JP5869700B2 - 静電印刷 - Google Patents

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Description

一般的に静電印刷プロセスは、光導電面上に画像を形成するステップ、帯電した粒子を持つことにより選択的に画像へと結合するようなインクを光導電面に貼り付けるステップ、ならびに画像の形状を持つ帯電した粒子を印刷基体へと転写するステップを含む。
光導電面は典型的にはシリンダー上にあり、しばしばフォトイメージングプレート(PIP)と呼ばれる。光導電面は、異なる電位を持つ画像と背景領域とを持つ静電潜像によって選択的に帯電されている。例えば、キャリア液中の帯電したトナー粒子を含む静電インク組成物を、選択的に帯電された光導電面と接触するように移動させることができる。帯電したトナー粒子が静電潜像の画像領域へと接着する一方で、背景領域が清浄のままでいる。画像は印刷基体(例えば紙)へと直接的に転写されるか、またはより一般的には、最初に、柔らかい膨張性のブランケットであり得る中間体の転写部材へと転写されて、その後に印刷基体へと転写される。この方法の変形は、感光体もしくは誘電材料上に静電潜像を形成するために他の方法を用いる。
あるシステムにおいては、静電インク組成物は、静止電極とPIPとの間のインクのポンプ輸送によってPIPへと塗布される。他の静電印刷システムは、バイナリインク現像(BID:Binary Ink Development)ユニットを含む。そのようなシステムにおいて、インクは現像ローラによって光導電面に塗布される。しばしば、それぞれ異なる色のインク(例えばシアン、マゼンタ、イエローおよびブラック)に対して異なる現像ローラが使用される。静止帯電電極と現像ローラとの間を、静電インク組成物を通過させることによって、インクが現像ローラに塗布される。理想的には、帯電したトナー粒子は現像ローラ上に均一の層を形成する。現像ローラは回転して、帯電した粒子がPIPに電気的に接触するようにする。
図1Aは、ブラック顔料を含む静電インク組成物の例における、合成チャージディレクタ(synthetic charge director)添加後の時間に伴う高電界伝導率の変化を示す。 図1Bは、ブラック顔料を含む静電インク組成物のさらなる例における、合成チャージディレクタ添加後の時間に伴う高電界伝導率の変化を示す。 図1Cは、それぞれが異なる顔料(ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアン)を含む静電インク組成物の例における、合成チャージディレクタ添加後の時間に伴う高電界伝導率の変化を示す。 図2Aは、マゼンタインクを含む静電インク組成物のさまざまな例における、さまざまな量およびさまざまな型のチャージディレクタ添加後の時間に伴う光学濃度の変化を示す。 図2Bは、ブラックインクを含む静電インク組成物のさまざまな例における、さまざまな量およびさまざまな型のチャージディレクタ添加後の時間に伴う光学濃度の変化を示す。 図2Cは、シアンインクを含む静電インク組成物のさまざまな例における、さまざまな量およびさまざまな型のチャージディレクタ添加後の時間に伴う光学濃度の変化を示す。 図2Dは、イエローインクを含む静電インク組成物のさまざまな例における、さまざまな量およびさまざまな型のチャージディレクタ添加後の時間に伴う光学濃度の変化を示す。 図3は、マゼンタ顔料を含む静電インクの例を用いて印刷する際にチャージしないインク(すなわちチャージディレクタを含まないインク)を定期的な間隔で(1000回塗るごとに)添加したときの、時間に伴う光学濃度の変化を示す。印刷基体の印刷範囲は100%であった。 図4は、チャージディレクタを含まないさまざまなインク組成物とチャージディレクタを持つさまざまなインク組成物とを用いて印刷したときの光学濃度の変化の違いを比較するグラフを示す。 図5は、特定のバッチのSCDを添加した後の、インク組成物を用いて印刷したときの光学濃度の時間に伴う変化を示す。ここで、二つの異なるバッチが比較され、一つは250Lの産生スケールのバッチで、もう一つは1600Lの産生スケールのバッチである。 図6は、合成チャージディレクタの添加の後の、インク組成物を用いて印刷したときの光学濃度の変化を比較する。二つの異なるバッチが比較され、一つは250Lの産生スケールのバッチで、もう一つは1600Lの産生スケールのバッチである。それぞれの場合において、SCDは1.2mg/gのSCDになるように添加された。 図7は、シアンインク組成物のコピー数に対する低電界導電率(pmho)を示す。この試験に関する詳細は例7を参照。 図8は、マゼンタインク組成物のコピー数に対する低電界導電率(pmho)を示す。この試験に関する詳細は例7を参照。 図9は、シアンインク組成物のコピー数に対する光学濃度を示す。この試験に関する詳細は例7を参照。 図10は、マゼンタインク組成物のコピー数に対する光学濃度を示す。この試験に関する詳細は例7を参照。
本発明を開示し、説明する前に、この発明は、本明細書に開示の特定のプロセスのステップおよび物質に限定されるものではなく、それは、そのようなプロセスのステップおよび物質は変更し得るためであるということは理解されるべきである。本明細書において使用される用語は、特定の実施態様を説明するためにのみ使用されるものであると理解されるべきである。用語は限定することを意図せず、それは、本発明の範囲は添付の請求項およびその均等物によってのみ限定されることを意図するからである。
単数形である「a」、「an」及び「the」は、文脈が明らかに他のものを記述しているのでなければ、複数の意味を含むことは注意されたい。
本明細書において使用されるとき、「キャリア液」「キャリア」は、その中にポリマー、粒子、着色剤、チャージディレクタおよび他の添加剤が分散して液体静電インクもしくは電子写真インクを生じることのできる液体を指す。そのようなキャリア液および媒剤成分は当技術分野において公知である。典型的なキャリア液は、界面活性剤、共界面活性剤、粘度調整剤および/もしくは他の含有可能な成分のようなさまざまな異なる剤の混合物を含み得る。
本明細書において使用されるとき、「インク組成物」は、インク組成物中の樹脂の粒子に電荷をもたらすためにチャージディレクタが添加された後に静電インク組成物としての使用に好適な組成物となるような組成物を指す。本明細書において使用されるとき、「静電インク組成物」は、しばしば電子写真印刷プロセスと呼ばれる静電印刷プロセスにおける使用に典型的に好適な液体状のインク組成物を一般的に指す。静電インク組成物は、本明細書に記載されるようなものであってよいキャリア液中に分散される、本明細書に記載されるようなものであってよい帯電可能な樹脂の粒子を含んでも良い。
本明細書において使用されるとき、「顔料」は一般的に顔料着色剤、磁性粒子、アルミナ、シリカおよび/もしくは他のセラミクスもしくは有機金属を一般的に含み、そのような粒子は色をもたらしてももたらさなくてもよい。このように、本明細書での記載は主に顔料着色剤の使用を例示するが、用語「顔料」は、より一般的に、顔料着色剤のみではなく、有機金属、フェライト、セラミクスなどのような他の顔料をもまた記載する。
本明細書において使用されるとき、「コポリマー」は、少なくとも二つのポリマーより重合化されるポリマーを指す。
本明細書において使用されるとき、「メルトフローレート」は、特定の温度および荷重における定義された寸法の開口部を通る樹脂の押し出し速度を一般的に指し、通常、例えば190℃/2.16kgのような温度/荷重で報告される。フローレートは、品質を区別するため、または成形の結果としての分解の測定を提供するために使用できる。本開示において「メルトフローレート」は、当技術分野に公知の押出し式プラストメータによる熱可塑性プラスチックのメルトフローレートのための標準試験法ASTM D1238−04cによって測定される。特定のポリマーのメルトフローレートが特定されるとき、他に指定がない限り、インク組成物の他の成分が一切存在しないそのポリマーのみのメルトフローレートである。
本明細書で使用されるとき、「酸度」、「酸価(acid number)」もしくは「酸価(acid value)」は、1グラムの物質を中和するのに必要とされる水酸化カリウム(KOH)のミリグラム単位の重量を指す。ポリマーの酸度は、例えばASTM D1386に記載されるような標準的な手法により測定され得る。特定のポリマーの酸度が特定されるとき、他に指定がない限り、液体トナー組成物の他の成分が一切存在しないそのポリマーのみの酸度である。
本明細書で使用されるとき「融解粘度」は、与えられたせん断応力もしくはせん断速度におけるせん断応力対せん断速度の比率を一般的に指す。試験は一般的にキャピラリーレオメーターを用いて実施される。プラスチック充填物がレオメーターバレル中で加熱され、プランジャーによるダイにより押し出される。プランジャーは、装置によって一定の力で押し出されたり、一定の速度で押し出されたりする。システムが定常状態の動作に達すると測定が実施される。当技術分野に公知のように、用いられる方法の一つは、140℃でのBrookfield粘度であり、単位はmPa−sもしくはcPoirsである。代替的に、融解粘度は、例えばThermal Analysis Instrumentsから市販されるAR−2000レオメーターによって、25mmの鋼板−標準鋼平行平板の形状を用いて、120℃、0.01hzのせん断速度でのプレートオーバープレートのレオメトリー等温線を見出して測定された。特定のポリマーの融解粘度が特定されるとき、他に指定がない限り、液体トナー組成物の他の成分が一切存在しないそのポリマーのみの融解粘度である。
特定のモノマーが、ポリマーの特定の重量パーセントを構成するものとして、本明細書に記載され得る。これは、ポリマー中の前記モノマーより形成される繰り返し単位が、ポリマーの前記重量パーセントを構成することを示す。
本明細書において標準試験について述べられるとき、他に指定がない限り、試験のバージョンは本願の出願時における最新のものを指す。
本明細書において使用されるとき、「静電印刷」もしくは「電子写真印刷」は、フォトイメージング基体から印刷媒体へと中間転写部材への直接的に、もしくは中間転写部材を介して間接的に転写される画像を提供するプロセスを一般的に指す。このように、画像は、それが塗布されるフォトイメージング基体中に実質的に吸収されない。さらに「電子写真印刷機」もしくは「静電印刷機」は、上述の電子印刷もしくは静電印刷を実施できる印刷機を一般的に指す。「液体電子写真印刷」は、電子写真印刷の特別の型であり、ここでは、電子写真プロセスにおいて粉状トナーよりも液体インクが用いられる。静電印刷プロセスは、静電インク組成物を、例えば50〜400V/μmの電場を持つ電界、もしくはある例においては、600〜900V/μmの電場を持つ電界またはそれ以上の電場を持つ電界のような、電界へと供することを含む。
本明細書において使用されるとき、用語「約」は、数値範囲の末端に対し、与えられた範囲が、その末端の「少し上」もしくは「少し下」であってよいということをもたらすことによって、柔軟性をもたらす。この用語の柔軟性の度合いは、特定の係数によっても決定でき、そして経験および本明細書中の関連した記載に基づいて決定する当業者の知識の範囲内でもあり得る。
本明細書において使用されるとき、複数の物品、構造要素、組成要素、および/もしくは材料は、便宜上、共通のリストにおいて示される。しかしながらこれらのリストは、リストにおけるそれぞれの要素が別々の、かつ独自の要素として個別に識別されているように解釈されるべきである。このように、否定する表示がないときに、そのようなリストの個別の要素のすべては、それらが共通の群に示されることのみに基づいて同じリストの他の任意の要素の事実上の均等物として解釈されるべきではない。
本明細書において、濃度、量および他の数値は範囲の形式で示され得る。そのような範囲の形式は単に利便性と簡潔さのためにのみ使用されるものであって、範囲の臨界点として明示的に示される数値を含むだけでなく、あたかもそれぞれの数値範囲とサブ範囲とが明示的に示されているように、その範囲内に包含される数値もしくはサブ範囲(sub−range)をもまた含むものであると柔軟に解釈されるべきである。例えば、「約1重量%から約5重量%」という数値範囲は、明示的に示された約1重量%から約5重量%という範囲のみを含むのではなく、示された範囲内の個々の値とサブ範囲とをも含むと解釈されるべきである。このように、この数値範囲は、2、3.5および4のような個々の範囲と、1〜3、2〜4および3〜5などのようなサブ範囲とを含む。同じ原理は数値のみを示す範囲にも適用される。さらに、そのような解釈は、記載される範囲もしくは性質の広さに関わらず適用されるべきである。
特に指定されない限り、本明細書に記載されるすべての特徴は、本明細書に記載されるすべての太陽もしくは全ての他の特徴と組み合わせることができる。
第一の態様において、静電印刷のための方法が提供され、方法は、
(i)炭化水素キャリア液と樹脂および着色剤を含む粒子とを含むインク組成物であって、インク組成物中の固形物1グラム当たり0.3mg未満のチャージディレクタを含むインク組成物を提供するステップ、
(ii)チャージディレクタをインク組成物に添加して、インク組成物中のチャージディレクタの全量がインク組成物の固形物1グラム当たり少なくとも0.6mgになるようにするステップ、ならびに
(iii)チャージディレクタを添加する所定時間内に静電印刷プロセスでインクを印刷媒体上に印刷するステップ、
を含み、ここで所定時間が90分もしくはそれ未満である、方法。
第二の態様において、パッケージされたインク組成物を作製する方法が提供され、方法は、
(a)炭化水素キャリア液と樹脂および着色剤を含む粒子とを含むインク組成物であって、インク組成物中の固形物1グラム当たり0.3mg未満のチャージディレクタを含むインク組成物を提供するステップ、
(b)該インク組成物をコンテナにパッケージし、そしてコンテナを密閉するステップ、
を含む。
第三の態様において、パッケージされたインク組成物が提供され、ここでインク組成物は、炭化水素キャリア液と樹脂および着色剤を含む粒子とを含むインク組成物であって、ここでインク組成物がインク組成物中の固形物1グラム当たり0.3mg未満のチャージディレクタを含み、
そして該インク組成物は密閉されたコンテナにパッケージされている。
本発明者らは、非常に少量のチャージディレクタを含むインク組成物の実施態様、もしくはチャージディレクタを含まないインク組成物の実施態様において、組成物の保存可能期間が増加することを見出した。本発明者らはチャージディレクタを含むパッケージされたインク組成物が、例えば、インクの作製とその印刷での使用との間に大幅な遅延が存在するときのように長時間をこえるようなときに悪化し得ることを見出した。本発明者らはまた、チャージディレクタを静電印刷の比較的直前において添加でき、そして所望の結果がまだ得られることを見出した。チャージディレクタによる樹脂粒子の帯電にはかなりの時間がかかると予想されてきたので、これは驚くべきことである。
炭化水素キャリア液
炭化水素キャリア液は炭化水素を含む液体である。炭化水素は、脂肪族炭化水素、異性化脂肪族炭化水素、分岐鎖脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素およびそれらの組み合わせを含み得るがそれらには限定されない。キャリア液の例は、脂肪族炭化水素、イソパラフィン化合物、パラフィン化合物、脱芳香族炭化水素化合物などを含むがそれらには限定されない。詳細にはキャリア液は、Isopar−G(商標)、Isopar−H(商標)、Isopar−L(商標)、Isopar−M(商標)、Isopar−K(商標)、Isopar−V(商標)、Norpar 12(商標)、Norpar 13(商標)、Norpar 15(商標)、Exxol D40(商標)、Exxol D80(商標)、Exxol D100(商標)、Exxol D130(商標)およびExxol D140(商標)(それぞれ、EXXON CORPORATIONによって販売される);Teclen N−16(商標)、Teclen N−20(商標)、Teclen N−22(商標)、Nisseki Naphthesol L(商標)、Nisseki Naphthesol M(商標)、Nisseki Naphthesol H(商標)、#0 Solvent L(商標)、#0 Solvent M(商標)、#0 Solvent H(商標)、Nisseki Isosol 300(商標)、Nisseki Isosol 400(商標)、AF−4(商標)、AF−5(商標)、AF−6(商標)およびAF−7(商標)(それぞれNIPPON OIL CORPORATIONによって販売される);IP Solvent 1620(商標)およびIP Solvent 2028(商標)(それぞれIDEMITSU PETROCHEMICAL CO.,LTD.によって販売される);Amsco OMS(商標)およびAmsco 460(商標)(それぞれAMERICAN MINERAL SPIRITS CORP.によって販売される);およびElectron、Position、New II、Purogen HF(100%合成テルペン)(ECOLINK(商標)によって販売される)を含み得るが、それらには限定されない。本開示のキャリア液および他の成分は、米国特許第6,337,168号、米国特許第6,070,042号および米国特許第5,192,638号に記載され、それら全ては参照により本明細書に組み入れられる。
キャリア液は約10オームcmの抵抗率を持つ化合物を含み得る。キャリア液は約5未満の誘電率を、他の例では約3未満の誘電率を持ち得る。
ある例において、キャリア液は、インク組成物の約5〜99.5重量%を、ある例ではインク組成物の20〜99.5重量%を、ある例ではインク組成物の50〜99.5重量%を、ある例ではインク組成物の82〜77重量%を構成する。他の例では、例えば、第一の態様のステップ(i)においてならびに/または第二の態様および第三の態様のインク組成物において、キャリア液はインク組成物の約40〜90重量%を構成する。他の例において、第一の態様のステップ(i)においてならびに/または第二の態様および第三の態様のインク組成物において、キャリア液は、インク組成物の約90〜99.5重量%を、ある例ではインク組成物の95〜99重量%を構成する。
ある例において、第一の態様のステップ(i)においてならびに/または第二の態様および第三の態様のインク組成物において、インク組成物の固形分含量は、20重量%未満であり、ある例では1〜20重量%であり、ある例では1〜20重量%である。ある例において、第一の態様のステップ(i)においてならびに/または第二の態様および第三の態様のインク組成物において、インク組成物の固形物含量は、35重量%もしくはそれ以上であり、ある例では45重量%もしくはそれ以上である。ある例において、インク組成物の固形物含量は、第一の態様のステップ(i)においてならびに/または第二の態様および第三の態様のインク組成物において、15〜25重量%であり、ある例では18〜23重量%である。ある例において、第一の態様のステップ(i)においてならびに/または第二の態様および第三の態様のインク組成物において、インク組成物の固形物含量は、35重量%もしくはそれ以上であり、ある例では40重量%もしくはそれ以上である。
ある例において、第一の態様のステップ(ii)もしくはステップ(iii)において、または第二の態様もしくは第三の態様において、キャリア液は、インク組成物の65重量%もしくはそれ未満、ある例では60重量%もしくはそれ未満を構成する。
樹脂
樹脂は、熱可塑性ポリマーを含み得るがそれらに限定されない。ある例において、樹脂は、酸性の側基もしくは塩基性の側基を持つポリマーを含む。ある例において、樹脂のポリマーは、エチレンアクリル酸コポリマー、メタクリル酸コポリマー、エチレンビニルアセタートコポリマー、エチレン(例えば80重量%〜99.9重量%)とメタクリル酸もしくはアクリル酸のアルキル(例えばC1〜C5)エステル(例えば0.1重量%〜20重量%)のコポリマー、エチレン(例えば80重量%〜99.9重量%)と、アクリル酸もしくはメタクリル酸(例えば0.1重量%〜20.0重量%)と、メタクリル酸もしくはアクリル酸のアルキル(例えばC1〜C5)エステル(例えば0.1重量%〜20重量%)とのコポリマー、ポリエチレン、ポリスチレン、イソタクチックポリプロピレン(結晶性)、エチレンエチルアクリラート、ポリエステル、ポリビニルトルエン、ポリアミド、スチレン/ブタジエンコポリマー、エポキシ樹脂、アクリル樹脂(例えば、メチルメタクリラート(例えば50重量%〜90重量%)/メタクリル酸(例えば0重量%〜20重量%)/エチルヘキシルアクリラート(例えば10重量%〜50重量%)のような、アクリル酸もしくはメタクリル酸とアクリル酸もしくはメタクリル酸のアルキルエステルの少なくとも一つとのコポリマーであって、ここでアルキルが、ある例において1から約20個の炭素原子であるもの)、エチレンアクリラートターポリマー、エチレン-アクリル酸エステル-無水マレイン酸(MAH)もしくはグリシジルメタクリラート(GMA)ターポリマー、エチレンアクリル酸イオノマー、ならびにそれらの組み合わせから選択し得る。
樹脂は酸性側基を持つポリマーを含んでよい。酸性側基を持つポリマーは、50mgKOH/グラムもしくはそれ以上の酸度を、ある例では60mgKOH/グラムもしくはそれ以上の酸度を、ある例では70mgKOH/グラムもしくはそれ以上の酸度を、ある例では90mgKOH/グラムもしくはそれ以上の酸度を、ある例では100mgKOH/グラムもしくはそれ以上の酸度を、ある例では105mgKOH/グラムもしくはそれ以上の酸度を、ある例では110mgKOH/グラムもしくはそれ以上の酸度を、ある例では115mgKOH/グラムもしくはそれ以上の酸度を、持ち得る。酸性側基を持つポリマーは、200mgKOH/グラムもしくはそれ未満の酸度を、ある例では190mgKOH/グラムもしくはそれ未満の酸度を、ある例では180mgKOH/グラムもしくはそれ未満の酸度を、ある例では130mgKOH/グラムもしくはそれ未満の酸度を、ある例では120mgKOH/グラムもしくはそれ未満の酸度を、持ち得る。mgKOH/gとして測定されるポリマーの酸度は、当技術分野に公知の標準的な手順、例えばASTM D1386に記載されるような手順を用いて測定できる。
樹脂はポリマーを含んでもよく、ある例ではそれは酸性側基を持つポリマーであり、それは、ある例では約60グラム/10分未満の、ある例では約50グラム/10分未満の、ある例では約40グラム/10分未満の、ある例では約30グラム/10分未満の、ある例では約20グラム/10分未満の、ある例では約10グラム/10分未満の、メルトフローレートを持つ。ある例では、粒子中全てのポリマーが酸性側基および/もしくはエステル基を持ち、それぞれが個別に90グラム/10分未満の、80グラム/10分もしくはそれ未満の、ある例では80グラム/10分もしくはそれ未満の、ある例では70グラム/10分もしくはそれ未満の、ある例では70グラム/10分もしくはそれ未満の、ある例では60グラム/10分もしくはそれ未満の、メルトフローレートを持つ。
酸性側基を持つポリマーは、約10グラム/10分〜約120グラム/10分の、ある例では約10グラム/10分〜約70グラム/10分の、ある例では約10グラム/10分〜約40グラム/10分の、ある例では約20グラム/10分〜約30グラム/10分の、メルトフローレートを持つ。ある例において、酸性側基を持つポリマーは、約50グラム/10分〜約120グラム/10分の、ある例では約60グラム/10分〜約100グラム/10分の、メルトフローレートを持つ。メルトフローレートは、例えばASTM D1238に記載されるような、当技術分野に公知の標準的な手順を用いて測定できる。
酸性側基は、遊離酸の形態であってもよく、またアニオンの形態であってもよく、そして典型的に、例えばリチウム、ナトリウムおよびカリウムのようなアルカリ金属、マグネシウムもしくはカルシウムのようなアルカリ土類金属、ならびに亜鉛のような遷移金属から選択される金属の金属対イオンである対イオンと結合していても良い。酸性側基を持つポリマーは、エチレンとアクリル酸もしくはメタクリル酸のいずれかのエチレン性不飽和酸とのコポリマー、ならびに金属イオン(例えば、Zn、Na、Li)によって少なくとも部分的に中和された、メタクリル酸とエチレンアクリル酸もしくはメタクリル酸コポリマーのようなそれらのイオノマー(例えばSURLYN(登録商標)イオノマー)のような樹脂より選択できる。
インク組成物の粒子は、酸性側基を持つ二つの異なるポリマーを含む樹脂を含んでもよい。酸性側基を持つ二つのポリマーは、上述の範囲に包含され得ることなる酸度を持つ。粒子は、50mgKOH/グラム〜110mgKOH/グラムの酸度を持つ酸性側基を持つ第一のポリマーと、110mgKOH/グラム〜130mgKOH/グラムの酸度を持つ酸性側基を持つ第二のポリマーとを含み得る。
インク組成物の粒子は、約10グラム/10分〜約50グラム/10分のメルトフローレートと、50mgKOH/グラム〜110mgKOH/グラムの酸度とを持つ第一のポリマー、ならびに約50グラム/10分〜約120グラム/10分のメルトフローレートと、110mgKOH/グラム〜130mgKOH/グラムの酸度とを持つ第二のポリマーの、二つの異なる酸性側基を持つポリマーを含み得る。第一のポリマーと第二のポリマーとは、エステル基を含まないものであってよい。
インク組成物の粒子は、エチレン(例えば92重量%〜85重量%、好ましくは約89重量%)とアクリル酸もしくはメタクリル酸(例えば8〜15重量%、好ましくは約11重量%)とのコポリマーであり80〜110グラム/10分のメルトフローレートを持つ第一のポリマー、ならびにエチレン(例えば約80重量%〜92重量%、好ましくは約85重量%)とアクリル酸(例えば約18〜12重量%、好ましくは約15重量%)とのコポリマーであり、第一のポリマーより低い溶解粘度を持つ第二のポリマーの、酸性側基を持つ二つの異なるポリマーを含む樹脂を含んでもよく、ここで、第二のポリマーは、例えば15000ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では10000ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では1000ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では10ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では50ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では10ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を持つ。溶解粘度は標準的な技法により測定できる。溶解粘度は、例えばThermal Analysis Instrumentsから市販されるAR−2000レオメーターのようなレオメーターによって、25mmの鋼板−標準鋼平行平板の形状を用いて、120℃、0.01hzのせん断速度でのプレートオーバープレートのレオメトリー等温線を見出して測定できる。
上述の実施態様のいずれにおいても、酸性側基を持つ第一のポリマー対酸性側基を持つ第二のポリマーの比は、約10:1〜約2:1であり得る。他の例において、この比は約6:1〜約3:1、ある例では約4:1であり得る。
粒子は、15000ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では10000ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では1000ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では100ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では50ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では10ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を持つ、ポリマーを含んでいてよく、前記ポリマーは、本明細書に記載されるような酸性側基をもつポリマーであり得る。粒子は、15000ポアズもしくはそれ以上の溶解粘度を、ある例では20000ポアズもしくはそれ以上の溶解粘度を、ある例では50000ポアズもしくはそれ以上の溶解粘度を、ある例では70000ポアズもしくはそれ以上の溶解粘度を持つ第一のポリマーを含んでいてよく、ある例では粒子は、第一のポリマーより低い溶解粘度を持つ第二のポリマーを含んでいてよく、ある例では15000ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では10000ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では1000ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では100ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では50ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では10ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を持つ。粒子は、60000ポアズより大きい溶解粘度を、ある例では60000ポアズから100000ポアズの溶解粘度を、ある例では65000ポアズから85000ポアズの溶解粘度を持つ第一のポリマーと、15000ポアズから40000ポアズの溶解粘度を、ある例では20000ポアズから30000ポアズの溶解粘度を持つ第二のポリマーと、15000ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では10000ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では1000ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を、ある例では100ポアズもしくはそれ未満の溶解粘度を持つ第三のポリマーとを含んでいてもよく、第一のポリマーの例はNucrel960(DuPontより入手)であり、第二のポリマーの例はNucrel699(DuPontより入手)であり、第三のポリマーの例はAC−5120(Honeywellより入手)である。第一のポリマー、第二のポリマーおよび第三のポリマーは、本明細書に記載されるような酸性側基を持つポリマーであってよい。溶解粘度は、例えばThermal Analysis Instrumentsから市販されるAR−2000レオメーターのようなレオメーターによって、25mmの鋼板−標準鋼平行平板の形状を用いて、120℃、0.01hzのせん断速度でのプレートオーバープレートのレオメトリー等温線を見出して測定できる。
粒子が単一の型の樹脂ポリマーを含むなら、樹脂ポリマー(インク組成物の他のすべての成分を除く)は、6000ポアズもしくはそれ以上の溶解粘度を、ある例では8000ポアズもしくはそれ以上の溶解粘度を、ある例では10000ポアズもしくはそれ以上の溶解粘度を、ある例では12000ポアズもしくはそれ以上の溶解粘度を持ち得る。粒子が複数のポリマーを含むなら、粒子のすべてのポリマーは、一緒になって、6000ポアズもしくはそれ以上の溶解粘度を、ある例では8000ポアズもしくはそれ以上の溶解粘度を、ある例では10000ポアズもしくはそれ以上の溶解粘度を、ある例では12000ポアズもしくはそれ以上の溶解粘度を持つ混合物(インク組成物の他のすべての成分を除く)を形成する。溶解粘度は標準的な技法を用いて測定される。溶解粘度は、例えばThermal Analysis Instrumentsから市販されるAR−2000レオメーターのようなレオメーターによって、25mmの鋼板−標準鋼平行平板の形状を用いて、120℃、0.01hzのせん断速度でのプレートオーバープレートのレオメトリー等温線を見出して測定できる。
インク組成物の粒子は、エチレンとメタクリル酸もしくはアクリル酸のエチレン性不飽和酸とのコポリマー、ならびに金属イオン(例えば、Zn、Na、Li)によって少なくとも部分的に中和された、メタクリル酸とエチレンアクリル酸もしくはメタクリル酸コポリマーのようなそれらのイオノマー(例えばSURLYN(登録商標)イオノマー)から選択される、酸性側基を持つ二つの異なるポリマーを含む樹脂を含んでいてよい。粒子は、(i)エチレンと、アクリル酸もしくはメタクリル酸のいずれかのエチレン性不飽和酸とのコポリマーであり、ここでアクリル酸もしくはメタクリル酸のいずれかのエチレン性不飽和酸がコポリマーの8重量%〜約16重量パーセントを、ある例では、コポリマーの10重量%〜16重量%を構成する第一のポリマー、ならびに(ii)エチレンと、アクリル酸もしくはメタクリル酸のいずれかのエチレン性不飽和酸とのコポリマーであり、ここでアクリル酸もしくはメタクリル酸のいずれかのエチレン性不飽和酸がコポリマーの12重量%〜約30重量%を、ある例ではコポリマーの14重量%〜約20重量%を、ある例ではコポリマーの16重量%〜約20重量%を、ある例ではコポリマーの17重量%〜約19重量%を構成する第二のポリマーを含んでいてよい。
ある例において、樹脂はインク組成物の固形分の約5〜90重量%を、ある例では約5〜80重量%を構成する。他の例において、樹脂はインク組成物の固形分の約10〜60重量%を構成する。他の例において、樹脂はインク組成物の固形分の約15〜40重量%を構成する。他の例において、樹脂はインク組成物の固形分の70重量%〜80重量%を構成する。
樹脂は、上述のような(好ましくはエステル側基を含まない)酸性側基を持つポリマー、ならびにエステル側基を持つポリマーを含み得る。エステル側基を持つポリマーは、好ましくは熱可塑性ポリマーである。エステル側基を持つポリマーは、さらに酸性側基を含み得る。エステル側基を持つポリマーは、エステル側基を持つモノマーと酸性側基を持つモノマーとのコポリマーであってよい。ポリマーは、エステル側基を持つモノマーと、酸性側基を持つモノマーと、酸性側基もエステル側基も持たないモノマーとのコポリマーであってよい。エステル側基を持つモノマーは、エステル化アクリル酸もしくはエステル化メタクリル酸から選択されるモノマーであってよい。酸性側基を持つモノマーは、アクリル酸もしくはメタクリル酸より選択されるモノマーであってよい。酸性側基もエステル側基も持たないモノマーは、エチレンもしくはプロピレンを含むがそれらに限定されないアルキレンモノマーであってよい。エステル化アクリル酸もしくはエステル化メタクリル酸は、代表的に、アクリル酸のアルキルエステルもしくはメタクリル酸のアルキルエステルであってよい。アクリル酸もしくはメタクリル酸のアルキルエステル中のアルキル基は、1から30個の炭素原子を、ある例では1から20個の炭素原子を、ある例では1から10個の炭素原子を持つアルキル基であってよく、ある例では、メチル、エチル、イソプロピル、n−プロピル、t−ブチル、イソブチル、n−ブチルおよびペンチルより選択される。
エステル基を持つポリマーは、エステル側基を持つ第一のモノマー、酸性側基を持つ第二のモノマー、ならびに酸性側基もエステル側基もまったく含まないアルキレンモノマーである第三のモノマーのコポリマーであってよい。エステル側基を持つポリマーは、(i)エステル化アクリル酸もしくはエステル化メタクリル酸より選択され、ある例ではアクリル酸もしくはメタクリル酸のアクリルエステルから選択されるエステル基を持つ第一のモノマー、(ii)アクリル酸もしくはメタクリル酸から選択される酸性側基を持つ第二のモノマー、ならびに(iii)エチレンおよびプロピレンから選択されるアルキレンモノマーである第三のモノマーのコポリマーであってよい。第一のモノマーは、コポリマーの1〜50重量%、ある例ではコポリマーの5〜40重量%、ある例ではコポリマーの5〜20重量%、ある例ではコポリマーの5〜15重量%を構成する。第二のモノマーは、コポリマーの1〜50重量%、ある例ではコポリマーの5〜40重量%、ある例ではコポリマーの5〜20重量%、ある例ではコポリマーの5〜15重量%を構成する。ある例では、第一のモノマーはコポリマーの5〜40重量%を構成し、第二のモノマーはコポリマーの5〜40重量%を構成し、そして、第三のモノマーがコポリマーの残余の重量を構成する。ある例において、第一のモノマーはコポリマーの5〜15重量パーセントを構成し、第二のモノマーがコポリマーの5〜15重量パーセントを構成し、第三のモノマーがコポリマーの残余の重量を構成する。ある例において、第一のモノマーがコポリマーの8〜12重量%を構成し、第二のモノマーがコポリマーの8〜12重量%を構成し、第三のモノマーがコポリマーの残余の重量を構成する。ある例において、第一のモノマーがコポリマーの約10重量%を構成し、第二のモノマーがコポリマーの約10重量%を構成し、第三のモノマーがコポリマーの残余の重量を構成する。エステル側基を持つポリマーは、DuPont(登録商標)より入手可能なBynel2022およびBynel2002を含む、Bynel(登録商標)のクラスのモノマーから選択できる。
エステル側鎖を持つポリマーは、粒子中の樹脂ポリマーの全量、例えば酸性側鎖を持つポリマーもしくは複数のポリマーとエステル側基を持つポリマーの全量の1重量%もしくはそれ以上を構成する。エステル側鎖を持つポリマーは、粒子中の樹脂ポリマーの全量の5重量%もしくはそれ以上を、ある例では粒子中の樹脂ポリマーの全量の8重量%もしくはそれ以上を、粒子中の樹脂ポリマーの全量の10重量%もしくはそれ以上を、粒子中の樹脂ポリマーの全量の15重量%もしくはそれ以上を、粒子中の樹脂ポリマーの全量の20重量%もしくはそれ以上を、粒子中の樹脂ポリマーの全量の25重量%もしくはそれ以上を、粒子中の樹脂ポリマーの全量の30重量%もしくはそれ以上を、粒子中の樹脂ポリマーの全量の35重量%もしくはそれ以上を構成し得る。エステル側基を持つポリマーは、粒子中の樹脂ポリマーの全量の5重量%〜50重量%を、ある例では粒子中の樹脂ポリマーの全量の10重量%〜40重量%を、粒子中の樹脂ポリマーの全量の15重量%〜30重量%を、構成し得る。
エステル側基を持つポリマーは、50mgKOH/グラムもしくはそれ以上の酸度を、ある例では60mgKOH/グラムもしくはそれ以上の酸度を、ある例では70mgKOH/グラムもしくはそれ以上の酸度を、ある例ではある例では80mgKOH/グラムもしくはそれ以上の酸度を持ち得る。エステル側基を持つポリマーは、100mgKOH/グラムもしくはそれ未満の酸度を、ある例では90mgKOH/グラムもしくはそれ未満の酸度を持つ。エステル側基を持つポリマーは60mgKOH/グラムから90mgKOH/グラムの酸度を、ある例では70mgKOH/グラムから80mgKOH/グラムの酸度を持ち得る。
エステル側基を持つポリマーは、約10グラム/10分〜約120グラム/10分のメルトフローレートを、ある例では約10グラム/10分〜約50グラム/10分のメルトフローレートを、ある例では約20グラム/10分〜約40グラム/10分のメルトフローレートを、ある例では約25グラム/10分〜約35グラム/10分のメルトフローレートを持ち得る。
ある例では、ポリマーもしくは複数のポリマーは、Nucrelのトナー群(例えばNucrel403(商標)、Nucrel407(商標)、Nucrel609HS(商標)、Nucrel908HS(商標)、Nucrel1202HC(商標)、Nucrel30707(商標)、Nucrel1214(商標)、Nucrel903(商標)、Nucrel3990(商標)、Nucrel910(商標)、Nucrel925(商標)、Nucrel699(商標)、Nucrel599(商標)、Nucrel960(商標)、Nucrel RX76(商標)、Nucrel2806(商標)、Bynell2002(商標)、Bynell2014(商標)、およびBynell2020(商標)(E.I.du PONTより市販))、Aclynのトナー群(例えばAclyn201、Aclyn246、Aclyn285、およびAclyn295)、ならびにLotaderのトナー群(例えばLotader2210、Lotader3430、およびLotader8200(Arkemaより市販))から選択できる。
樹脂は、破砕中もしくは混合中に着色剤をカプセル化してインク粒子を作製することができる。インク粒子は、約1マイクロメートル(1ミクロン)から約10マイクロメートル(10ミクロン)の最終粒径を持ち得、分解当たり約1マイクロメートル(ミクロン)の厚さの印刷画像を形成できる。顔料をカプセル化した樹脂は、特定の融点をもたらすよう配合され得る。一例において、融点は約30℃から約150℃であり得る。他の例において融点は約50℃から約100℃でありえる。そのような融点は印刷中に所望のフィルム形成を可能にできる。インク組成物は、それぞれの粒子全体に 均一に分布できる、樹脂、粒子および着色剤からなる粒子を含み得る。
着色剤
インク組成物は着色剤を含む。着色剤は、ブラック顔料、シアン顔料、イエロー顔料およびマゼンタ顔料から選択される顔料であってよい。そのような顔料は当業者に公知である。顔料は、無機顔料もしくは有機顔料であってよい。キャリア液中に分散する着色剤は、キャリア液と相溶性であり、かつ静電印刷に有用である任意の着色剤であってよく、例えば、着色剤は顔料粒子として存在しても良いし、樹脂(本明細書に記載されるポリマーに加えて)および顔料を含むものでも良い。樹脂と顔料は、当技術分野に公知の一般的に使用される任意のものであってよい。例えば、Permanent Yellow DHG、Permanent Yellow GR、Permanent Yellow G、Permanent Yellow NCG−71、Permanent Yellow GG、Hansa Yellow RA、Hansa Brilliant Yellow 5GX−02、Hansa Yellow X、NOVAPERM(登録商標)YELLOW HR、NOVAPERM(登録商標)YELLOW FGL、Hansa Brilliant Yellow 10GX、Pemanent Yellow G3R−01、HOSTAPERM(登録商標)YELLOW H4G、HOSTAPERM(登録商標)YELLOW H3G、HOSTAPERM(登録商標)ORANGE GR、HOSTAPERM(登録商標)SCARLET GO、Permanent Rubine F6Bを含む、Hoechstによる顔料、L74−1357 Yellow、L75−1331 Yellow、L75−2337 Yellowを含むSun Chemicalによる顔料、DALAMAR(登録商標)YELLOW YT−858−Dを含むHeubachによる顔料、CROMOPHTHAL(登録商標)YELLOW 3G、CHROMOPHTHAL(登録商標)YELLOW GR、CHROMOPHTHAL(登録商標)YELLOW 8G、IRGAZINE(登録商標)YELLOW 5GT、IRGALITE(登録商標)RUBINE 4BL、MONASTRAL(登録商標)MAGENTA、MONASTRAL(登録商標)SCARLET、MONASTRAL(登録商標)VIOLET、MONASTRAL(登録商標)RED、MONASTRAL(登録商標)VIOLETを含むCiba−Geigyによる顔料、LUMOGEN(登録商標)LIGHT YELLOW、PALIOGEN(登録商標)ORANGE、HELIOGEN(登録商標)BLUE L 690 IF、HELIOGEN(登録商標)BLUE TBD 7010、HELIOGEN(登録商標)BLUE K 7090、HELIOGEN(登録商標)BLUE L 710 IF、HELIOGEN(登録商標)BLUE L 6470、HELIOGEN(登録商標)GREEN K 8683、HELIOGEN(登録商標)GREEN L 9140を含むBASFによる顔料、QUINDO(登録商標)MAGENTA、INDOFAST(登録商標)BRILLIANT SCARLET、QUINDO(登録商標)RED 6700、QUINDO(登録商標)RED 6713、INDOFAST(登録商標)VIOLETを含むMobayによる顔料、Maroon B STERLING(登録商標) NS BLACK、STERLING(登録商標)NSX76、MOGUL(登録商標)Lを含むCabotによる顔料、TIPURE(登録商標)R−101を含むDuPontによる顔料、UHLICH(登録商標)BK8200を含むPaul Uhlichによる顔料などである。
第一の態様の方法は、
(i)炭化水素キャリア液と樹脂および着色剤を含む粒子とを含むインク組成物であって、インク組成物中の固形物1グラム当たり0.3mg未満のチャージディレクタを含むインク組成物を提供するステップ、
(ii)チャージディレクタをインク組成物に添加して、インク組成物中のチャージディレクタの全量がインク組成物の固形物1グラム当たり少なくとも0.6Mgになるようにするステップ、
を含む。
本明細書に記載される態様中のチャージディレクタの量は、インク組成物中のチャージディレクタの全量に関する。ある例において、複数の型のチャージディレクタがインク組成物に含まれ、その量はインク組成物中の異なる型のチャージディレクタの合計である。
上述のように、チャージディレクタは、インク粒子上の十分な帯電を維持するためにキャリア液に添加される。インク組成物の固形物のグラム当たり0.3mg未満の量のチャージディレクタは、もし存在しても小さな帯電効果しか示さない。第一の態様のステップ(i)においてならびに第二の態様および第三の態様のインク組成物において、インク組成物は、インク組成物中の固形分のグラム当たり0.2mg未満のチャージディレクタを、インク組成物中の固形分のグラム当たり0.1mg未満のチャージディレクタを、インク組成物中の固形分のグラム当たり0.05mg未満のチャージディレクタを含み得る。ある例では、第一の態様のステップ(i)においてならびに第二の態様および第三の態様のインク組成物において、インク組成物はチャージディレクタを実質的に含まないか、または含まない。ある例では、第一の態様のステップ(i)においてならびに第二の態様および第三の態様のインク組成物において、樹脂および着色剤を含む粒子に対して負の電荷を与えるディレクタとして定義されてもよく、ならびに/または樹脂および着色剤を含む粒子に対して正の電荷を与えるディレクタとして定義されてもよい。ある例では、第一の態様のステップ(i)においてならびに第二の態様および第三の態様のインク組成物において、チャージディレクタはスルホサクシナートの金属塩、オキシホスホナートの金属塩、アルキルベンゼンスルホン酸の金属塩、芳香族カルボン酸もしくは芳香族スルホン酸の金属塩、ポリオキシエチル化アルキルアミン、レシチン、ポリビニルピロリドンおよび多価アルコールの有機酸エステルから選択されるディレクタと定義される。ある例では、第一の態様のステップ(i)においてならびに第二の態様および第三の態様のインク組成物において、インク組成物は、スルホサクシナートの金属塩、オキシホスホナートの金属塩、アルキルベンゼンスルホン酸の金属塩、芳香族カルボン酸もしくは芳香族スルホン酸の金属塩、ポリオキシエチル化アルキルアミン、レシチン、ポリビニルピロリドンおよび多価アルコールの有機酸エステルを実質的に含まないか、または含まない。ある例では、第一の態様のステップ(i)においてならびに第二の態様および第三の態様のインク組成物において、インク組成物は、油溶性石油スルホナート(例えば、中性Calcium Petronate(商標)、中性Barium Petronate(商標)、および塩基性Barium Petronate(商標))、ポリブチレンサクシンイミド(例えば、OLOA(商標)1200およびAmoco575)、グリセリド塩(例えば、不飽和酸および飽和酸の置換基を持つ、リン酸化モノグリセリドおよびリン酸化ジグリセリドのナトリウム塩)、スルホン酸の、バリウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩を含むがそれらに限定されないスルホン酸塩を実質的に含まないか、または含まない。ある例では、第一の態様のステップ(i)においてならびに第二の態様および第三の態様のインク組成物において、インク組成物は、アルキルスルホン酸、アリールスルホン酸およびアルキルサクシナートのスルホン酸を含むがそれらに限定されないスルホン酸(例えばWO2007/130069を参照できる)を実質的に含まないか、または含まない。
ある例では、チャージディレクタは物質であり、インク組成物の固形分のグラム当たり5mgのこの物質の量を、この物質を含まないインク組成物に添加するとき、24時間を超えてインク組成物の高電界電気伝導度を、少なくとも5%、ある例では少なくとも10%、ある例では少なくとも20%、ある例では少なくとも30%、ある例では少なくとも50%、ある例では少なくとも100%高める。高電界電気伝導度は、この文脈においては、23°でDC電流 を用いて1500V/mmで測定される。
第一の態様のステップ(ii)は、インク組成物にチャージディレクタを添加して、インク組成物中のチャージディレクタの全量をインク組成物中の固形分のグラム当たり少なくとも0.6mgに、ある例ではインク組成物中の固形分のグラム当たり少なくとも1mgに、ある例ではインク組成物中の固形分のグラム当たり少なくとも1.5mgに、ある例ではインク組成物中の固形分のグラム当たり少なくとも2mgに、ある例ではインク組成物中の固形分のグラム当たり少なくとも3mgに、ある例ではインク組成物中の固形分のグラム当たり少なくとも4mgに、ある例ではインク組成物中の固形分のグラム当たり少なくとも5mgに、ある例ではインク組成物中の固形分のグラム当たり少なくとも10mgに、ある例ではインク組成物中の固形分のグラム当たり少なくとも1〜20mgに、ある例ではインク組成物中の固形分のグラム当たり少なくとも1〜15mgに、ある例ではインク組成物中の固形分のグラム当たり少なくとも2〜15mgに、ある例ではインク組成物中の固形分のグラム当たり少なくとも3〜10mgにするステップを含む。インク組成物中の固形分のグラム当たり0.6mgのチャージディレクタが、たとえば静電印刷プレス中における例えばワーキング分散液用であり得るインク組成物における帯電の効果を与えるチャージディレクタの好適な必要最低限量であることを見出した。
ステップ(ii)において、添加されるチャージディレクタは、樹脂および着色剤を含む粒子に対して負の電荷を与えるディレクタとして定義されてもよく、ならびに/または樹脂および着色剤を含む粒子に対して正の電荷を与えるディレクタとして定義されてもよい。ある例では、チャージディレクタはイオン性化合物、特に、脂肪酸の金属塩、スルホサクシナートの金属塩、オキシホスファートの金属塩、アルキルベンゼンスルホン酸の金属塩、芳香族カルボン酸もしくは芳香族スルホン酸の金属塩、ならびにポリオキシエチル化アルキルアミン、レシチン、ポリビニルピロリドン、多価アルコールの有機酸エステルなどのような両性イオン性化合物および非イオン性化合物、から選択できる。ある例では、チャージディレクタは油溶性石油スルホナート(例えば、中性Calcium Petronate(商標)、中性Barium Petronate(商標)、および塩基性Barium Petronate(商標))、ポリブチレンサクシンイミド(例えば、OLOA(商標)1200およびAmoco575)、グリセリド塩(例えば、不飽和酸および飽和酸の置換基を持つ、リン酸化モノグリセリドおよびリン酸化ジグリセリドのナトリウム塩)、スルホン酸の、バリウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩を含むがそれらに限定されないスルホン酸塩から選択されるがそれらに限定されない。スルホン酸は、アルキルスルホン酸、アリールスルホン酸およびアルキルサクシナートのスルホン酸(例えばWO2007/130069を参照できる)を含み得るがそれらに限定されない。ある例では、チャージディレクタはインク組成物の粒子状に負の帯電を与える。
本明細書において使用されるチャージディレクタは、参照により本明細書にそのすべてを組み入れる米国特許第5,346,796号に記載されるような当業者に公知の任意のものであってよい。
ある例において、チャージディレクタは、一般式[R1’−O−C(O)CHCH(SO )OC(O)−O−R2’]〔式中、R1’およびR2’はアルキル基である〕のスルホサクシナート部分を含む。ある例では、チャージディレクタは、一般式MA〔式中Mは金属、nはMの価数、およびAは一般式[R1’−O−C(O)CHCH(SO )OC(O)−O−R2’]〔式中、R1’およびR2’はアルキル基である〕のイオンである〕の単塩およびスルホサクシナート塩のナノ粒子、または参照によりそのすべてを本明細書に組み入れるWO2007130069に見られる他のチャージディレクタを含む。WO2007130069に記載されるように、一般式MAのスルホサクシナート塩は、ミセル形成塩の例である。チャージディレクタは、一般式HA〔Aは上述のとおりである〕の酸を実質的に含まないか、または含まない。チャージディレクタは、少なくともいくつかのナノ粒子を包含する前記スルホサクシナートのミセルを含み得る。チャージディレクタは、200nmもしくはそれ未満のサイズ、ある例では2nmもしくはそれ未満のサイズを持つ少なくともいくつかのナノ粒子を含み得る。WO2007130069に記載されるように、単塩は、ミセル形成塩のミセルのためのコアを形成できるがそれらによるミセルを形成しない塩である。単塩を構成するイオンはすべて親水性である。単塩は、Mg、Ca、Ba、NH、tert−ブチルアンモニウム、LiおよびAl+3またはそれらのサブグループから選択されるカチオンを含み得る。単塩はSO 2−、PO3−、NO 、HPO 2−、CO 2−、アセタート、トリフルオロアセタート(TFA)、Cl、Bf、F、ClO およびTiO 4−、またはそれらのサブグループから選択されるアニオンを含み得る。単塩は、CaCO、BaTiO、Al(SO)、Al(NO、Ca(PO、BaSO、BaHPO、Ba(PO、CaSO、(NHCO、(NHSO、NHOAc、Tert−ブチルアンモニウムブロミド、NHNO、LiTFA、Al(SO、LiClOおよびLiBFまたはそれらのサブグループから選択できる。チャージディレクタは、塩基性バリウムペトロナート(BBP)をさらに含み得る。
式[R1’−O−C(O)CHCH(SO )OC(O)−O−R2’]において、ある例では R1’およびR2’の各々が脂肪族アルキル基である。ある例では、R1’およびR2’の各々が独立してC6〜25アルキルである。ある例では、前記脂肪族アルキル基は直鎖である。ある例では、前記脂肪族アルキル基は分岐である。ある例では、前記脂肪族アルキル基は、6個より多い炭素原子の直鎖を含む。ある例では、R1’とR2’が同一である。ある例では、R1’とR2’の少なくとも一つがC1327である。ある例では、MはNa、K、Cs、CaもしくはBaである。式[R1’−O−C(O)CHCH(SO )OC(O)−O−R2’]および/もしくは式MAは、WO2007130069のすべての部分において定義されるようなものであり得る。
チャージディレクタは、(i)大豆レシチン、(ii)バリウムペトロナート(BPP)のようなバリウムスルホナート塩、および(iii)イソプロピルアミンスルホナート塩を含み得る。塩基性バリウムペトロナートは、21〜26炭化水素アルキルのバリウムスルホナート塩であり、例えばChemturaより入手できる。例示的なイソプロピルアミンスルホナート塩は、ドデシルベンゼンスルホン酸イソプロピルアミンであり、Crodaより入手可能である。チャージディレクタは、参照によりそのすべてを本明細書に組み入れる米国特許第5266435号に記載されるようなものであってよい。
第一の態様のステップ(ii)におけるチャージディレクタは、式[R1’−O−C(O)CHCH(SO )OC(O)−O−R2’]〔式中、R1’およびR2’はアルキル基である〕のスルホサクシナート部分およびアルキルベンゼンスルホン酸を含み得る。本発明は、式[R1’−O−C(O)CHCH(SO )OC(O)−O−R2’]〔式中、R1’およびR2’はアルキル基である〕のスルホサクシナート部分とアルキルベンゼンスルホン酸の組み合わせが、インク中の樹脂粒子が完全に帯電するまでの時間を減少させることを見出した。アルキルベンゼンスルホン酸は、式

〔式中、Rはアルキル基、ある例ではC〜C15アルキル基、ある例ではC10〜C14アルキル基、ある例ではC12アルキル基である〕であってよい。Rは好ましくは、ベンゼン環上でSOH基に対してパラ位にあり、好ましくは直鎖アルキル基である。アルキルベンゼンスルホン酸は、ある例ではアルキルアミンと等量で、ある例では例えばイソプロピルアミンのようなイソアルキルアミンと等量で存在し得る。
ある例では、 第一の態様のステップ(i)においてならびに第二の態様および第三の態様のインク組成物において、インク組成物はアルミニウムステアラートを含むがそれには限定されない脂肪酸のアルミニウムのようなアルミニウム塩を含む。これは、チャージディレクタの添加後に、樹脂粒子上の帯電を安定化させる作用をする。ある例では、アルミニウムステアラートを含むアルミニウム塩は、例えば酸性側基を持つ樹脂とともに使用されるとき、チャージディレクタではない。
例えばステップ(i)および/もしくはステップ(ii)における、ならびに第二の態様および第三の態様のインク組成物におけるチャージディレクタは、例えば、WO2011/110221に記載されるような、樹脂を含む粒子上に正の電荷を与えるチャージディレクタであってよく、例えばジルコニウムオクトアートもしくはジルコニウム2−エチルヘキサノアートから選択されるような有機多価塩から例えば選択される。例えば、ステップ(i)および/もしくはステップ(ii)において、ならびに第二の態様および第三の態様のインク組成物においてインク組成物は、例えばWO2011/110221に記載されるような酸性帯電補助剤を含んでよく、例えば2−(4−クロロフェニル)−3−メチルブチル酸もしくは4−(2,4−ジクロロフェノキシ)ブチル酸を含み得る。例えばステップ(i)および/もしくはステップ(ii)におけるチャージディレクタは、樹脂を含む粒子上に正の帯電を与えるチャージディレクタであってよく、例えばステップ(i)および/もしくはステップ(ii)におけるインク組成物は、酸性帯電補助剤を含んでよく、樹脂はWO2011/110221に記載されるような塩基性樹脂であってよく、例えばビニルピロリドンのホモポリマーもしくはコポリマーであってよく、例えばビニルピロリドン/トリアアコンテンコポリマーであってよい。
第一の態様のステップ(iii)
第一の態様のステップ(iii)は、チャージディレクタを添加する所定時間内にインクを印刷媒体上に静電印刷プロセスによって印刷するステップを含み、ここで所定時間が90分もしくはそれ未満である。
ある例では、所定時間は、ある例では75分もしくはそれ未満であり、ある例では60分もしくはそれ未満である。ある例では所定時間は少なくとも20分であり、ある例では少なくとも30分である。所定時間はある例では20〜90分であり、ある例では30〜60分である。
静電印刷プロセスは、
表面上に静電潜像を形成するステップ、
表面をインク組成物と接触させ、粒子の少なくともいくつかが表面に結合し、表面上に現像されたトナー像を形成するステップ、ならびに
トナー像を印刷媒体に転写するステップ
を含む。
静電潜像が形成される表面は、例えばシリンダーの形状の回転部材上であってよい。静電潜像が形成される表面は、フォトイメージングプレート(PIP)を形成してもよい。接触は、静止電極と回転部材の間にインク組成物を通過させることを含み、回転部材はその上に静電潜像を持つ表面を持つ部材であるか、またはその上に静電潜像を持つ表面と接触した部材であってよい。静止電極と回転部材の間に電圧が印加され、粒子が回転部材の表面に接着するようになる。これは、インク組成物を、50〜400V/μmもしくはそれ以上の、ある例では、600〜900V/μmもしくはそれ以上の電界を持つ電界へと供することを含み得る。
中間転写部材は、回転柔軟部材であってよく、それはある例では例えば80〜160℃の温度まで加熱され、ある例では90〜130℃、ある例では100〜110℃に加熱される。
印刷媒体は、任意の好適な基体であってよいかまたは任意の好適な基体を含む。印刷媒体は、その上に印刷された画像を持つことができる任意の好適な基体であってよい。印刷媒体は、有機物質もしくは無機物質より選択される物質を含んでよい。物質は、例えばセルロースのような天然ポリマー物質を含んでよい。物質は、ポリエチレンおよびポリプロピレンならびにスチレンポリブタジエンのようなコポリマーを含むがそれらに限定されない例えば、アルキレンモノマーより生成されるポリマーのような合成ポリマー物質を含んでよい。ポリプロピレンは、ある例では二軸延伸ポリプロピレンであってよい。材料は、シート形状であり得る金属を含んでよい。金属は、例えば、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、スズ(Sn)、銅(Cu)、それらの混合物から選択され得るか、それらより作製され得る。ある例では、印刷媒体はセルロース紙を含む。ある例では、セルロース紙は、例えばスチレン−ブタジエン樹脂より形成されるポリマーのようなポリマー物質によってコートされる。ある例では、セルロース紙は、(インクによる印刷前に)その表面にポリマー材料と共に結合した無機物質を持ち、ここで無機物質は、例えば、カオリナイトもしくは炭酸カルシウムから選択できる。印刷媒体は、ある例では、紙のようなセルロース印刷媒体である。セルロース印刷媒体は、ある例では例えばポリマー物質をその上にコートされたようなコートされたセルロース印刷媒体である。
第一の態様の方法は、複数の塗りもしくはコピーが実施できるように実施され得る。塗りもしくはコピーの数は、少なくとも1000であり得、ある例では少なくとも2000であり得、ある例では少なくとも3000であり得、ある例では少なくとも5000であり得る。それぞれの塗りにおけるそれぞれの印刷基体上の印刷範囲40%もしくはそれ未満であり得、ある例では30%もしくはそれ未満であり得、ある例では20%もしくはそれ未満であり得る。塗りは、印刷基体に形成された1色の単一の画像であり得る。コピーは、例えばブラック、マゼンタ、シアンおよびイエローより選択される複数の色を持つ単一の画像であってよい。
第一の態様の方法は、複数の印刷媒体シート、ある例では500枚もしくはそれ以上の印刷媒体シート、ある例では750枚もしくはそれ以上の印刷媒体シート、ある例では1000枚もしくはそれ以上の印刷媒体シートが印刷されるように実施され得る。シートは、例えばA4もしくはA3のような標準的な印刷サイズのような任意のサイズもしくは形状であり得る。
第二および第三の態様
第二の態様において、パッケージされたインク組成物を作製する方法が提供され、方法は、
(a)炭化水素キャリア液と樹脂および着色剤を含む粒子とを含むインク組成物であって、インク組成物中の固形物1グラム当たり0.3mg未満のチャージディレクタを含むインク組成物を提供するステップ、
(b)該インク組成物をコンテナにパッケージし、そしてコンテナを密閉するステップ、
を含む。
第二の態様の方法は、第一のステップとして、インク組成物を作製するステップを含み、この作製するステップは、
炭化水素キャリア液、樹脂、着色剤を混合して、炭化水素キャリア液ならびに樹脂および着色剤を含む粒子を含むインク組成物であって、インク組成物中の固形物1グラム当たり0.3mg未満のチャージディレクタを含むインク組成物を提供するステップを含む。
作製するステップは、樹脂、着色剤および炭化水素キャリア液を適当な条件で混合し、キャリア液中に樹脂と着色剤を含む粒子を形成する。本明細書に記載されるようなさらなる添加物もしくは複数の添加物を方法中の任意のときに添加することができる。樹脂と着色剤を混合するステップは、キャリア液中で樹脂および着色剤を破砕するステップを含み得る。
インク組成物は本明細書に記載されるようなものであってよく、例えば第一の態様と組み合わされていても良い。
第三の態様において、パッケージされたインク組成物が提供され、ここでインク組成物は、
炭化水素キャリア液と樹脂および着色剤を含む粒子とを含み、
ここでインク組成物は、インク組成物中の固形物1グラム当たり0.3mg未満のチャージディレクタを含み、
そして該インク組成物は密閉されたコンテナにパッケージされている。
第二および第三の態様におけるコンテナは任意の好適なコンテナであってよい。コンテナは好ましくはインク組成物を移送できるようにし、好ましくはコンテナからのキャリア液の蒸発を阻害する。ある例において、コンテナはポリマーを含む壁を含む。例えば、コンテナはプラスチックチューブであってよいか、またはそれを含み得る。ある例では、コンテナは金属を含む壁を含み、例えば、ステンレス鋼もしくはアルミニウムのようなスチールより選択され得る。ある例では、コンテナは、例えばアルミニウムチューブのようなアルミニウム容器であってよいか、またはそれを含み得る。コンテナは例えばシリンジ缶のような缶の形状であってよく、例えば金属を含む壁を持つ。缶は、例えばキャップもしくはバルブのような好適な閉口装置によって密閉されていてよく、そして印刷装置によって自動的に開封できるようになっていてもよい。そのような缶は、当業者に公知である。他の例において、缶は、本明細書に記載されるようなインク組成物(代替的にインク濃縮物と呼ばれ得る)を含むための内部容量、出口、および内部容量に従って拡張する少なくとも一つの柔軟性壁を含むインク濃縮コンテナであってよく、イ柔軟性壁を変形させることによってインク組成物が内部容量から出口を通って押し出され得る。そのようなインク濃縮コンテナは、参照によりそのすべてを本明細書に組み入れるWO2011/035811に記載される。
以下の実施例は、発明者に知られる本願の組成物および方法のいくつかの変形を例示する。しかしながら、以下のものは、本願の組成物および方法の本質の用途の例もしくは例示でしかないことは理解されるべきである。本願の組成物および発明の精神および範囲から離れることなく多くの修正のおよび代替の組成物および方法は当業者によって想到し得る。添付の請求項はそのような修正および変形を包含することが意図されている。このように、本願の組成物および方法は、具体的に上述されるが、以下の実施例は、何がいま許容できると認識されるかということに関連してより詳細な点を与える。
例1−「Coral」インク組成物
この例は、チャージディレクタを欠いたインク組成物/配合を説明する。このインク組成物は、72:18:10の重量比の樹脂Nucrel925、Nucrel2806およびBynel2022の配合を用い、Isopar Lによってペーストを作製するよう調製され、ペーストは、顔料、VCA(ジ/トリ Alステアラート塩)およびHPBが添加された。このインクは、Isoparおよび/もしくはMarcolのような重油を添加することによってワーキング分散液の固形物濃度へと希釈された。
インク組成物を作成する一般的な手順を以下に記載する。
第一のステップとして、72:18:10の重量比の樹脂Nucrel925、Nucrel2806およびBynel2022がそれぞれ、Ross二軸プラネタリーミキサーによって1500グラムのIsopar L(EXXONによって製造されるイソパラフィン油)キャリア液によって60rpmの速度で130℃の温度で1時間混合された。それぞれの場合において、樹脂の全量は1000グラムであった。温度が下げられ、混合は混合物が室温になるまで続けられた。混合中、ポリマーは、Isoparを溶媒和し、冷却中に、キャリア液中のポリマー(溶媒和したキャリア液とともに)の顆粒が形成された。
第二のステップにおいて、第一のステップで作製された1000グラムの混合物が帯電補助剤としての5グラムのアルミニウムトリステアラートおよび適切な量の顔料と共にUion Process 1Sボール磨砕機へと充填された。シアン組成物を作製するために、顔料TB5およびBSG87が添加され、それらは組成物の固形物の12.1重量%および0.9重量%を形成した。TB5は主要なシアン顔料であり、TOYO社によって供給されるフタロシアニン顔料ブルー15:3を示す。BSG87は、二次的なシアン顔料であり、BASF社によって供給されるフタロシアニン顔料グリーン7を示す。
ブラックインク組成物のために、TB5およびBSG87は、それぞれ(組成物の固形物の)15.8重量%および3.2重量%の顔料Monarch800およびAlkali Blue D6200(それぞれ、CabotおよびFlingグループより入手可能)と置き換えられた。イエローインク組成物のために、TB5およびBSG87は、それぞれ(組成物の固形物の)11.2重量%および2.8重量%の顔料Paliotol Yellow D1155およびPaliotol Yellow D1819(いずれもBASFより入手可能)と置き換えられた。マゼンタインク組成物のために、TB5およびBSG87は、それぞれ(組成物の固形物の)18重量%および2.5重量%の顔料Permanent Carmine FBB02およびQuindo Magenta122( それぞれ、ClariantおよびSun Chemicalより入手可能 )と置き換えられた。
上で作製されたNucrel925、Nucrel2806およびBynel2022の樹脂粒子を含むトナー濃縮物は、追加のIsopar Lで希釈され、Isopar Lであるキャリア液を98%含む2%NVSを持つトナーをもたらした。
トナー粒子のNVSに関して4.5%の重量パーセントであるIsopar−Lで希釈されたワックス粒子が添加された。ワックスはHoneywellより入手可能なポリエチレンワックスAcumist B6であった。
上述のように作製されたインク組成物はチャージディレクタを欠く。このインク組成物は、以下、「Coral」インクと呼ぶ。チャージディレクタは、以下の例3以降において記載される試験のそれぞれの前にこの組成物に添加された。
例2「4.0」インク組成物
この例は、再びチャージディレクタを欠いたインク組成物をさらに作製することを説明する。このインク組成物は、磨砕機S1と呼ばれる研究室の破砕ツールを用いて、以下の表Iに説明されるような組成物を混合することによって作製された。
上に用いられる「樹脂」は、重量比4:1のDuPontから入手可能なNucrel699およびHoneywellから入手可能なA−C5120であった。
TB5は主要なシアン顔料であり、TOYO社によって供給されるフタロシアニン顔料ブルー15:3を示す。BSG87は、二次的なシアン顔料であり、BASF社によって供給されるフタロシアニン顔料グリーン7を示す。ブラックインク組成物のために、TB5およびBSG87は、それぞれ(組成物の固形物の)15.8重量%および3.2重量%の顔料Monarch800およびAlkali Blue D6200(それぞれ、CabotおよびFlingグループより入手可能)と置き換えられた。イエローインク組成物のために、TB5およびBSG87は、それぞれ(組成物の固形物の)11.2重量%および2.8重量%の顔料Paliotol Yellow D1155およびPaliotol Yellow D1819(いずれもBASFより入手可能)と置き換えられた。マゼンタインク組成物のために、TB5およびBSG87は、それぞれ(組成物の固形物の)18重量%および2.5重量%の顔料Permanent Carmine FBB02およびQuindo Magenta122( それぞれ、ClariantおよびSun Chemicalより入手可能 )と置き換えられた。
VCAは、Riedel de−Haanより入手可能なアルミニウムトリステアラートおよびパルミタート塩を示す。
HPBは、Honeywell社より商品名AcumistB6として入手可能であるホモポリマーポリエチレンワックスを示す。
DS72は、Degussa−Evonikより商品名Aerosil R7200として入手可能なシリカ粉末である。
Sol−Lは、EXXONによって製造されるイソパラフィン油であるIsopar Lを指す。
HPBは、後からインク組成物へと混合しながら添加された。
破砕は二段階のステップ:
i)高温ステージ−53℃1.5時間
ii)低温ステージ−45℃10.5時間
で実施された。
これにより約20%の固形物含量を持つインクが作製された。インクは2%NVSへと希釈され、そして、以下に記載がない限り、表IIに記載されるような以下の添加剤が添加された。
W12はテフロン粉末である。
SVMは、ABCRより商品名SIG5840で入手可能な高粘性である300KcStのシリコンオイルである。
SE−15は、ShinEtsuからKSG−15の商品名で入手可能な消泡剤シリコン添加剤である。
Marcolは0.83gr/ccの粘度を持つ高粘性のパラフィンオイルである。
インク組成物はチャージディレクタを欠く。この組成物は、以下で「4.0」と呼ばれる。例3以降に記載されるそれぞれの試験の直前においてチャージディレクタが添加された。
以下の試験において使用されるチャージディレクタは以下のものである。
NCD−これは、Isopar(80重量%)中に、成分(i)天然大豆レシチン(6.6重量%)、(ii)塩基性バリウムペトロナート(9.8重量%)、および(iii)イソプロピルアミンドデシルベンゼンスルホン酸(3.6重量%)を持つ天然チャージディレクタを指す。このNCDの重量が、以下の例および図において示されるとき、インク組成物中の固形物のグラム当たりの(i)天然大豆レシチン、(ii)塩基性バリウムペトロナートおよび(iii)ドデシルベンゼンスルホン酸の重量を合わせたものを指す。
SCD−これはWO2007130069に記載されるような、バリウムビススルホサクシナート塩と呼ばれる合成チャージディレクタを指し、一般式[R1’−O−C(O)CHCH(SO )OC(O)−O−R2’]〔式中、 R1’およびR2’の各々が独立してC6〜25アルキルであり、一般的に主にC13アルキルである〕のスルホサクシナート部分を含む。このSCDの重量が 以下の例および図において示されるとき、インク組成物中の固形物のグラム当たりのバリウムビススルホサクシナートの重量を指す。
以下の試験のいくつかにおいて、ならびに図のいくつかで述べられるように、「GT」と呼ばれるさらなるチャージディレクタがSCD含有組成物に添加される。ここでの文脈において「GT」は、ドデシルベンゼンスルホン酸イソプロピルアミン塩を示す。GT重量が図中に示されるとき、インク組成物中の固形物のグラム当たりのドデシルベンゼンスルホン酸イソプロピルアミン塩の重量を指す。
例3
本試験の目的は、最適な安定に帯電したインク分散物を得るための帯電の立ち上がり時間を評価するというものであった。
導電率計装置 (High Field Conductivity Meter(HFCM)の商品名でHP−Indigoから入手可能)が、インクサンプルの帯電から少なくとも4時間の期間の試験されたインクの高電界電気伝導度を測定するために使用された。高電界電気伝導度は1500V/mmでDC電流を用いて23°で測定される。結果は図1Aと図1Bに示される。図1Aはブラック顔料を持ち、SCDで帯電されたインク組成物4.0を示し、図1Bは、ブラック顔料を持ち、SCDで帯電されたCoralインク組成物を指す。これらの図において、両方の場合に、最初の測定時点、すわなちチャージディレクタの添加後1時間においてほとんどすべての帯電が達成されていることを見出すことができる。静電インクは、最適な静電インクの帯電のためには一晩もしくは少なくとも24時間のインキュベーション時間が必要であるという先入観は正しくないということがここに示された。これらの静電インクは、これまで信じられてきたよりもより速い帯電動態を持つ。この試験における経時的な帯電の発達および安定性の動態は、帯電安定性を強く示し、実際の静電印刷プロセスにおいても同様の結果が見られるに違いないことを示す。
さらなる試験において、YMCK色に基づいたCoralインク組成物におけるSCDの帯電動態が試験された。結果は図1Cに示される。この図においてY軸上の「HF」はpmho/cm単位で高電界電気伝導度を示す。ここでこのオフライン試験は、SCDの添加のあと、5、10、20、40、60、120、180、240、1440分の短時間における帯電の発展がチェックされ、24時間の最後の時点で得られたHF値は(図1AおよびAにおいても見られる)は、240分からの帯電の微妙な減少が存在することを示す。図1Cにおいて、共通の濃度(5〜9mg/グラム)のSCDで帯電されるとき、それぞれの色における帯電の上昇は、プレス加工のようなウィンドウになることが見出せる。
例4
図3におけるこれらの最初の示唆から、本願の発明者は帯電していないインク分散物の帯電立ち上がり時間を記録するために印刷プレス上のインクを試験したいと考えた。
この試験において、チャージディレクタが添加された時からの時点の数における印刷プレス上の光学濃度が測定された。使用される印刷プレスは、HP−Indigoから入手可能なHP Indigo 7000Digital Pressであった。目的は、光学濃度が安定化するためにどれくらいの時間がかかるかを見ることと、安定な値が容認可能な範囲にあるかどうかということを見ることであった。
結果は図2A、2B、2Cおよび2Dに示され、それぞれマゼンタ、ブラック、シアンおよびイエロー顔料を含むインクの結果を示す。図2Aにおいて、OD設定点が1.45であり、上部範囲制限が1.5であるときに、マゼンタインクが極めて安定化されることを見出すことができる。ODにおける相対変化は、ODにおける0.03までの変化という、さらなるプレス生成のための所望の仕様の範囲内であった。ブラックインク(図2B)もまた、20分までという比較的短い帯電安定化時間を示した。マゼンタおよびブラックインクの両方において、GT添加は、安定化時間の減少を助ける。ここでもまた、本発明者は、NCD含有インクがSCD含有インクよりも少し速く帯電されることを見出した。
イエローおよびシアンは、図2Cおよび2Dにそれぞれ示されるように、所望のOD設定点を達成するまで比較的長い安定化時間を持つことが見出された。
上述の結果より、本願の発明者は多くの色において、0.5時間後に印刷を介しできると予測した。試験の間、本願発明者は印刷中のODを観察し、チャージディレクタの添加後のOD安定性を確認した。インク固形分が添加されるとき、帯電の減少があるかどうかを見るために、彼らは現像電圧を観察した。
表IIIは、結果を要約し、SCDとNCDのチャージディレクタを比較する。これらの結果は、Coralインク組成物のものである。組成物へと添加されたSCDの量は、それぞれの場合において、3.5〜10mg/グラムであった(インクの色と試験とによる)。組成物に添加されたNCDの量は、それぞれの場合において28〜50ccであった。

NB:10mg/グラムのGTを含み、すべてのインク帯電安定時間は20分未満であった。さらに帯電設定点はシフトし、このシフトの方向(高帯電/低帯電)は色に依存した。
上述の表において、帯電立ち上がり時間は、多くの色のインクにおいて、それらの化学的性質が異なるのにも関わらず、SCDとNCDの間で極めて類似している。唯一の相違はイエローの場合である。現像電圧が印刷画像のODと相関し、測定として機能する可能性があると同時に、ODが印刷品質において最も重要な要素の一つであるので、本願発明者は、印刷性能における立ち上がり(すなわち帯電)時間がどのように発現するかを定量化するために直接的にODを測定することを考えた。
例5−印刷中における帯電していないインクの添加
インク分散液の構築に加えて、本願発明者は、印刷中に帯電していないインクを添加することの効果を調査したいと考えた。新たに添加された帯電していないインクの量の変化速度が遅いとき、印刷中の、特に広範囲の画像を印刷しているときに、帯電が減少する。インクの帯電を自動的に構成する新しい帯電システムを持つことなく、本願発明者は以下の2つの疑問について調査することによってこの態様について確認することにした。
1. 添加することが望まれるSCDの量はどのくらいなのか、またはSCDの消費はどのようなものなのか。
2. このことは、開発中の代替的な印刷システムと適合するかどうか。
第一の疑問は、弱く帯電する色であるマゼンタと、強く帯電する色であるブラックにおいて主に確認された。100%固形物範囲の印刷から、本願開発者は1Kのimp(塗り)のODにおける変化は0.1までであることを見出した。試験はCoral Magenta静電インクによって行われ、結果は図3に示される。ODにおける容認できる変化が0.03であるとき、チャージディレクタは、印刷中におおよそ330塗りごとに添加されるべきであると結論付けることが可能である。
再びCoralインク組成物を用いてマゼンタとブラックのインクのために他の試験が実施され、そしてここで本願発明者は帯電されていないインク缶と帯電されたインク缶を比較してODの変化を測定した。ODの変化は1kのimpで標準化され帯電されていないインクを用いるとき、インク帯電期間中の状況が起きることを示した。結果は図4に示される。帯電されたインクと比べて帯電されていないインクの場合、マゼンタにおける変化がODで0.1までであることを見ることができる。帯電されていないものと帯電されたものとの差異は、Coralブラック静電インク(図4において「K」と示される)の場合はより小さいが、DSC消費はより大きい。他の色の場合、シアンとイエローは、より少ないSCDを消費し、ブラックより少ないOD変化を示す。ODの変化は印刷装置において容易に校正できる。
例6
他の試験は、印刷中に添加されるべきSCDの必要最低限量とOD減少の減衰定数とを測定することを目的とした。CDをインク分散物へと添加する時、帯電が上昇し、一般的にOD設定点までODが減少する。
CDの添加点から開始して、ODは、定期的な間隔で測定され、これよりODがOD設定点まで減少する減衰定数αを計算することが可能である。それぞれの色のために計算されたαは異なるが、これから、設定点まで到達するのに必要な時間を推論することができる。
例として、CD添加後の第一のOD点であるODと、SCD消費が開始し、ODが上昇し始める漸進的なODを指すOD設定点との2つのOD点が取られ、ならびに第一のOD点と後に現れる第二の点の間のODの差異を指すΔODも取られるとき、
OD=OD設定点+ΔODe−αtであり、

が導き出される。
OD設定点に到達するのに必要な時間を知るのが望まれるとき、このαと現在のODとCD添加後の望まれるOD設定点から以下で求める:
これにより、YMCK色に対し75秒までと計算された。3mlのSCDが添加されたとき、今のプレスにおけるすべての少量の添加に対する必要最低限量は0.6mlまでであり、より短い時間であることを示唆する。
図6に関し、本願発明者はこの指数関数的挙動について減衰定数を計算した。それぞれのSCDバッチに対してそれぞれの色が回収されたODデータと適合することが見出された。これらのデータはSCD添加後100コピーまでの5%範囲の印刷に対して得られた。興味深い点はSCD添加後70%範囲の印刷のとき、激しいSCDが起きるという兆候をまったく示すことなく、おおよそ同じαが得られたということである。十分に多い量のSDであるこの量を用いるときに、少なくとも、CD添加の後の最初の100コピーに対する消費は、70%範囲の印刷のときにも機能しないということである。
Kのimp当たりOD=0.1の変化をとり、ODにおける容認できる変化が0.03までという基準とするとき、1Kのimp(250秒に等しい)を3で割り、80秒までというCDを消費するために必要な時間であり、かつ所望のODウィンドウにあるという時間を得ることができる。設定点に到達する時間が、CD消費の時間とおおよそ同じであるか、または次のSCD添加までの全時間の半分であると見ることができる。維持するための全部のCDの添加や、印刷中に添加される必要最低限量よりも少ない量において問題を予期することはないことが確認された。
現在のIndigo印刷プレスにおいて、本願発明者は0.015ODの変化が1mlごとのSCD(5.5%の濃度の溶液)に対して得られることを見出した。必要最低限量のOD変化は0.01(0.6mg/グラムSCDの添加に相当する)であると推定され、このことより、現在のプレスにおいて、0.6mlのSCD量が望ましいと計算される。つまり、例えば、インク組成物の4.5%固形物というより高濃度のインク固形物を持つインクを用いる印刷が望まれるとき、必要最低限量である2.25mlのSCDが望ましく、これはSCDを5.5%w/wの濃度で含むと計算される。これは、利用可能な印刷プレスにおける現在の注入システムの範囲内である(より低い量が1mlでより高い量が10ml)。
他の試験において、本願発明者は、印刷中に3mlの5.5%SCDを添加し、3%んvsインクタンクに対して添加されるときに1.2mgSCD/固形分1グラムを持つインク組成物を作製した。この後、本願発明者は二種類のSCDバッチにおけるODの変化を観測し、このうちの一種類が250リットルの作製スケールであり、より低い帯電性能をもたらす1600リットルの作製スケールと比べより高い帯電性能を持つ。この試験において本願発明者は、この二つのバッチのSCDの添加に対する反応を測定し、オフラインに見られる帯電性能を確認した。結果は図6に示される。この図において、四角のデータ点でマークされた線は250リットルのSCDバッチの結果を示し、三角のデータ点でマークされた線は1600リットルのSCDバッチの結果を示す。ODの変化は1600リットルのSCDバッチにおいてより大きく見られる。100mlのSCD添加後のODにおける平均的な減少は100コピーに対して約3%であった。
1mlのSCDごとのODの変化を計算すると、0.015OD/SCD1mlまでが得られる。この結果をインクの固形物%が4.5%である将来のプレスのフォーマット中のより大きなインクタンクにおいて用いると以下のようになる。
1ml×2.5(現在のプレス中の現在の印刷範囲に対する印刷範囲の係数)×1.5(より多い4.5%インク固形物の係数)=22ml。
この量は、チャージディレクタ添加システムによって送達できる量である。SCD溶液1ml当たり7秒というポンプ速度において、これは22mlのSCD溶液をワーキング分散液(WD)もしくはインク組成物へとポンプ送達するための154秒に相当する。
本願発明者はまた、上述のNCDチャージディレクタを印刷中に市販のElectroink 4.5インク組成物へと添加する効果について見出した。市販のElectroink4.5インク組成物は、Hewlett Packardより入手可能であり、マゼンタインクに対し40mg/グラムの濃度、シアンインクに対し43mg/グラムの濃度のNCDを既に含んでいる。
試験はHP7000印刷プレスで実施された。試験は低い印刷範囲の200コピーの印刷を含む。最初の100コピーの後、2mlのNCD含有液体(4.4mg/グラムのNCDに相当し、NCDの添加によりNCDの濃度をおおよそ10%増加させた)が添加され、印刷が最後の100コピーが印刷されるまで続けられた。
本願発明者は、印刷中の低電界電気伝導度、印刷中の光学濃度、および、インクがフォトイメージングプレートへと移送される前にインクを現像ローラーへと圧縮するための装置の部材であるスキージローラーにおける電流を測定した。低電界電気伝導度は、5V/mmの電場振幅で5Hzの周波数でかつ23℃の温度で測定された。
図7および8は、それぞれシアンインク組成物およびマゼンタインク組成物の、コピー数に対する光学濃度を示す。
図9および10は、それぞれシアンインク組成物およびマゼンタインク組成物の、コピー数に対する光学濃度を示す。
本願発明者は、これらの結果は、印刷中の2mlのNCD添加の際の早いレスポンス(50秒未満)を証明すると考える。
発明が特定の実施態様を参照して説明されているが、当業者なら本開示の精神を離れることなくさまざまな修正、変化、省略、および置換をなしえることを理解し得るであろう。それゆえ、本発明は以下の請求項の範囲によってのみ限定されることが意図されている。他に特に言及されていない限り、任意の従属請求項の特徴は他の任意の従属項の特徴と組み合わせることができる。

Claims (15)

  1. 静電印刷のための方法であって、
    (i)炭化水素キャリア液と樹脂および着色剤を含む粒子とを含むインク組成物であって、インク組成物中の固形物1グラム当たり0.3mg未満のチャージディレクタを含むか、又は、チャージディレクタを実質的に含まないか、若しくは含まないインク組成物を提供するステップ、
    (ii)チャージディレクタをインク組成物に添加して、インク組成物中のチャージディレクタの全量がインク組成物の固形物1グラム当たり少なくとも0.6mgになるようにするステップ、ならびに
    (iii)チャージディレクタ添加からの所定時間内に静電印刷プロセスでインクを印刷媒体上に印刷するステップ、
    を含み、ここで所定時間が90分もしくはそれ未満である、方法。
  2. ステップ(i)においてインク組成物がチャージディレクタを実質的に含まないか、または含まない、請求項1に記載の方法。
  3. ステップ(ii)が、チャージディレクタをインク組成物に添加して、チャージディレクタの全量がインク組成物の固形物1グラム当たり少なくとも1mgになるようにするステップを含む、請求項1又は2に記載の方法。
  4. ステップ(ii)におけるチャージディレクタが、脂肪酸の金属塩、スルホサクシナートの金属塩、オキシホスホナートの金属塩、アルキルベンゼンスルホン酸の金属塩、芳香族カルボン酸もしくは芳香族スルホン酸の金属塩、両性イオン性化合物、ポリオキシエチル化アルキルアミン、レシチン、ポリビニルピロリドンおよび多価アルコールの有機酸エステルから選択される、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. ステップ(ii)におけるチャージディレクタが、油溶性石油スルホナート、ポリブチレンサクシンイミドおよびグリセリド塩、スルホン酸およびスルホン酸塩から選択されるがそれらには限定されない、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  6. (ii)におけるチャージディレクタが、一般式MAn〔式中Mが金属であり、nはMの価数であり、Aが一般式[R1’−O−C(O)CHCH(SO )OC(O)−O−R2’]〔式中、R1’およびR2’はアルキル基である〕のイオンである〕のスルホサクシナート塩を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  7. (ii)におけるチャージディレクタが、(a)一般式MAn〔式中Mが金属であり、nはMの価数であり、Aが一般式[R1’−O−C(O)CHCH(SO )OC(O)−O−R2’]〔式中、R1’およびR2’はアルキル基である〕のイオンである〕のスルホサクシナート塩と(b)アルキルベンゼンスルホン酸とを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  8. ステップ(i)および/もしくはステップ(ii)において、インク組成物の固形分含量が35重量パーセントもしくはそれ以上である、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
  9. ステップ(i)および/もしくはステップ(ii)において、インク組成物の固形分含量が40重量パーセントもしくはそれ以上である、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. ステップ(iii)において、所定時間が20〜60分である、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 樹脂が酸性側基もしくは塩基性側基を持つポリマーを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 樹脂が、エチレンもしくはプロピレンとアクリル酸もしくはメタクリル酸のいずれかのエチレン性不飽和酸とのコポリマーである第一のポリマーを含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 第一のポリマーがエステル基を含まないポリマーであり、樹脂が、(i)エステル化アクリル酸もしくはエステル化メタクリル酸から選択されるエステル側基を持つ第一のモノマー、(ii)アクリル酸もしくはメタクリル酸から選択される酸性側基を持つ第二のモノマー、および(iii)エチレンおよびプロピレンから選択される第三のモノマーのコポリマーである、エステル側基を持つ第二のポリマーをさらに含む、請求項12に記載の方法。
  14. 請求項1から13のいずれか一項に記載の方法に用いるパッケージされたインク組成物を作製する方法であって、
    (a)炭化水素キャリア液と樹脂および着色剤を含む粒子とを含むインク組成物であって、インク組成物中の固形物1グラム当たり0.3mg未満のチャージディレクタを含むか、又は、チャージディレクタを実質的に含まないか、若しくは含まないインク組成物を提供するステップ、
    (b)該インク組成物をコンテナにパッケージし、そしてコンテナを密閉するステップ、
    を含む、方法。
  15. 請求項1から13のいずれか一項に記載の方法に用いるパッケージされたインク組成物であって、ここでインク組成物が、炭化水素キャリア液と樹脂および着色剤を含む粒子とを含むインク組成物であって、ここでインク組成物がインク組成物中の固形物1グラム当たり0.3mg未満のチャージディレクタを含むか、又は、チャージディレクタを実質的に含まないか、若しくは含まず
    そして該インク組成物が密閉されたコンテナにパッケージされている、パッケージされたインク組成物。
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