JP2014081629A - デジタル印刷プロセス用の顕色剤分散液 - Google Patents

Abstract

【課題】環境により優しい顕色剤分散液を提供すること。
【解決手段】本発明は、デジタル印刷装置に使用するための顕色剤分散液であって、不揮発性キャリア液と、マーキング粒子と、分散化合物とを含む顕色剤分散液に関する。顕色剤分散液中のマーキング粒子は保管中に安定化されており、溶着時に２つの相が形成される。本発明はまた、デジタル印刷装置における前記顕色剤の使用、及び顕色剤分散液の調製方法に関する。
【選択図】図２

Description

本発明は、顕色剤分散液、顕色剤分散液の製造方法、顕色剤分散液を用いる印刷方法、及び顕色剤分散液を用いる画像形成装置に関する。

顕色剤分散液は当分野で公知であり、電子写真、及びデジタル印刷装置を用いるデジタル印刷プロセスにおいて潜像キャリア部材上に形成された静電潜像の現像に用いられる。このような印刷装置の例は米国特許第７９９５９５３号に記載されており、その内容は、その全体がこの参照により本明細書に組み込まれる。液体トナーとも呼ばれる顕色剤分散液は通常、キャリア液及びマーキング粒子で形成されている。キャリア液は非水溶媒キャリアである。

公知の顕色剤分散液の問題は、顕色剤分散液中のキャリア液が揮発性であることが多く、そのためキャリア液の凝縮が完全に制御されていない場合には、紙等の転写媒体上へのマーキング粒子の転写溶着（ｔｒａｎｓｆｕｓｉｎｇ）又は定着（ｆｉｘａｔｉｏｎ）中に、環境に有害であるキャリア液が大気中に蒸発するということである。

現在用いられている顕色剤分散液の他の問題は、溶着（ｆｕｓｉｎｇ）後にキャリア液が最終基材中に留まって存在するということである。紙基材上に残留するキャリア液は、紙を再利用している間に蓄積し、紙の再利用プロセスにおいて不都合を生じる。更に、紙が食品の包装に用いられる場合には、残存するキャリア液が食品に移行する可能性がある。

本発明の目的は、いくつかの目的のうち、特に、環境により優しい顕色剤分散液を提供することである。

本発明の他の目的は、再利用することができるキャリア液、好ましくは任意の面倒な付加的処理なしに再利用することができるキャリア液を含む顕色剤分散液を提供することであり、再利用されたキャリア液は、印刷前の顕色剤分散液中のキャリア液と同じ又は類似の特性、例えば導電性を有している。

更に、本発明の他の目的は、最終基材上にキャリア液を最小量残すか、又は残さない顕色剤分散液を提供することである。

更に、本発明の他の目的は、非吸収基材（例えばラベル及び包装材）上で使用することができ、溶着が行われた後に除去することができるキャリア液を含む顕色剤分散液を提供することである。

本発明の他の目的は、経済的に興味深く、比較的安価であるトナー分散液を提供することである。

更に、本発明の他の目的は、良好な帯電特性及び溶着特性を有する顕色剤分散液を提供することである。

更に、本発明の他の目的は、デジタル印刷で必要とされる新たな速度（＞５０ｃｍ／秒）に対処するために、様々な基材上に速やかに溶着するキャリア液の分散液を提供することである。

前記目的は、とりわけ、請求項１に定義された顕色剤分散液により、完全ではないとしても少なくとも部分には達成される。

特に、前述した目的は、とりわけ、不揮発性キャリア液と、マーキング粒子と、分散化合物又は複数種の分散化合物の組み合わせとを含む、デジタル印刷装置に使用するための顕色剤分散液により、完全ではないとしても少なくとも部分的には達成され、顕色剤分散液中のマーキング粒子が保管中及び溶着前の印刷中は安定化されており、溶着温度でマーキング粒子相及びキャリア液相が形成される。

本発明者らは驚くことに、本発明による顕色剤分散液は保証された保存安定性を有しており、それによりマーキング粒子がキャリア液中に分散されていることを見出した。また、印刷中においてマーキング粒子は安定であり、顕色剤分散液中に均一に分散している。更に、溶着時に液状顕色剤は不安定であり、崩壊して２つの相、具体的にはマーキング粒子相及びキャリア液相を急速に形成する。

本発明による顕色剤分散液は、デジタル印刷装置を用いるデジタル印刷に用いられる。顕色剤分散液（ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）又は液体トナーとも呼ばれる顕色剤分散液（ｌｉｑｕｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）は、マーキング粒子と、キャリア液と、一種又は複数種の分散化合物とを含む。顕色剤分散液はまた、化合物、例えば粘度を調整する化合物又は帯電調整剤（ＣＣＡ）、ワックス、可塑剤、及び他の添加剤を更に含んでいてもよい。

本発明によるマーキング粒子は着色粒子（インク粒子又は顔料とも呼ばれる）及びバインダ樹脂を含み、バインダ樹脂は、インク粒子、及びワックス、可塑剤、又は他の添加剤のような他の任意の化合物を包埋するポリマーであり、好ましくは透明である。マーキング粒子は、バインダ樹脂と着色粒子との押し出し成形物である。マーキング粒子は、バインダ樹脂と着色粒子との押し出しにより形成される。マーキング粒子は、典型的には約０．５〜４．０μｍの直径を有する粒子である。マーキング粒子は、約４０〜９５％の濃度のバインダ樹脂を有している。好ましくは、バインダ樹脂としてポリエステル樹脂が用いられる。樹脂は、好ましくは高透明度を有しており、良好な顕色特性を実現し、基材上への高い定着特性を有している。マーキング粒子は帯電性作像粒子であるか、又は帯電性部位を有している。マーキング粒子の材料特性によりマーキング粒子に静電荷が発生し易くなり、これにより、適切な電場を加えることでマーキング粒子が印刷システムの様々な構成要素とサブプロセスとの間を移動することが可能になる。このプロセスは、出願番号がＥＰ１２１７５７６２である特許出願に更に記載されており、その内容は、その全体がこの参照により本明細書に組み込まれる。本発明によるマーキング粒子とキャリア液との相溶性は低い。溶着温度への加熱時に、マーキング粒子は、２つの相（マーキング／液）が互いに分離することができるようにキャリア液と巨視的に異なる相を形成しなくてはならない。一方、保管及び印刷プロセスの第１のステップ中にマーキング粒子はキャリア液中に均一に分散しており、及び均一な分散を維持することが重要である。

顕色剤分散液中のキャリア液は揮発性又は不揮発性であることができ、印刷される基材にマーキング粒子を最終的に「運ぶ」ことができる。良好な印刷及び仕上がり品質を有する印刷物を得るために、溶着中にキャリア液の大部分が除去されて印刷基材上に残るキャリア液が最低限であることが重要である。このことは、溶着温度で蒸発する揮発性キャリアを用いて実施することができる。しかしながら、前述した環境上の欠点のいくつかを克服するために、本発明は、キャリア液が不揮発性である液状顕色剤を用いる。このことは、溶着温度でキャリア液が液状を維持して蒸発しないように十分に高い沸点をキャリア液が有することを意味している。本発明の一実施形態において、不揮発性キャリア液は大気圧で少なくとも２００℃の沸点を有している。

本発明によるキャリア液は更に、非常に低い導電性を有している。これにより、分散及び帯電したマーキング粒子が電場の作用（電気泳動）下で加速され易くなり、マーキング粒子はしばらくの間、電荷を維持することができる。この帯電を、粒子とマーキング粒子の表面上の塩との間の電荷交換の結果として、粒子により実現してもよいし、又は外部から印加された電場により誘発してもよい。キャリア液は当分野で公知である任意の適切な液体であることができ、シリコーン流体、炭化水素液、及び植物油、又はそれらの任意の組み合わせであってよい。

本発明による分散化合物は、キャリア液中にマーキング粒子を分散させることができる。

本発明によれば、「溶着」とは、顕色剤分散液が液状顕色剤相（ｌｉｑｕｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ ｐｈａｓｅ）とマーキング粒子相とに分離し、印刷される基材上にマーキング粒子相が接着する事象を意味する。「溶着温度」とは、溶着が起きる温度であると理解される。

本発明による顕色剤分散液は、マーキング粒子と、キャリア液と、分散化合物とを含んでおり、マーキング粒子は、保管中及び溶着前の印刷プロセス中はキャリア液中で凝集又は沈殿せず、それにより、顕色剤分散液は、例えば掻き取り刃という形で、又はポンプ活性により、顕色剤分散液に加えられた機械的圧力の影響下では崩壊しない。フリーで吸収されていない分散化合物の濃度が、印刷及び溶着プロセスの全般にわたって可能な限り一定であることが重要である。そうでない場合には、このことにより、マーキング粒子の帯電挙動、画質の問題、マーキング粒子の安定しない移動効率、及び予想される溶着の問題に変化がもたらされる場合がある。マーキング粒子、キャリア液、及び分散化合物は、溶着時に顕色剤分散液が崩壊して２つの相、即ちマーキング粒子相とキャリア液相とが形成されるように構成されている。換言すれば、崩壊時に個々の形成粒子が集合して基材表面に接着する連続樹脂フィルムを形成し、キャリア液相が分離される。顕色剤分散液は、安定した分散液が溶着時に安定したエマルションに変化しないように構成されている。なぜならば、この変化により、マーキング粒子の基材上への接着性が不良である画像がもたらされ、印刷された画像の印刷品質及び／又はハンドリング特性が不良になるからである。液体中の分散剤の濃度を、分析手段（例えばＨＰＬＣ）により、又は液体系の導電率を測定することにより同定することができる。

本発明によれば、分散化合物は、保管中及び溶着前の印刷中においてキャリア液中のマーキング粒子の表面を安定化することができ、好ましくは１〜５の間のＨＬＢ（親水−親油バランス）値を有する分子である。分散剤は、室温で良好なマーキング粒子の表面吸光度を有しており、Ｔｇ＋２０℃の温度の時点でマーキング粒子相に対する様々な挙動が近似するか、又は置き換えられ、Ｔｇは４０〜７０℃である。挙動の変化は、その時間及び温度での安定しない分散又は乳化に至る溶解性の増大又は分散能力の全壊である可能性がある。大部分の、又は好ましくは全ての分散剤は、溶着時にマーカー粒子相に入っているか、又はマーカー粒子相に入り、少量の分散化合物のみがキャリア液相に入ることが重要である。形成されたキャリア液相は透明と同様であり、実質上、キャリア液から成る。このことは、不揮発性キャリア液相の組成がキャリア液の組成に比べて過剰に変化しないために重要である。ほとんどの場合、このことは、キャリア液相及びキャリア液の導電率を測定することにより評価することができ、キャリア液は、ほとんどの場合で分散剤の濃度と導電率との間に良好な相互関係を示す。

したがって、マーカー粒子を有する分散化合物の吸光度及び溶解性の間には微妙なバランスがあり、これは、マーキング粒子の挙動（モノマーの組成、ガラス転移温度、可塑剤及び顔料の存在）並びに顕色剤分散液の調製に用いられるキャリア液の種類に影響される。バランスはまた、マーキング粒子を形成する方法（例えばビーズミリング、ボールジャーミリング）、又は無極性液体中において高温で押し出し成形物及び分散剤を用いる分散液の形成に影響される可能性があり、それにより、系は、室温への冷却前にエマルション相を経る。分散化合物と、全てのマーキング粒子又はマーキング粒子の調製に用いられる樹脂化合物と、キャリア液のみとを混合することにより、及び混合物の導電率を追跡しつつＴｇ前後の温度（例えばＴｇ−１０℃〜Ｔｇ＋２０℃）で混合物を維持することにより、本発明による分散化合物を潜在的に覆うことができる。一定期間にわたって導電率が低下する傾向が見られる場合、これにより、溶着温度で特定のマーキング粒子／樹脂への分散剤の確実な混和を証明することができるという兆候の可能性が与えられる。このことが見られる場合、試験された分散剤は次いで、本発明による顕色剤分散液が得られるか否かを確認するために、粉砕、安定性、溶着、及び印刷挙動に関して評価される。

本発明による一実施形態において、顕色剤分散液が少なくとも３０％の濃度のマーキング粒子を有しており、Ｔｅｆｌｏｎ又はｃａｐｔｏｎ（ポリイミド箔）等の材料を有するホットプレート上に１５０℃で顕色剤分散液の液滴が置かれる場合、顕色剤分散液は、６０秒未満で、好ましくは４０秒未満で、より好ましくは１５秒未満で、明確に区別されるマーキング粒子相及びキャリア液相を形成する。形成されたキャリア液相は透明と同様であり、実質上、キャリア液から成る。

本発明者らは驚くことに、本発明による顕色剤分散液である前記特性を備える顕色剤分散液のキャリア液相及びマーキング粒子相が溶着中に崩壊することを見出した。本発明者はまた、前記特性を有する顕色剤分散液が溶着時に十分に速く崩壊し、そのため顕色剤分散液を高速デジタル印刷装置で用いることができることを見出した。顕色剤分散液（例えば一滴）が少なくとも２０％の濃度のマーキング粒子を有し、ポリテトラフルオロエチレン（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））プレート又はポリイミド箔（ｃａｐｔｏｎ（登録商標））等から成る、１５０℃のホットプレート上に置かれ、マーキング粒子相及びキャリア液相への崩壊が６０秒未満に起きる試験を行なうことにより、本発明者らは、高速デジタル印刷装置に適した顕色剤分散液を見つけるための比較的簡単な方法を見出した。本発明の一実施形態において、顕色剤分散液は、この試験の要件を満たすための特性を有している。

本発明の他の実施形態において、顕色剤分散液は、ホットプレート上に置かれた後にキャリア液相を形成し、このキャリア液相の導電率Ｂ（室温で測定される）は、導電率Ａ＋５（ｃｍ当たりのピコシーメンスで表される）の５倍未満であり、好ましくは導電率Ａ＋５の３倍未満であり、より好ましくは導電率Ａ＋５の２倍未満であり、又は最も好ましくは導電率Ａと同じ導電率を有しており、導電率Ａは、４５分間にわたって１８０００ＲＣＦ（相対遠心力）で顕色剤分散液を遠心分離し、マーキング粒子からキャリア液を分離することにより得られるキャリア液の導電率である。ホットプレート上に形成されるキャリア液相は分散化合物をほとんど含有せず、そのためキャリア液相の組成はキャリア液の組成に比べて過剰に変化しない（したがって、キャリア液相の導電率は同じ範囲に留まる）。分散化合物の大部分は、マーキング粒子中／上に混和又は沈殿し、形成されたマーキング粒子相の一部を形成する。

本発明にとっては、キャリア液相を印刷後に機械的に回収することができ、及び例えば３５〜４５％のマーキング粒子を含む未使用の濃縮された顕色剤分散液を１０〜３０％のマーキング粒子である適切で使用可能な強度を有する顕色剤分散液に希釈するのにキャリア液相を再利用できることが重要である。キャリア液相を再利用することができるために、溶着時に付加的なフリーの分散剤又は他の成分がキャリア液相にほとんど入らないか、又は好ましくは入らないことが重要である。このことは、顕色剤が崩壊する際に分散剤の大部分がマーキング粒子相上又はマーキング粒子相中に留まらなくてはならないことを意味する。過剰な分散剤がキャリア液相に入るであろう場合には、前述したように、キャリア液相の組成がキャリア液の組成と同じではなく、導電率が過度に高くなって印刷品質が悪くなるであろうことから、未使用の液状顕色剤自体の調製にキャリア液相を再利用する可能性はないだろう。本発明者らは、液状顕色剤がホットプレート上に置かれた後に形成されるキャリア液相の導電率Ｂが導電率Ａ＋５ｐＳ／ｃｍの５倍未満であり、好ましくは導電率Ａ＋５ｐＳ／ｃｍの３倍未満であり、より好ましくは導電率Ａ＋５ｐＳ／ｃｍの２倍未満であり、最も好ましくは、顕色剤分散液を遠心分離してキャリア液を分離することにより得られるキャリア液の導電率Ａと同じであるように、分散化合物及びキャリア液の濃度及び種類を選択する必要があることを見出した。これらの特性を有する液状顕色剤は、デジタル印刷装置中での溶着時に適切な組成又は導電性を有するキャリア液相を形成し、そのため除去後のキャリア液相を、本発明による未使用の液状顕色剤の調製に再利用することができる。

前述した顕色剤分散液の崩壊及び安定化特性に加えて、溶着時に顕色剤分散液の合着があることも重要である。したがって、本発明の他の実施形態において、顕色剤分散液は、溶着温度において高速デジタル印刷設備にとって十分に速い速度でマーキング粒子の合着を示す。本発明によれば、合着とは、マーキング粒子が溶解し、基材に十分に接着してキャリア液相から分離されるフィルム又は連続相を形成することと理解される。合着は溶着時に極めて重要であり、十分な速さで起こる必要があり、及び５０ｃｍ／秒以上で印刷することを可能にするのに必要な速度で起こる必要がある。

本発明の一実施形態において、分散化合物又は分散化合物の組み合わせは、溶着中に基材上で溶解したマーキング粒子相中に残存し、沈殿し、又は埋め込まれる。分散化合物又は複数種の分散化合物の組み合わせはまた、形成されたマーキング粒子相中において溶着温度で溶解することもできる。

本発明によるデジタル印刷装置の溶着温度は、典型的には８０℃〜１７０℃である。

前述したように、溶着後に回収したキャリア液相を未使用の顕色剤分散液の調製に再び再利用することができ、このことは電子写真印刷に適している。後者の目的に関して、回収したキャリア液相をそのまま用いることができるか、又はろ過ステップ等の溶解していない僅かな混入物を除去することができる最小の処理により、回収したキャリア液相を用いることができる。

本発明の一実施形態において、キャリア液は、室温で最大で３００ｐＳ／ｃｍ、好ましくは最大で３０ｐＳ／ｃｍ以下、より好ましくは最大で３ｐＳ／ｃｍ以下の導電率を有している。

他の実施形態において、キャリア液の誘電率は３．５未満である。

他の実施形態において、キャリア液は、鉱物油、低又は高粘度流動パラフィン、イソパラフィン系（isoparaffinc）炭化水素、脂肪酸グリセリド、脂肪酸エステル、若しくは植物油、又はそれらの組み合わせから成る群から選択される。典型的な市販のキャリア液は、Ｅｘｘｏｎ製のＩｓｏｐａｒ Ｍ及びＩｓｏｐａｒ Ｖ並びに高沸点Ｉｓｏｐａｒｓ、Ｓｏｎｎｅｂｏｒｎ Ｉｎｃ製の白色鉱油、Ｃａｒｇｉｌｌ製のパラフィン油（Parrafin Oil）又はＰｅｔｒｏ Ｃａｎａｄａ及び植物油である。

本発明による顕色剤分散液は、使用強度（例えば１５％〜３０％固形分濃度）で、好ましくはニュートン粘性又は僅かに非ニュートン粘性である粘度挙動を有している。信頼できる方法において、インクをエンジン内に輸送する際に問題が起きる可能性があることから、低剪断（１０Ｈｚ未満）での高粘度（４０００ｍＰａｓ超）を避けなくてはならない。

本発明によれば、「固形分」は全顕色剤分散液に対するマーキング粒子の量（重量％）を意味する。

キャリア液の粘度はまた、顕色剤分散液の最終粘度の絶対値に重要な因子でもある。一実施形態において、顕色剤分散液（約２０％の固形分濃度）は、最良のレオロジー性能を備えていることから１５〜３０００ｍＰａｓの低剪断（１Ｈｚ）粘度を有している。この最終レオロジー挙動を得るために、キャリア液は結果として、１Ｈｚの剪断速度で２５℃において測定して、１〜１０００ｍＰａｓ、好ましくは３〜５００ｍＰａｓ、より好ましくは３〜１００ｍＰａｓの粘度を有している。

一実施形態において、顕色剤分散液におけるマーキング粒子の含有量は１０〜６０重量％であり、好ましくは１５〜４５重量％である。

別の態様において、本発明は、本発明による顕色剤分散液を用いる印刷方法であって、
顕色剤分散液が崩壊してマーキング粒子相とキャリア液相とに分離し、マーキング粒子相が基材上に接着する溶着ステップと、
キャリア液相の除去ステップであり、非蒸発ステップを経て行われるステップと
を含む方法に関する。

第１のステップ中に、顕色剤分散液が崩壊し、マーキング粒子相とキャリア液相との間に分離が起きる。また、このステップ中に、マーキング粒子の基材上への接着の主要部分が実現される。

一実施形態において、溶着（ｆｕｓｉｎｇ）は、赤外線加熱、超音波溶着、マイクロ波溶着、熱風溶着、又は蒸着に基づく非接触溶着の概念を用いることにより行われるが限定されない。本発明によれば、非接触溶着の概念は、印刷基材と加熱部材との間に接触がないことを意味する。接触溶着、例えば加熱ローラを用いることもできる。この場合、印刷されない側が加熱される。加熱部材の温度は、適切な合着及び接着が得られるように調整される。

第２のステップ中に、分離したキャリア液相が非蒸発ステップを経て除去される。一実施形態において、キャリア液相の除去は、上に掻き板が取り付けられたローラを用いることにより、キャリア液相を吹き飛ばすことにより、キャリア液相の吸引により、クリーニングウェブにより、又は発泡体を用いることにより行われるが限定されない。ローラを用いる場合、ローラを加熱することができ、又は加熱しないことができる。加熱したローラを用いる場合、接着性を更に高めるために、ローラはまた、光沢調整手段及び／又は溶着手段として機能することもできる。

本発明は更に、２つの部分を備える溶着ステーションを備える印刷装置であって、第１の部分において溶着が行われ、顕色剤分散液が崩壊してマーキング粒子相とキャリア液相とに分離し、マーキング粒子相が基材上に接着し、第２の部分においてキャリア液相が非蒸発ステップを経て除去される印刷装置に関する。

一実施形態において、溶着が行われる第１の部分は、赤外線加熱、超音波溶着、マイクロ波溶着、熱風溶着、又は蒸気溶着の手段を備える非接触溶着に適した装置を備えているが限定されない。例えば加熱ローラを備える、接触溶着に適した装置を用いることもできる。その場合には、印刷されない側が加熱される。また、この態様において、加熱部材の温度は、適切な合着及び接着が得られるように調整される。

他の実施形態において、第２の部分は、分離したキャリア液相を、非蒸発ステップを経て除去する手段を備えている。分離したキャリア液相を除去する手段は、上にスクレーパーが取り付けられたローラ、キャリア液相を吹き飛ばす手段、キャリア液相を吸引する手段、クリーニングウェブ手段、又は発泡体を当てる手段を備えてもよいが限定されない。ローラを用いる場合、ローラを加熱することができ、又は加熱しないことができる。加熱したローラを用いる場合、接着性を更に高めるために、ローラはまた、光沢調整手段及び／又は溶着手段として機能することもできる。

印刷後に、ごく少量の残余のキャリア液相が基材上に残存する可能性がある。このことが後仕上げ作業（例えばラミネート加工）に極めて重要であるだろう場合には、基材上の画像を、例えばＵＶ又はＥＢ硬化により硬化することができ、及び不飽和部分がキャリア液相中に存在する場合には不飽和部分（例えばポリブタジエン又は不飽和度を有する植物油）の修飾により硬化することができる。

一態様において、本発明は更に、本発明による顕色剤分散液の調製方法であって、マーキング粒子を分散化合物及びキャリア液と混合するステップと、顕色剤分散液の予備分散液を形成するステップと、予備分散液を更に粉砕して本発明による顕色剤分散液を得るステップとを含む調製方法に関する。マーキング粒子の化合物（例えば樹脂、顔料、及び他の任意の添加剤）の混合によりマーキング粒子を最初に調製することができる。次いで、マーキング粒子が高温で混和されて押し出され、又は混練され、樹脂中に様々な化合物が均一に分散される。その後、この押し出された材料は、適切な粉砕装置、例えばハンマーミル又はジェットミルにより７〜５００μｍの粒径に粉砕される。これらの粒子はその後、１以上の分散剤及び１以上のキャリア液と共に混合されて撹拌され、その結果、顕色剤分散液の予備分散液が形成される。この予備分散液はその後、液体粉砕装置、例えばビーズミル、三重ロール、マイクロ流動化装置、若しくはボールミル、又は他の適切な粉砕手法中に投入される。この作業中、マーキング粒子が０．５〜４μｍの所望の粒径に粉砕されて本発明による顕色剤分散液が得られる。

粉砕装置中における予備分散液の粉砕の（部分的な）代案は、押し出し成形物が前記Ｔｇのキャリア液中に投入され、適切な分散剤の存在下で高剪断混合が加えられ、エマルションが形成されるステップであることができる。Ｔｇ未満への冷却後、完成し、又は更に大きさを減少することができる小さい粒子が存在する。

この粉砕ステップ後、任意の仕上げステップを行なうことができ、それによりいくつかのパラメータを調整することができる。このようなステップは、例えば（限定されないが）少量の添加剤を顕色剤分散液に添加して例えば導電率を調整するステップ、又は、レオロジー（粘度）プロファイルを調整するための加熱ステップ若しくは高剪断混合ステップであることができる。

本発明による顕色剤分散液の調製方法についての様々な実施形態の技術的効果及び利点は、必要な変更を加えて本発明による顕色剤分散液に関連する前述のものに対応する。

本発明の他の態様において、本発明による顕色剤分散液は、デジタル印刷システムに、好ましくは静電印刷に、又はトーンジェット型の設備に用いられる。

また、この態様において、本発明による顕色剤分散液の使用についての様々な実施形態の技術的効果及び利点は、必要な変更を加えて本発明による顕色剤分散液に関連する前述のものに対応する。

したがって、本発明による顕色剤分散液はキャリア液を含み、溶着時に、回収して未使用の顕色剤分散液の調製に再利用することができるキャリア液相を形成する。顕色剤分散液は溶着温度で非常に速い合着を有しており、そのため顕色剤分散液を高速デジタル印刷装置で用いることができる。更に、保管温度で顕色剤分散液は安定であり、分散液はまた、溶着までの印刷中において機械的に安定である。顕色剤分散液は更に、良好な画質及び良好な移動特性を備えている。マーキング粒子相の基材表面上への接着も良好である。更に、キャリア液及びキャリア液相の導電率は比較的低く、ホットプレート後のキャリア液相の導電率／顕色剤分散液のホットプレート前（遠心分離後）のキャリア液の導電率＋５ｐＳ／ｃｍの間の比は６未満であり、好ましくは３未満である。

次いで、本明細書は本発明を、理解を助けるために一般的に記載する。ここで、図面並びに添付の比較及び本発明の実施形態を示す非限定的実施例に言及する。

溶着温度前後、又はホットプレート上に置かれている顕色剤分散液を示す図である。黒い球はマーキング粒子を示し、灰色の領域はキャリア液を示し、コイルを備える小円で分散化合物が示されている。図１ａ）は、溶着温度で顕色剤分散液が合着しなかったことを示す図である。図１ｂ）は液状顕色剤を示す図であって、マーキング粒子が合着する図である。キャリア液相中に過剰の分散化合物が存在していることから、形成されたキャリア液相の導電性は不良である。図１ｃ）は本発明による顕色剤分散液を示す図である。２つの相、即ちマーキング粒子相及びキャリア液相が形成されていることから、溶着温度で合着がある。更に、キャリア液相中に分散化合物がほとんど見られないことから、キャリア液相の導電性は良好である。 図２ａは一滴の顕色剤分散液と共にホットプレートを示す写真であって、６０秒のタイムフレーム中に分離が起きていない写真である。図２ｂは一滴の顕色剤分散液と共にホットプレートを示す写真であって、６０秒以内に顕色剤分散液が若干の分離を示す写真である。図２ｃは一滴の顕色剤分散液と共にホットプレートを示す写真であって、６０秒以内に顕色剤分散液のキャリア液相及びマーキング粒子相への良好な分離が起こる写真である。

［試験方法］
＜導電率＞
電場強度が１．２５×１０^６Ｖ／ｍである、ＥＰ１１２０６４７に記載の装置により導電率を測定する。

＜粘度＞
２５℃において０．１〜３０００１／秒の剪断速度掃引で操作されるＨａａｋｅ Ｒｈｅｏｓｔｒｅｓｓ ＲＳ６００により顕色剤懸濁液及びキャリア液の粘度を測定する。機器はコーン／プレート型タイプＣ６０／１°を備えており、ギャップを０．０５２ｍｍに設定している。

＜粒径分布＞
Ｍａｌｖｅｒｎ製のＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ＭＳ２０００により粒径分布を測定する。測定中に１０％吸光度を得るために、粉砕した顕色剤分散液を測定前に希釈する。

＜分散安定性＞
３５℃で４８時間にわたって分散液を置くことにより、分散安定性を評価した。安定性試験の前後に粒径分布を測定した。ｄｖ５０の増加が見られない場合、分散安定性は良好である。

＜接着試験＞
テープ試験により接着性を評価する。
１５ｃｍの長さのテープ型スコッチマジックテープ（登録商標）１９ｍｍを、溶着した画像に置き、９０から１５０°の角度で徐々に剥がす。テープを視覚的に検査し、接着性を以下のようにランク付けする。
１：テープ上にトナーが残っていない：良好
２：テープ上にトナーがほとんど残っていない：許容可能
３：テープ上でのトナーの少量の堆積−まだ許容可能
３：テープ上でのトナーの明確な堆積−許容できない

＜ホットプレート＞
１５０℃においてＣａｐｔｏｎ（登録商標）（３Ｍのポリイミドテープ）から成るホットプレート上に一滴の顕色剤分散液を置く。合着を観察し、合着時間を測定する。その後、分離したキャリア液を回収する。

［実施例１］
マーキング粒子と、キャリア液と、分散剤とを含む数種類の顕色剤分散液を調製する。マーキング粒子及び顕色剤分散液の調製に用いられる成分を表１にまとめる。

４５分間にわたって１００〜１２０℃の温度で表２に記載の成分を混練することにより、マーキング粒子を調製する。この混合物を冷却し、流動床ミルにより１０μｍに粉砕する。

その後、表３に記載したように顕色剤分散液を調製する。成分の予備分散液を形成し、室温で１０分間にわたって撹拌する。次いで、予備分散液を液体粉砕装置中に投入する。ビーズミル（ビーズ）又はボールジャーミル（ボールジャー）を用いて、３．８μｍに粉砕されたＬＤ１３を除いて１．８〜２．５μｍのｄｖ５０に顕色剤分散液を粉砕する。所望の粒径、粘度、及び導電率が得られるまで粉砕を行なった。

顕色剤分散液ＬＤ１〜ＬＤ１３に関して、ＬＤ１〜ＬＤ１３の固形分を２０％に希釈することにより、６０ｍ／分の速度でＥＰ１２１７５７６２に記載されたエンジンを用いて１．４〜１．６の光学密度で画像を印刷した。中間ローラ１５０から基材に静電的に転写された画像が溶着ステーションに供給されるように溶着ステップ１７０を変更した。溶着ステーションは、顕色剤分散液の合着、及び基材への接着を実現するための非接触赤外線領域を含む。赤外線領域の後方には、接着性及び光沢を調整可能とするために、及び濃縮された液状顕色剤を所望の印刷濃度に希釈するために再利用される、分離したキャリア液を回収するために、３対の加熱ローラが配置されている。加熱ローラ上には、分離したキャリア液を回収するために掻き板が取り付けられている。

赤外線ヒータは、ＩＲを放射するためにセラミックタイル（Elstein型）を備えていた。１２０〜１４０℃の基材温度を得るためにタイルの温度を調整した。加熱ローラは１１０〜１３０℃で稼働していた。基材はＵＰＭ製の１７０ｇｓｍコート紙であった。

結果から、ホットプレート及び導電率の基準を満たす顕色剤分散液（ＬＤ１〜ＬＤ９及びＬＤ１３）のみが適切に溶着していることは明らかである。

結果から、顕色剤分散液の調製に用いられた化合物、又は用いられた製造方法に比べて、ホット−プレート及び導電率の基準が溶着性能の予測により関連していることも明らかである。

ＬＤ１〜ＬＤ６〜ＬＤ７：適切に溶着する液状顕色剤をもたらす様々な種類のポリエステル樹脂。

ＬＤ１〜ＬＤ４：製造の種類（ビーズミリング対ボールジャーミリング）は重要ではない。

ＬＤ３及びＬＤ１２は、分散剤の濃度に応じて、ホットプレート上でマーキング及びキャリア液相の良好又は不良な分離を得ることができることを示している。

［項目］
１．不揮発性キャリア液と、マーキング粒子と、分散化合物又は複数種の分散化合物の組み合わせとを含む、デジタル印刷装置に使用するための顕色剤分散液であって、顕色剤分散液中のマーキング粒子が保管中及び溶着前の印刷中は安定化されており、溶着温度でマーキング粒子相及びキャリア液相が形成される、顕色剤分散液。
２．少なくとも２０％のマーキング粒子濃度を有する前記顕色剤分散液が１５０℃でホットプレート上に置かれる場合、前記マーキング粒子相及びキャリア液相が６０秒未満で形成される、項目１に記載の顕色剤分散液。
３．前記顕色剤分散液が前記ホットプレート上に置かれた後に形成される前記キャリア液相の導電率が、導電率Ａ＋５ｐＳ／ｃｍの５倍未満であり、好ましくは導電率Ａ＋５ｐＳ／ｃｍの３倍未満であり、より好ましくは導電率Ａ＋５ｐＳ／ｃｍの２倍未満であり、最も好ましくは導電率Ａ＋５ｐＳ／ｃｍとほぼ同じ導電率を有しており、導電率Ａが、前記顕色剤分散液を遠心分離して前記キャリア液を分離することにより得られる前記キャリア液の導電率である、項目２に記載の顕色剤分散液。
４．溶着温度において、高速デジタル印刷設備で用いることができるように十分に速い速度で前記マーキング粒子の合着が起こる、項目１から３のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
５．前記高速デジタル印刷設備が５０ｃｍ／秒を超える速度で印刷する、項目４に記載の顕色剤分散液。
６．前記キャリア液が室温で最大で３００ｐＳ／ｃｍ、好ましくは最大で３０ｐＳ／ｃｍ、より好ましくは最大で３ｐＳ／ｃｍの導電率を有している、項目１から５のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
７．前記キャリア液が少なくとも２００℃の沸点を有している、項目１から６のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
８．前記キャリア液の誘電率が３．５未満である、項目１から７のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
９．前記キャリア液が、鉱油、低粘度若しくは高粘度流動パラフィン、イソパラフィン系炭化水素、脂肪酸グリセリド、脂肪酸エステル、植物油、又はそれらの組み合わせである、項目１から８のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
１０．前記キャリア液が、１Ｈｚの剪断速度で２５℃において測定して、１〜１０００ｍＰａｓ、好ましくは３０〜５００ｍＰａｓ、より好ましくは３〜１００ｍＰａｓの粘度を有している、項目１から９のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
１１．前記顕色剤分散液中の前記固形分が１０〜６０重量％、好ましくは１５〜４５重量％である、項目１から１０のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
１２．前記分散化合物が、１〜５のＨＬＢ値を有している、項目１から１１のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
１３．項目１から１２に記載の顕色剤分散液を用いる印刷方法であって、
顕色剤分散液が崩壊してマーキング粒子相とキャリア液相とに分離し、マーキング粒子相が基材に接着する溶着ステップと、
非蒸発ステップを経て行われる前記キャリア液相の除去ステップとを含む方法。
１４．２つの部分を備える溶着ステーションを備える印刷装置であって、第１の部分において溶着が行われ、項目１から１２に記載の顕色剤分散液が崩壊してマーキング粒子相とキャリア液相とに分離し、及び接着し、第２の部分において前記キャリア液相が非蒸発ステップを経て除去される、印刷装置。
１５．項目１から１２のいずれか一項に記載の顕色剤分散液を調製する方法であって、マーキング粒子を分散化合物及びキャリア液と混合するステップと、顕色剤分散液の予備分散液を形成するステップと、前記予備分散液を更に粉砕して項目１から１３に記載の顕色剤分散液を得るステップとを含む調製方法。
１６．項目１から１２のいずれか一項に記載の顕色剤分散液の使用を含むデジタル印刷方法であって、溶着中に顕色剤分散液が２つの異なる相、即ちマーキング粒子相及びキャリア液相を形成する、デジタル印刷方法。
１７．前記マーキング粒子相及び前記キャリア液相が、高速デジタル印刷設備で用いるのに十分に速い速度で形成される、項目１６に記載のデジタル印刷方法。
１８．画像形成装置、好ましくは高速デジタル印刷装置における、項目１から１２のいずれか一項に記載の顕色剤分散液の使用であって、印刷速度が５０ｃｍ／秒よりも速い、使用。

Claims (15)

1. 不揮発性キャリア液と、マーキング粒子と、分散化合物又は複数種の分散化合物の組み合わせとを含む、デジタル印刷装置に使用するための顕色剤分散液であって、前記顕色剤分散液中の前記マーキング粒子が保管中及び溶着前の印刷中は安定化されており、溶着温度でマーキング粒子相及びキャリア液相が形成される、顕色剤分散液。
2. 少なくとも２０％のマーキング粒子濃度を有する前記顕色剤分散液が１５０℃のホットプレート上に置かれる場合、前記マーキング粒子相及びキャリア液相が６０秒未満で形成される、請求項１に記載の顕色剤分散液。
3. 前記顕色剤分散液が前記ホットプレート上に置かれた後に形成される前記キャリア液相の導電率が、導電率Ａ＋５ｐＳ／ｃｍの５倍未満であり、好ましくは導電率Ａ＋５ｐＳ／ｃｍの３倍未満であり、より好ましくは導電率Ａ＋５ｐＳ／ｃｍの２倍未満であり、最も好ましくは導電率Ａ＋５ｐＳ／ｃｍとほぼ同じ導電率を有しており、導電率Ａが、前記顕色剤分散液を遠心分離して前記キャリア液を分離することにより得られる前記キャリア液の導電率である、請求項２に記載の顕色剤分散液。
4. 溶着温度において、高速デジタル印刷設備で用いることができるように十分に速い速度で前記マーキング粒子の合着が起こり、及び／又は前記高速デジタル印刷設備が５０ｃｍ／秒を超える速度で印刷する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
5. 前記キャリア液が室温で最大で３００ｐＳ／ｃｍ、好ましくは最大で３０ｐＳ／ｃｍ、より好ましくは最大で３ｐＳ／ｃｍの導電率を有しており、及び／又は前記キャリア液の誘電率が３．５未満である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
6. 前記キャリア液が少なくとも２００℃の沸点を有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
7. 前記キャリア液が、鉱油、低粘度若しくは高粘度流動パラフィン、イソパラフィン系炭化水素、脂肪酸グリセリド、脂肪酸エステル、植物油、又はそれらの組み合わせである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
8. 前記キャリア液が、１Ｈｚの剪断速度で２５℃において測定して、１〜１０００ｍＰａｓ、好ましくは３０〜５００ｍＰａｓ、より好ましくは３〜１００ｍＰａｓの粘度を有している、請求項１〜７のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
9. 前記顕色剤分散液中の前記固形分が、１０〜６０重量％、好ましくは１５〜４５重量％である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
10. 前記分散化合物が、１〜５のＨＬＢ値を有している、請求項１〜９のいずれか一項に記載の顕色剤分散液。
11. 請求項１〜１０に記載の顕色剤分散液を用いる印刷方法であって、
    顕色剤分散液が崩壊してマーキング粒子相とキャリア液相とに分離し、マーキング粒子相が基材に接着する溶着ステップと、
    非蒸発ステップを経て行われる前記キャリア液相の除去ステップと
    を含む方法。
12. ２つの部分を備える溶着ステーションを備える印刷装置であって、第１の部分において溶着が行われ、請求項１〜１０に記載の顕色剤分散液が崩壊してマーキング粒子相とキャリア液相とに分離し、及び接着し、第２の部分において前記キャリア液相が非蒸発ステップを経て除去される、印刷装置。
13. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の顕色剤分散液を調製する方法であって、マーキング粒子を分散化合物及びキャリア液と混合するステップと、顕色剤分散液の予備分散液を形成するステップと、前記予備分散液を更に粉砕して請求項１〜１０に記載の顕色剤分散液を得るステップとを含む調製方法。
14. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の顕色剤分散液の使用を含むデジタル印刷方法であって、溶着中に顕色剤分散液が２つの異なる相、即ちマーキング粒子相及びキャリア液相を形成し、並びに／又は前記マーキング粒子相及び前記キャリア液相が、高速デジタル印刷設備に用いるのに十分に速い速度で形成される、デジタル印刷方法。
15. 画像形成装置、好ましくは高速デジタル印刷装置における、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の顕色剤分散液の使用であって、印刷速度は５０ｃｍ／秒よりも速い、使用。