JP2022042365A - 圧力応答性粒子、カートリッジ、印刷物の製造装置、印刷物の製造方法、印刷物、印刷物製造用シート、及び印刷物製造用シートの製造方法 - Google Patents

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Yoshifumi Iida
嵩 長谷川
Takashi Hasegawa
里美 柏木
Satomi Kashiwagi
孝子 小林
Takako Kobayashi
敏司 井上
Toshimoto Inoue
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Abstract

【課題】記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れ、且つ、接着面が露出した記録媒体の重送が発生しにくい圧力応答性粒子を提供する。【解決手段】圧力応答性粒子は、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とを含有する圧力応答性母粒子と、前記圧力応答性母粒子の個数平均粒径Daに対する個数平均粒径Dbの比Db/Daが0.05以上0.25以下である第一の無機酸化物粒子と、を含み、少なくとも2つのガラス転移温度を有し、最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である。【選択図】なし

Description

本発明は、圧力応答性粒子、カートリッジ、印刷物の製造装置、印刷物の製造方法、印刷物、印刷物製造用シート、及び印刷物製造用シートの製造方法に関する。
特許文献1には、水性溶媒中に2種類のアクリル系ポリマーを含む水分散型粘着剤組成物が記載されている。
特許文献2には、式「20℃≦T(1MPa)-T(10MPa)」(T(1MPa)は印加圧力1MPaにおいて粘度が10Pa・sになるときの温度を表し、T(10MPa)は印加圧力10MPaにおいて粘度が10Pa・sになるときの温度を表す。)を満たす接着材料が記載されている。
特許文献3には、スチレン樹脂及び当該スチレン樹脂よりもガラス転移温度が30℃以上低い(メタ)アクリル酸エステル樹脂を含み、スチレン樹脂を含む海部及び(メタ)アクリル酸エステル樹脂を含む島部で構成された海島構造を有し、島部の長径が200nm以上500nm以下であるコア部と、コア部を被覆しガラス転移温度が50℃以上の樹脂を含むシェル層と、を有する圧力定着トナーが記載されている。
特許文献4には、モノマー原料(A)の重合物であるアクリル系ポリマー(A)と、モノマー原料(B)の重合物であるアクリル系ポリマー(B)とを含み、アクリル系ポリマー(B)のガラス転移温度は0℃以上であり、アクリル系ポリマー(B)の重量平均分子量は0.3×10より大きく5×10以下であり、アクリル系ポリマー(A)の重量平均分子量は40×10以上であり、アクリル系ポリマー(B)のガラス転移温度とアクリル系ポリマー(A)のガラス転移温度との差は70℃以上であり、モノマー原料(B)はカルボキシル基含有モノマーを3重量%以上20重量%以下の割合で含む、水分散型粘着剤組成物が記載されている。
特許文献5には、接着層がアクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合物を含有する圧着葉書用紙が記載されている。
特許文献6又は7には、水性エマルジョン型感圧接着剤が記載されている。
特開2012-188512号公報 特開2018-002889号公報 特開2018-163198号公報 特許第6468727号公報 特開2007-229993号公報 特開2016-190446号公報 特開2018-052046号公報
本開示は、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む圧力応答性粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れ、圧力応答性母粒子の個数平均粒径Daに対する個数平均粒径Dbの比Db/Daが0.04である無機酸化物粒子を含む圧力応答性粒子に比べて、接着面が露出した記録媒体の重送が発生しにくい圧力応答性粒子を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。
<1> スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含有する圧力応答性母粒子と、
前記圧力応答性母粒子の個数平均粒径Daに対する個数平均粒径Dbの比Db/Daが0.05以上0.25以下である第一の無機酸化物粒子と、を含み、
少なくとも2つのガラス転移温度を有し、最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である、
圧力応答性粒子。
<2> 前記第一の無機酸化物粒子は、前記比Db/Daが0.08以上0.20以下である、<1>に記載の圧力応答性粒子。
<3> 前記第一の無機酸化物粒子がチタン酸ストロンチウム粒子及び酸化セリウム粒子の少なくとも一方を含む、<1>又は<2>に記載の圧力応答性粒子。
<4> さらに、個数平均粒径が200nm以下の第二の無機酸化物粒子を含む、<1>~<3>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<5> 前記第二の無機酸化物粒子がシリカ粒子を含む、<4>に記載の圧力応答性粒子。
<6> 前記第一の無機酸化物粒子の外添量が、前記圧力応答性母粒子100質量部に対して0.05質量部以上3質量部以下である、<1>~<5>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<7> 前記第一の無機酸化物粒子の外添量が、前記圧力応答性母粒子100質量部に対して0.08質量部以上1.5質量部以下である、<6>に記載の圧力応答性粒子。
<8> 前記スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるスチレンの質量割合が60質量%以上95質量%以下である、<1>~<7>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<9> 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比が80:20~20:80である、<1>~<8>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<10> 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種が(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、当該2種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数の差が1個以上4個以下である、<1>~<9>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<11> 前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーが(メタ)アクリル酸エステルを含む、<1>~<10>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<12> 前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーがアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの少なくとも一方を含む、<1>~<11>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<13> 前記スチレン系樹脂と前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とが同種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分として含む、<1>~<12>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<14> 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が重合成分としてアクリル酸2-エチルヘキシル及びアクリル酸n-ブチルを含む、<1>~<13>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<15> 前記圧力応答性母粒子において前記スチレン系樹脂の含有量が前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の含有量よりも多い、<1>~<14>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<16> 前記圧力応答性母粒子が、前記スチレン系樹脂を含む海相と、前記海相に分散した前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相とを有する、<1>~<15>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<17> 前記島相の平均径が200nm以上500nm以下である、<16>に記載の圧力応答性粒子。
<18> 前記圧力応答性母粒子が、前記スチレン系樹脂及び前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有するコア部と、前記コア部を被覆するシェル層とを有する、<1>~<17>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<19> 前記シェル層が前記スチレン系樹脂を含有する、<18>に記載の圧力応答性粒子。
<20> 圧力4MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度が90℃以下である、<1>~<19>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<21> <1>~<20>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子を収容し、印刷物の製造装置に着脱されるカートリッジ。
<22> <1>~<20>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子を収容し、前記圧力応答性粒子を記録媒体上に配置する配置手段と、
前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着手段と、
を含む印刷物の製造装置。
<23> 色材を用いて記録媒体上に有色画像を形成する有色画像形成手段をさらに含む、<22>に記載の印刷物の製造装置。
<24> <1>~<20>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子を用いて、前記圧力応答性粒子を記録媒体上に配置する配置工程と、
前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着工程と、
を含む印刷物の製造方法。
<25> 色材を用いて記録媒体上に有色画像を形成する有色画像形成工程をさらに含む、<24>に記載の印刷物の製造方法。
<26> 折り重なった記録媒体が、対向する面において、<1>~<20>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子によって接着されてなる印刷物。
<27> 重なった複数の記録媒体が、対向する面において、<1>~<20>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子によって接着されてなる印刷物。
<28> <1>~<20>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子が用いられ、
基材と、前記基材上に配置された前記圧力応答性粒子と、を有する印刷物製造用シート。
<29> <1>~<20>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子を用いて、前記圧力応答性粒子を基材上に配置する配置工程を含む、
印刷物製造用シートの製造方法。
<1>、<2>、<4>又は<5>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む圧力応答性粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れ、圧力応答性母粒子の個数平均粒径Daに対する個数平均粒径Dbの比Db/Daが0.04である無機酸化物粒子を含む圧力応答性粒子に比べて、接着面が露出した記録媒体の重送が発生しにくい圧力応答性粒子が提供される。
<3>に係る発明によれば、前記第一の無機酸化物粒子がチタン酸ストロンチウム粒子及び酸化セリウム粒子の少なくとも一方を含まず他の無機酸化物粒子を含む場合に比べて、接着面が露出した記録媒体の重送が発生しにくい圧力応答性粒子が提供される。
<6>に係る発明によれば、前記第一の無機酸化物粒子の外添量が圧力応答性母粒子100質量部に対して、0.05質量部未満である場合に比べて、接着面が露出した記録媒体の重送が発生しにくく、3質量部超である場合に比べて、接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<7>に係る発明によれば、前記第一の無機酸化物粒子の外添量が圧力応答性母粒子100質量部に対して、0.08質量部未満である場合に比べて、接着面が露出した記録媒体の重送が発生しにくく、1.5質量部超である場合に比べて、接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<8>に係る発明によれば、スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるスチレンの質量割合が95質量%超である場合に比べて、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子が提供される。
<9>に係る発明によれば、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比が80:20~20:80の範囲を外れる場合に比べて、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<10>に係る発明によれば、前記2種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数の差が5個以上である場合に比べて、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<11>、<12>又は<13>に係る発明によれば、スチレン系樹脂の代わりにポリスチレンを含む圧力応答性粒子に比べて、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子が提供される。
<14>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む圧力応答性粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂がアクリル酸2-エチルヘキシルのホモポリマーである圧力応答性粒子に比べて、接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<15>に係る発明によれば、スチレン系樹脂の含有量が(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の含有量よりも少ない場合に比べて、接着性が維持される圧力応答性粒子が提供される。
<16>に係る発明によれば、前記海島構造を有しない場合に比べて、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<17>に係る発明によれば、島相の平均径が500nm超である場合に比べて、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子が提供される。
<18>に係る発明によれば、コア部にスチレン系樹脂のみ又は(メタ)アクリル酸エステル系樹脂のみを含有するコア・シェル構造である場合に比べて、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子が提供される。
<19>に係る発明によれば、シェル層がスチレン系樹脂を含有せずそれ以外の樹脂を含有する場合に比べて、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子が提供される。
<20>に係る発明によれば、圧力4MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度が90℃超である場合に比べて、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子が提供される。
<21>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む圧力応答性粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである圧力応答性粒子に比べて、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子を収容したカートリッジが提供される。
<22>又は<23>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む圧力応答性粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである圧力応答性粒子に比べて、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子を適用した印刷物の製造装置が提供される。
<24>又は<25>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む圧力応答性粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである圧力応答性粒子に比べて、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子を適用した印刷物の製造方法が提供される。
<26>又は<27>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む圧力応答性粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである圧力応答性粒子に比べて、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子を適用した印刷物が提供される。
<28>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む圧力応答性粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである圧力応答性粒子に比べて、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子を適用した印刷物製造用シートが提供される。
<29>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む圧力応答性粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである圧力応答性粒子に比べて、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子を適用した印刷物製造用シートの製造方法が提供される。
本実施形態に係る印刷物の製造装置の一例を示す概略図である。 有色画像形成手段の一例であるインクジェット記録装置の概略図である。 本実施形態に係る印刷物の製造装置の別の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る印刷物の製造装置の別の一例を示す概略図である。
以下に、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。
本開示において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において実施形態を、図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
本開示において「(メタ)アクリル」との表記は「アクリル」及び「メタクリル」のいずれでもよいことを意味する。
本開示において、記録媒体を折り重ね対向する面どうしを接着して形成した印刷物、又は、2以上の記録媒体を重ね対向する面どうしを接着して形成した印刷物を、「圧着印刷物」という。
<圧力応答性粒子>
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、
スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含有する圧力応答性母粒子と、
前記圧力応答性母粒子の個数平均粒径Daに対する個数平均粒径Dbの比Db/Daが0.05以上0.25以下である第一の無機酸化物粒子と、を含み、
少なくとも2つのガラス転移温度を有し、最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である。
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、圧力によって軟化し、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する圧力応答性粒子である。
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、「少なくとも2つのガラス転移温度を有し、最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である」との熱的特性を示すことにより、圧力によって相転移する。本開示において、圧力によって相転移する圧力応答性粒子とは、下記の式1を満たす圧力応答性粒子を意味する。
式1・・・10℃≦T1-T2
式1において、T1は、圧力1MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度であり、T2は、圧力10MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度である。温度T1及び温度T2の求め方は後述する。
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、「スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂」と、「少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂」と、を含むことにより、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる。その機序として、次のことが推測される。
一般的にスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とは互いに対する相溶性が低いので、両樹脂は圧力応答性母粒子中に相分離した状態で含まれていると考えられる。また、圧力応答性母粒子が加圧されると、ガラス転移温度が比較的低い(メタ)アクリル酸エステル系樹脂がまず流動化し、その流動化がスチレン系樹脂に波及し、両樹脂ともに流動化すると考えられる。また、圧力応答性母粒子中の両樹脂は、加圧によって流動化したのち減圧にしたがい固化して樹脂層を形成する際に、相溶性の低さゆえ、再び相分離状態を形成すると考えられる。
少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含む(メタ)アクリル酸エステル系樹脂は、主鎖に結合しているエステル基の種類が少なくとも2種類であることにより、(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーに比べて、固体状態での分子の整列度が低く、それゆえ加圧によって流動化しやすいと推測される。さらに、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上であると、エステル基が少なくとも2種類、密度高く存在することになるので、固体状態での分子の整列度がより低くなり、それゆえ加圧によってより流動化しやすいと推測される。したがって、本実施形態に係る圧力応答性粒子は、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである圧力応答性粒子に比べて、圧力によって流動化しやすい、つまり圧力によって相転移しやすいと推測される。
そして、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂は、再び固化する際においても分子の整列度が低いので、スチレン系樹脂との相分離が微小な相分離になると推測される。スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との相分離の状態が微小であるほど、被接着物に対する接着面の状態が均一性高くなり、接着性に優れると推測される。したがって、本実施形態に係る圧力応答性粒子は、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである圧力応答性粒子に比べて、接着性に優れると推測される。
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、圧力応答性母粒子の個数平均粒径Daに対する個数平均粒径Dbの比Db/Daが0.05以上0.25以下である第一の無機酸化物粒子を含むことによって、接着面を露出して複数枚が重なった状態の記録媒体から1枚ずつ搬送する際に、記録媒体の重送が発生しにくい。
第一の無機酸化物粒子は、素材が無機酸化物であることによってある程度の硬度を有し、且つ、比較的粒径が大きいので(母粒子の1/4~1/20である。)、接着面の樹脂層に露出して、重なった記録媒体どうしに適度な摩擦を生むと推測される。その結果、搬送対象の1枚以外の記録媒体は、記録媒体どうしの摩擦によって搬送手段の搬送力に抵抗し、重送が抑制されるものと推測される。
Daに対するDbの比Db/Daが0.05未満である無機酸化物粒子は、接着面の樹脂に埋没するか、又は、無機酸化物粒子の露出部位が小さく、上記の効果を奏しにくい。
一方、Daに対するDbの比Db/Daが0.25超である無機酸化物粒子は、無機酸化物からなる大きな凸部を接着面に形成し、接着面の接着力を減じることがある。
以下、本実施形態に係る圧力応答性粒子の成分、構造及び特性について詳細に説明する。以下の説明において、特に断らない限り、「スチレン系樹脂」は「スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂」を意味し、「(メタ)アクリル酸エステル系樹脂」は「少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂」を意味する。
[圧力応答性母粒子]
圧力応答性母粒子は、少なくともスチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有する。圧力応答性母粒子は、着色剤、離型剤、その他添加剤を含有していてもよい。
圧力応答性母粒子は、接着性を維持する観点から、スチレン系樹脂の含有量が(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の含有量よりも多いことが好ましい。スチレン系樹脂の含有量は、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の合計含有量に対して、55質量%以上80質量%以下が好ましく、60質量%以上75質量%以下がより好ましく、65質量%以上70質量%以下が更に好ましい。
-スチレン系樹脂-
本実施形態に係る圧力応答性粒子を構成する圧力応答性母粒子は、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂を含有する。
スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるスチレンの質量割合は、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、60質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、75質量%以上が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子を形成する観点から、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、85質量%以下が更に好ましい。
スチレン系樹脂を構成するスチレン以外のその他のビニルモノマーとしては、例えば、スチレン以外のスチレン系モノマー、アクリル系モノマーが挙げられる。
スチレン以外のスチレン系モノマーとしては、例えば、ビニルナフタレン;α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-エチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン等のアルキル置換スチレン;p-フェニルスチレン等のアリール置換スチレン;p-メトキシスチレン等のアルコキシ置換スチレン;p-クロロスチレン、3,4-ジクロロスチレン、p-フルオロスチレン、2,5-ジフルオロスチレン等のハロゲン置換スチレン;m-ニトロスチレン、o-ニトロスチレン、p-ニトロスチレン等のニトロ置換スチレン;などが挙げられる。スチレン系モノマーは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
アクリル系モノマーとしては、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種のアクリル系モノマーが好ましい。(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸カルボキシ置換アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシ置換アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシ置換アルキルエステル、ジ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。アクリル系モノマーは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)メタクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸カルボキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸ヒドロキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルコキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル等が挙げられる。
ジ(メタ)アクリル酸エステルとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ブタンジオールジ(メタ)アクリラート、ペンタンジオールジ(メタ)アクリラート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリラート、ノナンジオールジ(メタ)アクリラート、デカンジオールジ(メタ)アクリラート等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリラート等も挙げられる。
スチレン系樹脂を構成するその他のビニルモノマーとしては、スチレン系モノマー及びアクリル系モノマーのほかに、例えば、(メタ)アクリロニトリル;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン;イソプレン、ブテン、ブタジエン等のオレフィン;も挙げられる。
スチレン系樹脂は、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子を形成する観点から、重合成分として(メタ)アクリル酸エステルを含むことが好ましく、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことがより好ましく、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことが更に好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことが更に好ましく、アクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの少なくとも一方を含むことが特に好ましい。スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とは、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子を形成する観点から、同種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分として含むことが好ましい。
スチレン系樹脂の重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合は、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、25質量%以下が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子を形成する観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上が更に好ましい。ここでの(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが更に好ましい。
スチレン系樹脂は重合成分としてアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの少なくとも一方を含むことが特に好ましく、スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの合計量は、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、25質量%以下が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子を形成する観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上が更に好ましい。
スチレン系樹脂の重量平均分子量は、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、3000以上が好ましく、4000以上がより好ましく、5000以上が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子を形成する観点から、60000以下が好ましく、55000以下がより好ましく、50000以下が更に好ましい。
本開示において樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、GPC装置として東ソー製HLC-8120GPCを用い、カラムとして東ソー製TSKgel SuperHM-M(15cm)を用い、溶媒としてテトラヒドロフランを用いて行う。樹脂の重量平均分子量は、単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
スチレン系樹脂のガラス転移温度は、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、30℃以上であることが好ましく、40℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることが更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子を形成する観点から、110℃以下であることが好ましく、100℃以下であることがより好ましく、90℃以下であることが更に好ましい。
本開示において、樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry、DSC)を行って得た示差走査熱量曲線(DSC曲線)から求める。より具体的には、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」に従って求める。
樹脂のガラス転移温度は、重合成分の種類及び重合割合によって制御できる。ガラス転移温度は、主鎖に含まれるメチレン基、エチレン基、オキシエチレン基等の柔軟な単位の密度が高いほど低く、主鎖に含まれる芳香環、シクロヘキサン環等の剛直な単位の密度が高いほど高い傾向がある。また、ガラス転移温度は、側鎖における脂肪族基の密度が高いほど低い傾向がある。
本実施形態において圧力応答性母粒子全体に占めるスチレン系樹脂の質量割合は、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、55質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、65質量%以上が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子を形成する観点から、80質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、70質量%以下が更に好ましい。
-(メタ)アクリル酸エステル系樹脂-
本実施形態に係る圧力応答性粒子を構成する圧力応答性母粒子は、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有する。
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合は、90質量%以上であり、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸カルボキシ置換アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシ置換アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシ置換アルキルエステル、ジ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)メタクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸カルボキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸ヒドロキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルコキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル等が挙げられる。
ジ(メタ)アクリル酸エステルとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ブタンジオールジ(メタ)アクリラート、ペンタンジオールジ(メタ)アクリラート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリラート、ノナンジオールジ(メタ)アクリラート、デカンジオールジ(メタ)アクリラート等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリラート等も挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステルは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子を形成する観点から、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが更に好ましく、アクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルが特に好ましい。スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とは、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子を形成する観点から、同種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分として含むことが好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸アルキルエステルの質量割合は、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子を形成する観点から、90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。ここでの(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比は、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子を形成する観点から、80:20~20:80であることが好ましく、70:30~30:70であることがより好ましく、60:40~40:60であることが更に好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種は(メタ)アクリル酸アルキルエステルであることが好ましい。ここでの(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種が(メタ)アクリル酸アルキルエステルである場合、当該2種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数の差は、圧力によって転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子を形成する観点から、1個以上4個以下であることが好ましく、2個以上4個以下であることがより好ましく、3個又は4個であることが更に好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂は、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性粒子を形成する観点から、重合成分としてアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルを含むことが好ましく、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種がアクリル酸n-ブチルとアクリル酸2-エチルヘキシルとであることが特に好ましい。(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分全体に占めるアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの合計量は、90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂は、(メタ)アクリル酸エステル以外のビニルモノマーを重合成分に含んでいてもよい。(メタ)アクリル酸エステル以外のビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸;スチレン;スチレン以外のスチレン系モノマー;(メタ)アクリロニトリル;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン;イソプレン、ブテン、ブタジエン等のオレフィン;が挙げられる。これらビニルモノマーは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステル以外のビニルモノマーを重合成分に含む場合、(メタ)アクリル酸エステル以外のビニルモノマーとしては、アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方が好ましく、アクリル酸がより好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重量平均分子量は、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、5万以上が好ましく、10万以上がより好ましく、12万以上が更に好ましく、15万以上が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子を形成する観点から、25万以下が好ましく、22万以下がより好ましく、20万以下が更に好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂のガラス転移温度は、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子を形成する観点から、10℃以下であることが好ましく、0℃以下であることがより好ましく、-10℃以下であることが更に好ましく、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、-90℃以上であることが好ましく、-80℃以上であることがより好ましく、-70℃以上であることが更に好ましい。
本実施形態において圧力応答性母粒子全体に占める(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の質量割合は、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子を形成する観点から、20質量%以上が好ましく、25質量%以上がより好ましく、30質量%以上が更に好ましく、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、45質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、35質量%以下が更に好ましい。
本実施形態において圧力応答性母粒子に含まれるスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の合計量は、圧力応答性母粒子全体に対して、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましく、95質量%以上が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。
-その他の樹脂-
圧力応答性母粒子は、例えば、ポリスチレン;エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂;などを含有していてもよい。これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
-各種の添加剤-
圧力応答性母粒子は、必要に応じて、着色剤(例えば、顔料、染料)、離型剤(例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス)、帯電制御剤などを含有していてもよい。
本実施形態に係る圧力応答性粒子を透明な圧力応答性粒子とする場合は、圧力応答性母粒子中の着色剤量は圧力応答性母粒子全体に対して1.0質量%以下であることが好ましく、圧力応答性粒子の透明性を高める観点からは少ないほど好ましい。
-圧力応答性母粒子の構造-
圧力応答性母粒子の内部構造は海島構造であることが好ましく、海島構造としては、スチレン系樹脂を含む海相と、当該海相に分散した(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相とを有する海島構造が好ましい。海相に含まれるスチレン系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。島相に含まれる(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。海相に(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含まない島相が分散していてもよい。
圧力応答性母粒子が海島構造を有する場合、島相の平均径は、200nm以上500nm以下が好ましい。島相の平均径が500nm以下であると、圧力によって圧力応答性母粒子が相転移しやすく、島相の平均径が200nm以上であると、圧力応答性母粒子に求められる機械的強度(例えば、現像器内で攪拌された際に変形しにくい強度)に優れる。これらの観点から、島相の平均径は、220nm以上450nm以下がより好ましく、250nm以上400nm以下が更に好ましい。
海島構造の島相の平均径を上記範囲に制御する方法としては、例えば、後述する圧力応答性母粒子の製造方法において、スチレン系樹脂の量に対する(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の量を増減する、凝集した樹脂粒子を融合・合一する工程において高温に維持する時間を増減する、等が挙げられる。
海島構造の確認、及び島相の平均径の測定は、次の方法により行う。
圧力応答性粒子をエポキシ樹脂に包埋し、ダイヤモンドナイフ等で切片を作製し、作製した切片をデシケータ内で四酸化オスミウム又は四酸化ルテニウムを用いて染色する。染色された切片を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察する。海島構造の海相と島相とは、四酸化オスミウム又は四酸化ルテニウムによる樹脂の染色度合いに起因する濃淡で区別され、これを利用して海島構造の有無を確認する。SEM画像から100個の島相を無作為に選択し、各島相の長径を計測し、長径100個の平均値を平均径とする。
圧力応答性母粒子は、単層構造の圧力応答性母粒子であってもよいし、コア部とコア部を被覆するシェル層とを有するコア・シェル構造の圧力応答性母粒子であってもよい。加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、圧力応答性母粒子はコア・シェル構造であることが好ましい。
圧力応答性母粒子がコア・シェル構造を有する場合、圧力によって相転移しやすい観点から、コア部がスチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有することが好ましい。さらに、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、シェル層がスチレン系樹脂を含有することが好ましい。スチレン系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。
圧力応答性母粒子がコア・シェル構造を有する場合、コア部がスチレン系樹脂を含む海相と、海相に分散した(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相とを有することが好ましい。島相の平均径は、先述の範囲であることが好ましい。さらに、コア部が上記構成であることに加えて、シェル層がスチレン系樹脂を含有することが好ましい。この場合、コア部の海相とシェル層とが連続した構造となり、圧力によって圧力応答性母粒子が相転移しやすい。コア部の海相及びシェル層に含まれるスチレン系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。コア部の島相に含まれる(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。
シェル層に含まれる樹脂としては、ポリスチレン;エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂;なども挙げられる。これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
シェル層の平均厚は、圧力応答性母粒子の変形抑制の観点から、120nm以上が好ましく、130nm以上がより好ましく、140nm以上が更に好ましく、圧力によって圧力応答性母粒子が相転移しやすい観点から、550nm以下が好ましく、500nm以下がより好ましく、400nm以下が更に好ましい。
シェル層の平均厚は、次の方法により測定する。
圧力応答性粒子をエポキシ樹脂に包埋し、ダイヤモンドナイフ等で切片を作製し、作製した切片をデシケータ内で四酸化オスミウム又は四酸化ルテニウムを用いて染色する。染色された切片を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察する。SEM画像から10個の圧力応答性母粒子断面を無作為に選択し、圧力応答性母粒子1個につきシェル層の厚さを20か所計測して平均値を算出し、圧力応答性母粒子10個の平均値を平均厚とする。
圧力応答性母粒子の個数平均粒径は、圧力応答性母粒子の取り扱いの容易さの観点から、5μm以上が好ましく、5.5μm以上がより好ましく、6μm以上が更に好ましく、圧力によって圧力応答性母粒子全体が相転移しやすい観点から、12μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましく、9μm以下が更に好ましい。
圧力応答性母粒子の粒径とは、粒子像と同じ面積をもつ円の直径(いわゆる円相当径)であり、圧力応答性母粒子の個数平均粒径とは、粒径の個数基準の分布において小径側から累積50%となる粒径である。圧力応答性母粒子の個数平均粒径は、圧力応答性母粒子のSEM(走査型電子顕微鏡)画像を撮影し、SEM画像における圧力応答性母粒子を少なくとも300個画像解析して求める。
[第一の無機酸化物粒子]
第一の無機酸化物粒子としては、例えば、CeO、SrTiO、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO、Al・2SiO等が挙げられる。これらの無機酸化物粒子は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
第一の無機酸化物粒子としては、チタン酸ストロンチウム粒子(SrTiO)及び酸化セリウム粒子(CeO)の少なくとも一方が好ましい。チタン酸ストロンチウムは、三酸化チタン(IV)ストロンチウムの慣用名である。
チタン酸ストロンチウム粒子及び酸化セリウム粒子は、ある程度の硬度を有し、また、角ばった形状であるので、重なった記録媒体どうしに適度な摩擦を生み、記録媒体の重送を抑制する効果を奏しやすい。
第一の無機酸化物粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば、疎水化処理剤に無機酸化物粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。疎水化処理剤の量は、例えば、無機酸化物粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
圧力応答性母粒子の個数平均粒径Daに対する第一の無機酸化物粒子の個数平均粒径Dbの比Db/Daは、記録媒体の重送を抑制する観点から、0.05以上であり、0.06以上が好ましく、0.08以上がより好ましい。
圧力応答性母粒子の個数平均粒径Daに対する第一の無機酸化物粒子の個数平均粒径Dbの比Db/Daは、圧力応答性粒子が接着性に優れる観点から、0.25以下であり、0.22以下が好ましく、0.20以下がより好ましい。
第一の無機酸化物粒子の平均一次粒径Dbは、記録媒体の重送を抑制する観点から、0.5μm以上が好ましく、0.6μm以上がより好ましく、0.8μm以上が更に好ましい。
第一の無機酸化物粒子の平均一次粒径Dbは、圧力応答性粒子が接着性に優れる観点から、2.5μm以下が好ましく、2.0μm以下がより好ましく、1.5μm以下が更に好ましい。
第一の無機酸化物粒子の一次粒径とは、一次粒子像と同じ面積をもつ円の直径(いわゆる円相当径)であり、第一の無機酸化物粒子の平均一次粒径とは、一次粒径の個数基準の分布において小径側から累積50%となる粒径である。第一の無機酸化物粒子の一次粒径は、第一の無機酸化物粒子が外添された圧力応答性粒子のSEM(走査型電子顕微鏡)画像を撮影し、SEM画像における圧力応答性母粒子上の無機酸化物粒子を画像解析して求める。円相当径が250nm超の無機酸化物粒子を無作為に抽出し、少なくとも300個の円相当径から個数基準の平均一次粒径を求める。
第一の無機酸化物粒子の一次粒径は、無機酸化物粒子の粉砕処理及び分級処理によって調整することができる。
第一の無機酸化物粒子の外添量は、記録媒体の重送を抑制する観点から、圧力応答性母粒子100質量部に対して、0.05質量部以上が好ましく、0.08質量部以上がより好ましく、0.1質量部以上が更に好ましい。
第一の無機酸化物粒子の外添量は、圧力応答性粒子が接着性に優れる観点から、3質量部以下が好ましく、1.5質量部以下がより好ましく、1質量部以下が更に好ましい。
[第二の無機酸化物粒子]
圧力応答性粒子は、当該粒子どうしの凝集を抑制し流動性に優れる観点から、個数平均粒径が200nm以下の第二の無機酸化物粒子を含むことが好ましい。
第二の無機酸化物粒子の個数平均粒径は、150nm以下が好ましく、120nm以下がより好ましい。第二の無機酸化物粒子の個数平均粒径は、10nm以上が好ましく、20nm以上がより好ましく、30nm以上が更に好ましい。
第二の無機酸化物粒子の一次粒径とは、一次粒子像と同じ面積をもつ円の直径(いわゆる円相当径)であり、第二の無機酸化物粒子の平均一次粒径とは、一次粒径の個数基準の分布において小径側から累積50%となる粒径である。第二の無機酸化物粒子の一次粒径は、第二の無機酸化物粒子が外添された圧力応答性粒子のSEM(走査型電子顕微鏡)画像を撮影し、SEM画像における圧力応答性母粒子上の無機酸化物粒子を画像解析して求める。円相当径が250nm以下の無機酸化物粒子を無作為に抽出し、少なくとも300個の円相当径から個数基準の平均一次粒径を求める。
第二の無機酸化物粒子としては、例えば、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO、Al・2SiO等が挙げられる。中でも、シリカ粒子(SiO)、チタニア粒子(TiO)、アルミナ粒子(Al)が好ましく、シリカ粒子がより好ましい。これらの無機酸化物粒子は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
第二の無機酸化物粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば、疎水化処理剤に無機酸化物粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。疎水化処理剤の量は、例えば、無機酸化物粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
第二の無機酸化物粒子の外添量は、圧力応答性粒子の凝集を抑制する観点から、圧力応答性母粒子100質量部に対して、0.1質量部以上が好ましく、0.5質量部以上がより好ましく、1.0質量部以上が更に好ましい。
第二の無機酸化物粒子の外添量は、圧力応答性粒子が接着性に優れる観点から、7質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましく、3質量部以下が更に好ましい。
[その他の外添剤]
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
[圧力応答性粒子の特性]
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、少なくとも2つのガラス転移温度を有するところ、ガラス転移温度の1つはスチレン系樹脂のガラス転移温度と推測され、もう1つは(メタ)アクリル酸エステル系樹脂のガラス転移温度と推測される。
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、3つ以上のガラス転移温度を有していてもよいが、ガラス転移温度の個数は2個であることが好ましい。ガラス転移温度の個数が2個である形態としては、圧力応答性粒子に含まれる樹脂がスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂のみである形態;スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂ではないその他の樹脂の含有量が少ない形態(例えば、その他の樹脂の含有量が圧力応答性粒子全体に対して5質量%以下である形態);である。
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、少なくとも2つのガラス転移温度を有し、最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である。最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差は、圧力によって圧力応答性粒子が相転移しやすい観点から、より好ましくは40℃以上であり、更に好ましくは50℃以上であり、更に好ましくは60℃以上である。最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差は、その上限が、例えば、140℃以下であり、130℃以下であり、120℃以下である。
本実施形態に係る圧力応答性粒子が示す最も低いガラス転移温度は、圧力によって圧力応答性粒子が相転移しやすい観点から、10℃以下であることが好ましく、0℃以下であることがより好ましく、-10℃以下であることが更に好ましく、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、-90℃以上であることが好ましく、-80℃以上であることがより好ましく、-70℃以上であることが更に好ましい。
本実施形態に係る圧力応答性粒子が示す最も高いガラス転移温度は、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、30℃以上であることが好ましく、40℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることが更に好ましく、圧力によって圧力応答性粒子が相転移しやすい観点から、70℃以下であることが好ましく、65℃以下であることがより好ましく、60℃以下であることが更に好ましい。
本開示において、圧力応答性粒子のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry、DSC)を行って得た示差走査熱量曲線(DSC曲線)から求める。より具体的には、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」に従って求める。
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、圧力によって相転移する圧力応答性粒子であり、下記の式1を満たす。
式1・・・10℃≦T1-T2
式1において、T1は、圧力1MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度であり、T2は、圧力10MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度である。
温度差(T1-T2)は、圧力によって圧力応答性粒子が相転移しやすい観点から、10℃以上であり、15℃以上が好ましく、20℃以上がより好ましく、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、120℃以下が好ましく、100℃以下がより好ましく、80℃以下が更に好ましい。
温度T1の値は、140℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましく、120℃以下が更に好ましく、115℃以下が更に好ましい。温度T1の下限は、80℃以上が好ましく、85℃以上がより好ましい。
温度T2の値は、40℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましく、60℃以上が更に好ましい。温度T2の上限は、85℃以下が好ましい。
圧力応答性粒子が圧力によって相転移しやすいことを示す指標として、圧力1MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度T1と、圧力4MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度T3との温度差(T1-T3)が挙げられ、温度差(T1-T3)は5℃以上であることが好ましい。本実施形態に係る圧力応答性粒子は、圧力によって相転移しやすい観点から、温度差(T1-T3)が5℃以上であることが好ましく、10℃以上であることがより好ましい。
温度差(T1-T3)は、一般的に25℃以下である。
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、温度差(T1-T3)が5℃以上となる観点から、圧力4MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度T3が90℃以下であることが好ましく、85℃以下であることがより好ましく、80℃以下であることが更に好ましい。温度T3の下限は、60℃以上が好ましい。
温度T1、温度T2及び温度T3を求める方法は、次のとおりである。
圧力応答性粒子を圧縮してペレット状の試料を作製する。ペレット状の試料をフローテスター(島津製作所製、CFT-500)にセットして、印加圧力を1MPaに固定して、1MPaにおける温度に対する粘度を測定する。得られた粘度のグラフから、印加圧力1MPaにおいて粘度が10Pa・sになるときの温度T1を決定する。印加圧力1MPaを10MPaとする以外は、温度T1に係る方法と同様にして、温度T2を決定する。印加圧力1MPaを4MPaとする以外は、温度T1に係る方法と同様にして、温度T3を決定する。温度T1と温度T2から温度差(T1-T2)を算出する。温度T1と温度T3から温度差(T1-T3)を算出する。
[圧力応答性粒子の製造方法]
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、圧力応答性母粒子を製造後、圧力応答性母粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
圧力応答性母粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば、凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。これらの製法に特に制限はなく、公知の製法が採用される。これらの中でも、凝集合一法により圧力応答性母粒子を得ることがよい。
圧力応答性母粒子を凝集合一法により製造する場合、例えば、
スチレン系樹脂を含むスチレン系樹脂粒子が分散したスチレン系樹脂粒子分散液を準備する工程(スチレン系樹脂粒子分散液準備工程)と、
スチレン系樹脂粒子分散液中で(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を重合し、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有する複合樹脂粒子を形成する工程(複合樹脂粒子形成工程)と、
複合樹脂粒子が分散した複合樹脂粒子分散液中で複合樹脂粒子を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、
凝集粒子が分散した凝集粒子分散液を加熱し、凝集粒子を融合・合一して、圧力応答性母粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、圧力応答性母粒子を製造する。
以下、各工程の詳細について説明する。
以下の説明では、着色剤及び離型剤を含まない圧力応答性母粒子を得る方法について説明する。着色剤、離型剤、その他添加剤は、必要に応じて用いてもよい。圧力応答性母粒子に着色剤及び離型剤を含有させる場合は、複合樹脂粒子分散液と着色剤粒子分散液と離型剤粒子分散液とを混合した後、融合・合一工程を行う。着色剤粒子分散液及び離型剤粒子分散液は、例えば、材料を混合した後、公知の分散機を用いて分散処理を行うことで作製できる。
-スチレン系樹脂粒子分散液準備工程-
スチレン系樹脂粒子分散液は、例えば、界面活性剤によりスチレン系樹脂粒子を分散媒中に分散させた分散液である。
分散媒としては、例えば、水、アルコール類などの水系媒体が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。これらの中でも、アニオン界面活性剤が好ましい。界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
スチレン系樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば、スチレン系樹脂と分散媒とを混合し、回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等を用いて攪拌して分散させる方法が挙げられる。
スチレン系樹脂粒子を分散媒に分散する別の方法としては、乳化重合法が挙げられる。具体的には、スチレン系樹脂の重合成分と連鎖移動剤又は重合開始剤とを混合した後、界面活性剤を含有する水系媒体をさらに混合し、攪拌して乳化液を作製し、乳化液中でスチレン系樹脂を重合する。この際、連鎖移動剤としてドデカンチオールを用いることが好ましい。
スチレン系樹脂粒子分散液中に分散するスチレン系樹脂粒子の体積平均粒径は、100nm以上250nm以下が好ましく、120nm以上220nm以下がより好ましく、150nm以上200nm以下が更に好ましい。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製LA-700)にて粒径を測定し、小径側から起算した体積基準の粒度分布において累積50%となる粒径を体積平均粒径(D50v)とする。
スチレン系樹脂粒子分散液に含まれるスチレン系樹脂粒子の含有量は、30質量%以上60質量%以下が好ましく、40質量%以上50質量%以下がより好ましい。
-複合樹脂粒子形成工程-
スチレン系樹脂粒子分散液と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分とを混合し、スチレン系樹脂粒子分散液中で(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を重合し、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有する複合樹脂粒子を形成する。
複合樹脂粒子は、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とがミクロ相分離の状態で含まれる樹脂粒子であることが好ましい。当該樹脂粒子は、例えば、下記の方法で製造することができる。
スチレン系樹脂粒子分散液に、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分(少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを含むモノマー群)を添加し、必要に応じて水系媒体を添加する。次いで、分散液をゆっくりと攪拌しながら、分散液の温度をスチレン系樹脂のガラス転移温度以上(例えばスチレン系樹脂のガラス転移温度より10℃から30℃高い温度)に加熱する。次いで、温度を保ちながら、重合開始剤を含有する水系媒体をゆっくりと滴下し、さらに1時間以上15時間以下の範囲で長時間攪拌を継続する。この際、重合開始剤として過硫酸アンモニウムを用いることが好ましい。
詳細な機序は必ずしも明らかではないが、上記の方法を採用した場合、スチレン系樹脂粒子中にモノマーと重合開始剤とが含浸し、スチレン系樹脂粒子の内部で(メタ)アクリル酸エステルが重合すると推測される。これによって、スチレン系樹脂粒子の内部に(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が含まれており、粒子内部においてスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とがミクロ相分離の状態を形成している複合樹脂粒子が得られると推測される。
上記の複合樹脂粒子の製造中又は製造後に、複合樹脂粒子が分散している分散液にスチレン系樹脂の重合成分(すなわち、スチレン及びその他のビニルモノマー)を添加し、重合反応を継続してもよい。これにより、粒子内部にスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とがミクロ相分離の状態を形成し、且つ、粒子表面にスチレン系樹脂が付着した複合樹脂粒子が得られると推測される。粒子表面にスチレン系樹脂が付着した複合樹脂粒子を用いて製造した圧力応答性粒子は、粗粉の発生が比較的少ない。
複合樹脂粒子の表面に付着させるスチレン系樹脂の重合成分であるその他のビニルモノマーは、複合樹脂粒子の内部に有るスチレン系樹脂又は(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を構成しているモノマーの少なくとも1種と同種のモノマーを含むことが好ましく、具体的には、アクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの少なくとも一方を含むことが好ましい。
複合樹脂粒子分散液中に分散する複合樹脂粒子の体積平均粒径は、140nm以上300nm以下が好ましく、150nm以上280nm以下がより好ましく、160nm以上250nm以下が更に好ましい。
複合樹脂粒子分散液に含まれる複合樹脂粒子の含有量は、20質量%以上50質量%以下が好ましく、30質量%以上40質量%以下がより好ましい。
-凝集粒子形成工程-
複合樹脂粒子分散液中で複合樹脂粒子を凝集させ、目的とする圧力応答性母粒子の径に近い径を持つ凝集粒子を形成する。
具体的には、例えば、複合樹脂粒子分散液に凝集剤を添加すると共に、複合樹脂粒子分散液のpHを酸性(例えばpH2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、スチレン系樹脂のガラス転移温度に近い温度(具体的には、例えば、スチレン系樹脂のガラス転移温度-30℃以上ガラス転移温度-10℃以下)に加熱し、複合樹脂粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、複合樹脂粒子分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で凝集剤を添加し、複合樹脂粒子分散液のpHを酸性(例えばpH2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、加熱を行ってもよい。
凝集剤としては、例えば、複合樹脂粒子分散液に含まれる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤と共に、該凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩;ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体;などが挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸;イミノ二酸酢(IDA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のアミノカルボン酸;などが挙げられる。
キレート剤の添加量は、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
-融合・合一工程-
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を、例えば、スチレン系樹脂のガラス転移温度以上(例えばスチレン系樹脂のガラス転移温度より10℃から30℃高い温度)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、圧力応答性母粒子を形成する。
以上の工程を経て得られた圧力応答性母粒子は、通常、スチレン系樹脂を含む海相と、当該海相に分散した(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相とを有する海島構造を有する。複合樹脂粒子においてはスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とがミクロ相分離の状態であったところ、融合・合一工程において、スチレン系樹脂が互いに集まって海相になり、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が互いに集まって島相になるものと推測される。
海島構造の島相の平均径は、例えば、複合樹脂粒子形成工程において使用するスチレン系樹脂粒子分散液の量又は少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルの量を増減すること、融合・合一工程において高温に維持する時間を増減すること、等によって制御できる。
コア・シェル構造の圧力応答性母粒子は、例えば、
凝集粒子分散液を得た後、凝集粒子分散液とスチレン系樹脂粒子分散液とをさらに混合し、凝集粒子の表面にさらにスチレン系樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、
第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア・シェル構造の圧力応答性母粒子を形成する工程と、
を経て製造する。
上記工程を経て得られるコア・シェル構造の圧力応答性母粒子は、スチレン系樹脂を含むシェル層を有する。スチレン系樹脂粒子分散液の代わりに他の種類の樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を用いて、他の種類の樹脂を含むシェル層を形成してもよい。
融合・合一工程終了後、溶液中に形成された圧力応答性母粒子に、公知の洗浄工程、固液分離工程、及び乾燥工程を施して乾燥した状態の圧力応答性母粒子を得る。洗浄工程は、帯電性の観点から、イオン交換水による置換洗浄を充分に施すことがよい。固液分離工程は、生産性の観点から、吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。乾燥工程は、生産性の観点から、凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
そして、本実施形態に係る圧力応答性粒子は、例えば、得られた乾燥状態の圧力応答性母粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行うことがよい。さらに、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使って圧力応答性粒子の粗大粒子を取り除いてもよい。
<カートリッジ>
本実施形態に係るカートリッジは、本実施形態に係る圧力応答性粒子を収容し、印刷物の製造装置に着脱されるカートリッジである。カートリッジが印刷物の製造装置に装着されたとき、カートリッジと、印刷物の製造装置が有する、圧力応答性粒子を記録媒体上に配置する配置手段とが供給管で接続される。
カートリッジから配置手段に圧力応答性粒子が供給され、カートリッジ内に収容されている圧力応答性粒子が少なくなったら、そのカートリッジが交換される。
<印刷物の製造装置、印刷物の製造方法、印刷物>
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を収容し、前記圧力応答性粒子を記録媒体上に配置する配置手段と、前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着手段と、を含む。
配置手段は、例えば、圧力応答性粒子を記録媒体上に付与する付与装置を備え、さらに、記録媒体上に付与された圧力応答性粒子を記録媒体上に固定する固定装置を備えてもよい。
圧着手段は、例えば、圧力応答性粒子が配置された記録媒体を折り重ねる折り装置、又は、圧力応答性粒子が配置された記録媒体と別の記録媒体とを重ねる重ね装置と、重なった記録媒体を加圧する加圧装置と、を備える。
圧着手段が備える加圧装置は、圧力応答性粒子が配置された記録媒体に圧力を印加する。これによって、記録媒体上において圧力応答性粒子が流動化し接着性を発揮する。
本実施形態に係る印刷物の製造装置によって、本実施形態に係る印刷物の製造方法が実施される。本実施形態に係る印刷物の製造方法は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を用いるとともに、前記圧力応答性粒子を記録媒体上に配置する配置工程と、前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着工程と、を含む。
配置工程は、例えば、圧力応答性粒子を記録媒体上に付与する工程を含み、さらに、記録媒体上に付与された圧力応答性粒子を記録媒体上に固定する工程を含んでもよい。
圧着工程は、例えば、記録媒体を折り重ねる折り工程又は記録媒体と別の記録媒体とを重ねる重ね工程と、重なった記録媒体を加圧する加圧工程と、を備える。
圧力応答性粒子は、記録媒体の全面に配置されてもよく、記録媒体の一部に配置されてもよい。圧力応答性粒子は、記録媒体上に1層又は複数層配置される。圧力応答性粒子の層は、記録媒体の面方向に連続した層であってもよいし、記録媒体の面方向に不連続な層であってもよい。圧力応答性粒子の層は、圧力応答性粒子が粒子のまま並んだ層であってもよく、隣接する圧力応答性粒子どうしが融合して並んだ層であってもよい。
記録媒体上の圧力応答性粒子(好ましくは透明な圧力応答性粒子)の量は、配置された領域において、例えば、0.5g/m以上50g/m以下であり、1g/m以上40g/m以下であり、1.5g/m以上30g/m以下である。記録媒体上の圧力応答性粒子(好ましくは透明な圧力応答性粒子)の層厚は、例えば、0.2μm以上25μm以下であり、0.4μm以上20μm以下であり、0.6μm以上15μm以下である。
本実施形態に係る印刷物の製造装置に適用する記録媒体としては、例えば、紙、紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、布、不織布、樹脂フィルム、樹脂シートなどが挙げられる。記録媒体は、片面又は両面に画像を有していてもよい。
以下、本実施形態に係る印刷物の製造装置の一例を示すが、本実施形態はこれに限定されるわけではない。
図1は、本実施形態に係る印刷物の製造装置の一例を示す概略構成図である。図1に示す印刷物の製造装置は、配置手段100と、配置手段100の下流に配置された圧着手段200とを備える。矢印は、記録媒体の搬送方向を示す。
配置手段100は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を用いて、圧力応答性粒子を記録媒体P上に配置する装置である。記録媒体Pには、片面又は両面に予め画像が形成されている。
配置手段100は、付与装置110と、付与装置110の下流に配置された固定装置120とを備えている。
付与装置110は、圧力応答性粒子Mを記録媒体P上に付与する。付与装置110が採用する付与方法としては、例えば、スプレー法、バーコート法、ダイコート法、ナイフコート法、ロールコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法、ラミネート法、電子写真法などが挙げられる。付与方法に応じて、圧力応答性粒子Mを分散媒に分散させ液体組成物を調製し、液体組成物を付与装置110に適用してもよい。
付与装置110によって圧力応答性粒子Mが付与された記録媒体Pは固定装置120へ搬送される。
固定装置120は、例えば、加熱源を備え、通過する記録媒体P上の圧力応答性粒子Mを加熱し、圧力応答性粒子Mを記録媒体P上に固定させる加熱装置;一対の加圧部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)を備え、通過する記録媒体Pを加圧し、圧力応答性粒子Mを記録媒体P上に固定させる加圧装置;内部に加熱源を備える一対の加圧部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)を備え、通過する記録媒体Pを加圧及び加熱し、圧力応答性粒子Mを記録媒体P上に固定させる加圧加熱装置;などである。
固定装置120が加熱源を有する場合、固定装置120によって加熱された際の記録媒体Pの表面温度は、10℃以上80℃以下が好ましく、20℃以上60℃以下がより好ましく、30℃以上50℃以下が更に好ましい。
固定装置120が加圧部材を有する場合、加圧部材が記録媒体Pに印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体P2に印加する圧力に比較して低圧でよい。
記録媒体Pは、配置手段100を通過することによって、画像上に圧力応答性粒子Mが付与された記録媒体P1になる。記録媒体P1は、圧着手段200に向けて搬送される。
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、配置手段100と圧着手段200とは、近接している形態でもよく、離隔している形態でもよい。配置手段100と圧着手段200とが離隔している場合、配置手段100と圧着手段200とは、例えば、記録媒体P1を搬送する搬送手段(例えばベルトコンベア)によって繋がれる。
圧着手段200は、折り装置220と加圧装置230とを備え、記録媒体P1を折り重ねて圧着する手段である。
折り装置220は、当該装置を通過する記録媒体P1を折り重ね、折り重なった記録媒体P2を作製する。記録媒体P2の折り重なり方は、例えば、二つ折り、三つ折り、四つ折りであり、記録媒体P2の一部のみが折り重なっている形態でもよい。記録媒体P2は、対向する2つの面の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、圧力応答性粒子Mが配置された状態である。
折り装置220は、記録媒体P2に圧力を印加する一対の加圧部材(例えば、ロール/ロール、ベルト/ロール)を有していてもよい。折り装置220の加圧部材が記録媒体P2に印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体P2に印加する圧力に比較して低圧でよい。
圧着手段200は、折り装置220の代わりに、記録媒体P1と別の記録媒体とを重ねる重ね装置を備えていてもよい。記録媒体P1と別の記録媒体との重なりの形態は、例えば、記録媒体P1上に別の記録媒体が1枚重なっている形態、記録媒体P1上の複数個所に別の記録媒体が1枚ずつそれぞれ重なっている形態などである。別の記録媒体は、片面又は両面に予め画像が形成されている記録媒体でもよく、画像が形成されていない記録媒体でもよく、予め作製しておいた圧着印刷物でもよい。
折り装置220(又は重ね装置)を出た記録媒体P2は、加圧装置230に向けて搬送される。
加圧装置230は、一対の加圧部材(則ち、加圧ロール231及び232)を備える。加圧ロール231と加圧ロール232とは互いの外周面で接触し且つ押し合い、通過する記録媒体P2に圧力を印加する。加圧装置230が備える一対の加圧部材は、加圧ロールと加圧ロールの組合せに限られず、加圧ロールと加圧ベルトの組合せ、加圧ベルトと加圧ベルトの組合せでもよい。
加圧装置230を通過する記録媒体P2に圧力が印加されると、記録媒体P2上において圧力応答性粒子Mが圧力によって流動化し接着性を発揮する。
加圧装置230は内部に、記録媒体P2を加熱するための加熱源(例えばハロゲンヒータ)を有していても、有していなくてもよい。なお、加圧装置230が内部に加熱源を有しないことは、加圧装置230が備えるモーター等の発熱により、加圧装置230内の温度が環境温度以上になることを除外しない。
記録媒体P2が加圧装置230を通過することによって、折り重なった面どうしが流動化した圧力応答性粒子Mによって接着され、圧着印刷物P3が作製される。圧着印刷物P3は、対向する2つの面どうしが、一部又は全部、接着されている。
完成した圧着印刷物P3は、加圧装置230から搬出される。
圧着印刷物P3の第一の形態は、折り重なった記録媒体が、対向する面において、圧力応答性粒子Mによって接着されてなる、圧着印刷物である。本形態の圧着印刷物P3は、折り装置220を備える印刷物の製造装置によって製造される。
圧着印刷物P3の第二の形態は、重なった複数の記録媒体が、対向する面において、圧力応答性粒子Mによって接着されてなる、圧着印刷物である。本形態の圧着印刷物P3は、重ね装置を備える圧着印刷物の製造装置によって製造される。
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、記録媒体P2を折り装置220(又は重ね装置)から加圧装置230へ連続して搬送する形態の装置に限定されない。本実施形態に係る印刷物の製造装置は、折り装置220(又は重ね装置)を出た記録媒体P2を貯留し、記録媒体P2の貯留量が予め定められた量に達した後、記録媒体P2を加圧装置230に搬送する形態の装置でもよい。
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置230とは、近接している形態でもよく、離隔している形態でもよい。折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置230とが離隔している場合、折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置230とは、例えば、記録媒体P2を搬送する搬送手段(例えばベルトコンベア)によって繋がれる。
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、記録媒体を予め定められた寸法に裁断する裁断手段を備えていてもよい。裁断手段は、例えば、配置手段100と圧着手段200との間に配置され、記録媒体P1の一部であって圧力応答性粒子Mが配置されていない領域を切り落とす裁断手段;折り装置220と加圧装置230との間に配置され、記録媒体P2の一部であって圧力応答性粒子Mが配置されていない領域を切り落とす裁断手段;圧着手段200の下流に配置され、圧着印刷物P3の一部であって圧力応答性粒子Mによって接着されていない領域を切り落とす裁断手段;などである。
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、枚葉式の装置に限定されない。本実施形態に係る印刷物の製造装置は、長尺の記録媒体に対して配置工程及び圧着工程を行って長尺の圧着印刷物を形成した後、長尺の圧着印刷物を予め定められた寸法に裁断する様式の装置であってもよい。
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、色材を用いて記録媒体上に有色画像を形成する有色画像形成手段をさらに含んでもよい。有色画像形成手段は、例えば、色材として有色のインクを用いてインクジェット方式により記録媒体上に有色インク画像を形成する手段、有色の静電荷像現像剤を用いて電子写真方式により記録媒体上に有色画像を形成する手段等が挙げられる。
上記構成の製造装置によって、本実施形態に係る印刷物の製造方法であって、色材を用いて記録媒体上に有色画像を形成する有色画像形成工程をさらに含む製造方法が実施される。有色画像形成工程は、具体的には、例えば、色材として有色のインクを用いてインクジェット方式により記録媒体上に有色インク画像を形成する工程、有色の静電荷像現像剤を用いて電子写真方式により記録媒体上に有色画像を形成する工程等が挙げられる。
有色画像形成手段として、インクジェット方式の有色画像形成手段を、図面を用いて説明する。図2は、インクジェット方式の実施形態例であるインクジェット記録装置400を示す。インクジェット記録装置400は、例えば、図1に示す印刷物の製造装置において配置手段100の上流に設けられる。
インクジェット記録装置400は、筐体40の内部に、画像記録前の記録媒体Pを収容する容器42と、駆動ロール52及び従動ロール54に張架された無端状の搬送ベルト50と、インク吐出ヘッド30Y、30M、30C及び30K(総称するときは、インク吐出ヘッド30という。)と、乾燥手段34Y、34M、34C及び34K(総称するときは、乾燥手段34という。)と、画像記録後の記録媒体Pを収容する容器66とを備える。
容器42と搬送ベルト50との間は、画像記録前の記録媒体Pが搬送される搬送経路44であり、搬送経路44には、記録媒体Pを容器42から1枚ずつ取り出すロール46と、記録媒体Pを搬送する複数のロール対48とが配置されている。搬送ベルト50の上流側には、帯電ロール56が配置されている。帯電ロール56は、従動ロール54との間で搬送ベルト50及び記録媒体Pを挟みつつ従動し、接地された従動ロール54との間に電位差を生じさせ、記録媒体Pに電荷を与えて搬送ベルト50に静電吸着させる。
インク吐出ヘッド30は、搬送ベルト50の平坦部分に対向して、搬送ベルト50の上方に配置されている。インク吐出ヘッド30と搬送ベルト50とが対向した領域が、インク吐出ヘッド30からインク滴が吐出される領域である。
インク吐出ヘッド30Y、30M、30C、30Kはそれぞれ、Y(イエロー)色の画像を記録するヘッド、M(マゼンタ)色の画像を記録するヘッド、C(シアン)色の画像を記録するヘッド、K(ブラック)色の画像を記録するヘッドである。インク吐出ヘッド30Y、30M、30C、30Kは、例えばこの順に、搬送ベルト50の上流側から下流側に並べられている。インク吐出ヘッド30Y、30M、30C、30Kはそれぞれ、インクジェット記録装置400に着脱される各色のインクカートリッジ32Y、32M、32C、32Kと供給管(不図示)を通じて連結され、インクカートリッジから各色のインクがインク吐出ヘッドへ供給される。
インク吐出ヘッド30としては、例えば、有効な記録領域(インクを吐出するノズルの配置領域)が記録媒体Pの幅(記録媒体Pの搬送方向と直交する方向の長さ)以上である長尺状のヘッド;有効な記録領域が記録媒体Pの幅よりも短い短尺状のヘッドであって、記録媒体Pの幅方向に移動してインクを吐出するキャリッジ方式のヘッド;が挙げられる。
インク吐出ヘッド30が採用するインクジェット方式としては、ピエゾ素子の振動圧力を利用するピエゾ方式;静電誘引力を利用してインクを吐出する電荷制御方式;電気信号を音響ビームに変えインクに照射して放射圧を利用してインクを吐出する音響インクジェット方式;インクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット方式;などが挙げられる。
インク吐出ヘッド30は、例えば、インク滴量10pL以上15pL以下の範囲でインク滴を吐出する低解像度用の記録ヘッド(例えば600dpiの記録ヘッド)、インク滴量10pL未満の範囲でインク滴を吐出する高解像度用の記録ヘッド(例えば1200dpiの記録ヘッド)である。dpiは「dots per inch」を意味する。
インクジェット記録装置400は、4つのインク吐出ヘッドを備える形態に限られない。インクジェット記録装置400は、YMCKに中間色を加えた4つ以上のインク吐出ヘッドを備える形態;1つのインク吐出ヘッドを備え1色のみの画像を記録する形態;であってもよい。
インク吐出ヘッド30の下流側には、搬送ベルト50の上方に、各色のインク吐出ヘッドごとに乾燥手段34Y、60M、60C、60Kが配置されている。乾燥手段34としては、例えば、接触式加熱手段、温風送風手段が挙げられる。インクジェット記録装置400は、各色のインク吐出ヘッドごとに乾燥手段を備える形態に限られず、最下流のインク吐出ヘッドの下流側に1つのみ乾燥手段を備える形態であってもよい。
乾燥手段34の下流側には、駆動ロール52と対向して剥離板58が配置されている。剥離板58は、記録媒体Pを搬送ベルト50から剥離させる。
搬送ベルト50と容器66との間は、画像記録後の記録媒体Pが搬送される搬送経路62であり、搬送経路62には、記録媒体Pを搬送する複数のロール対64が配置されている。
インクジェット記録装置400の動作について説明する。
画像記録前の記録媒体Pは、容器42からロール46で1枚ずつ取り出され、複数のロール対48によって搬送ベルト50へ搬送される。次いで、記録媒体Pは、帯電ロール56によって搬送ベルト50に静電吸着され、搬送ベルト50の回転によってインク吐出ヘッド30の下方へ搬送される。次いで、記録媒体P上に、インク吐出ヘッド30からインクが吐出され、画像が記録される。次いで、記録媒体P上のインクが乾燥手段34によって乾燥する。次いで、インクが乾燥し画像が固定化された記録媒体Pは、剥離板58によって搬送ベルト50から剥離され、複数のロール対64によって容器66に搬送される。
<印刷物製造用シート、印刷物製造用シートの製造方法>
本実施形態に係る印刷物製造用シートは、基材と、前記基材上に配置された圧力応答性粒子と、を有する。本実施形態に係る印刷物製造用シートは、本実施形態に係る圧力応答性粒子を用いて製造される。基材上の圧力応答性粒子は、基材上に配置される前の粒子形状を保っていてもよく、保っていなくてもよい。
本実施形態に係る印刷物製造用シートは、例えば、記録媒体に記録された情報を秘匿したい場合に記録媒体に重ねて接着されるマスキングシート;記録媒体どうしを重ねて接着する際に、記録媒体上に接着剤層を設けるために使用される剥離シート;などに適用される。
本実施形態に係る印刷物製造用シートに適用する基材としては、例えば、紙、紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、布、不織布、樹脂フィルム、樹脂シートなどが挙げられる。基材には、片面又は両面に画像が形成されていてもよい。
本実施形態に係る印刷物製造用シートにおいて、圧力応答性粒子は、基材の全面に配置されていてもよく、基材の一部に配置されていてもよい。圧力応答性粒子は、基材上に1層又は複数層配置されている。圧力応答性粒子の層は、基材の面方向に連続した層であってもよいし、基材の面方向に不連続な層であってもよい。圧力応答性粒子の層は、圧力応答性粒子が粒子のまま並んだ層であってもよく、隣接する圧力応答性粒子どうしが融合して並んだ層であってもよい。
基材上の圧力応答性粒子の量は、配置された領域において、例えば、0.5g/m以上50g/m以下であり、1g/m以上40g/m以下であり、1.5g/m以上30g/m以下である。基材上の圧力応答性粒子の層厚は、例えば、0.2μm以上25μm以下であり、0.4μm以上20μm以下であり、0.6μm以上15μm以下である。
本実施形態に係る印刷物製造用シートは、例えば、本実施形態に係る圧力応答性粒子を用いるとともに、前記圧力応答性粒子を基材上に配置する配置工程を含む製造方法によって製造される。
配置工程は、例えば、圧力応答性粒子を基材上に付与する付与工程を含み、さらに、基材上に付与された圧力応答性粒子を基材上に固定する固定工程を含んでもよい。
付与工程は、例えば、スプレー法、バーコート法、ダイコート法、ナイフコート法、ロールコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法、ラミネート法、電子写真法などの付与方法により実現される。付与工程の付与方法に応じて、圧力応答性粒子を分散媒に分散させ液体組成物を調製し、液体組成物を付与工程に適用してもよい。
固定工程は、例えば、基材上の圧力応答性粒子を加熱源で加熱し、圧力応答性粒子を基材上に固定する加熱工程;圧力応答性粒子が付与された基材を一対の加圧部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)にて加圧し、圧力応答性粒子を基材上に固定する加圧工程;圧力応答性粒子が付与された基材を、内部に加熱源を備える一対の加圧部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)にて加圧及び加熱し、圧力応答性粒子を基材上に固定する加圧加熱工程;などである。
<電子写真方式による印刷物の製造>
本実施形態に係る圧力応答性粒子を電子写真方式に適用する実施形態例を説明する。電子写真方式においては、圧力応答性粒子は静電荷像現像用トナー(単に「トナー」ともいう。)として使用される。
[静電荷像現像剤]
本実施形態に係る静電荷像現像剤(単に「現像剤」ともいう。)は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を少なくとも含むものである。本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係る圧力応答性粒子のみを含む一成分現像剤であってもよいし、本実施形態に係る圧力応答性粒子とキャリアとを混合した二成分現像剤であってもよい。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散して配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。磁性粉分散型キャリア、樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、この表面を樹脂で被覆したキャリアであってもよい。
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属;フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物;などが挙げられる。
被覆用の樹脂及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。被覆用の樹脂及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
芯材の表面を樹脂で被覆するには、被覆用の樹脂、及び各種添加剤(必要に応じて使用する)を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する樹脂の種類や、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法;被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法;芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法;ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、その後に溶剤を除去するニーダーコーター法;等が挙げられる。
二成分現像剤における圧力応答性粒子とキャリアとの混合比(質量比)は、圧力応答性粒子:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
[印刷物の製造装置、印刷物の製造方法]
電子写真方式を適用した印刷物の製造装置は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を含む現像剤を収容し、前記圧力応答性粒子を電子写真方式により記録媒体上に配置する配置手段と、前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着手段と、を含む。
本実施形態に係る印刷物の製造装置によって、電子写真方式による印刷物の製造方法が実施される。本実施形態に係る印刷物の製造方法は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を含む現像剤を用いて、前記圧力応答性粒子を電子写真方式により記録媒体上に配置する配置工程と、前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着工程と、を含む。
本実施形態に係る印刷物の製造装置が含む前記配置手段は、例えば、
感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記感光体の表面に形成された静電荷像を圧力応答性粒子付与部として現像する現像手段と、
前記感光体の表面に形成された圧力応答性粒子付与部を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
を備える。
前記配置手段は、記録媒体の表面に転写された圧力応答性粒子付与部を固定する固定手段をさらに備えることが好ましい。
本実施形態に係る印刷物の製造方法が含む前記配置工程は、例えば、
感光体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
本実施形態に係る静電荷像現像剤により、前記感光体の表面に形成された静電荷像を圧力応答性粒子付与部として現像する現像工程と、
前記感光体の表面に形成された圧力応答性粒子付与部を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
を含む。
前記配置工程は、記録媒体の表面に転写された圧力応答性粒子付与部を固定する固定工程をさらに含むことが好ましい。
前記配置手段は、例えば、感光体の表面に形成された圧力応答性粒子付与部を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;感光体の表面に形成された圧力応答性粒子付与部を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写された圧力応答性粒子付与部を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;圧力応答性粒子付与部の転写後、帯電前の感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;圧力応答性粒子付与部の転写後、帯電前に感光体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置;などの装置である。前記配置手段が中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面に圧力応答性粒子付与部が転写される中間転写体と、感光体の表面に形成された圧力応答性粒子付与部を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写された圧力応答性粒子付与部を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する。
前記配置手段は、現像手段を含む部分が、前記配置手段に着脱するカートリッジ構造(いわゆるプロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
本実施形態に係る印刷物の製造装置が含む圧着手段は、本実施形態に係る圧力応答性粒子が配置された記録媒体に圧力を印加する。これによって、記録媒体上において本実施形態に係る圧力応答性粒子が流動化し接着性を発揮する。本実施形態に係る圧力応答性粒子を流動化させる目的で圧着手段が記録媒体に印加する圧力は、3MPa以上300MPa以下が好ましく、10MPa以上200MPa以下がより好ましく、30MPa以上150MPa以下が更に好ましい。
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、記録媒体の全面に配置されてもよく、記録媒体の一部に配置されてもよい。本実施形態に係る圧力応答性粒子は、記録媒体上に1層又は複数層配置される。本実施形態に係る圧力応答性粒子の層は、記録媒体の面方向に連続した層であってもよいし、記録媒体の面方向に不連続な層であってもよい。本実施形態に係る圧力応答性粒子の層は、圧力応答性粒子が粒子のまま並んだ層であってもよく、隣接する圧力応答性粒子どうしが融合して並んだ層であってもよい。
記録媒体上の本実施形態に係る圧力応答性粒子(好ましくは透明な圧力応答性粒子)の量は、配置された領域において、例えば、0.5g/m以上50g/m以下であり、1g/m以上40g/m以下であり、1.5g/m以上30g/m以下である。記録媒体上の本実施形態に係る圧力応答性粒子(好ましくは透明な圧力応答性粒子)の層厚は、例えば、0.2μm以上25μm以下であり、0.4μm以上20μm以下であり、0.6μm以上15μm以下である。
本実施形態に係る印刷物の製造装置に適用する記録媒体としては、例えば、紙、紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、布、不織布、樹脂フィルム、樹脂シートなどが挙げられる。記録媒体は、片面又は両面に画像を有していてもよい。
以下、電子写真方式を適用した本実施形態に係る印刷物の製造装置の一例を示すが、本実施形態はこれに限定されるわけではない。
図3は、本実施形態に係る印刷物の製造装置の一例を示す概略構成図である。図3に示す印刷物の製造装置は、配置手段100と、配置手段100の下流に配置された圧着手段200とを備える。矢印は、感光体の回転方向又は記録媒体の搬送方向を示す。
配置手段100は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を含む現像剤を用いて、本実施形態に係る圧力応答性粒子を電子写真方式により記録媒体P上に配置する直接転写方式の装置である。記録媒体Pには、片面又は両面に予め画像が形成されている。
配置手段100は、感光体101を有している。感光体101の周囲には、感光体101の表面を帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)102、帯電した感光体101の表面をレーザ光線によって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)103、静電荷像に圧力応答性粒子を供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)104、現像した圧力応答性粒子付与部を記録媒体P上に転写する転写ロール(転写手段の一例)105、及び転写後に感光体101の表面に残存する圧力応答性粒子を除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)106が順に配置されている。
配置手段100が本実施形態に係る圧力応答性粒子を記録媒体P上に配置する動作について説明する。
まず、帯電ロール102によって感光体101の表面が帯電される。帯電した感光体101の表面に、図示しない制御部から送られてくる画像データに従って、露光装置103がレーザ光線を照射する。それにより、本実施形態に係る圧力応答性粒子の配置パターンの静電荷像が感光体101の表面に形成される。
感光体101上に形成された静電荷像は、感光体101の走行に従って現像位置まで回転する。そして、現像位置で、感光体101上の静電荷像が、現像装置104によって現像され圧力応答性粒子付与部になる。
現像装置104内には、少なくとも本実施形態に係る圧力応答性粒子とキャリアとを含む現像剤が収容されている。本実施形態に係る圧力応答性粒子は、現像装置104の内部でキャリアとともに攪拌されることで摩擦帯電し、現像剤ロール上に保持されている。感光体101の表面が現像装置104を通過していくことにより、感光体101表面の静電荷像に圧力応答性粒子が静電的に付着し、静電荷像が圧力応答性粒子によって現像される。圧力応答性粒子付与部が形成された感光体101は、引き続き走行し、感光体101上の圧力応答性粒子付与部が転写位置へ搬送される。
感光体101上の圧力応答性粒子付与部が転写位置へ搬送されると、転写ロール105に転写バイアスが印加され、感光体101から転写ロール105に向う静電気力が圧力応答性粒子付与部に作用し、感光体101上の圧力応答性粒子付与部が記録媒体P上に転写される。
感光体101上に残留した圧力応答性粒子は感光体クリーニング装置106で除去されて回収される。感光体クリーニング装置106は、例えば、クリーニングブレード、クリーニングブラシ等である。感光体クリーニング装置106は、感光体の表面に残留した本実施形態に係る圧力応答性粒子が圧力により流動化して感光体の表面に膜状に付着する現象を抑制する観点から、クリーニングブラシであることが好ましい。
圧力応答性粒子付与部が転写された記録媒体Pは固定装置(固定手段の一例)107へと搬送される。固定装置107は、例えば、一対の固定部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)である。配置手段100は、固定装置107を備えていなくてもよいが、記録媒体Pから本実施形態に係る圧力応答性粒子が脱落することを抑制する観点から、固定装置107を備えていることが好ましい。固定装置107が記録媒体Pに印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体P2に印加する圧力に比較して低圧でよく、具体的には、0.2MPa以上1MPa以下が好ましい。
固定装置107は内部に、記録媒体Pを加熱するための加熱源(例えばハロゲンヒータ)を有していても、有していなくてもよい。固定装置107が内部に加熱源を有する場合、加熱源によって加熱された際の記録媒体Pの表面温度は、150℃以上220℃以下が好ましく、155℃以上210℃以下がより好ましく、160℃以上200℃以下が更に好ましい。なお、固定装置107が内部に加熱源を有しないことは、配置手段100が備えるモーター等の発熱により、固定装置107内の温度が環境温度以上になることを除外しない。
記録媒体Pは、配置手段100を通過することによって、画像上に本実施形態に係る圧力応答性粒子が付与された記録媒体P1になる。記録媒体P1は、圧着手段200に向けて搬送される。
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、配置手段100と圧着手段200とは、近接している形態でもよく、離隔している形態でもよい。配置手段100と圧着手段200とが離隔している場合、配置手段100と圧着手段200とは、例えば、記録媒体P1を搬送する搬送手段(例えばベルトコンベア)によって繋がれる。
圧着手段200は、折り装置220と加圧装置230とを備え、記録媒体P1を折り重ねて圧着する手段である。
折り装置220は、当該装置を通過する記録媒体P1を折り重ね、折り重なった記録媒体P2を作製する。記録媒体P2の折り重なり方は、例えば、二つ折り、三つ折り、四つ折りであり、記録媒体P2の一部のみが折り重なっている形態でもよい。記録媒体P2は、対向する2つの面の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、本実施形態に係る圧力応答性粒子が配置された状態である。
折り装置220は、記録媒体P2に圧力を印加する一対の加圧部材(例えば、ロール/ロール、ベルト/ロール)を有していてもよい。折り装置220の加圧部材が記録媒体P2に印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体P2に印加する圧力に比較して低圧でよく、具体的には、1MPa以上10MPa以下が好ましい。
圧着手段200は、折り装置220の代わりに、記録媒体P1と別の記録媒体とを重ねる重ね装置を備えていてもよい。記録媒体P1と別の記録媒体との重なりの形態は、例えば、記録媒体P1上に別の記録媒体が1枚重なっている形態、記録媒体P1上の複数個所に別の記録媒体が1枚ずつそれぞれ重なっている形態などである。別の記録媒体は、片面又は両面に予め画像が形成されている記録媒体でもよく、画像が形成されていない記録媒体でもよく、予め作製しておいた圧着印刷物でもよい。
折り装置220(又は重ね装置)を出た記録媒体P2は、加圧装置230に向けて搬送される。
加圧装置230は、一対の加圧部材(則ち、加圧ロール231及び232)を備える。加圧ロール231と加圧ロール232とは互いの外周面で接触し且つ押し合い、通過する記録媒体P2に圧力を印加する。加圧装置230が備える一対の加圧部材は、加圧ロールと加圧ロールの組合せに限られず、加圧ロールと加圧ベルトの組合せ、加圧ベルトと加圧ベルトの組合せでもよい。
加圧装置230を通過する記録媒体P2に圧力が印加されると、記録媒体P2上において本実施形態に係る圧力応答性粒子が圧力によって流動化し接着性を発揮する。加圧装置230が記録媒体P2に印加する圧力は、3MPa以上300MPa以下が好ましく、10MPa以上200MPa以下がより好ましく、30MPa以上150MPa以下が更に好ましい。
加圧装置230は内部に、記録媒体P2を加熱するための加熱源(例えばハロゲンヒータ)を有していても、有していなくてもよい。加圧装置230が内部に加熱源を有する場合、加熱源によって加熱された際の記録媒体P2の表面温度は、30℃以上120℃以下が好ましく、40℃以上100℃以下がより好ましく、50℃以上90℃以下が更に好ましい。なお、加圧装置230が内部に加熱源を有しないことは、加圧装置230が備えるモーター等の発熱により、加圧装置230内の温度が環境温度以上になることを除外しない。
記録媒体P2が加圧装置230を通過することによって、折り重なった面どうしが流動化した本実施形態に係る圧力応答性粒子によって接着され、圧着印刷物P3が作製される。圧着印刷物P3は、対向する面どうしが、一部又は全部、接着されている。
完成した圧着印刷物P3は、加圧装置230から搬出される。
圧着印刷物P3の第一の形態は、折り重なった記録媒体が、対向する面において、本実施形態に係る圧力応答性粒子によって接着されてなる、圧着印刷物である。本形態の圧着印刷物P3は、折り装置220を備える印刷物の製造装置によって製造される。
圧着印刷物P3の第二の形態は、重なった複数の記録媒体が、対向する面において、本実施形態に係る圧力応答性粒子によって接着されてなる、圧着印刷物である。本形態の圧着印刷物P3は、重ね装置を備える圧着印刷物の製造装置によって製造される。
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、記録媒体P2を折り装置220(又は重ね装置)から加圧装置230へ連続して搬送する形態の装置に限定されない。本実施形態に係る印刷物の製造装置は、折り装置220(又は重ね装置)を出た記録媒体P2を貯留し、記録媒体P2の貯留量が予め定められた量に達した後、記録媒体P2を加圧装置230に搬送する形態の装置でもよい。
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置230とは、近接している形態でもよく、離隔している形態でもよい。折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置230とが離隔している場合、折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置230とは、例えば、記録媒体P2を搬送する搬送手段(例えばベルトコンベア)によって繋がれる。
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、記録媒体を予め定められた寸法に裁断する裁断手段を備えていてもよい。裁断手段は、例えば、配置手段100と圧着手段200との間に配置され、記録媒体P1の一部であって本実施形態に係る圧力応答性粒子が配置されていない領域を切り落とす裁断手段;折り装置220と加圧装置230との間に配置され、記録媒体P2の一部であって本実施形態に係る圧力応答性粒子が配置されていない領域を切り落とす裁断手段;圧着手段200の下流に配置され、圧着印刷物P3の一部であって本実施形態に係る圧力応答性粒子によって接着されていない領域を切り落とす裁断手段;などである。
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、枚葉式の装置に限定されない。本実施形態に係る印刷物の製造装置は、長尺の記録媒体に対して配置工程及び圧着工程を行って長尺の圧着印刷物を形成した後、長尺の圧着印刷物を予め定められた寸法に裁断する様式の装置であってもよい。
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、有色の静電荷像現像剤を用いて電子写真方式により記録媒体上に有色画像を形成する有色画像形成手段をさらに含んでもよい。有色画像形成手段は、例えば、
感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
有色の静電荷像現像剤を収容し、有色の静電荷像現像剤により、前記感光体の表面に形成された静電荷像を有色のトナー画像として現像する現像手段と、
前記感光体の表面に形成された有色のトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写された有色のトナー画像を熱定着する熱定着手段と、を備える。
上記構成の製造装置によって、本実施形態に係る印刷物の製造方法であって、有色の静電荷像現像剤を用いて電子写真方式により記録媒体上に有色画像を形成する有色画像形成工程をさらに含む製造方法が実施される。有色画像形成工程は、具体的には、
感光体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
有色の静電荷像現像剤により、前記感光体の表面に形成された静電荷像を有色のトナー画像として現像する現像工程と、
前記感光体の表面に形成された有色のトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写された有色のトナー画像を熱定着する熱定着工程と、を含む。
本実施形態に係る印刷物の製造装置が含む有色画像形成手段は、例えば、感光体の表面に形成された有色のトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;感光体の表面に形成された有色のトナー画像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写された有色のトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;有色のトナー画像の転写後、帯電前の感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;有色のトナー画像の転写後、帯電前に感光体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置;などの装置である。有色画像形成手段が中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面に有色のトナー画像が転写される中間転写体と、感光体の表面に形成された有色のトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写された有色のトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する。
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、本実施形態に係る圧力応答性粒子を含む現像剤の配置手段と有色画像形成手段とが中間転写方式を採用している場合、配置手段と有色画像形成手段とは、中間転写体及び二次転写手段を共有していてもよい。
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、本実施形態に係る圧力応答性粒子を含む像現像剤の配置手段と有色画像形成手段とは、熱定着手段を共有していてもよい。
以下、有色画像形成手段を備える本実施形態に係る印刷物の製造装置の一例を示すが、本実施形態はこれに限定されるわけではない。以下の説明においては、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図4は、電子写真方式を適用した本実施形態に係る印刷物の製造装置の一例を示す概略構成図である。図4に示す印刷物の製造装置は、記録媒体への本実施形態に係る圧力応答性粒子の配置と有色画像形成とを一括で行う印刷手段300と、印刷手段300の下流に配置された圧着手段200とを備える。
印刷手段300は、5連タンデム方式且つ中間転写方式の印刷手段である。印刷手段300は、本実施形態に係る圧力応答性粒子(T)を配置するユニット10Tと、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各色画像を形成するユニット10Y、10M、10C及び10Kとを備えている。ユニット10Tが、本実施形態に係る圧力応答性粒子を含む現像剤を用いて記録媒体P上に本実施形態に係る圧力応答性粒子を配置する配置手段である。ユニット10Y、10M、10C及び10Kがそれぞれ、有色トナーを含む現像剤を用いて記録媒体P上に有色画像を形成する手段である。ユニット10T、10Y、10M、10C及び10Kは、電子写真方式を採用している。
ユニット10T、10Y、10M、10C及び10Kは、水平方向に互いに離間して並設されている。ユニット10T、10Y、10M、10C、10Kは、印刷手段300に着脱するプロセスカートリッジであってもよい。
ユニット10T、10Y、10M、10C及び10Kの下方には、各ユニットを通して中間転写ベルト(中間転写体の一例)20が延設されている。中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20の内面に接する、駆動ロール22、支持ロール23、及び対向ロール24に巻きつけて設けられ、ユニット10Tからユニット10Kに向う方向に走行するようになっている。中間転写ベルト20の像保持面側には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置21が備えられている。
ユニット10T、10Y、10M、10C及び10Kはそれぞれ、現像装置(現像手段の一例)4T、4Y、4M、4C及び4Kを備える。現像装置4T、4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、圧力応答性粒子カートリッジ8Tに収められた本実施形態に係る圧力応答性粒子、又は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーの供給がなされる。
ユニット10T、10Y、10M、10C及び10Kは、同等の構成及び動作を有しているため、本実施形態に係る圧力応答性粒子を記録媒体上に配置するユニット10Tについて代表して説明する。
ユニット10Tは、感光体1Tを有している。感光体1Tの周囲には、感光体1Tの表面を帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)2T、帯電した感光体1Tの表面をレーザ光線によって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)3T、静電荷像に圧力応答性粒子を供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)4T、現像した圧力応答性粒子付与部を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール(一次転写手段の一例)5T、及び一次転写後に感光体1Tの表面に残存する圧力応答性粒子を除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)6Tが順に配置されている。一次転写ロール5Tは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Tに対向した位置に設けられている。
以下、ユニット10Tの動作を例示しながら、記録媒体P上に本実施形態に係る圧力応答性粒子の配置と有色画像形成とを行う動作について説明する。
まず、帯電ロール2Tによって感光体1Tの表面が帯電される。帯電した感光体1Tの表面に、図示しない制御部から送られてくる画像データに従って、露光装置3Tがレーザ光線を照射する。それにより、本実施形態に係る圧力応答性粒子の配置パターンの静電荷像が感光体1Tの表面に形成される。
感光体1T上に形成された静電荷像は、感光体1Tの走行に従って現像位置まで回転する。そして、現像位置で、感光体1T上の静電荷像が、現像装置4Tによって現像され圧力応答性粒子付与部になる。
現像装置4T内には、少なくとも本実施形態に係る圧力応答性粒子とキャリアとを含む現像剤が収容されている。本実施形態に係る圧力応答性粒子は、現像装置4Tの内部でキャリアとともに攪拌されることで摩擦帯電し、現像剤ロール上に保持されている。感光体1Tの表面が現像装置4Tを通過していくことにより、感光体1T表面の静電荷像に圧力応答性粒子が静電的に付着し、静電荷像が圧力応答性粒子によって現像される。圧力応答性粒子付与部が形成された感光体1Tは、引き続き走行し、感光体1T上の圧力応答性粒子付与部が一次転写位置へ搬送される。
感光体1T上の圧力応答性粒子付与部が一次転写位置へ搬送されると、一次転写ロール5Tに一次転写バイアスが印加され、感光体1Tから一次転写ロール5Tに向う静電気力が圧力応答性粒子付与部に作用し、感光体1T上の圧力応答性粒子付与部が中間転写ベルト20上に転写される。感光体1T上に残留した圧力応答性粒子は感光体クリーニング装置6Tで除去されて回収される。感光体クリーニング装置6Tは、例えば、クリーニングブレード、クリーニングブラシ等であり、クリーニングブラシであることが好ましい。
ユニット10Y、10M、10C及び10Kにおいても、ユニット10Tと同様の動作が、有色トナーを含む現像剤を用いて行われる。ユニット10Tにて圧力応答性粒子付与部が転写された中間転写ベルト20が、ユニット10Y、10M、10C、10Kを順次通過し、中間転写ベルト20上に各色のトナー画像が多重転写される。
ユニット10T、10Y、10M、10C及び10Kを通して圧力応答性粒子付与部及びトナー画像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と、中間転写ベルトの内面に接する対向ロール24と、中間転写ベルト20の像保持面側に配置された二次転写ロール(二次転写手段の一例)26とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録媒体Pが供給機構を介して二次転写ロール26と中間転写ベルト20とが接触した隙間に給紙され、二次転写バイアスが対向ロール24に印加される。このとき、中間転写ベルト20から記録媒体Pに向う静電気力が圧力応答性粒子付与部及びトナー画像に作用し、中間転写ベルト20上の圧力応答性粒子付与部及びトナー画像が記録媒体P上に転写される。
圧力応答性粒子付与部及びトナー画像が転写された記録媒体Pは熱定着装置(熱定着手段の一例)28へと搬送される。熱定着装置28は、ハロゲンヒータ等の加熱源を備え、記録媒体Pを加熱する。熱定着装置28によって加熱された際の記録媒体Pの表面温度は、150℃以上220℃以下が好ましく、155℃以上210℃以下がより好ましく、160℃以上200℃以下が更に好ましい。熱定着装置28を通過することにより、有色のトナー画像が記録媒体P上へ熱定着される。
熱定着装置28は、記録媒体Pから本実施形態に係る圧力応答性粒子が脱落することを抑制する観点、及び、有色画像の記録媒体Pへの定着性を向上させる観点から、加熱と共に加圧を行う装置であることが好ましく、例えば、内部に加熱源を備える一対の定着部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)であってもよい。熱定着装置28が加圧を行う場合、熱定着装置28が記録媒体Pに印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体P2に印加する圧力に比較して低圧でよく、具体的には、0.2MPa以上1MPa以下が好ましい。
記録媒体Pは、印刷手段300を通過することによって、有色画像及び本実施形態に係る圧力応答性粒子が付与された記録媒体P1になる。記録媒体P1は、圧着手段200に向けて搬送される。
図4における圧着手段200の構成は、図3における圧着手段200と同じでよく、圧着手段200については構成及び動作の詳細な説明を省略する。
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、印刷手段300と圧着手段200とは、近接している形態でもよく、離隔している形態でもよい。印刷手段300と圧着手段200とが離隔している場合、印刷手段300と圧着手段200とは、例えば、記録媒体P1を搬送する搬送手段(例えばベルトコンベア)によって繋がれる。
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、記録媒体を予め定められた寸法に裁断する裁断手段を備えていてもよい。裁断手段は、例えば、印刷手段300と圧着手段200との間に配置され、記録媒体P1の一部であって本実施形態に係る圧力応答性粒子が配置されていない領域を切り落とす裁断手段;折り装置220と加圧装置230との間に配置され、記録媒体P2の一部であって本実施形態に係る圧力応答性粒子が配置されていない領域を切り落とす裁断手段;圧着手段200の下流に配置され、圧着印刷物P3の一部であって本実施形態に係る圧力応答性粒子によって接着されていない領域を切り落とす裁断手段;などである。
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、枚葉式の装置に限定されない。本実施形態に係る印刷物の製造装置は、長尺の記録媒体に対して有色画像形成工程、配置工程及び圧着工程を行って長尺の圧着印刷物を形成した後、長尺の圧着印刷物を予め定められた寸法に裁断する様式の装置であってもよい。
[プロセスカートリッジ]
電子写真方式による印刷物の製造装置に適用するプロセスカートリッジを説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、感光体の表面に形成された静電荷像を圧力応答性粒子付与部として現像する現像手段を備え、印刷物の製造装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、現像手段と、必要に応じて、感光体、帯電手段、静電荷像形成手段、転写手段などから選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。
プロセスカートリッジの実施形態例として、感光体と、感光体の周囲に備えられた帯電ロール(帯電手段の一例)、現像装置(現像手段の一例)及び感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)とが筐体により一体化されたカートリッジが挙げられる。筐体は、露光のための開口部を有する。筐体は、取り付けレールを有し、取り付けレールを介してプロセスカートリッジが印刷物の製造装置に装着される。
以下、実施例により発明の実施形態を詳細に説明するが、発明の実施形態は、これら実施例に何ら限定されるものではない。以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
<スチレン系樹脂粒子を含む分散液の調製>
[スチレン系樹脂粒子分散液(St1)の調製]
・スチレン :390部
・アクリル酸n-ブチル:100部
・アクリル酸 : 10部
・ドデカンチオール :7.5部
上記の材料を混合し溶解してモノマー溶液を調製した。
アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、Dowfax2A1)8部をイオン交換水205部に溶解し、前記モノマー溶液を加えて分散し乳化し、乳化液を得た。
アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、Dowfax2A1)2.2部をイオン交換水462部に溶解し、攪拌機、温度計、還流冷却管及び窒素ガス導入管を備えた重合用フラスコに仕込み、攪拌しながら73℃まで加熱し、保持した。
過硫酸アンモニウム3部をイオン交換水21部に溶解し、前記重合用フラスコに定量ポンプを介して15分間かけて滴下した後、前記乳化液を、定量ポンプを介して160分間かけて滴下した。
次いで、ゆっくりと攪拌を続けながら重合用フラスコを75℃に3時間保持した後、室温に戻した。
これにより、スチレン系樹脂粒子を含み、樹脂粒子の体積平均粒径(D50v)が174nm、GPC(UV検出)による重量平均分子量が49000、ガラス転移温度が54℃、固形分量が42%のスチレン系樹脂粒子分散液(St1)を得た。
スチレン系樹脂粒子分散液(St1)を乾燥してスチレン系樹脂粒子を取り出し、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A)にて、温度-100℃から100℃の範囲の熱的挙動を分析したところ、ガラス転移温度が1つ観察された。表1にガラス転移温度を示す。
[スチレン系樹脂粒子分散液(St2)~(St13)の調製]
スチレン系樹脂粒子分散液(St1)の調製と同様にして、但しモノマーを表1に記載の通りに変更して、スチレン系樹脂粒子分散液(St2)~(St13)を調製した。
スチレン系樹脂粒子分散液(St1)等の組成及び物性を表1に示す。表1においてモノマーは下記の略号で記載する。
スチレン:St、アクリル酸n-ブチル:BA、アクリル酸2-エチルヘキシル:2EHA、アクリル酸エチル:EA、アクリル酸4-ヒドロキシブチル:4HBA、アクリル酸:AA、メタクリル酸:MAA、アクリル酸2-カルボキシエチル:CEA
Figure 2022042365000001
<複合樹脂粒子を含む分散液の調製>
[複合樹脂粒子分散液(M1)の調製]
・スチレン系樹脂粒子分散液(St1):1190部(固形分500部)
・アクリル酸2-エチルヘキシル : 250部
・アクリル酸n-ブチル : 250部
・イオン交換水 : 982部
上記の材料を重合用フラスコに仕込み、25℃で1時間攪拌した後、70℃に加熱した。
過硫酸アンモニウム2.5部をイオン交換水75部に溶解し、前記重合用フラスコに定量ポンプを介して60分間かけて滴下した。
次いで、ゆっくりと攪拌を続けながら重合用フラスコを70℃に3時間保持した後、室温に戻した。
これにより、複合樹脂粒子を含み、樹脂粒子の体積平均粒径(D50v)が219nm、GPC(UV検出)による重量平均分子量が219000、固形分量が32%の複合樹脂粒子分散液(M1)を得た。
複合樹脂粒子分散液(M1)を乾燥して複合樹脂粒子を取り出し、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A)にて、温度-150℃から100℃の範囲の熱的挙動を分析したところ、ガラス転移温度が2つ観察された。表2にガラス転移温度を示す。
[複合樹脂粒子分散液(M2)~(M21)及び(cM1)~(cM3)の調製]
複合樹脂粒子分散液(M1)の調製と同様にして、但しスチレン系樹脂粒子分散液(St1)を表2に記載の通りに変更して、又は、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分を表2に記載の通りに変更して、複合樹脂粒子分散液(M2)~(M21)及び(cM1)~(cM3)を調製した。
[複合樹脂粒子分散液(M22)~(M27)の調製]
複合樹脂粒子分散液(M1)の調製と同様にして、但しアクリル酸2-エチルヘキシル及びアクリル酸n-ブチルの使用量を調節して、複合樹脂粒子分散液(M22)~(M27)を調製した。
複合樹脂粒子分散液(M1)等の組成及び物性を表2に示す。表2においてモノマーは下記の略号で記載する。
スチレン:St、アクリル酸n-ブチル:BA、アクリル酸2-エチルヘキシル:2EHA、アクリル酸エチル:EA、アクリル酸4-ヒドロキシブチル:4HBA、アクリル酸:AA、メタクリル酸:MAA、アクリル酸2-カルボキシエチル:CEA、アクリル酸ヘキシル:HA、アクリル酸プロピル:PA
Figure 2022042365000002
[複合樹脂粒子分散液(M28)~(M30)の調製]
複合樹脂粒子分散液(M1)の調製と同様にして、但し過硫酸アンモニウムの量を表3に記載の通りに変更して、複合樹脂粒子の重量平均分子量が異なる複合樹脂粒子分散液(M28)~(M30)を調製した。
Figure 2022042365000003
複合樹脂粒子分散液(M28)等の組成及び物性を表4に示す。表4においてモノマーは下記の略号で記載する。
スチレン:St、アクリル酸n-ブチル:BA、アクリル酸:AA、アクリル酸2-エチルヘキシル:2EHA
Figure 2022042365000004
<圧力応答性粒子の調製>
[圧力応答性粒子(1)の調製]
・複合樹脂粒子分散液(M1) :504部
・イオン交換水 :710部
・アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、Dowfax2A1): 1部
温度計及びpH計を備えた反応容器に上記の材料を入れ、温度25℃下に1.0%硝酸水溶液を添加してpHを3.0に調整した後、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)にて回転数5000rpmで分散しながら、2.0%硫酸アルミニウム水溶液を23部添加した。次いで、反応容器に攪拌機及びマントルヒーターを設置し、温度40℃までは0.2℃/分の昇温速度、40℃を超えてからは0.05℃/分の昇温速度で昇温し、10分ごとにマルチサイザーII(アパーチャー径50μm、ベックマン-コールター社製)にて粒径を測定した。体積平均粒径が5.0μmになったところで温度を保持し、スチレン系樹脂粒子分散液(St1)170部を5分間かけて投入した。投入終了後、50℃に30分間保持した後、1.0%水酸化ナトリウム水溶液を加え、スラリーのpHを6.0に調整した。次いで、5℃ごとにpHを6.0に調整しながら、昇温速度1℃/分で90℃まで昇温し、90℃で保持した。光学顕微鏡と電界放出形走査電子顕微鏡(FE-SEM)にて粒子形状及び表面性を観察したところ、10時間目で粒子の合一が確認されたので、冷却水で容器を30℃まで5分間かけて冷却した。
冷却後のスラリーを、目開き15μmのナイロンメッシュに通過させ粗大粒子を除去し、メッシュを通過したスラリーをアスピレータで減圧濾過した。濾紙上に残った固形分を手でできるだけ細かく砕いて、固形分量の10倍のイオン交換水(温度30℃)に投入し、30分間攪拌した。次いで、アスピレータで減圧濾過し、濾紙上に残った固形分を手でできるだけ細かく砕いて、固形分量の10倍のイオン交換水(温度30℃)に投入し、30分間攪拌した後、再度アスピレータで減圧濾過し、濾液の電気伝導度を測定した。濾液の電気伝導度が10μS/cm以下になるまでこの操作を繰り返し、固形分を洗浄した。
洗浄された固形分を湿式乾式整粒機(コーミル)で細かく砕き、25℃のオーブン中で36時間真空乾燥して、圧力応答性母粒子(1)を得た。圧力応答性母粒子(1)は、個数平均粒径が8.0μmであった。
圧力応答性母粒子(1)100部と、第一の無機酸化物粒子であるチタン酸ストロンチウム粒子(個数平均粒径1.45μm)0.25部と、第二の無機酸化物粒子である疎水性シリカ(日本アエロジル株式会社製、RY50)1.5部とを混合し、サンプルミルを用いて回転速度13000rpmで30秒間混合した。目開き45μmの振動篩で篩分して、圧力応答性粒子(1)を得た。
圧力応答性粒子(1)を試料にして、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A)にて、温度-150℃から100℃の範囲の熱的挙動を分析したところ、ガラス転移温度が2つ観察された。表5にガラス転移温度を示す。
圧力応答性粒子(1)の温度T1及び温度T2を先述の測定方法によって求めたところ、圧力応答性粒子(1)は式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。
圧力応答性粒子(1)の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察したところ、海島構造が観察された。圧力応答性粒子(1)は、島相が存在するコア部と、島相が存在しないシェル層とを有していた。海相はスチレン系樹脂を含み、島相は(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含んでいた。既述の測定方法にて島相の平均径を求めた。表5に島相の平均径を示す。
[圧力応答性粒子(2)~(27)の調製]
圧力応答性粒子(1)の調製と同様にして、但し複合樹脂粒子分散液及びスチレン系樹脂粒子分散液を表5に記載の通りに変更して、圧力応答性粒子(2)~(27)を調製した。
圧力応答性粒子(2)~(27)の温度T1及び温度T2を先述の測定方法によって求めたところ、圧力応答性粒子(2)~(27)はすべて式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。
[圧力応答性粒子(28)~(30)の調製]
圧力応答性粒子(1)の調製と同様にして、但し複合樹脂粒子分散液を表6に記載の通りに変更して、圧力応答性粒子(28)~(30)を調製した。
圧力応答性粒子(28)~(30)の温度T1及び温度T2を先述の測定方法によって求めたところ、圧力応答性粒子(28)~(30)はすべて式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。
[圧力応答性粒子(31)の調製]
下記の粉砕製法で圧力応答性母粒子を調製した。
複合樹脂粒子分散液(M1)を乾燥して複合樹脂粒子(M31)を得た。複合樹脂粒子(M31)を設定温度100℃のエクストルーダーで熱混錬し、冷却後、粉砕及び分級し、個数平均粒径8.0μmの圧力応答性母粒子(31)を得た。
圧力応答性母粒子(31)100部と、第一の無機酸化物粒子であるチタン酸ストロンチウム粒子(個数平均粒径1.45μm)0.25部と、第二の無機酸化物粒子である疎水性シリカ(日本アエロジル株式会社製、RY50)1.5部とを混合し、サンプルミルを用いて回転速度13000rpmで30秒間混合した。目開き45μmの振動篩で篩分して、圧力応答性粒子(31)を得た。
圧力応答性粒子(31)を試料にして、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A)にて、温度-150℃から100℃の範囲の熱的挙動を分析したところ、ガラス転移温度が2つ観察された。表6にガラス転移温度を示す。
圧力応答性粒子(31)の温度T1及び温度T2を先述の測定方法によって求めたところ、圧力応答性粒子(31)は式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。
[比較用の圧力応答性粒子(c1)~(c3)の調製]
圧力応答性粒子(1)の調製と同様にして、但し複合樹脂粒子分散液及びスチレン系樹脂粒子分散液を表5に記載の通りに変更して、圧力応答性粒子(c1)~(c3)を調製した。
[圧力応答性相転移の評価]
圧力応答性粒子が圧力によって相転移しやすいことを示す指標である温度差(T1-T3)を求めた。各圧力応答性粒子を試料にして、フローテスター(島津製作所製、CFT-500)にて、温度T1及び温度T3を測定し、温度差(T1-T3)を算出した。表5及び表6に温度差(T1-T3)を示す。
[接着性の評価]
記録媒体として富士ゼロックス社製のハガキ用紙V424を用意した。富士ゼロックス社製の画像形成装置DocuCentre C7550I並びに富士ゼロックス社製の市販品のイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーを用いて、ハガキ用紙の片面に、黒色文字とフルカラー写真画像とが混在した面積密度30%の画像を形成し、画像を定着させた。
ハガキ用紙の画像形成面の全体に、圧力応答性粒子を付与量3g/mとなるように散布し、ベルトロール型固定機を通過させて、ハガキ用紙の画像形成面に圧力応答性粒子を固定させ、圧力応答性粒子の層を形成した。
画像形成面に圧力応答性粒子の層を有するハガキ用紙を、トッパン・フォームズ社製のシーラーPRESSLE multiIIを用いて、画像形成面が内側になるように二つ折りにし、二つ折りにしたハガキ用紙に圧力を印加し、内側の画像形成面どうしを圧力90MPaで接着した。
上記の装置及び条件で、画像形成面が内側になるように二つ折りにされ、且つ画像形成面どうしが接着されたハガキを連続して10枚作製した。
10枚目のハガキを長辺方向に幅15mmで裁断し長方形の試験片を作製して、90度剥離試験を行った。90度剥離試験の剥離速度は20mm/分とし、測定開始後10mmから50mmまでの荷重(N)を0.4mm間隔で採取し、その平均を算出し、さらに試験片3枚の荷重(N)を平均した。剥離に要する荷重(N)を下記のとおり分類した。表5及び表6に結果を示す。
A:0.8N以上
B:0.6N以上、0.8N未満
C:0.4N以上、0.6N未満
D:0.2N以上、0.4N未満
E:0.2N未満
Figure 2022042365000005
Figure 2022042365000006
圧力応答性粒子(1)~(31)を用いて作製したハガキについて、後述の[重送抑制の評価]と同じ評価を行ったところ、圧力応答性粒子(1)~(31)はそれぞれAに分類された。
<複合樹脂粒子を含む分散液の調製>
[複合樹脂粒子分散液(M50)の調製]
・スチレン系樹脂粒子分散液(St1):1190部(固形分500部)
・アクリル酸2-エチルヘキシル : 200部
・アクリル酸n-ブチル : 200部
・イオン交換水 :1360部
上記の材料を重合用フラスコに仕込み、25℃で1時間攪拌した後、70℃に加熱した。
過硫酸アンモニウム2.5部をイオン交換水75部に溶解し、前記重合用フラスコに定量ポンプを介して60分間かけて滴下した。
次いで、ゆっくりと攪拌を続けながら重合用フラスコを70℃に2時間保持した後、スチレン85部とアクリル酸n-ブチル15部の混合物を60分間かけて滴下した。滴下後、75℃で3時間保持した後、室温に戻した。
これにより、複合樹脂粒子を含み、樹脂粒子の体積平均粒径(D50v)が223nm、GPC(UV検出)による重量平均分子量が220000、固形分量が32%の複合樹脂粒子分散液(M50)を得た。
複合樹脂粒子分散液(M50)を乾燥して複合樹脂粒子を取り出し、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A)にて、温度-150℃から100℃の範囲の熱的挙動を分析したところ、ガラス転移温度が2つ観察された。表7にガラス転移温度を示す。
[複合樹脂粒子分散液(M51)~(M55)の調製]
複合樹脂粒子分散液(M50)の調製と同様にして、但し材料を表7に記載の仕様に変更して、複合樹脂粒子分散液(M51)~(M55)を調製した。
複合樹脂粒子分散液(M50)等の組成及び物性を表7に示す。表7においてモノマーは下記の略号で記載する。
スチレン:St、アクリル酸n-ブチル:BA、アクリル酸:AA、アクリル酸2-エチルヘキシル:2EHA
Figure 2022042365000007
<圧力応答性粒子の調製>
[圧力応答性粒子(50)~(55)の調製]
圧力応答性粒子(1)の調製と同様にして、但し材料を表8に記載の仕様に変更して、圧力応答性粒子(50)~(55)を調製した。
圧力応答性粒子(50)~(55)を試料にして、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A)にて、温度-150℃から100℃の範囲の熱的挙動を分析したところ、ガラス転移温度が2つ観察された。表8にガラス転移温度を示す。
圧力応答性粒子(50)~(55)の温度T1及び温度T2を先述の測定方法によって求めたところ、圧力応答性粒子(50)~(55)はすべて式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。
圧力応答性粒子(50)~(55)の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察したところ、海島構造が観察された。圧力応答性粒子(50)~(55)は、島相が存在するコア部と、島相が存在しないシェル層とを有していた。海相はスチレン系樹脂を含み、島相は(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含んでいた。既述の測定方法にて島相の平均径を求めた。表8に島相の平均径を示す。
[圧力応答性相転移の評価]
各圧力応答性粒子を試料にして、フローテスター(島津製作所製、CFT-500)にて、温度T1及び温度T3を測定し、温度差(T1-T3)を算出した。表8に温度差(T1-T3)を示す。
[接着性の評価]
圧力応答性粒子(1)等と同様に、先述の[接着性の評価]の評価方法により接着性を評価した。表8に結果を示す。
Figure 2022042365000008
圧力応答性粒子(50)~(55)を用いて作製したハガキについて、後述の[重送抑制の評価]と同じ評価を行ったところ、圧力応答性粒子(50)~(55)はそれぞれAに分類された。
<電子写真方式による印刷物の製造>
圧力応答性粒子(1)~(31)、(c1)~(c3)及び(50)~(55)のいずれか10部と下記の樹脂被覆キャリア(1)100部とをV型ブレンダーに入れ20分間攪拌し、次いで、目開き212μmの振動篩で篩分して現像剤(1)~(31)、(c1)~(c3)及び(50)~(55)をそれぞれ得た。
-樹脂被覆キャリア(1)-
・Mn-Mg-Sr系フェライト粒子(平均粒径40μm):100部
・トルエン : 14部
・ポリメタクリル酸メチル : 2部
・カーボンブラック(VXC72:キャボット製) :0.12部
フェライト粒子を除く上記材料とガラスビーズ(直径1mm、トルエンと同量)とを混合し、関西ペイント社製サンドミルを用いて回転速度1200rpmで30分間攪拌し、分散液を得た。この分散液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、攪拌しながら減圧し乾燥させることにより、樹脂被覆キャリア(1)を得た。
印刷物の製造装置として、図4に示す形態の装置を用意した。すなわち、記録媒体への本実施形態に係る圧力応答性粒子の配置と有色画像形成とを一括で行う5連タンデム方式且つ中間転写方式の印刷手段と、折り装置及び加圧装置を有する圧着手段とを備える印刷物の製造装置を用意した。
印刷手段が有する5つの現像器にそれぞれ、本実施形態に係る現像剤(又は比較用の現像剤)、イエローの現像剤、マゼンタの現像剤、シアンの現像剤及びブラックの現像剤を入れた。イエロー等の各色の現像剤は、富士ゼロックス社製の市販品を使用した。
記録媒体として富士ゼロックス社製のハガキ用紙V424を用意した。
ハガキ用紙に形成する画像は、黒色文字とフルカラー写真画像とが混在した面積密度30%の画像とし、ハガキ用紙の片面に形成した。
本実施形態に係る圧力応答性粒子(又は比較用の圧力応答性粒子)の付与量は、ハガキ用紙の画像形成面の画像形成領域に、3g/mとした。
折り装置は、画像形成面が内側になるようにハガキ用紙を二つ折りにする装置とした。
加圧装置は、圧力90MPaとした。
上記の装置及び条件で、画像形成面が内側になるように二つ折りにされ、且つ画像形成面どうしが接着されたハガキを連続して10枚作製した。
10枚目のハガキを長辺方向に幅15mmで裁断し長方形の試験片を作製して、90度剥離試験を行った。90度剥離試験の剥離速度は20mm/分とし、測定開始後10mmから50mmまでの荷重(N)を0.4mm間隔で採取し、その平均を算出し、さらに試験片3枚の荷重(N)を平均した。剥離に要する荷重(N)を下記のとおり分類した。表9、表10及び表11に結果を示す。
A:0.8N以上
B:0.6N以上、0.8N未満
C:0.4N以上、0.6N未満
D:0.2N以上、0.4N未満
E:0.2N未満
Figure 2022042365000009
Figure 2022042365000010
Figure 2022042365000011
現像剤(1)~(31)及び(50)~(55)を用いて作製したハガキについて、後述の[重送抑制の評価]と同じ評価を行ったところ、現像剤(1)~(31)及び(50)~(55)はそれぞれAに分類された。
<第一の無機酸化物粒子の検討>
[圧力応答性粒子(60)の調製]
圧力応答性母粒子(1)の調製と同様にして、但し、融合・合一工程の時間を調整して、個数平均粒径が8.5μmの圧力応答性母粒子(60)を調製した。
圧力応答性母粒子(60)100部と、第一の無機酸化物粒子であるチタン酸ストロンチウム粒子(個数平均粒径1.45μm)0.25部と、第二の無機酸化物粒子である疎水性シリカ(日本アエロジル株式会社製、RX50)1.5部とを混合し、サンプルミルを用いて回転速度13000rpmで30秒間混合した。目開き45μmの振動篩で篩分して、圧力応答性粒子(60)を得た。
圧力応答性粒子(60)を試料にして、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A)にて、温度-150℃から100℃の範囲の熱的挙動を分析したところ、ガラス転移温度が2つ観察された。ガラス転移温度は-52℃と54℃であった。
圧力応答性粒子(60)の温度T1及び温度T2を先述の測定方法によって求めたところ、圧力応答性粒子(60)は式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。
[圧力応答性粒子(61)~(73)及び(c4)~(c6)の調製]
圧力応答性粒子(60)の調製と同様にして、但し、第一の無機酸化物粒子を表12に記載の仕様に変更して、圧力応答性粒子(61)~(73)及び(c4)~(c6)を調製した。
圧力応答性粒子(61)~(73)の温度T1及び温度T2を先述の測定方法によって求めたところ、圧力応答性粒子(61)~(73)はすべて式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。
[接着性の評価]
記録媒体として富士ゼロックス社製のハガキ用紙V424を用意した。富士ゼロックス社製の画像形成装置DocuCentre C7550I並びに富士ゼロックス社製の市販品のイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーを用いて、ハガキ用紙の片面に、黒色文字とフルカラー写真画像とが混在した面積密度30%の画像を形成し、画像を定着させた。
ハガキ用紙の画像形成面の全体に、圧力応答性粒子を付与量3g/mとなるように散布し、ベルトロール型固定機を通過させて、ハガキ用紙の画像形成面に圧力応答性粒子を固定させ、圧力応答性粒子の層を形成した。
画像形成面に圧力応答性粒子の層を有するハガキ用紙を、トッパン・フォームズ社製のシーラーPRESSLE multiIIを用いて、画像形成面が内側になるように二つ折りにし、二つ折りにしたハガキ用紙に圧力を印加し、内側の画像形成面どうしを圧力90MPaで接着した。
上記の装置及び条件で、画像形成面が内側になるように二つ折りにされ、且つ画像形成面どうしが接着されたハガキを連続して10枚作製した。
10枚目のハガキを長辺方向に幅15mmで裁断し長方形の試験片を作製して、90度剥離試験を行った。90度剥離試験の剥離速度は20mm/分とし、測定開始後10mmから50mmまでの荷重(N)を0.4mm間隔で採取し、その平均を算出し、さらに試験片3枚の荷重(N)を平均した。剥離に要する荷重(N)を下記のとおり分類した。表12に結果を示す。
A:0.8N以上
B:0.6N以上、0.8N未満
C:0.4N以上、0.6N未満
D:0.2N以上、0.4N未満
E:0.2N未満
[重送抑制の評価]
富士ゼロックス社製の画像形成装置Color 1000 Pressの改造機を用いて、A4:120枚/分相当のプロセススピードで搬送テストを行った。テスト枚数は50000枚、用紙はNcolor209(富士ゼロックス社製)を用いた。画像は接着性評価に準拠した。評価環境は温度30℃且つ相対湿度80%とした。テスト枚数中の重送発生回数を下記のとおり分類した。表12に結果を示す。
A:重送なし
B:重送発生回数が1回~3回
C:重送発生回数が4回~6回
D:重送発生回数が7回~10回
E:重送発生回数が11回以上
Figure 2022042365000012
100 配置手段
110 付与装置
120 固定装置
200 圧着手段
220 折り装置
230 加圧装置
231、232 加圧ロール
M 圧力応答性粒子
P 記録媒体
P1 画像上に圧力応答性粒子が付与された記録媒体
P2 折り重なった記録媒体
P3 圧着印刷物
400 インクジェット記録装置
30Y、30M、30C、30K インク吐出ヘッド
32Y、32M、32C、32K インクカートリッジ
34Y、34M、34C、34K 乾燥手段
40 筐体
42、66 容器
44、62 搬送経路
46 ロール
48、64 ロール対
50 搬送ベルト
52 駆動ロール
54 従動ロール
56 帯電ロール
58 剥離板
101 感光体
102 帯電ロール(帯電手段の一例)
103 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
104 現像装置(現像手段の一例)
105 転写ロール(転写手段の一例)
106 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
107 固定装置(固定手段の一例)
300 印刷手段
1T、1Y、1M、1C、1K 感光体
2T、2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3T、3Y、3M、3C、3K 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
4T、4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5T、5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6T、6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8T 圧力応答性粒子カートリッジ
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10T、10Y、10M、10C、10K ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
21 中間転写体クリーニング装置
22 駆動ロール
23 支持ロール
24 対向ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
28 熱定着装置(熱定着手段の一例)

Claims (29)

  1. スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含有する圧力応答性母粒子と、
    前記圧力応答性母粒子の個数平均粒径Daに対する個数平均粒径Dbの比Db/Daが0.05以上0.25以下である第一の無機酸化物粒子と、を含み、
    少なくとも2つのガラス転移温度を有し、最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である、
    圧力応答性粒子。
  2. 前記第一の無機酸化物粒子は、前記比Db/Daが0.08以上0.20以下である、請求項1に記載の圧力応答性粒子。
  3. 前記第一の無機酸化物粒子がチタン酸ストロンチウム粒子及び酸化セリウム粒子の少なくとも一方を含む、請求項1又は請求項2に記載の圧力応答性粒子。
  4. さらに、個数平均粒径が200nm以下の第二の無機酸化物粒子を含む、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
  5. 前記第二の無機酸化物粒子がシリカ粒子を含む、請求項4に記載の圧力応答性粒子。
  6. 前記第一の無機酸化物粒子の外添量が、前記圧力応答性母粒子100質量部に対して0.05質量部以上3質量部以下である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
  7. 前記第一の無機酸化物粒子の外添量が、前記圧力応答性母粒子100質量部に対して0.08質量部以上1.5質量部以下である、請求項6に記載の圧力応答性粒子。
  8. 前記スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるスチレンの質量割合が60質量%以上95質量%以下である、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
  9. 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比が80:20~20:80である、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
  10. 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種が(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、当該2種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数の差が1個以上4個以下である、請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
  11. 前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーが(メタ)アクリル酸エステルを含む、請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
  12. 前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーがアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの少なくとも一方を含む、請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
  13. 前記スチレン系樹脂と前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とが同種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分として含む、請求項1~請求項12のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
  14. 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が重合成分としてアクリル酸2-エチルヘキシル及びアクリル酸n-ブチルを含む、請求項1~請求項13のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
  15. 前記圧力応答性母粒子において前記スチレン系樹脂の含有量が前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の含有量よりも多い、請求項1~請求項14のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
  16. 前記圧力応答性母粒子が、前記スチレン系樹脂を含む海相と、前記海相に分散した前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相とを有する、請求項1~請求項15のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
  17. 前記島相の平均径が200nm以上500nm以下である、請求項16に記載の圧力応答性粒子。
  18. 前記圧力応答性母粒子が、前記スチレン系樹脂及び前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有するコア部と、前記コア部を被覆するシェル層とを有する、請求項1~請求項17のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
  19. 前記シェル層が前記スチレン系樹脂を含有する、請求項18に記載の圧力応答性粒子。
  20. 圧力4MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度が90℃以下である、請求項1~請求項19のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
  21. 請求項1~請求項20のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子を収容し、印刷物の製造装置に着脱されるカートリッジ。
  22. 請求項1~請求項20のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子を収容し、前記圧力応答性粒子を記録媒体上に配置する配置手段と、
    前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着手段と、
    を含む印刷物の製造装置。
  23. 色材を用いて記録媒体上に有色画像を形成する有色画像形成手段をさらに含む、請求項22に記載の印刷物の製造装置。
  24. 請求項1~請求項20のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子を用いて、前記圧力応答性粒子を記録媒体上に配置する配置工程と、
    前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着工程と、
    を含む印刷物の製造方法。
  25. 色材を用いて記録媒体上に有色画像を形成する有色画像形成工程をさらに含む、請求項24に記載の印刷物の製造方法。
  26. 折り重なった記録媒体が、対向する面において、請求項1~請求項20のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子によって接着されてなる印刷物。
  27. 重なった複数の記録媒体が、対向する面において、請求項1~請求項20のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子によって接着されてなる印刷物。
  28. 請求項1~請求項20のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子が用いられ、
    基材と、前記基材上に配置された前記圧力応答性粒子と、を有する印刷物製造用シート。
  29. 請求項1~請求項20のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子を用いて、前記圧力応答性粒子を基材上に配置する配置工程を含む、
    印刷物製造用シートの製造方法。
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