JPS6010263A - 改良された液体電気泳動現像剤 - Google Patents

改良された液体電気泳動現像剤

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JPS6010263A
JPS6010263A JP59118986A JP11898684A JPS6010263A JP S6010263 A JPS6010263 A JP S6010263A JP 59118986 A JP59118986 A JP 59118986A JP 11898684 A JP11898684 A JP 11898684A JP S6010263 A JPS6010263 A JP S6010263A
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JP59118986A
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ヴアルテ−ル・フラン・ド・ヴアンテル
エルマン・ジヨセフ・ユイツテルオ−ヴン
イヴアン・カレル・ジリアン
ノエル・ジヨゼフ・ド・ヴオルデル
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電荷模様の現像のための改良された液体電気
泳動現像剤に関する。
静電写真1こおいて静電像は帯電したトナー粒子によっ
て可視化さη、る即ち現像される。
電子写真において、静電像は、典型的には導電性支持体
上の光導電性絶縁材料の被覆を含む電子写真材料を用い
て得られる。上記被覆には暗所で均一表面電荷を与え、
次いで光またはX線の如き活性化電磁放射線の像模様に
露光する。
光導電素子上の電荷は照射された部域で消散され、静電
荷模様を形成し、これを次いでトナーとも称される静電
的に吸引されるマーキング材料で現像する。トナー像は
光導電素子の表面1こ定着してもよく、あるいは別の面
に転写し、その上に定着してもよい。上述した工程で静
電像を形成する代りに、例えば帯電した針でまたは光電
子放出またはイオングラフィにより像の形状で誘電材料
を直接的に帯電させることもできる。
歴史的にみて、静電像を現像するため初め一成分乾燥粉
末トナーが使用された。現在はカーケート、ファーブラ
シ、粉末クラウド、磁気ブラシおよび液体電気泳動現像
として知られる他の現像法が導入された。
電気泳動式の現像剤は始めは基本的に顔料のしかし結合
剤を含まぬ単一分散液からなっていた。後に例えばメト
カーフおよびライトによって、J、 Oil Co1o
ur Chem、 Ass、第39巻(1956年)第
851頁〜第853頁に、樹脂右よび制御剤を混入した
液体現像剤を使用することが提案された。形成される像
はこのときいわゆる自己定着トナーから作られる。絶縁
性キャリヤー液体中に懸濁された着色トナー粒子からな
る液体現像剤においては、液体の体積抵抗率は1o9Ω
・(至)以上であるのが好゛ましく、3未満の誘電率を
有する。通常微粉砕された顔料(この語には顔料の形の
有機染料を含む)からなる懸濁されたトナー粒子は、い
わゆる電荷制御剤によって一定の極性の電荷を得、静電
潜像の電荷の影響下潜像を現像する。
トナー粒子の帯電は油溶性イオノゲン物質、例えば充分
に長い脂肪族鎖を有する有機酸の金属塩の添加によって
達成できる。一つのイオン種の主たる吸着によって、粒
子は電荷を受け入れる、その量は添加濃度を変えること
によって簡単に調整できる。極性はイオノゲン物質の適
切な選択によって制御される。例えば液体イソパラフィ
ン中のカーボングラツクの懸濁液は、英国特許第115
1141号に記載されている有機リン化合物およびジイ
ソ、フロビルサリチル酸カルシウムによって正に帯電す
るようになる。
負に帯電したトナー粒子は、Proc, IE11i!
E第60巻第4号(1972年4月)@363頁および
英国特許第1571401号に記載されている如く電荷
制御剤として過塩基化アルキルスホネート(過剰の金属
水酸化物または可溶化された炭酸塩と金属アルキルスル
ホネートの油溶性ミセル)を用いて得ることができる。
英国特許第1572343号によれば、液体が10”Ω
・a以上の体積抵抗率を有し、顔料粒子が上記粒子基こ
付着した重合体分子の助けで分散されており,上記分子
1こよって作らnた立体的状況によりそれらの分散安定
性を改良した電気泳動液体現像剤が提供されている。更
に詳細には、上記現像剤は、−ド記反復単位(Alおよ
び(Blまたは(Alおよび(Cl : (式中Rは炭素原子数1〜4のアルキル基,好ましくは
イソブチル基を表わし、R1は水素またはアシル基例え
ば炭素原子Hy 1−1 8の丁Jレキル鎖を含有する
脂肪族アシル基を表わし、R2は水素または遊離酸もし
くは塩の形のカルボキシル基を表わし、R3はヒドロキ
シル基またはエーテル基例えば好ましくは炭素原子数1
2〜五8のアルキル鎖を含有するアルコキシ基を表わし
、Aは炭素原子数12〜20、好ましくは17のアルキ
レン鎖を表わし、Ylは一Coー0ーCH,ーCl(O
H−CH2−を表わし、Y2はーCO−を表わし、Xは
4〜20を表わす)を含有する共重合体を担持する粒状
着色物質からなるトナー粒子車に電荷を与えるか電荷嘉
こ影響を与える少なくとも1種の物質を含む。
上記樹脂において、tBlおよび(Clこよって表わさ
れる反復単位は重合体分子の溶媒和部分を形成し、一方
部分(Alは上記液体中で顔料粒子に接着すべき吸着剤
として作用する。溶媒和しうる部分は共重合体の少なく
とも50重量%を構成するのが好ましい。
上記共重合体はグラフト共重合体である。ゼログラフ像
のための液体現像剤の製造1こおけるランダムブロック
共重合体またはグラフト共重合体の使用は英国特許第1
186562号に記載されている。これによると、液体
現像剤はキャリヤー液体中に分散した、一つが他よりも
極性の小さい少なくとも2種の相溶性共重合体を混合物
の形で含有する重合体粒子を含有する。
そして極性の大なる共重合体は電場拡張Iδ分を提供し
、極性の小さい共重合体はキャリヤー液体中に粒子を分
散させる作用をする。
顔料粒子のための分散安定剤としてブロックまたはグラ
フト共重合体を使用する考えは,アドヴアンス・イン・
コロイド・アンド・インターフェイス・サイエンス@4
巻,193=277(1974年)第199頁に記載さ
れている。
その目的のため、重合体部分Aを有する共重合体が粒子
表面に対する強力な親和性を有し、分散媒体中で不耐性
であるように選択さtl、重合体部分Bが粒子表面に対
する親和性を有しないか殆ど有せず、分散媒体に可溶性
にされるよう選択される。
本発明の一つの目的はトナー粒子の実質的に安定な分散
を含有する液体心気泳動現像剤を提供すること6Cある
本発明の別の目的は実質的に凝集を含有せず。
実質的6C均一な粒度のトナーを含有する液体電気泳動
現像剤を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、トナー粒子の電荷状定に必要
な使用量よりも大でない使用量で電荷制御剤の存在のた
め低部電率を液体が有するような液体電気泳動現像剤を
提供することにあり、分散安定性は主として吸着された
ブロック共重合体によって決る。
本発明によれば、月に見える静電的に帯電した部域を与
えるのに好適な液体電気泳動現像剤組成物を提供し、こ
の組成物は、少なくとも10’Ω・ひの体積抵抗率およ
び3未満の誘電率を有する電気的に絶縁性の非極性有機
キャリヤー液体中に、一つの吸着性基Aおよび少なくと
も一つの溶媒相性基Bを含有するブロック共重合体の助
けにより分散された顔料粒子例えばカーボンブラック粒
子を含有し、このカーボンブラック粒子はその上に電荷
を与える少なくとも一種の物質を担持する、そして基A
は少な(とも2000、好ましくは2000〜6000
の数平均分子量を有するポリスチレン鎖であり、上記基
Bは少なくとも7000、好ましくは少なくとも100
00の数平均分子量を有するポリメタクリレート脂肪ア
ルコールエステルることを特徴とする。
本発明を@1図〜第3図によって説明する、第1図は顔
料に対するブロック共重合体の吸着を表わし、第2図は
典型的な分子量分布曲線であり、第3図は分散安定性ダ
イアグラム(粒度対貯蔵時間)である。
吸着性基は、それが吸着される顔料粒子に対するアンカ
ーとして作用し、溶媒相性基Bは顔料粒子をとりまく非
極性有機キャリヤー液体、例えば主として脂肪族炭化水
素液体中にとどまる、かくして直接顔料接触を防止する
立体バリヤーを提供する。顔料粒子PへのABおよびB
ABブロック共重合体の吸着をm1図に略示する−。
ここで使用する「ポリスチレン」する語は、ビニル基か
ら誘導されるエチレン基中および/またはベンゼン基中
壷こ1種以上の非イオン性置換基例えばハロゲン、ニト
ロまたはメチル置換基を担持する反復単位を含有するポ
リスチレンおよび重合した非fRIJビニルを含む。
「ポリメタクリレート脂肪アルコールエステル」なる語
は、少なくとも6個の炭素原子をエステル基が含有する
ポリメタクリレート、例えばポリ(ヘキシルメタクリレ
ート)、ポリ(ドデシルメタクリレ−ドラ、ポリ(ラウ
リルメタクリレート)およびポリ(オクタデシルメタク
リレート)〔これはポリ(ステアリルメタクリレート)
とも称され、PSMAとして表示され、ポリスチレンは
PSとして表示される〕を包含する。
全ての合成重合体は分子量分布を有する。重合体試料を
表わすため、分子[4こ対する種々の平均値を測定する
ことによって分子量分布曲線を測定する。これは各分子
rft部分中で重合体を分別することによって測定でき
る。
代表的な分子間分布曲線を第2図に示す(011ver
 & Boyd,Edinburgh 1 9 6 8
年発行、G。
T. Greenwoord詔よびBanksのSyn
thetic Highpt)1ymers 第37頁
参照ン。分布曲線は横軸に分子lit(MW)を縦軸に
粒子間隔( WS )での重合体の重量を有する。上記
曲線は分子量に対する種々の平均値を含有する。二つの
最もしばしば使用される平均値は数平均分子JItMn
および重量平均分子量iWである。MnlごついてはM
n = Ml ( nl /Σn i )+Mt ( 
nJΣni)+−−−− +Mi(ni/Σni) によって数学的1こ細事な算術平均で表わされる。
式中n1は分子量M1の分子の数であり、n2は分子量
M2の数であり以下同様である。合計Σn1は存在する
分子の全数である、従ってそれぞれの(ni/Σni)
は各種のモル分率である。
この表示の別の数学的な形は Mn =ΣniMi/Σn1 である。
本発明の例では、狭い分子Ji画分でのブロック共重合
体の分別は、ゲル透過クロマトグラフィ( GPC )
で行なう(ジャーナル・オブ・ポリマー・サイアンス:
パートc第8”4,MT.253頁〜第268頁参照)
。物理的方法であるGPC法は分子容積の分布を測定す
る従ってそれは補正を必要とする。本発明の場合である
線状重合体に対しては、分子fitの対数は溶離容積に
ついてプロットしたとき広い範囲にわたって直線的であ
る(エンサイクロビープイア・オン・ポリマー・サイエ
ンス・アンド・チクノロ’)−1第13巻1970年第
214頁参照)。
別法として、化学的方法が使用さnている、即ちMnを
カルボキシル基末端基またはヒドロキシル末端基の滴定
(Mntit ) 4こよって同様に測定する。
重量平均分子量πWは光散乱へのその影響を有する分子
の質量の関数である。数学的にHwは下記の如く定義さ
れる: Mw =Ml (n1M1/Σn1M1)+M2(n2
M2/Σn1M1)−ト −−−−−−−+Mt(ni
M1/Σn1M1) [w=Σn1M1”/Σn1M1 ここiコ(niMi/Σn1M1)は各種の重量分率で
ある(前記C,T、 Green woodおよびW、
 BanksのElynth−etic Hlgh P
olymerの第36頁〜第39頁および@144頁〜
第145頁、1968年わ照)。
比Mw / Mn = Dを分子量分布の測度として使
用する。D=1の比は完全な単分散重合体1こ係る(エ
ンサイクロビープイア・オン・ポリマー・サイエンス・
アンド・テクノロジー、 第7 巻1967年、第83
2頁参照、)。
ブロック共重合体の製造のための種々な方法が、アドヴ
アンス・イン・ポリマー・サイエンス第29巻、197
8年第85頁〜第157頁に記載されている。
へBブロック構造を有するブロック共重合体は、それぞ
れがエステル化反応できる一つの反応性末端基を含有す
るAおよびBホモポリマーを用いエステル化反応1こよ
って作ることができる。
BAB構造を有するブロック共重合体はエステル化反応
のできる一つの反応性末端基を有するホモポリマーBと
二つの反応性末端基を有するホモポリマーAを用いエス
テル化反応によって作ることができる。
別の種類のブロック共重合体においては、それぞれ同じ
反応性、末端基をAおよびBホモポリマーブロックが有
し、少しの2官能性反応性鎖結合分子で結合させる。
更に別のブロック共重合体は「リビングポリマー」と称
されたものを用いてイオン性機格で得ることもできる。
「リビングポリマー」なる語は、重合が完了した七きな
お存在する反応性カルボアニオン鎖末端を有する重合体
を称する。
その製造機構およびブロック共重合体の製造についての
詳細は一般に、エンサイクロビープイア・オン・ポリマ
ー・サイエンス・アンド・テクノロジー第2巻1965
年第485頁〜1君528頁を参照できる。
界面カップリングを基にした別の製造法は、第27回イ
ンターナショナル・シンポジウム−オン・マクロモレキ
ュルズ(1981年7月ストラスブルグ)第1@fE1
07頁に記載されている。
本発明により使用するブロック共重合体の製造を特に下
記に示す。
1.1個の末端カルボキシル基を有するボリスチ窒素導
入管、還流冷却器および滴下ロートを備えた三ツロ反応
フラスコ中に、170y/のジオキサン1こ溶解したF
、 □ Iffの4,4′−アゾビス(4−シアノバレ
リアン酸)、228ytのスチレンおよび]、 49.
5 M!の3−メルカプトプロピオン酸を入れた。
重合反応は80℃の温度で窒素流F4こ行なった。4時
間にわたり、6分間隔で、40yrlのジオキサン中の
339.2#yの3−メルカプトプロピオン酸からなる
溶液を1 tttlずつ加えた。上記4時間後得られた
重合体をメタノール中で2回沈澱させて精製した。収−
i、+t’ 1810結朶を表1に示す。
*i:を個のカルボキシル基を有する(PS)1 14
500261001B4.34 7.75−10−51
29002 11800236002.0 4.55 
&13−10−5125003 5000 75001
.5 9.41 1.68−10−459004 47
00 66001.39 12.15 2.17−10
−’ 46005 3500 45(X)L!8 15
57 2.78−10−’ 36006 3400 4
300126 15.12 2.70−10−4370
07 3300 42001.28 19.32 3.
45・10−’ 2900数平均分子量(Mn )およ
び重量平均分子量(Mw)はGPCで測定した。
Mn値は滴定によって同様に測定した:zX56X10
0=yおよびMntit =−0 (p、s )ホモポリマーのカルボキシル末端基による
酸度は指示薬としてフェノールフタレンを用い、エタノ
ール性水酸化ナトリウム溶液を用いて乾燥ジオキサン中
で滴定して測定した。
2.2個の末端カルボキシル基を有するポリスチレンの
合成 40wt1O)xチレンオよび10Fの4.4′−yゾ
ビスー4−シアノバレリアン酸を280ttttのジオ
キサンに溶解し、空気中の酸素を窒素ガスを吹き込んで
除去した。重金反応はso’cで16時間行なった。次
に反応混合物をその始めの容積の半分まで濃縮し、重合
体を2回水冷メタノール中で沈澱させた。
上述した比較的大量の上記4.4′−アゾビス−4−シ
アノバレリアン酸を使用することGこより、2個の末端
カルボキシル基を導入した。結果を表2に示す。
!2 二 2個の末端カルボキシル基を有する(ps)
8 208004530022 4.42 7.9−1
0 253009 18100463002Ji 4.
70 B、440 2380010 11000214
00 1.9 9.02 1.61−10 12400
11 10600190001月 9.07 162・
io 1230012 8000128001.6 1
1.93 213−10”−’ 940013 570
0 840015 18.65 3.33.10 60
0014 5000 72001.4 19Ji6 3
.5140 570015 4000 48001.2
 281)0 5110−10 400016 390
0 490013 31.98 5.71−10 35
0017 3800 4.7001.22 29,46
 526・10−’ 380018 3500 385
01.1 3164 5.65・10−’ 3540′
19 2300 27401.19 82B8 148
−10−51350重合管中に、50fのステアリルメ
タクリレート単量体、10011O)無水ジオキサン、
30IIvの重合開始剤としての4,4′−アゾビ゛籏
(4−シアノペンタノール、゛および鎮長押制剤とシテ
の3219のメルカプトエタノールを導入した。
重合は窒素ガスを吹き込んで空気中の酸素を除いた後6
0℃で12時間行なった。
得られた重合体を大量のメタノール中で沈澱させ、未反
応ステアリルメタクリレート単量体を除去した。重合体
沈澱をベンゼンに溶解し。
再びメタノールで沈蔵させ、35F(7)70LMヒド
ロキシ末端停止した( PSMA’)を得た。
数平均分子量(賀n)および重量平均分子量(閃W)を
GPCで測定した。
表3に同様にして作ったヒドロキシ末端停止(PSMA
 )のリストを示す。それらの製造においてはメルカプ
トエタノールのf4のみを変えた。
即: 1個の末端ヒドロキシル基をaする(PSMA)
1 34300 64700 1月8 39000 7
34001,882 24000 46600 1.9
4 28600 55800 1.953 11750
 18500 1.58 13400 2”1100 
1.574 14700 25000 1.7 168
00 28401J 1.695 11100 185
0tl 1.fi7 12650 21050 1.6
66 13400 21600 1、hl 11800
 19000 1.617 9600 15200 1
.58 110+)0 1730(11,588740
0It)450 1.41 8400 11900 1
.419 fi700 9900 1.46 7700
 11200 1.4610 5600 7400 1
.34 4900 6500 1.34Mn1およびM
wl値は検量のためホモポリスチレンを用いたGPCで
測定した(ジャーナル・オン・ポリマー・サイアンス、
パートCig号1965年、第257頁〜@258頁参
照)。
西2およびMw2はホモポリマー(メチルメタクリレー
ト)に基づいて検量によって測定した。
(PEIMA )−0HIこおいて、ヒドロキシル基は
滴定により直接測定できなかった。従って滴定するとき
ヒドロキシル基を先ず無水コノ1り酸と反応させ、形成
された酸基を次の如く測定した。
1gの(PSMA )−OHを乾燥ピリジンに溶解した
。溶液に5(lrlの無水ピリジン中の10 Fl (
J)無水コハク酸を加え、ioo℃で12時間加熱した
。次にこ混合物を冷却し、500ゴのメタノールで処理
した。
沈澱を3回n−ヘキサンに溶解し、メタノールで沈澱さ
せた。乾燥後得られた酸を、指示薬としてフェノールフ
タレンを用い、無水ジオキサン中のエタノール性水酸化
ナトリウムで滴定した。
その後、1個の木端ヒドロキシル基Jkを有する( P
SMA )と1個または2個の末端カルボキシル基を一
1イする( ps )との間のエステル化反応を用いた
ABおよびBABブロック共亀合体の合成≦こついての
一般情報に従う。
実際には縮合反応であるエステル化反応は、先ずチオニ
ルクロライドで遊離カルボキシル基を酸クロライド(−
COCI )に変えて(還流12時間)行なう。蒸発に
よって過剰のチオニルクロライドは除去する。
4、AB型ブロック共重合体の製造 溶液P SOCl2中で12時間5当量の(PS ) −COO
Hヲ洲とうさせた。予め加えたベンゼンと共に過剰のS
 0CIJ蒸発によって除去した。残渣を少量のベンゼ
ンに溶解した。
溶液Q 1当量の(PSMA J−iをベンゼンと共に4時間デ
ィーン・スターク共沸乾燥した。ベンゼンを最後≦こ全
部蒸発させ、ステアリルメタクリレートを少量の無水ベ
ンゼン中に溶解した。
溶液PおよびQを一緒にし、0.1mlのピリジンの存
在−ドベンゼン媒体中で3日間還流した。
次いで反応混合物を冷却し、メタノールで処理した。形
成された沈澱を分離し、n−ヘキサン中で撹拌した。残
渣(PS)を吸引Dゴ過Gこよって除去した。1500
0 rpmで遠心分離した後p液を濃縮し、AB型ブロ
ック共重合体を少量の未反応(PSMA ) −OH(
これは所望によって除去できる)と共に得た。
5、 BAB型ブロック共重合体σλ−製造24時間還
流沸とうさせて、ジカルボキシル化(ps )を5OC
I2で対応する酸クロライドに先ず変えた。
先ず(PSMA )−OKをディーン・スターク乾燥し
た。酸クロライドホモポリマーおよびヒドロキシルホモ
ポリマーを一緒≦こ少量のベンゼン中1こ溶解し、0.
1 mlのピリジンと混合し、次いで混合物を3日間還
流沸とうさせた。反応混合物を冷却し、メタノールで処
理し、形成された沈澱をn−ヘキサン中60溶解し、V
・過して非層解(PS )を除去した。F液を1500
0 rpmで遠心分離し、溶媒を蒸発させた後、BAB
ブロック共重合体を得た。結果を表4に示す。
表4&こは1表1.2および3で示した数平均分子it
 (Mn )を有する原料ホモポリマーを示して、AB
およびBAB 型ブロツク共重合体のリストを与えであ
る。
共重合体のInおよびMw値はポリスチレン(ps)お
よびポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)検量を
用いGPCで測定した。
共重合体中のポリスチレンの重量%は核磁気共鳴データ
(、、NMR分析)で測定した。
改変した具体例によれば、ナ) IJウム金属の存在ド
還流することによって(PSM、A ) −OHを先ず
対応するナトリウムアルコラードに変える。
かくして得られた(PS)酸クロライドおよび(PSM
A )〜ONaを撞々な重廣比で反応させて種々なブロ
ック共重合体を得る。エステル化反応は異なる溶媒(ベ
ンゼンまたはジオキサン)中で、少量のピリジン(0,
1tttt )またはp−トルエンスルホン酸<xoo
q>の存在Fまたは不存在下6C還流して行なう。
得られるブロック共重合体はメタノール中で沈騙させる
。未反応ポリスチレンホモポリマーは沈澱をヘキサン中
で4iv拌しC1余き1次いでp液力)ら精製したブロ
ック共■■倚体を溶媒を蒸発させて分離する。
結合反応は窒素導入前、冷却器1滴Fロート、温度計お
よび磁気撹拌機を侃jえた三ツロ反応フラスコ中で行な
った。
水分は乾燥窒素を吹き込んでフラスコから除去した。
第一工程で、無水デカリン(デカヒドロナフタレン)中
の(PSMA ) −0H(1り 10重賞%溶液を一
2倍容量過剰のベンゼンと共kc、共I弗蒸溜して30
〜40%のベンゼンを除去した。溶液を0〜5’C4こ
冷却し、次いでフラスコ中1Lclco−IJcOを5
倍容量加えた。反応混合物を2時間約5℃で攪拌し1次
いで5時間室温(20”C)て→電拌した。
残存ベンゼンを過剰のC:LC’0−f4cIJ (沸
点63℃〕と共に蒸溜して除去した。このときHCIガ
スが放出された、蒸溜をHCIが存在しなくなるまで続
けた(これは硝酸銀溶液で検知した)。
反応混合物に無水ジオキサン中の当量の(PB)−OH
(この製造はPSMA −OHの製造法と同じである)
を加え、反応を140℃で24時間続けた。次いで反応
混合物を冷却し、メタノールでブロック共重合体を沈澱
させた。沈澱をn−ヘキサンiこ再溶解した。残存固体
(ps )を遠心分離して除去した。G、PCで測定し
た共重合体の数平均分子ii (nn )は17200
であった、PB −OHOJ Mnは8000、PSM
A−OHのMnは7700であった。
特別の例によれば、本発明の液体電気泳動現像剤組成物
に使用するブロック共重合体は、特願昭59−6992
号に記載されている如く、共重合1こよって吸着性基A
中6Lオニウム塩単位を導入してイオン特性か与えられ
る。これは4゜4′−アゾビス(4−シアノバレリアン
酸)の比e 釣人Mの存在F1こビニルベンジルクロラ
イドとスチレン単鳳体の共重合によつ−Cすることがで
きる。
かくして得られた2個の末端カルボキシル基を有するブ
ロックA基におい′C、カルボン酸クロライド基に変え
らrLl これはモノヒドロキシポリアルキルメタクリ
レ−) JQ Bと縮合反応してブロック共重合体鎖B
−A−Bを形成するため使用される。得られるB−A−
Bブロック共重合体感こおいて、ビニルベンジルクロラ
イド単位の反応性ハロゲンは、宙合体石中+LR1mオ
ニウム基を尋人するため、換Fjすれば対アニオンと組
合さったスチレンとビニルベンジルオニウム単位の共礒
合体鎮を得るため四級化反応で使用される。これらの有
機オニウム基と組合さった対アニ詞ンは嵩の大きな大き
さを自するのが好ましく、上記特願昭59−fi 99
2■・に記載されている種類のものがある。
ビニルベンジルクロライドおよび、鴫の大なる対アニオ
ンから誘導されるオニウム基を有するブロック共重合体
の詳細な製造をF記に示す。
工程1 乾燥窒素ガスで保護して重合′―”中に200m1のジ
オキサン中の38.5 mlのスチレン(ps )、3
.839のビニルベンジルクロライド(vBcl )お
よび4gの4.4′−アゾビス(4−シアノバレリアン
酸)(ACVZ)を導入した。混合物を80℃で16時
間還流加熱した。次いで反応混合物ヲ冷メタノール中に
注入した、このときスチレンとビニルベンジルクロライ
ドの共重合体が沈澱シタ。共重合体は8モル%のビニル
ベンジルクロライド単位を含有し、hcvz止合ラジカ
ル形成剤から発生した2個の末端カルボキシル基で終っ
ていた。
滴定によって得られたMn値は5900であった。同じ
方法で30モル%までのビニルベンジルクロライド単位
を含有する共重合体を作った、しかしこれより大なる含
有率も尋人できる。
工程2 工程lで得られた共重合体1g−こ、新た曇こ蒸溜した
チオニルクロライド50y/を乾燥状態で加え、12時
間還流加熱して保持した。次いで痕跡量のチオニルクロ
ライドも除去するため、ベンゼンを用いて回転蒸発機で
反応混合物を蒸発乾燥した。得られた末端酸クロライド
基を有する共重合体に、末端ヒドロキシル基を有するポ
リオクタデシルメタクリレート〔これはポリ(ステアリ
ルメタクリレート)(Pf3MA)とも称される〕即ち
PSMA−0■の当ttを45m1のベンゼンおよび0
.5 mlのピリジンの混合物の形で加えた。PSMA
 −OH重合体は使用前&Cディーン・スターク装置で
乾燥し、前述した如(して作った。
それは9304のIn値を有していた。
反応混合物を3日間還流加熱し、次いでブロック共重合
体をメタノール中で沈澱させた。沈澱を分離し、n−ヘ
キサンにNl解して処理し、これによって未反応PS−
V[C1−を沈澱させて遠心分1i!i+こよって除去
した。
工程3 工程2で得たブロック共重合体を、10m1のニトロメ
タシ、15m1のジオキサン、10+++/のピリジン
(′ll:たは10m1のトリエチルアミン)の混合物
中にその1gを溶解して四級化反応を行なった。反応混
合物を24時間還流沸とうさせた。次いで溶液を回転蒸
発機で乾燥するまで蒸発ざぜた。残渣を再溶解し、冷メ
タノールで沈澱させた。得られたブロック共重合体は対
アニオンとしての塩素イオンと粗合さったトリエチルア
ンモニウム基を含有していた。
工程4 工程3で得られたブロック共重合体を先ずヘキサノール
に溶解し、溶液に攪拌し1λがらテトラフェニル硼素酸
す) IJウムの濃厚溶液を加えて、ブロック共重合体
の塩素−アニオンをテトラフェニル硼素゛rニオンに交
換した。沈澱を吸引濾過して分1雅し、クロロホルム6
仁溶解した。テトラフェニル硼素アニオンを有する四級
化共重合体をメタノールで沈澱を繰返して精製した。
同じ方法でアルキルメタクリレート基を含有し、1個の
末端ヒドロキシル基を有する共重合体中にビニルベンジ
ルクロライド基を尋人できる。そのためには重合開始剤
としてアゾビス(シアノペンタノール) (ACP )
を、鎖長調整剤としてメルカプトエタノールを使用す−
る。
下記工程Aお率、びBで方法を説明する。
工程A 重合管中に、25ダのステアリルメタクリレート単量体
、75ttttのジオキサン、151夕のACC106
0、5Iff/のメルカプトエタノールおよび1.12
gのビニルベンジルクロライドを導入した。屹燥窒素ガ
ス下6c反応混合物を(i 0 ’Cで12時間加熱し
た。次いで共重合体V]3C1−PBMA、 −OHヲ
2回冷メタノールで沈澱させて4N 1ik した。
20モル%までのVBCIが共宙合できた。
工程B 前述した如くして作った2錨の末9都カルボキシル基を
含有するホモポリマーポリスチレン(ps)を、工程A
 17) VBCI −PSMA −OI(共重合体と
対応する酸クロライドの形で縮合した。そのため2個の
末端カルボキシル基を41するポリスチレ719を新し
く蒸溜したチオニルクロライド5゜dと12時間還流沸
とうさせた。その後、ベンゼンの存在Fに2回蒸発させ
て痕跡量のチオニルクロライドも除去した。
得られた酸クロライドスチレン重合体−こ、065yt
lのピリジンの存在下完全に無水の条件の下、ベンゼン
中の当量のVBCI −PSMA −OH共重合体を加
えた。反応混合物を3日間還流沸とうさせ、次いで得ら
れたブロック共重合体をメタノール中で沈澱させた。精
製はクロロホルムにM 溶A’1し、n−ヘキサン中番
仁導入し、未反応ポリスチレンを沈澱させて行なった。
ポリスチレンは遠心分離で除去した。残った透明溶液を
ペンタン/イソプロパツールの混合物で処理し、そこか
らブロック共重合体を分離し、工程3および4に記載し
た如くして画板化し、アニオン交換を行なった。
有機重合体材料は顔料粒子に接着する性質および非水性
媒体中で保護コロイドとして作用する性質を有する。顔
料粒子上の有機重合体材料は分散助剤として作用し、油
膚脂湿潤剤とじても考えることができる。重合体材料の
被覆はトナー現像剤Gこ良好な貯蔵寿命安定性を立体陣
害蔽こよって与える。
現像剤組成りの分散安定性は、乾燥顔料粒子1gについ
て好ましくは少なくと60、Q20F−の量で存在させ
る上記共重合体のfjtによって影響を受ける。各如料
昏こ幻する最適ち1は簡単な試S+こよって決定できる
ブロック共重合体のポリメタクリレートn1肪エステル
部分が溶媒相性であるようなキャリヤー液体として使用
する絶縁性液体は仕なの非極性脂肪溶解性溶媒であるこ
とができる。上記液体は炭化水素液体例えば)lt’r
肪族炭化水素、伺えばヘキサン、シクロヘキサン、イン
オクタン、ヘプタンまたはインドデカン、フルオロカー
ボンマタはシリコーン油であるのか好ましい。従って絶
縁性液体は例えはインドデカン、または市販の石油溜出
物、例えばシェル・オイル・カンパニーのシェルゾルT
 (5HELLSOL T :商標)およびエクソンの
インパールス(工5OPAR8: 商標)G、H,にお
よびLの如き好ましくは150〜220℃の沸点範囲を
有する脂肪族炭化水素の混合物である。
トナー粒子昏こ使用する顔料物質は、液体静電トナー組
成物1L普通蚤こ使用される固体有機染料顔料または無
機顔料(これシこは炭素を含む〕であることができる。
例えばカーボンブラックおよびそれらの類似の形のもの
例えばチャンネルブラックおよびファーネスブラック例
えばルス・プリンテックス140ゲパールト(西ドイツ
、デグツサ社の商品名)を使用できる。
代表的な固体有機染料はいわ(ゆる顔料染料であり、こ
れにはフタロシアニン染料、例えば銅フタロシアニン、
金腐不含フタロシアニン、アゾ染料およびアゾ染料の金
属錯塩を含む。
顔料の形の下記染料を例示のためにのみ示す:ファナル
ローザBスプラ・ブルーァー(西ドイツ、ハス7社の商
品名)、へりオゲンブラウLG(金属不含フタロシアニ
ンブルー顔料の西ドイツ、バス7社の商品名)−モナス
トラル・ブルー(銅フタロシアニン顔料、C,1,74
、160)、へりオゲンブラウBプルファー(西ドイツ
、バスフ社の商品名)、へりオゲンブラウHG(銅フタ
ロシアニン、C0工、74,160の西ドイツ、バイエ
ル社の商品名)、ブリリアント拳カルミン6 B (C
,I、18 、850 ) 、およびバイオレット・フ
TナルR(四ドイツ、バスノ社の商品名、C6■、42
535 )。
代表的な無機顔料lLは、蕉色戯化鉄(1「)、および
混合酸化m(III/峻化りo ムtl)/ e化鉄(
IIIJi末、ミロリブルー、ウルトラマリンコバルト
ブルーおよび過マンガン酸バリウムを含む。更にフラン
ス特許第1394061号および第1439323号に
記載された顔料を挙けることかでき−る。
好ましいカーボンブラック顔料はプリンテックスの商品
名でデグツサ社から市販されている。プリンテックス1
40およびプリンテックスGを本発明の現像剤組成物に
使用するのが好ましい。
上記カーボンブラックの特性をト表5Iこ示す。
表 5 出 所 チャンネルブラック ファーネスブラック密 
度 1.8f/cd 1.8f/m現畝剤−こ入れる前
の粒度 29nm 51nm比表面積Cwt/f) 9
6 31 揮発性材料(重1遣%)62 pB 5 8 色 褐黒 青黒 プリンテックス顔料に対する色修正剤として、カーボン
ブラックに対して例えば1〜20重量部の如き少(7)
、の銅フタロシアニンを使用する。
電荷但持面の一定亀荷密瓜に対して、一定粒度のトナー
粒子で得られる最^現像濃度は、電荷/トナー粒子質量
比で決る、こ1tは使用する峨気極性制御物質の飛で実
質約1こ決る。
乾式トナーに対し、液体懸濁トナー粒子は、対イオンを
形成するキャリヤー政体中σ)帯71重の尋人およびト
ナー粒子面との化学的解離反応からのそれらの負または
正電荷を必要と1する。
解離反応で作用する原則的帯7% l幾41ηCま例え
Cfロパート・ビー・コミシリ等によって、Proce
ed−ings of the工EEE第(i 0巻u
G 4号(]、 972年4月号)第363頁〜第36
4頁に光表さJ′している。
従って本発明&Lよる液体現象#lI J+(i l戊
峰勿6まトナーの電気的帯毛に応答する刀・または影響
を与える少なくとも1種の物質(重荷制御剤まプこ(ま
物質とも称される′)を含有する。1d倚制御吻1ま正
また負畳1効果を有する。この目的のlこめ、殆どの場
合、油討性イオノゲン吻血(界面活性剤)、例えば長い
脂肪族鎖(し1Jえ(J少なくとも炭素原子6を含有す
る)を有する有機酸の金rtI%塩を使用する。一つの
イオン権の主たる収着によって、トナー粒子は正味電荷
を受け入nる、その量は添加濃度を変えること6仁よっ
てd周整できる。この方法でトナーの感度(rxjち表
面亀イ5に対する付着M)が制御できる。極性は界面活
性剤の危切な選択&(よって決定できる。例えば液体イ
ソパラフィン中のカーボンブラックの懸濁物は、過塩基
化石油スルホン酸カルシウムによって負kL ’:隼電
するよう区こなり、ジイソプロピルサリチル酸カルシウ
ムによって正に帯電するようになる。異なる電荷制御剤
の混合物を使用できる。トナー上の電荷の強度またはそ
の極性を種々異なる電荷制御剤間の比を変えることによ
って關整できるように、反対帯゛I且効果を有する異な
る電荷制御剤の混合物を使用できる(英国特許$141
1287号、第1411537号、i@1411739
号参照)。特に好適な正に作用する電荷制御物質は英国
特許第1151141号に記載されている。これらの電
荷制御剤と称される物質は、 falリンから誘導されるオキシ酸のモノエステルまた
はジエステル、 (bl !Jンから誘導され、炭素原子着こよってリン
原子に結合した一つまたは二つの有機基を含有するオキ
シ酸、または Tel IJンから誘導され、リン原子−一炭素原子6
仁よって結合した有機基およびエステル基を含有し、上
記有機系か1后肪族、++h ir詔式族または芳香族
であるオキシ酸 の2価または3価金属福である。
有機基は少なくとも4個の炭素原子の鎖を含有するのが
好ましく、最も好ましいのは10〜18個の炭素原子の
鎖を含有する、そしてかかる鎖は(げ換されていてもよ
く、そしであるいは異種原子例えば酸素、硫黄、または
屋素原子で中断されていてもよい。
特に良好な結果は亜鉛塩で得られる。しかしながら他の
塩、例えばマグネシウム鬼、カルシウム塩、ストロンチ
ウム塩、バリ盲ンム塩、鉄線、コバルト塩、ニッケル塩
、鋼塩、カドミウム塩、アルミニウム塩および船塩も使
用できる。
かかる金属塩の電気絶縁性キャリヤー液体中での溶解度
は1種以上の分校構造を有する有44基例えば2−ブチ
ル−オクチル基の如き分枝脂肪族基の存在によって促進
できる。
低い電荷/トナー粒子質量比で電気泳動現像剤を製造す
るに当り特に興味ある他の特に好適な正に作用する電荷
制御剤は、英国特許第1571401号s仁記載されて
いるアルキルスルホン酸金属塩である。
更に他の好適な正6仁作用する電荷制御剤は1983年
1月20日出願のヨーロッパ特許出願第8300085
.5号に記載されている。
本発明による液体現像剤組成物は当業者遥こ良く知られ
ている分散および混合法で作ることができる。好適な混
合機例えば三本ロールミル、ボールミル、コロイドミル
、直達攪拌ffi iこよって、絶縁性キャリヤー液体
中の、組成物のため4C選択した固体材料例えば15〜
80ifi%のII4厚物を作り、続いて更に絶縁性キ
ャリヤー液体を加えて、静電現像法に使用するための液
体トナー組成物とするのが普通である。11!4こつい
て063〜20F、好ましくは1〜101の殖でトナー
を加えることが、1a気泳動液体現像剤を使用するのに
好適である。
共重合体は現1攻剤中で使用するij!J lこ顔料粒
子上に予備被覆として付与できる。あるいは液体中に男
もの成分として導入し、顔料粒子上−し吸着させるよう
にすることもできる。
電気泳動現像は既刈の電気(jj(動曳鐵法または装置
を用いて実施できる。現i象されるへき象の場は現像な
極の使用によって影響を与えてもよい。現像電極の使用
は連続色調1象の現緘gこおいて特1こ価値がある。現
像11極を使用しないとき、現像された像は誇張された
濃度勾配を示すことがあり、これは例えば診Wrのため
の医学用X線像において興味がある。
下記実施例は本発明を説明する。部、比、α分率はMM
による。
実施例 l カーボンブラック分散液1の4<M、 L。
インドデカン中の1表4による一合ん、10の共重合体
の2%溶液50g/を4fのカーボンブラック、プリン
テックスG(商品名)に加えた。
カーボンブラックを16時間250m/ボールミル中で
分散させた。
トナー。分散液。
得られたトナー濃厚物から2 mlをとり、500dの
インドデカンで稀釈した。
実施例 2 カーボンブラック分散液2の製造。
縮合魔6の共重合体を扁、loの代りに用い実施例1を
繰返した。
実施例 3(比較例) カーボンブラック分散液3の製造。
11δ合ん、7の共重合体をん]1oの代りに用いて実
施例1を繰返した。
実施例 4 カーボンブラック分散液4の製造。
縮合扁、lの共重合体をん、loの代り化用いて実施例
1を繰返した。
トナー分散液1〜4における粒度の変化を50日間蚤こ
わたって追跡した。ら3図1こ平均粒度直径(nm )
を期間(FL)lこ対してとったダイヤグラムを示す。
上記ダイアグラムから、実施例1および2で使用したブ
ロック共重合体でのカーボンブラック分散液が(それぞ
れ曲線C0およびC2参照)、小さい大きさの粒子を最
初から既L”含有しており、一定期量感こわたって微細
粒度を維持していることを知ることができる。
組合生成物A7に例示した如き短いPSMA−ブロック
(実施例3)は最初力)ら既により第1い粒度を生じ、
時間経過と共に団塊化を防止できない。
縮合生成物扁]1は出発時≦−は充分に微細な粒度を生
ずる、そして所望の安定化の限界で団塊化の比較的遅い
速度を生じている。
トナー粒子の平均直径はC0ULTER(Ir& 4M
 )マノサイザーで測定した。この装蟲で葭用した測定
原理はブラウン運動および散乱レーザー光の自己修正分
光分析の原理である。このブラウン運動の周期は粒度に
逆に関係する。
実施例 5〜9 分散したカーボンブラック粒子に正の電荷を与エル電荷
制御剤としてモノ−2−ブチルオクチルリン酸亜鉛をそ
れぞれ2#If、109,20ダ、50ダおよび100
9分散液に加えて実施例18h返した。
トナー粒度は50日間にわたって材料変化を示さなかっ
た、これは分散が吸着されたブロック共重合体に主とし
て起因していることを証明している。
トナー粒子の帯電の測度である初値は電荷制御剤の量に
正比例して増大した(表6参照)。
表 6 0 0 189 239 2 +6.5X10 C215173 30+lO,5xiO〜8C14217620+13.
5xlOC169156 50+19X10 C185157 100+27X10 C177164 QT値は次の如くして得た: 0.15cmの距離で間隔を置いた20〜の表面を有す
る二つの平面電極を有する電気泳動セルに、上記電気泳
動分散液の4 mlをII!のイソドデカンで稀釈して
充填tた。0.5秒間500vの電圧パルスで二つの電
極11−1に流れる直流中を測定する。
直流中はトナーなしの液体の固有導′隙率および電極の
一つに向う1α気泳動トナ一粒子MC位および他の電極
に同うその対イオンの移動ニょる電荷(り移動の結果で
ある。負電極(陰極)のトナー付着(黒化)は、トナー
粒子が正に帯電していることを証明している。QT値は
0.5秒の時間+1+にわたって積分した電流工(am
p )であり、トナー粒子の帯電に対する測度である。
実施例 lO 対イオンとしてテトラフェニル硼素イオンと組合せた上
記工程1〜4で作った四級化ブロック共重合体を、プリ
ンテックスG(商品名)カー、JK:/−jラックを分
散させたメチルエチルヶトン中にg 19ギした。分散
後溶媒を蒸発させて顔料粒子上に被覆された共重合体を
残した。次いで共重合体板覆カーボンブラックをボール
ミル中でインドデカン中に再分散させた。得らオ]、た
分散したトナー粒子は正に帯電した、これはゼータ電位
1Jlll定で判定した。平均トナー粒子直径は実施例
1に記載の如く測定して約250nmであった。
製造直後現像剤液の鵠、値は+2.10Cであった、I
MJ間放置後再分散させたとき、Qr2値はなお2.1
0=Cであった。
【図面の簡単な説明】
第1図は顔料に対するブロック共重合体の吸着を表わし
、第2図は代表的な分子量分布曲線であり、第3図は分
散安定性ダイアグラム(粒度対貯蔵時間)を表わす。 Ll?、−Y、と FIo、7 FIG、2 300ト 001 [ 廿 10 2fl) 30 40 50d FIG、 3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも109Ω・aの体μ抵抗率および3未満
    の誘電率を有する電気絶縁性非極性有機キャリヤー液体
    中醗こ、1種の吸着性基Aおよび少なくとも1種の溶媒
    相性基Bを含有するブロック共重合体の助けで分散され
    た、上に電荷を与える少なくとも1種の物質を担持する
    顔料粒子を含有する静電的に帯電された部域を可視性G
    こするのに好適な液体電気泳動現像剤組成物において、
    上記基Aが少なくとも2000の数平均分子量を有する
    ポリスチレン鎖であり、基Bが少なくとも7000の数
    平均分子量を有するポリメタクリレート脂肪アルコール
    エステル基であることを特徴とする液体電気泳動現像剤
    組成物。 2、基Aが2000〜6000の数平均分子量を有し、
    基Bが少なくとも10000の数平均分子量を有するポ
    リメタクリレート脂肪酸エステル基を表わす特許請求の
    範囲第1項記載の現像剤組成物。 3、ポリメタクリレートi旨肪酸エステルのエステル部
    分が少なくとも6個のC原子を含有する特許請求の範囲
    第1項または第2項記載の現像剤組成物。 46 部分がステアリルメタクリレートエステル基であ
    る特許請求の範囲第3項記載の現像剤組成物。 5、 ブロック共重合体がABブロック構造を有し、そ
    れぞれがエステル化反応のできる一つの反応性末端基を
    含むAおよびBホモポリマーを用いエステル化反応によ
    って作られる特許請求の範囲第1項〜第4項の何れか一
    つに記載の現像剤組成物。 6、ブロック共重合体がBABブロック搭造を有し一エ
    ステル化反応のできる一つの反応性末端基を有するホモ
    ポリマーBおよび二つの反応性末端基を有するホモポリ
    マーAを用いエステル化反応によって作られる特許請求
    の範囲$1項〜第5項の何れか一つに記載の現像剤組成
    物。 7.基Aが対アニオンと組合さったビニルベンジルオニ
    ウム単位およびスチレンの共重合体鎖である特許請求の
    範囲第1項〜第6項の何nか一つに記載の現像剤組成物
    。 8、 ブロック共重合体が乾燥顔料粒子1gGこついて
    少なくとも0.0209の量で現像剤組成物中に存在す
    る特許請求の範囲第1項〜第7項の何れか一つに記載の
    現像剤組成物。 9、 キャリヤー液体が炭化水素液体である特許請求の
    範囲第1項〜第8項の何れか一つlこ記載の現像剤組成
    物。 10、顔料粒子かカーボンブラック粒子である特許請求
    の範囲第1項〜第9項の何れか一つに記載の現像剤組成
    物。 11、粒子に電荷を与える物質が油溶性イオノゲン物質
    である特許請求の範囲第1項〜第10項の何nか一つに
    記載の現像剤組成物。 12、物質が (alリンから誘導されるオキシ酸のモノエステルまた
    はジエステル、 Ib1IJンから誘導され、炭素原子によってリン原子
    に結合した一つまたは二つの有機基を含有するオキシ酸
    、または (c) !Jン4から誘導され、リン原子に炭素原子、
    によって結合した有機基およびエステル基を含有し、上
    記有機基が脂肪族、脂環式族または芳香族であるオキシ
    酸 の二価または三価金属塩である特許請求の範囲第11項
    記載の現像剤組成物。
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