahren in Übereinstimmung mit der Erfindung kann eine Menge von etwa 1 bis etwa 99 % des ersten Toners einer Menge von etwa 99 bis etwa 1 % des zweiten Toners zugesetzt werden.

Eine Mehrzahl von gefärbten Tonem kann durch ein Verfahren in Übereinstimmung mit der Erfindung gemischt werden.

Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer rot gefärbten Toner-Mischung bereit, das das Mischen einer ersten Toner-Zubereitung, die aus einem Styrol-Butadien-Harz, einem magenta-farbenen Pigment, einer aus Cetylpyridiniumchlorid und einem Aluminium-Komplex bestehenden ladungsverstärkenden Additiv-Mischung und Oberflächen-Additiven aus kolloidalen Siliciumoxid-Teilchen und Zinkstearat-Teilchen sowie einer aus einem Calcium-Komplex bestehenden Mischungskompatibilitäts-Komponente besteht, mit einem zweiten Toner, der aus einem Styrol-Butadien-Harz, einem LITHOL SCARLET -Pigment, einem magenta-farbenen Pigment, einem aus Distearyldimethylammoniummethylsulfat bestehenden ladungsverstärkenden Additiv und Oberflächen-Additiven aus kolloidalen Siliciumoxid-Teilchen und Zinkstearat-Teilchen sowie einer aus einem Calcium- Komplex bestehenden Mischungskompatibilitäts-Komponente besteht, umfaßt.

Die vorliegende Erfindung schafft weiter ein Verfahren zur Herstellung einer purpurfarbenen Toner-Mischung, das das Mischen einer ersten Toner-Zubereitung, die aus einem Styrol-Butadien-Harz, einem PV FAST BLUE -Pigment, einer aus Cetylpyridiniumchlorid und einem Aluminium-Komplex aus der Reihe BONTRON E-88 bestehenden ladungsverstärkenden Additiv-Mischung und Oberflächen-Additiven aus kolloidalen Siliciumoxid- Teilchen und Zinkstearat-Teilchen und einer aus einem Aluminium-Komplex bestehenden Mischungskompatibilitäts-Komponente besteht, mit einem zweiten Toner, der aus einem Styrol-Butadien-Harz, einem LITHOL SCARLET -Pigment, einem magenta-farbenen Pigment, einem aus Distearyldimethylammoniummethylsulfat bestehenden ladungsverstärkenden Additiv und Oberflächen-Additiven aus kolloidalen Siliciumoxid-Teilchen und Zinkstearat-Teilchen sowie einer Mischungskompatibilitäts-Komponente besteht, die aus einem Aluminium-Komplex besteht, umfaßt.

Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Herstellung einer blau gefärbten Toner-Mischung, die das Mischen einer ersten Toner-Zubereitung, die aus einem Styrol- Butadien-Harz, einem NEOPEN BLUE -Pigment, dem ladungsverstärkenden Additiv Distearyldimethylammoniummethylsulfat (DDAMS) und Oberflächen-Additiven aus kolloidalen Siliciumoxid-Teilchen und Zinkstearat-Teilchen und einer Kompatibilitäts- Komponente besteht, die auf der Toner-Oberfläche (SBCC, BCC) gemischt ist und aus einem Aluminium-Komplex besteht, mit einem zweiten Toner, der aus einem Styrol- Butadien-Harz, einem LITHOL SCARLET -Pigment, einem aus Distearyldimethylammoniummethylsulfat bestehenden ladungsverstärkenden Additiv und Oberflächen-Additiven aus kolloidalen Siliciumoxid-Teilchen und Zinkstearat-Teilchen sowie einer Mischungskompatibilitäts-Komponente besteht, die aus einem Aluminium-Komplex besteht, umfaßt.

Negativ geladene gefärbte Toner-Zubereitungen, die durch Verfahren in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt wurden, können darin ladungsverstärkende Additive wie beispielsweise Distearyldimethylammoniummethylsulfat (DDAMS), quaternäres Ammoniumhydrogenbisulfat, speziell Trialkylammoniumhidrogenbisulfat, oder Tetraalkylammoniumsulfonate wie beispielsweise Dimethyldistearylammoniumsulfonat und dergleichen und auf ihrer Oberfläche Mischungskompatibilitäts-Komponenten enthalten.

Ein nach einem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestelltes Toner-Produkt kann mit Träger-Teilchen unter Schaffung einer Entwickler-Zubereitung gemischt sein.

Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können die folgenden Schritte umfassen: Zu Beginn können die Toner nach herkömmlichen Verfahrensweisen hergestellt werden, beispielsweise als Schmelzmisch-Harz, Pigment und ladungsverstärkendes Additiv in wirksamen bekannten Mengen, z.B. für das innere Ladungsadditiv von etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-%. Die externe Mischungskompatibilitäts-Komponente (blend compatibility component; BCC) kann entweder auf die einzelnen Toner getrennt oder gleichzeitig auf die die Mischung ausmachenden Toner aufgebracht werden. Die externe Mischungskompatibilitäts-Komponente wird typischerweise auf den Toner oder die Toner im Wege des mechanischen Mischens aufgebracht, wie es beispielsweise mittels eines Mischers geschieht. Wenn die Mischungskompatibilitäts-Komponente (BCC) auf die die Mischung ausmachenden Toner getrennt aufgebracht wird, werden anschließend die Toner im Rahmen einer beliebigen Zahl von Misch-Verfahrensschritten wie beispielsweise Trommelmahlen oder mechanisches Mischen unter Bildung der Mischung zusammengegeben. Wenn die Mischungskompatibilitäts-Komponenten (BCC's) auf die die Mischung ausmachenden Toner gemeinsam aufgebracht werden, wird typischerweise ein Schritt des mechanischen Mischens angewendet, d.h. der Behandlung in einem Mischer, in dem alle Komponenten, d.h. die Toner und die externen Mischungskompatibilitäts-Komponenten (BCC's), zusammengegeben werden.

Weitere Oberflächen-Additive wie beispielsweise Leitfähigkeits-Hilfsmittel wie Metallsalze von Fettsäuren, z.B. Zinkstearat, und Fließ-Hilfsmittel wie AEROSIL können entweder getrennt oder gemeinsam mit den externen Mischungskompatibilitäts-Komponenten (BCC) aufgebracht werden.

Die Mischzeiten für den mechanischen Misch-Schritt können im Bereich von etwa 5 bis etwa 30 min liegen und können noch mehr typisch im Bereich von etwa 5 bis etwa 15 min liegen. Es können jedoch auch andere wirksame Zeiten gewählt werden. Die Menge an externer Mischungskompatibilitäts-Komponente liegt typischerweise im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 3 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von etwa 0,01 bis 1 Gew.-%. Es können jedoch auch andere wirksame Mengen gewählt werden, wie z.B. von etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-%. Die hauptsächliche Funktion der externen Mischungskompatibilitäts-Komponente (BCC) ist, eine verbesserte Mischkompatibilität zu schaffen, wie sie durch die Trennung (oder das Fehlen der Trennung) im Ladungsspektrum der Tonermischung und die Mischzeit der Mischung gemessen wird. Die externe Mischungskompatibilitäts-Komponente fungiert - wie angenommen wird - nicht als Mittel zur Ausrichtung der Primärladung wie beim Fixieren oder Bewegen der Triboladung der Toner. Jedoch kann eine Bewegung der Triboladung akzeptabel sein, vorausgesetzt, daß eine verbesserte Mischungskompatibilität, wie sie in der vorliegenden Beschreibung veranschaulicht wird, erreicht wird. Mit den Verfahrensweisen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann ein Blend oder eine Mischung von Tonern, speziell von zwei Tonern, geschaffen werden, die beispielsweise eine Farbe (und in einigen Fällen auch andere charakteristische Eigenschaften) aufweist, die von der/denen der anfänglichen Toner, aus denen die Mischung besteht, verschieden ist/sind. Diese Mischung fungiert nach dem Formulieren mit Träger-Teilchen als elektrophotographischer Entwickler.

Die Mischungskompatibilitäts-Additive sind auf dem Toner dispergiert und bestehen aus quaternären Ammoniumverbindungen, Distearyldimethylammoniummethylsulfat-Komplexen, wie beispielsweise BONTRON E-84 und E-88 (erhältlich von der Firma Orient Chemical Company; Bezug: US-Patent Nr. 4,845,003), organischen Sulfonaten wie beispielsweise Stearylphenethyldimethylammoniumtosylat (SPDAT), Trialkylhydrogenammoniumbisulfat wie beispielsweise Distearylmethylhydrogenammoniumbisulfat, Trimethylhydrogenammoniumbisulfat, Triethylhydrogenammoniumbisulfat, Tributylhydrogenammoniumbisulfat, Dioctylmethylhydrogenammoniumbisulfat, Didodecymethylhydrogenammoniumbisulfat, Dihexadecylmethylhydrogenammoniumbisulfat, Kalium-bis(3,5-di-t- butylsalicylato-)borat, erhältlich von der Firma Japan Carlit als LR120 , TN1001, von dem angenommen wird, daß es ein Calciumsalz von Salicylsäure ist, und das erhältlich ist von der Firma Hodogaya Chemical, t-Butylsalicylsäure-Komplexen, Aluminiumsalz- und Zinksalz-Komplexen und dergleichen. Diese Additive bzw. Zusätze sind in verschiedenen wirksamen Mengen zugegen, beispielsweise von etwa 0,01 bis etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,01 bis etwa 5 Gew.-% und noch mehr bevorzugt von etwa 0,01 bis etwa 1 Gew.-%.

Eine Anzahl bekannter innerer Ladungsadditiv-Komponenten kann gewählt werden, einschließlich derjenigen, die in den in der vorliegenden Beschreibung genannten US- Patenten veranschaulicht sind, wie beispielsweise DDAMS, Cetylpyridiniumhalogeniden, Bisulfaten, Aluminium-Komplexen, Zink-Komplexen, E-88 , E-84 und dergleichen. Diese Zusätze sind in verschiedenen wirksamen Mengen zugegen, wie beispielsweise in Mengen von etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.-% und vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 3 Gew.-%. Als innere Ladungs-Additive können die Mischungskompatibilitäts-Komponenten gewählt werden, die in der vorliegenden Beschreibung veranschaulicht sind.

In Ausführungsformen der Erfindung wird ein erster Toner in einer Menge von etwa 50 Gew.-%, der aus 92,5 % Harz-Teilchen wie beispielsweise Styrol-Methacrylaten oder Styrol-Butadienen, 5 % Pigment wie beispielsweise einem magenta-farbenen Pigment wie HOSTAPERM PINK , einen inneren Ladungs-Additiv wie beispielsweise einer Mischung aus 2 % BONTRON E-88 , einem Aluminiumsalz-Komplex und 0,5 % Cetylpyridiniumchlorid, externen Oberflächen-Additiven wie beispielsweise 0,3 % AEROSIL und 0,3 % Zinkstearat und einer Mischung eines Kompatibilitäts-Oberflächenadditivs wie beispielsweise 0,05 % LR120 , von dem angenommen wird, daß es Kalium-bis(3,5-di-t-butylsalicylato-)borat ist, besteht, gemischt mit einem zweiten Toner in einer Menge von etwa 50 Gew.- %, der aus 92 % Harz-Teilchen wie beispielsweise Styrol-Methacrylaten oder Styrol- Butadienen, einem Pigment wie beispielsweise LITHOL SCARLET und 0,28 % HOSTAPERM PINK , einem inneren Ladungs-Additiv wie beispielsweise 1 % DDAMS, externen Oberflächen-Additiven wie beispielsweise 0,3 % AEROSIL und 0,3 % Zinkstearat und einem gemischten Kompatibilitäts-Oberflächen-Additiv wie beispielsweise 0,05 % LR120 besteht, und so ein roter Toner geschaffen.

In anderen Ausführungsformen der Erfindung wird ein erster Toner in einer Menge von etwa 50 Gew.-%, der aus 90,5 % Harz-Teilchen wie beispielsweise Styrol-Methacrylaten oder Styrol-Butadienen, 7 % Pigment wie beispielsweise PV FAST BLUE , einem inneren Ladungs-Additiv wie beispielsweise einer Mischung aus 2 % BONTRON E-88 und 0,5 % Cetylpyridiniumchlorid, externen Oberflächen-Additiven wie beispielsweise 0,3 AEROSIL und 0,3 % Zinkstearat und einem Mischungskompatibilitäts-Oberflächenadditiv wie beispielsweise 0,05 % BONTRON E-88 besteht, mit einem zweiten Toner in einer Menge von etwa 50 Gew.-% gemischt, der aus 92 % Harz-Teilchen wie beispielsweise Styrol- Methacrylaten oder Styrol-Butadienen, 6,72 % Pigment wie beispielsweise LITHOL SCARLER und 0,28 % HOSTAPERM PINK , einem inneren Ladungs-Additiv, externen Oberflächen-Additiven wie beispielsweise 0,3 % AEROSIL und 0,3 % Zinkstearat und einem Mischungskompatibilitäts-Oberflächenadditiv wie beispielsweise 0,05 % BONTRON E-88 besteht, und so ein purpur-farbener Toner bereitgestellt.

In noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein erster Toner in einer Menge von etwa 50 Gew.-%, der aus 94,9 % Harz-Teilchen wie beispielsweise Styrol-Methacrylaten oder Styrol-Butadienen, 5 % Pigment wie beispielsweise NEOPEN BLUE , einem internen Ladungs-Additiv wie beispielsweise 0,1 % DDAMS, externen Oberflächen-Additiven wie beispielsweise 0,3 % AEROSIL und 0,3 % Zinkstearat und Mischungskompatibilitäts-Oberflächenadditiven wie beispielsweise 0,05 % BONTRON E-88 besteht, mit einem zweiten Toner gemischt, der aus 92 % Harz-Teilchen wie beispielsweise Styrol- Methacrylaten oder Styrol-Butadienen, Pigment wie beispielsweise LITHOL SCARLET und 0,28 % HOSTAPERM PINK , einem inneren Ladungs-Additiv wie beispielsweise 1 % DDAMS, externen Oberflächen-Additiven wie beispielsweise 0,3 % AEROSIL und 0,3 % Zinkstearat und einem Mischungskompatibilitäts-Oberflächenadditiy wie beispielsweise 0,05 % LR120 oder einem Mischungskompatibilitäts-Oberflächenadditiv wie beispielsweise 0,05 % BONTRON-E88 besteht, wodurch ein blauer Toner bereitgestellt wird.

Mehr als zwei Toner, d.h. eine Mehrzahl von Tonern, beispielsweise bis zu 10, können - soweit wird vermutet - in ähnlicher Weise unter Bereitstellung vorgewählter gefärbter Toner gemischt werden, wie dies in der vorliegenden Beschreibung veranschaulicht ist. Die gemischten Toner können in verschiedenen wirksamen Mengen verwendet werden, wie beispielsweise von etwa 1 bis etwa 99 % des ersten Toners und etwa 99 bis etwa 1 % des zweiten Toners. Noch mehr bevorzugt werden sie jedoch verwendet in Mengen von etwa 90 bis etwa 10 % des ersten Toners und etwa 10 bis etwa 90 % des zweiten Toners.

Toner-Zubereitungen zur Verwendung in Verfahrensweisen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können nach einer Anzahl bekannter Verfahren hergestellt werden, beispielsweise Mischen und Erhitzen von Harz-Teilchen wie beispielsweise Styrol-Butadien- Copolymeren, Pigment-Teilchen wie beispielsweise Magnetit, Ruß, Farbpigmenten oder deren Mischungen und vorzugsweise etwa 0,5 % bis etwa 5 % der vorstehend erwähnten inneren ladungsverstärkten Additive oder Mischungen von Ladungs-Additiven in einer Toner-Extrusionsvorrichtung wie beispielsweise in der Vorrichtung mit der Bezeichnung ZSK53, wie sie von der Firma Werner Pfleiderer erhältlich ist, und Entnehmen der gebildeten Toner-Zubereitung aus der Vorrichtung. Im Anschluß an das Abkühlen wird die Toner-Zubereitung einem Schritt des Mahlens unter Verwendung von beispielsweise einem Sturtevant-Mikronizer zum Zweck des Erhalts von Toner-Teilchen mit einem auf das Volumen bezogenen mittleren Durchmesser von weniger als etwa 25 um (Mikron) und vorzugsweise von etwa 8 bis etwa 12 um (Mikron) unterworfen, wobei die Durchmesser mit einem Coulter Counter bestimmt werden. Im Anschluß daran können die Toner-Zubereitungen beispielsweise unter Verwendung einer Donaldson- (Modell B)- Klassiervorrichtung zum Zweck des Entfernens von Fein-Teilchen, d.h Toner-Teilchen mit einem auf das Volumen bezogenen mittleren Durchmesser von weniger als etwa 4 um (Mikron) klassiert werden. Danach wird dem Toner als Oberflächen-Additiv die in der vorliegenden Beschreibung veranschaulichte Mischungskompatibilitäts-Komponente zugesetzt.

Veranschaulichende Beispiele geeigneter Tonerharze, wie sie für die Toner ausgewählt werden, schließen ein: Polyamide, Polyolefine, Styrol-Acrylate, Styrol-Methacrylate, Styrol- Butadiene, PLIOTONE (ein Styrol-Butadien, erhältlich von der Firma Goodyear Chemical), vernetzte Styrol-Polymere, Epoxi-Polymere, Polyurethane, Vinylharze einschließlich Homopolymere oder Copolymere von zwei oder mehreren Vinylmonomeren sowie polymere Veresterungsprodukte von Dicarbonsäuren und einem ein Diphenol umfassenden Diol. Vinyl-Monomere schließen ein: Styrol, p-Chlorstyrol, ungesättigte Monoolefine wie beispielsweise Ethylen, Propylen, Butylen, Isobutylen und dergleichen, gesättigte Monoolefine wie beispielsweise Vinylacetat, Vinylproprionat und Vinylbutyrat, Vinylester wie beispielsweise Ester von Monocarbonsäuren, einschließlich Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Dodecylacrylat, n-Octylacrylat, Phenylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat und Butylmethacrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamid, Mischungen der genannten Polymere und dergleichen. Spezielle Beispiele von Tonerharzen schließen Styrol-Butadien-Copolymere mit einem Styrolgehalt von etwa 70 bis etwa 95 Gew.-% ein, wie sie in den US-Patenten genannt sind, die vorstehend erwähnt wurden. Außerdem können vernetzte Harze einschließlich Polymere, Copolymere und Homopolymere der vorgenannten Styrol-Polymere gewählt werden.

Als ein Tonerharz werden Veresterungsprodukte einer Dicarbonsäure und eines ein Diphenol umfassenden Diols ausgewählt. Diese Harze sind in dem US-Patent Nr. 3,590,000 veranschaulicht. Andere spezielle Tonerharze schließen Styrol-Methacrylat-Copolymere und Styrol-Butadien-Copolymere, PLIOUTES , suspensionspolymerisierte Styrol-Butadiene (Bezug: US-Patent Nr. 4,558,108), aus der Reaktion von Bisphenol A und Propylenoxid und der anschließenden Reaktion des resultierenden Produktes mit Fumarsäure erhaltene Polyesterharze und aus der Reaktion von Dimethylterephthalat, 1,3-Butandiol, 1,2- Propandiol und Pentaerytritol resultierende verzweigte Polyesterharze, Styrol-Acrylate und deren Mischungen ein. Es können auch Wachse mit einem Molekulargewicht von etwa 1.000 bis etwa 7.000 wie beispielsweise Polyethylen-, Polypropylen- und Paraffin-Wachse in oder auf den Toner-Zubereitungen als Schmelzwalzen-Freisetzmittel eingeschlossen sein. Auch können die extrudierten Polyester, die in den Druckschriften EP-A 0,550,989 und EP-A 0,553,559 beschrieben sind, als Tonerharz ausgewählt werden.

Die Harz-Teilchen sind in einer ausreichenden, jedoch wirksamen Menge zugegen, beispielsweise in einer Menge von etwa 70 bis etwa 90 Gew.-%. So wird dann, wenn 1 Gew.-% des dispergierten inneren ladungsverstärkenden Additivs zugegen ist und in dem Material 10 Gew.-% eines Pigments oder Färbemittels wie beispielsweise Ruß enthalten sind, etwa 89 Gew.-% Harz ausgewählt. Die Mischungskompatibilitäts-Komponente ist auf der Toner-Oberfläche in verschiedenen wirksamen Mengen zugegen, beispielsweise von etwa 0,01 bis etwa 1 Gew.-%.

Zahlreiche wohlbekannte geeignete Pigmente oder Farbstoffe können als Färbemittel für die Toner-Teilchen verwendet werden, einschließlich beispielsweise Ruß (wie REGAL 330 ), ein Nigrosin-Farbstoff, Anilinblau, Magnetit oder deren Mischungen. Das Pigment ist allgemein in verschiedenen wirksamen Mengen wie beispielsweise in einer ausreichenden Menge zugegen, um die Toner-Zubereitung in hohem Maße gefärbt zu machen. Allgemein sind die Pigment-Teilchen in Mengen von etwa 1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% und vorzugsweise in Mengen von etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% zugegen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Toner-Zubereitung. Jedoch können geringere oder größere Mengen an Pigment-Teilchen zugegen sein. Bevorzugte ausgewählte Pigmente sind gefärbte Pigmente, die von Ruß und Magnetiten verschieden sind, wie sie in der vorliegenden Beschreibung veranschaulicht sind.

Wenn die Pigment-Teilchen aus Magnetiten bestehen, wodurch die Bereitstellung von aus einer einzigen Komponente bestehenden Toner in einigen Beispielsfällen ermöglicht wird und wobei die Magnetite als Mischung aus Eisenoxiden (FeO Fe&sub2;O&sub3;) angesehen werden, einschließlich solcher, wie sie im Handel als MAPICO BLACK erhältlich sind, sind sie in der Toner-Zubereitung in einer Menge von etwa 10 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-% zugegen, vorzugsweise in einer Menge von etwa 10 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%. Mischungen aus Ruß und Magnetit mit etwa 1 bis etwa 15 Gew.-% Ruß und vorzugsweise etwa 2 bis etwa 6 Gew.-% Ruß und Magnetit wie beispielsweise MAPICO BLACK in einer Menge von beispielsweise etwa 5 bis etwa 60 Gew.-% und vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 50 Gew.-% können gewählt werden.

Es können mit den Toner-Zubereitungen auch externe Additiv-Teilchen gemischt werden, einschließlich das Fließen unterstützende Additive, wobei diese Additive üblicherweise auf der Oberfläche der Teilchen zugegen sind. Beispiele dieser Additive schließen kolloidale Siliciumoxide wie beispielsweise AEROSIL , Metallsalze und Metallsalze von Fettsäuren einschließlich Zinkstearat, Aluminiumoxide, Ceroxide, Titanoxide, andere ähnliche Metalloxide und deren Mischungen ein. Diese Additive sind allgemein in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% und vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,1 Gew.- % bis etwa 1 Gew.-% zugegen. Einige der vorstehend erwähnten Additive sind in den US- Patenten Nm. 3,590,000 und 3,800,588 veranschaulicht.

Kolloidale Siliciumoxide wie beispielsweise AEROSIL können auf ihrer Oberfläche mit den Mischungskompatibilitäts-Additiven in einer Menge von etwa 1 bis etwa 30 Gew.-% und vorzugsweise in einer Menge von 10 Gew.-% behandelt werden. Dem folgt die Zugabe der so behandelten Komponenten zu dem Toner in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% und vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 1 Gew.-%.

In die Toner-Zubereitungen können Wachse mit niedrigem Molekulargewicht wie beispielsweise Polypropylene und Polyethylene eingearbeitet werden, wie sie im Handel von der Firma Allied Chemical and Petrolite Corporation erhältlich sind, EPOLENE N-15 , wie es im Handel erhältlich ist von der Firma Eastman Chemical Products, Inc., VISCOL 550- P , ein Polypropylen mit einem niedrigen mittleren Molekulargewicht, wie es von der Firma Sanyo Kasei K. K. erhältlich ist, sowie ähnliche Materialien. Die gewählten, im Handel erhältlichen Polyethylene haben ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 1.000 bis etwa 1.500, während die gewählten, im Handel erhältlichen Polypropylene vermutlich ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 4.000 bis etwa 7.000 aufweisen. Viele der geeigneten Polyethylen- und Polypropylen-Zubereitungen sind in dem britischen Patent Nr. 1,442,835 veranschaulicht.

Die Wachsmaterialien mit niedrigem Molekulargewicht sind üblicherweise in der Toner- Zubereitung in verschiedenen Mengen zugegen. Jedoch sind allgemein diese Wachse in oder auf der Toner-Zubereitung in einer Menge von etwa 1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% zugegen, vorzugsweise in einer Menge von etwa 2 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%.

Beispiele der Toner-Färbemittel oder -Pigmente, die von schwarz verschieden sind, schließen rote (wie LITHOL SCARLET ), blaue, grüne (wie Heliogen Green), braune, magentafarbene, cyanfarbene und/oder gelbe Pigmente, Farbstoffe oder deren Mischungen ein. Noch genauer gesagt, schließen im Hinblick auf die Erzeugung von Farbbildern unter Verwendung einer Toner-Zubereitung mit Mischungskompatibilitäts-Additiven auf der Oberfläche veranschaulichende Beispiele magenta-farbener Materialien, die als Pigmente gewählt werden können, beispielsweise einen 2,9-Dimethyl-substitierten Chinacridon- oder Anthrachinon- Farbstoff, der im "Color Index" als C.I. 60710 identifiziert ist, C.I. Dispersed Red 15, einen Diazo-Farbstoff, der im "Color Index" als C.I. 26050 identifiziert ist, C.I. Solvent Red 19, HOSTAPERM PINK E oder HOSTAPERM PINK EB , beide erhalten von der Firma Hoechst AG aus Deutschland, und dergleichen ein. Veranschaulichende Beispiele von cyanfarbenen Materialien, die als Pigmente verwendet werden können, schließen Kupfer- tetra-4-(octadecylsulfonamido-)phthalocyanin, X-Kupfer-phthalocyanin-Pigment, das im "Color Index" unter der Bezeichnung C.I. 74160 aufgelistet ist, C.I. Pigment Blue, PV FAST BLUE , NEOPEN BLUE und Anthrathren Blue, das im "Color Index" unter der Bezeichnung C.I. 69810 identifiziert ist, Special Blue X-2137 und dergleichen ein. Veranschaulichende Beispiele von gelben Pigmenten, die gewählt werden können, sind Diarylidgelb-3,3-dichlorbenzidenacetoacetanilid, ein Monoazo-Pigment, das im "Color Index" unter C.I. 12700 identifiziert ist, C.I. Solvent Yellow 16, ein Nitrophenylaminsulfonamid, das im "Color Index" als Forongelb SE/GLN identifiziert ist, C.I. Dispersed Yellow 33, 2,5-Dimethoxy-4-sulfoanilid-phenylazo-4'-chlor-2,5-dimethoxiacetoacedanilid und Permanent Yellow FGL ein. Die vorstehend erwähnten Pigmente werden in die Toner- Zubereitung in verschiedenen geeigneten wirksamen Mengen eingearbeitet. In bestimmten Ausführungsformen sind diese gefärbten Pigment-Teilchen in der Toner-Zubereitung in einer Menge von etwa 2 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% zugegen, berechnet auf das Gewicht der Tonerharz-Teilchen.

Zur Formulierung der Entwickler-Zubereitungen werden insbesondere die Komponenten gemischt oder den Tonerträger-Komponenten beigemischt, die in der Lage sind, tribolelektrisch eine Polarität anzunehmen, die derjenigen der Toner-Zubereitung entgegengesetzt ist. Dementsprechend können die Träger-Teilchen so gewählt werden, daß sie eine negative Polarität aufweisen, was es ermöglicht, daß die Toner-Teilchen, die positiv geladen sind, an den Träger-Teilchen haften und diese umgeben. Veranschaulichende Beispiele von Träger-Teilchen schließen Eisenpulver, Stahl, Nickel, Eisen, Ferrite einschließlich Kupfer- Zink-Ferrite und dergleichen ein. Außerdem können als Träger-Teilchen Nickelbeeren- Träger gewählt werden, wie sie in dem US-Patent Nr. 3,847,604 veranschaulicht sind. Die gewählten Träger-Teilchen können mit einem oder ohne einen Überzug verwendet werden, wobei der Überzug allgemein Terpolymere aus Styrol, Methylmethacrylat und einem Silan wie beispielsweise Triethoxisilan (Bezug: US-Patente Nrn. 3,526,533 und 3,467,634), Polymethylmethacrylate, andere bekannte Überzuge und dergleichen enthält. Die Träger- Teilchen können auch in dem Überzug (kontinuierlich oder semikontinuierlich, wobei der Überzug in bestimmten Ausführungsformen in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 3 Gew.- % zugegen sein kann) leitfähige Substanzen wie beispielsweise Ruß in einer Menge von etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% einschließen. Es können auch Polymer-Überzüge, die nicht in enger Verbindung mit der triboelektrischen Reihe stehen, gewählt werden (Bezug: US-Patent Nr. 4,937,166 und US-Patent Nr. 4,935,326) einschließlich beispielsweise KYNAR und Polymethylmethacrylat-Mischungen (40/60). Die Gewichte des Überzugs können schwanken, wie dies in der Beschreibung angegeben ist. Allgemein werden jedoch Mengen von etwa 0,3 bis etwa 2 Gew.-% Überzugsgewicht und vorzugsweise von etwa 0,5 bis etwa 1,5 Gew.- Überzugsgewicht gewählt. Träger können so ausgewählt werden, daß sie ebenfalls die Verwendung negativ geladener Toner ermöglichen.

Außerdem liegt der Durchmesser der Träger-Teilchen, die vorzugsweise eine sphärische Form aufweisen, allgemein im Bereich von etwa 50 um bis etwa 1.000 um und vorzugsweise bei etwa 175 um, wodurch es möglich wird, daß sie eine ausreichende Dichte und Trägheit besitzen, um eine Haftung an den elektrostatischen Bildern während des Entwicklungsprozesses zu vermeiden. Die Träger-Komponente kann mit der Toner- Zubereitung in verschiedenen geeigneten Kombinationen gemischt werden. Es werden jedoch in erfindungsgemäßen Ausführungsformen etwa 1 bis 5 Gew.-Teile Toner auf etwa 100 bis etwa 200 Gew.-Teile Träger gewählt.

Toner- und Entwickler-Zubereitungen, die durch die Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, können zur Verwendung in elektrostatographischen Bildherstellungs- und Druckvorrichtungen gewählt werden, die darin herkömmliche Photorezeptoren enthalten, die in der Lage sind, negativ aufgeladen zu werden. So können die Toner- und Entwicklerzubereitungen mit schichtenmäßig aufgebauten Photorezeptoren verwendet werden, die aus lichterzeugenden Schichten und Ladungstransportschichten bestehen, und die in der Lage sind, negativ aufgeladen zu werden, beispielsweise diejenigen, wie sie in dem US-Patent Nr. 4,265,990 beschrieben sind. Veranschaulichende Beispiele anorganischer Photorezeptoren, die für die Bildherstellungs- und Druck-Verfahren gewählt werden können, schließen Selen, Selen-Legierungen wie beispielsweise Selen-Arsen, Selen- Tellur und dergleichen, Halogen-dotierte Selen-Substanzen und Halogen-dotierte Selen- Legierungen ein. Es können auch andere ähnliche Photorezeptoren gewählt werden. Auch können Toner, die mit Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erhalten wurden, für die Trilevel-Color-Xerographie verwendet werden; Bezug US-Patent Nr. 4,078,929.

Die Toner-Zubereitungen werden üblicherweise unter Druck ausgestoßen und im Anschluß an die Herstellung klassiert, um die Gewinnung von Toner-Teuchen mit einem bevorzugten mittleren Durchmesser im Bereich von etwa 5 bis etwa 25 um und noch mehr bevorzugt im Bereich von etwa 8 bis etwa 12 um zu ermöglichen. Die Toner-Zubereitungen besitzen vorzugsweise eine triboelektrische Ladung von etwa 0,1 bis etwa 2 fC pro um, wie mittels des bekannten Ladungsspektrographen bestimmt wurde. Die Beimischzeit für die Toner ist vorzugsweise etwa 5 s bis 1 min und noch spezieller von etwa 5 bis etwa 15 s, wie durch den bekannten Ladungsspektrographen bestimmt wurde. Diese Toner-Zubereitungen mit Schnellzumisch-Eigenschaften ermöglichen beispielsweise das Entwickeln von Bildern in elektrophotographischen Bildherstellungs-Vorrichtungen, wobei die Bilder im wesentlichen keine Hintergrund-Ablagerungen aufweisen, selbst bei hohen Toner-Abgaberaten in einigen Beispielen, beispielsweise über 20 g/min. Außerdem können solche Toner-Zubereitungen für bei hoher Geschwindigkeit arbeitende elektrophotographische Vorrichtungen gewählt werden, d.h. für solche, deren Geschwindigkeit einen Ausstoß von 70 Kopien pro Minute übersteigt. Toner-Zubereitungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ermöglichen auch das Entwickeln von Bildern, die im wesentlichen verschmiersicher oder schmierbeständig sind und sind daher von exzellenter Auflösung.

Außerdem besitzen die Toner-Zubereitungen der vorliegenden Erfindung in deren Ausführungsform erwünschte schmale Ladungsverteilungen, optimale triboelektrische Ladungswerte, vorzugsweise von 10 bis etwa 40 uC pro Gramm und noch mehr bevorzugt von etwa ±10 bis etwa 35 uC pro Gramm, bei etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-% in Ausführungsformen des inneren ladungsverstärkenden Additivs und von etwa 0,01 bis etwa 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 Gew.-% der Oberflächenkompatibilitäts-Komponente, sowie schnelle Zumisch-Ladungszeiten, bestimmt mit dem Ladungsspektrograph, von weniger als etwa 1 min, vorzugsweise etwa 15 s und noch mehr bevorzugt in einigen Ausführungsformen von etwa 1 bis etwa 14 s.

Die Verfahrensweisen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können zu einer Tonermischungs-Kompatibilität oder einem Überlappen der Misch-Ladungsspektren führen, d.h. beispielsweise zu Tonern mit einem ähnlichen oder demselben Verhältnis Q/O, in dem die Ladungsverteilung und die Mischung ausgezeichnete Zumisch-Eigenschaften haben.

Die folgenden Beispiele werden angegeben, um die vorliegende Erfindung weiter zu veranschaulichen. Teile und Prozentmengen sind auf das Gewicht bezogene Angaben, soweit nichts anderes angegeben ist.

Beispiel I

In einer Extrusionsvorrichtung, wie sie unter der Bezeichnung "ZSK28" von der Firma Werner Pfleiderer erhältlich ist, wurde eine rote Toner-Zubereitung hergestellt, indem man der Vorrichtung einen ersten Toner zuführte, der aus 92,5 Gew.-% suspensionspolymerisierter Styrol-Butadien-Copolymer-Harz-Teilchen (87/13; Bezug: US-Patent Nr. 4,558,108), 5 Gew.-% des Pigments HOSTAPERM PINK E , 2 Gew.-% des ladungsverstärkenden Additivs BONTRON E-88 und 0,5 Gew.-% CPC (Cetylpyridiniumchlorid als ladungsverstärkendes Additiv) bestand. Das Tonerprodukt, das mit einer Geschwindigkeit von 6,795 kg/h (15 pounds pro Stunde) extrudiert wurde, erreichte eine Schmelztemperatur von 100º C (212º F). Die Stränge aus schmelzgemischten Produkt, das aus dem Extruder austrat, wurden gekühlt, indem man sie in ein Wasserbad eintauchte, das man bei Raumtemperatur (etwa 25º C) hielt. Im Anschluß an ein Trocknen an der Luft wurde der resultierende Toner einem Schritt des Mahlens in einem Sturtevant-Mikronizer unterzogen. Dies führte zur Bildung von Teilchen mit einem auf das Volumen bezogenen mittleren Durchmesser von 8 bis 12 um, gemessen mit einem Coulter Counter. Danach wurden die wie vorstehend beschrieben hergestellten Toner-Teilchen in einem Klassierer der Firma Donaldson (Modell B) für den vornehmlichen Zweck des Entfernens von Feinteilchen, d.h. von Teilchen mit einem auf das Volumen bezogenen mittleren Durchmesser von weniger als 4 um klassiert. Anschließend wurde der Toner-Oberfläche 0,3 % AEROSIL R972 und 0,3 % Zinkstearat und die Mischungskompatibilitäts-Komponente (0,5 Gew.-% LR120 , von dem angenommen wird, daß es Kalium-bis-(3,5-di-t-butylsalicylato-)borat ist und das von der Firma Carlit aus Japan erhalten wurde) zugegeben, indem man den Toner, die Oberflächen-Additive und die Mischungskomponente in einer Kugelmühle 30 min lang mischte.

Ein zweiter Toner wurde hergestellt, indem man die vorstehend beschriebene Verfahrensweise wiederholte, mit der Ausnahme, daß das Pigment LITHOL SCARLET anstelle des Pigments HOSTAPERM PINK gewählt wurde (Bezug: Toner I von Beispiel II).

Der wie vorstehend beschrieben hergestellte zweite und erste Toner wurden anschließend im Verhältnis 50:50 zusammengegeben und gemischt, und es resultierte daraus ein roter Toner mit exzellenten elektrischen charakteristischen Eigenschaften. Wenn der gemischte Toner zu einem Entwickler formuliert wurde, wie dies nachstehend angegeben ist, und in einem Gerät mit der Bezeichnung 4850 der Firma Xerox Corporation verwendet wurde, resultierten rote Bilder mit exzellenter Farbintensität und überlegener Linien- und Flächen- Auflösung.

Die wie oben beschrieben formulierte Toner-Mischung wurde in einer Menge von 3 Gew.- Teilen mit 97 Gew.-Teilen eines Trägers gemischt, der einen Stahlkern enthielt, der mit einer Polymermischung in einer Menge von 0,8 Gew.-% des Gesamtmaterials überzogen war, wobei die Polymermischung 20 Gew.-% VULCAN BLACK Ruß und 80 Gew.-% Polymethylmethacrylat enthielt; der Vorgang des Mischens wurde in einer Walzenmühle 60 min unter Bildung eines Entwicklers durchgeführt. Es resultierte auf der Toner-Zubereitung - wie mit der bekannten Faraday-Käfig-Vorrichtung bestimmt wurde - eine negative triboelektrische Ladung von -26 uC pro Gramm und eine Mischzeit von 1 min, bestimmt in einem Ladungsspektrograph.

Toner und Entwickler wurden durch Wiederholen des oben beschriebenen Verfahrens mit und ohne Oberflächen-Mischungskompatibilitäts-Komponenten (SBCC) durchgeführt; es wird dazu Bezug auf die folgende Tabelle genommen. Ein Kriterium für die Bestimmung der Wirksamkeit der Oberflächen-Mischungskompatibilitäts-Komponenten (SBCC) ist die Fähigkeit des Blends oder der Mischung von Tonern, als einziger Toner in einem zu beurteilenden Entwickler zu fungieren, beispielsweise durch die Überlappung der Ladungsverteilungen der Toner-Komponenten in der Mischung und der Zumisch-Zeit der Mischung. Die Überlappung der Ladungsverteilungen der Toner-Komponenten in der Mischung kann gemessen werden durch eine Anzahl von Meßwerten, wie z.B. Schärfe- Faktor, Fraktion mit geringer Tonerladung oder Fraktion mit Tonerladung mit falschem Vorzeichen. Jedoch wird für die Zwecke dieser Beispiele der Grad der Überlappung vornehmlich angegeben in der Reihenfolge steigender Überlappung als "schlecht", "besser", "gut" und "exzellent" aufgrund der spektrographischen Messungen der Ladungen.

Die Zumisch-Zeiten sind oft angegeben in Minuten oder Sekunden. Für die Zwecke dieser Beispiele wurde das Zumisch-Verhalten in verschiedenen Kategorien klassifiziert, die in der Reihenfolge sinkender Zumisch-Zeit bezeichnet sind als "lang", "mittel" und "kurz". Eine lange Zumisch-Zeit beträgt etwa 15 min, eine mittlere Zumisch-Zeit ist etwa 2 bis etwa 5 min, eine kurze Zumisch-Zeit oder schnelle Zumisch-Zeit, die stärker erwünscht ist, beträgt etwa 30 s bis etwa 1 min.

In jedem Beispiel in der Tabelle wird die Toner-Mischung zuerst ohne und anschließend mit der Oberflächen-Mischungskompatibilitäts-Komponente hergestellt, die Mischung ohne die Oberflächen-Mischungskompatibilitäts-Komponente (SBCC) wurde als nicht funktionierend angesehen aufgrund entweder der schlechten Überlappung der Ladungsverteilung der Toner- Komponenten oder einer langen Zumisch-Zeit von beispielsweise 2 min. Wenn die Oberflächen-Mischungskompatibilitäts-Komponente der Oberfläche der Toner in der Mischung zugesetzt wurde, verbesserte sich entweder die Überlappung der Ladungsverteilung der die Mischung ausmachenden Toner oder die Zumisch-Zeit. Eine derartige Mischung funktionierte in einem xerographischen Entwickler bestens.

Die Zusammensetzung der Toner war die folgende:

Anmerkungen: *SBCC = Oberflächen-Mischungskompatibilitäts-Komponente; "1:1" bezieht sich auf das Verhältnis des ersten zum zweiten Toner in der Mischung; so bedeutet rot:blau in Beispiel II (1:1-Tonermischung) das Mischen des Toners 1 und des Toners 2 in Beispiel II in einem Verhältnis 1:1.

Durch die Verwendung von Verfahrensweisen in Übereinstimmung mit der Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, ist es möglich, eine wirksame Tonermisch- oder Zumisch- Kompatibilität zu erreichen, d.h. das Überlappen der Ladungsspektren und das rapide Einmischen der Mischung aus den Bestandteilen in einer Mischung trockener Toner- Zubereitungen, die aus Harz-Teilchen, Pigment-Teilchen und gegebenenfalls darin dispergierten Ladungs-Additiven wie beispielsweise quaternären Ammoniumhydrogenbisulfaten einschließlich Distearylmethylhydrogenammoniumbisulfat und dergleichen besteht, durch Zugabe von Mischungskompatibilitäts-Komponenten zur Oberfläche der Toner. So kann eine Palette (d.h. beispielsweise vorgewählte gefärbte Toner) oder ein ausgedehnter Satz von Toner-Farben erhalten werden, durch Mischen bestimmter Toner-Zubereitungen. Eine Aufgabe des Mischens oder Beimischen ist, es zu ermöglichen, mit einem möglichst kleinen Ausgangs-Set von Tonern in den Farben rot, grün, blau, cyan, magenta und gelb viele andere Farben durch die Verfahrensweise des Zusammenmischens dieser Toner zu erzeugen, beispielsweise durch die Verfahrensweise des paarweisen Zusammenmischens, und so Toner mit vorgewählten Farben zu schaffen, so daß jede neue Mischung mit einem relativen Verhältnis des Paars von Tonern, aus denen sie besteht, ein neuer Toner werden kann, der einem Träger unter Bildung eines Entwicklers zugesetzt werden kann, was besonders nützlich in der "Trilevel Xerographie" oder Farbxerographie ist. Die vorstehend beschriebenen Toner-Zubereitungen enthalten üblicherweise Pigment-Teilchen, die beispielsweise aus Ruß, Magnetiten oder deren Mischungen, zyan-farbenen, magenta-farbenen, gelben, blauen, grünen, roten oder braunen Komponenten oder deren Mischungen bestehen, wodurch die Entwicklung und Erzeugung von schwarzen und/oder gefärbten Bildern möglich wird. Durch die Verfahrensweisen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellte Toner-Zubereitungen, wie sie oben beschrieben wurden, besitzen exzellente charakteristische Zumisch-Eigenschaften, wie diese oben angegeben wurden. Sie erhalten außerdem ihre triboelektrischen Ladungs-Eigenschaften für eine ausgedehnte Anzahl von Bilderzeugungs-Zyklen, die in einer Anzahl von Fällen, beispielsweise 500.000 übersteigt. Die durch die Verfahrensweisen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellten Toner- und Entwickler-Zubereitungen können gewählt werden für elektrophotographische, insbesondere xerographische, Bildherstellungs- und Druck-Prozesse einschließlich Vollfarben-Prozesse.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Herstellung einer gefärbten Toner-Mischung, welches die Schritte umfaßt, daß man

- einen ersten Toner, der ein Harz, Pigment-Teilchen, ein inneres Ladungs-Additiv und gegebenenfalls Oberflächen-Additive umfaßt, bereitstellt, und

- diesem einen zweiten Toner, der ein Harz, Pigment-Teilchen, ein inneres Ladungs- Additiv und gegebenenfalls Oberflächen-Additive umfaßt, zusetzt;

worin jeder Toner eine Obefflächen-Mischungskompatibilitäts-Komponente enthält, die gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus quaternären Ammoniumverbindungen, Komplexen von Distearyldimethylammoniummethylsulfat, organischen Sulfonaten, Trialkylhydrogenammoniumbisulfaten, Kalium-bis(3,5-di-t-butylsalicylato-)borat, dem Calciumsalz von Salicylsäure, t-Butylsalicylsäure-Komplexen, Aluminiumsalz-Komplexen und Zinksalz-Komplexen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Mischungskompatibilitäts-Komponente auf der Oberfläche des ersten oder zweiten Toners zugegen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, worin die Mischungskompatibilitäts-Komponente ein ladungsverstärkendes Additiv ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Mischungskompatibilitäts-Komponente ein Aluminium-Komplexsalz ist.

5. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 3, worin die Mischungskompatibilitäts- Komponente Distearyldimethylammoniummethylsulfat ist.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Mischungskompatibilitäts-Komponente in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 1 Gew.-% zugegen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, worin die beiden Toner unter Erhalt einer gefärbten Toner-Mischung mit einer Farbe gemischt werden, die von derjenigen des ersten oder des zweiten Toners verschieden ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung einer purpurfarben gefärbten Tonermischung, worin der erste Toner ein Styrol-Butadien-Harz, das Pigment PV FAST BLUE , eine ladungsverstärkende Additiv-Mischung, die aus Cetylpyridiniumchlorid und einem Aluminium-Komplex besteht, und Oberflächen-Additive aus kolloidalen Siliciumoxid- Teilchen und Zinkstearat-Teilchen und eine Mischungskompatibilitäts-Komponente, die aus einem Aluminium-Komplex besteht, umfaßt, und worin der zweite Toner ein Styrol- Butadien-Harz, das Pigment LITHOL SCARLETE, ein magenta-farbenes Pigment, ein ladungsverstärkendes Additiv, das aus Distearyldimethylammoniummethylsulfat besteht, und Oberflächen-Additive aus kolloidalen Siliciumoxid-Teilchen und Zinkstearat-Teilchen und eine Mischungskompatibilitäts-Komponente, die aus einem Aluminium-Komplex besteht, umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung einer blau gefärbten Tonermischung, worin der erste Toner ein Styrol-Butadien-Harz, das Pigment NEOPEN BLUE , das ladungsverstärkende Additiv Distearyldimethylammoniummethylsulfat und Oberflächen- Additive aus kolloidalen Siliciumoxid-Teilchen und Zinkstearat-Teilchen und eine Mischungskompatibilitäts-Komponente, die aus einem Aluminium-Komplex besteht, umfaßt, und worin der zweite Toner ein Styrol-Butadien-Harz, das Pigment LITHOL SCARLET , ein ladungsverstärkendes Additiv, das aus Distearyldimethylammoniummethylsulfat besteht, und Oberflächen-Additive aus kolloidalen Siliciumoxid-Teilchen und Zinkstearat-Teilchen und eine Mischungskompatibilitäts-Komponente, die aus einem Aluminium-Komplex besteht, umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung einer rot gefärbten Tonermischung, welches das Mischen einer ersten Toner-Zubereitung, die aus einem Styrol-Butadien-Harz, einem magenta-farbenen Pigment, einer ladungsverstärkenden Additiv-Mischung, die aus Cetylpyridiniumchlorid und einem Aluminium-Komplex besteht, und Oberflächen-Additive aus kolloidalen Siliciumoxid-Teilchen und Zinkstearat-Teilchen und eine Mischungskompatibilitäts-Komponente, die aus einem Calciumkomplex besteht, besteht, mit einem zweiten Toner umfaßt, der aus einem Styrol-Butadien-Harz, dem Pigment LITHOL SCARLET , einem magenta-farbenen Pigment, einem ladungsverstärkenden Additiv, das aus Distearyldimethylammoniummethylsulfat besteht, und Oberflächen-Additiven aus kolloidalen Siliciumoxid-Teilchen und Zinkstearat-Teilchen und einer Mischungskompatibilitäts-Komponente, die aus einem Calciumkomplex besteht, besteht.







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