JP3905599B2

JP3905599B2 - 着色剤組成物及びその製造方法並びに電子写真用乾式及び湿式現像剤及びインクジェット用インキ着色剤

Info

Publication number: JP3905599B2
Application number: JP17104997A
Authority: JP
Inventors: 一男津布子; 剛浅見; 愛子石川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2017-06-12
Also published as: JPH111627A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、着色剤組成物及びその製造方法並びにこのものを用いた電子写真用乾式又は湿式現像剤及びインクジェット用インキ着色剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法、静電記録法等による静電写真法で形成される静電潜像の可視化を湿式現像法で行う場合には、液体現像剤が使用される。液体現像剤は一般に担体液と呼ばれる高絶縁性で低誘電率の有機溶媒中に、トナーと呼ばれる着色剤や樹脂を、界面活性剤からなる分散安定剤であるナフテン酸金属塩とレシチン等の極性制御剤と共に分散したものである。現像剤の使用中又は保存中に、現像剤中のトナーは安定に分散していることが要求される。
【０００３】
このようなトナーを着色するために使用される着色剤としては、カーボンブラックのような無機顔料やフタロシアニンブルー、スカイブルー、ローダミンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、メチルバイオレットレーキ、ピーコックブルーレーキ、ナフトールグリーンＢ、ナフトールグリーンＹ、ナフトールイエローＳ、パーマネントレッド４Ｒ、ブリリアントファストスカーレット、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー等の有機顔料等が知られている。
【０００４】
しかしながら、これら多くの顔料は分散性がよくないために、またそのもの自体が極性制御性を持たないために、これらの顔料を用いた液体現像剤では、長期に亘って使用又は保存すると、分散安定剤や極性制御剤は担体液に取り込まれるなどして、分散安定剤や極性制御剤はその機能を失ない、分散安定剤及び極性制御剤が作用しなくなったトナーは凝集を起こしたり、極性が不十分となり、画像品質の低下を招くという欠点があった。
【０００５】
そこでこのような欠点を改良するため、顔料がよくなじむように表面処理を施したり、或いはカーボンブラックを用いカーボンブラックをグラフト化して分散性や極性制御性を与える提案がなされているが、未だ満足し得る結果は得られていない。しかも、従来の着色剤は透明性、着色力に劣るため、カラートナー用としても満足し得るものではなかった。
【０００６】
特公昭５８−９４１８号にはチオインゴイド系顔料を含有する静電写真用液体現像剤が示されている。このチオインジゴイド系顔料をフルカラー用のマゼンタトナーとして用いることもできるが、その場合には赤味が弱く、分光特性的にマゼンタには好ましくない。
また、特開昭４９−９９０３３号、特開昭４９−１３４３３３号、特開昭４６−１６３６号等のように、ＳｉＯ₂や樹脂を染料で染着したトナーも提案されている。しかしながら、これらの液体トナーは着色力が弱く画像濃度が低いという問題点があった。
【０００７】
電子写真法の乾式現像剤に色素を使用する場合には、該色素を必要に応じ他の添加剤と共に樹脂分散媒中に分散した後、樹脂を微粉砕したものを用いる。破砕して得られる樹脂粒子の表面は含有する色素の影響が避けられない。特に色素として顔料を使用した場合には、顔料と樹脂の界面で破砕が起こり、この場合には、顔料の表面が破砕された粒子表面に露出することも起きる。また、電子写真複写機の現像剤においては、要求される複写画像の色相、色調によって現像剤に使用される色素も限定されることになる。
【０００８】
従って、電子写真現像剤のキャリアとの摩擦によって正に帯電する色素が少なく、要求する複写画像の色相から選定した色素が、キャリアとの摩擦に際して正帯電性のものである場合には、その現像剤粒子の表面の微小部分の帯電性および各粒子間の帯電性の点で、均一性に欠けてしまうという問題点を有している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、色素と樹脂を含有する着色剤組成物において、分散性及び極性制御性が良好な色素を含有する着色剤組成物及びその製造方法並びに該着色剤組成物を用いた電子写真用乾式及び湿式現像剤及びインクジェット用インキ着色剤を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の如き静電的潜像の現像剤の欠陥に鑑み、上記の条件を満たすべく、色素の構造について種々研究した結果、特定の構造式で表わされる色素を現像剤の着色剤として使用することにより、前記した条件においてもすぐれた効果を発揮しうることを知見し本発明を完成した。本発明によれば、第一に、色素及び樹脂を含有する着色剤組成物を製造する着色剤組成物の製造方法において、少なくとも、一般式
【化３】

（式中、Ｒ _１、Ｒ _２、Ｒ _３、Ｒ _４、Ｒ _５、Ｒ _６、Ｒ _７、Ｒ _８、Ｒ _９、Ｒ _１０、Ｒ _１１及びＲ _１２は、それぞれ独立に、カルボキシル基若しくはその金属塩、スルホン酸基若しくはその金属塩、一般式
−Ｃ _ｍＨ _２ｍ＋１
（式中、ｍは、１以上１８以下の整数を表す。）
で表される官能基、一般式
−ＯＣ _ｎＨ _２ｎ＋１
（式中、ｎは、１以上１８以下の整数を表す。）
で表される官能基、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、水素原子、クロロ基、ブロモ基、ヨード基又はフルオロ基を表す。）
で示される色素を水に分散した後に、樹脂溶液を加えて撹拌混合し、水を分離することにより得られる該色素を含有する樹脂溶液を乾燥させることを特徴とする着色剤組成物の製造方法が提供される。
【００１１】
また本発明によれば、第二に、色素及び樹脂を含有するインクジェット用インキ着色剤において、該色素は、一般式
【化４】

で示される色素であることを特徴とするインクジェット用インキ着色剤が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では、下記一般式（１）で示される色素が用いられる。
【化５】

（式中、Ｒ _１、Ｒ _２、Ｒ _３、Ｒ _４、Ｒ _５、Ｒ _６、Ｒ _７、Ｒ _８、Ｒ _９、Ｒ _１０、Ｒ _１１及びＲ _１２は、それぞれ独立に、カルボキシル基若しくはその金属塩、スルホン酸基若しくはその金属塩、一般式
−Ｃ _ｍＨ _２ｍ＋１
（式中、ｍは、１以上１８以下の整数を表す。）
で表される官能基、一般式
−ＯＣ _ｎＨ _２ｎ＋１
（式中、ｎは、１以上１８以下の整数を表す。）
で表される官能基、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、水素原子、クロロ基、ブロモ基、ヨード基又はフルオロ基を表す。）
本発明で用いられる前記一般式（１）で表される色素の代表的な化合物を示すと、表１の通りである。
【００１３】
【表１】

【００１４】
本発明の着色剤組成物を得るには、色素（顔料）を水に溶かした含水液に、更に樹脂分散媒を加え、フラッシャーと呼ばれるニーダー中でよく混合する。この操作により顔料の囲りに存在する水は、後から添加される樹脂分散媒によって置換される。この操作により取出される水を排出し、樹脂溶液中に顔料が分散された状態とし乾燥させて、溶剤を除去すると、残された塊りを得る。次にこの塊りを粉砕することにより着色剤の粉末が得られる。この着色剤は顔料が樹脂によって被覆されており、印刷インキ、塗料、静電写真用トナーなどに用いることができる。
【００１５】
一般式（１）の色素を含む水溶液に樹脂に分散させる場合には、樹脂分散媒としては、従来使用されてきた樹脂分散媒であればすべて使用できる。例えば、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル重合体および共重合体、スチレン−ジエン系共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体等の付加重合系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂等の縮合系樹脂、ロジンエステル、マレイン化ロジンエステル等の変性樹脂、シリコーン樹脂、石油樹脂、高級脂肪酸ワックス、高級アルコール、高級脂肪酸、パラフィンワックス、カルナバワックス、シェラック等の低分子固体等が単独あるいは組合わせて使用できる。
これらの中では、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン／無水マレイン酸共重合体のようなポリオレフィン、ポリオレフィン共重合体、シリコーン樹脂、ロジン変性樹脂が分散性が良好であり、良好な結果が得られる。
【００１６】
着色剤組成物製造例を示すと次の通りである（以下、製造例Ａという）。
水５０重量部、及び表１の「色素化合物２」２０重量部をフラッシャーにとり、よく混合分散した。次に、エチレン−酢ビ共重合体（エバフレック２１０三井デュポン株式会社製）８０重量部及びトルエン５０重量部を加え、１００℃で２時間分散した。分散後、減圧し、水分とトルエンを除去し、粉砕しフラッシング着色剤を得た。
【００１７】
前記一般式（１）で表わされる色素を含む樹脂溶液及びさらにその他の添加剤を含む着色組成物中の色素の含有量は、使用する目的によって異なる。印刷インキ及び塗料などの色素を高濃度に含有する固体状、ペースト状あるいは液状の組成物においては、色素濃度は約１０重量％〜７０重量％、好ましくは３０重量％〜６０重量％であり、電子写真用乾式現像剤の着色剤組成物では、色素の濃度は約２重量％〜１５重量％、好ましくは３重量％〜１０重量％である。
【００１８】
電子写真用乾式現像剤を製造する場合には、色素を高濃度含有する状態とし、十分混合して分散させ、そして、色調等を調整し、次に色素の濃度が低い組成物を製造する。色素が高濃度の組成物は粗粒、粗粉、微粉、シート状、小塊状等の固体状、あるいはペースト状または液状等のいずれの性状にでも差し支えない。また、色素の濃度は、最終的な画像記録用現像剤として使用する組成物の用途又は状態により定まるものであり、いわゆる乾式現像剤、湿式現像剤、静電現像剤等であり、乾式現像剤は二成分系現像剤および一成分系現像剤に区分される。
【００１９】
一成分系乾式現像剤には、主として強磁性材料を併用する。これらの強磁性材料も本発明の着色組成物中に必要に応じて添加するものであって、従来公知の磁性現像剤用として使用されている強磁性微粒状物がいずれも使用できる。
例えば、四三酸化鉄粉、三二酸化鉄粉等の酸化物、鉄、ニッケル、コバルト等の金属粉等であり、形状としては立方体状、針状等、形状にこだわるものではない。
また圧力定着型現像剤では、必要に応じて添加する可塑化材料としては、使用するものであって、可塑剤、油脂、低融点ワックス、石油樹脂、液状オリゴマー樹脂等が挙げられる。
【００２０】
電子写真用湿式液体現像剤を調製するには、着色剤と樹脂を含有する着色剤組成物を担体液中に分散させることにより製造される。担体液としては、高絶縁性（電気抵抗１０¹⁰Ωｃｍ以上）、低誘電率（誘電率３以下）の石油系樹脂族炭化水素、ｎ−ヘキサン、リグロイン、ｎ−ヘプタン、ｎ−ペプタン、イソドデカン、イソオクタンなどの他の、それらのハロゲン誘導体、例えば、四塩化炭素、パークロルエチレンなどが挙げられる。なお、前記の石油系脂肪族炭化水素の市販品にはエキソン社製の、アンソパーＥ、アイソパーＧ、アイソパーＬ、アイソパーＨ、アイソパーＫ、ナフサＮｏ．６、ソルベッソ１００等がある。これらは単独で又は組合わせて使用される。
色素を高濃度に含有するペーストまたは液状組成物で使用される溶剤としては、脂肪族炭化水素系、脂環族炭化水素系、芳香族炭化水素系、ハロゲン化炭化水素系、エステル系、ケトン系、グリコールエーテル系、アルコール系、水系等が使用され、特にこれらの中の特定の物質に限定されるものではない。
また、湿式の電子写真現像剤の媒体として使用する場合には、従来公知の高絶縁性の石油系溶剤、例えば、アイソパーＨ、アイソパーＧ（エッソスタンダード株式会社）シェルゾール７１（シェル石油株式会社）およびケロシン等を使用する。
【００２１】
また、色素を更に必要とする場合には、従来公知の顔料または染料から適切に選択して、本発明で使用する色素と共に使用する。例えば、有機顔料または染料としては、フタロシアニン系、アゾ系、アンスラキノン系、ペリノン・ペリレン系、インジゴ・チオインジゴ系、ジオキサジン系、キナクリドン系、イソインドリン系、アニリンブラック系、カーボンブラック系顔料が挙げられ、無機顔料としては、酸化チタン系、酸化鉄系、焼成顔料系、紺青、金属粉顔料、体質顔料等が挙げられる。
電子写真用現像剤として使用する場合においては、他に従来公知の電荷制御剤、クリーニング剤、現像剤の流動性の向上剤等を添加することができる。
【００２２】
本発明の着色剤組成物は、その色素成分として前記一般式（１）で表わされる色素を選択したので、最終的に画像記録用着色組成物として使用するに際して、粒子間の帯電性のバラつきを少なくすることができる。湿式現像剤として使用するに際しても、界面電位が一定し、長時間安定して現像することができる。
【００２３】
【実施例】
次に、実施例をあげて、本発明を具体的に説明する。なお文中、部または％とあるのは特に断りのない限り重量基準である。
【００２４】
参考例１
表１の「色素化合物Ｎｏ．１」３０部をビニルトルエン／メタクリル酸共重合体７０部とともに、１２０℃の三本ロールにて十分混練し、色素を分散させた。冷却後粗砕して色素を３０％の濃度で含有する高濃度着色剤組成物の粗粉を得た。次に、この操作で得た色素を含む高濃度着色剤組成物２０部を、上記で使用したビニルトルエン／メタクリル酸共重合体８０部と常法に従って混練し、冷却後粉砕し、更にジェットミルで微粉砕し、分級して５〜１５μｍの着色剤組成物の微粉末を得た。この着色剤組成物の摩擦帯電量を測定したところ、−９．６μＣ／ｇｒであった。上記の赤色樹脂微粉末に流動化剤としてコロイダルシリカを添加し、常法に従い十分混合し、電子写真乾式現像剤とし、キャリアの磁性鉄分と混合し、負電荷現像剤用電子写真複写機（リコピーＦＴ−４０６０）にて複写したところ、画像濃度１．３６、解像度６．２本／ｍ、階調性８段の鮮明で安定した複写画像が得られた。
【００２５】
参考例２
参考例１の前記構造式で表される色素を３０％濃度で含む高濃度着色剤組成物２０．８部を、脂肪族炭化水素系溶媒に可溶のアクリル酸エステル樹脂１５部と共にアイソパーＧ１００部に加え、更にガラスビーズを加えてペイントシェイカーにて２０時間分散せしめて、濃厚着色液を調製した。この濃厚着色液５部をアイソパーＧ１リットル中に加え分散させて、電子写真湿式現像剤を得た。これを湿式電子写真複写機にて複写したところ、画像濃度１．２５、解像度９．２本／ｍで、ＯＨＰの色再現性が良好で、鮮明で落着いた色調の複写画像が安定して得られた。
【００２６】
参考例３
参考例１の高濃度着色剤組成物の代わりに、製造例Ａの着色剤組成物を用いた。同様に乾式トナーを作製し評価したところ、摩擦帯電量が−１４．０μＣ／ｇｒであった。また、画像濃度は１．３１で、均一な負極性を示し、参考例１よりは更に鮮明な画像が得られた。解像度は７．２本／ｍｍであった。
【００２７】
参考例４
参考例２の高濃度着色剤組成物の代わりに、製造例Ａの着色剤組成物を用いた。同様に湿式トナーを作製し評価したところ、画色濃度は１．３１でマゼンタ色の濃い画像を得ることができた。解像度は９．６本／ｍｍであった。
【００２８】
実施例１
参考例２、４で得られた液体トナーを、インクジェットインキとして使用した。このインキは従来のインクジェットインキ（株式会社セイコーエプソンのマッハジェット用インキ）に比較し、画像濃度が高く、にじみのない印刷画像を与えるものであった。また、この液体トナーからなる、塗料及び印刷インキは分散安定性、着色力が高く、耐光褪色性に優れたものであった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係る着色剤組成物は分散性及び極性制御性が良好であり、このものから得られる乾式電子写真用現像剤によれば、鮮明なコピーが得られる。又湿式電子写真用現像剤によれば、コピー画像濃度が高く、色再現性が高い。本発明のインクジェット用インキ及び印刷インキ、塗料は分散安定性、着色力も高い。

Claims

色素及び樹脂を含有する着色剤組成物を製造する着色剤組成物の製造方法において、
少なくとも、一般式

で示される色素を水に分散した後に、樹脂溶液を加えて撹拌混合し、水を分離することにより得られる該色素を含有する樹脂溶液を乾燥させることを特徴とする着色剤組成物の製造方法。
色素及び樹脂を含有するインクジェット用インキ着色剤において、
該色素は、一般式

で示される色素であることを特徴とするインクジェット用インキ着色剤。