JP7484217B2 - 印刷物の製造方法及び印刷物の製造システム - Google Patents

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Description

本発明は、印刷物の製造方法及び印刷物の製造システムに関する。
特許文献1には、矩形形状を有する複数枚の用紙が重ねられ、一側端が接着され一体化されてなる冊子状フォームであって、複数枚の用紙は最上位の用紙と最下位の用紙との間に短い寸法で形成された中間用紙が複数挟み込まれ、最上位の用紙と最下位の用紙とが直接重ね合わされている部分において、最上位の用紙の裏面側の所定位置に接着剤が設定する接着力に応じて複数の線状として塗布され、最下位の用紙の表面側に剥離剤層が設けられ、最上位の用紙の裏面側に線状に塗布された接着剤が、最下位の用紙の表面側の剥離剤層に対して剥離可能に接着されていることを特徴とする冊子状フォームが記載されている。
特許文献2には、表面に潜像が形成される潜像担持体と、現像剤を現像剤担持体の表面上に担持して搬送し現像剤担持体の表面上の現像剤を用いて潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、潜像担持体上に形成されたトナー像をシート状の記録媒体に転写する転写手段とを有し、記録媒体の綴じ代部に接着用トナー像を形成し、記録媒体の画像部に画像形成トナー像を形成する画像形成装置において、接着用トナー像に対応する潜像を現像するときと、画像形成トナー像に対向する潜像を現像するときとで、現像剤担持体上の単位面積当たりの現像剤の量を異ならせることを特徴とする画像形成装置が記載されている。
特許文献3には、シート材に形成された接着用トナー像を加熱して複数枚のシート材を接着するシート材接着手段を備えるシート材処理装置において、接着用トナー像を加熱する加熱手段として、高周波の交流電界を形成して接着用トナーを誘電加熱する誘電加熱手段を備えることを特徴とするシート材処理装置が記載されている。
特開2009-269365号公報 特開2015-200813号公報 特開2016-169101号公報
印刷物の製造方法として、記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に圧力相転移性粒子を付与する工程と、圧力相転移性粒子を記録媒体に接着する工程と、圧力相転移性粒子が接着された記録媒体を含む複数の記録媒体を重ねた積層体を圧着する工程と、を経る方法(以下「特定方法」ともいう)が挙げられる。上記特定方法においては、得られた印刷物の綴じ部における圧着による接着力が高いことが求められる。以下、綴じ部における圧着による接着力を単に「綴じ部における接着力」ともいう。
本発明は、前記特定方法において、圧力相転移性粒子としてスチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含み(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである粒子を用いた場合に比べて、綴じ部における接着力の高い印刷物を製造しうる印刷物の製造方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。
<1> 記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に圧力相転移性粒子を付与する圧力相転移性粒子付与工程と、
前記圧力相転移性粒子を前記記録媒体に接着する接着工程と、
前記圧力相転移性粒子が接着された前記記録媒体を含む複数の記録媒体を重ねた積層体を圧着する圧着工程と、
を有し、
前記圧力相転移性粒子は、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含み、
前記圧力相転移性粒子は、少なくとも2つのガラス転移温度を有し、前記圧力相転移性粒子が示すガラス転移温度のうち最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である、印刷物の製造方法。
<2> 前記圧力相転移性粒子が、前記記録媒体の一側縁部に付与される<1>に記載の印刷物の製造方法。
<3> 前記圧着工程は、前記積層体を前記記録媒体の前記折り曲げ部で折り曲げた後に圧着する工程である<1>又は<2>に記載の印刷物の製造方法。
<4> 前記折り曲げ部は、前記記録媒体の中央部に位置する<3>に記載の印刷物の製造方法。
<5> 前記スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるスチレンの質量割合が60質量%以上95質量%以下である、<1>~<4>のいずれか1つに記載の印刷物の製造方法。
<6> 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比が80:20~20:80である、<1>~<5>のいずれか1つに記載の印刷物の製造方法。
<7> 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種が(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、当該2種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数の差が1個以上4個以下である、<1>~<6>のいずれか1つに記載の印刷物の製造方法。
<8> 前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーが(メタ)アクリル酸エステルを含む、<1>~<7>のいずれか1つに記載の印刷物の製造方法。
<9> 前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーがアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの少なくとも一方を含む、<1>~<8>のいずれか1つに記載の印刷物の製造方法。
<10> 前記スチレン系樹脂と前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とが同種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分として含む、<1>~<9>のいずれか1つに記載の印刷物の製造方法。
<11> 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が重合成分としてアクリル酸2-エチルヘキシル及びアクリル酸n-ブチルを含む、<1>~<10>のいずれか1つに記載の印刷物の製造方法。
<12> 前記圧力相転移性粒子は、前記スチレン系樹脂の含有量が前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の含有量よりも多い、<1>~<11>のいずれか1つに記載の印刷物の製造方法。
<13> 前記圧力相転移性粒子は、前記スチレン系樹脂を含む海相と、前記海相に分散した前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相と、を有する、<1>~<12>のいずれか1つに記載の印刷物の製造方法。
<14> 前記島相の平均径が200nm以上500nm以下である、<13>に記載の印刷物の製造方法。
<15> 前記圧力相転移性粒子は、前記スチレン系樹脂及び前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有するコア部と、前記コア部を被覆するシェル層と、を有する、<1>~<14>のいずれか1つに記載の印刷物の製造方法。
<16> 前記シェル層が前記スチレン系樹脂を含有する、<15>に記載の印刷物の製造方法。
<17> 前記圧力相転移性粒子は、圧力4MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度が90℃以下である、<1>~<16>のいずれか1つに記載の印刷物の製造方法。
<18> 圧力相転移性粒子を収容し、記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に前記圧力相転移性粒子を付与する圧力相転移性粒子付与部と、
前記圧力相転移性粒子を前記記録媒体に接着する接着部と、
前記圧力相転移性粒子が接着された前記記録媒体を含む複数の記録媒体を重ねた積層体を圧着する圧着部と、
を有し、
前記圧力相転移性粒子は、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含み、
前記圧力相転移性粒子は、少なくとも2つのガラス転移温度を有し、前記圧力相転移性粒子が示すガラス転移温度のうち最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である、印刷物の製造システム。
<1>、<2>、<3>、<4>、又は<11>に係る発明によれば、前記特定方法において、圧力相転移性粒子としてスチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含み(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである粒子を用いた場合に比べて、綴じ部における接着力の高い印刷物を製造しうる印刷物の製造方法が提供される。
<5>に係る発明によれば、スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるスチレンの質量割合が95質量%超である場合に比べて、綴じ部における接着力の高い印刷物を容易に製造しうる印刷物の製造方法が提供される。
<6>に係る発明によれば、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比が80:20~20:80の範囲を外れる場合に比べて、綴じ部における接着力がより高い印刷物を容易に製造しうる印刷物の製造方法が提供される。
<7>に係る発明によれば、前記2種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数の差が5個以上である場合に比べて、綴じ部における接着力がより高い印刷物を容易に製造しうる印刷物の製造方法が提供される。
<8>、<9>、又は<10>に係る発明によれば、圧力相転移性粒子としてスチレン系樹脂の代わりにポリスチレンを含む粒子を用いた場合に比べて、綴じ部における接着力の高い印刷物を容易に製造しうる印刷物の製造方法が提供される。
<12>に係る発明によれば、スチレン系樹脂の含有量が(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の含有量よりも少ない場合に比べて、綴じ部における接着力が維持される印刷物を製造しうる印刷物の製造方法が提供される。
<13>に係る発明によれば、圧力相転移性粒子が前記海島構造を有しない場合に比べて、綴じ部における接着力がより高い印刷物を容易に製造しうる印刷物の製造方法が提供される。
<14>に係る発明によれば、島相の平均径が500nm超である場合に比べて、印刷物の綴じ部における接着力の高い印刷物を容易に製造しうる印刷物の製造方法が提供される。
<15>に係る発明によれば、コア部にスチレン系樹脂のみ又は(メタ)アクリル酸エステル系樹脂のみを含有するコア・シェル構造である場合に比べて、綴じ部における接着力の高い印刷物を容易に製造しうる印刷物の製造方法が提供される。
<16>に係る発明によれば、シェル層がスチレン系樹脂を含有せずそれ以外の樹脂を含有する場合に比べて、綴じ部における接着力の高い印刷物を容易に製造しうる印刷物の製造方法が提供される。
<17>に係る発明によれば、圧力相転移性粒子における圧力4MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度が90℃超である場合に比べて、綴じ部における接着力の高い印刷物を容易に製造しうる印刷物の製造方法が提供される。
<18>に係る発明によれば、圧力相転移性粒子として、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含み(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである粒子を用いた場合に比べて、綴じ部における接着力の高い印刷物を製造しうる印刷物の製造システムが提供される。
本実施形態に係る記録媒体及び印刷物の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る記録媒体及び印刷物の他の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る印刷物の製造システムの一例を示す概略図である。 本実施形態に係る印刷物の製造システムの他の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る印刷物の製造システムの他の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る印刷物の製造システムの他の一例を示す概略図である。
以下に、本発明の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別されない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本明細書において実施形態を、図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
本明細書において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本明細書において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本明細書において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
本明細書において「(メタ)アクリル」との表記は「アクリル」及び「メタクリル」のいずれでもよいことを意味する。
[印刷物の製造方法及び印刷物の製造システム]
本実施形態に係る印刷物の製造方法は、記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に圧力相転移性粒子を付与する圧力相転移性粒子付与工程(以下「付与工程」ともいう)と、前記圧力相転移性粒子を前記記録媒体に接着する接着工程と、前記圧力相転移性粒子が接着された前記記録媒体を含む複数の記録媒体を重ねた積層体(以下、単に「積層体」ということがある)を圧着する圧着工程と、を有する。
そして、前記圧力相転移性粒子は、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含む。
また、前記圧力相転移性粒子は、少なくとも2つのガラス転移温度を有し、前記圧力相転移性粒子が示すガラス転移温度のうち最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である。
上記「圧力相転移性粒子」とは、圧力によって相転移する粒子であり、具体的には下記式1を満たす粒子を意味する。
式1・・・10℃≦T1-T2
式1において、T1は、圧力1MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度であり、T2は、圧力10MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度である。温度T1及び温度T2の求め方は後述する。
以下、圧力相転移性粒子のうち、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含み、かつ、少なくとも2つのガラス転移温度を有し、圧力相転移性粒子が示すガラス転移温度のうち最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である圧力相転移性粒子を「特定粒子」ともいう。
また、特定粒子が縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に付与された後の記録媒体を「付与後記録媒体」ともいう。
本実施形態に係る印刷物の製造方法により、複数の記録媒体を重ねた積層体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部が綴じられた印刷物が得られる。以下、印刷物における綴じられた領域(例えば、印刷物が冊子である場合「ノド」と呼ばれる領域)を「綴じ部」ともいう。
積層体の縁部の少なくとも一部が綴じられた印刷物(以下「縁部綴じ印刷物」ともいう)としては、例えば、積層体の一側縁部を綴じた印刷物(例えば、図1に示す印刷物60)のほか、積層体の四隅の1つを綴じた印刷物等が挙げられる。
積層体の折り曲げ部の少なくとも一部が綴じられた印刷物(以下「折り曲げ部綴じ印刷物」ともいう)としては、例えば、折り曲げ部を有する複数の記録媒体を重ねて得られる積層体の前記折り曲げ部を綴じた印刷物(例えば、図2に示す印刷物40)等が挙げられる。
本実施形態に係る印刷物の製造方法は、記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に特定粒子を付与する付与工程と、接着工程と、付与後記録媒体を含む複数の記録媒体を重ねた積層体を圧着する圧着工程と、を経ることにより、特定粒子に代えて、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含み(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである粒子を用いた場合に比べて、綴じ部における接着力の高い印刷物を製造しうる。その理由は定かではないが、以下のように推測される。
一般的にスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とは互いに対する相溶性が低いので、両樹脂は粒子中に相分離した状態で含まれていると考えられる。また、粒子が加圧されると、ガラス転移温度が比較的低い(メタ)アクリル酸エステル系樹脂がまず流動化し、その流動化がスチレン系樹脂に波及し、両樹脂ともに流動化すると考えられる。また、粒子中の両樹脂は、加圧によって流動化したのち減圧にしたがい固化して樹脂層を形成する際に、相溶性の低さゆえ、再び相分離状態を形成すると考えられる。
少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含む(メタ)アクリル酸エステル系樹脂は、主鎖に結合しているエステル基の種類が少なくとも2種類であることにより、(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーに比べて、固体状態での分子の整列度が低く、それゆえ加圧によって流動化しやすいと推測される。さらに、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上であると、エステル基が少なくとも2種類、密度高く存在することになるので、固体状態での分子の整列度がより低くなり、それゆえ加圧によってより流動化しやすいと推測される。したがって、上記特定粒子は、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである粒子に比べて、圧力によって流動化しやすい、つまり圧力によって相転移しやすいと推測される。
そして、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂は、再び固化する際においても分子の整列度が低いので、スチレン系樹脂との相分離が微小な相分離になると推測される。スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との相分離の状態が微小であるほど、被接着物に対する接着面の状態が均一性高くなり、圧着による接着性に優れると推測される。したがって、上記特定粒子は、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである粒子に比べて、圧着による接着性に優れると推測される。
そのため、圧着による接着性に優れる特定粒子を用いた本実施形態の印刷物の製造方法では、特定粒子に代えて、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含み(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである粒子を用いた場合に比べて、綴じ部における接着力の高い印刷物を製造しうると推測される。
本実施形態に係る印刷物の製造方法は、以下に示す、本実施形態に係る印刷物の製造システムにより行われる。
本実施形態に係る印刷物の製造システムは、特定粒子を収容し、記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に圧力相転移性粒子である特定粒子を付与する圧力相転移性粒子付与部と、前記特定粒子を前記記録媒体に接着する接着部と、前記特定粒子が接着された前記記録媒体(すなわち、付与後記録媒体)を含む複数の記録媒体を重ねた積層体を圧着する圧着部と、を有する。
以下、本実施形態に係る印刷物の製造方法の各工程について、本実施形態に係る印刷物の製造システムの各手段と共に説明する。
<圧力相転移性粒子付与工程及び圧力相転移性粒子付与部>
付与工程では、圧力相転移粒子付与部(以下「付与部」ともいう)において、記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に特定粒子を付与する。なお、特定粒子の詳細については後述する。
付与部における特定粒子付与手段としては、特に制限はなく、記録媒体の表面上に、目的とする付与量にて、目的とする付与位置に特定粒子を付与しうる手段であればよい。
特定粒子付与手段として具体的には、特定粒子を吹き付ける吹き付け方式、特定粒子を塗布する塗布方式、特定粒子をトナーとして用いた電子写真方式等が用いられる。
付与工程に用いられる記録媒体としては、例えば、紙、紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、布、不織布、樹脂フィルム、樹脂シートなどが挙げられる。
記録媒体は、画像が形成されたものでもよい。なお、綴じ部を有する印刷物では、一般的に綴じ部を開くことは困難である。そのため、印刷物の製造に用いる記録媒体は、製造する印刷物の綴じ部となる領域(以下「特定領域」ともいう)に画像が形成されていないことが好ましい。
記録媒体は、折り曲げ部を有していてもよい。記録媒体の折り曲げ部には、付与工程においてすでに折り曲げられている領域だけでなく、印刷物の製造過程において折り曲げる予定である領域も含まれる。少なくとも折り曲げ部綴じ印刷物を製造する場合は、折り曲げ部を有する記録媒体を用いる。一方、縁部綴じ印刷物を製造する場合は、折り曲げ部を有さない記録媒体を用いてもよく、折り曲げ部を有する記録媒体を用いてもよい。
なお、記録媒体における折り曲げ部の位置は、製造する印刷物の形状に応じて設定され、特に限定されるものではなく、例えば記録媒体の中央部であってもよい。記録媒体の中央部に折り曲げ部を有する形態としては、例えば長方形の記録媒体において、長辺の中央における短辺と平行な線に沿って折り曲げ部を有する形態が挙げられる。
(特定粒子を付与する位置)
特定粒子は、記録媒体の少なくとも一方の面において、前記記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に付与される。すなわち、特定粒子は、記録媒体の特定領域の少なくとも一部に付与される。
縁部綴じ印刷物を製造する場合、記録媒体の縁部の少なくとも一部が特定領域となる。特定領域となる記録媒体の縁部は、印刷物の製造において綴じられる領域であり、例えば記録媒体の端から30mm以下の範囲が挙げられ、記録媒体の端から50mm以下の範囲であってもよく、記録媒体の端から80mm以下の範囲であってもよい。
図1に、縁部綴じ印刷物の製造に用いる記録媒体の一例を示す。図1に示す記録媒体50は、長方形の一辺である辺52に沿って特定領域54を有する。つまり、特定領域54は、記録媒体50の一側縁部に位置する。この特定領域54に特定粒子を付与した付与後記録媒体56を用いて印刷物を製造することで、積層体58における記録媒体50の辺52に沿った一側縁部が綴じ部64となる印刷物60が得られる。
なお、図1に示す記録媒体50では、辺52全体にわたって特定領域54が設けられているが、これに限られず、辺52に沿った縁部の一部のみ(例えば記録媒体50の四隅の1つのみ)に特定領域が設けられていてもよい。
折り曲げ部綴じ印刷物を製造する場合、記録媒体の折り曲げ部の少なくとも一部が特定領域となる。特定領域となる記録媒体の折り曲げ部は、印刷物の製造において綴じられる領域であり、例えば記録媒体の折り曲げ線からそれぞれ30mm以下の範囲が挙げられ、折り曲げ線からそれぞれ50mm以下の範囲であってもよく、折り曲げ線からそれぞれ80mm以下の範囲であってもよい。
図2に、折り曲げ部綴じ印刷物の製造に用いる記録媒体の一例を示す。図2に示す記録媒体30は、長方形の長辺32Aの中央における短辺32Bと平行な折り曲げ線32Cに沿って特定領域34を有する。つまり、特定領域34は、記録媒体30の中央部に位置する。この特定領域34に特定粒子を付与した付与後記録媒体36を用い、記録媒体30の折り曲げ線32Cで折り曲げて印刷物を製造することで、積層体38における記録媒体30の折り曲げ線32Cに沿った折り曲げ部が綴じ部44となる印刷物40が得られる。
なお、図2に示す記録媒体30では、折り曲げ線32C全体にわたって特定領域34が設けられているが、これに限られず、折り曲げ線32Cの一部のみ(例えば折り曲げ線32Cの中央部のみ、折り曲げ線32Cの両端部のみ、折り曲げ線32Cの中央部及び両端部のみ等)に特定領域が設けられていてもよい。
特定粒子は、記録媒体の一方の面における特定領域に付与されてもよく、記録媒体の両方の面における特定領域に付与されてもよい。特に、積層体形成時に特定粒子を付与する記録媒体の両方の面にそれぞれ他の記録媒体を重ねる場合は、綴じ部における接着力を高める観点から、記録媒体の両方の面に特定粒子を付与することが好ましい。
特定粒子は、特定領域の一部のみに付与されてもよい。具体的には、例えば図1に示す記録媒体50では、辺52に沿った方向において断続的に特定粒子を付与してもよく、特定領域54内においてパターン状に特定粒子を付与してもよく、辺52に垂直な方向において特定領域54の一部のみに特定粒子を付与してもよい。また、図2に示す記録媒体30では、折り曲げ線32Cに沿った方向において断続的に特定粒子を付与してもよく、特定領域34内においてパターン状に特定粒子を付与してもよく、折り曲げ線32Cに垂直な方向において特定領域34の一部のみに特定粒子を付与してもよい。
上記パターン状としては、例えば、ドット状、格子状、図形(多角形、星形等)が点在した状態などが挙げられる。
(特定粒子の付与状態)
特定粒子の付与状態としては、粒子の形状を残した状態であってもよいし、特定粒子が集合して層状になっていてもよく、十分な剥離強度(又は圧着による接着性)を得る観点から、層状になっていることが好ましい。
特定粒子による層は、連続した層であってもよいし、不連続な層であってもよい。
特定粒子の付与量としては、十分な圧着による接着性を得る観点から、0.5g/m以上8.0g/m以下であることが好ましく、1.0g/m以上6.0g/m以下であることがより好ましく、1.5g/m以上5.0g/m以下であることが更に好ましい。
(特定粒子の付与)
特定粒子の付与は、前述の通り、目的とする付与位置に特定粒子が付与されれば、特に制限はなく、具体的には、特定粒子を吹き付ける吹き付け方式、特定粒子塗布する塗布方式、特定粒子をトナーとして用いた電子写真方式等が用いられる。特定粒子は、直接記録媒体の特定領域への落下付与やロール塗布により付与してもよい。記録媒体の特定領域に特定粒子が付与されていれば、特定粒子の付与方法は特に限定されるものではない。
記録媒体上に特定粒子を付与する付与部における特定粒子付与手段の一例としては、前述のように、特定粒子を吹き付ける吹き付け方式である粒子付与装置、特定粒子を塗布する塗布方式である粒子付与装置、特定粒子をトナーとして用いた電子写真方式である粒子付与装置等が挙げられる。
吹き付け方式による付与工程は、例えば、特定粒子が分散した分散液を準備する工程と、分散液を記録媒体に吹き付ける工程と、記録媒体上に吹き付けられた分散液を乾燥させる工程と、を有する。
また、吹き付け方式による付与部は、例えば、特定粒子が分散した分散液を記録媒体に吹き付ける吹き付け手段と、記録媒体上に吹き付けられた分散液を乾燥させる乾燥手段と、を備える。
吹き付け手段としては、例えば、スプレー等が挙げられる。乾燥手段としては、例えば、温風送風装置、近赤外線ヒータ、レーザ照射装置等が挙げられる。
塗布方式による付与工程は、例えば、特定粒子を記録媒体に塗布する工程を有する。塗布方式においては、特定粒子が分散した塗布液を用いてもよい。塗布液を用いる塗布方式による付与工程は、例えば、特定粒子が分散した塗布液を準備する工程と、塗布液を記録媒体に塗布する工程と、記録媒体上に塗布された塗布液を乾燥させる工程と、を有してもよい。
また、塗布方式による付与部は、例えば、特定粒子を記録媒体に塗布する塗布手段を備える。塗布液を用いる塗布方式による付与部は、例えば、塗布液を記録媒体に塗布する塗布手段と、記録媒体上に塗布された塗布液を乾燥させる乾燥手段と、を備えてもよい。
塗布手段としては、例えば、ロール等が挙げられる。
電子写真方式による付与工程は、例えば、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、特定粒子を含む静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像を特定粒子領域として現像する現像工程と、像保持体の表面に形成された特定粒子領域を記録媒体の表面に転写する転写工程と、を有する。
また、電子写真方式による付与部は、例えば、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、特定粒子を含む静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像を特定粒子領域として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成された特定粒子領域を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える。
電子写真方式による付与部は、現像手段を含む部分が、粒子付与装置に着脱するカートリッジ構造(いわゆるプロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、特定粒子を含む静電荷像現像剤を収容する現像手段を備え、粒子付与装置に着脱されるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
電子写真方式による付与方法及び付与部は、いずれも、電子写真方式による画像形成方法及び画像形成装置を用いてもよく、電子写真方式による画像形成方法及び画像形成装置にて採用されている公知の工程及び手段を用いてもよい。
また、電子写真方式による付与方法及び付与部は、中間転写方式を採用していてもよい。中間転写方式では、例えば、像保持体の表面に形成された特定粒子領域は、一旦中間転写体の表面に転写された後、最終的に、中間転写体の表面から記録媒体の表面へと転写される。
更に、電子写真方式による付与方法及び付与部は、例えば、像保持体の表面をクリーニングする工程及び手段、像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置等、上記したもの以外の手段や工程を含むものであってもよい。
画像が形成された記録媒体を用いる場合、あらかじめ画像が形成された記録媒体に特定粒子を付与してもよく、記録媒体に画像を形成する画像形成工程と付与工程とを連続的に行ってもよい。
画像形成工程と付与工程とを連続的に行う方法としては、例えばインクジェット記録方法を用いた画像形成工程後に付与工程を行う方式、画像形成工程及び付与工程の両方を電子写真方式により行う方法等が挙げられる。具体的には、例えば、記録媒体の表面に、画像形成工程における画像形成用の色材(好ましくは有色インク)と、付与工程における特定粒子と、の両方を用いて複合画像を形成する方法が挙げられる。
<接着工程及び接着部>
接着工程では、例えば、記録媒体に付与された特定粒子を、接着部において加熱する。
特定粒子を加熱する手段(粒子加熱手段)としては、特に制限はなく、記録媒体上に付与された特定粒子を加熱しうる手段であればよい。
特定粒子を加熱する手段(粒子加熱手段)としては、接触方式であってもよいし、非接触方式であってもよい。
接触方式の粒子加熱手段は、例えば、ロール、ベルト、パッド等の部材を加熱し、加熱されたこれらの部材を特定粒子に接触させる方法が挙げられる。
非接触方式の粒子加熱手段は、例えば、特定粒子が付与された記録媒体を、ヒータ、オーブン等で温められた領域を通す方法、ハロゲンランプ、キセノンランプ等からの照射光にて特定粒子を加熱する方法等が挙げられる。
中でも、接着工程は、特定粒子を加熱すると共に特定粒子の移動、脱落等を抑制しうる観点から、接触方式の粒子加熱手段を用いることが好ましい。
即ち、粒子加熱手段は、接触方式の粒子加熱手段であることが好ましい。
(接触方式での特定粒子の加熱)
接触方式にて特定粒子を加熱する際、特定粒子に接触させる部材(接触部材ともいう)の設定温度は、特定粒子を可塑化しうる温度であればよいが、特定粒子の加熱効率等の観点から、例えば、120℃以上250℃以下であることが好ましく、130℃以上200℃以下であることがより好ましく、150℃以上180℃以下であることが更に好ましい。
ここで、接触部材の設定温度とは、接触部材の、特定粒子に接触する表面温度の目標値をいう。
接触部材としては、上記の設定温度に加熱された表面を有する部材であれば、特に制限はなく、例えば、ロール、ベルト、パッド等が挙げられる。
接着工程は、特定粒子を加熱すると共に加圧する工程であることが好ましい。
特定粒子を加熱すると共に加圧することで、特定粒子の付与面(例えば、特定粒子層の表面)に平滑性を付与しうる。
接着工程において特定粒子に印加される圧力は、例えば、電子写真方式による定着手段により印加される圧力が挙げられる。
特定粒子を加熱すると共に加圧する手段(加熱加圧部材ともいう)としては、以下の例が挙げられる。
即ち、2つの接触したロール対であって、そのうちの少なくとも一方のロールから熱を付与し、ロール対の間に、特定粒子が付与された記録媒体を挿通させて熱及び圧力を加える加熱加圧ロール対;ロールとベルトとが接触した部材であってロール及びベルトの少なくとも一方から熱を付与し、これら部材の間に、特定粒子が付与された記録媒体を挿通させて熱及び圧力を加える加熱加圧部材;2つの接触したベルト対であってそのうちの少なくとも一方のベルトから熱を付与し、ベルト対の間に、特定粒子が付与された記録媒体を挿通させて熱及び圧力を加える加熱加圧ベルト対;等が挙げられる。
<圧着工程及び圧着部>
圧着工程では、特定粒子が接着された記録媒体(すなわち付与後記録媒体)を含む複数の記録媒体を重ねた積層体を、圧着部において圧着する。
積層体を構成する複数の記録媒体における記録媒体の数は、少なくとも2以上であればよく、製造する印刷物によって適宜設定されるものである。上記記録媒体の枚数は、綴じ部における接着力を得る観点から、例えば2以上100以下が挙げられ、2以上50以下が好ましく、2以上30以下がより好ましい。
積層体は、少なくとも付与後記録媒体を含むものであり、積層体を構成する複数の記録媒体全てが付与後記録媒体であってもよく、表紙及び裏表紙の少なくとも一方を除く記録媒体全てが付与後記録媒体であってもよく、付与後記録媒体と特定粒子が付与されていない記録媒体とが交互に積層されたものであってもよい。
積層体は、各記録媒体の特定領域が揃った状態で記録媒体が重ねられたものであることが好ましい。例えば記録媒体の一側縁部に特定領域を有する場合、積層体は、各記録媒体における前記一側縁部が揃ったものであることが好ましい。また、記録媒体の折り曲げ部に特定領域を有する場合、積層体は、折り曲げ線の位置が重なるように複数の記録媒体が重なったものであることが好ましい。なお、折り曲げ部に特定領域を有する記録媒体で構成された積層体は、広げた状態の記録媒体を複数重ねたものであってもよく、折り曲げ線において折り曲げられた状態の記録媒体を複数重ねたものであってもよい。
積層体の加圧は、少なくとも印刷物の綴じ部となる領域に対して行えばよく、前記綴じ部となる領域のみに対して行ってもよく、積層体全体に対して行ってもよい。
積層体を加圧する手段(積層体加圧手段)としては、特に制限はなく、積層体を厚み方向に加圧しうる手段であればよく、積層体を離間したロール対の間を挿通させる手段であってもよいし、プレス機、シーラー、ステープラー等にて積層体を加圧する手段であってもよい。
積層体加圧手段としては、市販の装置を用いてもよい。具体的には、例えば、トッパン・フォームズ(株)製のPRESSLE LEADA、PRESSLE CORE、PRESSLE Bee、デュプロ精工(株)製のPS-500H、PS-500、EX-4100WI、EX-4100W、EX-4100/4150、PS-100等が挙げられる。
圧着工程において積層体の厚み方向にかかる圧力(以下、「圧着圧力」ともいう。)は、最大圧力にて、60MPa以上150MPa以下であることが好ましく、70MPa以上130MPa以下であることがより好ましく、90MPa以上110MPa以下であることが更に好ましい。
圧着圧力が60MPa以上であることで、十分な圧着による接着性が得らやすい。また、圧着圧力が150MPa以下であることで、加圧時の記録媒体の破れ、変形等が抑制されやすい。
圧着圧力は市販の圧力測定フィルムにより測定される。圧力測定フィルムとしては、具体的には、富士フイルム(株)製 圧力測定フィルム プレスケールが挙げられる。なお、上記最大圧力とは、積層体加圧手段にて、積層体に圧力が付与されている間の圧力の変化における最大値を表す。
圧着工程は、加熱せずに行ってもよいし、加熱しつつおこなってもよい。
つまり、積層体加圧手段は、加熱手段を備えず、加熱せずに積層体を加圧してもよいし、加熱手段を備えており、加熱しつつ積層体を加圧してもよい。
本実施形態に係る印刷物の製造方法は、上述の付与工程、接着工程、及び圧着工程以外に、その他の工程を有していてもよい。
その他の工程としては、例えば、接着工程後の記録媒体又は圧着工程後の積層体を目的とする大きさに裁断する工程等が挙げられる。
<製造システム及び製造方法の一例>
以下、本実施形態に係る印刷物の製造システムの一例を示し、本実施形態に係る印刷物の製造方法について説明するが、本実施形態はこれに限定されるわけではない。
図3は、本実施形態に係る印刷物の製造システムの一例を示す概略構成図である。図3に示す印刷物の製造システムは、特定粒子を収容し記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に特定粒子を付与する付与部と特定粒子を記録媒体に接着する接着部とを有する配置手段150と、配置手段150の下流に配置され特定粒子が接着された記録媒体を含む複数の記録媒体を重ねた積層体を圧着する圧着部を含む圧着手段200と、を備える。矢印は、記録媒体の搬送方向を示す。
配置手段150は、特定粒子を塗布方式により記録媒体P上に配置する装置である。記録媒体Pには、例えば、片面又は両面に予め画像が形成されている。
配置手段150は、記録媒体の特定領域に対応する位置に特定粒子を付与する付与部の一例として、記録媒体Pの表面に特定粒子516を付与する粒子付与装置518を有している。
粒子付与装置518は、記録媒体Pの表面に特定粒子516を供給し、記録媒体Pの表面に特定粒子領域516Aを形成させる装置である。
粒子付与装置518には、記録媒体Pと対向する部分に供給ロール518Aが設けられており、対応する塗布領域(すなわち特定領域)のみに特定粒子516を供給する。粒子付与装置518では、供給ロール518Aに特定粒子516を供給し、供給ロール518Aに供給される特定粒子516の量(すなわち、記録媒体P上に層状に特定粒子516が供給されたときの層厚)が調整される。
配置手段150は、さらに、記録媒体Pを収容する記録媒体収容部(図示省略)と、この記録媒体収容部に収容された記録媒体Pを搬送する搬送部(図示省略)と、記録媒体Pに塗布された特定粒子516を記録媒体Pに接着させる接着装置564と、この接着装置564によって特定粒子516が接着された記録媒体Pが排出される記録媒体排出部(図示省略)と、を備えている。
接着装置564は、加熱源を内蔵する加熱ロール564Aと、加熱ロール564Aに対して対向して設けられる加圧ロール564Bとを備えている。
配置手段150が特定粒子を記録媒体P上に配置する動作について説明する。
記録媒体Pが、記録媒体収容部から搬送部により搬送され粒子付与装置518の位置まで到達すると、粒子付与装置518によって特定粒子516が記録媒体P上に付与され、特定粒子領域516Aが形成される。
特定粒子領域516Aが形成された記録媒体Pは、接着装置564(接着部の一例)へと引き続き搬送される。接着装置564が記録媒体Pに印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体Pに印加する圧力に比較して低圧でよく、具体的には、0.2MPa以上1MPa以下が好ましい。接着装置564の加熱ロール564Aによって加熱された際の記録媒体Pの表面温度は、150℃以上220℃以下が好ましく、155℃以上210℃以下がより好ましく、160℃以上200℃以下が更に好ましい。
記録媒体Pは、配置手段150を通過することによって、縁部の特定領域に特定粒子が付与された付与後記録媒体P1になる。付与後記録媒体P1は、圧着手段200に向けて搬送される。
本実施形態に係る印刷物の製造システムにおいて、配置手段150と圧着手段200とは、近接している形態でもよく、離隔している形態でもよい。配置手段150と圧着手段200とが離隔している場合、配置手段150と圧着手段200とは、例えば、付与後記録媒体P1を搬送する搬送手段(例えばベルトコンベア)によって繋がれる。
圧着手段200は、積層体形成装置220と加圧装置230とを備え、付与後記録媒体P1を重ねた積層体P2を圧着する手段である。
積層体形成装置220は、当該装置を通過し、縁部の特定領域に特定粒子が付与された付与後記録媒体P1を複数枚重ねることで、積層体P2を作製する。積層体P2は、各記録媒体の特定領域が重なった状態となっている。
積層体形成装置220を出た積層体P2は、加圧装置230に向けて搬送される。
加圧装置230は、一対の加圧部材(則ち、加圧ロール231及び232)を備える。加圧ロール231と加圧ロール232とは互いの外周面で接触し且つ押し合い、通過する積層体P2に圧力を印加する。加圧装置230が備える一対の加圧部材は、加圧ロールと加圧ロールの組合せに限られず、加圧ロールと加圧ベルトの組合せ、加圧ベルトと加圧ベルトの組合せでもよい。
加圧装置230を通過する積層体P2に圧力が印加されると、積層体P2上において特定粒子が圧力によって流動化し接着性を発揮する。加圧装置230が積層体P2に印加する圧力は、3MPa以上300MPa以下が好ましく、10MPa以上200MPa以下がより好ましく、30MPa以上150MPa以下が更に好ましい。
加圧装置230は内部に、積層体P2を加熱するための加熱源(例えばハロゲンヒータ)を有していても、有していなくてもよい。加圧装置230が内部に加熱源を有する場合、加熱源によって加熱された際の積層体P2の表面温度は、30℃以上120℃以下が好ましく、40℃以上100℃以下がより好ましく、50℃以上90℃以下が更に好ましい。なお、加圧装置230が内部に加熱源を有しないことは、加圧装置230が備えるモーター等の発熱により、加圧装置230内の温度が環境温度以上になることを除外しない。
積層体P2が加圧装置230を通過することによって、重なった面どうしが流動化した特定粒子によって接着され、印刷物P3が作製される。印刷物P3は、複数の記録媒体における特定領域が互いに接着されることで、特定領域に対応する位置が綴じ部となっている。
完成した印刷物P3は、加圧装置230から搬出される。
本実施形態に係る印刷物の製造システムにおいて、積層体形成装置220と加圧装置230とは、近接している形態でもよく、離隔している形態でもよい。積層体形成装置220と加圧装置230とが離隔している場合、積層体形成装置220と加圧装置230とは、例えば、積層体P2を搬送する搬送手段(例えばベルトコンベア)によって繋がれる。
本実施形態に係る印刷物の製造システムは、記録媒体を予め定められた寸法に裁断する裁断手段を備えていてもよい。裁断手段は、例えば、配置手段150と圧着手段200との間に配置され、付与後記録媒体P1の一部を切り落とす裁断手段;積層体形成装置220と加圧装置230との間に配置され、積層体P2の一部を切り落とす裁断手段;圧着手段200の下流に配置され、印刷物P3の一部を切り落とす裁断手段;などである。
本実施形態に係る印刷物の製造システムは、枚葉式の装置に限定されない。本実施形態に係る印刷物の製造装置は、長尺の記録媒体に対して配置工程及び圧着工程を行って長尺の印刷物を形成した後、長尺の印刷物を予め定められた寸法に裁断する様式の装置であってもよい。
図4は、本実施形態に係る印刷物の製造システムの他の一例を示す概略構成図である。図4に示す印刷物の製造システムは、特定粒子を収容し記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に特定粒子を付与する付与部と特定粒子を記録媒体に接着する接着部とを有する配置手段100と、配置手段100の下流に配置され特定粒子が接着された記録媒体を含む複数の記録媒体を重ねた積層体を圧着する圧着部を含む圧着手段200と、を備える。矢印は、感光体の回転方向又は記録媒体の搬送方向を示す。
配置手段100は、特定粒子を含む現像剤を用いて、特定粒子を電子写真方式により記録媒体P上に配置する直接転写方式の装置である。記録媒体Pには、例えば、片面又は両面に予め画像が形成されている。
配置手段100は、感光体101を有している。感光体101の周囲には、感光体101の表面を帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)102、帯電した感光体101の表面をレーザ光線によって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)103、静電荷像に特定粒子を供給して静電荷像を現像して特定粒子領域を形成する現像装置(現像手段の一例)104、現像により形成された特定粒子領域を記録媒体P上に転写する転写ロール(転写手段の一例)105、及び転写後に感光体101の表面に残存する特定粒子を除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)106が順に配置されている。
配置手段100が特定粒子を記録媒体P上に配置する動作について説明する。
まず、帯電ロール102によって感光体101の表面が帯電される。帯電した感光体101の表面に、図示しない制御部から送られてくる画像データに従って、露光装置103がレーザ光線を照射する。それにより、特定粒子の配置パターンの静電荷像が感光体101の表面に形成される。
感光体101上に形成された静電荷像は、感光体101の走行に従って現像位置まで回転する。そして、現像位置で、感光体101上の静電荷像が、現像装置104によって現像され可視化され特定粒子領域になる。
現像装置104内には、少なくとも特定粒子とキャリアとを含む現像剤が収容されている。特定粒子は、現像装置104の内部でキャリアとともに攪拌されることで摩擦帯電し、現像剤ロール上に保持されている。感光体101の表面が現像装置104を通過していくことにより、感光体101表面の静電荷像に特定粒子が静電的に付着し、静電荷像が特定粒子によって現像され特定粒子領域が形成される。特定粒子領域が形成された感光体101は、引き続き走行し、感光体101上に形成された特定粒子領域が転写位置へ搬送される。
感光体101上の特定粒子領域が転写位置へ搬送されると、転写ロール105に転写バイアスが印加され、感光体101から転写ロール105に向う静電気力が特定粒子領域部に作用し、感光体101上の特定粒子領域が記録媒体P上に転写される。
感光体101上に残留した特定粒子は感光体クリーニング装置106で除去されて回収される。感光体クリーニング装置106は、例えば、クリーニングブレード、クリーニングブラシ等である。感光体クリーニング装置106は、感光体の表面に残留した本実施形態に係る特定粒子が圧力により流動化して感光体の表面に膜状に付着する現象を抑制する観点から、クリーニングブラシであることが好ましい。
特定粒子領域が転写された記録媒体Pは接着装置(接着部の一例)107へと搬送される。接着装置107は、例えば、一対の接着部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)である。接着装置107が記録媒体Pに印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体Pに印加する圧力に比較して低圧でよく、具体的には、0.2MPa以上1MPa以下が好ましい。
接着装置107は内部に、記録媒体Pを加熱するための加熱源(例えばハロゲンヒータ)を有していても、有していなくてもよい。接着装置107が内部に加熱源を有する場合、加熱源によって加熱された際の記録媒体Pの表面温度は、150℃以上220℃以下が好ましく、155℃以上210℃以下がより好ましく、160℃以上200℃以下が更に好ましい。なお、接着装置107が内部に加熱源を有しないことは、配置手段100が備えるモーター等の発熱により、接着装置107内の温度が環境温度以上になることを除外しない。
記録媒体Pは、配置手段100を通過することによって、縁部の特定領域に特定粒子が付与された付与後記録媒体P1になる。付与後記録媒体P1は、圧着手段200に向けて搬送される。図4に示す印刷物の製造システムにおける圧着手段200としては、図3に示す印刷物の製造システムにおける圧着手段200と同様の圧着手段が用いられる。
本実施形態に係る印刷物の製造システムにおいて、配置手段100と圧着手段200とは、近接している形態でもよく、離隔している形態でもよい。配置手段100と圧着手段200とが離隔している場合、配置手段100と圧着手段200とは、例えば、付与後記録媒体P1を搬送する搬送手段(例えばベルトコンベア)によって繋がれる。
本実施形態に係る印刷物の製造システムは、記録媒体を予め定められた寸法に裁断する裁断手段を備えていてもよい。裁断手段は、例えば、配置手段100と圧着手段200との間に配置され、付与後記録媒体P1の一部を切り落とす裁断手段;積層体形成装置220と加圧装置230との間に配置され、積層体P2の一部を切り落とす裁断手段;圧着手段200の下流に配置され、印刷物P3の一部を切り落とす裁断手段;などである。
本実施形態に係る印刷物の製造システムは、枚葉式の装置に限定されない。本実施形態に係る印刷物の製造装置は、長尺の記録媒体に対して配置工程及び圧着工程を行って長尺の印刷物を形成した後、長尺の印刷物を予め定められた寸法に裁断する様式の装置であってもよい。
本実施形態に係る印刷物の製造システムは、有色の色材を用いて記録媒体上に有色画像を形成する有色画像形成手段をさらに含んでもよい。有色画像形成手段は、例えば、有色のインクを用いてインクジェット方式により記録媒体上に有色インク画像を形成する手段、有色の静電荷像現像剤を用いて電子写真方式により記録媒体上に有色トナー像を形成する手段等が挙げられる。
インクジェット方式を用いた有色画像形成手段は、例えば、インクである液体を吐出する液体吐出ヘッドを備える。インクジェット方式を用いた有色画像形成手段は、液体吐出ヘッドが直接記録媒体に液体を吐出する直接吐出方式であってもよく、液体吐出ヘッドが中間転写体に液体を吐出し、中間転写体上に吐出された液体を記録媒体に転写する中間転写方式あってもよい。
電子写真方式を用いた有色画像形成手段は、例えば、
感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
有色の静電荷像現像剤を収容し、有色の静電荷像現像剤により、前記感光体の表面に形成された静電荷像を有色のトナー画像として現像する現像手段と、
前記感光体の表面に形成された有色のトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写された有色のトナー画像を熱定着する熱定着手段と、を備える。
上記構成の製造システムによって、本実施形態に係る印刷物の製造方法であって、有色の色材を用いて記録媒体上に有色画像を形成する有色画像形成工程をさらに含む製造方法が実施される。有色画像形成工程は、具体的には、例えば、有色のインクを用いてインクジェット方式により記録媒体上に有色インク画像を形成する工程、有色の静電荷像現像剤を用いて電子写真方式により記録媒体上に有色トナー像を形成する工程等が挙げられる。
インクジェット方式を用いた有色画像形成工程は、例えば、インクである液体を吐出する液体吐出工程を含む。インクジェット方式を用いた有色画像形成工程は、液体を直接録媒体に吐出する直接吐出方式であってもよく、液体を中間転写体に吐出し、中間転写体上に吐出された液体を記録媒体に転写する中間転写方式あってもよい。
電子写真方式を用いた有色画像形成工程は、例えば、
感光体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
有色の静電荷像現像剤により、前記感光体の表面に形成された静電荷像を有色のトナー画像として現像する現像工程と、
前記感光体の表面に形成された有色のトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写された有色のトナー画像を熱定着する熱定着工程と、を含む。
本実施形態に係る印刷物の製造システムが含む有色画像形成手段は、例えば、有色画像を直接記録媒体に形成する直接方式の装置;有色画像を中間転写体の表面に形成し、中間転写体の表面に形成された有色画像を記録媒体の表面に転写する中間転写方式の装置;有色画像が有色のトナー画像である場合において、有色画像の転写後、帯電前の感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;有色画像が有色のトナー画像である場合において、有色画像の転写後、帯電前に感光体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置;などの装置である。電子写真方式の有色画像形成手段が中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面に有色のトナー画像が転写される中間転写体と、感光体の表面に形成された有色のトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写された有色のトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する。
本実施形態に係る印刷物の製造システムにおいて、特定粒子の配置手段と有色画像形成手段とが中間転写方式を採用している場合、配置手段と有色画像形成手段とは、中間転写体及び転写手段を共有していてもよい。
本実施形態に係る印刷物の製造システムにおいて、有色画像形成手段が有色の色材を記録媒体に接着させる接着装置を有する場合、特定粒子の配置手段における接着装置と有色画像形成手段における接着装置とは、1つの接着装置を共有したものであってもよい。
以下、有色画像形成手段を備える本実施形態に係る印刷物の製造システムの一例を示すが、本実施形態はこれに限定されるわけではない。以下の説明においては、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図5は、本実施形態に係る印刷物の製造システムの他の一例を示す概略構成図である。図5に示す印刷物の製造システムは、記録媒体へのインクジェット方式による有色画像形成と特定粒子の付与とを一括で行う印刷手段500と、印刷手段500の下流に配置された圧着手段600と、を備える。
印刷手段500は、有色画像形成手段の一例として、記録媒体Pにインク滴を吐出して有色画像を形成するインクジェット記録ヘッド520を備えている。
このインクジェット記録ヘッド520から見て記録媒体Pの搬送方向(図中の矢印方向)下流側には、記録媒体の特定領域に対応する位置に特定粒子を付与する付与部の一例として、記録媒体Pの表面に特定粒子516を付与する粒子付与装置518が配置されている。
また、印刷手段500は、記録媒体Pを収容する記録媒体収容部(図示省略)と、この記録媒体収容部に収容された記録媒体Pを搬送する搬送部(図示省略)と、記録媒体Pに付与されたインク滴及び特定粒子516を記録媒体Pに接着させる接着装置564と、この接着装置564によってインク滴及び特定粒子516が接着された記録媒体Pが排出される記録媒体排出部(図示省略)と、を備えている。
接着装置564は、加熱源を内蔵する加熱ロール564Aと、加熱ロール564Aに対して対向して設けられる加圧ロール564Bとを備えている。
粒子付与装置518は、記録媒体Pの表面に特定粒子516を供給し、記録媒体Pの表面に特定粒子領域516Aを形成させる装置である。
粒子付与装置518には、記録媒体Pと対向する部分に供給ロール518Aが設けられており、対応する塗布領域(すなわち記録媒体Pの特定領域)のみに特定粒子516を付与する。
供給ロール518Aに特定粒子516を供給し、記録媒体P上に付与される特定粒子516の量(すなわち、記録媒体P上に層状に付与された特定粒子領域516Aの層厚)が調整される。
インクジェット記録ヘッド520は、ノズルからイエロー色のインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッド520Y、ノズルからマゼンタ色のインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッド520M、ノズルからシアン色のインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッド520C、及びノズルから黒色のインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッド520Kを含んで構成されている。これらのインクジェット記録ヘッド520は、圧電式(ピエゾ)、サーマル式などにより駆動される。
インクジェット記録ヘッド520は、記録幅が被記録領域以上とされると共に記録媒体Pの搬送方向と交差する方向に移動せずに記録媒体P上に液滴を吐出して画像を記録する記録ヘッドでもよく、また、記録媒体Pの搬送方向と交差する方向に移動しながら記録媒体P上に液滴を吐出して画像を記録する記録ヘッドであってもよい。
また、インクジェット記録ヘッド520が吐出するインクは、水性インク、油性インク共に使用することができるが、環境性の点で水性インクが好適に使用される。水性インクは、色材等の記録材に加え、インク溶媒(例えば、水、水溶性有機溶媒)を含んでいる。また、必要に応じて、その他、添加剤を含んでいてもよい。
配置手段500においては、まず記録媒体Pが、記録媒体収容部から搬送部により搬送されインクジェット記録ヘッド520の位置まで到達すると、インクジェット記録ヘッド520によって各色のインク滴が記録媒体P上に付与され、有色画像が形成される。続いて、有色画像が形成された記録媒体Pが、搬送部により搬送され粒子付与装置518の位置まで到達すると、粒子付与装置518によって特定粒子516が記録媒体P上に付与され、特定粒子領域516Aが形成される。
有色画像及び特定粒子領域516Aが形成された記録媒体Pは、接着装置564(接着部の一例)へと引き続き搬送される。接着装置564が記録媒体Pに印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体Pに印加する圧力に比較して低圧でよく、具体的には、0.2MPa以上1MPa以下が好ましい。接着装置564の加熱ロール564Aによって加熱された際の記録媒体Pの表面温度は、150℃以上220℃以下が好ましく、155℃以上210℃以下がより好ましく、160℃以上200℃以下が更に好ましい。
以上のようにして、記録媒体Pは、印刷手段500を通過することによって、有色画像が形成され且つ縁部の一部である特定領域に特定粒子が付与された付与後記録媒体P7になる。
ついで、付与後記録媒体P7は、圧着手段600に向けて搬送される。
圧着手段600は、図3に示す圧着手段200と同様に、積層体形成装置620と加圧装置630とを備え、付与後記録媒体P7を重ねた積層体P8を圧着する手段である。
積層体形成装置620を出た積層体P8は、加圧装置630における加圧ロール631及び加圧ロール632の間を通過することで、重なった面どうしが流動化した特定粒子によって接着され、印刷物P9が作製される。印刷物P9は、複数の記録媒体における特定領域が互いに接着されることで、特定領域に対応する位置が綴じ部となっている。
そして、完成した印刷物P9は、加圧装置630から搬出される。
図6は、本実施形態に係る印刷物の製造システムの一例を示す概略構成図である。図6に示す印刷物の製造システムは、記録媒体への有色画像形成と特定粒子の付与とを一括で行う印刷手段300と、印刷手段300の下流に配置された圧着手段400と、を備える。
印刷手段300は、5連タンデム方式且つ中間転写方式の印刷手段である。
印刷手段300は、特定粒子(T)を付与するユニット10Tと、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各色画像を形成するユニット10Y、10M、10C、及び10Kと、を備えている。ユニット10Tが、特定粒子を含む現像剤を用いて記録媒体P上に特定粒子を付与する粒子付与手段(すなわち付与部)である。ユニット10Y、10M、10C、及び10Kがそれぞれ、有色トナーを含む現像剤を用いて記録媒体P上に有色画像を形成する手段である。ユニット10T、10Y、10M、10C、及び10Kは、電子写真方式を採用している。
ユニット10T、10Y、10M、10C、及び10Kは、水平方向に互いに離間して並設されている。ユニット10T、10Y、10M、10C、及び10Kは、印刷手段300に着脱するプロセスカートリッジであってもよい。
ユニット10T、10Y、10M、10C、及び10Kの下方には、各ユニットを通して中間転写ベルト(中間転写体の一例)20が延設されている。中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20の内面に接する、駆動ロール22、支持ロール23、及び対向ロール24に巻きつけて設けられ、ユニット10Tからユニット10Kに向う方向に走行するようになっている。中間転写ベルト20の像保持面側には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置21が備えられている。
ユニット10T、10Y、10M、10C、及び10Kはそれぞれ、現像装置(現像手段の一例)4T、4Y、4M、4C及び4Kを備える。現像装置4T、4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、カートリッジ8T、8Y、8M、8C、8Kに収められた特定粒子、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーの供給がなされる。
ユニット10T、10Y、10M、10C、及び10Kは、同等の構成及び動作を有しているため、特定粒子を記録媒体上に付与するユニット10Tについて代表して説明する。
ユニット10Tは、感光体(像保持体の一例)1Tを有している。感光体1Tの周囲には、感光体1Tの表面を帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)2T、帯電した感光体1Tの表面をレーザ光線によって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)3T、静電荷像に特定粒子を供給して静電荷像を現像して特定粒子領域を形成する現像装置(現像手段の一例)4T、現像により形成された特定粒子領域を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール(一次転写手段の一例)5T、及び一次転写後に感光体1Tの表面に残存する特定粒子を除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)6Tが順に配置されている。一次転写ロール5Tは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Tに対向した位置に設けられている。
以下、ユニット10Tの動作を例示しながら、記録媒体P上に特定粒子の付与と有色画像形成とを行う動作について説明する。
まず、帯電ロール2Tによって感光体1Tの表面が帯電される。帯電した感光体1Tの表面に、図示しない制御部から送られてくる画像データに従って、露光装置3Tがレーザ光線を照射する。それにより、特定粒子の付与領域となる静電荷像が感光体1Tの表面に形成される。
感光体1T上に形成された静電荷像は、感光体1Tの走行に従って現像位置まで回転する。そして、現像位置で、感光体1T上の静電荷像が、現像装置4Tによって現像され特定粒子領域になる。
現像装置4T内には、少なくとも特定粒子とキャリアとを含む現像剤が収容されている。特定粒子は、現像装置4Tの内部でキャリアとともに攪拌されることで摩擦帯電し、現像剤ロール上に保持されている。感光体1Tの表面が現像装置4Tを通過していくことにより、感光体1T表面の静電荷像に特定粒子が静電的に付着し、静電荷像が特定粒子によって現像されることで、特定粒子領域が形成される。特定粒子領域が形成された感光体1Tは、引き続き走行し、感光体1T上に形成された特定粒子領域が一次転写位置へ搬送される。
感光体1T上の特定粒子領域が一次転写位置へ搬送されると、一次転写ロール5Tに一次転写バイアスが印加され、感光体1Tから一次転写ロール5Tに向う静電気力が特定粒子領域に作用し、感光体1T上の特定粒子領域が中間転写ベルト20上に転写される。感光体1T上に残留した特定粒子は感光体クリーニング装置6Tで除去されて回収される。感光体クリーニング装置6Tは、例えば、クリーニングブレード、クリーニングブラシ等であり、クリーニングブラシであることが好ましい。
ユニット10Y、10M、10C及び10Kにおいても、ユニット10Tと同様の動作が、有色トナーを含む現像剤を用いて行われる。ユニット10Tにて特定粒子領域が転写された中間転写ベルト20が、ユニット10Y、10M、10C、10Kを順次通過し、中間転写ベルト20上に各色のトナー画像が多重転写される。
ユニット10T、10Y、10M、10C及び10Kを通して特定粒子領域及び4つのトナー画像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と、中間転写ベルトの内面に接する対向ロール24と、中間転写ベルト20の像保持面側に配置された二次転写ロール(二次転写手段の一例)26とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録媒体Pが供給機構を介して二次転写ロール26と中間転写ベルト20とが接触した隙間に給紙され、二次転写バイアスが対向ロール24に印加される。このとき、中間転写ベルト20から記録媒体Pに向う静電気力が特定粒子領域及びトナー画像に作用し、中間転写ベルト20上の特定粒子領域及びトナー画像が記録媒体P上に転写される。
特定粒子領域及びトナー画像が転写された記録媒体Pは接着部の一例である加熱装置(粒子加熱手段の一例)28へと搬送される。加熱装置28により加熱されることで、有色のトナー画像が記録媒体P上へ熱定着されると共に、特定粒子領域が加熱され、特定粒子の可塑化が促進される。
加熱装置28は、記録媒体Pから特定粒子が脱落することを抑制する観点、及び、有色トナーの記録媒体Pへの定着性を向上させる観点、更に、特定粒子の可塑化促進の観点から、加熱と共に加圧を行う装置(加熱加圧装置ともいう)であることが好ましい。
加熱装置28が加熱加圧装置である場合、例えば、ハロゲンヒータ等の加熱源を備え、記録媒体P上の特定粒子領域及びトナー画像に接触して特定粒子領域及びトナー画像を加熱するロール対を含むことが好ましい。このロール対の間を、特定粒子領域及びトナー画像を有する記録媒体が通過することにより、有色のトナー画像が記録媒体P上へ熱定着されると共に、特定粒子領域が加熱され、特定粒子の可塑化が促進される。
以上のようにして、記録媒体Pは、印刷手段300を通過することによって、有色画像が形成され且つ折り曲げ部である特定領域に特定粒子が付与された付与後記録媒体P4になる。
ついで、付与後記録媒体P4は、圧着手段400に向けて搬送される。
本実施形態に係る印刷物の製造システムにおいて、印刷手段300と圧着手段400とは、近接している形態でもよく、離隔している形態でもよい。
印刷手段300と圧着手段400とが離隔している場合、印刷手段300と圧着手段400とは、例えば、付与後記録媒体P4を搬送する搬送手段(例えばベルトコンベア)によって繋がれる。
圧着手段400は、積層体形成装置420と加圧装置230とを備え、付与後記録媒体P4を重ねて折り曲げた積層体P5を圧着する手段である。
積層体形成装置420は、当該装置を通過する付与後記録媒体P4を複数枚重ねた後に、付与後記録媒体P4の折り曲げ線に沿って折り曲げ、積層体P5を作製する。積層体P5は、各記録媒体の特定領域が重なった状態となっている。
積層体形成装置420を出た積層体P5は、加圧装置230に向けて搬送される。
加圧装置230は、例えば、ロール対(則ち、加圧ロール231及び232)を備える。加圧ロール231と加圧ロール232とは例えば離間しており、ロール対の間に積層体P5を通過させることで、積層体P5の厚み方向に圧力を印加する。
加圧装置230を通過する積層体P5に圧力が印加されると、記録媒体の特定領域同士が流動化した特定粒子によって接着され、印刷物P6が作製される。
完成した印刷物P6は、加圧装置230から搬出される。
本実施形態に係る印刷物の製造システムにおいて、積層体形成装置420と加圧装置230とは、近接している形態でもよく、離隔している形態でもよい。積層体形成装置420と加圧装置230とが離隔している場合、積層体形成装置420と加圧装置230とは、例えば、積層体P5を搬送する搬送手段(例えばベルトコンベア)によって繋がれる。
更に、本実施形態に係る印刷物の製造システムは、記録媒体を予め定められた寸法に裁断する裁断手段を備えていてもよい。裁断手段は、例えば、印刷手段300と圧着手段400との間に配置され、付与後記録媒体P4の一部を切り落とす裁断手段;積層体形成装置420と加圧装置230との間に配置され、積層体P5の一部を切り落とす裁断手段;圧着手段400の下流に配置され、印刷物P6の一部を切り落とす裁断手段;などである。
なお、裁断手段によれば、特定粒子が配置されている領域の一部を切り落としてもよく、特定粒子が配置されていない領域のみを切り落としてもよい。
本実施形態に係る印刷物の製造システムは、枚葉式の装置に限定されない。本実施形態に係る印刷物の製造システムは、長尺の記録媒体に対して配置工程及び圧着工程を行って長尺の印刷物を形成した後、長尺の印刷物を予め定められた寸法に裁断する様式の装置であってもよい。
<特定粒子>
本実施形態に係る特定粒子は、少なくとも母粒子を含み、必要に応じて外添剤を含む。
即ち、特定粒子に含まれる母粒子は、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含み、且つ、少なくとも2つのガラス転移点を有し、最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である粒子について説明する。
〔母粒子〕
(結着樹脂)
母粒子は、結着樹脂として、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含む。
以下、「スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂」を「特定スチレン系樹脂」ともいい、「少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂」を「特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂」ともいう。
母粒子は、圧着による接着性を維持する観点から、特定スチレン系樹脂の含有量が特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の含有量よりも多いことが好ましい。特定スチレン系樹脂の含有量は、特定スチレン系樹脂と特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の合計含有量に対して、55質量%以上80質量%以下が好ましく、60質量%以上75質量%以下がより好ましく、65質量%以上70質量%以下が更に好ましい。
-特定スチレン系樹脂-
特定粒子を構成する母粒子は、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含む特定スチレン系樹脂を含有する。
特定スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるスチレンの質量割合は、加圧されていない状態で特定粒子が流動化することを抑制する観点から、60質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、75質量%以上が更に好ましい。
特定スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるスチレンの質量割合は、圧力によって相転移しやすい特定粒子を形成する観点から、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、85質量%以下が更に好ましい。
即ち、特定スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるスチレンの質量割合は、60質量%以上95質量%以下が好ましい。
特定スチレン系樹脂の重合成分に含まれるスチレン以外のその他のビニルモノマー(以下、その他のビニルモノマーともいう)としては、例えば、スチレン系モノマー、アクリル系モノマー等が挙げられる。
その他のビニルモノマーにおけるスチレン系モノマーとしては、例えば、ビニルナフタレン;α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-エチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン等のアルキル置換スチレン;p-フェニルスチレン等のアリール置換スチレン;p-メトキシスチレン等のアルコキシ置換スチレン;p-クロロスチレン、3,4-ジクロロスチレン、p-フルオロスチレン、2,5-ジフルオロスチレン等のハロゲン置換スチレン;m-ニトロスチレン、o-ニトロスチレン、p-ニトロスチレン等のニトロ置換スチレン;などが挙げられる。
これらのスチレン系モノマーは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
その他のビニルモノマーにおけるアクリル系モノマーとしては、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種のアクリル系モノマーが好ましい。(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸カルボキシ置換アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシ置換アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシ置換アルキルエステル、ジ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
これらのアクリル系モノマーは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)メタクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸カルボキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸ヒドロキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルコキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル等が挙げられる。
ジ(メタ)アクリル酸エステルとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ブタンジオールジ(メタ)アクリラート、ペンタンジオールジ(メタ)アクリラート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリラート、ノナンジオールジ(メタ)アクリラート、デカンジオールジ(メタ)アクリラート等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリラート等も挙げられる。
特定スチレン系樹脂の重合成分に含まれるその他のビニルモノマーとしては、スチレン系モノマー及びアクリル系モノマーの他に、例えば、(メタ)アクリロニトリル;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン;イソプレン、ブテン、ブタジエンなどのオレフィン;も挙げられる。
特定スチレン系樹脂は、圧力によって相転移しやすい特定粒子を形成する観点から、重合成分として含まれるその他のビニルモノマーが、(メタ)アクリル酸エステルを含むことが好ましく、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことがより好ましく、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことが更に好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことが更に好ましい。
特定スチレン系樹脂は、圧力によって相転移しやすい特定粒子を形成する観点から、重合成分として含まれるその他のビニルモノマーが、アクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの少なくとも一方を含むことが特に好ましい。
特定スチレン系樹脂と後述する特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とは、圧力によって相転移しやすい特定粒子を形成する観点から、同種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分として含むことが好ましい。
特定スチレン系樹脂の重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合は、加圧されていない状態で特定粒子が流動化することを抑制する観点から、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、25質量%以下が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい特定粒子を形成する観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上が更に好ましい。ここでの(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが更に好ましい。
特定スチレン系樹脂は重合成分としてアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの少なくとも一方を含むことが特に好ましく、スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの合計量は、加圧されていない状態で粒子が流動化することを抑制する観点から、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、25質量%以下が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい特定粒子を形成する観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上が更に好ましい。
特定スチレン系樹脂の重量平均分子量は、加圧されていない状態で特定粒子が流動化することを抑制する観点から、3000以上が好ましく、4000以上がより好ましく、5000以上が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい特定粒子を形成する観点から60000以下が好ましく、55000以下がより好ましく、50000以下が更に好ましい。
本開示において樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、GPC装置として東ソー製HLC-8120GPCを用い、カラムとして東ソー製TSKgel SuperHM-M(15cm)を用い、溶媒としてテトラヒドロフランを用いて行う。樹脂の重量平均分子量は、単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
特定スチレン系樹脂のガラス転移温度は、加圧されていない状態で特定粒子が流動化することを抑制する観点から、30℃以上であることが好ましく、40℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることが更に好ましく、圧力によって相転移しやすい特定粒子を形成する観点から、110℃以下であることが好ましく、100℃以下であることがより好ましく、90℃以下であることが更に好ましい。
本開示において、樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry、DSC)を行って得た示差走査熱量曲線(DSC曲線)から求める。より具体的には、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」に従って求める。
樹脂のガラス転移温度は、重合成分の種類及び重合割合によって制御される。ガラス転移温度は、主鎖に含まれるメチレン基、エチレン基、オキシエチレン基等の柔軟な単位の密度が高いほど低く、主鎖に含まれる芳香環、シクロヘキサン環等の剛直な単位の密度が高いほど高い傾向がある。また、ガラス転移温度は、側鎖における脂肪族基の密度が高いほど低い傾向がある。
本実施形態において母粒子全体に占める特定スチレン系樹脂の質量割合は、加圧されていない状態で特定粒子が流動化することを抑制する観点から、55質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、65質量%以上が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい特定粒子を形成する観点から、80質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、70質量%以下が更に好ましい。
-特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂-
特定粒子を構成する母粒子は、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有する。
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合は、90質量%以上であり、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸カルボキシ置換アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシ置換アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシ置換アルキルエステル、ジ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)メタクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸カルボキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸ヒドロキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルコキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル等が挙げられる。
ジ(メタ)アクリル酸エステルとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ブタンジオールジ(メタ)アクリラート、ペンタンジオールジ(メタ)アクリラート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリラート、ノナンジオールジ(メタ)アクリラート、デカンジオールジ(メタ)アクリラート等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリラート等も挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステルは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、圧力によって相転移しやすく且つ圧着による接着性に優れる特定粒子を形成する観点から、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが更に好ましく、アクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルが特に好ましい。
既述のように、特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と特定スチレン系樹脂とは、圧力によって相転移しやすい特定粒子を形成する観点から、同種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分として含むことが好ましい。
特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸アルキルエステルの質量割合は、圧力によって相転移しやすく且つ圧着による接着性に優れる特定粒子を形成する観点から、90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。ここでの(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましい。
特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比は、圧力によって相転移しやすく且つ圧着による接着性に優れる特定粒子を形成する観点から、80:20~20:80であることが好ましく、70:30~30:70であることがより好ましく、60:40~40:60であることが更に好ましい。
特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種は(メタ)アクリル酸アルキルエステルであることが好ましい。ここでの(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましい。
特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種が(メタ)アクリル酸アルキルエステルである場合、当該2種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数の差は、圧力によって転移しやすく且つ圧着による接着性に優れる特定粒子を形成する観点から、1個以上4個以下であることが好ましく、2個以上4個以下であることがより好ましく、3個又は4個であることが更に好ましい。
特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂は、圧力によって相転移しやすく且つ圧着による接着性に優れる特定粒子を形成する観点から、重合成分としてアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルを含むことが好ましく、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種がアクリル酸n-ブチルとアクリル酸2-エチルヘキシルとであることが特に好ましい。(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分全体に占めるアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの合計量は、90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。
特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂は、(メタ)アクリル酸エステル以外のビニルモノマーを重合成分に含んでいてもよい。
(メタ)アクリル酸エステル以外のビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸;スチレン;スチレン以外のスチレン系モノマー;(メタ)アクリロニトリル;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン;イソプレン、ブテン、ブタジエンなどのオレフィン;が挙げられる。これらビニルモノマーは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステル以外のビニルモノマーを重合成分に含む場合、(メタ)アクリル酸エステル以外のビニルモノマーとしては、アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方が好ましく、アクリル酸がより好ましい。
特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重量平均分子量は、加圧されていない状態で粒子が流動化することを抑制する観点から、10万以上が好ましく、12万以上がより好ましく、15万以上が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい粒子を形成する観点から、25万以下が好ましく、22万以下がより好ましく、20万以下が更に好ましい。
特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂のガラス転移温度は、圧力によって相転移しやすい粒子を形成する観点から、10℃以下であることが好ましく、0℃以下であることがより好ましく、-10℃以下であることが更に好ましく、加圧されていない状態で粒子が流動化することを抑制する観点から、-90℃以上であることが好ましく、-80℃以上であることがより好ましく、-70℃以上であることが更に好ましい。
本実施形態において母粒子全体に占める特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の質量割合は、圧力によって相転移しやすい粒子を形成する観点から、20質量%以上が好ましく、25質量%以上がより好ましく、30質量%以上が更に好ましく、加圧されていない状態で粒子が流動化することを抑制する観点から、45質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、35質量%以下が更に好ましい。
本実施形態において母粒子に含まれる特定スチレン系樹脂と特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の合計量は、母粒子全体に対して、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましく、95質量%以上が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。
母粒子は、必要に応じて、例えば、ポリスチレン;エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂;などを含有していてもよい。
これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
[その他の成分]
母粒子は、必要に応じて、その他の成分を含んでいてもよい。
その他の成分としては、着色剤(例えば、顔料、染料)、離型剤(例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス)、帯電制御剤などが挙げられる。
特定粒子は、画像の視認性を損なわない範囲において、着色剤を含んでいてもよい。
母粒子中の着色剤の含有量は、特定粒子の透明性を高める観点からは少ないほど好ましい。具体的には、着色剤の含有量は、母粒子全体に対して、1.0質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.01質量%以下であることが更に好ましく、含有しないことが特に好ましい。
なお、特定粒子は透明であってもよい。
本実施形態において「透明」であるとは、特定粒子が付与された領域の可視領域(400nm以上700nm以下)の光の平均透過率が10%以上であることを意味し、50%以上であるのが好ましく、80%以上がより好ましく、90%以上が更に好ましい。
上記平均透過率は、分光光度計V700(日本分光(株)製)を用いて測定される。
-母粒子の構造-
母粒子の内部構造は海島構造であることが好ましい。
海島構造としては、2以上の結着樹脂のうち、一方を含む海相と、当該海相に分散したもう一方を含む島相と、を有する海島構造が好ましい。圧力によって相転移しやすい観点から、より具体的には、特定スチレン系樹脂を含む海相と、当該海相に分散した特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相と、を有する海島構造が好ましい。海相に含まれる特定スチレン系樹脂及び島相に含まれる(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の詳細は既述の通りである。なお、海相に(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含まない島相が分散していてもよい。
母粒子が海島構造を有する場合、島相の平均径は、200nm以上500nm以下が好ましい。島相の平均径が500nm以下であると、圧力によって母粒子が相転移しやすく、島相の平均径が200nm以上であると、母粒子に求められる機械的強度(例えば、現像器内で攪拌された際に変形しにくい強度)に優れる。これらの観点から、島相の平均径は、220nm以上450nm以下がより好ましく、250nm以上400nm以下が更に好ましい。
海島構造の島相の平均径を上記範囲に制御する方法としては、例えば、後述する母粒子の製造方法において、特定スチレン系樹脂の量に対する特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の量を増減する、凝集した樹脂粒子を融合・合一する工程において高温に維持する時間を増減する、等が挙げられる。
海島構造の確認、及び島相の平均径の測定は、次の方法により行う。
特定粒子をエポキシ樹脂に包埋し、ダイヤモンドナイフ等で切片を作製し、作製した切片をデシケータ内で四酸化オスミウム又は四酸化ルテニウムを用いて染色する。染色された切片を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察する。海島構造の海相と島相とは、四酸化オスミウム又は四酸化ルテニウムによる樹脂の染色度合いに起因する濃淡で区別され、これを利用して海島構造の有無を確認する。SEM画像から100個の島相を無作為に選択し、各島相の長径を計測し、長径100個の平均値を平均径とする。
母粒子は、単層構造の母粒子であってもよいし、コア部とコア部を被覆するシェル層とを有するコア・シェル構造の母粒子であってもよい。加圧されていない状態で特定粒子が流動化することを抑制する観点から、母粒子はコア・シェル構造であることが好ましい。
母粒子がコア・シェル構造を有する場合、圧力によって相転移しやすい観点から、コア部が特定スチレン系樹脂及び特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有することが好ましい。更に、加圧されていない状態で特定粒子が流動化することを抑制する観点から、シェル層が特定スチレン系樹脂を含有することが好ましい。
母粒子がコア・シェル構造を有する場合、コア部が特定スチレン系樹脂を含む海相と、海相に分散した特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相と、を有することが好ましい。島相の平均径は、既述の範囲であることが好ましい。更に、コア部が上記構成であることに加えて、シェル層が特定スチレン系樹脂を含有することが好ましい。この場合、コア部の海相とシェル層とが連続した構造となり、圧力によって母粒子が相転移しやすい。
シェル層に含まれる樹脂としては、ポリスチレン;エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂;なども挙げられる。
これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
シェル層の平均厚は、母粒子の変形抑制の観点から、120nm以上が好ましく、130nm以上がより好ましく、140nm以上が更に好ましく、圧力によって母粒子が相転移しやすい観点から、550nm以下が好ましく、500nm以下がより好ましく、400nm以下が更に好ましい。
シェル層の平均厚は、次の方法により測定する。
粒子をエポキシ樹脂に包埋し、ダイヤモンドナイフ等で切片を作製し、作製した切片をデシケータ内で四酸化オスミウム又は四酸化ルテニウムを用いて染色する。染色された切片を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察する。SEM画像から10個の母粒子断面を無作為に選択し、母粒子1個につきシェル層の厚さを20か所計測して平均値を算出し、母粒子10個の平均値を平均厚とする。
母粒子の体積平均粒径(D50v)は、母粒子の取り扱いの容易さの観点から、4μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、6μm以上が更に好ましい。また、母粒子の体積平均粒径は、15μm以下が好ましく、12μm以下がより好ましく、10μm以下が更に好ましい。
母粒子の体積平均粒径(D50v)は、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)及びアパーチャー径100μmのアパーチャーを用いて測定する。アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム5質量%水溶液2mLに母粒子を0.5mg以上50mg以下加え分散させ、次いで、電解液(ISOTON-II、ベックマン・コールター社製)100mL以上150mL以下と混合し、超音波分散機で1分間分散処理を行い、得られた分散液を試料とする。試料中の粒径2μm以上60μm以下の粒子50000個の粒径を測定する。小径側から起算した体積基準の粒度分布において累積50%となる粒径を体積平均粒径(D50v)とする。
〔外添剤〕
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。無機粒子として、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO)n、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば、疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。疎水化処理剤の量は、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
外添剤の外添量は、母粒子に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
〔特定粒子の特性〕
特定粒子は、少なくとも2つのガラス転移温度を有するところ、ガラス転移温度の1つは2種以上の結着樹脂の一方に由来するガラス転移温度と推測され、もう1つは2種以上の結着樹脂のもう一方に由来するガラス転移温度と推測される。既述のように、結着樹脂が特定スチレン系樹脂及び特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む場合には、ガラス転移温度の1つは特定スチレン系樹脂のガラス転移温度と推測され、もう1つは特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂のガラス転移温度と推測される。
特定粒子は、3つ以上のガラス転移温度を有していてもよいが、ガラス転移温度の個数は2個であることが好ましい。ガラス転移温度の個数が2個である形態としては、特定粒子に含まれる樹脂が特定スチレン系樹脂及び特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂のみである形態;特定スチレン系樹脂及び特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂ではないその他の樹脂の含有量が少ない形態(例えば、その他の樹脂の含有量が特定粒子全体に対して5質量%以下である形態);である。
特定粒子は、少なくとも2つのガラス転移温度を有し、最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である。最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差は、圧力によって粒子が相転移しやすい観点から、より好ましくは40℃以上であり、更に好ましくは50℃以上であり、更に好ましくは60℃以上である。最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差は、その上限が、例えば、140℃以下であり、130℃以下であり、120℃以下である。
特定粒子が示す最も低いガラス転移温度は、圧力によって粒子が相転移しやすい観点から、10℃以下であることが好ましく、0℃以下であることがより好ましく、-10℃以下であることが更に好ましく、加圧されていない状態で粒子が流動化することを抑制する観点から、-90℃以上であることが好ましく、-80℃以上であることがより好ましく、-70℃以上であることが更に好ましい。
特定粒子が示す最も高いガラス転移温度は、加圧されていない状態で粒子が流動化することを抑制する観点から、30℃以上であることが好ましく、40℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることが更に好ましく、圧力によって粒子が相転移しやすい観点から、70℃以下であることが好ましく、65℃以下であることがより好ましく、60℃以下であることが更に好ましい。
本開示において、特定粒子のガラス転移温度は、樹脂粒子を圧縮して板状の試料を作製し、示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry、DSC)を行って得た示差走査熱量曲線(DSC曲線)から求める。より具体的には、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」に従って求める。
特定粒子は、圧力によって相転移する粒子であり、下記の式1を満たす。
式1・・・10℃≦T1-T2
式1において、T1は、圧力1MPa下にて粘度10000Pa・sを示す温度であり、T2は、圧力10MPa下にて粘度10000Pa・sを示す温度である。T1及びT2の求め方は後述する。
温度差(T1-T2)は、圧力によって粒子が相転移しやすい観点から、10℃以上であり、15℃以上が好ましく、20℃以上がより好ましく、加圧されていない状態で特定粒子が流動化することを抑制する観点から、120℃以下が好ましく、100℃以下がより好ましく、80℃以下が更に好ましい。
T1の値は、140℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましく、120℃以下が更に好ましく、115℃以下が更に好ましい。温度T1の下限は、80℃以上が好ましく、85℃以上がより好ましい。
T2の値は、40℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましく、60℃以上が更に好ましい。温度T2の上限は、85℃以下が好ましい。
特定粒子が圧力によって相転移しやすいことを示す指標として、圧力1MPa下にて粘度10000Pa・sを示す温度T1と、圧力4MPaにて粘度10000Pa・sを示す温度T3と、の温度差(T1-T3)が挙げられ、温度差(T1-T3)は5℃以上であることが好ましい。温度差(T-T)は、一般的に25℃以下である。
特定粒子は、圧力によって相転移しやすい観点から、温度差(T-T)が5℃以上であることが好ましく、10℃以上であることがより好ましい。
なお、温度差(T1-T3)は、上限は、一般的に25℃以下である。
特定粒子は、温度差(T1-T3)が5℃以上となる観点から、温度差(T1-T3)が5℃以上となる観点から、圧力4MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度T3が90℃以下であることが好ましく、85℃以下であることがより好ましく、80℃以下であることが更に好ましい。温度T3の下限は、60℃以上が好ましい。
温度T1、温度T2及び温度T3を求める方法は、次のとおりである。
特定粒子を圧縮してペレット状の試料を作製する。ペレット状の試料をフローテスター(島津製作所製、CFT-500)にセットして、印加圧力を1MPaに固定して、1MPaにおける温度に対する粘度を測定する。得られた粘度のグラフから、印加圧力1MPaにおいて粘度が10Pa・sになるときの温度T1を決定する。印加圧力1MPaを10MPaとする以外は、温度T1に係る方法と同様にして、温度T2を決定する。印加圧力1MPaを4MPaとする以外は、温度T1に係る方法と同様にして、温度T3を決定する。温度T1と温度T2から温度差(T1-T2)を算出する。温度T1と温度T3から温度差(T1-T3)を算出する。
〔特定粒子の製造方法〕
特定粒子は、母粒子を製造後、母粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
母粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば、凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。これらの製法に特に制限はなく、公知の製法が採用される。これらの中でも、凝集合一法により母粒子を得ることがよい。
以下、母粒子を、凝集合一法にて製造する方法を一例として示す。
母粒子を凝集合一法により製造する場合、例えば、
特定スチレン系樹脂を含むスチレン系樹脂粒子が分散したスチレン系樹脂粒子分散液を準備する工程(スチレン系樹脂粒子分散液準備工程)と、
スチレン系樹脂粒子分散液中で特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を重合し、特定スチレン系樹脂及び特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有する複合樹脂粒子を形成する工程(複合樹脂粒子形成工程)と、
複合樹脂粒子が分散した複合樹脂粒子分散液中の複合樹脂粒子を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、
凝集粒子が分散した凝集粒子分散液を加熱し、凝集粒子を融合・合一して、母粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、母粒子を製造する。
以下、各工程の詳細について説明する。
以下の説明では、離型剤を含まない母粒子を得る方法について説明する。離型剤、その他添加剤は、必要に応じて用いてもよい。
母粒子に着色剤及び/又は離型剤を含有させる場合は、凝集粒子形成工程にて、複合樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液及び/又は離型剤粒子分散液を混合し、複合樹脂粒子と着色剤及び/又は離型剤とを凝集させ、凝集粒子を形成すればよい。
着色剤粒子分散液及び離型剤粒子分散液は、それぞれ、例えば、着色剤又は離型剤と分散媒とを混合した後、公知の分散機を用いて分散処理を行うことで作製される。
-スチレン系樹脂粒子分散液準備工程-
スチレン系樹脂粒子分散液準備工程では、特定スチレン系樹脂を含むスチレン系樹脂粒子が分散したスチレン系樹脂粒子分散液を準備する。
スチレン系樹脂粒子分散液は、例えば、界面活性剤によりスチレン系樹脂粒子を分散媒中に分散させた分散液である。
分散媒としては、例えば、水、アルコール類などの水系媒体が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。これらの中でも、アニオン界面活性剤が好ましい。界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
スチレン系樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば、特定スチレン系樹脂と分散媒とを混合し、回転せん断型ホモジナイザー、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等を用いて攪拌して分散させる方法が挙げられる。
スチレン系樹脂粒子を分散媒に分散する別の方法としては、乳化重合法が挙げられる。具体的には、特定スチレン系樹脂の重合成分と連鎖移動剤又は重合開始剤とを混合した後、界面活性剤を含有する水系媒体を更に混合し、攪拌して乳化液を作製し、乳化液中でスチレン系樹脂を重合する。この際、連鎖移動剤としてドデカンチオールを用いることが好ましい。
スチレン系樹脂粒子分散液中に分散するスチレン系樹脂粒子の体積平均粒径は、100nm以上250nm以下が好ましく、120nm以上220nm以下がより好ましく、150nm以上200nm以下が更に好ましい。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製LA-700)にて粒径を測定し、小径側から起算した体積基準の粒度分布において累積50%となる粒径を体積平均粒径(D50v)とする。
スチレン系樹脂粒子分散液に含まれるスチレン系樹脂粒子の含有量は、スチレン系樹脂粒子分散液の全質量に対して、30質量%以上60質量%以下が好ましく、40質量%以上50質量%以下がより好ましい。
-複合樹脂粒子形成工程-
複合樹脂粒子形成工程では、スチレン系樹脂粒子分散液中で特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を重合し、特定スチレン系樹脂及び特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有する複合樹脂粒子を形成する。
複合樹脂粒子形成工程では、スチレン系樹脂粒子分散液と特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分とを混合し、スチレン系樹脂粒子分散液中で特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を重合し、特定スチレン系樹脂及び特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有する複合樹脂粒子を形成する。
複合樹脂粒子は、特定スチレン系樹脂と特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とがミクロ相分離の状態で含まれる樹脂粒子であることが好ましい。当該樹脂粒子は、例えば、下記の方法で製造される。
スチレン系樹脂粒子分散液に、特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分(少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを含むモノマー群)を添加し、必要に応じて水系媒体を添加する。次いで、分散液をゆっくりと攪拌しながら、分散液の温度を特定スチレン系樹脂のガラス転移温度以上(例えば、特定スチレン系樹脂のガラス転移温度より10℃から30℃高い温度)に加熱する。次いで、温度を保ちながら、重合開始剤を含有する水系媒体をゆっくりと滴下し、更に1時間以上15時間以下の範囲で長時間攪拌を継続する。この際、重合開始剤として過硫酸アンモニウムを用いることが好ましい。
詳細な機序は必ずしも明らかではないが、上記の方法を採用した場合、スチレン系樹脂粒子中にモノマーと重合開始剤とが含浸し、スチレン系樹脂粒子の内部で特定(メタ)アクリル酸エステルが重合すると推測される。これによって、スチレン系樹脂粒子の内部に特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が含まれており、粒子内部において特定スチレン系樹脂と特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とがミクロ相分離の状態を形成している複合樹脂粒子が得られると推測される。
複合樹脂粒子分散液中に分散する複合樹脂粒子の体積平均粒径は、140nm以上300nm以下が好ましく、150nm以上280nm以下がより好ましく、160nm以上250nm以下が更に好ましい。
複合樹脂粒子分散液に含まれる複合樹脂粒子の含有量は、複合樹脂粒子分散液の全質量に対して、20質量%以上50質量%以下が好ましく、30質量%以上40質量%以下がより好ましい。
-凝集粒子形成工程-
凝集粒子形成工程では、複合樹脂粒子が分散した複合樹脂粒子分散液中の複合樹脂粒子を凝集させ、凝集粒子を形成する。
ここで、凝集粒子形成工程では、複合樹脂粒子を凝集させ、目的とする母粒子の径に近い径を持つ凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程について、具体的には、例えば、複合樹脂粒子分散液に凝集剤を添加すると共に、複合樹脂粒子分散液のpHを酸性(例えばpH2以上5以下)に調整し、必要に応じて、分散安定剤を添加した後、特定スチレン系樹脂のガラス転移温度に近い温度(具体的には、例えば、特定スチレン系樹脂のガラス転移温度-30℃以上ガラス転移温度-10℃以下)に加熱し、複合樹脂粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、複合樹脂粒子分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で凝集剤を添加し、複合樹脂粒子分散液のpHを酸性(例えばpH2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、加熱を行ってもよい。
凝集剤としては、例えば、複合樹脂粒子分散液に含まれる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤と共に、該凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩;ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体;などが挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸;イミノ二酸酢(IDA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のアミノカルボン酸;などが挙げられる。
キレート剤の添加量は、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
-融合・合一工程-
融合・合一工程では、凝集粒子が分散した凝集粒子分散液を加熱し、凝集粒子を融合・合一して、母粒子を形成する。
融合・合一工程では、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を、例えば、特定スチレン系樹脂のガラス転移温度以上(例えば特定スチレン系樹脂のガラス転移温度より10℃から30℃高い温度)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、母粒子を形成する。
以上の工程を経て得られた母粒子は、通常、特定スチレン系樹脂を含む海相と、当該海相に分散した特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相と、を有する海島構造を有する。複合樹脂粒子においては特定スチレン系樹脂と特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とがミクロ相分離の状態であったところ、融合・合一工程において、特定スチレン系樹脂が互いに集まって海相になり、特定(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が互いに集まって島相になるものと推測される。
海島構造の島相の平均径は、例えば、複合樹脂粒子形成工程において使用するスチレン系樹脂粒子分散液の量又は少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルの量を増減すること、融合・合一工程において高温に維持する時間を増減すること、等によって制御される。
コア・シェル構造の母粒子は、例えば、
既述の凝集粒子形成工程にて凝集粒子分散液(以下、第1凝集粒子が分散した第1凝集粒子分散液ともいう)を得た後、凝集粒子分散液とスチレン系樹脂粒子分散液とを更に混合し、凝集粒子の表面に更にスチレン系樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程(第2凝集粒子形成工程)と、
第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア・シェル構造の母粒子を形成する工程(コア・シェル構造形成工程)と、
を経て製造する。
上記工程を経て得られるコア・シェル構造の母粒子は、特定スチレン系樹脂を含むシェル層を有する。
スチレン系樹脂粒子分散液の代わりに他の種類の樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を用いて、他の種類の樹脂を含むシェル層を形成してもよい。
融合・合一工程終了後、液中に形成された母粒子に、公知の洗浄工程、固液分離工程、及び乾燥工程を施して乾燥した状態の母粒子を得る。
洗浄工程は、帯電性の観点から、イオン交換水による置換洗浄を充分に施すことがよい。固液分離工程は、生産性の観点から、吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。乾燥工程は、生産性の観点から、凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
そして、特定粒子は、例えば、得られた乾燥状態の母粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。
混合は、例えば、Vブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行うことがよい。
更に、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使って粒子の粗大粒子を取り除いてもよい。
特定粒子は、そのまま塗布して用いてもよく、静電荷像現像剤として使用してもよい。上記静電荷像現像剤は、特定粒子のみを含む一成分現像剤であってもよいし、特定粒子とキャリアとを混合した二成分現像剤であってもよい。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散して配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。磁性粉分散型キャリア、樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、この表面を樹脂で被覆したキャリアであってもよい。
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属;フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物;などが挙げられる。
被覆用の樹脂及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。被覆用の樹脂及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
芯材の表面を樹脂で被覆するには、被覆用の樹脂、及び各種添加剤(必要に応じて使用する)を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する樹脂の種類や、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法;被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法;芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法;ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、その後に溶剤を除去するニーダーコーター法;等が挙げられる。
二成分現像剤における特定粒子とキャリアとの混合比(質量比)は、粒子:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
以下、実施例により発明の実施形態を詳細に説明するが、発明の実施形態は、これら実施例に何ら限定されるものではない。以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
<スチレン系樹脂粒子を含む分散液の調製>
[スチレン系樹脂粒子分散液(St1)の調製]
・スチレン :390部
・アクリル酸n-ブチル:100部
・アクリル酸 : 10部
・ドデカンチオール :7.5部
上記の材料を混合し溶解してモノマー溶液を調製した。
アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、Dowfax2A1)8部をイオン交換水205部に溶解し、前記モノマー溶液を加えて分散し乳化し、乳化液を得た。
アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、Dowfax2A1)2.2部をイオン交換水462部に溶解し、攪拌機、温度計、還流冷却管及び窒素ガス導入管を備えた重合用フラスコに仕込み、攪拌しながら73℃まで加熱し、保持した。
過硫酸アンモニウム3部をイオン交換水21部に溶解し、前記重合用フラスコに定量ポンプを介して15分間かけて滴下した後、前記乳化液を、定量ポンプを介して160分間かけて滴下した。
次いで、ゆっくりと攪拌を続けながら重合用フラスコを75℃に3時間保持した後、室温(25℃)に戻した。
これにより、スチレン系樹脂粒子を含み、樹脂粒子の体積平均粒径(D50v)が174nm、GPC(UV検出)による重量平均分子量が49k、ガラス転移温度が54℃、固形分量が42%のスチレン系樹脂粒子分散液(St1)を得た。
スチレン系樹脂粒子分散液(St1)を乾燥してスチレン系樹脂粒子を取り出し、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A)にて、温度-100℃から100℃の範囲の熱的挙動を分析したところ、ガラス転移温度が1つ観察された。表1にガラス転移温度を示す。
[スチレン系樹脂粒子分散液(St2)~(St13)の調製]
スチレン系樹脂粒子分散液(St1)の調製と同様にして、但しモノマーを表1に記載の通りに変更して、スチレン系樹脂粒子分散液(St2)~(St13)を調製した。
表1においてモノマーは下記の略号で記載する。
スチレン:St、アクリル酸n-ブチル:BA、アクリル酸2-エチルヘキシル:2EHA、アクリル酸エチル:EA、アクリル酸4-ヒドロキシブチル:4HBA、アクリル酸:AA、メタクリル酸:MAA、アクリル酸2-カルボキシエチル:CEA
<複合樹脂粒子を含む分散液の調製>
[複合樹脂粒子分散液(M1)の調製]
・スチレン系樹脂粒子分散液(St1):1190部(固形分500部)
・アクリル酸2-エチルヘキシル : 250部
・アクリル酸n-ブチル : 250部
・イオン交換水 : 982部
上記の材料を重合用フラスコに仕込み、25℃で1時間攪拌した後、70℃に加熱した。
過硫酸アンモニウム2.5部をイオン交換水75部に溶解し、前記重合用フラスコに定量ポンプを介して60分間かけて滴下した。
次いで、ゆっくりと攪拌を続けながら重合用フラスコを70℃に3時間保持した後、室温(室温)に戻した。
これにより、複合樹脂粒子を含み、樹脂粒子の体積平均粒径(D50v)が219nm、GPC(UV検出)による重量平均分子量が219k、固形分量が32%の複合樹脂粒子分散液(M1)を得た。
複合樹脂粒子分散液(M1)を乾燥して複合樹脂粒子を取り出し、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A)にて、温度-150℃から100℃の範囲の熱的挙動を分析したところ、ガラス転移温度が2つ観察された。表2にガラス転移温度を示す。
[複合樹脂粒子分散液(M2)~(M21)及び(cM1)~(cM3)の調製]
複合樹脂粒子分散液(M1)の調製と同様にして、但し、スチレン系樹脂粒子分散液(St1)を表2に記載の通りに変更して、又は、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分を表2に記載の通りに変更して、複合樹脂粒子分散液(M2)~(M21)及び(cM1)~(cM3)を調製した。
[複合樹脂粒子分散液(M22)~(M27)の調製]
複合樹脂粒子分散液(M1)の調製と同様にして、但しアクリル酸2-エチルヘキシル及びアクリル酸n-ブチルの使用量を調節して、複合樹脂粒子分散液(M22)~(M27)を調製した。
表2においてモノマーは下記の略号で記載する。
スチレン:St、アクリル酸n-ブチル:BA、アクリル酸2-エチルヘキシル:2EHA、アクリル酸エチル:EA、アクリル酸4-ヒドロキシブチル:4HBA、アクリル酸:AA、メタクリル酸:MAA、アクリル酸2-カルボキシエチル:CEA、アクリル酸ヘキシル:HA、アクリル酸プロピル:PA
<特定粒子の調製>
[特定粒子(1)及び現像剤(1)の調製]
・複合樹脂粒子分散液(M1) :504部
・イオン交換水 :710部
・アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、Dowfax2A1): 1部
温度計及びpH計を備えた反応容器に上記の材料を入れ、温度25℃下に1.0%硝酸水溶液を添加してpHを3.0に調整した後、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)にて回転数5000rpmで分散しながら、2.0%硫酸アルミニウム水溶液を23部添加した。次いで、反応容器に攪拌機及びマントルヒーターを設置し、温度40℃までは0.2℃/分の昇温速度、40℃を超えてからは0.05℃/分の昇温速度で昇温し、10分ごとにマルチサイザーII(アパーチャー径50μm、ベックマン-コールター社製)にて粒径を測定した。体積平均粒径が5.0μmになったところで温度を保持し、スチレン系樹脂粒子分散液(St1)170部を5分間かけて投入した。投入終了後、50℃に30分間保持した後、1.0%水酸化ナトリウム水溶液を加え、スラリーのpHを6.0に調整した。次いで、5℃ごとにpHを6.0に調整しながら、昇温速度1℃/分で90℃まで昇温し、90℃で保持した。光学顕微鏡と電界放出形走査電子顕微鏡(FE-SEM)にて粒子形状及び表面性を観察したところ、10時間目で粒子の合一が確認されたので、冷却水で容器を30℃まで5分間かけて冷却した。
冷却後のスラリーを、目開き15μmのナイロンメッシュに通過させ粗大粒子を除去し、メッシュを通過したスラリーをアスピレータで減圧濾過した。濾紙上に残った固形分を手でできるだけ細かく砕いて、固形分量の10倍のイオン交換水(温度30℃)に投入し、30分間攪拌した。次いで、アスピレータで減圧濾過し、濾紙上に残った固形分を手でできるだけ細かく砕いて、固形分量の10倍のイオン交換水(温度30℃)に投入し、30分間攪拌した後、再度アスピレータで減圧濾過し、濾液の電気伝導度を測定した。濾液の電気伝導度が10μS/cm以下になるまでこの操作を繰り返し、固形分を洗浄した。
洗浄された固形分を湿式乾式整粒機(コーミル)で細かく砕き、25℃のオーブン中で36時間真空乾燥して、母粒子(1)を得た。母粒子(1)は、体積平均粒径が8.0μmであった。
母粒子(1)100部と、疎水性シリカ(日本アエロジル株式会社製、RY50)1.5部とを混合し、サンプルミルを用いて回転速度13000rpmで30秒間混合した。目開き45μmの振動篩で篩分して、特定粒子(1)を得た。
特定粒子(1)を試料にして、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A)にて、温度-150℃から100℃の範囲の熱的挙動を分析したところ、ガラス転移温度が2つ観察された。表3にガラス転移温度を示す。
特定粒子(1)の温度T1及び温度T2を先述の測定方法によって求めたところ、特定粒子(1)は式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。
特定粒子(1)の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察したところ、海島構造が観察された。特定粒子(1)は、島相が存在するコア部と、島相が存在しないシェル層とを有していた。海相はスチレン系樹脂を含み、島相は(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含んでいた。既述の測定方法にて島相の平均径を求めた。表3に島相の平均径を示す。
特定粒子(1)10部と下記の樹脂被覆キャリア100部とをV型ブレンダーに入れ20分間攪拌し、次いで、目開き212μmの振動篩で篩分して現像剤(1)を得た。
・Mn-Mg-Sr系フェライト粒子(平均粒径40μm):100部
・トルエン : 14部
・ポリメタクリル酸メチル : 2部
・カーボンブラック(VXC72:キャボット製) :0.12部
フェライト粒子を除く上記材料とガラスビーズ(直径1mm、トルエンと同量)とを混合し、関西ペイント社製サンドミルを用いて回転速度1200rpmで30分間攪拌し、分散液を得た。この分散液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、攪拌しながら減圧し乾燥させることにより、樹脂被覆キャリアを得た。
[特定粒子(2)~(27)及び現像剤(2)~(27)の調製]
特定粒子(1)の調製と同様にして、但し複合樹脂粒子分散液及びスチレン系樹脂粒子分散液を表3に記載の通りに変更して、特定粒子(2)~(27)及び現像剤(2)~(27)を調製した。
特定粒子(2)~(27)の温度T1及び温度T2を先述の測定方法によって求めたところ、特定粒子(2)~(27)はすべて式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。
[比較用の粒子(c1)~(c3)及び現像剤(c1)~(c3)の調製]
特定粒子(1)の調製と同様にして、但し複合樹脂粒子分散液及びスチレン系樹脂粒子分散液を表3に記載の通りに変更して、粒子(c1)~(c3)及び現像剤(c1)~(c3)を調製した。
[圧力応答性相転移の評価]
粒子が圧力によって相転移しやすいことを示す指標である温度差(T1-T3)を求めた。各粒子を試料にして、フローテスター(島津製作所製、CFT-500)にて、温度T1及び温度T3を測定し、温度差(T1-T3)を算出した。表3に温度差(T1-T3)を示す。
[綴じ部における接着力の評価]
印刷物の製造装置として、記録媒体への特定粒子の配置と有色画像形成とを一括で行う5連タンデム方式且つ中間転写方式の印刷手段と、積層体形成装置及び加圧装置を有する圧着手段と、を備える印刷物の製造装置(富士ゼロックス株式会社製、Color1000 Press改造機)を用意した。
印刷手段が有する5つの現像器にそれぞれ、本実施形態に係る特定粒子(又は比較用の粒子)、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、及びブラックトナーを入れた。イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、及びブラックトナーは、富士ゼロックス社製の市販品を使用した。
記録媒体として記録紙(C2紙、富士ゼロックス株式会社製)を用意した。
記録媒体に形成する有色画像は、黒色文字とフルカラー写真画像とが混在した面積密度30%の画像とし、記録媒体の片面に形成した。
本実施形態に係る特定粒子(又は比較用の粒子)の付与は、記録媒体の画像形成面の短辺に沿った特定領域のうち、端部から3mm以下の範囲を余白とし、端部と平行に幅1cmで短辺の一端から他端まで、載り量2.5g/mのソリッド画像を形成した。
接着工程では、粒子加熱温度170℃、印加圧力4.0kg/cmで粒子の記録媒体に対する接着を行った。
圧着工程では、粒子を記録媒体に対して接着した画像を30枚丁合して得られた積層体を、圧着シーラーPRESSELE LEADA(トッパンフォームズ(株)製)改造機により圧着し、印刷物を作成した。得られた印刷物を短辺と平行な方向に切断することにより、幅15mmの長方形状のサンプルを作製した。そのサンプルの1枚目、10枚目、20枚目の剥離力を公知の方法(90度剥離法)により測定して平均した値を求めた。結果を表3に示す。
なお、圧着工程における加圧は、90MPaとした。
上記表3から明らかなように、特定粒子を用いた例は、粒子c1~c3を用いた例に比べて、綴じ部における接着力が高いことが分かる。
30、50 記録媒体
32A 長辺
32B 短辺
32C 折り曲げ線
34、54 特定領域
36、56 付与後記録媒体
38、58 積層体
40、60 印刷物
44、64 綴じ部
52 辺
150 配置手段
516 特定粒子
516A 特定粒子領域
518 粒子付与装置
518A 供給ロール
564 接着装置
564A 加熱ロール
564B 加圧ロール
200 圧着手段
220 積層体形成装置
230 加圧装置
231、232 加圧ロール
P 記録媒体
P1 付与後記録媒体
P2 積層体
P3 印刷物
100 配置手段
101 感光体
102 帯電ロール(帯電手段の一例)
103 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
104 現像装置(現像手段の一例)
105 転写ロール(転写手段の一例)
106 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
107 接着装置(接着部の一例)
200 圧着手段
220 積層体形成装置
230 加圧装置
231、232 加圧ロール
P 記録媒体
P1 付与後記録媒体
P2 積層体
P3 印刷物
500 印刷手段
516 特定粒子
516A 特定粒子領域
518 粒子付与装置
518A 供給ロール
520、520Y、520M、520C、520K インクジェット記録ヘッド
564 接着装置
564A 加熱ロール
564B 加圧ロール
600 圧着手段
620 積層体形成装置
630 加圧装置
631、632 加圧ロール
P7 付与後記録媒体
P8 積層体
P9 印刷物
300 印刷手段
1T、1Y、1M、1C、1K 感光体
2T、2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3T、3Y、3M、3C、3K 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
4T、4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5T、5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6T、6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8T、8Y、8M、8C、8K カートリッジ
10T、10Y、10M、10C、10K ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
21 中間転写体クリーニング装置
22 駆動ロール
23 支持ロール
24 対向ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
28 加熱装置(粒子加熱手段の一例)
400 圧着手段
420 積層体形成装置
P4 付与後記録媒体
P5 積層体
P6 印刷物

Claims (19)

  1. 記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に圧力相転移性粒子を付与する圧力相転移性粒子付与工程と、
    前記圧力相転移性粒子を前記記録媒体に接着する接着工程と、
    前記圧力相転移性粒子が接着された前記記録媒体を含む複数の記録媒体を重ねた積層体を圧着する圧着工程と、
    を有し、
    前記圧力相転移性粒子は、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含み、前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比が80:20~20:80であり、
    前記圧力相転移性粒子は、少なくとも2つのガラス転移温度を有し、前記圧力相転移性粒子が示すガラス転移温度のうち最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である、印刷物の製造方法。
  2. 記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に圧力相転移性粒子を付与する圧力相転移性粒子付与工程と、
    前記圧力相転移性粒子を前記記録媒体に接着する接着工程と、
    前記圧力相転移性粒子が接着された前記記録媒体を含む複数の記録媒体を重ねた積層体を圧着する圧着工程と、
    を有し、
    前記圧力相転移性粒子は、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含み、前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種が(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、当該2種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数の差が1個以上4個以下であり、
    前記圧力相転移性粒子は、少なくとも2つのガラス転移温度を有し、前記圧力相転移性粒子が示すガラス転移温度のうち最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である、印刷物の製造方法。
  3. 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比が80:20~20:80である、請求項に記載の印刷物の製造方法。
  4. 前記圧力相転移性粒子が、前記記録媒体の一側縁部に付与される請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
  5. 前記圧着工程は、前記積層体を前記記録媒体の前記折り曲げ部で折り曲げた後に圧着する工程である請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
  6. 前記折り曲げ部は、前記記録媒体の中央部に位置する請求項に記載の印刷物の製造方法。
  7. 前記スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるスチレンの質量割合が60質量%以上95質量%以下である、請求項1~請求項のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
  8. 前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーが(メタ)アクリル酸エステルを含む、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
  9. 前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーがアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの少なくとも一方を含む、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
  10. 前記スチレン系樹脂と前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とが同種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分として含む、請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
  11. 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が重合成分としてアクリル酸2-エチルヘキシル及びアクリル酸n-ブチルを含む、請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
  12. 前記圧力相転移性粒子は、前記スチレン系樹脂の含有量が前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の含有量よりも多い、請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
  13. 前記圧力相転移性粒子は、前記スチレン系樹脂を含む海相と、前記海相に分散した前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相と、を有する、請求項1~請求項12のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
  14. 前記島相の平均径が200nm以上500nm以下である、請求項13に記載の印刷物の製造方法。
  15. 前記圧力相転移性粒子は、前記スチレン系樹脂及び前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有するコア部と、前記コア部を被覆するシェル層と、を有する、請求項1~請求項14のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
  16. 前記シェル層が前記スチレン系樹脂を含有する、請求項15に記載の印刷物の製造方法。
  17. 前記圧力相転移性粒子は、圧力4MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度が90℃以下である、請求項1~請求項16のいずれか1項に記載の印刷物の製造方法。
  18. 圧力相転移性粒子を収容し、記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に前記圧力相転移性粒子を付与する圧力相転移性粒子付与部と、
    前記圧力相転移性粒子を前記記録媒体に接着する接着部と、
    前記圧力相転移性粒子が接着された前記記録媒体を含む複数の記録媒体を重ねた積層体を圧着する圧着部と、
    を有し、
    前記圧力相転移性粒子は、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含み、前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比が80:20~20:80であり、
    前記圧力相転移性粒子は、少なくとも2つのガラス転移温度を有し、前記圧力相転移性粒子が示すガラス転移温度のうち最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である、印刷物の製造システム。
  19. 圧力相転移性粒子を収容し、記録媒体の縁部及び折り曲げ部の少なくとも一部に前記圧力相転移性粒子を付与する圧力相転移性粒子付与部と、
    前記圧力相転移性粒子を前記記録媒体に接着する接着部と、
    前記圧力相転移性粒子が接着された前記記録媒体を含む複数の記録媒体を重ねた積層体を圧着する圧着部と、
    を有し、
    前記圧力相転移性粒子は、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含み、前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種が(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、当該2種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数の差が1個以上4個以下であり、
    前記圧力相転移性粒子は、少なくとも2つのガラス転移温度を有し、前記圧力相転移性粒子が示すガラス転移温度のうち最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差が30℃以上である、印刷物の製造システム。
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