JP5432516B2 - 印刷物を調整するためのコーティング、システム及び方法 - Google Patents

Description

本明細書において開示される実施形態は、一般に、コーティングされた電子写真印刷物（ｘｅｒｏｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｉｎｔｓ）に関する。このコーティングされた印刷物は、高温、高い湿度及び／又は高圧の条件下で、トナーベースの画像安定性を有している。

従来の電子写真（ｘｅｒｏｇｒａｐｈｙ）においては、感光体（ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒ）などの電荷保持面を均一に帯電させることにより、電子写真面上に静電潜像が形成される。次に、帯電領域は、元の画像に対応する活性化照射（ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）のパターン内で選択的に帯電が失われる。表面に残る潜像電荷パターンは、照射により暴露されなかった領域に対応する。次に、静電引力により電荷パターンに付着するトナーを含む１つ又は２つ以上の現像ハウジングに感光体を通過させることにより、潜像電荷パターンが可視化される。次に、その現像された画像は、画像形成面に固定化されるか、又は、紙のような受像基材へ転写され、適切な定着技術により固定され、電子写真印刷物又はトナーベースの印刷物が得られる。

電子写真装置は世界中で用いられるが、エネルギー消費が極めて高い場合があるという点で、重大な欠点を有している。従って、より低い消費電力の装置が設計されている。「低融点トナー」として知られる、より低い消費電力の装置で機能するトナーは、約５５℃から約６５℃のガラス転移温度（Ｔ_g）を有するように設計されている。しかし、ドキュメントオフセット（又は「ブロッキング」）として知られる画像の欠陥が、約５４℃程の低い温度から約７０℃程又はそれ以上の高い温度で起こり得るが、これはトナーが融解し始める時である。従って、低融点トナーには、しばしば重大なドキュメントオフセットの問題がある。種々のトナーのドキュメントオフセットの開始が表１に示される。

ドキュメントオフセット誘起温度において、プリンターの出力トレー内の数連の紙のように、圧力が伴うと、上のシートに、又は両面印刷の場合、上のシートのトナーに付着してしまうトナーも存在する。この結果、２枚のシートを引き剥がすこととなる。より望ましくない場合のシナリオでは、トナーが上のシートから、画像の一部又は紙繊維を引き剥がしてしまう。明らかに、これにより、トナーベースの印刷物（トナーベースの画像、電子写真印刷物、又は電子写真画像とも呼ばれる）の質が損なわれる。

ドキュメントオフセットを減らす公知の方法の例としては、トナーにワックスを加えること、及び基材にオーバープリントコーティングを塗布することが挙げられる。しばしばオーバープリントワニス又はオーバープリント組成物と呼ばれるオーバープリントコーティングは、典型的には、乾燥及び／又は硬化することのできる液体フィルムコーティングである。硬化は、乾燥又は加熱によって、又は紫外線若しくは低電圧電子ビームを印加してオーバーコートの成分を重合（架橋）することにより達成することができる。オーバープリントコーティングは、米国特許第４，０７０，２６２号、第４，０７１，４２５号、第４，０７２，５９２号、第４，０７２，７７０号、第４，１３３，９０９号、第５，１６２，３８９号、第５，８００，８８４号、第４，２６５，９７６号、第５，２１９，６４１号、及び第７，１６６，４０６号、並びに米国特許公報第２００５／０２５００３８号、第２００５／０２５００３９号及び第２００７／００２１５２２号に記載されている。
米国特許第４，０７０，２６２号 米国特許第４，０７１，４２５号 米国特許第４，０７２，５９２号 米国特許第４，０７２，７７０号 米国特許第４，１３３，９０９号 米国特許第５，１６２，３８９号 米国特許第５，８００，８８４号 米国特許第４，２６５，９７６号 米国特許第５，２１９，６４１号 米国特許第７，１６６，４０６号 米国特許公報第２００５／０２５００３８号 米国特許公報第２００５／０２５００３９号 米国特許公報第２００７／００２１５２２号

電子写真印刷物を処理するための更なるシステム及び方法を開発し、高熱及び／又は高い湿度の条件下での安定性を提供することは有用であろう。

ひとつの実施形態は、基材を含む電子写真印刷物であって、前記基材上に低温溶融トナー（ｌｏｗ ｍｅｌｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｏｎｅｒ）を含む印刷画像を備えた、電子写真印刷物である。ポリオレフィンワックスコーティングが印刷画像を覆うように形成される。ワックスコーティングは、約０．５から約５μｍの範囲の乾燥厚さを有し、少なくとも５０℃までの温度、かつ少なくとも５０％までの相対湿度においてトナーオフセットを実質的に防ぐ。

別の実施形態は、低温溶融トナーを含む画像を基材上に印刷すること、少なくとも５０℃までの温度、かつ少なくとも５０％までの相対湿度において印刷画像のトナーオフセットを実質的に防ぐコーティングである、約０．５から約５μｍの厚さを有したワックスコーティングで印刷画像をコーティングすること、及びワックスコーティングを乾燥させることを含む方法である。

本明細書において記載されている実施形態は、オーバーコート組成物を有したトナーベースの印刷物、並びに、オーバーコートをし、これによりトナーベースの印刷物を保護するための、システム及び方法に向けられている。コーティング方法には、非常に薄いコーティングとして塗布されるワックスエマルジョンが、必須でないが通常、噴霧により用いられる。オーバープリント組成物は、少なくとも約５０℃までの温度及びしばしば少なくとも約８０℃までの温度において、トナーオフセットを減少させるため、低融点トナーを含有する印刷物に用いることができる。コーティングされた画像は、夏の自動車内部のような高ストレス条件に暴露されたコーティングされていないトナーベースの画像と比較した場合、著しく改善されたドキュメントオフセットを示す。

オーバープリント組成物は好ましくは、基材（この上にトナーベースの画像を有している）の表面全体に塗布される。トナーベースの印刷物をこのワックス組成物でコーティングすることにより、トナーが効率的にオーバーコートの下に埋まり、とりわけ、望ましくないトナー対トナー相互作用、及びトナー対基材相互作用を防ぐ、印刷物上の保護障壁が本質的に形成される。

本明細書において、「ワックスエマルジョン」とは、連続した液相中に於けるワックスの分散したもののことである。このワックスは乳化剤により懸濁状態に保たれる。本明細書において、「低温溶融トナー」とは、５０％までの相対湿度において約７０℃以下のバルクガラス転移温度を有するトナーのことである。「バルクガラス転移温度」とは、トナーが基材に塗布される前のバルク量のトナーについて測定されたガラス転移温度である。「表面ガラス転移温度」とは、基材のような特定の表面上のトナーのガラス転移温度である。基材上のトナーの正確なガラス転移温度は、特定のトナー‐基材の組み合わせ及び相対湿度に依存する。

本明細書において、「トナーオフセット」とは、意図する印刷面に隣接する面へ、トナー粒子が粘着することを指す。本明細書において、「書類」（ｄｏｃｕｍｅｎｔ）とは、その上に印刷された画像を有する媒体のことである。本明細書において「丁合い」という用語はひと組の書類を適切な番号順に組み合わせることを指す。本明細書において用いられるように、「プリンター」という用語は、デジタル複写機、製本機械、ファクシミリ装置、多機能機等のような、目的に応じて印刷物出力機能を果たすいかなる装置も含む。

コーティング組成物又はオーバープリント組成物は、一般的に、ワックスエマルジョンを含む。オーバープリント組成物が、ワックス、アクリル増粘剤、及び水のような溶媒を含む場合もある。ワックスコーティングは、印刷及び定着の後に基材に塗布される。このコーティングは、印刷生産ラインにおいて、又は印刷の最終段階の場所で塗布され得る。

ワックスコーティングが塗布された後、乾燥される。乾燥は、最小限の更なる加熱と共に、例えば、約２０から約９０℃に、若しくは約２５から約４５℃に、若しくは約３０から約３８℃に加熱することにより、又は加熱なしに周囲の空気を用いることで達成され得る。赤外線を含む種々の加熱方法を使用することができる。熱気を用いた他の加熱方法を利用することができる。

好適なワックスベースのコーティングには、水性ワックスエマルジョンが含まれ、水性ワックスエマルジョンとしては水性ポリオレフィンワックスエマルジョンが挙げられるが、これに限定されない。このワックスはポリエチレンであってもよい。ある実施形態において、ポリエチレンワックスは、約１００から約１５０℃、又は約１２５から約１３５℃の融点を有する。ある実施形態において、水性ワックスエマルジョンは、約１から約１００センチポアズ、又は約５から約５０センチポアズ、又は約１０から約２０センチポアズの粘度を有する。ある実施形態において、水性ポリエチレンワックスエマルジョンは、約９．０から約１０．５、又は約９．２から約９．８、又は約９．６のｐＨを有する。ある実施形態において、水性ポリエチレンワックスエマルジョンは、約２０から約４０、又は約２６から約３４重量％の固形分を有する。ポリエチレンワックスの粒径は０．０５から０．１μｍの範囲であり得る。水性ポリエチレンエマルジョンの含水量は、６６％から７４％の範囲であり得る。エマルジョンの連続相のために、水に加えて、又は水の代わりにアルコールが用いられる可能性があってよい場合もある。

好適なポリエチレンワックスの限定されない例として、ＪＯＮＣＲＹＬ ＷＡＸ ２６及びＪＯＮＣＲＹＬ ＷＡＸ ２８が挙げられる。ＪＯＮＣＲＹＬ ＷＡＸ ２６は、約１３０℃の融点、約５０から約１００ｎｍの粒径、約２６パーセントの固形物、約８．２ｌｂｓ／ｇａｌの密度、約１０センチポアズの粘度、及び約９．８のｐＨを有する、Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ／ＢＡＳＦのポリエチレンワックスである。このワックスは水中でわずかに半透明なエマルジョンである。ＪＯＮＣＲＹＬ ＷＡＸ ２８は、約１３２℃の融点、約８０から約１００ｎｍの粒径、約３４パーセントの固形物、約８．３ｌｂｓ／ｇａｌの密度、約５０センチポアズの粘度、及び約９．２のｐＨを有する、Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ／ＢＡＳＦのポリエチレンワックスである。市販の他の好適なワックスとしては、Ｂａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｐｏｌｙｗａｘ ７２５及びＢａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｐｏｌｙｗａｘ ６５５などが挙げられる。

ワックスは、必ずしもというわけではないが、典型的には、ウェットコーティング中に約１０から約５０、又は約１５から約２０重量パーセントの量で存在する。存在し得る好適な界面活性剤の例としては、ブタン二酸、１，４ビス（２−エチルヘキシル）エステル、ナトリウム塩の混合物を含むＳｕｒｆｙｎｏｌ ５０４（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓより）；パーフルオロブタンスルホン酸を含むＮＯＶＥＣ ＦＣ４４３２（３Ｍより）；これらのような界面活性剤、及びこれらの組み合わせが挙げられる。ワックスコーティング内にこの界面活性剤は、約０．１から約５パーセント、又は約０．５から約１重量パーセントの量で存在する。界面活性剤とは、２液間の境界面に蓄積し、２液の表面性質を改変する表面活性剤のことである。紫外線蛍光標識のような添加剤も含まれ得る。

他の成分の例として、通常、コーティング配合物中に約７０から約８０重量パーセント存在する水が挙げられる。粘度調整剤が存在してもよく、これには、Ａｃｒｙｓｏｌ ＡＳＥ−６０ （Ｒｏｈｍ＆Ｈａａｓより）のようなアルカリ膨潤性のもの、Ｒｈｅｏｌａｔｅ ２５５（Ｅｌｅｍｅｎｔｉｓより入手可能）のような会合性増粘剤（ａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ ｔｈｉｃｋｅｎｅｒ）、及びこれらの組み合わせが挙げられる。湿潤剤を、スプレーノズルの目詰まりを防ぐために、この配合物に加えることができる。湿潤剤の例として、ジエチレングリコールが挙げられるが、これに限定されない。好適なワックスコーティングの更なる詳細は、米国特許出願公開第２００８−００７５５０７号に記載されており、その内容は全体が参照により本明細書に組み込まれている。

コーティング組成物は、全体として、約１００センチポアズ（約２５℃において０．１秒^-1という低いずり）から約２００００センチポアズ（約２５℃において６３０秒^-1という高いずり）、又は塗布時に約１００センチポアズから約１９４００センチポアズの非ニュートン粘性を典型的には有している。

この組成物が基材を湿潤にする能力は、一般的にその粘度及び表面張力に依存する。例えば、表面張力が低い場合、組成物により覆われた表面積が大きくなり、基材を十分に湿潤にするであろう。いくつかの実施形態においては、組成物の配合物は、２５℃で計測した場合、約１０ｍＮ／ｍから約５０ｍＮ／ｍ、又は約２２ｍＮ／ｍから約３４ｍＮ／ｍの範囲の表面張力を有している。この表面張力を、定着オイル（ｆｕｓｅｒ ｏｉｌ）の表面張力（しばしば約２２ｍＮ／ｍ）に綿密に適合するように調節し、書類の完全な湿潤を確保してもよい。

この組成物は、紙のような、いかなるタイプの電子写真基材にも塗布することができ、基材が定着オイル（官能化シリコーン油）の残分を有している場合を含む。基材は、添加剤を含むことができる。添加剤としては、例えば、トリメチロールプロパンのような耐カール化合物；殺生物剤；湿潤剤；キレート剤；及びこれらの混合物；並びに、トナー及び／又は基材の性能及び／又は価値を高めるための、電子写真の分野において周知の所望によって用いてもよい他のいかなる添加剤が挙げられるが、これらに限定されない。

コーティングは基材の選択された部分に塗布することができ、通常、基材の全表面にわたって塗布される。適した塗布技術のひとつは噴霧である。２つの面に印刷される書類については、両面がコーティングされる。乾燥後の厚さが約０．５から約５μｍ、又は乾燥後の厚さが約０．５から約２．０μｍ、又は乾燥後の厚さが約０．５から約１．０μｍでコーティングが塗布される場合もある。書類は、空気乾燥、赤外線乾燥等を包含する公知の方法を用いて乾燥させることができる。このコーティングにより十分な湿潤が与えられるため、オイルで覆われた定着トナー書類上への均一なコーティングが可能となる。乾燥は、最小限の加熱を加え、又は加熱なしに、例えば、約２０から約９０℃、又は約２５から約４５℃、又は約３０から約３８℃に加熱して、周囲の空気を用いることにより達成することができる。カーボンツイン石英管（ｃａｒｂｏｎ ｔｗｉｎ ｑｕａｒｔｚ ｔｕｂｅ）を備えた赤外線ヒーターを含む、多くのタイプの好適な赤外線乾燥器が存在する。その構成（赤外線放射源の数）は、要求されるプロセススピード、配合等に依存する。

適した噴霧技術の限定されない例には、エアー推進式ブラシ（ａｉｒ ｐｒｏｐｅｌｌｅｄ ｂｒｕｓｈ）、空気噴霧装置（ａｉｒ ａｔｏｍｉｚｅｄ ｓｐｒａｙ ｄｅｖｉｃｅ）、液体噴霧装置、又は超音波噴霧装置が含まれる。材料はピエゾインクジェット又は類似の技術により塗布することもできるであろう。ある実施形態において、エアーブラシにより、面積当たりの湿質量が約０．１から約５ｍｇ／ｃｍ²、又は約０．１から約３．５ｍｇ／ｃｍ²のエマルジョンが与えられる。噴霧ステップが加えられる印刷ラインのプロセススピードでノズルの下（一定の距離）を書類が通る時、塗布器が作動する。噴霧される領域が狭い場合、噴霧ノズルはある角度に向きを変えることができ、又は、書類のコーティングされる必要のない部分を覆うためにマスクを用いることができる。

ロールコーター、ロッドコーター、ブレード、ワイヤーバー、ディップ（ｄｉｐ）、エアナイフ、カーテンコーター、スライドコーター、ドクターナイフ、スクリーンコーター、例えば、オフセットグラビアコーターのようなグラビアコーター、スロットコーター及び押し出しコーターを包含するがこれらに限定されない従来の液体フィルムコーティング装置は、ワックスがコーティング装置に詰らない限り、オーパープリント組成物を塗布するために用いることができる。このような装置は、例えば、ダイレクトロールコーティングおよびリバースロールコーティング（ｄｉｒｅｃｔ ａｎｄ ｒｅｖｅｒｓｅ ｒｏｌｌ ｃｏａｔｉｎｇ）、ブランケットコーティング（ｂｌａｎｋｅｔ ｃｏａｔｉｎｇ）、ダンプナーコーティング（ｄａｍｐｅｎｅｒ ｃｏａｔｉｎｇ）、カーテンコーティング、平版コーティング、スクリーンコーティング、およびグラビアコーティングのような従来の方法で用いることができる。

ある実施形態のオーバープリント組成物は、定着オイル又は剥離オイル（ｒｅｌｅａｓｅ ｏｉｌ）が印刷物に残存する、トナーベースの画像及び基材の上に塗布することができる。これらの残存するオイルは、ポリジメチルシロキサンのようなシリコーンオイル、並びに／又は、アミノ基で官能化されたＰＤＭＳオイル、及びメルカプト基で官能化されたＰＤＭＳオイルのような、官能化されたシリコーンオイルであってよい。いくつかの実施形態においては、これらの残分のオイルは、トナーベースの画像及び基材の面積の５％から１００％を覆う。ある実施形態においては、これらの残存するオイルは、トナーベースの画像及び基材を０から５０μｇ／ｃｍ²にわたる水準で覆う。これらの残存するオイルにより覆われる領域における表面エネルギーは１５ｍＮ／ｍ程度に低くてもよい。

ひとつの実施形態は、エアー推進式ブラシを水性ワックスエマルジョン（表１）と組み合わせて、定着したｉＧｅｎ３印刷物の領域上に噴霧することである。このシステムは、ｉＧｅｎ３ ｄｉｇｉｔａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓの後定着ステップへ、インラインで稼働する。コーティングは、約０．１から３．５ｍｇ／ｃｍ²ウェットの、薄いフィルムとして塗布され、このコーティングの質量は、乾燥後ほとんど検出されないほど小さい。

組成物は、画像形成後適切ないずれの時期に基材に塗布してもよく、基材全体、画像全体、基材の一部、又は画像の部分に塗布してよい。好ましくは、基材上のトナーベースの画像は、例えば、静電像を生成すること、トナーで静電像を現像すること、及び現像されたトナーベースの画像を基材に転写すること、を含む電子写真の分野で周知の好適なあらゆる電子写真プロセス、又はその改変により、あらかじめ用意されている。

より具体的には、本明細書において開示されるオーバープリント組成物でコーティングされた画像を生成するための方法には以下が含まれる：光伝導性のイメージング部材上に静電潜像を生成すること、トナーを用いてこの潜像を現像すること、現像された静電像を基材に転写すること、オーバープリント組成物で基材若しくはその部分及び／又は画像若しくはその部分をコーティングすること、並びに組成物を硬化させること。画像の現像は、例えば、カスケード法、タッチダウン法、パウダー・クラウド（ｐｏｗｄｅｒ ｃｌｏｕｄ）法、磁気ブラシ法のような、当該分野において公知の数多くの方法により達成することができる。その現像された画像を基材に転写させるための方法としては、コロトロンまたはバイアスロールを使用する方法が挙げられるがこれらに限定されない。定着工程（ｆｉｘｉｎｇ ｓｔｅｐ）は、例えば、フラッシュ定着、加熱定着、加圧定着、蒸気定着（ｖａｐｏｒ ｆｕｓｉｎｇ）等の、適切なあらゆる方法によって行うことができる。好適な画像形成方法、装置およびシステムは当該分野において公知であり、その全ての開示が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第４，５８５，８８４号、第４，５８４，２５３号、第４，５６３，４０８号、第４，２６５，９９０号、第６，１８０，３０８号、第６，２１２，３４７号、第６，１８７，４９９号、第５，９６６，５７０号、第５，６２７，００２号、第５，３６６，８４０号；第 ５，３４６，７９５号、第５，２２３，３６８号、及び第５，８２６，１４７号に記載されているものが含まれるが、これらに限定されるわけではない。

前述の通り、水性ワックスエマルジョンは、トナーで印刷された画像を下に有した媒体に耐熱性、耐湿性、及び／又は耐圧性を与えるフィルムを形成する。

高融点トナー（ｈｉｇｈ ｍｅｌｔ ｔｏｎｅｒ）に耐熱性及び耐湿性を与えるようにオーバーコートが常に要求されるわけではないため、コーティングがその上に載るトナー樹脂は、一般に低融点トナー（ｌｏｗ ｍｅｌｔ ｔｏｎｅｒ）である。低融点トナーは典型的には、約５０℃から約７０℃、又は約５０℃から約６２℃の範囲の表面ガラス転移温度を有する。トナーは、実施形態においては、化学的開始剤と共に、例えば押出機のような溶融混合装置内で高温（例えば、樹脂の融点を超えるもの、そしてより具体的には融点を超す最大約１５０℃）にて、高いずりの下、直鎖不飽和ポリエステルのような直鎖不飽和樹脂（以下、ベース樹脂と呼ぶ）を架橋することにより調製された不飽和ポリエステルのような、部分的に架橋された不飽和樹脂であってよい。また、トナー樹脂は、例えば、樹脂混合物中のマイクロゲルの重量分率（ゲル含有量）が、約０．００１から約５０重量パーセント、約１から約２０重量パーセント、約１から約１０重量パーセント、又は約２から約９重量パーセントである。直鎖部分は、ベース樹脂、より具体的には不飽和ポリエステルを、トナー樹脂に対して約５０から約９９．９９９重量パーセント、又はトナー樹脂に対して約８０から約９８重量パーセントの範囲で含んで成っている。この樹脂の直鎖部分は、架橋反応の間架橋しなかった低分子量の反応性ベース樹脂、より具体的には不飽和ポリエステル樹脂を含んでもよい。

従って、この樹脂の分子量分布は、バインダーの直鎖部分及び架橋部分について異なる幅を有した双峰型である。ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定される直鎖部分の数平均分子量（Ｍ_n）は、例えば、約１，０００から約２０，０００、又は約３，０００から約８，０００である。直鎖部分の重量平均分子量（Ｍ_W）は、例えば、約２，０００から約４０，０００、又は約５，０００から約２０，０００である。ゲル部分の重量平均分子量は、１，０００，０００よりも大きい。直鎖部分の分子量分布（Ｍ_w／Ｍ_n）は約１．５から約６、又は、約１．８から約４である。示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）により測定される直鎖部分のガラス転移開始温度（ｏｎｓｅｔ ｇｌａｓｓ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）（Ｔ_g）は、約５０℃から約７０℃である。

更に、バインダー樹脂、特に架橋したポリエステルは、約１００℃から約２００℃、又は約１００℃から約１６０℃、又は約１１０℃から約１４０℃の最小定着温度を有した低融点トナーを提供することができ；低融点トナーに広い定着許容度を与えることにより、定着器ロール上へのトナーオフセットを最小限とするか、又は防ぐことができ；そして、高いトナー粉砕効率を維持することができる。このトナー樹脂ひいてはトナーにより、ビニル又はドキュメントオフセットが最小化されることが示されるか、又は実質的に存在が示されない。

不飽和ポリエステルベース樹脂の例は、例えば、無水マレイン酸、フマル酸等、及びその混合物のような二塩基酸及び／又は無水物、並びに、例えば、プロポキシル化ビスフェノールＡ、プロピレングリコール等、及びその混合物のようなジオールより調製される。好適なポリエステルの例は、ポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡフマレート）である。

ある実施形態において、トナーバインダー樹脂は、（ａ）直鎖プロポキシル化ビスフェノールＡフマレート樹脂、の溶融押出により生成され、そして（ｂ）全体のゲル重量が約２から約９重量パーセントの樹脂を含む得られた押出物と直鎖樹脂との反応押出しにより架橋される。直鎖プロポキシル化ビスフェノールＡフマレート樹脂は、例えば、ＳＰＡＲ ＩＩ（商標）の商標名でブラジル、サンパウロのＲｅｓａｎａ Ｓ／Ａ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｓ Ｑｕｉｍｉｃａｓから、又はＮＥＯＸＹＬ Ｐ２２９４（商標）若しくはＰ２２９７（商標）としてオランダ、ヘレーンのＤＳＭ Ｐｏｌｙｍｅｒから入手できる

例えば、有機過酸化物又はアゾ化合物のような化学的開始剤は、架橋したトナー樹脂の調製のために用いることができる。

低融点トナー及びトナー樹脂は、反応性樹脂が部分的に架橋する反応性溶融混合プロセス（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｍｅｌｔ ｍｉｘｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）により調製することができる。例えば、低融点トナー樹脂は以下を含む反応性溶融混合プロセスにより製造することができる。（１）反応性ベース樹脂を溶解し、これにより溶融混合装置内でポリマーメルト（ｐｏｌｙｍｅｒ ｍｅｌｔ）を形成する；（２）ポリマーメルトの架橋、より具体的には化学的架橋開始剤と共に、高い反応温度での架橋を開始させる；（３）ベース樹脂の部分的な架橋が達成される十分な滞留時間溶融混合装置内にポリマーメルトを保持する；（４）架橋反応の間、十分に高いずりを与え、剪断混合の間、ゲル粒子の形成及び破壊が保たれ、ポリマーメルト内でよく分散される；（５）所望により、ポリマーメルトから揮発性物質を除き（ｄｅｖｏｌａｔｉｌｉｚｉｎｇ）、放出されるあらゆる揮発性物質を除去する；及び（６）所望により、最終樹脂内のゲル含有量が望ましい量となるように、架橋後更なる直鎖ベース樹脂を加える。高温の反応性溶融混合プロセスにより非常に速い架橋が可能となり、これにより実質的にミクロゲル粒子のみを生成することができ、そして、プロセスに於ける高いずりにより、ミクロゲルの過度の成長が防止され、ミクロゲル粒子が樹脂内で均一に分散することが可能となる。

反応性溶融混合プロセスは、例えば、押出し機のような溶融混合装置内で溶融相に於けるポリマーでの化学反応が影響を受けるプロセスである。トナー樹脂を調製する際、これらの反応は、ポリマーの化学構造及び分子量をひいては溶融レオロジー及び定着特性を改変するために用いられる。反応性溶融混合は、粘性の高い材料にとって特に効率が良く、溶媒を必要とせず、これにより容易に環境に制御されるため有利である。所望の架橋量が達成された時に、反応容器から素早く反応生成物を取り除くことができる。

樹脂は、トナー中に約４０から約９８重量パーセント、又は約７０から約９８重量パーセントの量で存在する。樹脂は、着色剤、電荷担体添加剤、界面活性剤、乳化剤、顔料分散剤、流動添加剤、脆化剤等と溶融ブレンド又は混合してよい。次に、得られた産物はミリングのような公知の方法により粉砕され、所望のトナー粒子が形成される。

ポリエチレン、ポリプロピレン、及びパラフィンワックスのような、例えば、約１，０００から約１０，０００の低分子量Ｍ_Wのワックスは、例えば、定着離型剤として、トナー組成物中に又はトナー上に含まれていてもよい。

あらゆる色の種々の好適な着色剤が、トナー中に存在してよく、その例として、好適な着色顔料、染料、及びこれらの組み合わせが含まれ、以下が含まれる。ＲＥＧＡＬ ３３０（登録商標）；（Ｃａｂｏｔ）、Ａｃｅｔｙｌｅｎｅ Ｂｌａｃｋ、Ｌａｍｐ Ｂｌａｃｋ、Ａｎｉｌｉｎｅ Ｂｌａｃｋ；Ｍｏｂａｙマグネタイト ＭＯ８０２９（商標）、ＭＯ８０６０（商標）のようなマグネタイト；Ｃｏｌｕｍｂｉａｎマグネタイト；ＭＡＰＩＣＯ ＢＬＡＣＫＳ（商標）及び表面処理されたマグネタイト；ＰｆｉｚｅｒマグネタイトＣＢ４７９９（商標）、ＣＢ５３００（商標）、ＣＢ５６００（商標）、ＭＣＸ６３６９（商標）；Ｂａｙｅｒマグネタイト、ＢＡＹＦＥＲＲＯＸ ８６００（商標）、８６１０（商標）；Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｐｉｇｍｅｎｔｓマグネタイト、ＮＰ−６０４（商標）、ＮＰ−６０８（商標）；ＭａｇｎｏｘマグネタイトＴＭＢ−１００（商標）、又はＴＭＢ−１０４（商標）；等；シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブラウン、ブルー又はこれらの組み合わせ、例えば、特定のフタロシアニンであるＰａｕｌ Ｕｈｌｉｃｈ＆Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｉｎｃ．より入手可能なＨＥＬＩＯＧＥＮ ＢＬＵＥ Ｌ６９００（商標）、Ｄ６８４０（商標）、Ｄ７０８０（商標）、Ｄ７０２０（商標）、ＰＹＬＡＭ ＯＩＬ ＢＬＵＥ（商標）、ＰＹＬＡＭ ＯＩＬ ＹＥＬＬＯＷ（商標）、ＰＩＧＭＥＮＴ ＢＬＵＥ １（商標）、オンタリオ州、トロントのＤｏｍｉｎｉｏｎ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｌｔｄ．，より入手可能なＰＩＧＭＥＮＴ ＶＩＯＬＥＴ １（商標）、ＰＩＧＭＥＮＴ ＲＥＤ ４８（商標）、ＬＥＭＯＮ ＣＨＲＯＭＥ ＹＥＬＬＯＷ ＤＣＣ １０２６（商標）、Ｅ．Ｄ．ＴＯＬＵＩＤＩＮＥ ＲＥＤ（商標）及びＢＯＮ ＲＥＤ Ｃ（商標）、ＨｏｅｃｈｓｔよりＮＯＶＡＰＥＲＭ ＹＥＬＬＯＷ ＦＧＬ（商標）、ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ ＰＩＮＫ Ｅ（商標）、及びＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能なＣＩＮＱＵＡＳＩＡ ＭＡＧＥＮＴＡ（商標）、等。一般的に、選択することのできる着色顔料及び染料は、シアン、マゼンタ又はイエロー顔料若しくは染料、及びこれらの組み合わせである。選択しうるマゼンタの例として、例えば、カラーインデックスにおいてＣＩ ６０７１０、ＣＩ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｒｅｄ １５として識別される、２，９−ジメチル置換キナクリドン、及びアントラキノン染料、カラーインデックスにおいてＣＩ ２６０５０、ＣＩ Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ １９として識別されるジアゾ染料等が挙げられる。他の着色剤は、マゼンタ着色剤の（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ）ＰＲ８１：２、ＣＩ ４５１６０：３である。選択しうるシアンの、具体例として、銅テトラ（オクタデシルスルホンアミド）フタロシアニン、カラーインデックスにおいてＣＩ ７４１６０、ＣＩ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅとして記載されたｘ‐銅フタロシアニン顔料、カラーインデックスにおいてＣＩ ６９８１０、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌｕｅ Ｘ−２１３７として識別されるＡｎｔｒａｔｈｒｅｎｅ Ｂｌｕｅ、等が挙げられる；一方、選択しうるイエローの具体例として、ジアリールイドイエロー３，３−ジクロロベンジデンアセトアセトアニリド、カラーインデックスにおいてＣＩ １２７００、ＣＩ Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１６として識別されるモノアゾ顔料、カラーインデックスにおいてＦｏｒｕｍ Ｙｅｌｌｏｗ ＳＥ／ＧＬＮ、ＣＩ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｙｅｌｌｏｗ３３として識別されるニトロフェニルアミンスルホンアミド、２，５−ジメトキシ−４−スルホンアニリドフェニルアゾ−４’−クロロ−２，５−ジメトキシアセトアセトアニリド、及びＰｅｒｍａｎｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ＦＧＬ、ＰＹ１７、ＣＩ ２１１０５、及びレッド、ブルー、グリーンのような公知の好適な染料、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３ Ｃ．Ｉ．７４１６０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ８１：３ Ｃ．Ｉ．４５１６０：３、及びＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １７ Ｃ．Ｉ．２１１０５等が挙げられる。例えば、参照によりその開示が本明細書に全体が組み込まれている米国特許第５，５５６，７２７号を参照されたい。

着色剤、より具体的には、ブラック、シアン、マゼンタ及び／又はイエロー着色剤は、トナーに所望の色を与えるのに十分な量で組み込まれる。一般に、顔料又は染料は、例えば、約２から約６０重量パーセント、又はカラートナーについて約２から約９重量パーセント、そしてブラックトナーについては約３から約６０重量パーセントの量で選択される。

トナー組成物は、トナー樹脂粒子、及び顔料粒子又は着色剤を溶融混合し、次いで機械的摩耗させることを含む、数多くの公知の方法で調製することができる。他の方法としては、噴霧乾燥、溶融分散（ｍｅｌｔ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）、分散重合、懸濁重合、押出し法、及び乳化／凝集法（ｅｍｕｌｓｉｏｎ／ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）のような、当該分野で周知のものが挙げられる。

次に、得られたトナー粒子は、現像液組成物中に配合されることができる。トナー粒子をキャリア粒子と混合し、２成分現像液組成物を得ることもできる。

図面において、まず、図１を参照すると、印刷されコーティングされた書類が示され、全般的に１０として示される。層の厚さは説明のため誇張されている。この書類には、一組の画像１４が低温溶融トナーを用いてその上に印刷された基材１２が含まれる。コーティング１６は、一組の画像１４の上を含む、基材１２の上に形成される。コーティングにより、熱、湿度、及び／又は圧力に暴露された際、非常にトナーオフセットの少ない画像が提供される。

図２は、一つの実施形態による印刷システムを示し、全体的に２０として示される。基材は、矢印で示される方向に動く。基材はプリンター２２でトナーを印刷される。印刷画像はコーター２４を用いてコーティングされ、このコーティングは乾燥ステーション２６で乾燥される。所望により、印刷され及びコーティングされた基材は、丁合いステーション２８において複数ページの書類の一部として丁合いされ、バインダーステーション３０で綴じられる。

図３を参照すると、１つの実施形態の方法のフロー図が示されている。全体のプロセスは３１として示されている。まず、３２において、基材に、低温溶融トナーを用いてトナーベースの画像が印刷される。印刷プロセスの一部としてこの画像は定着される。次に、３４において、印刷画像を含む基材の部分上に、ワックスコーティングが、噴霧されるかまたは他の方法で塗布される。通常、噴霧は印刷プロセスのインラインで行われる。コーティングは、必ずしもそうである必要はないが、通常、片面の印刷物の前面の全体、及び両面の印刷物の前面及び後面の全体を覆う。最後に、コーティングを３６において乾燥させ、水又はコーティングシステム内の他の溶媒を蒸発させる。乾燥は、上昇させた温度又は周囲条件で行うことができる。乾燥後、基材を３８のバインディングプロセスにおいて他の基材と合わせ、複数ページの綴じられた書類を形成する場合もある。

実施例１
画像を、Ｓｔｏｒａ Ｅｎｓｏ ６７ ｇｓｍ（４５＃）用紙上に、約５６℃のバルクＴｇを有した低温溶融Ｘｅｒｏｘトナーで、ｉＧｅｎ３ ｄｉｇｉｔａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓを用いて印刷した。定着後、最初の一組の各々の印刷物の前表面全体を、以下に示される配合１のワックスエマルジョン０．００４６ｇ／ｃｍ²をコーティングした。コーティングは周囲条件で乾燥させた。乾燥時間を減少させるために加熱乾燥を用いることができたであろう。第二の組の印刷物は対照として、コーティングをしないままにした。
配合１：２．５重量％Ａｃｒｙｓｏｌ ＡＳＥ−６０（Ｒｏｈｍ＆Ｈａａｓ）（アルカリ膨潤性の、架橋されたアクリル増粘剤（５０％溶液））；及び、９７．５重量％Ｊｏｎｗａｘ ２６（ＢＡＳＦ Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）（水中での固形分が約２０−３０％のポリエチレンワックスエマルジョン）

次に、印刷されコーティングされた用紙、並びに対照用の印刷物を、−４０℃から＋７０℃の間で、２４時間、４ｇ／ｃｍ²の圧力で、Ａｕｄｉブロッキング熱サイクリング試験（Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｙｃｌｉｎｇ Ｔｅｓｔ）に付した。相対湿度は＋１℃から７０℃において５０％及び氷点下温度で０％であった。試験条件の詳細は以下の表１に示される。１つのラインに２つの温度が示されているところでは、温度が、示された時間内において、示された範囲内で増減した。

サイクル試験から取り除いた直後、サンプルを剥がし、画像への損傷を画像解析により分析した。特定の閾値で検出された「白い」ピクセルの平均面積は、トナーオフセットによって対象の領域に対して与えられた紙の損傷の量を示した。

図４は、調べたトナーオフセットが結果として得られる可能性のある幾つかのシナリオを示す。コーティングされていない対照のサンプルをトナー‐トナーブロッキング及びトナー‐紙ブロッキングについて試験した。コーティングされたサンプルは、以下の対の組み合わせを用いて試験した：処理された（コーティングされた）トナー対（処理されていない）トナー、処理されたトナー対紙、及び処理されたトナー対処理されたトナー。すべての場合において、試験は、書類上の、ワックスコーティングが定着したトナー画像の最上部にある場所で行われた。

コーティングが用いられた場合、２つの画像の１つのみが処理されていたとしても（即ち、（処理されていない）トナー対処理されたトナーの場合）、トナー‐トナーの場合に、著しい改善があった。しかし、もし、トナー画像の双方が処理されていた場合（処理されたトナー対処理されたトナー）には、損傷なくほとんど完全に剥離した。更に、トナーが処理されていた場合（処理されたトナー対紙）トナー対紙もまた改善し、その一方、この場合には、白紙の紙は処理される必要がなかった。

図４のバーは、白色面積％（オフセットが起きた面積）を得るために分析したいくつかのデータ点の幅／平均を示す。ブロッキング熱サイクル試験を通過するためには、オフセット面積％が１％を超えないことが要求される。図４のデータは、水性ワックスエマルジョンでコーティングされた印刷物は、０．５％未満のオフセットでブロッキング熱サイクル試験を通過し、その一方、コーティングをしない印刷物は、トナー−トナー試験を通過しなかった。

図５は、ブロッキング熱サイクル試験後のサンプル画像の写真（３００ｄｐｉスキャン）を示す。トナー対トナーの対照と処理されたトナーサンプルとの間の違いを明確に見ることができる。相互に押し付けられている双方の画像上にワックスコーティングが塗布された処理されたトナー対処理されたトナーのサンプル、及び処理されたトナー対紙のサンプルは、基本的にトナーのオフセットを示さなかった。

予言的実験例２
実施例１の工程を３０の書類について繰り返し、各々の書類の両面を印刷しコーティングする。次に、３０の書類一式を綴じ、本とする。この本を、本の温度が２４時間の間６０℃の温度に達する自動車の小物入れ（ｇｌｏｖｅ ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）に保存する場合、トナーオフセット面積は１％未満である。

本明細書において開示された実施形態により、印刷物が高温、高圧及び／又は高湿度の条件への暴露に耐えねばならない、自動車のマニュアル、本、郵送パンフレット（ｍａｉｌｅｒ）、製本した報告書等、及び他の用途に用いられる印刷物が可能となる。

上記で開示された特徴及び機能並びに他の特徴及び機能、又は、それらの代替が、所望により組み合わされ、多くの他の異なるシステム、又は用途となることは、よく理解されるであろう。従って、現在予測されていないか、予期されていないこれらの種々の代替、改変、変種、又は改良は、当業者により作製することができ、これらも特許請求の範囲に含まれることが意図されている。特定の請求項それ自体において特に定義されていない限り、本発明のステップ又は構成要素は、上記のいずれの実施例によっても、いずれかの特定の順序、数、位置、大きさ、形態、角度、色、又は材料に制限するものとして示唆又は導入されるものではない。

図１は、一つの実施形態に従った書類の断面図である。 図２は、特定の実施形態に従った印刷システムの図を示す。 図３は、コーティング方法を説明したフロー図である。 図４は、開示された実施形態に従ってコーティングされ、そしてブロッキング試験に付された印刷物についての、ドキュメントオフセットのボックスプロットである。 図５は、トナーベースの印刷物及び紙において、ワックスコーティングをしたオフセット、及びワックスコーティングをしていないオフセットを比較している。

符号の説明

１０ 印刷されコーティングされた書類
１４ 画像
１２ 基材
１６ コーティング
２０ 印刷システム
２２ プリンター
２４ コーター
２６ 乾燥ステーション
２８ 丁合いステーション
３０ バインダーステーション

Claims (3)

1. ５５℃〜６５℃のガラス転移温度を有する低温溶融トナーを含む画像を基材上に印刷することと、
   ０．５μｍ〜５μｍの厚さを有するワックスエマルジョンであって、１２５℃〜１３５℃の融点を有する水性ポリエチレンワックスエマルジョンを含むワックスエマルジョンで前記印刷画像をコーティングすることと、
   前記ワックスエマルジョンを乾燥させてワックスコーティングを形成することと、
   を含む方法であり、
   前記乾燥したコーティングが、少なくとも５０℃までの温度で少なくとも５０％までの相対湿度において前記印刷画像のトナーオフセットを実質的に防ぐ、前記方法。
2. 前記コーティングが、エアー推進式ブラシで噴霧される、請求項１に記載の方法。
3. 前記コーティングが、面積当たりの湿質量０．１ｍｇ／ｃｍ²〜５ｍｇ／ｃｍ²で噴霧される、請求項１または２に記載の方法。