JPS5984960A - 乾性インキ組成物およびその製造方法 - Google Patents

乾性インキ組成物およびその製造方法

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JPS5984960A
JPS5984960A JP58141996A JP14199683A JPS5984960A JP S5984960 A JPS5984960 A JP S5984960A JP 58141996 A JP58141996 A JP 58141996A JP 14199683 A JP14199683 A JP 14199683A JP S5984960 A JPS5984960 A JP S5984960A
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JP
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water
boiling point
dye
solvent
binder
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JP58141996A
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English (en)
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ロナルド・エス・レノツクス
モセス・スパ−ク・ジユニア
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Armstrong World Industries Inc
Armstrong Cork Co
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    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/03Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は乾性インキ組成物、特に磁気印刷プロセスに有
用なカチオン染料からなる乾性インキ組成物に関する。
顔料または染料からなる印刷用組成物は技術的に以前か
ら周知である。従来、印刷用インキは溶媒と1種以上の
着色剤からなp、そ11らのインキは通常の印刷法によ
って付加されてきた。最近。
乾性インキ組成物は転写印刷、静電印刷および磁気印刷
のような方法の開発と共に広く使用されるようになって
きた。従って、産業界は、乾性インキ組成物の調製に有
用な方法を開発するためにかなシの時間と努力を費やし
てきた。
現在使用さノtている乾性インキ組成物は着色剤全分散
含イfしている結合剤からなる。該インキは、最初に結
合剤および着色剤用の溶媒(その着色剤は溶媒に可溶性
捷たは分散性である)を選び1次に固体品を生成すべく
その混合体を蒸発させることによって調製された。しか
しながら、得られた製品は、着色剤が固体マトリックス
全体に不均一に分散しているため一般に不十分なもので
あった。
米国特許第5.850.750号オヨび第++、i o
 5.572号は乾性インキ組成物の製造に関する背景
的情報を含んでいる。
そのような組成物を製造するのに基本的に、2つの方法
が現在使用されており、その1つはメルト(融成物)押
出法で他は噴霧乾燥法である。小成物押出法は加熱軟化
樹脂の61製を含み、該樹脂は着色剤と混合して分散材
を生成し1次にそれを冷却1〜粉末にして粉末インキ組
成物全快(Jj;する。
しかしながら、この方法にカチオン染料が感熱性または
酸化分解性であるためカチオン染料に関して一般に不十
分である。その上、う才〈押し出せ117−1または熱
分解する樹脂は、この方法ではカチオン染料と十分に混
合で0ない。例えば、分子槽の極めて高いポリ塩化ビニ
ルや高分子箪のエチルセルロースは融成物押出法によっ
ては処理加工できない。
噴霧乾燥法は染料と結合剤の溶液または分散液の調製を
含み1次にそれを乾燥室内へ噴霧する。
噴霧乾燥は、2,3の理由のために特に望ましくない。
すなイ〕ち、それは大型で高価な装置fl使用しなけれ
ばならない;加熱乾燥室内で普通使用される有機溶媒の
蒸発に伴う汚染、火災および健康の危険がある;および
単一の装置全使用して異なる染料の色を調製しなけれは
ならない場合には。
装置の洗浄を厳密にする必要がある。さらに、特にカチ
オン染料の場合には乾燥工程の間に熱安定性の問題が生
じる可能性がある。
広く採用されていない第5の方法は米国特許第5、67
9.6 ]、 2号に開示されている。この発明は、静
電印刷法に使用される突質的に球状のインキ粒子の製造
に関するものである。その方法は結合剤を溶媒に溶解し
、その後で着色剤をその溶液に溶解捷たは分散さぜる方
法である。得られた溶液またけ混合体は次に不活性の非
溶媒中に分散させる。
溶媒は非溶媒よりも低沸点を有するCとが望ましい、従
って混合した材料を加熱したとき、溶媒なま蒸発して固
体材料が後に残る。その固体は次に噴霧乾燥法によって
乾燥する。沼ましい系は溶媒として塩化メチレンそして
非溶媒として水からなった。
この方法は、水が非溶媒である場合にII分散染料が水
に分離しないので、分散染料からなるインキ組成物のh
tM製には有用であるこ七が示さノtている。しかしな
がら、これらの染料は水溶性である部間にあるので、カ
チオン染料には一般に適用できないことが証明され7’
?Cnカチオン染料と結合剤の溶液凍たは分散液を水性
非溶媒に分肢する際に、カチオン染料が非溶媒中へしば
[2ば分割(rjlF)される。従って、生成される固
体が不均一な性質を有し、しばしば乾性染料粉末で撲わ
ノ1.る。従って、乾性インキ組成物の調製にこの方法
孕使用することけ困峠であって、カラー常置の制御が適
切でない。
従って1本発明の目的の1つHカチオン染料と結合剤か
らなる乾性インキ組成物の調製法を櫂イILすることで
ある。
本発明のもう1つの目的は、磁気材料、結合剤および均
一分散カチオン染料からなる磁気トナーの調製性全提供
することである。
本発明のこれらおよび他の目的は以下の望捷しい実施態
様のiI−細な説明から明白となるであろう。
本発明は、水溶液カチオン染料と結合剤との組成物ケま
溶媒に溶解できる。そして任意であるが磁気胴材は該溶
媒溶液内に均一に分散させることができるという我々の
発見に関する。得られた溶液または混合物はイオン化性
塩からなる熱水溶液とかくは5んさノする。その際カチ
オン染料の水性相中への分離が本質的にない。混合工程
中に、溶媒は蒸発してインキの固体混合物全提供する、
そしてその固体混合物は粉砕して広範囲の印刷プロセス
に使用することができる。
一笑施態様における本発明はカチオン染料からなる乾性
インキ組成物の製造法からなり、該製造法は水の沸点よ
り低い沸点をイ1するまたは水と共沸混合物全形成でき
る適当な有機溶媒中で少なくとも1種類の水溶性カチオ
ン染料と結合剤の溶液からなυ、任意に実質的に均一に
分散した磁気粒子からなる有機相を調製する工程;前記
染料が前記水溶液中への分離全実質的に防止するのに十
分な黛のイオン化性塩からなりその温度が前記沸点より
低くない水溶液と前記有機相とを混合し、該混合中に前
記溶媒を蒸発させ、それによって前記染料、結合剤およ
び任意の磁気粒子からなる実グ心的に均一な固体混合物
を沈殿させる工))−;前記固体混合物を分離、乾燥す
る工程;および前記固体混合物全粉砕して所望の粒径範
囲のものを得る工程からなる。
第2の実施態様における本発明は少なくとも1種の水溶
性カチオン染料、結合剤、および溶液内に実質的に均一
に懸濁している任意の磁気粒子からなる乾性インキ組成
物からなる。該乾性組成物は、水の沸点より低い沸点を
有する。または水と共沸混合物を形成できる適当な有機
溶媒中に少なくとも1種類の水溶性カチオン染料と結合
剤の溶液からなる有機相を調製し;前記染料が前記水溶
液中への分割を実質的に防止するのに十分な量のイオン
化性塩からなりその温度が前記沸点よシ低くない水溶液
と前記有機相とを混合し、該混合中に前記溶媒を蒸発さ
せ、それによって前記染料。
結合剤および任意の磁気粒子からなる実質的に均一な固
体混合物な沈殿させ;そして前記固体混合物全粉砕して
所望粒径の範囲のものを得ることによって得られた。
本出願人は、カチオン染料と結合剤からなるインキが広
範囲の転写印刷法および磁気印刷法に有用となる。Lう
に均一に調製できるCと全見出した。
カチオン染料の水中への分離およびそれによって生じる
不均一インキが回避される。さらに、カチオン染料が前
記噴霧乾燥法またはメルト押出法の条件を受けるときに
遭偶する面題が回避され、得られるトナーVまこれら普
通に使用される方法で得たトナーよりもかなり安い。そ
の上、繊細、シャープな細部を有する画像の作製に使用
できるトナーの作製にも極めてイイ用である。そのよう
なトリー−は%にポリ塩化ビニルのような印刷が困件な
基質を転写するのに適する。
選択する溶媒は結合剤樹脂と染料の両方を溶解するのに
適する必要がある。この溶媒は熱水急冷浴と混合可能ま
7ζは非混合性であるが、水の沸点、1)も低い沸点を
もつ必要がある。或いは水と共沸混合物全形成する必要
がある(その場舒、共沸混合物は水の沸点より低い沸点
上もつ必要がある)。
これらの沸騰特性は、残留溶媒が最終製品にイイ害であ
って、トナーのケーキングおよび染料全転写するのに必
要な加熱中の蒸気形成゛tもたらすため。
望ましいものである。転写時のそのような#、気の存在
は不明瞭な画像?もたらす。律めて満足な結果を・与え
た溶媒はアセトン、塩化メチレン、メタノール、エタノ
ール、テトラヒドロフラン、クロロホルムおよびメチル
エチルケトンであイ)。
任意であるが、微粉砕した鉄、酸化鉄捷たは二酸化クロ
ムの粉末のような磁気I料が仔イ[すゐ、そのような粉
末が溶媒溶液に含オフ1.る。局舎、該溶液の粘度は微
粒物質が瀞澗のま1であるように調節すべきである。粘
度が低堝ぎるとh ?l+?気物質の沈PI9′ff:
もたらす。その粘度は結合剤と溶媒の比を調整すること
によって調節することが望ましい。
本発明の実施に適する樹脂は広範囲に及び、ポリ塩化ビ
ニル、ポリアクリル酸塩、ポリ塩化ビニリデン、ポリエ
チレン、ボリヌチレン、(aE Hビニルとエチレンの
共重合体、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、オルガノ
・ポリシロキサン樹脂、アルデヒド樹脂、ケトン樹脂、
セルロース樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、フ
ェノール/ホルムアルデヒド樹脂、アクリ/I/樹脂、
およびその他多くのものが含まれる。この種の樹脂は熱
可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の両方からなる。適当な樹脂
としては1例えば米国特許第5.679.612号に示
されている。前記リストは説明のために示したものであ
って、限定を意図するものではない。
得られたインキ組成物が転写印刷プロセスに使用される
場合、樹脂まf?:、は結合剤の選択には他の事項も考
慮しなければならない。例えば、ポリビニル・アルコー
ル捷たはポリ酢酸ビニルのような結合剤は、七すtらが
転写印刷プロセスを受けるときにカチオン染料の移行(
移染)全妨害する。従って、この作用をもたらさない結
合剤を選ぶ心労がある。優れた結果を与えた結合剤は1
例えばポリビニルブチラールのようなポリ酢酸ビニル;
エチルセルロースおよびメチルセルロースのようなセル
ロース・エーテル;およびそれらの混合物である。しか
しながら、それらの結合剤は転写印刷プロセス用のみに
限定されない。
溶媒組成物は他の成分も含むことができる。例えは、カ
チオン染料および結合剤からなる溶液は数時間のエージ
ング時にゲル化する傾向を示した。
そのようなゲル化は染料の色に実質的にEt&に与えな
い塩基性安屋剤を添加することによって回避できる。ア
ミン、特に第三アミンが好結果ケ亙えた。その第三アミ
ンの1つはN、N、N、N−テトラメチルエチレン・ジ
アミンであって、ゲル化防止剤のみならず磁気粒子用分
散剤として役立った。典型的に、その安定剤・は溶媒組
成物全1ft量の約01〜5%のレベルで使用さJl、
る。
乾性インキ組成物の性質を改善するために帯電防止剤も
添加することができる。そのような化合物は技術的に周
知であって、単量体および重合体の第四アンモニウム塩
のような添加物を含む。
染料と有害な相互反応金しない限り、実質的にいずれの
イオン化性塩も本発明の実施に使用することができる。
この塩は、有機溶媒相と水性相との間のカチオン染料の
分離を実質的に防止するのに適したレベルで水に溶解す
る。一般的な規則として、カチオン染料のイオン化性塩
と同一または極めて類似したアニオンからなるイオン化
性塩を選ぶことが望!しい。この方法では、カチオン染
料のアニオンの有害な交換が排除される。この現像のた
めに不利な結果が得られる場合はまれであるが、その可
能性がある。従って、イオン化性塩と極めて類似のアニ
オンとの使用が推せんされ、殆んどの場合例対イオンを
演する塩化物や硫酸塩が望ましい。
利用する塩の奮はカチオン染料の分離性に著しく左右さ
れる。他のものより容易に分離する傾向のカチオン染料
があり、使用溶媒も分離の量に影響を与えるので、その
よう°な環境における分離金防ぐにはより多量の塩が必
要になる。選択する塩の量は主に技術者の選択の問題で
あるが、一般に、水lガロン(約3.81)K対して約
1ボンド(0,115Kg)のイオン化性塩が望ましい
本発明による溶媒と非溶媒の混合は水性非溶媒の温度が
溶媒の温度以上であるときに行なう。水が溶媒を迅速に
蒸発さすことが望寸しく、そilによって固体インキ組
成物の迅速、均一沈殿1.もたらす。
固体が一旦沈殿し之ら、それはデカンテーションまたは
ろ過によって分離し、乾燥、そし−C通常の方法によっ
て微粉砕して所望のフロセスに有用なインキを製造する
ことができる。もちろん、その目的は所定の印刷プロセ
ス中にも染料の析出が得られるように全体に染料を均一
に分布させた固体旧材を提供することである。
本発明の利点および有用性は次の笑施例から明らかとな
るであろう。
例    工 塩基性赤色22染料からなる対照トナー(At、acr
yl Red ALB、対イオン全特記せず)を次のよ
うK s=製した。塩化メチレン2295d、メタノー
ルlI50ml、ポリビニルブチラール結合剤社2〉y
、塩基性赤色22染料315.9およびNN +、 N
 、 N’−テトラメチルエチレン・ジアミン安定剤か
らなる溶液全約2時間かくはんすることによってil、
fil製した。全ての成分を溶解させたどき。
1177I!の酸化鉄(Pfizer社のM’、0−7
029 )を懸濁させて固体粒子が沈殿しない粘度を有
する混合体を生成させた。懸濁物質會約90℃に保持さ
れた迅速かくはん水の浴中へ迅速に注入して、塩化メチ
レン全蒸発させた。固体物質は浴の底に沈殿して分離さ
れたが、かなりの量の染料が深赤色として水中に分離さ
れた。その上、沈殿した物質は、分piIF、シたとき
染料粒子のクラストを含んだ、こね、は染料が固体全体
に均一に分散しなかったことを示す。
例    ■ 第2の試料は、塩化メチレン2295gおよびメタノー
ル’150mJ中にポリビニルブチラール結合剤100
 g、同一の塩基性赤色22染料10g、およびN 、
N * N’ 、N’−テトラメチルエチレン・ジアミ
ン2gを溶解することによって61Aj製した。
溶液を得た後、酸化鉄10’iJl”懸濁させて混合体
を作製した。
90℃において迅速かくはん熱水浴′ft調製した。
該浴は水)ガロン(約11.ヰ7I)当り塩化ナトリウ
ム2ボンド(約0.9 K9 )と塩化カルシウム1ボ
ンド(約0,115Kg)を含有した。溶媒懸濁液をこ
の水溶液に迅速に注入することによって固体の沈殿を誘
導した。しかしながら、この場合、無色の水溶lrしと
してみられろ水中への染料分離は実質的に見られなかっ
た。さらに1分離され友とき、固体物質は染料も全体に
均一に分散し、例工の場合のように染料クラストは本知
的に有さなかった。
例1[−■ 例■−■は、イオン化性塩を含まない室温急冷浴を使用
しない従来の方法に比較して優れた本発明の実験ケ示す
。表記成分を含む溶媒組成物を各実施例に対して調製し
て、各組成物の100m1を次の急冷浴の各々へ注入し
た: (δ) 90℃における水と80.9の塩化す) IJ
ウムからなる溶液520ゴ。
(b)  9’O℃におけろ水320i/。
(c125℃における水と809の塩化ナトリウムRo
llからなる溶液320M。
fd125℃におけろ水320m10 混合完了後、25℃の試料((C)とfd))’(r溶
媒全蒸発させてトナーを沈殿させるの罠十分な温度に加
熱した2、次に、各水性相の紫外線吸収全染料に対する
UV最犬に対応する波長で測定した。結果全比較したと
ころ、全ての場合に、加熱した塩含有水溶液全混合した
試料の分離(分割)が少なかった。
例    ■ 溶媒混合物は次の成分からなった: エチルーヒルロース          151塩基性
赤色22染料(Sandocryl−Rqd BBL)
   12磁気酸化物(Pfizer MO−7029
)        16ON、旧N′、N′−テトラメ
チルエグーレン・ジ′アミン    ■    ゛アセ
トン                  1200浴
媒溶液金混合してトナーを沈殿させた後、波長370 
n +nで測定した各水性浴からの試料の吸光度は次の
如くであった: I[[a           0.935III b
           1.177mc       
    i、255[d           2.0
うO熱塩浴(ma)は他の5試料のいずノ1.よりも染
料分離が少ないように思われる。
例   W 溶媒混合体は次の成分からなった: 成  分                 重線(g
)エチル・セルロース           」511
塩基付赤色22染料(Sandocryl Red B
BL)   12磁気酸化物(Pfizer MO−7
029)        16ON 、 N 、 N 
、 N−テトラメチルエチレン・ジアミン    2塩
化メチレン                 120
0溶媒溶液全混合してトナーを沈殿させた後、例■に記
載のように吸光gf測測定た: ]Va            0.692Wb   
         1.710Wc         
           2.+100■d      
      1260前述のように、熱塩浴(■a )
は優れブζ結果を与えた。
例    ■ 溶媒混合体は次の成分からなった。
成  分                 重重fg
1ポリ酢酸ビニル             1911
塩基性緑色4染料(塩化物対イオン)        
8磁気酸化物(Pfizer MO−7029)   
     16ON、N、N、N−テトラメチルエチレ
ン・ジアミン    2塩化メチレン        
      1,000これら溶液の吸光度は波長11
711nmで測定した。
Va           0.191Vb     
     1095 vQ           O,316V(10,31
7 熱塩浴(Va)は優れたものであった。
例    ■ 溶媒混合体は次の成分からなった: エチル・セルロース           15キ塩基
性青色66染料(Atacryl Blue LLB)
    10磁気酸化物(Pfizer MO−702
9)        16 。
’       N 、 N 、 N 、 N−テトラ
メチルエチレン・ジアミン    2テトラヒドロンラ
ン              550アセトン   
                     600エ
タノ −ル                    
                  600波長38
0nmにおける吸光度は次の通pであった: Va              Q、055■b  
            2.79vIc      
         0.15”+■d        
      、2.59同様に、熱塩浴(Va )は優
れた結果を示した。
例    ■ 溶媒混合体は次の成分からなった: 成  分                重量(g1
エチル・セルロース           1511塩
基性青色66染料(Atacryl B]、ue LL
B)    10磁気酸化物(Pfizer MO−7
029)        16ON 、 N 、 N 
、 N−テトラメチルエチレン・ジアミン    2ク
ロロホルム                 100
0例■と同じ方法で測定した吸光度は熱塩浴(■a)が
優れていることを示した。
■a          O,06G ■b          0.107 ■C0,20? ■d          O,’L 90例   ■ この例は、同じ水性非溶媒を使用して逆の結果を得るこ
となく異なる染料からなるトナーを調製できることを示
す。2種ガiの溶媒混合体は次の通9に調製し7゛こ; 113′ ニゲ・ル・セルロース      −1,57Jbポリ
ビニルブチラール       玉IMb  L57A
b塩基性官色26染料(塩化物対イね)111L2J 
   −塩基性黄色13染料(塩七吻対イオン)  −
63,8,9磁気酸化物(Pfizer MO−702
つ)5.551!b1551bN 、 N 、 N’、
 N′−テトジメチルエチレン・ジアミン28.011
  28.01塩化メチレン           2
11.69Jl)  211.91bメタノール   
          ′5.09ノb  3.09Ab
塩化ナトリウム約18に9(uO)b)t−含む約15
1J(ILO:/Jコロンの水浴を90℃に加熱して、
トナー■aな・迅速かくはんしながら注入した。
溶媒を除去後、沈殿したトナー全分離し、浴をろ過した
。着色は見られなかった。浴を90℃に再加熱して、ト
ナー■bを同じ方法で添加した。回収したトナーを検査
したところ、色の汚染を示さず、かつ染料は水溶液中へ
分離しなかった。
本発明に[以上の記載、説明のみに限定されず。
特許請求の範回の意図する変化、改良を全て包含する。
459

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L 少なくとも1種類の水溶性カチオン染料と結合剤の
    溶液からなり、任意であるが実質的に均一に懸濁した磁
    気粒子を含む有機相を。 水の沸点より低い沸点金石するまたは水と水の沸点より
    低い沸点を有する共沸混合物を生成することができる適
    当な有機溶媒中で調製する工程と; 水溶液中への分離を実質的に防止するのに十分な鎗のイ
    オン化性塩からなりその水溶液の温度が前記沸点より低
    くない該水溶液と前記有機相と全混合し、該混合中に前
    記溶媒全蒸発させ、それによって前記染料、結合剤およ
    び任意の磁気粒子からなる実質的に均一な固体混合物全
    沈殿さす工程と; 前記固体混合物を分離および乾燥する工程と; 前記固体混合物全粉砕して所望の粒径範囲のものを得る
    工程からなることを特徴とするカチオン染料から乾性イ
    ンキ組成物の製造方法。 l 少なくとも1種類の水溶性カチオン染料と結合剤の
    溶液からなり、任意であるが実質的に均一に懸濁した磁
    気粒子金倉む有機相を。 水の沸点より低い沸点金石する筐たは水と水の沸点より
    低い沸点を有する共沸混合物音生成することができる適
    当な有機溶媒中で調製し:水溶液中への分離金実賀的に
    防止するのに十分な鎗のイオン化性塩からなりその水溶
    液の温度が前記沸点より低くない該水溶液と前記有機相
    とを混合し、該混合中に前記溶媒を蒸発させ、それによ
    って前記染料、結合剤および任意の磁気粒子からなる実
    質的に均一な固体混合物を沈殿させ;前記固体混合物を
    分離および乾燥し;しかる後に前記固体混合物を粉砕し
    て所望の粒径範囲のものを得ることによって得られた少
    なくとも1種類の水溶性力チオン染料と、結合剤と、任
    意の磁気粒子からなることを特徴とする乾性インキ組成
    物。
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