JP5754234B2 - 箔転写方法 - Google Patents
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Description
箔押しに使用される転写箔は、例えば、樹脂製のフィルム状基材面に離型剤層を設け、その上に保護層や転写材層、接着剤層を配置させた構造を有し、箔を含有する転写材層は、主に金属蒸着やインクを用いて形成されたものである。このような構造を有する転写箔は、箔を転写させる素材や用途が拡大に伴って改良が進められてきた。例えば、有機ケイ素化合物と反応性有機化合物を含有した保護層を設けることにより箔画像の耐久性を向上させたものや、基材から剥離した後に電子線照射を行って強固な保護層を形成するようにした転写箔等が検討された(例えば、特許文献1、2参照)。また、前述したキャッシュカードやクレジットカード用の転写箔は、精密な模様を正確に、かつ、バリや欠け等の不良を発生させない転写が求められ、例えば、高分子液晶材料を転写材層に含有させてこの課題を解消している(例えば、特許文献3参照)。
また、基材上に予めトナーを付着させておき、この上に蒸着箔シートを重ね、その上からアイロンでホットプレスした後、蒸着箔シートを基材から剥がすことにより、基材上に金属箔を転写させる技術もある(例えば、特許文献5参照)。
このようにトナーを用いて箔転写する技術では、従来技術では必要とされていた押し型を使用せずに箔の転写が行えるので、箔の転写作業の短縮化や箔の転写を行う装置の簡素化を可能とする。
このように、箔を転写させた基体に加熱処理を行うと、トナー層の上に箔を転写させたものでは、トナー層が再加熱により溶解し、箔の上にスジ等が入るといった仕上がり不良を発生させることがあり、箔の仕上がり不良は製品の品質に大きな影響を与えることになった。つまり、箔を接着しているトナーは熱が加わり流動性を得ると、加わる圧力に対して変形することで対応できるが、箔自体は変形することができず加えられた圧力により亀裂を生じスジが発生してしまう。箔転写性は箔画像の周りに余分な箔が着いてしまうバリや箔画像に欠損が生じる抜けの発生度合いで評価する。また、上述した耐追い刷り性については追い刷り後に箔画像に生じるスジの有無で評価を行なう。また、トナーを用いて箔を転写した基体上にさらに画像形成(追い刷り)する場合、インクジェット方式やオフセット印刷等の電子写真方式以外の方法で対応することが検討されたが、基体の材質が制限され、作業工程を煩雑化することから好ましくなく、結局は電子写真方式による方法が望まれている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、箔転写性及び耐追い刷り性の両立を図ることのできる箔転写方法を提供することを目的としている。
前記静電潜像が形成された前記感光体にトナーを供給して箔転写面を形成する箔転写面形成工程と、
前記感光体に形成された箔転写面を基体に転写する第1転写工程と、
前記基体に転写された箔転写面を定着する定着工程と、
前記箔転写面が定着された基体に転写箔を供給する供給工程と、
前記転写箔を前記箔転写面に接触させた状態のもとで加熱して前記箔転写面に前記転写箔を転写する第2転写工程と、を有する箔転写方法であって、
前記箔転写面形成工程で使用するトナーは、少なくともポリエステル樹脂と、イオン架橋構造を有するビニル系樹脂と、を含有することを特徴とする箔転写方法が提供される。
前記イオン架橋構造を有するビニル系樹脂の含有量が5%以上50%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の箔転写方法が提供される。
そこで、トナー層の内部凝集力を高め、かつ、高温でも熱可塑性の低下を抑制する手段として、ポリエステル樹脂間の内部凝集力よりも強い凝集力を有するイオン架橋構造を有したビニル系樹脂を、ポリエステル樹脂とともに併用することで、箔転写性と追い刷り性の両立を可能にすることができた。
本発明に係る箔転写方法は、下記(1)〜(6)の工程を有する。
(1)感光体を露光した静電潜像を形成する静電潜像形成工程
(2)前記静電潜像が形成された前記感光体にトナーを供給して箔転写面を形成する箔転写面形成工程
(3)前記感光体に形成された箔転写面を基体に転写する第1転写工程
(4)前記基体に転写された箔転写面を定着する定着工程
(5)前記箔転写面が定着された基体に転写箔を供給する供給工程
(6)前記転写箔を前記箔転写面に接触させた状態のもとで加熱して前記箔転写面に転写箔を転写する第2転写工程
なお、(6)の第2転写工程後、転写箔を転写した基体上にフルカラーのトナー画像を形成し、基体を加熱してトナー画像を定着する(7)トナー画像形成工程を有しても良い。
そして、本発明の箔転写方法では、上記箔転写面形成工程で使用するトナー(以下、箔転写面形成用トナーとも言う)が、少なくとも結着樹脂を有し、結着樹脂が、少なくとも重縮合反応により形成されるポリエステル樹脂と、イオン架橋構造を有するビニル系樹脂と、を含有する。
また、本発明で言う「箔転写面」とは、画像支持体やプラスチック成形品等の基体上の箔を転写させる領域のことで、本発明に係る箔転写面形成用トナーを用いて形成されるものである。
また、本発明で言う「基体」とは、紙やPET(ポリエチレンテレフタレート)ベース等の画像支持体やプラスチック成形品等の立体形状を有するもので、箔による装飾を施す前のものを言う。
さらに、本発明で言う「箔」とは、「転写箔」とも呼ばれるもので、一般の印刷によっては表現が困難な金属感や光沢感を有する文字や絵柄を画像支持体上に付与するために使用されるものである。箔としては、用途に応じて例えば金色や銀色の画像を得るための金銀箔、金属光沢をもったカラー画像を得るためのカラー顔料箔、ホログラム画像を得るためのホログラム箔などの様々な種類のものがあるが、本発明においては用いられる箔の種類は特に限定されるものではない。
本発明で使用する箔転写面形成用トナーは、少なくとも重縮合反応により形成されるポリエステル樹脂と、イオン架橋構造を有するビニル系樹脂と、を含有する結着樹脂を含有する。
このように本発明では、箔転写面形成用トナーの結着樹脂として、ポリエステル樹脂の内部凝集力よりも強い凝集力を有するイオン架橋構造を有したビニル系樹脂を、ポリエステル樹脂とともに併用することで、トナー層の内部凝集力が高まり、箔転写性と耐追い刷り性の両立を可能としている。
ポリエステル樹脂は、ジアルコールとジカルボン酸との重縮合により樹脂化する。そのため、主鎖中に極性を有するエステル結合を有しているので、主鎖間での静電的な結合が形成できる。よって、極性が強く、転写箔の接着層との間に十分な接着性を持たせることができる。また、内部凝集力も大きく、定着装置でトナーを定着した後に、転写した箔を剥離する際に、トナー層内で破断が生じ、箔の転写不良(抜け)の発生を抑制する上でも有利となる。
本発明に用いられる酸基としてはカルボン酸、スルホン酸、スルフィン酸、ホスホン酸またはホウ酸等の基の一種または二種以上である。このうち、酸の強度及び共重合の容易さからカルボン酸が特に好ましく用いられる。カルボン酸を有するビニル単量体の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、αーエチルアクリル酸、クロトン酸等の(メタ)アクリル酸、及びαー或いはβーアルキル誘導体;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸;コハク酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、コハク酸モノアクリロイルオキシエチレンエステル、フタル酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、フタル酸モノメタクリロイルオキシエチルエステル等の不飽和ジカルボン酸モノエステル誘導体等が挙げられる。
イオン架橋構造とは、酸基を有する構成単位を持つ樹脂に多価金属を反応させてなる構造であり、例えば、カルボキシル基とマグネシウムイオンとの配位結合(イオン結合)によって生じる架橋構造などが挙げられる。
多価金属イオンを有する化合物としては、上記多価金属イオンの塩化物、臭化物、硫化物、それらの水和物を挙げることができる。
本発明では、後述するようにトナー粒子の作製時に、凝集剤として用いた多価金属イオンの一部がトナー中に取り込まれてコア粒子表面に存在するカルボキシル基と反応してイオン架橋構造を形成することが好ましい。
多価金属イオンを有する化合物の添加量は、コア粒子を形成するコア用樹脂粒子100質量部に対して1〜50質量部が好ましい。
このようにイオン架橋構造を有したビニル樹脂は、脆性が緩和され、常温下における強靭性が発現され、その結果、箔転写面形成用トナーに用いた場合に箔転写面形成装置内での攪拌によるストレスによっても破砕されずに、外添剤の埋没等も生じることを防ぐ。
本発明で言う「クリアトナー」とは、光吸収や光散乱の作用により色が認識されないトナーのことである。クリアトナーは実質的に無色透明であればよく、例えば、顔料、染料などの着色剤を含まないトナーや、顔料、染料などの着色剤を色認識できない程度に含むトナー、結着樹脂やワックス、外添剤の種類や添加量により透明度が若干低くなっているトナーなどが挙げられる。
[箔転写面形成用トナーの製造方法]
箔転写面形成用トナーは、粉砕法、懸濁重合法、乳化重合凝集法等の公知の製造方法により製造することができる。
以下、箔転写面形成用トナーの製造方法の例として、乳化重合凝集法による製造方法を示す。
なお、箔転写面形成用トナーの製造方法は、多価金属を有するイオン架橋構造を導入する方法が2通りあることから、下記の2通りの方法が挙げられる。
まず、多価金属を有するイオン架橋構造を導入する方法としては、
(a)上記少なくともポリエステル樹脂の原料モノマーと、ラジカル重合性単量体から形成されるビニル系樹脂の原料モノマーと、両反応性モノマーと、を重合させることにより得られる、ポリエステル樹脂及びビニル系樹脂が結合した複合樹脂を製造し、多価金属イオン下で複合樹脂中のビニル系樹脂のカルボキシル基と多価金属イオンを反応させてイオン架橋構造を導入する方法、
(b)前記ポリエステル樹脂の分散液と、前記ビニル系樹脂の分散液と、を多価金属イオン下で反応させてビニル系樹脂のカルボキシル基と多価金属イオンを反応させてイオン架橋構造を導入する方法、
が挙げられる。
(a−1)少なくともポリエステル樹脂の原料モノマーと、ラジカル重合性単量体から形成されるビニル系樹脂の原料モノマーと、両反応性モノマーを重合させることにより得られる、ポリエステル樹脂及びビニル系樹脂が結合した複合樹脂を製造する工程
(a−2)複合樹脂粒子を分散させて複合樹脂粒子分散液を作製する工程
(a−3)複合樹脂微粒子分散液と、金属多価イオンとを混合し、これらを水系媒体中で塩析、凝集、融着させてトナー粒子を形成する塩析、凝集、融着工程
(a−4)トナー粒子の分散系から(水系媒体)トナー粒子を濾別し、当該トナー粒子から界面活性剤などを除去する濾過、洗浄工程
(a−5)洗浄処理されたトナー粒子を乾燥する乾燥工程
(a−6)乾燥処理されたトナー粒子に外添剤を添加する工程
(b−1)ポリエステル樹脂粒子を分散させてポリエステル樹脂粒子分散液を作製する工程
(b−2)ビニル系樹脂を分散させてビニル系樹脂粒子分散液を作製する工程
(b−3)ポリエステル樹脂粒子分散液と、ビニル系樹脂粒子分散液と、金属多価イオンとを混合し、これらを水系媒体中で塩析、凝集、融着させてトナー粒子を形成する塩析、凝集、融着工程
(b−4)トナー粒子の分散系から(水系媒体)トナー粒子を濾別し、当該トナー粒子から界面活性剤などを除去する濾過、洗浄工程
(b−5)洗浄処理されたトナー粒子を乾燥する乾燥工程
(b−6)乾燥処理されたトナー粒子に外添剤を添加する工程
(a−1)の工程
複合樹脂を製造する工程としては、下記の3通りの方法が挙げられる。
i)付加重合反応を行った後に、重縮合反応を行い、必要に応じて架橋剤となる3価以上のポリエステル樹脂の原料モノマーを反応系に添加し、重縮合反応をさらに進行させる方法、
ii)重縮合反応を行った後に、付加重合反応を行い、付加重合反応の後に、必要に応じて架橋剤となる3価以上のポリエステル樹脂の原料モノマーを反応系に添加し、重縮合反応に適した温度条件下で重縮合反応をさらに進行させる方法、
iii)付加重合反応に適した温度条件下で、付加重合反応と重縮合反応を並行して行い、付加重合反応が終了した後、必要に応じて架橋剤となる3価以上のポリエステル樹脂単量体を反応系に添加し、重縮合反応に適した温度条件下で重縮合反応をさらに進行させる方法
水系媒体中に、(a−2)では複合樹脂を、(b−1)ではポリエステル樹脂を、(b−2)ではビニル系樹脂を添加して分散機によって分散処理し、各樹脂が微粒子状に分散された分散液を作製する。各樹脂は、体積基準メディアン径が60〜500nmの範囲に分散させることが好ましい。
得られた各樹脂の樹脂粒子分散液に、多価金属イオンの水溶液(凝集剤)を添加するとともに、必要に応じて離型剤粒子の分散液を添加する。なお、本発明では、凝集剤中に含まれている多価金属イオンが、トナー中のコア粒子表面に存在するカルボキシル基と反応してイオン架橋構造を形成する。
このようにして凝集、融着させてトナー粒子を形成する。
凝集・融着の方法としては、塩析融着法が好ましい。塩析融着法は、凝集と融着を並行して進め、所望の粒子径まで凝集粒子が成長したところで凝集の停止剤を添加し、粒子成長を停止させる方法である。この方法では、必要に応じて粒子形状を制御するための加熱が継続して行われる。
測定手順としては、試料0.02gを、界面活性剤溶液20ml(試料の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、試料の分散液を作製する。作製した分散液を、サンプルスタンド内のISOTON II(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定器の表示濃度が5〜10%になるまでピペットにて注入する。この濃度範囲にすることにより、再現性のある測定値が得られる。測定器において、測定粒子カウント数を25000個、アパチャー径を100μmにし、測定範囲である2〜60μmの範囲を256分割しての頻度値を算出する。体積積算分率が大きい方から50%の粒子径を体積基準メディアン径とする。
具体的には、凝集・融着工程で加熱温度を低めにして粒子間の融着の進行を抑制し凝集粒子の均一化を図る。その後、熟成工程において加熱温度を低めに、かつ時間を長くしてトナー粒子の表面が均一形状となるよう制御する。
冷却・洗浄工程では、得られたトナー粒子の分散液を、例えば1〜20℃/minの冷却速度で冷却する。所定温度まで冷却すると、冷却されたトナー粒子の分散液からトナー粒子を固液分離する。固液分離は遠心分離の他、ヌッチェ等を用いた減圧濾過、フィルタープレス等を用いた濾過等、何れの方法でもよい。次いで、固液分離によって得られたトナーケーキ(ウェット状のトナー粒子をケーキのような円筒形状に整えたもの)を洗浄し、界面活性剤や塩析剤等の付着物を除去する。
乾燥工程では、洗浄されたトナーケーキを乾燥処理する。乾燥処理には、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機等を用いることができる。乾燥されたトナー粒子の水分は、5%質量以下であることが好ましく、さらに好ましくは2%質量以下である。
外添処理工程では、乾燥によって得られたトナー粒子に外添剤を混合し、静電荷現像用トナーを得る。
なお、上記(a)の方法におけるポリエステル樹脂、ビニル系樹脂と、上記(b)の方法におけるポリエステル樹脂、ビニル系樹脂とは同様のものを用いることができる。
《ポリエステル樹脂》
ポリエステル樹脂は、ポリエステル樹脂の原料モノマーを重合させて得られる。本発明では、箔転写面形成用トナーの定着性や耐久性の観点から、ポリエステル樹脂を使用する。
ポリエステルの原料モノマーとしては、特に限定はないが、2価以上のアルコールからなるアルコール成分と、2価以上のカルボン酸化合物からなるカルボン酸成分を含む原料モノマーが挙げられる。
2価以上のアルコールとしては、トナーの保存安定性の観点から、式(I):
ここで、ポリエステル樹脂における結晶性の有無については、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂をいう。明確な吸熱ピークとは、具体的には、示差走査熱量測定(DSC)において、昇温速度10℃/minで測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークのことを意味する。
ビニル系樹脂は、ビニル系樹脂の原料モノマーを重合させて得られる。
ビニル系樹脂の原料モノマーとしては、少なくともスチレンが用いられていることが好ましく、特にスチレンアクリル樹脂が好ましい。スチレンの含有量は、トナーの保存性の観点から、付加重合系樹脂の原料モノマー中、30〜95重量%が好ましく、60〜92重量%がより好ましく、80〜92重量%がさらに好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、ジアルキルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド、ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカルボン酸等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は組み合わせて用いられる。
ラジカル重合開始剤の反応系における存在量は、ビニル系樹脂の分子量ピークトップ値を制御し、トナーの低温定着性、耐高温オフセット性及び耐久性を向上させる観点から、ビニル系樹脂の原料モノマーの総量100質量部に対して、10〜25質量部が好ましく、12〜22質量部がより好ましい。
両反応性モノマーは、上記(a−1)の複合樹脂の製造に用いられる。
両反応性モノマーは、分子内に、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、第1級アミノ基及び第2級アミノ基からなる群より選ばれた少なくとも1種の官能基、好ましくは水酸基及び/又はカルボキシル基、より好ましくはカルボキシル基と、エチレン性不飽和結合とを有する化合物、即ち、ビニル系カルボン酸であることが好ましい。両反応性モノマーの具体例としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸等が挙げられ、さらにこれらのヒドロキシアルキル(炭素数1〜3)エステルであってもよいが、反応性の観点から、アクリル酸、メタクリル酸及びフマル酸が好ましい。
本発明の箔転写面形成用トナーに使用可能なワックス(離形剤)としては、従来公知のものが挙げられ、具体的には、以下のものが挙げられる。
(i)炭化水素系ワックス
(ii)エステル系ワックス
(iii)アミド系ワックス
エチレンジアミンジベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミド等
(iV)ジアルキルケトン系ワックス
ジステアリルケトン等
(v)その他
カルナウバワックス、モンタンワックス等
本発明における箔転写面形成用トナーは、必要に応じて荷電制御剤、外添剤等を用いてもよい。
荷電制御剤としては、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩又はその金属錯体等が挙げられる。含有される金属としては、Al、B、Ti、Fe、Co、Ni等である。荷電制御剤として特に好ましいのはベンジル酸誘導体の金属錯体化合物である。
[箔転写方法]
図1は、本発明の箔転写方法を説明するための図であり、特に上述した(1)〜(6)の工程のうち、(4)〜(6)の工程を反映させた箔転写方法の手順を示した模式図である。
すなわち、図1に示していない上記(1)の静電潜像形成工程、(2)の箔転写面形成工程及び(3)の第1転写工程を経て、基体上に箔転写面が形成され、当該箔転写面に箔を供給し、供給された箔を箔転写面に接触させ、この状態で加熱を行い箔転写面に箔を転写する。
以下、図1について具体的に説明する。
なお、上記(1)〜(3)の工程を経て基体P上に箔転写面Hを形成する方法については後述する。図1(a)は、本発明に係るトナーを用いて作製された箔転写面が形成されたシート状の基体Pの断面図である。なお、上記(1)〜(3)の工程を経て基体P上に箔転写面Hを形成する方法については後述する。
本発明で使用される転写箔Fは、ベースとなるフィルムf0上に少なくとも接着層f1と箔層f2とを有するもので、ここでは接着層f1と箔層f2以外の層構成を省略してある。なお、本発明で使用可能な転写箔Fについては、後述する。
加熱加圧ローラR1とR2の間を通過することにより箔転写面H及び転写箔Fの接着層f1は溶融し、通過後、箔転写面H及び接着層f1は冷却して硬化する。このとき、転写箔Fのうち箔転写面Hに接触している転写箔Fの接着層f1とが交じり合うことにより強固な接着状態を形成する。このように、本発明では転写箔Fは基体P上に凸状に形成されている箔転写面Hに接触している接着層f1を介して箔転写面Hとの間に接着状態を形成し、転写箔Fより箔層f2を箔転写面Hの形状に忠実に対応させた形状に転写を行うことが可能である。
図2は、箔転写面形成装置の内部構成を示す図である。
箔転写面形成装置は、上述の(1)〜(6)の工程のうち、(1)〜(3)の工程の実施が可能なもので、露光により静電潜像を形成する感光体を有し、当該感光体に上記箔転写面形成用トナーを供給して静電潜像に対応した箔転写面を形成する。そして、形成された箔転写面を感光体より基体に転写させるものである。
感光体11上に形成された静電潜像は、感光体11の近傍に配置されている箔転写面形成用トナー供給装置21より箔転写面形成用トナーの供給を受けることにより箔転写面を形成する((2)の箔転写面形成工程)。このとき、箔転写面形成用トナー供給装置21内では内蔵されているトナー供給ローラ14が回転し、トナー供給ローラ14に付着させたトナーが感光体11に供給され、感光体11上に箔転写面を形成する。
図2に示す帯電ローラ12を用いる帯電はいわゆる接触方式と呼ばれるもので、本発明では図2に示す帯電方式の他に、後述する図4の装置で使用される非接触方式の帯電を感光体に行うことも可能である。帯電ローラ12に印加されるバイアス電圧は、例えば、直流成分である±500〜1000VのDCバイアスと、交流成分である100Hz〜10kHz、200〜3500VのACバイアスとを重畳させてなるもの等がある。
本発明に使用可能な転写箔Fは、図1に示したように、少なくとも、樹脂等からなるフィルム状の支持体f0と、着色剤や金属等を含有する箔層f2、接着性を発現する有機材料を含有する接着層f1を有し、箔層f2と接着層f1が基体P上に転写する。
<複合樹脂SE-1の製造>
下記表1に示すSt-Ac(スチレンアクリル)構成成分、連鎖移動剤(NOM)、両反応性モノマー(アクリル酸)及びラジカル重合開始剤(過酸化カリウム)を滴下ロートに入れた。表1に示すポリエステル構成成分を撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた10Lの反応容器入れ、170℃まで昇温し、撹拌下で先の滴下ロートよりSt-Ac構成成分を滴下した後、1時間熟成を行った。その後、重縮合触媒としてオクチル酸スズを40質量部加え、235℃まで昇温し、常圧下(101.3kPa)にて8時間反応させた後、減圧下(20kPa)にて所望の軟化点に達するまで反応を行い、「複合樹脂SE-1」を得た。
上記複合樹脂SE-1の製造において、表1に示す成分に基づいて、それぞれ複合樹脂SE-2〜6を得た。
得られた「複合樹脂SE-1」500質量部を2000質量部の酢酸エチル(関東化学社製)に溶解し、予め作製した0.26質量%濃度のラウリル硫酸ナトリウム溶液3200部と混合し、撹拌しながら超音波ホモジナイザー「US-150T」(日本精機製作所製)でV-LEVEL300μAで2時間超音波分散した後、40℃に加温した状態でダイヤフラム真空ポンプV-700(BUCHI社製)を使用し、減圧下で3時間撹拌しながら酢酸エチルを完全に除去して、平均粒径(体積平均におけるメディアン(D50))が210nmの「複合樹脂粒子分散液A1」を得た。
上記複合樹脂粒子分散液A1の調液において、「複合樹脂SE-1」をそれぞれ「複樹脂SE-2〜SE-6」に変更した以外は同様にして、複合樹脂粒子分散液A2〜A6を得た。
(第1段重合)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ポリオキシエチレン−2−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム4.3質量部をイオン交換水1270mlに溶解させた溶液を仕込み、80℃に加熱後、スチレン124質量部、n−ブチルアクリレート45質量部、メタクリル酸12質量部、n−オクチルメルカプタン0.5質量部、マイクロクリスタリンワックス(HNP−0190:日本精鑞社製)77質量部を80℃にて溶解させた重合性単量体溶液を添加し、循環経路を有する機械式分散機「CREARMIX(エム・テクニック社製)により15分間混合分散させ、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。
次いで、この分散液に、過硫酸カリウム6質量部をイオン交換水118ml溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を80℃にて1時間にわたって加熱撹拌することにより重合を行い、樹脂粒子分散液を調製した。
(第2段重合)
上記の樹脂粒子分散液に過硫酸カリウム11質量部をイオン交換水201mlに溶解させた溶液を添加し、82℃の温度条件下に、スチレン386質量部、n−ブチルアクリレート141質量部、メタクリル酸37質量部およびn−オクチルメルカプタン13質量部からなる重合性単量体溶液を1時間かけて滴下した。
滴下終了後、1時間にわたって加熱撹拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却しSt-Ac樹脂粒子分散液B1を得た。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物316質量部、テレフタル酸138質量部および重縮合触媒としてチタンテトライソプロポキシド2質量部を10回に分割して入れ、200℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで13.3kPa(100mmHg)の減圧下に反応させ、重量平均分子量が15000になったところで反応を停止させ、非晶性ポリエステル樹脂を作製した。
得られた非晶性ポリエステル樹脂200質量部を400質量部の酢酸エチル(関東化学社製)に溶解し、予め作製した0.26重量%濃度のラウリル硫酸ナトリウム溶液638質量部と混合し、攪拌しながら超音波ホモジナイザー「UT-150T」(日本精機製作所製)でV-LEVEL 300μAで30分間超音波分散をした後、40℃に加温した状態でダイヤフラム真空ポンプV-700(BUCHI社製)を使用し、減圧下で3時間攪拌しながら酢酸エチルを完全に除去して平均粒径(体積基準によるメディアン径(D50))が180nmの「非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液C1」を得た。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、1、10-ドデカン二酸200質量部、1、9−ノナンジオール140質量部および重縮合触媒としてチタンテトライソプロポキシド2質量部を10回に分割して入れ、200℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで13.3kPa(100mmHg)の減圧下に反応させ、重量平均分子量が17000になったところで反応を停止させ、結晶性ポリエステル樹脂を作製した。
得られた結晶性ポリエステル樹脂200質量部を400質量部の酢酸エチル(関東化学社製)に溶解し、予め作製した0.26重量%濃度のラウリル硫酸ナトリウム溶液638質量部と混合し、攪拌しながら超音波ホモジナイザー「UT-150T」(日本精機製作所製)でV-LEVEL 300μAで30分間超音波分散をした後、40℃に加温した状態でダイヤフラム真空ポンプV-700(BUCHI社製)を使用し、減圧下で3時間攪拌しながら酢酸エチルを完全に除去して平均粒径(体積基準によるメディアン径(D50))が190nmの「結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液C2」を得た。
マイクロクリスタリンワックス(HNP−0190:日本精鑞社製)100質量部、アニオン性界面活性剤(ネオゲンRK:第一工業製薬社製)21質量部およびイオン交換水860質量部を混合し110℃に加熱して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社)で分散処理し、離型剤微粒子分散液F−1を得た。得られた分散液中の離型剤微粒子平均粒径は250nmであった。
<トナー粒子1の作製>
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、複合樹脂粒子分散液A1を450質量部(固形分換算)と「離型剤分散液F1」を41質量部(固形分換算)と、ポリオキシエチレン−2−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム2質量部とイオン交換水900質量部とを仕込み、液温を25℃に調整した後、25wt%の水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。
次いで、多価金属イオン化合物として、塩化マグネシウム70質量部をイオン交換水105mlに溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて30分間かけて添加し、3分間保持した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて80℃まで昇温し、80℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。
この状態で、「コールターマルチサイザー3」にて凝集粒子の粒径を測定し、所望の粒子径になった時点で、塩化ナトリウム75質量部をイオン交換水290mlに溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させる。
さらに、熟成工程として液温度88℃にて加熱撹拌することにより、「FPIA−2100」による測定で平均円形度0.960になるまで、粒子間の融着を進行させつつ、トナー粒子を形成させ、その後、液温30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを2.0に調整し、撹拌を停止した。
上記の工程にて生成したトナー粒子をバスケット型遠心分離機「MARKIII型式番号60×40」(松本機械(株)製)で固液分離し、トナー粒子のウェットケーキを形成し、このウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで45℃のイオン交換水で洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が1.0質量%となるまで乾燥してトナー粒子を得た。
複合樹脂粒子分散液A1を複合樹脂粒子分散液A2〜A6に替えた以外はトナー粒子1の製造と同様な方法でトナー粒子2〜6を得た。
複合樹脂粒子分散液A1をSt-Ac樹脂粒子分散液B1を126質量部(固形分換算)と非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液C1を324質量部(固形分換算)と「離型剤分散液F1」を30質量部(固形分換算)に替えた以外はトナー粒子1の製造と同様な方法でトナー粒子7を得た。
複合樹脂粒子分散液A1をSt-Ac樹脂粒子分散液B1を126質量部(固形分換算)と結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液C2を324質量部(固形分換算)と「離型剤分散液F1」を30質量部(固形分換算)に替えた以外はトナー粒子1の製造と同様な方法でトナー粒子8を得た。
複合樹脂粒子分散液A1を非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液C1に替えた以外はトナー粒子1の製造と同様な方法でトナー粒子9を得た。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、複合樹脂粒子分散液A3を450質量部(固形分換算)とイオン交換水900質量部とを仕込み、液温を25℃に調整した後、25wt%の水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。
次いで、塩化ナトリウム200質量部をイオン交換水800mlに溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて30分間かけて添加し、3分間保持した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて90℃まで昇温し、90℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。
この状態で、「コールターマルチサイザーIII」にて凝集粒子の粒径を測定し、所望の粒子径になった時点で、イオン交換水1000mlを添加して粒子成長を停止させる。
さらに、熟成工程として液温度90℃にて加熱撹拌することにより、「FPIA−2100」による測定で平均円形度0.960になるまで、粒子間の融着を進行させつつ、トナー粒子を形成させ、その後、液温30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを2.0に調整し、撹拌を停止した。
上記の工程にて生成したトナー粒子をバスケット型遠心分離機「MARKIII型式番号60×40」(松本機械(株)製)で固液分離し、トナー粒子のウェットケーキを形成し、このウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで45℃のイオン交換水で洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が1.0質量%となるまで乾燥してトナー粒子10を得た。
なお、作製したトナー粒子1〜10の構成成分、スチレンアクリルとポリエステルの成分比、イオン架橋形成のモノマー及び多価金属の種類について下記表2に示した。表2中、MAAとはメタクリル酸を示す。
前記トナー粒子1〜10に対して、メチルメタクリレート樹脂を被覆してなる体積平均粒径40μmのフェライトキャリアを、トナー濃度が6質量%になるように混合し、2成分現像剤の形態をとる「箔転写面形成用トナー現像剤1〜10」を調製した。
(評価条件)
調整した「箔転写面形成用トナー現像剤1〜10」を図3に示す構成の箔転写面形成装置の箔転写面トナー像形成部20Hにそれぞれ搭載して箔転写面を形成した。箔転写面の形成は市販の画像支持体(基体)「OKトップコート+(坪量157g/m2、紙厚131μm)(王子製紙(株)製)」上に形成した。なお、箔転写面形成装置では箔転写面形成用トナーの供給量を4g/m2に設定して箔転写面を形成した。
また、定着装置50における画像支持体の定着速度を230mm/sec、加熱ローラの表面材質をポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、加熱ローラの表面温度を135℃に設定して行った。
前記箔転写面形成装置を用いて前記画像支持体上に各トナーによる箔転写面を形成した後、当該画像支持体を図1に示す模式図の手順にしたがい、図1に示す層構成を有する市販の転写箔を用いて画像支持体上に形成した箔転写面上に転写箔を転写させた。なお、転写箔は、(株)村田金箔製の「BL 2号金2.8」を使用した。
図1に示す手順で箔転写を以下に示す条件の下で行った。すなわち、
・加熱ロール:外径100mm、厚さ10mmのアルミニウム製基体上に厚さ3mmのシリコーンゴム層を配置したもので、表面温度を150℃に設定
・加圧ロール:外径80mm、厚さ10mmのアルミニウム製基体上に厚さ3mmのシリコーンゴム層を配置したもので、表面温度を100℃に設定
・熱源:加熱ロール及び加圧ロールの内部にハロゲンランプを各々配置(サーミスタにより温度制御)
・加熱ロールと加圧ロールのニップ幅:7mm
・画像支持体搬送速度:200mm/秒
・転写材搬送方向:A3サイズの上記転写材を縦方向に搬送させる
・評価環境:常温常湿環境(温度20℃、相対湿度50%RH)
上記条件の下で、画像支持体上には図5(a)、(b)に示す2種類の箔画像サンプルSa及びSbを作成した。
上記で得られた箔画像の転写箔の欠落を評価後、更に画像支持体搬送速度90mm/秒で定着装置に通紙させる。
箔画像の定着器への再通紙により、箔転写面上でのスジの発生を評価した。「箔転写面上でのスジの発生」は箔を接着しているトナー層の熱による再溶融性が不十分か否かを評価するものである。
各試料上に形成された箔画像サンプルSaを、肉眼及び倍率10倍のルーペにより目視観察して箔転写面上における箔のバリの有無を以下の様に評価した。◎と○と△を合格とし、×を不合格とした。すなわち、
◎;ルーペ観察でも箔のバリが認められなかった。
○;肉眼観察では問題のないレベルだったがルーペ観察により微小なバリの発生が1〜2箇所認められた。
△;肉眼観察では問題のないレベルだったがルーペ観察によりバリの発生が3箇所以上認められた。
×;肉眼観察で箔のバリの発生が認められる。
各試料上に形成された箔画像サンプルSbを、肉眼及び倍率10倍のルーペで目視観察して箔転写面上におけるスジの有無を以下のように評価した。◎と○と△を合格とし、△と×を不合格とした。すなわち、
◎;全ての箔画像についてルーペ観察でも箔の欠落は認められなかった
○;肉眼観察では問題のないレベルだったがルーペ観察により微小なスジ1つあった。
△;肉眼観察では問題のないレベルだったがルーペ観察により微小なスジが2つ以上あった。
×;肉眼観察で箔のスジが認められる。
したがって、本発明の構成を有する箔転写面形成用トナーを使用することによって、箔転写面と転写箔との間に良好な接着力が付与されて、バリを発生させずに箔転写を行うことができ、また、箔画像の定着器への再通紙によっても、スジの発生を抑制できることが認められる。
11 感光体
12 帯電ローラ
13 転写ローラ
14 トナー供給ローラ
21 箔転写面形成用トナー供給装置
22 除電ランプ
23 搬送ローラ
24 搬送ベルト
25 クリーニング装置
25b クリーニングブレード
27、28 電源
10 中間転写部
11H、11Y、11M、11C、11Bk 感光体
12H クリーニング手段
13H、13Y、13M、13C、13Bk 一次転写ローラ
16 中間転写体
16a〜16d 支持ローラ
20H 箔転写面トナー像形成部
20Y、20M、20C、20Bk 有色トナー像形成部
21H、21Y、21M、21C、21Bk 現像手段
22H、22Y、22M、22C、22Bk 露光手段
23H、23Y、23M、23C、23Bk 帯電手段
25H、25Y、25M、25C、25Bk クリーニング手段
50 定着装置
51、52 加熱加圧ローラ
70 箔転写装置
71 元巻き部
71A 元巻きローラ
72 巻き取り部
72A 巻き取りローラ
73a、73b 箔転写ローラ
79 搬送手段
80 転写箔
F 転写箔
f0 支持体
f1 接着層
f2 箔層
H 箔転写面
P 基体(画像支持体)
R1、R2 加熱加圧ローラ
T 箔転写面形成用トナー(トナー)
Sa、Sb 箔画像サンプル
Claims (5)
- 感光体を露光した静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
前記静電潜像が形成された前記感光体にトナーを供給して箔転写面を形成する箔転写面形成工程と、
前記感光体に形成された箔転写面を基体に転写する第1転写工程と、
前記基体に転写された箔転写面を定着する定着工程と、
前記箔転写面が定着された基体に転写箔を供給する供給工程と、
前記転写箔を前記箔転写面に接触させた状態のもとで加熱して前記箔転写面に前記転写箔を転写する第2転写工程と、を有する箔転写方法であって、
前記箔転写面形成工程で使用するトナーは、少なくともポリエステル樹脂と、イオン架橋構造を有するビニル系樹脂と、を含有することを特徴とする箔転写方法。 - 前記第2転写工程後に、前記箔転写面に転写箔が転写されている基体にトナー画像を形成し、前記トナー画像が形成された前記基体を加熱して、前記トナー画像を定着するトナー画像形成工程を有することを特徴とする請求項1に記載の箔転写方法。
- 前記箔転写面形成工程で使用するトナーに含有される結着樹脂は、
前記イオン架橋構造を有するビニル系樹脂の含有量が5%以上50%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の箔転写方法。 - 前記箔転写面形成工程で使用するトナーは、クリアトナーであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の箔転写方法。
- 前記ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の箔転写方法。
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