JPH0764348A - 電子写真現像剤の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 経済的に、ミクロン及びサブミクロンの小さ
いポリマー粒子を含む液状又は乾燥した電子写真の現像
剤組成物を製造する。 【構成】 液状又は乾燥した電子写真現像剤の組成物の
製造方法であって、（a)ポリマー樹脂、PVファーストブ
ルーのような着色剤、ステアリン酸アルミニウムのよう
な電荷ディレクタ、及び液状炭化水素のような非水性溶
媒を含む溶融混合物を形成して、約5 から約100 ミクロ
ンの体積平均径を有するカラーポリマー粒子の第１懸濁
物を得る工程と、(b) デーリピストンホモジナイザを用
いて前記第１懸濁物を約100 から約500 バールの圧力下
で均質化し、約0.1 から約5 ミクロンの体積平均径を有
するカラーポリマー粒子を含む第２懸濁物を得る工程
と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には液状及び乾
燥したトナーの製造方法に関し、さらに詳細には、小さ
いポリマー粒子、例えば、具体例では約0.1 ミクロンか
ら約5 ミクロンの平均径を有するポリマー粒子を含む現
像剤組成物の製造方法に関する。より詳細には、本発明
は、液状又は乾燥した電子写真の現像剤組成物として有
用なミクロン及びサブミクロンサイズのポリマー粒子の
製造のための経済的な方法に関し、該方法では、混合物
中でポリマー樹脂、着色剤又は顔料、電荷ディレクタ、
及び非水性溶媒を、高い剪断又は磨耗により任意に分散
して、細かく分散された粒子を形成し、任意に加熱して
溶融混合物を提供し、約5 から約100 ミクロンの体積平
均径を有するカラーポリマー粒子の第１懸濁物を形成
し、この混合物を約25°Ｃまで任意に冷却して、この混
合物を任意に熱循環させ、又は熱衝撃を与え、第１懸濁
物をデーリ（dairy ）又はミルクピストンホモジナイザ
を用いて約100 から約500 バール未満、好ましくは約35
0 バールの圧力下で均質化して、約0.1 から約5 ミクロ
ンの体積平均径を有するカラーポリマー粒子の第２懸濁
物を得、例えば、細かく分割されたポリマー粒子を任意
に単離する。本明細書に示されるように、本発明の方法
によって得られた細かく分割されたポリマー粒子は、例
えば、液状及び乾燥した電子写真の現像剤組成物として
選択できる。

【０００２】

【従来の技術】粒子サイズを低下させること又はより大
きい粒子を微粉砕することによる、液状及び乾燥した電
子写真の現像剤組成物に使用するための小さいポリマー
粒子の形成は、一般的には、例えば、長時間の微粉砕
（mill）又は粉砕（grind ）処理によって達成され、該
処理では、非溶解液に懸濁されたポリマー粒子を任意に
加熱して微粉砕し、粒子サイズ性が低下された粒子を形
成する。これらの方法を用いると、低コスト、クリーン
さ、即ち、例えば得られた粒子の表面上に微粉砕媒体又
は装置からの不純物がないこと又は実質的にないこと、
及び／又は小さい粒子サイズの乾燥した粒子を得ること
は困難である。微粉砕又は粉砕方法により形成される粒
子は一般的には、2.0 μｍよりも大きく、従って液状及
び乾燥した電子写真の現像剤組成物には適さず、長い磨
耗時間、一般的には６時間を越す磨耗時間が費やされて
体積平均径が2 ミクロンのオーダーである粒子を得るの
でない限り、特に高品質のカラー印刷アプリケーション
には適さない。従って、大きな粒子を、液状及び乾燥し
た現像剤組成物に必要とされるサイズ、即ち、例えば約
0.1 から約5 ミクロンの体積平均径へ粉砕又は磨耗する
こと、特に流体エネルギー微粉砕することは、経済的及
び機能的な観点の双方から、しばしば好ましくない。さ
らに、溶媒中に懸濁されたポリマーの粉霧乾燥のような
方法は、約1 ミクロンよりもずっと大きな粒子サイズを
有し、且つ線状樹脂のファイバ及びストランドを含む広
いサイズ分布範囲と、同様に現像剤としての粒子の生存
度を妨害する溶媒のトラッピングとを有するポリマー粒
子に帰結するおそれがある。さらに、これらの方法では
溶媒の回収は非常に高価なものとなる。

【０００３】1988年11月8 日に特許された米国特許第4,
783,389 号で、トラウト（Trout ）らは液状静電写真画
像形成用のトナー粒子の製造方法を開示しており、該方
法は、(a) 熱可塑性樹脂及び非極性液体を、樹脂を可塑
化し、液化するのに十分で、且つ非極性液体が沸騰し、
また樹脂が分解する温度よりも低い温度で混合するこ
と、(b) この混合物を冷却して非極性液体中に樹脂粒子
を形成させること、(c)工程(b) の生成物に少なくとも
１つの液体ジェット相互作用チャンバを、少なくとも1,
000psi（68バール）の液圧で、例えば、マイクロフルイ
ディクス（Microfluidics ）からのマイクロフルイダイ
ザー（商標名、Microfluidizer）を使用して通過させ
て、約30μｍ未満まで樹脂粒子のサイズを低下させるこ
と、を含む。この方法は、コピー、デジタル校正刷り
（proof ）を含む校正刷り等に有用な液状静電写真現像
剤を他の知られた方法よりも速く生成させる。マイクロ
フルイダイザー方法は、頻繁に且つ繰り返し起こる、直
径が50ミクロンよりも大きい粒子によるジェットノズル
の目詰まりを含む幾つかの欠点によって傷んでしまう。
さらに、樹脂フィラメント及び大きな粒子が約500 バー
ルよりも大きな操作圧で形成される。従って、トラウト
らが推薦する典型的なマイクロフルイダイザーの処理圧
では、非水性溶媒中のポリマー懸濁物は不安定化して、
液状及び乾燥した電子写真現像剤に適さない塊になった
粒子になる傾向がある。

【０００４】このトラウトらの米国特許第4,783,389 号
は、マイクロフルイダイザーデバイスを利用して２つの
原理メカニズム、即ち、対抗する液体の流れ間の粒子と
粒子の衝突及びキャビテーションによる粒子サイズの低
下を達成する。非常に細かい粒子の液状分散物の製造の
ためのマイクロフルイダイザーデバイスの使用は、幾つ
かの固有の問題及び操作限界を有している。例えば、1)
流動化される供給溶液が温かく、約80から約100 °Ｃの
温度であり、また最初の粒子サイズが約50μｍ未満であ
ることが必要であること、2)マイクロフルイダイザーデ
バイスが超音速の高圧を得るためにエアコンプレッサを
必要とし、エネルギー集約的であること、3)容易に目詰
まりし、規則的な分解及び冗長なクリーニングを必要と
し、それにより連続操作のポテンシャルを制限する種々
のバルブ及びオリフィスをデバイスが有しており、操作
的に人間の力を集約すること、及び4)懸濁された樹脂粒
子が高エネルギーの手段に頼ることなく再分散するのが
困難であるか又は殆ど不可能な大きなモノリシック固体
の塊へ凝固することに示されるように、室温で放置して
大失敗的な配合の欠陥を受けるおそれがあるという点
で、このデバイスは、不安定になり易く、且つ貯蔵寿命
が制限された液状インク現像剤配合を生成すること、で
ある。さらに、樹脂のフィラメント及び大きな粒子が、
500 バールを越える操作圧、即ち典型的なマイクロフル
イダイザー処理／操作圧で形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、前述の従来技
術のデバイス及び方法の問題及び欠点を有することな
く、非常に小さいポリマー粒子、さらに詳細にはミクロ
ン及びサブミクロンのポリマー粒子を得る経済的で便利
な方法が必要とされる。さらに、クリーンで、任意に乾
燥した小さいポリマー粒子、例えば、走査電子顕微鏡又
はマルヴァーン（Malvern ）システム3601粒子サイズ分
析器により決定される体積平均径が約0.1 から約5 ミク
ロンのポリマー粒子を得るための粒子サイズの低下又は
微粉砕方法が必要とされる。さらにまた、液状及び乾燥
した電子写真の現像剤組成物、キャリヤパウダーコーテ
ィング、光導電性顔料樹脂コーティング懸濁物及び向上
された光受容体クリーニングのためのトナー添加剤とし
て選択できる、低コストで、クリーンで、任意に乾燥し
たミクロン及びサブミクロンのポリマー粒子を可能にす
る粒子サイズの低下方法が必要とされる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、本明細
書で分散−均質化方法と呼ばれるポリマー粒子の製造方
法を提供することにより達成され、該方法では、ポリマ
ー樹脂、着色剤又は顔料、脂肪酸又は脂肪酸塩のような
電荷ディレクタ、及び非水性溶媒の混合物を、任意に高
剪断により分散させ、任意に加熱して溶融混合物を提供
し、それにより約5 から約100 ミクロンの体積平均径を
有するポリマー粒子の第１懸濁物を形成し、この混合物
を約25°Ｃまで任意に冷却し、均質化ステップの直前
に、この混合物を約25°Ｃから約100 °Ｃに加熱し、10
分以内に25°Ｃまで急冷することにより、任意に熱循環
させ又は熱衝撃を与え、例えばニローソアヴィ（Niro-S
oavi）から得られるデーリホモジナイザを用いてこの混
合物を加圧下で均質化して、約0.1 から約5 ミクロンの
体積平均径を有するポリマー粒子の第２懸濁物を得、細
かく分割されたポリマー粒子を任意に単離する。

【０００７】本発明の１つの重要な特定の具体例は、ポ
リマー粒子の製造を含み、該製造は、炭化水素媒体中で
熱可塑性ポリマー、着色剤又は顔料、及び電荷調節アジ
ュバント又はディレクタを均質化して、得られた配合を
液状現像剤としての使用に好適なものにする均一な粒子
サイズの低下を達成することを含む。あるいは、液状炭
化水素媒体を除去して、乾燥した現像剤としての使用に
好適なカラーポリマー粒子を提供してもよい。

【０００８】本発明の別の特定の具体例は、液状インク
配合を製造する方法を含み、該方法は、例えば、デュポ
ン（DuPont）から得られるホットメルト接着化合物であ
るヌクレル（NUCREL）599 （200 グラム）、２０重量％
のピーブイファーストブルー（PV Fast Blue）顔料、３
重量％のウィトコケミカル（Witco Chemical）から得ら
れるステアリン酸アルミニウム電荷ディレクタであるウ
ィトコ（WITCO ）22、及びエクソン（Exxon ）から得ら
れる液状炭化水素であるノルパル（NORPAR） 15 （固形
分の重量をベースとして95重量％）を、3/8 インチのス
チールショットを装填したユニオンプロセス（Union Pr
ocess ）1S（1 ガロン容量）のショットミル磨砕機へ合
わせることにより達成される。この混合物を212 °Ｆの
蒸気で15分間外部的に加熱しながら、300rpmで攪拌す
る。その後、蒸気加熱を停止し、周囲温度での攪拌を２
時間続け、混合物は100 °Ｆに到達する。懸濁物として
の粗製インク混合物を水の冷却材を用いて外部的に冷却
し、15分間攪拌を続ける。得られたインクを篩にかけ
て、スチールショットを除去する。このショットをノル
パル 15 で洗浄して、濾液と一緒にする。7 重量％固形
分の懸濁物中に得られたシアンカラー粒子をピストンデ
ーリホモジナイザ用の供給流体として、100 、350 、50
0 、700 、1,000 、及び1,200 バールの圧力で使用す
る。幾つかの具体例では、供給インク懸濁物を少なくと
も80°Ｃ（176 °Ｆ）まで加熱して、その後水で冷却さ
れたコンデンサーを用いて冷却する。理論により制限す
ることを欲するのではないが、冷水冷却は、３つの方
法、即ち、１番目として、インクが急速に結晶化し、粒
子が沈澱すること、２番目として、懸濁物がゲル化する
こと、３番目として、インクが水で冷却されたコンデン
サのサイド上にコーティングを形成すること、の１以上
でインク配合に衝撃を与えるようである。インクは剪断
して増粘するようであり、約500 バール以上のホモジナ
イザの操作圧で不安定になる。500 バール未満の処理圧
では、沈澱した粒子及びゲルはピストンホモジナイザで
容易に再分散される。また、供給懸濁物は120 °Ｆを越
える温度で不安定化するようである。

【０００９】例示された均質化ステップでは、350 バー
ルの処理条件で200 °Ｆで3 分間次いで100 °Ｆで8 分
間予熱した、エマルジョンバルブを有するパンダ（Pand
a ）デーリピストンホモジナイザを、350 バール、供給
温度96°Ｆで約20分間、上記のシアンカラー懸濁物の供
給流体を使用して操作し、ホリバ（Horiba） CAPA-500
を使用して決定された1.7 ミクロンの面積平均粒子、及
びマルヴァーンシステム 3601 を使用して決定された4.
67ミクロンの体積平均粒子を得る。本発明の目的が達成
されるのであれば、実施例に記載された具体例を含む他
の処理条件を使用できる。

【００１０】また、本発明の方法は、約5,000 から約50
0,000 の数平均分子量（Ｍ_n ）及び約10,000から約2,00
0,000 の重量平均分子量（Ｍ_w ）、好ましくは30,000か
ら約50,000の重量平均分子量を有するポリマー樹脂用の
小さいポリマー粒子、即ち、例えば、約0.1 ミクロンか
ら約5 ミクロンの範囲の体積平均粒子径を有するポリマ
ー粒子の製造に関する。本発明に有用なポリマー樹脂の
重量平均分子量対数平均分子量の比率又はポリ分散性は
1 及び15の間である。

【００１１】さらに、本発明の方法は、樹脂が、液状浸
漬現像剤インク、キャリヤコーティング、光受容体添加
剤及びトナー添加剤として有用な約5,000 から約50,000
の数平均分子量及び約10,000から約500,000 の重量平均
分子量を有すると共に、体積平均径が約0.1 から約5.0
ミクロン、好ましくは略2 ミクロンであるポリマー粒子
の製造に関する。

【００１２】本発明の配合に有用なポリマー樹脂は、現
像剤の固体含量の約70から約98重量％を構成する。

【００１３】例えば、組成物中の固体相の約70から約98
重量％の量で存在するポリマー及びコポリマーの樹脂の
具体例は、エチレン又はスチレン及びそれらの誘導体か
ら成るビニルモノマー類、例えば、スチレン、α−メチ
ルスチレン、ｐ−クロロスチレン等と、モノカルボン酸
類及び誘導体類、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、
メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアク
リレート、ドデシルアクリレート、オクチルアクリレー
ト、フェニルアクリレート、メチルメタクリレート、エ
チルメタクリレート、ブチルメタクリレート、オクチル
メタクリレート、オクタデシルメタクリレート、アクリ
ロニトリル及びアクリルアミドと、２重結合を有するジ
カルボン酸類及びそれらの誘導体類、例えば、マレイン
酸、マレイン酸モノブチル、及びマレイン酸ジブチル
と、ビニルエステル類、例えば、ビニルクロライド、ビ
ニルアセテート、及びビニルベンゾエートと、ビニルケ
トン類、例えば、ビニルメチルケトン及びビニルエーテ
ルケトンと、ビニルエチルエーテルと、ビニルイソブチ
ルエーテルと、ビニルナフタレンと、不飽和モノオレフ
ィン類、例えば、イソブチレン等と、ビニリデンハライ
ド類、例えば、ビニリデンクロライド等と、Ｎ−ビニル
化合物、例えば、Ｎ−ビニルピロール等と、これらの混
合物とを含む。

【００１４】本発明の配合に有用な着色剤又は顔料は、
現像剤の固体含量の例えば、約0.1から約30、好ましく
は20重量％の量で存在し、シアン、イエロー、マゼン
タ、赤、緑、青、茶、オレンジ、黒顔料又は染料、及び
これらの混合物から成る群から選択される。

【００１５】本発明に有用な懸濁粒子上の電荷の符号及
び大きさを調節する作用をすると考えられている電荷デ
ィレクタ又は電荷アジュバントの具体例は、負電荷調節
剤としての脂肪酸又は脂肪酸塩を含み、ステアリン酸ア
ルミニウム及びその誘導体、アルミニウムｔ−ブチルサ
リチレート並びにこれらの混合物からなる群から選択さ
れ、現像剤の固体含量の約1 から約15重量％を構成す
る。これらの化合物の中では、ステアリン酸アルミニウ
ム及び４級アンモニウムハイドロジェンハライド塩の側
鎖を含むブロックコポリマーが特に有用で有効な材料で
ある。

【００１６】溶媒及び現像剤の懸濁媒体として本発明に
有用な非水性溶媒は、10から25の炭素原子を有する分岐
した又は直鎖の脂肪族炭化水素、例えば、ノルパル 15
及びイソパル（ISOPAR） L又はH 並びにこれらの混合物
であり、該溶媒は現像剤の総重量の約50から約98％で存
在する。

【００１７】本発明の具体例では、樹脂、顔料又は着色
剤、非水性溶媒、及び電荷ディレクタを含む最初に形成
された溶融混合懸濁物を、高い剪断又はボールミルによ
って任意に分散して、約5 から約100 ミクロンの体積平
均径を有する懸濁ポリマー粒子を形成する。分散物又は
懸濁物をさらに任意に熱的に循環させ、又は衝撃を与え
て、懸濁ポリマー粒子を処理してもよく、この熱循環又
は熱衝撃は混合物を約25°Ｃから約100 °Ｃへ急速に加
熱し、次いで約15°Ｃから約40°Ｃまで急冷することに
より行われ、ここでサイクルは約1 分から約10分に亘っ
て行われる。急速な冷水冷却による任意の熱循環又は熱
衝撃は、３つの方法、即ち、インクの粒子を急速に沈澱
させること、懸濁物がゲル化すること、及び／又はイン
ク配合が水で冷却されるコンデンサのサイド上にコーテ
ィングを形成すること、のいずれかでインク配合を変化
させる。操作圧が500 バール未満、好ましくは100 と35
0 バールとの間であれば、循環した又は衝撃を与えられ
た混合物の全ては、約2ミクロンの小さい粒子へピスト
ンホモジナイザを使用して容易に再分散される。

【００１８】分散した混合物を均質化することは、酪農
産業で通常備えられ、使用されるデーリピストンホモジ
ナイザ、例えば、ニロ−ソアヴィから得られる２段階ホ
モジナイザモデルNS 1001Lを用いて行われる。デーリピ
ストンホモジナイザは、電気的に駆動される圧力エンジ
ンである高圧ポンプから構成され、該高圧ポンプは段階
１では流体及び粒子を圧縮して、段階２では、混合物を
３つの異なるバルブ、即ちエマルジョンバルブ、ボール
バルブ、又はセル−分裂バルブへぶつける。本明細書で
記載されたように粒子サイズを低下させるには、エマル
ジョン又はボールバルブのいずれかが最も有用で且つ好
ましい。

【００１９】２ステップ処理を使用することは、単一経
路で混合し、次いで粒子サイズを低下させることに対し
て必要な手段を講じている。しかし、また、１ステップ
のピストンの均質化処理は、液状及び乾燥したインクと
して有用かつ好適な配合を提供する。１−ステップ処理
では、供給インクにピストンホモジナイザを直接通過さ
せる。熱処理に次いで均質化を含む２−ステップ処理で
は、ピストンホモジナイザを使用して処理しながら、供
給インク懸濁物を約80°Ｃまで加熱し、例えば約15°Ｆ
の冷水コンデンサを使用して冷却する。

【００２０】本発明の均質化ステップで使用される粒子
サイズ低下装置は、ピストンホモジナイザデバイスとし
て知られており、(a) 第１懸濁物をホモジナイザへ導入
する手段及び得られた第２懸濁物をホモジナイザから除
去する手段、(b) 第１懸濁物を高圧で噴出するノズル、
(c) 前記ノズルから放射される高圧下の懸濁媒体中に含
まれた懸濁粒子の衝突が超高剪断力に帰し、かつ懸濁ポ
リマー粒子をさらに所望のサイズドメイン、即ち約0.1
μｍから約5 μｍの体積平均径へ破壊する平らなプラッ
ト又はウォール、を含む。

【００２１】均質化ステップに使用される圧力は約100
バールから約500 バール未満、好ましくは約100 から約
350 バールである。低い方の限度未満の圧力では、粒子
サイズの低下が不満足で、効果がなく、約350 バールを
越える圧力では、分散物は不安定になるようであり、容
認できない、扱いにくい配合の剪断増粘に至る可能性が
ある。

【００２２】約500 バール以上の昇圧では、インクは剪
断増粘するようであり、又は不安定である。約500 バー
ル未満、典型的には100 から約350 バールの間の処理圧
では、沈澱した粒子及びゲルは、ピストンホモジナイザ
で容易に再分散された。また、供給懸濁物は約120 °Ｆ
以上の温度では不安定になるようである。

【００２３】表１は、本発明の代表的実施例及び比較例
に使用された時間、圧力及び温度のような処理条件を要
約したものである。表２及び表３は、本発明の方法によ
り製造された配合及び比較例で得られたパラメータ及び
データの要約を示している。

【００２４】具体例で得られた着色されたポリマー粒子
は、例えば、ホリバ CAPA-500 遠心分離粒子サイズ分析
器で測定された約1.0 ミクロンから約2.5 ミクロンの面
積平均粒子径、例えばマルヴァーンシステム 3601 で測
定された約0.1 ミクロンから約5 μｍという粒子径の体
積平均、及び約1.2 から約1.5 の幾何的粒子サイズ分布
（GSD ）を有する。

【００２５】乾燥した粒子が必要な場合は、着色された
ポリマー粒子を知られた材料及び方法を使用して、任意
に単離し、洗浄し、乾燥させてもよい。均質化ステップ
で形成された細かく分割された着色された粒子の単離
は、濾過及び遠心分離等のような、いかなる知られた分
離技術でも達成できる。典型的な乾燥技術、例えば真空
乾燥、凍結乾燥、粉霧乾燥、流動床乾燥等をポリマー粒
子の乾燥に選択できる。

【００２６】本発明の方法で製造された細かく分割され
たポリマー粒子を、表面添加剤で任意に処理して、現像
特性及び性能を向上させてもよい。表面添加剤は、導電
性の金属酸化物、金属塩、脂肪酸の金属塩、コロイダル
シリカ、チタン酸塩、４級アンモニウム塩、両イオン性
塩、金属錯体、有機金属錯体又はこれらの混合物の細か
い粉末を含む。

【００２７】電荷の指示性又は調節特性を有する他の表
面添加剤は、コロイダルシリカ又はチタン酸塩、及びサ
リチル酸又はカテコールの有機アルミニウム、有機ホウ
素、有機亜鉛、有機クロム錯体の混合物を含む。

【００２８】分散されたポリマー粒子の電荷特性を調節
する電荷調節添加剤を乾燥したポリマー粒子の表面へ、
例えば、ロール又はコーンミルによって添加してもよ
く、又は液状の分散粒子の表面へ吸着させるか又は液状
の懸濁媒体中に分散させてもよい。

【００２９】本発明の液状現像剤中の好ましい電荷調節
ディレクタ添加剤は、典型的には、粒子の帯電を促進す
るために使用される逆ミセルであり、天然ではしばしば
ポリマー状である４級アンモニウム塩、導電性の金属酸
化物、金属及び有機金属塩等を含む。本発明に有用な特
に好ましい電荷ディレクタ化合物は、ポリ［２−ジメチ
ルアンモニウムエチルメタクリレートブロマイド コ−
２−エチルヘキシルメタクリレート］、ポリ［２−ジメ
チルアンモニウムエチルメタクリレートトシレート コ
−２−エチルヘキシルメタクリレート］、ポリ［２−ジ
メチルアンモニウムエチルメタクリレートクロライド
コ−２−エチルヘキシルメタクリレート］等及びこれら
の混合物から成る群か選択されるプロトン化されたＡＢ
ジブロックコポリマーを含む。

【００３０】

【実施例】

［実施例１］ デーリーピストンホモジナイザ用の供給物として使用さ
れる液状浸漬現像剤（LID ）インク製造 ヌクレル 599（175 ｇ）、20重量％の ピーブイファー
ストブルー（45.4ｇ）、３重量％のウィトコ 22 （ステ
アリン酸アルミニウム、6.8 ｇ）及びノルパル15 （2,8
00 ｇ）の混合物を、ステンレススチールショット（2,7
00 ｋｇ、54,000ボール）を含むユニオンプロセス 1S
の1 ガロンのショットミル磨砕機へ添加した。混合物を
200rpmで攪拌し、約200 °Ｆの蒸気で外部的に加熱し
た。蒸気加熱を停止し、内部温度が100 °Ｆになるまで
攪拌を2 時間続けた。混合物を、15分間攪拌を続けなが
ら、15°Ｆの外部冷却水を使用して冷却した。得られた
混合物をふるいで濾過してスチールショットを除去し
た。ショットを追加の少量のノルパル 15 で洗浄し、固
形分7 重量％の合わせた濾液をピストン均質化ステップ
の供給流体として使用した。混合物は、50％以上の粒子
がマルヴァーンシステム3601 を使用して決定された10.
5ミクロンの体積平均径であり、且つ50％以上の粒子が
ホリバ CAPA-500 を使用して決定された2.8 ミクロンの
面積平均径である粒子から構成されていた。このLID イ
ンク分散物を、ピストンホモジナイザ、比較例１のマイ
クロフルイダイザー、及び比較例２のショットミル磨砕
機を評価するための供給インクとして使用した。 ［実施例２］ ２段階のパンダピストンホモジナイザ 以下のピストンホモジナイザ方法のパラメータを変化さ
せた。

【００３１】処理バルブ又は段階 − セラミックボー
ル又はエマルジョン処理バルブのいずれかを使用した。

【００３２】処理圧力 − ピストンホモジナイザを前
記の１ステップ又は２ステップ方法によりそれぞれ100
、350 、500 、700 、1000及び1200バールの圧力で操
作した。

【００３３】処理温度 − 80と180 °Ｆとの間の処理
温度を使用した。より高い処理圧力はより高い処理温度
に帰結するという点で、処理温度は処理圧力に部分的に
依存する。次の温度範囲が上昇した処理圧力と共に観察
された、即ち、100 乃至500バールで80乃至100 °Ｆ、7
00 乃至1000バールで96乃至136 °Ｆ、1200バールで110
乃至138 °Ｆである。

【００３４】処理時間 − サンプルをホモジナイザの
通過回数に応じて除去しないで、むしろ供給物を連続的
に再循環させて、時間に応じて監視した。8 から10Ｌ／
時間の間のフロー速度では、試験されたインクの体積に
応じて短い時間で大量の通過が行われた。

【００３５】２ステップ処理は、第１ステップとして蒸
気加熱次いで水冷を、またピストン均質化を含む第２ス
テップを含む。懸濁物は、２ステップ処理で冷却により
典型的に凝固し、結晶化し、沈澱する。高い固体沈降物
が冷却コンテナーのウォール上に形成され、500 バール
付近又はこれを越える過剰な高圧で特に顕著である。ゲ
ル、ストランド及び粒子の沈降物は、高圧で生じること
が日常的に観察された。これらの準安定なサンプルを処
理条件を変化させることにより、即ち、通常は処理圧力
を500 バール未満に低下させ、且つ120 °Ｆ未満、好ま
しくは略100 °Ｆの温度で処理時間を延ばすことにより
再分散させた。 ［実施例３］ ピストンホモジナイザ及びエマルジョンバルブを使用す
るLID インクの１ステップ処理 使用される処理条件及び得られた分散物の粒子サイズの
分析は表１に要約されている。エマルジョンバルブ及び
１ステップ処理を使用して、実施例１の供給インクにパ
ンダピストンホモジナイザを1,400 psi （100 バール）
で10分間通過させた。処理の間に分散物の温度を70°Ｆ
から90°Ｆへ上昇させた。得られた分散物は2.05ミクロ
ン（ホリバ）未満の平均面積径を有する50％以上の粒子
及び4.97ミクロン未満の平均体積径を有する50％以上の
粒子から構成されていた。得られたインク分散物を、ノ
ルパル 15 中の2 重量％固形分の粒子固体１グラム当た
り40ミリグラムのハイドロジェンブロマイド４級アンモ
ニウムの重合性の電荷ディレクタ、即ち、ポリ［２−ジ
メチルアンモニウムエチルメタクリレートブロマイド
コ−２−エチルヘキシルメタクリレート］を用いて帯電
させた。ESA(マテック［MATEC ］-MBS-8000 及びSC-90
）粒子移動度-1.49 ×10^-10 m²/V-sec、ゼータポテン
シャル-115.1mV、及び導電率13ピコモーが測定された。

【００３６】エマルジョンバルブ及び１ステップ処理を
使用して、実施例１の供給インクにパンダピストンホモ
ジナイザを1,400psi（100 バール）で3 分間通過させる
ことを除いて、実施例１の処理を繰り返した。処理の間
に分散物の温度を70°Ｆから80°Ｆへ上昇させた。得ら
れた分散物は2.27ミクロン（ホリバ）未満の平均面積径
を有する50％以上の粒子及び5.41ミクロン（マルヴァー
ン）未満の平均体積径を有する50％以上の粒子から構成
されていた。得られたインク分散物を、ノルパル 15 中
の2 重量％固形分の粒子固体１グラム分当たり40ミリグ
ラムの実施例３のハイドロジェンブロマイド４級アンモ
ニウムの重合性の電荷ディレクタを用いて帯電させた。
ESA 粒子移動度-1.22 ×10^-10 m²/V-sec、ゼータポテン
シャル-104.3mV、及び導電率13ピコモーが測定された。
分散物の粒子サイズはピストンホモジナイザを使用して
処理時間を延ばすことにより低下した。 ［実施例４］ セラミックボールバルブと共にピストンホモジナイザを
使用するLID インクの１ステップ処理 セラミックボールバルブ及び１ステップ処理を使用し
て、実施例１の供給インクに、パンダピストンホモジナ
イザを350 バール（5,000psi）で1 分と3 分との間で通
過させた。処理の間に分散物の温度を70°Ｆから90°Ｆ
へ上昇させた。得られた分散物は2.12ミクロン（ホリ
バ）未満の平均面積径を有する50％以上の粒子及び5.32
ミクロン未満の平均体積径を有する50％以上の粒子から
構成されていた。得られたインク分散物を、ノルパル 1
5 中の2 重量％固形分の粒子固体１グラム当たり40ミリ
グラムの実施例３のHBr ４級アンモニウムの重合性の電
荷ディレクタを用いて帯電させた。ESA 粒子移動度-0.5
5 ×10^-10 m²/V-sec、ゼータポテンシャル-43.7mV 、及
び導電率9 ピコモーが測定された。 ［実施例５］ セラミックボールバルブと共にピストンホモジナイザを
使用するLID インクの２ステップ処理 セラミックボールバルブ及び１ステップ処理を使用し
て、実施例１の供給インクにパンダピストンホモジナイ
ザを350 バール（5,000psi）で20分間通過させた。3 分
間の処理の間に分散物の温度を70°Ｆから200 °Ｆへ上
昇させ、8 分に亘って100 °Ｆまで冷却した。凝固した
懸濁物をさらに10分間350 バール（5,000psi）96°Ｆで
処理した。得られた分散物は1.88ミクロン（ホリバ）未
満の平均面積径を有する50％以上の粒子及び6.19ミクロ
ン（マルヴァーン）未満の平均体積径を有する50％以上
の粒子から構成されていた。得られたインク分散物を、
ノルパル 15 中の2 重量％固形分の粒子固体１グラム当
たり40ミリグラムの実施例３のHBr ４級アンモニウムの
重合性の電荷ディレクタを用いて帯電させた。ESA 粒子
移動度-1.5×10^-10 m²/V-sec、ゼータポテンシャル-99.
7mV 、及び導電率13ピコモーが測定された。帯電された
インクは、セービン（Savin ）870 写真複写機を使用し
て優れた印刷品質を有するコピーを生じた。 ［実施例６］ピストンホモジナイザ及びエマルジョンボ
ールバルブを使用するLID インクの２ステップ処理 エマルジョンボールバルブ及び１段階処理を使用して、
実施例１の供給インクにパンダピストンホモジナイザを
350 バール（5,000psi）で17分間通過させた。7 分間の
処理の間に分散物の温度を70°Ｆから200 °Ｆへ上昇さ
せ、10分に亘って92°Ｆまで冷却した。得られた分散物
は2.07ミクロン（ホリバ）未満の平均面積径を有する50
％以上の粒子及び5.94ミクロン未満の平均体積径を有す
る50％以上の粒子から構成されていた。得られたインク
分散物を、ノルパル 15 中の2 重量％固形分の粒子固体
１グラム当たり40ミリグラムの実施例３のHBr ４級アン
モニウムの重合性の電荷ディレクタを用いて帯電させ
た。ESA 粒子移動度-1.51 ×10^-10 m²/V-sec、ゼータポ
テンシャル-116.2mV、及び導電率14ピコモーが測定され
た。 ［実施例７］ ピストンホモジナイザ及びエマルジョンボールバルブを
使用するLID インクの２ステップ処理 エマルジョンバルブ及び１段階処理を使用して、実施例
１の供給インクにパンダピストンホモジナイザを100 バ
ール（1,430psi）で30分間通過させた。10分間の処理の
間に分散物の温度を70°Ｆから200 °Ｆへ上昇させ、20
分に亘って86°Ｆまで冷却した。得られた分散物は2.06
ミクロン（ホリバ）未満の平均面積径を有する50％以上
の粒子及び5.69ミクロン未満の平均体積径を有する50％
以上の粒子から構成されていた。得られたインク分散物
を、ノルパル 15 中の2 重量％固形分の粒子固体１グラ
ム当たり40ミリグラムの実施例３のHBr ４級アンモニウ
ムの重合性の電荷ディレクタを用いて帯電させた。ESA
粒子移動度-1.12 ×10^-10m²/V-sec、ゼータポテンシャ
ル-86.4mV 、及び導電率13ピコモーが測定された。 ［比較例１］ マイクロフルイダイザー 実施例１の供給インクにマイクロフルイダイザーを500
バール（7,100psi）で20分間通過させた。得られた分散
物は3.5 ミクロン（ホリバ）より大きい平均面積径を有
する50％以上の粒子及び23.5ミクロン未満の平均体積径
を有する50％以上の粒子から構成されていた。マイクロ
フルイダイザーを使用して得られた粒子は供給インク中
で測定された粒子よりも大きかった。実施例１の供給イ
ンクにマイクロフルイダイザーを5 と20分との間の処理
時間、500 と1,400 バールとの間の処理圧力で通過させ
た。得られた分散物は3.5 ミクロン（ホリバ）未満の平
均面積径を有する50％以上の粒子から構成されていた。
表２及び表３はこの比較例及び他の実施例で得られたパ
ラメータ及びデータの要約を示す。

【００３７】ピストンホモジナイザは350 バールで20分
間後、1.73ミクロンの面積粒子サイズを生じた。比較す
ると、500 バール（最下圧力に設定）20分間後でマイク
ロフルイダイザーは略3.5 ミクロンの粒子を生じ、ショ
ットミルは4 時間の冷却微粉砕の後( トータルで6 時
間) 、2 ミクロンの粒子を生じた。従って最短の処理時
間でピストンホモジナイザが最小の粒子を生じた。ピス
トンホモジナイザで製造された1.7 ミクロンのインクに
より、ノルパル 15 キャリヤ流体を用いてセービン写真
複写機（モデル870 ）を使用して優れたプリントが得ら
れた。 ［比較例２］ ユニオンプロセス01ショットミル磨砕機 ヌクレル 599（20グラム）、3 重量％のウィトコ 22 、
20重量％のピーブイファーストブルー、及びノルパル 1
5 （170 グラム）を、2,400 グラムのステンレススチー
ル3/8 インチショットを含むユニオンプロセス01磨砕機
中で200 °Ｆになるまで加熱した。加熱を停止し、周囲
温度での攪拌を2 時間維持した。水冷却及び攪拌をさら
に4 時間維持した。その後インクをショットから270 グ
ラムのノルパル 15 を用いてこし器（strainer）を使用
して洗浄し、得られたインクの算定された固形分％は4.
5 ％であった。得られた分散物は2.44ミクロン（ホリ
バ）未満の平均面積径を有する50％以上の粒子及び6.5
ミクロン未満の平均体積径を有する50％以上の粒子から
構成されていた。得られたインク分散物を、ノルパル15
中の2 重量％固形分の粒子固体１グラム当たり50ミリ
グラムの実施例３のHBr ４級アンモニウムの重合性の電
荷ディレクタを用いて帯電させた。ESA 粒子移動度-1.5
1 ×10^-10 m²/V-sec、ゼータポテンシャル-110mV、及び
導電率13ピコモーが測定された。

【００３８】前述した特許及び刊行物を全て援用して本
明細書の記載の一部とする。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】

【発明の効果】本発明は、液状又は乾燥した電子写真の
現像剤組成物として有用なミクロン及びサブミクロンサ
イズの小さいポリマー粒子を含む現像剤組成物の経済的
な製造方法を提供することができるという優れた効果を
奏する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムス アール．ラーソン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14450 フェアポート ウルフボロ ドライヴ 11 (72)発明者 フランク ジェイ．ボンシニョーレ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14617 ロチェスター ウィノーナ ブールヴァ ード 572

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液状又は乾燥した電子写真現像剤の製造
   方法であって、(a) ポリマー樹脂、着色剤、電荷ディレ
   クタ、及び非水性溶媒を含む溶融混合物を形成して、約
   5 から約100 ミクロンの体積平均径を有するカラーポリ
   マー粒子の第１懸濁物を得る工程と、(b) デーリピスト
   ンホモジナイザを用いて前記第１懸濁物を約100 から約
   500 バールの圧力下で均質化し、約0.1 から約5 ミクロ
   ンの体積平均径を有するカラーポリマー粒子を含む第２
   懸濁物を得る工程と、を含むことを特徴とする電子写真
   現像剤の製造方法。