JP4627134B2 - 液体トナー組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、ノンインパクトプリント方式用のトナーおよびインクとして好適な液体組成物に関する。
【０００２】
（発明の背景）
従来の静電液体現像プロセスでは、効率的に機能させるためには液体現像剤用のキャリア液にある一定の性質が要求されることが認識されていた。当業者には公知であるように多くの物理的条件が必須であるが、低毒性、防火性、低溶剤溶解性、低臭気性などの他の考慮点もまた存在する。これらの理由から、エクソン・コーポレーション（Ｅｘｘｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製造のアイソパー（Ｉｓｏｐａｒ）（登録商標）シリーズ、シェル・ケミカル（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）製造のシェルゾル（Ｓｈｅｌｌｓｏｌ）（登録商標）シリーズ、フィリップス・ペトロレアム（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ）製造のソルトロール（Ｓｏｌｔｒｏｌ）（登録商標）シリーズなどのイソパラフィン系炭化水素が液体キャリアの業界標準となった。
【０００３】
しかし、より最近では、揮発性放出物をさらに低減または除去するための漸増圧力のもとでの液体現像法に対する環境上の懸念が増大している。
【０００４】
現像液に利用できる他のキャリア材料が調査されており、それらの中で、液状シリコーンは、明らかに、今日の液体トナーキャリアに以前からおよび現在望まれているすべての特性を兼備する液体である。
【０００５】
一般に、静電画像の現像をするための液体トナーは、酸化鉄、カーボンブラック、ニグロシン、フタロシアニンブルー、ベンジジンイエロー、キナクリドンピンク、およびこれらに類するものなどの無機系または有機系着色剤を、液体ビヒクル中に分散させることによって製造され、前記液体ビヒクルは、その中に溶解または分散したポリアクリレートおよびそれらのコポリマー、アルキド樹脂、ロジン、ロジンエステル、エポキシ樹脂、ポリビニルアセテート、スチレン−ブタジエン、環化ゴム、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリエチレンなどの合成または天然発生ポリマーを含有することができる。さらに、こうした分散粒子上に静電荷を付与するか、またはこうした分散粒子上の静電荷を強化するために、チャージディレクターとして知られている添加剤、すなわち電荷制御剤を含むことができる。こうした材料は、金属石鹸、脂肪酸、レシチンなどである。
【０００６】
同様に、大きな関心を集める一領域が、キャリア液として環境に優しい液体を用いるインクジェット印刷法用の液体組成物の開発に存在する。しかし、有機顔料などのマーキング粒子のこうしたキャリア液への分散に伴う問題が存在する。
【０００７】
液状シリコーンは、例えば、ジョンソン（Ｓ．Ｗ．Ｊｏｈｎｓｏｎ）の米国特許第３，１０５，８２１号、およびグレイグ（Ｈ．Ｇ．Ｇｒｅｉｇ）の米国特許第３，０５３，６８８号において、液体トナー用のキャリアとして用いられている。これらの両先行特許は、液状シリコーンの長所を理解していたが、当時の液体トナーの機能に対する理解は、比較的経験的であり、これらの特許は、化学的相溶性には注意を払うことなく、液状シリコーン中に乾燥トナーを機械的に分散させ、そして次に、このようにして製造した分散液の粒子サイズおよび安定性を調節するということを単に教示したものであった。より最近では、液状シリコーンは、液体トナー用の望ましいキャリア液と、再び考えられている。
【０００８】
しかし、前記用途も、機械的分散のみに頼っている。液状シリコーンは、プラスチックに対する溶解力が低く、この特性が複写機の部品および有機光導電体の寿命に好適であることは、よく知られている。このことの不利な結果は、液体トナーに通常用いられる多くの分散剤が液状シリコーンと不相溶であることである。
【０００９】
ローソン（Ｌａｗｓｏｎ）らの米国特許第５，６１２，１６２号ならびにローソンらの米国特許第５，５９１，５５７号は、液状シリコーン中で現像液を生成する組成物および方法を開示している。これらの特許の教示およびこれらの特許中の配合物は、高品質の静電印刷に求められるものとしては不十分な分散の特性を問題点として有する。詳細には、液状シリコーン相溶性分散剤は、これらの配合物には用いられず、その結果としての筋の形成は、これらの特許では取り扱われていない。こうした筋は、連続画像の分裂局在領域として明白であり、また高粘度の物質が平坦な表面にローラーアプリケーターによって薄膜として塗布される時に観察されるパターンに類似している。
【００１０】
液状シリコーンがマーキング粒子を十分に分散させて、製造および使用中に必要な粒子サイズを十分達成および維持することが不可能であるため、先行技術によって得ることができる粒子サイズおよび分散液の安定性は、不十分であることがわかった。
【００１１】
先に示したような環境上の懸念をさらに軽減するために、高粘度キャリア液および／または高固体含量のマーキング粒子を現像液として用いるという概念が提案されている。このタイプの液体トナーは、トナーが非画像部分に付着することなく、画像支持部材上の静電潜像の画像部分にこれらのトナーが選択的に付着するという方法にこうした高濃縮液体トナーの薄膜を用いることによって、静電潜像を現像することができる。この液体現像法は、静電潜像の電界強度の主作用のもとで、静電潜像の相対増分磁界強度に比例して移送される量のトナーを静電潜像キャリア表面への優先的付着によって行われる。これは、比較的大きな現像間隔に沿っての電気泳動移動にのみ頼る通常の液体現像と比較して、非常に高速の現像法である。このタイプの高粘度トナーを用いる静電プリンターは、特許明細書ＷＯ９５／０８７９２に開示されている。しかし、この概念では、こうした印刷システムにおける現像液に関連する多数の問題が発生する。
【００１２】
マーキング粒子の分散の特性などの問題は、こうした現像液を用いるこうしたノンインパクト印字装置からの印刷コピーにおいて明らかであり、背景カブリまたはバックグラウンドノイズが過度であるような活字間を伴う低い光学密度または劣った規定解像度の活字または領域として一目瞭然である。多くの場合、低い光学密度は、いわゆる筋の形成に関わる。
【００１３】
本発明は、マーキング粒子の分散の特性における改善を提案し、その結果、上記の問題を軽減するものである。詳細には、顔料などのマーキング粒子の現像液中での不十分な分散によってもたらされると考えられる筋の形成の問題を軽減する。
【００１４】
このように説明されるような筋の形成は、特許明細書ＷＯ９５／０８７９２に記載されているタイプの静電プリンターなどのノンインパクト印字装置において容易に見ることができる。しかし、こうした筋の形成によって、他の印字装置からの印刷が信用を損なうように見えたことも考えなければならない。
【００１５】
従って、キャリア液内のマーキング粒子の改善された分散の特性を維持する作用を通して今日の環境上の要求に見合い、改善された画像解像度およびより高い光学密度を有する高品質印刷を生じる液体キャリアを含む好ましい、高粘度、高固体含量の現像液に、適切な分散添加剤を含有させることによって、この筋形成を最小限にする方法が必要とされている。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、分散の特性を改善し、その結果、筋の形成を排除する添加剤を有する改善された液体トナー組成物を提供することである。
本発明のさらなる目的は、製造中のマーキング粒子の立体安定化を向上させ、従って、製造中および現像液の寿命期間における凝集を抑制する結果として、改善された分散のために改善された粒子サイズ分布を生じる添加剤を有する液体トナー組成物を提供することである。
本発明のさらなる目的は、一定範囲の気候条件にわたって改善された安定性をもたらす添加剤を有し、従って、大いに改善された貯蔵安定性を有する液体トナー組成物を提供することである。
本発明の液体トナー組成物は、インクジェットタイプのプリンターに使用するためのインクであり、静電写真法用のトナーまたは現像液であることができる。
【００１７】
（発明の簡単な説明）
従って、一つの形態において、本発明は、
（ａ）非水系キャリア液、前記キャリア液は、０．５〜１，０００ｍＰａ．ｓの範囲の粘度を有する直鎖状構造の液状シリコーン、環状構造の液状シリコーン、分枝鎖状構造の液状シリコーン、またはそれらの組合せから成る群より選択される電気絶縁性液体である；
（ｂ）不溶性マーキング粒子；および
（ｃ）分散添加剤、前記分散添加剤は、活性部位をポリシロキサンに導入する基を含む少なくとも一つの官能基を有するポリシロキサンを含むポリシロキサン分散剤であり、この場合、官能基がアミン基であり、ポリシロキサン分散剤は、以下の一般構造：
【化２】
（式中、Ｒはメチル基（−ＣＨ ３ ）またはヒドロキシル基（−ＯＨ）を表し、Ｘ １ およびＸ ２ はアミン基（−ＮＨ ２ ）を表す。）
によって表されるポリシロキサンポリマーである；
を含んでなる、液体トナー組成物である。
それによって、印刷中の筋の形成を最小限にし、結果として画像の質の改善を生じる、１００〜１０，０００ｍＰａ．ｓの粘度範囲内で操作する静電印刷法に使用するための液体トナー組成物に存すると言える。
【００１８】
好ましくは、ポリシロキサン分散剤は、直鎖状ポリシロキサンまたは環状ポリシロキサンまたは分枝鎖状ポリシロキサン、またはそれらの組合せを含む群から選択される。ポリシロキサン分散添加剤の粘度は、９０，０００ｍＰａ．ｓ以下であることができる。
【００１９】
ポリシロキサン分散剤は、以下の一般構造：
【化３】
（式中、Ｒはメチル基（−ＣＨ３ ）またはヒドロキシル基（−ＯＨ）を表し、Ｘ１およびＸ２はアミン基（−ＮＨ ２ ）を表す。）
によって表されるポリシロキサンポリマーであることができる。
【００２０】
マーキング粒子は、顔料、高分子樹脂、強磁性粒子および発光性粒子を含む群から選択することができ、マーキング粒子濃度は、４０重量％以下であることができる。不溶性マーキング粒子は、変性エポキシポリマーであることができ、前記ポリマーは、エポキシ樹脂と窒素含有高分子化合物との反応生成物であることができる。窒素含有高分子化合物は、アルキル化ポリビニルピロリドンであることができる。
マーキング粒子が顔料である場合、マーキング粒子を変性エポキシポリマーで被覆することができる。
【００２１】
好ましくは、変性エポキシポリマーは、顔料と配合し、その後、押し出す。
本発明による液体トナー組成物は、染料、キュアリング剤、静菌剤、電荷制御剤および酸化防止剤を含む群から選択される一つ以上の追加成分をさらに含有することができる。
【００２２】
（発明の詳細な説明）
本発明者は、本発明の分散剤を用いて、改善された印刷性能を達成できることを見出した。詳細には、高粘度液状シリコーンキャリア液は、多くの場合、固有の問題を有し、本発明の分散剤を混合することによって、印刷画像上の筋形成が大幅に減少すること、分散特性が大幅に改善されることを含む改善がもたらされること、液体が分散液中のマーキング粒子から抽出されないこと、画像密度が大いに増すこと、および画像の平滑性が改善されることを見出した。
【００２３】
上で論議したタイプの改善（出願人は、これらに拘束されることを望まない）に関する一つの例は、高分子ポリシロキサン分散添加剤の官能基によってもたらされる活性部位が、マーキング粒子の表面に結合または吸着し、それによって、外面の物理的な高分子バリヤー、または、いわゆる「テール」と呼ばれるキャリア液相溶性を粒子に与え、それによって、立体安定化のメカニズムによる粒子の凝集を防止し、結果として改善された分散をもたらし、上で論議した改善をもたらす。本発明の分散添加剤は、粒子間の電荷反発力を有効に増大させることによって、マーキング粒子のイオン安定化を増進させることができるということも考えられる。
【００２４】
本発明者は、約０．５〜１０，０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは２０〜５００ｍＰａ・ｓの粘度を有する液状シリコーンキャリアを含む液体組成物に用いられる本発明の分散剤によって、大いに改善された印刷機能を達成することができることを見出した。現像液内のマーキング粒子の濃度は、４０重量％以下、好ましくは１０〜２５重量％である。こうした現像液は、約１００〜１０，０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは２００〜１，０００ｍＰａ・ｓの粘度を示し得る。
【００２５】
詳細には、液状シリコーン中、高濃度のマーキング粒子を有する組成物は、分散剤を伴わない組成物と比較して、静電プリンターにおいて良好な印刷機能を達成することがわかった。本発明の分散剤の混合によって、大いに低減された印刷画像上の筋形成、大いに改善された分散の特性を含むさらなる改善がもたらされること、液体が分散液中のマーキング粒子から抽出されないこと、画像密度が大いに増すこと、および画像の平滑性が改善されることがわかった。
【００２６】
現像液の平均粒子サイズ分布も有効に減少させるというさらなる利点が見出された。このことは、より効果的な分散、従って、製造中のマーキング粒子の微粉砕の達成を示す。さらに、分散添加剤は、十分な立体安定化を伴う分散をもたらすことによって、微粉砕後の粒子の凝集を大いに低下させて、最適化された現像液を維持するように作用する。
【００２７】
分散剤は、ボールミル、摩砕機ミル、ビーズミルなどの液体組成物の製造において通常用いられる技術によって、液体組成物に混合することができる。マーキング粒子の添加前および微粉細段階の前にキャリア液に分散剤を配合することを含む予備混合技術を用いて、分散添加剤を現像液配合物に混合することもできる。
【００２８】
分散添加剤は、ホットメルト乳化によって製造される現像液（米国特許第５，６０９，９７９号、ローソン（Ｔ．Ｍ．Ｌａｗｓｏｎ）による静電写真法に有用な球状粒子（Ｓｐｈｅｒｏｉｄａｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｕｓｅｆｕｌ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｏｇｒａｐｈｙ））などの非ミリング／粉砕技術によって製造される現像液についての分散の特性も有効に改善する。
【００２９】
さて、本明細書は本発明を一般に説明しているが、理解を助けるために、多様な組成物における本発明の分散剤の有効性を示す多数の実施例および比較例について記載する。
特許明細書ＷＯ９５／０８７９２に記載されているタイプの静電プリンターを用いて、多様な実施例を試験した。
【００３０】
（比較例および実施例）
以下の比較例および実施例は、本発明をより十分に規定するために提供するものであり、それによって制限する意図は一切ない。以下の配合物は、チャージディレクターを含むことができる。当業者に既知のチャージディレクターを添加して、必要に応じてマーキング粒子に電荷を付与することができる。下に挙げるすべての配合例は、各実施例の成分を、球状セラミック製の粉砕媒体を収容するセラミックボールジャーに添加し、４日間微粉砕して、樹脂トナーを調製することによって、調製した。実施例における原料の量は、求められる現像液の特性および静電プリンターの操作モードに依存して変化し得ることはご理解いただきたい。その後、配合物は、上に記載したような静電プリンターを用いて画像を形成することによって、印刷の質について調べた。
【００３１】
比較例１
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ 粉砕 ９６ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２４ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ６ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ４７４ｇ
参考例１
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ 粉砕 ９６ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２４ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ６ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ ６０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ４１４ｇ
参考例２
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ 粉砕 ９６ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２４ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ６ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ １５０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３２４ｇ
比較例２
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ 粉砕 ９６ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２４ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ６ｇ
ＤＣ ３４５ Ｆｌｕｉｄ ４７４ｇ
参考例３
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ 粉砕 ９６ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２４ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ６ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ ６０ｇ
ＤＣ ３４５ Ｆｌｕｉｄ ４１４ｇ
参考例４
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ 粉砕 ９６ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２４ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ６ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ １５０ｇ
ＤＣ ３４５ Ｆｌｕｉｄ ３２４ｇ
【００３２】
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａは、ドイツ、ミュンヒェンのワッカー・ケミカルズ（Ｗａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）によって製造されたビニル官能基を有するポリシロキサンである。Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４は、スイス、バーゼルのチバ・ガイギー（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）によって製造されたエポキシ樹脂である。Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤは、スイス、バーゼルのチバ・ガイギー（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）によって製造されたＣＩ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３である。Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍは、米国、ニュージャージー州のクリアノバ（Ｃｒｅａｎｏｖａ）によって製造されたオクタン酸ジルコニウムである。ＤＣ２００ ２０ｃＳｔ ＦｌｕｉｄおよびＤＣ３４５ Ｆｌｕｉｄは、米国のダウ・コーニング（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ）によって製造された液状シリコーンである。
【００３３】
各実施例について、標準試験プリントを作成した。光学密度測定は、Ｇｒｅｔａｇ、Ｄ１８６デンシトメータを用いて行った。すべての実施例について、１００％固体画像領域における平均最大光学密度の測定、および平均背景（背景カブリまたはノイズ）光学密度の測定も行い、全体的な画質も評価した。
【００３４】
比較例１および参考例１および参考例２は、好ましい分散剤のうちの一つの有益な効果を実証した。これらの配合物に用いたキャリア液は、ＤＣ２００ ２０ｃＳｔ液として知られているダウ・コーニングの液状シリコーンである。これらの印刷の画質は、分散剤の量を増加するにつれて、大いに改善された。以上のことをまとめると、この配合物系列、すなわち、比較例１〜参考例１〜参考例２において、分散剤の量が増加すると、以下の傾向に気づく：
−筋形成が大いに低減される。
−光学画像密度が大いに上がる。
−全体的な画像平滑性が大いに改善される。
【００３５】
比較例２および参考例３および参考例４、不揮発性環状液状シリコーンキャリア液ＤＣ３４５液を用いる配合物は、上で説明したのと同じ傾向を示した。
【００３６】
異なるキャリア液における分散剤の有効性を参考例１〜４を用いて説明した。しかし、これらの印刷サンプルにおいて、分散剤濃度を上げると背景カブリまたはノイズが増大する傾向が観察できた。この作用は、分散の特性の向上、粒子サイズおよび凝集傾向の低下などのために分散剤を増加させることによって達成される、より高い分散の特性によるものであり、結果として、背景領域における現像に使われるトナー「微粉」（主顔料微粉）の実質的な集団を生じるものである。
【００３７】
従って、分散の特性が改善された液体組成物を用いて背景カブリを除去する方法を開発した。微粉が主顔料である場合、これは、顔料と樹脂を微粉砕するためにボールジャーに添加する前に、顔料と樹脂を一緒に押し出す（押出し物１を製造する）こと（または樹脂被覆顔料の技術分野で知られている他の技術）によって、顔料表面を樹脂で被覆することで克服することができる。
押出し物１
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ ８０ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２０ｇ
【００３８】
下に挙げる配合例は、本技術の有効性を実証しており、参考例９の成分を、球状セラミック製粉砕媒体を収容するセラミックボールジャーに添加し、７日間微粉砕して、樹脂トナーを調製することによって、調製した。その後、配合物は、上に記載したような静電プリンターを用いて画像を形成することによって、印刷の質について調べた。
実施例１
押出し物１ １２５ｇ
Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１ ５ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ １００ｃＳｔ ３７０ｇ
Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１は、ドイツ、ミュンヒェンのワッカー・ケミカルズによって製造されたアミン官能基を有するポリシロキサンである。ＤＣ２００ １００ｃＳｔ Ｆｌｕｉｄは、米国のダウ・コーニングによって製造された液状シリコーンである。
【００３９】
上の実施例１に関して、意外にも、Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１を用いることによって、非常に有意にマーキング粒子に電荷が付与されるため、追加の電荷制御剤を必要としないということがわかった。
【００４０】
さらに、Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１の分散力は、前にＥｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａを用いたものより優れており、従って、はるかに少ない量で用いることができる一方で、これらの材料の望ましい分散特性をそれまでどおり維持し続けることができることがわかった。
分散力における改善は、アミン官能性Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１との関連で、ビニル官能性Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａの分散力に比べて、表面活性が増大することによるものと考えられる。
【００４１】
この配合の結果は、顔料を被覆する樹脂によって、分散添加剤との関連で改善される画質が維持される一方で、背景密度も除去されることを示した。全体的な印刷の質の結果は、以下のようにまとめることができる：
−筋形成が大いに低減された。
−光学画像密度が大いに上がった。
−全体的な画像の平滑性が大いに改善された。
−背景画像密度が除去された。
【００４２】
分散添加剤の使用は、エポキシ樹脂をベースとした系に限定されない。分散の特性、およびそれによって画像の質は、これらの分散剤を顔料／樹脂押出しまたは非押出し配合物のいずれかに添加することによって、大きく改善される。そして、これら配合物には、ポリアクリレート、ポリエステル、およびそれらのコポリマー、アルキド樹脂、ロジン、ロジンエステル、他のエポキシ樹脂または変性エポキシ樹脂、ポリビニルアセテート、スチレン−ブタジエン、環化ゴム、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリエチレンなどの合成または自然発生ポリマーを用いる。
【００４３】
実際、好ましい実施態様は、押出された顔料−変性エポキシ配合物から成る。エポキシ樹脂は、それをアルキル化ポリビニルピロリドンと反応させることにより変性されて、新しい熱可塑性樹脂、すなわち、その後、顔料とともに押出される樹脂を生成する。便宜上、本発明者は、この変性エポキシ樹脂被覆顔料に、以下の実施例２において説明されるように押出し物２という名称を付ける。
押出し物２の組成は、
押出し物２
Ａｒａｌｄｉｔｅ ＧＴ６０８４ ６１．５ｇ
Ａｎｔａｒｏｎ Ｖ２２０ １８．５ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２０ｇ
である。Ａｎｔａｒｏｎ Ｖ２２０は、米国、ニュージャージー州のＧＡＦ／ＩＳＰケミカルズ（ＧＡＦ／ＩＳＰ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）によって製造されたアルキル化ポリビニルピロリドンである。
【００４４】
実施例２
押出し物２ １２５ｇ
Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１ ５ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ １００ｃＳｔ ３７０ｇ
上の実施例２に関して、Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１を用いることによって、マーキング粒子に電荷が付与されるため、追加の電荷制御剤を必要としないことがわかった。
【００４５】
さらに、Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１の分散力は、前にＥｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａを用いたものより勝っており、従って、より少ない量で用いることができる一方で、これらの材料の望ましい分散特性をそれまでどおり維持し続けることができることがわかった。
分散力における改善は、アミン官能性Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１との関連で、ビニル官能性Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａの分散力に比べて、表面活性が増大することによるものと考えられる。
【００４６】
実施例２についての標準印刷サンプルは、筋形成のない卓越した画質、高い最大光学密度、および背景カブリまたはノイズ密度ゼロを示すことによって、分散剤の有効性を実証した。
【００４７】
以下の参考例５〜７は、記載した静電プリンターにおいて得られる卓越した画像の質を実証する配合物をさらに説明するものである。
押出し物３の組成は、
押出し物３
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ ６１．５ｇ
Ａｎｔａｒｏｎ Ｖ２２０ １８．５ｇ
Ｔｉｎｔａｃａｒｂ ４３５ ２０ｇ
である。Ｔｉｎｔａｃａｒｂは、オーストラリアのキャボット・コーポレーション（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって製造されたＣＩ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７である。
【００４８】
参考例５
押出し物３ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ １２０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３５６ｇ
参考例５についての標準印刷サンプルは、筋形成のない卓越した画質、高い最大光学密度、および背景カブリまたはノイズ密度ゼロを示すことによって、分散剤の有効性を実証した。
【００４９】
押出し物４の組成は、
押出し物４
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ ６１．５ｇ Ａｎｔａｒｏｎ Ｖ２２０ １８．５ｇ Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｒｕｂｉｎｅ ＬＢ４Ｎ ２０ｇである。Ｒｕｂｉｎｅは、スイス、バーゼルのチバ・ガイギーによって製造されたＣＩ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５７である。
【００５０】
参考例６
押出し物４ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ １２０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３５６ｇ
参考例６についての標準印刷サンプルは、筋形成のない卓越した画質、高い最大光学密度、および背景カブリまたはノイズ密度ゼロを示すことによって、分散剤の有効性を実証した。
【００５１】
押出し物５の組成は、
押出し物５
Ａｒａｌｄｉｔｅ ＧＴ６０８４ ６１．５ｇ Ａｎｔａｒｏｎ Ｖ２２０ １８．５ｇ Ｍｏｎｏｌｉｔｅ Ｙｅｌｌｏｗ ＧＮＡ ２０ｇである。Ｍｏｎｏｌｉｔｅ Ｙｅｌｌｏｗは、オーストラリアのＩＣＩオーストラリア（ＩＣＩ Ａｕｓｔｒａｌｉａ）によって製造されたＣＩ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １である。
【００５２】
参考例７
押出し物５ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ １２０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３５６ｇ
参考例７についての標準印刷サンプルは、筋形成のない卓越した画質、高い最大光学密度、および背景カブリまたはノイズ密度ゼロを示すことによって、分散剤の有効性を実証した。
【００５３】
分散添加剤の粒子サイズ低下作用の比較
下に挙げる配合例は、好ましい顔料／樹脂系、すなわち押出し物２〜押出し物５を用いる液体組成物についての分散添加剤を含まない同じ配合物と比較して、微粉砕段階において分散添加剤を使用することで達成される、改善された分散特性および粒子サイズの低下を実証している。以下の実施例および比較例では、押出し物２を用いた。液体組成物は、各実施例の成分を、球状セラミック製粉砕媒体を収容するセラミックボールジャーに添加し、７日間微粉砕して、樹脂トナーを調製することによって、調製した。その後、配合物は、先に記載したような静電プリンターを用いて画像を生じることによって、印刷の質について調べた。
【００５４】
参考例８
押出し物２ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ ６０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ４１６ｇ
参考例９
押出し物２ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ １２０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３５６ｇ
比較例３
押出し物２ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ４７６ｇ
参考例８および９についての標準印刷サンプルは、筋形成のない卓越した画質、高い最大光学密度、および背景カブリまたはノイズ密度ゼロを示すこと、および表１に詳述するように粒子サイズを有効に低下させることによって、分散剤の有効性を実証した。しかし、比較例３は、表１に詳述するように、全体的により劣った画質およびより大きな平均粒子サイズ直径を示した。ここでの結果は、いかに顔料を被覆する樹脂が、分散添加剤との関連で改善される画質の効果を維持し、一方、背景密度も最小限にし、表１に詳述するように効果的に粒子サイズも低下させるかを示す。
【００５５】
【表１】
上記の粒子サイズの結果は、マルベム・マスターサイザー Ｓ（Ｍａｌｖｅｍ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ Ｓ）を用いて特性を決定したものである。Ｄ（４，３）は、等価球体積平均直径を示す。この値は、体積が粒子半径の３乗の関数であるため、より大きな粒子の方に偏る。Ｄ（ｖ，０．５）は、分布の５０％体積値を示す。これは、体積分布が非対称である場合には、Ｄ（４，３）と異なる。
【００５６】
他の官能基を有するポリシロキサン分散添加剤の実施例
多様な現像液配合物に関して、分散剤としてポリシロキサンを利用する配合物を調べた。これらのポリシロキサン分散剤は、少なくとも一つの官能基、例えば、ビニル基、カルボン酸基、ヒドロキシル基またはアミン基を有する。
【００５７】
同様の改善された分散および画質を示す、異なるポリシロキサン分散添加剤を利用する他の液体組成物の配合を以下に示す。これらの配合は、好ましい押出し物のうちの一つ、下の実施例では押出し物２をマーキング粒子として用いることに基づく。液体組成物は、各実施例の成分を、球状セラミック製粉砕媒体を収容するセラミックボールジャーに添加し、７日間微粉砕して、青色樹脂トナーを調製することによって、調製した。その後、配合物は、上に記載したような静電プリンターを用いて画像を形成することによって、印刷の質について調べた。
【００５８】
参考例１０
押出し物２ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６００Ａ １２０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３５６ｇ
実施例３
押出し物２ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１ ６０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ４１６ｇ
参考例１１
押出し物２ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ ＬＲ３００３／１０Ａ ９０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３８６ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６００Ａは、ビニル官能基を有するポリシロキサンであり、Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１は、アミン官能基を有するポリシロキサンであり、Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ ＬＲ３００３／１０Ａは、ヒドロキシル官能基を有するポリシロキサンであって、これらはすべて、ドイツ、ミュンヒェンのワッカー・ケミカルズによって製造されたものである。
【００５９】
実施例３、参考例１０、１１も、筋形成のない良好な画質、高い最大光学密度、および背景密度ゼロを示すことによって、異なる官能基のポリシロキサン分散添加剤の有効性を実証した。
【００６０】
本発明の液体トナー組成物は、促進寿命試験、粘度および粒子サイズ分析、および当該技術分野において知られている他の関連試験手順によって試験した時、一定範囲の環境条件にわたって優れた安定性を実証し、従って、長い貯蔵安定性を実証することもわかった。本発明の現像液組成物は、−２０℃〜６０℃の範囲での温度変化に対して卓越した耐性を示した。従って、考えられる極端な操作条件および輸送条件のもとでの液体トナーの安定性に対する不安を最小にすることができる。
（発明の分野）
本発明は、ノンインパクトプリント方式用のトナーおよびインクとして好適な液体組成物に関する。
【０００２】
（発明の背景）
従来の静電液体現像プロセスでは、効率的に機能させるためには液体現像剤用のキャリア液にある一定の性質が要求されることが認識されていた。当業者には公知であるように多くの物理的条件が必須であるが、低毒性、防火性、低溶剤溶解性、低臭気性などの他の考慮点もまた存在する。これらの理由から、エクソン・コーポレーション（Ｅｘｘｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製造のアイソパー（Ｉｓｏｐａｒ）（登録商標）シリーズ、シェル・ケミカル（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）製造のシェルゾル（Ｓｈｅｌｌｓｏｌ）（登録商標）シリーズ、フィリップス・ペトロレアム（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ）製造のソルトロール（Ｓｏｌｔｒｏｌ）（登録商標）シリーズなどのイソパラフィン系炭化水素が液体キャリアの業界標準となった。
【０００３】
しかし、より最近では、揮発性放出物をさらに低減または除去するための漸増圧力のもとでの液体現像法に対する環境上の懸念が増大している。
【０００４】
現像液に利用できる他のキャリア材料が調査されており、それらの中で、液状シリコーンは、明らかに、今日の液体トナーキャリアに以前からおよび現在望まれているすべての特性を兼備する液体である。
【０００５】
一般に、静電画像の現像をするための液体トナーは、酸化鉄、カーボンブラック、ニグロシン、フタロシアニンブルー、ベンジジンイエロー、キナクリドンピンク、およびこれらに類するものなどの無機系または有機系着色剤を、液体ビヒクル中に分散させることによって製造され、前記液体ビヒクルは、その中に溶解または分散したポリアクリレートおよびそれらのコポリマー、アルキド樹脂、ロジン、ロジンエステル、エポキシ樹脂、ポリビニルアセテート、スチレン−ブタジエン、環化ゴム、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリエチレンなどの合成または天然発生ポリマーを含有することができる。さらに、こうした分散粒子上に静電荷を付与するか、またはこうした分散粒子上の静電荷を強化するために、チャージディレクターとして知られている添加剤、すなわち電荷制御剤を含むことができる。こうした材料は、金属石鹸、脂肪酸、レシチンなどである。
【０００６】
同様に、大きな関心を集める一領域が、キャリア液として環境に優しい液体を用いるインクジェット印刷法用の液体組成物の開発に存在する。しかし、有機顔料などのマーキング粒子のこうしたキャリア液への分散に伴う問題が存在する。
【０００７】
液状シリコーンは、例えば、ジョンソン（Ｓ．Ｗ．Ｊｏｈｎｓｏｎ）の米国特許第３，１０５，８２１号、およびグレイグ（Ｈ．Ｇ．Ｇｒｅｉｇ）の米国特許第３，０５３，６８８号において、液体トナー用のキャリアとして用いられている。これらの両先行特許は、液状シリコーンの長所を理解していたが、当時の液体トナーの機能に対する理解は、比較的経験的であり、これらの特許は、化学的相溶性には注意を払うことなく、液状シリコーン中に乾燥トナーを機械的に分散させ、そして次に、このようにして製造した分散液の粒子サイズおよび安定性を調節するということを単に教示したものであった。より最近では、液状シリコーンは、液体トナー用の望ましいキャリア液と、再び考えられている。
【０００８】
しかし、前記用途も、機械的分散のみに頼っている。液状シリコーンは、プラスチックに対する溶解力が低く、この特性が複写機の部品および有機光導電体の寿命に好適であることは、よく知られている。このことの不利な結果は、液体トナーに通常用いられる多くの分散剤が液状シリコーンと不相溶であることである。
【０００９】
ローソン（Ｌａｗｓｏｎ）らの米国特許第５，６１２，１６２号ならびにローソンらの米国特許第５，５９１，５５７号は、液状シリコーン中で現像液を生成する組成物および方法を開示している。これらの特許の教示およびこれらの特許中の配合物は、高品質の静電印刷に求められるものとしては不十分な分散の特性を問題点として有する。詳細には、液状シリコーン相溶性分散剤は、これらの配合物には用いられず、その結果としての筋の形成は、これらの特許では取り扱われていない。こうした筋は、連続画像の分裂局在領域として明白であり、また高粘度の物質が平坦な表面にローラーアプリケーターによって薄膜として塗布される時に観察されるパターンに類似している。
【００１０】
液状シリコーンがマーキング粒子を十分に分散させて、製造および使用中に必要な粒子サイズを十分達成および維持することが不可能であるため、先行技術によって得ることができる粒子サイズおよび分散液の安定性は、不十分であることがわかった。
【００１１】
先に示したような環境上の懸念をさらに軽減するために、高粘度キャリア液および／または高固体含量のマーキング粒子を現像液として用いるという概念が提案されている。このタイプの液体トナーは、トナーが非画像部分に付着することなく、画像支持部材上の静電潜像の画像部分にこれらのトナーが選択的に付着するという方法にこうした高濃縮液体トナーの薄膜を用いることによって、静電潜像を現像することができる。この液体現像法は、静電潜像の電界強度の主作用のもとで、静電潜像の相対増分磁界強度に比例して移送される量のトナーを静電潜像キャリア表面への優先的付着によって行われる。これは、比較的大きな現像間隔に沿っての電気泳動移動にのみ頼る通常の液体現像と比較して、非常に高速の現像法である。このタイプの高粘度トナーを用いる静電プリンターは、特許明細書ＷＯ９５／０８７９２に開示されている。しかし、この概念では、こうした印刷システムにおける現像液に関連する多数の問題が発生する。
【００１２】
マーキング粒子の分散の特性などの問題は、こうした現像液を用いるこうしたノンインパクト印字装置からの印刷コピーにおいて明らかであり、背景カブリまたはバックグラウンドノイズが過度であるような活字間を伴う低い光学密度または劣った規定解像度の活字または領域として一目瞭然である。多くの場合、低い光学密度は、いわゆる筋の形成に関わる。
【００１３】
本発明は、マーキング粒子の分散の特性における改善を提案し、その結果、上記の問題を軽減するものである。詳細には、顔料などのマーキング粒子の現像液中での不十分な分散によってもたらされると考えられる筋の形成の問題を軽減する。
【００１４】
このように説明されるような筋の形成は、特許明細書ＷＯ９５／０８７９２に記載されているタイプの静電プリンターなどのノンインパクト印字装置において容易に見ることができる。しかし、こうした筋の形成によって、他の印字装置からの印刷が信用を損なうように見えたことも考えなければならない。
【００１５】
従って、キャリア液内のマーキング粒子の改善された分散の特性を維持する作用を通して今日の環境上の要求に見合い、改善された画像解像度およびより高い光学密度を有する高品質印刷を生じる液体キャリアを含む好ましい、高粘度、高固体含量の現像液に、適切な分散添加剤を含有させることによって、この筋形成を最小限にする方法が必要とされている。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、分散の特性を改善し、その結果、筋の形成を排除する添加剤を有する改善された液体トナー組成物を提供することである。
本発明のさらなる目的は、製造中のマーキング粒子の立体安定化を向上させ、従って、製造中および現像液の寿命期間における凝集を抑制する結果として、改善された分散のために改善された粒子サイズ分布を生じる添加剤を有する液体トナー組成物を提供することである。
本発明のさらなる目的は、一定範囲の気候条件にわたって改善された安定性をもたらす添加剤を有し、従って、大いに改善された貯蔵安定性を有する液体トナー組成物を提供することである。
本発明の液体トナー組成物は、インクジェットタイプのプリンターに使用するためのインクであり、静電写真法用のトナーまたは現像液であることができる。
【００１７】
（発明の簡単な説明）
従って、一つの形態において、本発明は、
（ａ）非水系キャリア液、前記キャリア液は、０．５〜１，０００ｍＰａ．ｓの範囲の粘度を有する直鎖状構造の液状シリコーン、環状構造の液状シリコーン、分枝鎖状構造の液状シリコーン、またはそれらの組合せから成る群より選択される電気絶縁性液体である；
（ｂ）不溶性マーキング粒子；および
（ｃ）分散添加剤、前記分散添加剤は、活性部位をポリシロキサンに導入する基を含む少なくとも一つの官能基を有するポリシロキサンを含むポリシロキサン分散剤であり、この場合、官能基がアミン基であり、ポリシロキサン分散剤は、以下の一般構造：
【化２】
によって表されるポリシロキサンポリマーである；
を含んでなる、液体トナー組成物である。
それによって、印刷中の筋の形成を最小限にし、結果として画像の質の改善を生じる、１００〜１０，０００ｍＰａ．ｓの粘度範囲内で操作する静電印刷法に使用するための液体トナー組成物に存すると言える。
【００１８】
好ましくは、ポリシロキサン分散剤は、直鎖状ポリシロキサンまたは環状ポリシロキサンまたは分枝鎖状ポリシロキサン、またはそれらの組合せを含む群から選択される。ポリシロキサン分散添加剤の粘度は、９０，０００ｍＰａ．ｓ以下であることができる。
【００１９】
ポリシロキサン分散剤は、以下の一般構造：
【化３】
によって表されるポリシロキサンポリマーであることができる。
【００２０】
マーキング粒子は、顔料、高分子樹脂、強磁性粒子および発光性粒子を含む群から選択することができ、マーキング粒子濃度は、４０重量％以下であることができる。不溶性マーキング粒子は、変性エポキシポリマーであることができ、前記ポリマーは、エポキシ樹脂と窒素含有高分子化合物との反応生成物であることができる。窒素含有高分子化合物は、アルキル化ポリビニルピロリドンであることができる。
マーキング粒子が顔料である場合、マーキング粒子を変性エポキシポリマーで被覆することができる。
【００２１】
好ましくは、変性エポキシポリマーは、顔料と配合し、その後、押し出す。
本発明による液体トナー組成物は、染料、キュアリング剤、静菌剤、電荷制御剤および酸化防止剤を含む群から選択される一つ以上の追加成分をさらに含有することができる。
【００２２】
（発明の詳細な説明）
本発明者は、本発明の分散剤を用いて、改善された印刷性能を達成できることを見出した。詳細には、高粘度液状シリコーンキャリア液は、多くの場合、固有の問題を有し、本発明の分散剤を混合することによって、印刷画像上の筋形成が大幅に減少すること、分散特性が大幅に改善されることを含む改善がもたらされること、液体が分散液中のマーキング粒子から抽出されないこと、画像密度が大いに増すこと、および画像の平滑性が改善されることを見出した。
【００２３】
上で論議したタイプの改善（出願人は、これらに拘束されることを望まない）に関する一つの例は、高分子ポリシロキサン分散添加剤の官能基によってもたらされる活性部位が、マーキング粒子の表面に結合または吸着し、それによって、外面の物理的な高分子バリヤー、または、いわゆる「テール」と呼ばれるキャリア液相溶性を粒子に与え、それによって、立体安定化のメカニズムによる粒子の凝集を防止し、結果として改善された分散をもたらし、上で論議した改善をもたらす。本発明の分散添加剤は、粒子間の電荷反発力を有効に増大させることによって、マーキング粒子のイオン安定化を増進させることができるということも考えられる。
【００２４】
本発明者は、約０．５〜１０，０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは２０〜５００ｍＰａ・ｓの粘度を有する液状シリコーンキャリアを含む液体組成物に用いられる本発明の分散剤によって、大いに改善された印刷機能を達成することができることを見出した。現像液内のマーキング粒子の濃度は、４０重量％以下、好ましくは１０〜２５重量％である。こうした現像液は、約１００〜１０，０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは２００〜１，０００ｍＰａ・ｓの粘度を示し得る。
【００２５】
詳細には、液状シリコーン中、高濃度のマーキング粒子を有する組成物は、分散剤を伴わない組成物と比較して、静電プリンターにおいて良好な印刷機能を達成することがわかった。本発明の分散剤の混合によって、大いに低減された印刷画像上の筋形成、大いに改善された分散の特性を含むさらなる改善がもたらされること、液体が分散液中のマーキング粒子から抽出されないこと、画像密度が大いに増すこと、および画像の平滑性が改善されることがわかった。
【００２６】
現像液の平均粒子サイズ分布も有効に減少させるというさらなる利点が見出された。このことは、より効果的な分散、従って、製造中のマーキング粒子の微粉砕の達成を示す。さらに、分散添加剤は、十分な立体安定化を伴う分散をもたらすことによって、微粉砕後の粒子の凝集を大いに低下させて、最適化された現像液を維持するように作用する。
【００２７】
分散剤は、ボールミル、摩砕機ミル、ビーズミルなどの液体組成物の製造において通常用いられる技術によって、液体組成物に混合することができる。マーキング粒子の添加前および微粉細段階の前にキャリア液に分散剤を配合することを含む予備混合技術を用いて、分散添加剤を現像液配合物に混合することもできる。
【００２８】
分散添加剤は、ホットメルト乳化によって製造される現像液（米国特許第５，６０９，９７９号、ローソン（Ｔ．Ｍ．Ｌａｗｓｏｎ）による静電写真法に有用な球状粒子（Ｓｐｈｅｒｏｉｄａｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｕｓｅｆｕｌ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｏｇｒａｐｈｙ））などの非ミリング／粉砕技術によって製造される現像液についての分散の特性も有効に改善する。
【００２９】
さて、本明細書は本発明を一般に説明しているが、理解を助けるために、多様な組成物における本発明の分散剤の有効性を示す多数の実施例および比較例について記載する。
特許明細書ＷＯ９５／０８７９２に記載されているタイプの静電プリンターを用いて、多様な実施例を試験した。
【００３０】
（比較例および実施例）
以下の比較例および実施例は、本発明をより十分に規定するために提供するものであり、それによって制限する意図は一切ない。以下の配合物は、チャージディレクターを含むことができる。当業者に既知のチャージディレクターを添加して、必要に応じてマーキング粒子に電荷を付与することができる。下に挙げるすべての配合例は、各実施例の成分を、球状セラミック製の粉砕媒体を収容するセラミックボールジャーに添加し、４日間微粉砕して、樹脂トナーを調製することによって、調製した。実施例における原料の量は、求められる現像液の特性および静電プリンターの操作モードに依存して変化し得ることはご理解いただきたい。その後、配合物は、上に記載したような静電プリンターを用いて画像を形成することによって、印刷の質について調べた。
【００３１】
比較例１
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ 粉砕 ９６ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２４ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ６ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ４７４ｇ
参考例１
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ 粉砕 ９６ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２４ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ６ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ ６０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ４１４ｇ
参考例２
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ 粉砕 ９６ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２４ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ６ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ １５０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３２４ｇ
比較例２
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ 粉砕 ９６ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２４ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ６ｇ
ＤＣ ３４５ Ｆｌｕｉｄ ４７４ｇ
参考例３
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ 粉砕 ９６ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２４ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ６ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ ６０ｇ
ＤＣ ３４５ Ｆｌｕｉｄ ４１４ｇ
参考例４
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ 粉砕 ９６ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２４ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ６ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ １５０ｇ
ＤＣ ３４５ Ｆｌｕｉｄ ３２４ｇ
【００３２】
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａは、ドイツ、ミュンヒェンのワッカー・ケミカルズ（Ｗａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）によって製造されたビニル官能基を有するポリシロキサンである。Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４は、スイス、バーゼルのチバ・ガイギー（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）によって製造されたエポキシ樹脂である。Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤは、スイス、バーゼルのチバ・ガイギー（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）によって製造されたＣＩ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３である。Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍは、米国、ニュージャージー州のクリアノバ（Ｃｒｅａｎｏｖａ）によって製造されたオクタン酸ジルコニウムである。ＤＣ２００ ２０ｃＳｔ ＦｌｕｉｄおよびＤＣ３４５ Ｆｌｕｉｄは、米国のダウ・コーニング（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ）によって製造された液状シリコーンである。
【００３３】
各実施例について、標準試験プリントを作成した。光学密度測定は、Ｇｒｅｔａｇ、Ｄ１８６デンシトメータを用いて行った。すべての実施例について、１００％固体画像領域における平均最大光学密度の測定、および平均背景（背景カブリまたはノイズ）光学密度の測定も行い、全体的な画質も評価した。
【００３４】
比較例１および参考例１および参考例２は、好ましい分散剤のうちの一つの有益な効果を実証した。これらの配合物に用いたキャリア液は、ＤＣ２００ ２０ｃＳｔ液として知られているダウ・コーニングの液状シリコーンである。これらの印刷の画質は、分散剤の量を増加するにつれて、大いに改善された。以上のことをまとめると、この配合物系列、すなわち、比較例１〜参考例１〜参考例２において、分散剤の量が増加すると、以下の傾向に気づく：
−筋形成が大いに低減される。
−光学画像密度が大いに上がる。
−全体的な画像平滑性が大いに改善される。
【００３５】
比較例２および参考例３および参考例４、不揮発性環状液状シリコーンキャリア液ＤＣ３４５液を用いる配合物は、上で説明したのと同じ傾向を示した。
【００３６】
異なるキャリア液における分散剤の有効性を参考例１〜４を用いて説明した。しかし、これらの印刷サンプルにおいて、分散剤濃度を上げると背景カブリまたはノイズが増大する傾向が観察できた。この作用は、分散の特性の向上、粒子サイズおよび凝集傾向の低下などのために分散剤を増加させることによって達成される、より高い分散の特性によるものであり、結果として、背景領域における現像に使われるトナー「微粉」（主顔料微粉）の実質的な集団を生じるものである。
【００３７】
従って、分散の特性が改善された液体組成物を用いて背景カブリを除去する方法を開発した。微粉が主顔料である場合、これは、顔料と樹脂を微粉砕するためにボールジャーに添加する前に、顔料と樹脂を一緒に押し出す（押出し物１を製造する）こと（または樹脂被覆顔料の技術分野で知られている他の技術）によって、顔料表面を樹脂で被覆することで克服することができる。
押出し物１
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ ８０ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２０ｇ
【００３８】
下に挙げる配合例は、本技術の有効性を実証しており、参考例９の成分を、球状セラミック製粉砕媒体を収容するセラミックボールジャーに添加し、７日間微粉砕して、樹脂トナーを調製することによって、調製した。その後、配合物は、上に記載したような静電プリンターを用いて画像を形成することによって、印刷の質について調べた。
実施例１
押出し物１ １２５ｇ
Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１ ５ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ １００ｃＳｔ ３７０ｇ
Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１は、ドイツ、ミュンヒェンのワッカー・ケミカルズによって製造されたアミン官能基を有するポリシロキサンである。ＤＣ２００ １００ｃＳｔ Ｆｌｕｉｄは、米国のダウ・コーニングによって製造された液状シリコーンである。
【００３９】
上の実施例１に関して、意外にも、Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１を用いることによって、非常に有意にマーキング粒子に電荷が付与されるため、追加の電荷制御剤を必要としないということがわかった。
【００４０】
さらに、Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１の分散力は、前にＥｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａを用いたものより優れており、従って、はるかに少ない量で用いることができる一方で、これらの材料の望ましい分散特性をそれまでどおり維持し続けることができることがわかった。
分散力における改善は、アミン官能性Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１との関連で、ビニル官能性Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａの分散力に比べて、表面活性が増大することによるものと考えられる。
【００４１】
この配合の結果は、顔料を被覆する樹脂によって、分散添加剤との関連で改善される画質が維持される一方で、背景密度も除去されることを示した。全体的な印刷の質の結果は、以下のようにまとめることができる：
−筋形成が大いに低減された。
−光学画像密度が大いに上がった。
−全体的な画像の平滑性が大いに改善された。
−背景画像密度が除去された。
【００４２】
分散添加剤の使用は、エポキシ樹脂をベースとした系に限定されない。分散の特性、およびそれによって画像の質は、これらの分散剤を顔料／樹脂押出しまたは非押出し配合物のいずれかに添加することによって、大きく改善される。そして、これら配合物には、ポリアクリレート、ポリエステル、およびそれらのコポリマー、アルキド樹脂、ロジン、ロジンエステル、他のエポキシ樹脂または変性エポキシ樹脂、ポリビニルアセテート、スチレン−ブタジエン、環化ゴム、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリエチレンなどの合成または自然発生ポリマーを用いる。
【００４３】
実際、好ましい実施態様は、押出された顔料−変性エポキシ配合物から成る。エポキシ樹脂は、それをアルキル化ポリビニルピロリドンと反応させることにより変性されて、新しい熱可塑性樹脂、すなわち、その後、顔料とともに押出される樹脂を生成する。便宜上、本発明者は、この変性エポキシ樹脂被覆顔料に、以下の実施例２において説明されるように押出し物２という名称を付ける。
押出し物２の組成は、
押出し物２
Ａｒａｌｄｉｔｅ ＧＴ６０８４ ６１．５ｇ
Ａｎｔａｒｏｎ Ｖ２２０ １８．５ｇ
Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｂｌｕｅ ＬＧＬＤ ２０ｇ
である。Ａｎｔａｒｏｎ Ｖ２２０は、米国、ニュージャージー州のＧＡＦ／ＩＳＰケミカルズ（ＧＡＦ／ＩＳＰ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）によって製造されたアルキル化ポリビニルピロリドンである。
【００４４】
実施例２
押出し物２ １２５ｇ
Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１ ５ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ １００ｃＳｔ ３７０ｇ
上の実施例２に関して、Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１を用いることによって、マーキング粒子に電荷が付与されるため、追加の電荷制御剤を必要としないことがわかった。
【００４５】
さらに、Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１の分散力は、前にＥｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａを用いたものより勝っており、従って、より少ない量で用いることができる一方で、これらの材料の望ましい分散特性をそれまでどおり維持し続けることができることがわかった。
分散力における改善は、アミン官能性Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１との関連で、ビニル官能性Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａの分散力に比べて、表面活性が増大することによるものと考えられる。
【００４６】
実施例２についての標準印刷サンプルは、筋形成のない卓越した画質、高い最大光学密度、および背景カブリまたはノイズ密度ゼロを示すことによって、分散剤の有効性を実証した。
【００４７】
以下の参考例５〜７は、記載した静電プリンターにおいて得られる卓越した画像の質を実証する配合物をさらに説明するものである。
押出し物３の組成は、
押出し物３
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ ６１．５ｇ
Ａｎｔａｒｏｎ Ｖ２２０ １８．５ｇ
Ｔｉｎｔａｃａｒｂ ４３５ ２０ｇ
である。Ｔｉｎｔａｃａｒｂは、オーストラリアのキャボット・コーポレーション（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって製造されたＣＩ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７である。
【００４８】
参考例５
押出し物３ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ １２０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３５６ｇ
参考例５についての標準印刷サンプルは、筋形成のない卓越した画質、高い最大光学密度、および背景カブリまたはノイズ密度ゼロを示すことによって、分散剤の有効性を実証した。
【００４９】
押出し物４の組成は、
押出し物４
Ａｒａｌｄｉｔｅ ６０８４ ６１．５ｇ Ａｎｔａｒｏｎ Ｖ２２０ １８．５ｇ Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｒｕｂｉｎｅ ＬＢ４Ｎ ２０ｇである。Ｒｕｂｉｎｅは、スイス、バーゼルのチバ・ガイギーによって製造されたＣＩ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５７である。
【００５０】
参考例６
押出し物４ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ １２０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３５６ｇ
参考例６についての標準印刷サンプルは、筋形成のない卓越した画質、高い最大光学密度、および背景カブリまたはノイズ密度ゼロを示すことによって、分散剤の有効性を実証した。
【００５１】
押出し物５の組成は、
押出し物５
Ａｒａｌｄｉｔｅ ＧＴ６０８４ ６１．５ｇ Ａｎｔａｒｏｎ Ｖ２２０ １８．５ｇ Ｍｏｎｏｌｉｔｅ Ｙｅｌｌｏｗ ＧＮＡ ２０ｇである。Ｍｏｎｏｌｉｔｅ Ｙｅｌｌｏｗは、オーストラリアのＩＣＩオーストラリア（ＩＣＩ Ａｕｓｔｒａｌｉａ）によって製造されたＣＩ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １である。
【００５２】
参考例７
押出し物５ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ １２０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３５６ｇ
参考例７についての標準印刷サンプルは、筋形成のない卓越した画質、高い最大光学密度、および背景カブリまたはノイズ密度ゼロを示すことによって、分散剤の有効性を実証した。
【００５３】
分散添加剤の粒子サイズ低下作用の比較
下に挙げる配合例は、好ましい顔料／樹脂系、すなわち押出し物２〜押出し物５を用いる液体組成物についての分散添加剤を含まない同じ配合物と比較して、微粉砕段階において分散添加剤を使用することで達成される、改善された分散特性および粒子サイズの低下を実証している。以下の実施例および比較例では、押出し物２を用いた。液体組成物は、各実施例の成分を、球状セラミック製粉砕媒体を収容するセラミックボールジャーに添加し、７日間微粉砕して、樹脂トナーを調製することによって、調製した。その後、配合物は、先に記載したような静電プリンターを用いて画像を生じることによって、印刷の質について調べた。
【００５４】
参考例８
押出し物２ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ ６０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ４１６ｇ
参考例９
押出し物２ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ １２０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３５６ｇ
比較例３
押出し物２ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ４７６ｇ
参考例８および９についての標準印刷サンプルは、筋形成のない卓越した画質、高い最大光学密度、および背景カブリまたはノイズ密度ゼロを示すこと、および表１に詳述するように粒子サイズを有効に低下させることによって、分散剤の有効性を実証した。しかし、比較例３は、表１に詳述するように、全体的により劣った画質およびより大きな平均粒子サイズ直径を示した。ここでの結果は、いかに顔料を被覆する樹脂が、分散添加剤との関連で改善される画質の効果を維持し、一方、背景密度も最小限にし、表１に詳述するように効果的に粒子サイズも低下させるかを示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
他の官能基を有するポリシロキサン分散添加剤の実施例
多様な現像液配合物に関して、分散剤としてポリシロキサンを利用する配合物を調べた。これらのポリシロキサン分散剤は、少なくとも一つの官能基、例えば、ビニル基、カルボン酸基、ヒドロキシル基またはアミン基を有する。
【００５７】
同様の改善された分散および画質を示す、異なるポリシロキサン分散添加剤を利用する他の液体組成物の配合を以下に示す。これらの配合は、好ましい押出し物のうちの一つ、下の実施例では押出し物２をマーキング粒子として用いることに基づく。液体組成物は、各実施例の成分を、球状セラミック製粉砕媒体を収容するセラミックボールジャーに添加し、７日間微粉砕して、青色樹脂トナーを調製することによって、調製した。その後、配合物は、上に記載したような静電プリンターを用いて画像を形成することによって、印刷の質について調べた。
【００５８】
参考例１０
押出し物２ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６００Ａ １２０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３５６ｇ
実施例３
押出し物２ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１ ６０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ４１６ｇ
参考例１１
押出し物２ １２０ｇ
Ｎｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ４ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ ＬＲ３００３／１０Ａ ９０ｇ
ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ ２０ｃＳｔ ３８６ｇ
Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ Ｍ４６００Ａは、ビニル官能基を有するポリシロキサンであり、Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１は、アミン官能基を有するポリシロキサンであり、Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ ＬＲ３００３／１０Ａは、ヒドロキシル官能基を有するポリシロキサンであって、これらはすべて、ドイツ、ミュンヒェンのワッカー・ケミカルズによって製造されたものである。
【００５９】
実施例３、参考例１０、１１も、筋形成のない良好な画質、高い最大光学密度、および背景密度ゼロを示すことによって、異なる官能基のポリシロキサン分散添加剤の有効性を実証した。
【００６０】
本発明の液体トナー組成物は、促進寿命試験、粘度および粒子サイズ分析、および当該技術分野において知られている他の関連試験手順によって試験した時、一定範囲の環境条件にわたって優れた安定性を実証し、従って、長い貯蔵安定性を実証することもわかった。本発明の現像液組成物は、−２０℃〜６０℃の範囲での温度変化に対して卓越した耐性を示した。従って、考えられる極端な操作条件および輸送条件のもとでの液体トナーの安定性に対する不安を最小にすることができる。
Claims (10)
- １００〜１０，０００ｍＰａ・ｓの粘度範囲で操作する静電印刷法に使用するための液体トナー組成物であって、
該液体トナーは、
（ａ）非水系キャリア液、該キャリア液は、０．５〜１，０００ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を有する、直鎖状構造の液状シリコーン、環状構造の液状シリコーン、分岐鎖状構造の液状シリコーン、またはそれらの組合せからなる群より選択される電気絶縁性液体である；
（ｂ）不溶性マーキング粒子；及び
（ｃ）分散剤、該分散剤は、ポリシロキサンに活性部位を導入する基を含む少なくとも一つの官能基を有するポリシロキサンを含むポリシロキサン分散剤であり、この場合、官能基がアミン基であり、ポリシロキサン分散剤は、以下の一般構造：
によって表されるポリシロキサンポリマーである；
を含んでなる、液体トナー組成物。 - 前記ポリシロキサン分散剤は、直鎖状ポリシロキサン、環状ポリシロキサン、分岐状ポリシロキサン、またはそれらの組合せからなる群より選択される、請求項１に記載の液体トナー組成物。
- 前記ポリシロキサン分散剤の粘度は、９０，０００ｍＰａ・ｓ以下である、請求項１に記載の液体トナー組成物。
- 前記不溶性マーキング粒子は、顔料、高分子樹脂、強磁性粒子および発光性粒子を含む群より選択される、請求項１に記載の液体トナー組成物。
- 前記不溶性マーキング粒子の濃度は、４０重量％以下である、請求項１に記載の液体トナー組成物。
- 前記不溶性マーキング粒子は、変性エポキシポリマーであり、該変性エポキシポリマーは、エポキシ樹脂と窒素含有高分子化合物との反応生成物である、請求項１に記載の液体組成物。
- 前記窒素含有高分子化合物は、アルキル化ポリビニルピロリドンである、請求項６に記載の液体トナー組成物。
- 前記不溶性マーキング粒子が、変性エポキシポリマーで被覆される、請求項６に記載の液体トナー組成物。
- 変性エポキシポリマーを不溶性マーキング粒子と配合し、その後押し出す、請求項７に記載の液体トナー組成物。
- 液体トナー組成物が、染料、キュアリング剤、静菌剤、電荷制御剤および酸化防止剤を含む群から選択される一つ以上の追加成分をさらに含有する、請求項１に記載の液体トナー組成物。
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