JP6213104B2 - 液体現像剤セット - Google Patents
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Description
<液体現像剤セット>
本実施の形態の液体現像剤セットは、絶縁性液体と第1トナー粒子とを含む第1液体現像剤と、絶縁性液体と第2トナー粒子とを含む第2液体現像剤と、を含み、該第1トナー粒子は、カーボンブラックと第1樹脂とを含み、該第2トナー粒子は、カーボンブラックを含まず、カーボンブラック以外の着色剤と第2樹脂とを含み、該第1樹脂および該第2樹脂は、それぞれ、炭素数8〜30の炭化水素基である炭化水素長鎖を含み、該第1トナー粒子中に占める該炭化水素長鎖の質量比は、該第2トナー粒子中に占める該炭化水素長鎖の質量比より大きいことを特徴とする。
本実施の形態の液体現像剤セットに含まれる第1液体現像剤は、絶縁性液体と第1トナー粒子とを含み、第2液体現像剤は、絶縁性液体と第2トナー粒子とを含む。
本実施の形態の第1トナー粒子は、カーボンブラックと第1樹脂とを含み、第2トナー粒子は、カーボンブラックを含まず、カーボンブラック以外の着色剤と第2樹脂とを含む。第1および第2トナー粒子は、それぞれ、上記した成分を含む限り、他の任意の成分を含むことができる。他の成分としては、たとえば顔料分散剤、ワックス、荷電制御剤、充填剤、帯電防止剤、離型剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、ブロッキング防止剤、耐熱安定剤、難燃剤等を含むことができる。
本実施の形態の第1樹脂および第2樹脂は、それぞれ、炭素数8〜30の炭化水素基である炭化水素長鎖を含み、その炭化水素長鎖の質量比が上記のような関係を満たす限り、従来公知の樹脂を特に限定することなく使用することができる。また、第1樹脂および第2樹脂は、炭化水素長鎖の質量比が上記のような関係を満たす限り、化学構造的に同種の樹脂であってもよいし、異種の樹脂であってもよい。しかしながら、炭化水素長鎖の作用により液体現像剤の粘度を調整するという観点からは、より制御の簡単な同種の樹脂を用いることが好ましい。
本実施の形態の第1トナー粒子は、着色剤としてカーボンブラックを含む。第1トナー粒子は、カーボンブラックを含む限り、他の着色剤を含んでいてもよい。このような他の着色剤としては、後述の第2トナー粒子に含まれる着色剤を挙げることができる。
第1トナー粒子および第2トナー粒子は、それぞれ顔料分散剤を含むことができる。顔料分散剤は、各トナー粒子中に着色剤(顔料)を均一に分散させる作用を有するものであり、塩基性分散剤を使用することが好ましい。ここで、塩基性分散剤とは、以下に定義されるものをいう。すなわち、顔料分散剤0.5gと蒸留水20mlとをガラス製スクリュー管に入れ、それをペイントシェーカーを用いて30分間振り混ぜた後、ろ過することにより得られたろ液のpHをpHメータ(商品名:「D−51」、堀場製作所社製)を用いて測定し、そのpHが7より大きい場合を塩基性分散剤とする。なお、そのpHが7より小さい場合は、酸性分散剤と呼ぶものとする。
第1液体現像剤および第2液体現像剤は、それぞれ絶縁性液体(キャリア液)を含む。両者に含まれる絶縁性液体は、同一であってもよいし、異なっていてもよいが、粘度制御の観点から同一であることが好ましい。このような絶縁性液体は、静電潜像を乱さない程度の抵抗値(1011〜1016Ω・cm程度)のものであれば良い。さらに、臭気、毒性が低い溶媒が好ましい。一般的に、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ポリシロキサン等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。特に、臭気、無害性、コストの点から、ノルマルパラフィン系溶媒、イソパラフィン系溶媒が好ましい。具体的には、モレスコホワイト(商品名、松村石油研究所社製)、アイソパー(商品名、エクソンモービル社製)、シェルゾール(商品名、シェル石油化学社製)、IPソルベント1620、IPソルベント2028、IPソルベント2835(いずれも商品名、出光興産社製)等を挙げることができる。これらの絶縁性液体は、1種単独で、または2種以上のものを組合わせて用いることができる。
本実施の形態の第1トナー粒子および第2トナー粒子は、それぞれ、たとえば造粒法、粉砕法等の従来公知の技法に基づいて製造することができる。第1トナー粒子および第2トナー粒子は、液体現像剤の粘度等の諸特性を制御することがより容易となるように、同一の製造方法により製造されていることが好ましい。
本実施の形態のコア/シェル型の構造を有するトナー粒子とは、以下のようなものをいう。すなわち、トナー粒子(C)が絶縁性液体(L)に分散されてなり、トナー粒子(C)は、シェル樹脂(a)を含むシェル粒子(A)がコア樹脂(b)を含むコア粒子(B)の表面に付着または被覆されてなるコア/シェル型の構造を有する。なお、着色剤および他の任意成分は、シェル樹脂(a)および/またはコア樹脂(b)に含めることができ、好ましくはコア樹脂(b)に含めることが好適である。
本実施の形態におけるシェル樹脂(a)は、熱可塑性樹脂であっても良いし、熱硬化性樹脂であっても良い。シェル樹脂(a)としては、たとえば、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、および、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。なお、シェル樹脂(a)として、上記に列挙された樹脂の2種以上を併用してもよい。
ビニル樹脂は、重合性二重結合を有する単量体が単独重合されて得られた単独重合体(ビニルモノマーに由来する結合ユニットを含む単独重合体)であっても良いし、重合性二重結合を有する二種以上の単量体が共重合されて得られた共重合体(ビニルモノマーに由来する結合ユニットを含む共重合体)であっても良いし、重合性二重結合を有する単量体と分子鎖(k)を有する重合性二重結合を有する単量体(m)とが重合されたものであっても良く、特に好ましくは重合性二重結合を有する単量体と分子鎖(k)を有する重合性二重結合を有する単量体(m)とが重合されたものである。重合性二重結合を有する単量体としては、たとえば、下記(1)〜(9)が挙げられる。なお、下記のうち、炭素数8〜30の炭化水素基が含まれる場合は、それが炭化水素長鎖となる。
重合性二重結合を有する炭化水素は、たとえば、下記(1−1)で示す重合性二重結合を有する脂肪族炭化水素であることが好ましい。
重合性二重結合を有する脂肪族炭化水素は、たとえば、下記(1−1−1)で示す重合性二重結合を有する鎖状炭化水素、または、下記(1−1−2)で示す重合性二重結合を有する環状炭化水素などであることが好ましい。
重合性二重結合を有する鎖状炭化水素としては、たとえば、炭素数が2〜30のアルケン(たとえば、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセンまたはオクタデセンなど);炭素数が4〜30のアルカジエン(たとえば、ブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエンまたは1,7−オクタジエンなど)などが挙げられる。
重合性二重結合を有する環状炭化水素としては、たとえば、炭素数が6〜30のモノまたはジシクロアルケン(たとえば、シクロヘキセン、ビニルシクロヘキセンまたはエチリデンビシクロヘプテンなど);炭素数が5〜30のモノまたはジシクロアルカジエン(たとえば、モノシクロペンタジエンまたはジシクロペンタジエンなど)などが挙げられる。
カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体としては、たとえば、炭素数が3〜15の不飽和モノカルボン酸[たとえば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸または桂皮酸など];炭素数が3〜30の不飽和ジカルボン酸(無水物)[たとえば、(無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、(無水)シトラコン酸またはメサコン酸など];炭素数が3〜10の不飽和ジカルボン酸のモノアルキル(炭素数が1〜10)エステル(たとえば、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノデシルエステル、フマル酸モノエチルエステル、イタコン酸モノブチルエステルまたはシトラコン酸モノデシルエステルなど)などが挙げられる。本明細書では、「(メタ)アクリル」は、アクリルおよび/またはメタクリルを意味する。
(4) ホスホノ基と重合性二重結合を有する単量体およびその塩
(5) ヒドロキシル基と重合性二重結合を有する単量体
(6) 重合性二重結合を有する含窒素単量体
重合性二重結合を有する含窒素単量体としては、たとえば、下記(6−1)〜(6−4)で示す単量体が挙げられる。
アミノ基と重合性二重結合を有する単量体としては、たとえば、アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチルメタクリレート、N−アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアミン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン、クロチルアミン、N,N−ジメチルアミノスチレン、メチル−α−アセトアミノアクリレート、ビニルイミダゾール、N−ビニルピロール、N−ビニルチオピロリドン、N−アリールフェニレンジアミン、アミノカルバゾール、アミノチアゾール、アミノインドール、アミノピロール、アミノイミダゾールおよびアミノメルカプトチアゾールなどが挙げられる。本明細書では、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートおよび/またはメタクリレートを意味し、「(メタ)アリル」は、アリルおよび/またはメタリルを意味する。
アミド基と重合性二重結合を有する単量体としては、たとえば、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N’−メチレン−ビス(メタ)アクリルアミド、桂皮酸アミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジベンジルアクリルアミド、メタクリルホルムアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミドおよびN−ビニルピロリドンなどが挙げられる。
ニトリル基と重合性二重結合を有する炭素数が3〜10の単量体としては、たとえば、(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレンおよびシアノアクリレートなどが挙げられる。本明細書では、「(メタ)アクリロ」は、アクリロおよび/またはメタクリロを意味する。
ニトロ基と重合性二重結合を有する炭素数が8〜12の単量体としては、たとえば、ニトロスチレンなどが挙げられる。
(8) ハロゲン元素と重合性二重結合を有する炭素数が2〜16の単量体
(9) 重合性二重結合を有する炭素数が4〜16のエステル
重合性二重結合を有する炭素数が4〜16のエステルとしては、たとえば、酢酸ビニル;プロピオン酸ビニル;酪酸ビニル;ジアリルフタレート;ジアリルアジペート;イソプロペニルアセテート;ビニルメタクリレート;メチル−4−ビニルベンゾエート;シクロヘキシルメタクリレート;ベンジルメタクリレート;フェニル(メタ)アクリレート;ビニルメトキシアセテート;ビニルベンゾエート;エチル−α−エトキシアクリレート;炭素数が1〜11のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[たとえば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートなど];ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数が2〜8の直鎖アルキル基、分枝アルキル基または脂環式のアルキル基である);ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数が2〜8の直鎖アルキル基、分枝アルキル基または脂環式のアルキル基である);ポリ(メタ)アリロキシアルカン類(たとえば、ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタンまたはテトラメタアリロキシエタンなど);ポリアルキレングリコール鎖と重合性二重結合を有する単量体[たとえば、ポリエチレングリコール(Mn=300)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(Mn=500)モノアクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド(以下「エチレンオキサイド」を「EO」と略記する)10モル付加物(メタ)アクリレートまたはラウリルアルコールEO30モル付加物(メタ)アクリレートなど];ポリ(メタ)アクリレート類{たとえば、多価アルコール類のポリ(メタ)アクリレート[たとえば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートまたはポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなど]}などが挙げられる。なお、本明細書では、「(メタ)アリロ」とは、アリロおよび/またはメタリロを意味する。また、上記のうち、炭素数8〜30の炭化水素基が含まれる場合は、炭化水素長鎖がビニル樹脂の側鎖に存在するものとなる。
このような単量体(m1)としては、たとえば、不飽和モノカルボン酸のモノ直鎖状アルキル(アルキルの炭素数が8〜30)エステルおよび不飽和ジカルボン酸のモノ直鎖状アルキル(アルキルの炭素数が8〜30)エステルなどが挙げられる。上記不飽和モノカルボン酸および不飽和ジカルボン酸としては、たとえば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸およびシトラコン酸などの炭素数が3〜24のカルボキシル基含有ビニル単量体などが挙げられる。
このような単量体(m2)としては、たとえば、不飽和モノカルボン酸の分岐状アルキル(アルキルの炭素数が8〜30)エステルおよび不飽和ジカルボン酸のモノ分岐状アルキル(アルキルの炭素数が8〜30)エステルなどが挙げられる。上記不飽和モノカルボン酸および不飽和ジカルボン酸としては、たとえば、単量体(m1)において不飽和モノカルボン酸および不飽和ジカルボン酸の具体例として列挙したものと同様のものが挙げられる。
シェル樹脂(a)の融点は、好ましくは0〜220℃であり、より好ましくは30〜200℃であり、さらに好ましくは40〜80℃である。トナー粒子の粒度分布および形状、ならびに、液体現像剤(X)の粉体流動性、耐熱保管安定性および耐ストレス性などの観点から、シェル樹脂(a)の融点は液体現像剤(X)を製造するときの温度以上であることが好ましい。シェル樹脂の融点が液体現像剤を製造するときの温度よりも低いと、トナー粒子同士が合一することを防止し難くなることがあり、トナー粒子が分裂することを防止し難くなることがある。それだけでなく、トナー粒子の粒度分布における分布幅が狭くなり難い、別の言い方をすると、トナー粒子の粒径のバラツキが大きくなるおそれがある。
シェル樹脂(a)のMn(GPCで測定して得られたもの)は、好ましくは100〜5000000であり、好ましくは200〜5000000であり、より好ましくは500〜500000である。
シェル樹脂(a)のSP値は、好ましくは7〜18(cal/cm3)1/2であり、より好ましくは8〜14(cal/cm3)1/2である。
本実施の形態におけるシェル粒子(A)は、シェル樹脂(a)を含む。シェル粒子(A)の製造方法は、公知のいかなる方法も採用することができ、特に限定されない。たとえば、以下の[1]〜[7]のような方法を挙げることができる。
[1]:ジェットミルなどの公知の乾式粉砕機を用いて、シェル樹脂(a)を乾式で粉砕させる。
[2]:シェル樹脂(a)の粉末を有機溶剤中に分散させ、ビーズミルまたはロールミルなどの公知の湿式分散機を用いて湿式で粉砕させる。
[3]:スプレードライヤーなどを用いてシェル樹脂(a)の溶液を噴霧し、乾燥させる。
[4]:シェル樹脂(a)の溶液に対して貧溶媒の添加または冷却を行なって、シェル樹脂(a)を過飽和させて析出させる。
[5]:シェル樹脂(a)の溶液を水または有機溶剤中に分散させる。
[6]:シェル樹脂(a)の前駆体を水中で乳化重合法、ソープフリー乳化重合法、シード重合法、または、懸濁重合法などにより重合させる。
[7]:シェル樹脂(a)の前駆体を有機溶剤中で分散重合などにより重合させる。
この場合、シェル粒子(A)の体積平均粒径(メジアン径)は、所望の粒径のトナー粒子(C)を得るのに適した粒径になるように適宜調整することができる。シェル粒子(A)の体積平均粒径は、好ましくは0.0005〜3μmである。シェル粒子(A)の体積平均粒径の上限は、より好ましくは2μmであり、さらに好ましくは1μmである。シェル粒子(A)の体積平均粒径の下限は、より好ましくは0.01μmであり、さらに好ましくは0.02μmであり、最も好ましくは0.04μmである。たとえば体積平均粒径が1μmのトナー粒子(C)を得たい場合には、シェル粒子(A)の体積平均粒径は、好ましくは0.0005〜0.3μmであり、より好ましくは0.001〜0.2μmである。たとえば体積平均粒径が10μmのトナー粒子(C)を得たい場合には、シェル粒子(A)の体積平均粒径は、好ましくは0.005〜3μmであり、より好ましくは0.05〜2μmである。
本実施の形態におけるコア樹脂(b)としては、たとえば、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、および、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。なお、コア樹脂(b)として、上記列挙された樹脂の2種以上を併用してもよい。コア樹脂の中でポリエステル樹脂が好ましい。
コア樹脂(b)のSP値は適宜調整すればよい。コア樹脂(b)のSP値は、好ましくは8〜16(cal/cm3)1/2であり、より好ましくは9〜14(cal/cm3)1/2である。
本実施の形態のトナー粒子に含まれる樹脂は、前述の通り、シェル樹脂(a)を含むシェル粒子(A)がコア樹脂(b)を含むコア粒子(B)の表面に付着または被覆されてなるコア/シェル型の構造を有することが好ましい。
以下のようにして、シェル粒子(A1)の分散液(W1)を製造した。
以下のようにして、シェル粒子(A2)の分散液(W2)を製造した。
以下のようにして、シェル粒子(A3)の分散液(W3)を製造した。
以下のようにして、シェル粒子(A4)の分散液(W4)を製造した。
以下のようにして、コア樹脂(b1)形成用溶液(Y1)を製造した。
以下のようにして、シアン顔料を着色剤とする着色剤分散液(P1)を製造した。
以下のようにして、マゼンタ顔料を着色剤とする着色剤分散液(P2)を製造した。
以下のようにして、イエロー顔料を着色剤とする着色剤分散液(P3)を製造した。
以下のようにして、ブラック顔料を着色剤とする着色剤分散液(P4)を製造した。
以下のようにして、造粒法により製造したトナー粒子を含んだ液体現像剤(Bk−11)を製造した。このトナー粒子は、コア樹脂とシェル樹脂とからなるコア/シェル型の構造を有する。
以下の表1に記載した処方を用いることを除き、他は全て製造例10と同様にして、樹脂をコア/シェル型の構造とするトナー粒子を含んだ液体現像剤を製造した。
以下のようにして、粉砕法により製造したトナー粒子を含む液体現像剤(C−3)を製造した。
以下のようにして、粉砕法により製造したトナー粒子を含む液体現像剤(Bk−3)を製造した。
以下のようにして、粉砕法により製造したトナー粒子を含む液体現像剤(Bk−4)を製造した。
表2に示した組合せの液体現像剤セットを準備した。
実施例および比較例で用いた第1液体現像剤および第2液体現像剤それぞれのトナー粒子の平均粒径を粒度分布測定装置(商品名:「FPIA−3000S」、Sysmex社製)を用いて測定した。フロー溶媒に絶縁性液体と同じIP2028を用いた。具体的には、各サンプル50mgを、分散剤(商品名:「S13940」、日本ルーブリゾール社製)30mgを加えた20gのIP2028中に投入し、その懸濁液を超音波分散器(商品名:「ウルトラソニッククリーナ モデル VS−150」、ウエルボクリア社製)で5分間分散処理を行なった後、各サンプルの体積分布の平均粒径(体積分布のメジアン径(D50))を測定した。結果を表2の「平均粒径」の項に示す。
実施例および比較例で用いた第1液体現像剤および第2液体現像剤それぞれの粘度を粘度計(商品名:「ビスコメイト粘度計VM-10A-L、CBC社製)を用いて測定した。具体的には、25℃の環境下で撹拌した各液体現像剤を容器に取り分け、1分後の粘度を測定した。結果を表2の「粘度」の項に示す(なお、単位はmPa・sである)。
「A」:0.67≦粘度比≦1.5
「B」:0.5≦粘度比<0.67または1.5<粘度比≦2
「C」:0.4≦粘度比<0.5または2<粘度比≦2.5
「D」:0<粘度比<0.4または2.5<粘度比
<画像形成>
各実施例および各比較例の液体現像剤セットを、図1の画像形成装置100に装填し、画像を形成した。なお、今回の画像形成では感光体から中間転写体に1次転写した後、用紙(記録媒体)に2次転写する段階で2色の液体現像剤を重ね合わせる画像形成装置を用いたが、感光体から直接用紙に転写する段階で複数の液体現像剤を重ね合わせる方式や、感光体上や中間転写体上で複数の液体現像剤を重ね合わせてカラー画像を形成する多色画像形成装置でも実施例の液体現像剤によれば同様の効果が得られる。
Claims (4)
- 絶縁性液体と第1トナー粒子とを含む第1液体現像剤と、絶縁性液体と第2トナー粒子とを含む第2液体現像剤と、を含む液体現像剤セットにおいて、
前記第1トナー粒子は、カーボンブラックと第1樹脂とを含み、
前記第2トナー粒子は、カーボンブラックを含まず、カーボンブラック以外の着色剤と第2樹脂とを含み、
前記第1樹脂および前記第2樹脂は、それぞれ、炭素数8〜30の炭化水素基である炭化水素長鎖を含み、
前記第1トナー粒子中に占める前記炭化水素長鎖の質量比は、前記第2トナー粒子中に占める前記炭化水素長鎖の質量比より大きく、
前記第1樹脂は、第1コア樹脂と第1シェル樹脂とからなるコア/シェル型の構造を有し、
前記第1コア樹脂は、前記カーボンブラックを含み、
前記第1シェル樹脂は、前記炭化水素長鎖を含み、
前記第1コア樹脂の質量をC1とし、前記第1シェル樹脂の質量をS1とする場合、比C1:S1は、99:1〜30:70の範囲にあり、
前記第2樹脂は、第2コア樹脂と第2シェル樹脂とからなるコア/シェル型の構造を有し、
前記第2コア樹脂は、前記カーボンブラック以外の着色剤を含み、
前記第2シェル樹脂は、前記炭化水素長鎖を含み、
前記第2コア樹脂の質量をC2とし、前記第2シェル樹脂の質量をS2とする場合、比C2:S2は、99:1〜30:70の範囲にある、液体現像剤セット。 - 前記第1樹脂および前記第2樹脂は、それぞれ、ビニル樹脂を含み、
前記炭化水素長鎖は、前記ビニル樹脂の側鎖中に存在する、請求項1に記載の液体現像剤セット。 - 前記第1シェル樹脂中に占める前記炭化水素長鎖の質量比は、前記第2シェル樹脂中に占める前記炭化水素長鎖の質量比より大きい、請求項1または2に記載の液体現像剤セット。
- 前記液体現像剤セットは、1種または2種以上の前記第2液体現像剤を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の液体現像剤セット。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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