JP2004331955A

JP2004331955A - 液体インク組成物およびその製造方法

Info

Publication number: JP2004331955A
Application number: JP2004098083A
Authority: JP
Inventors: Kyung-Yol Yon; 卿烈連; Nam-Jeong Lee; 南貞李; Keiri Shu; 恵利朱; Joong-Hwan Choi; 中煥崔
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-05-06
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2004-11-25
Also published as: US20040225030A1; KR100520925B1; KR20040095021A

Abstract

【課題】画像品質を向上し，非画像領域への印刷を防止して印刷された画像を鮮明にし，印刷過程中のプリンタ内の他の部分の汚れを防止可能な液体インク組成物を提供する。
【解決手段】着色剤３１０と，着色剤の静電気的性質を制御する帯電制御剤３２０，および着色剤と帯電制御剤を分散および結合させるオルガノゾル３３０を含み，着色剤はオルガノゾルとの結合性を向上させるために熱可塑性樹脂３４０でコーティングされることを特徴とする液体インク組成物を提供する。かかる構成により，着色剤が，望まない感光体上の非画像領域に付着され紙に転写されることを防止し，プリント時に鮮明な画像を得て，画像品質を向上させることを可能にすると共にプリンタ内の他の部分を汚す問題を解決する。
【選択図】図２

Description

本発明は，着色剤，帯電制御剤およびオルガノゾルを含む液体インク組成物およびその製造方法に関し，さらに詳しくは，着色剤であるカーボンブラックを熱可塑性樹脂でコーティングしてオルガノゾルとの親和性を改善し，画像品質を向上させた液体インク組成物およびその製造方法に関する。

液体インクは，オフセット（ｏｆｆｓｅｔ），輪転グラビア版（ｒｏｔｏｇｒａｖｕｒｅ），インクジェット（ｉｎｋｊｅｔ），または電子写真方式プリントなど，広範に使用されている。最終的なインク組成が実質的に異るとしても，上記それぞれのプリント過程において液体インクに求められる特性は同一である。例えば，プリント過程中のインク定着段階の間，インクは自由に流動する液状に存在することが好ましいが，最終受容媒体において永久的かつ汚されることなしに鮮明に印刷できるようにするため，瞬間的なセルフ固定（ｓｅｌｆ−ｆｉｘｉｎｇ）を行なう。

コピー機，レーザプリンタ，ファクシミリなどを含む電子写真方式装置において，液体インクは液体トナーまたは現像剤で表現される。一般に，電子写真方式過程は，画像パターン方式によって光を走査し，光導電体（または感光体）を露光させることによって，帯電された光導電体上に静電気的潜像を形成する段階，光導電体を液体現像剤に接触させることによって画像を現像する段階，および現像剤受容媒体で画像を転写する最終段階を含む。最終転写段階は，中間転写部材を通して直接または間接的に行うことができ，現像された画像は，一般に，熱および／または圧力によって受容媒体に永久的に溶融（ｆｕｓｅ）させる。

液体トナーは，着色剤および高分子バインダーで構成されたトナー粒子として知られている帯電粒子の分散用キャリアとして働く，静電気的に絶縁性の液体を含む。帯電調節剤は，液体現像剤の構成要素であり，トナー粒子状帯電の極性と磁性を調節する機能を果たす。液体トナーは二種に区分でき，その１つは一般の商用樹脂を用いて製造する液体トナーであり，もう１つはオルガノゾルトナーである。このうち，オルガノゾルトナーは，現像された潜像のセルフ固定を促進する高分子結合剤として安定した（ｓｅｌｆ−ｓｔａｂｌｅ）オルガノゾルを使用するトナーであり，このようなオルガノゾルの安定性によって，オルガノゾルトナーの使用および研究に関する関心が高まりつつある。

安定したオルガノゾルは，一般に，低誘電性（ｌｏｗｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）炭化水素溶媒で非水性分散重合法（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）により合成された高分子バインダーのコロイダル粒子（直径が０．１〜１μｍの範囲内）である。このようなオルガノゾル粒子は，非物理的に吸着または化学的にグラフトされた，溶解可能な高分子の使用による凝集に対して立体的に安定する。

最も一般に使われる非水性分散重合方法は，炭化水素媒体で溶解可能なエチレン不飽和（ｅｔｈｙｌｅｎｉｃａｌｌｙ−ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ）（一般に，アクリル）モノマー（ｍｏｎｏｍｅｒ）が両親媒性高分子（ｐｒｅｆｏｒｍｅｄａｍｐｈｉｐａｔｈｉｃｐｏｌｙｍｅｒ）の存在下で重合される際に行なわれる自由ラジカル重合方法である。両親媒性高分子は，一般に，安定剤として言及され，二つの独特なユニットを有する。このうち１つは基本的に炭化水素媒介体で不溶性であるが，もう１つは自由に溶解される。重合反応が進行されることによってモノマーが少しずつ高分子に転換され，高分子の分子量が臨界分子量に到達すると溶融限界を上回り，高分子はコア粒子を形成しつつ溶液中で沈澱される。それから，両親媒性高分子はコアに吸着されたりコアと共有結合したりするが，これによりコアは成長し続けて離散粒子（ｄｉｓｃｒｅｔｅｐａｒｔｉｃｌｅ）になる。粒子は，モノマーが無くなるまで成長し続けて，これに付着された両親媒性高分子シェル（ｓｈｅｌｌ）は，凝集されることなしに成長したコア粒子を立体的に安定するように作用する。

結局，コア／シェル高分子粒子は，直径が０．１〜０．５ミクロンのサイズである独特な球形粒子で構成された，安定した非水性コロイダル分散液（オルガノゾル）である。

その後，オルガノゾルは，実質的に単に着色剤（顔料）と電荷ディレクタ（ｃｈａｒｇｅｄｉｒｅｃｔｏｒまたは帯電制御剤（ｃｈａｒｇｅｃｏｎｔｒｏｌａｇｅｎｔ）とも呼ばれる）を導入し，その後高せん断均質化（ｈｉｇｈｓｈｅａｒｈｏｍｏｇｅｎｉｚａｔｉｏｎ），ボールミール，磨砕機ミール（ａｔｔｒｉｔｏｒｍｉｌｌｉｎｇ），高エネルギビード（サンド）ミーリングまたはその他分散液で粒子サイズ形成に効果的な公知技術を利用することによって液体トナーに転換され得る。機械的エネルギを分散液に導入してミーリングすることは一次粒子（ｐｒｉｍａｒｙｐａｒｔｉｃｌｅｓ，直径が０．０５〜１．０ミクロン範囲内）に顔料粒子が凝集することを防ぎ，オルガノゾルを，新たに作られた顔料表面に付着できるようフラグメントに粉砕する役割を果たす。電荷ディレクタは，物理的にまたは化学的に顔料粒子，オルガノゾルまたは両方に付着できる。その結果，直径０．１〜０．５ミクロン範囲内サイズのトナー粒子と共に，直径０．１〜２．０ミクロン範囲内のサイズの，立体的に安定した，帯電された非水性顔料分散剤が得られる。このように立体的に安定した分散液を使用することは高解像の画像を得るのに理想的である。

特許文献１および特許文献２は，オルガノゾルを用いた液体インクに対する特許公報であり，同特許には前述したオルガノゾルの特性およびオルガノゾルの製造などに対する説明が具体的に開示されている。

オルガノゾルを含む液体インクは，前述したような高解像の画像が得られるという長所があるにもかかわらず，オルガノゾルが液体インク内の他の成分との親和性に乏しいことから，実際の使用において障害になっていた。具体的に，電子写真方式装置用液体インクは，そのインク内に分散された着色剤，オルガノゾル，帯電制御剤およびこれを分散させるキャリア液体を含んでいる。このような液体インクのうちシアン（ｃｙａｎ），マゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ），およびイエロー（ｙｅｌｌｏｗ）インクは着色剤として有機顔料を使用する一方，ブラックインクに主に使われるカーボンブラック顔料は有機顔料と違う特性を有する。

上記カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋ）は，天然ガスや石油など炭化水素の熱分解と不完全燃焼の組合わせより得られる微粉よりなる炭素であって，その製法によってチャンネルブラック，サーマルブラック，およびファーネスブラックに区分される。一般に，カーボンブラックは，表面積が大きい微粉体であって，それ自体の凝集力が他の物質との親和力より大きい。またカーボンブラック表面には，カルボキシル基，フェノール性ヒドロキシル基，ラクトン基，カルボニル基などのような官能基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐ）が存在するが，単位面積当たりのその数が一般有機顔料に比べると著しく小さいので，一般の樹脂，特にオルガノゾルとの親和力が不良である。従って，オルガノゾルを含む液体インクがカーボンブラック顔料を含むブラックインクの場合，オルガノゾルと結合できず顔料単独で存在する小粒子がインク内に多量に存在するようになる。

すなわち，結合剤および分散剤の二種の機能を行なうオルガノゾルがカーボンブラック顔料を含むブラックインク中に含まれる場合，カーボンブラック顔料に対して結合剤の役割を充分に行なえなくなる。このようにブラックインク内に顔料単独で存在する小粒子はサイズが極小なので電気的に制御されない。これらは，感光体上の望まない非画像領域に付着し紙に転写され，プリント時鮮明でない画像を生成し，画像品質を悪化させる要因となり，プリンタ内の他の部分を汚すので問題であった。従って，オルガノゾルの有する長所にも拘わらず，カーボンブラック顔料を使うブラックインクの場合はオルガノゾルの使用において制限があり，ブラックインクにおいてオルガノゾルとカーボンブラック顔料との親和性を良くして画像品質を向上させるための研究がなされている。

一方，特許文献３はウレタン基やエポキシ樹脂をカーボンブラックに被覆してインクジェット用カーボンブラックを製造する方法を開示している。しかし，インクジェット用インク中に分散されるカーボンブラック顔料は小さい。従って，特許文献３は分散性を高めることを目的とし，本発明に係るオルガノゾルを含む液体インクがブラックインクの場合にカーボンブラック顔料とオルガノゾルとの親和性を向上させることを目的としているのとは異っている。

米国特許第５６５２２８２号明細書米国特許第５８８６０６７号明細書特開２００１−２１４０８９号公報

本発明は，前述したような問題点を解決するために案出されたもので，その目的は，カーボンブラック顔料が，望まない感光体上の非画像領域に付着され紙に転写されることを防止し，プリント時に鮮明な画像を得て，画像品質を向上させることを可能にすると共にプリンタ内の他の部分を汚す問題を解決する，液体インク組成物およびその製造方法を提供するところにある。

前述した目的を達成するための本発明に係る液体インク組成物は，着色剤と，着色剤の静電気的性質を制御する帯電制御剤と，着色剤と帯電制御剤を分散および結合させるオルガノゾルとを含み，着色剤はオルガノゾルとの結合性を向上させるために熱可塑性樹脂でコーティングされることを特徴とする。

ここで，熱可塑性樹脂でコーティングされた着色剤は，着色剤１００重量部に対して熱可塑性樹脂が１５０重量部〜３５０重量部の範囲内の重量部でコーティングされるとしても良い。

オルガノゾルは，熱可塑性樹脂でコーティングされた着色剤１００重量部に対して１８０重量部〜２５０重量部の範囲内に含まれるとしても良い。

着色剤はカーボンブラックであっても良い。

着色剤コーティング用熱可塑性樹脂は，ポリエチレンビニルアセテート，ポリエチレンビニルアセテート／酸三元共重合体，ポリエチレンアクリル酸共重合体，ポリエチレンメタクリル酸共重合体，ポリエチレンアクリレート共重合体，ポリエチレンメタクリレート共重合体，ポリアクリレート樹脂，ポリメタクリレート樹脂，ポリスチレンアクリル酸共重合体，ポリスチレンメタクリル酸共重合体，ポリスチレンアクリレート共重合体，ポリスチレンメタクリレート共重合体，ロジンエステル類樹脂，変成ロジンの中から選択されたいずれか１つの熱可塑性樹脂であるとしても良い。

オルガノゾルは，キャリア液体，および上記キャリア液体に不溶性である熱可塑性（コ）ポリマーコア（（ｃｏ）ｐｏｌｙｍｅｒｉｃｃｏｒｅ）に共有結合されている（コ（ｃｏ））ポリマー立体安定剤を含むグラフトコポリマーを含み，上記熱可塑性（コ）ポリマーコアは，脂肪族アミノラジカルを有する（メタ（ｍｅｔｈ））アクリレート系モノマー，含窒素ヘテロサイクリックビニルモノマー，Ｎ−ビニル置換された環類似アミドモノマー，アミノラジカルを含む芳香族置換されたエチレンモノマーおよび含窒素ビニルエーテルモノマーからなるグループの中から選択された１または２以上の重合性モノマーから派生されたユニットを含むとしても良い。

また，前述した目的を達成するための本発明による液体インク組成物の製造方法は，着色剤を熱可塑性樹脂でコーティングする段階，および上記コーティングされた着色剤，オルガノゾルおよび帯電制御剤を混合して分散する段階を含むとしても良い。

ここで，着色剤はカーボンブラックであることが好ましい。

また，着色剤コーティング用熱可塑性樹脂は，ポリエチレンビニルアセテート，ポリエチレンビニルアセテート／酸三元共重合体，ポリエチレンアクリル酸共重合体，ポリエチレンメタクリル酸共重合体，ポリエチレンアクリレート共重合体，ポリエチレンメタクリレート共重合体，ポリアクリレート樹脂，ポリメタクリレート樹脂，ポリスチレンアクリル酸共重合体，ポリスチレンメタクリル酸共重合体，ポリスチレンアクリレート共重合体，ポリスチレンメタクリレート共重合体，ロジンエステル類樹脂，変成ロジンの中から選択されたいずれか１つの熱可塑性樹脂を使用しても良い。

ここで，オルガノゾルは，キャリア液体，および上記キャリア液体に不溶性である熱可塑性（コ（ｃｏ））ポリマーコアに共有結合されている（コ（ｃｏ））ポリマー立体安定剤を含むグラフトコポリマーを含み，前述したオルガノゾルの構成をとるとしても良い。

本発明は，オルガノゾルを使用する液体インク組成物において，着色剤であるカーボンブラック顔料を熱可塑性樹脂でコーティング処理し，オルガノゾルとの親和性を向上させることによって，液体インク中に存在する粒子のサイズを大きくし，それに対する電気的制御をさらに容易にする。これによって，カーボンブラック顔料が望まない感光体上の非画像領域に付着され紙に転写されることを防止し，プリント時に鮮明な画像を得て画像品質を向上させることができると共にプリンタ内の他の部分を汚す問題を解決する。

以上述べたような本発明によれば，オルガノゾルと親和性のある熱可塑性樹脂でカーボンブラックをコーティングし，オルガノゾルと結合を容易にすることによって，液体インク組成物中に存在する粒子の平均サイズを増加させる。これによって，電気的制御を容易にし，プリントされた画像の鮮明度をアップすると共に，プリンタ内にカーボンブラック顔料単独で存在することを防止することによってプリンタ内の汚れを抑える。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本発明による液体インク組成物は，着色剤，着色剤の静電気的性質を制御する帯電制御剤，および着色剤と帯電制御剤を分散および結合させるオルガノゾルを含み，着色剤がオルガノゾルとの結合性を向上させるため熱可塑性樹脂によってコーティングされることを特徴とする。

着色剤としては，カーボンブラック，アニリンブルー，カコオイル，クロムイエロー，ウルトラマリンブルー，デュポンオイルレッド，キノリンイエロー，メチレンブルークロライド，フタロシアニンブルー，マラカイトグリーンオキサレート，ランプブラック，ローズベンガルおよびこれらを２種以上混合した混合物などが一般的に使われる。このうち，本発明に係る液体インク組成物の着色剤はカーボンブラックを使用することが好ましい。カーボンブラック顔料以外の有機顔料は，オルガノゾルとの親和性が問題にならないが，カーボンブラック顔料は，オルガノゾルとの親和性に欠け，液体インク組成物中にカーボンブラック顔料単独で存在する顔料が多量に含まれる。これによって，カーボンブラック顔料に対する電気的制御が難しくなり，このことに起因した問題が生じる。

本発明に用いられるカーボンブラックは，ファーネス法（Ｆｕｒｎａｃｅｍｅｔｈｏｄ），コンタクト法（ｃｏｎｔａｃｔｍｅｔｈｏｄ），アセチレン法（ａｃｅｔｙｌｅｎｅｍｅｔｈｏｄ）などにより生産された製品が用いられ，具体的なものは“カーボンブラックのハンドブック（ＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＣａｒｂｏｎＢｌａｃｋ，１９９５年４月発行）“の２９０，２９１および２９４頁に開示されている。商用のカーボンブラックの例を挙げると，キャボット社（Ｃａｂｏｔ）のモナーグシリーズ（Ｍｏｎａｒｃｈｓｅｒｉｅｓ）およびリーガルシリーズ（Ｒｅｇａｌｓｅｒｉｅｓ），Ｃｏｌｍｂｉａｎｃｈｅｍｉｃａｌｓ社のＲａｖｅｎｓｅｒｉｅｓ，デグサ社（Ｄｅｇｕｓｓａ）のＮｉｐｅｘｓｅｒｉｅｓ，ｓｐｅｚｉａｌｓｃｈｗａｒｚｓｅｒｉｅｓおよびＡｚｔｅｃｈ社のＥＫ８２００などがある。

着色剤をコーティングする熱可塑性樹脂は，例えばビニルクロライド系樹脂，ビニリデンクロライド系樹脂，ビニルアセテート系樹脂，ポリビニルアセタル樹脂，スチレン系樹脂，メタクリル酸系樹脂，ポリオレフィン系樹脂，ポリアクリレート系樹脂，ポリエステル類樹脂，エポキシ系樹脂，ウレタン系樹脂などがある。本発明に係る液体インク組成物の着色剤コーティング用熱可塑性樹脂は，カルボキシル基，エステル基を含んでいるオレフィン系樹脂が好ましい。その理由として，オルガノゾルは，殆んどアクリレートまたはメタクリレートよりなる共重合体であるが，アクリレートとメタクリレートの両方ともオレフィン主鎖（ｍａｉｎｃｈａｉｎ）に−ＣＯＯＲが側鎖（ｓｉｄｅｃｈａｉｎ）としてついていることが挙げられる。オルガノゾルは，広範にエステルグループを含むオレフィン樹脂であり，このようなオルガノゾルとの親和性を築くためには類似した構造を有する樹脂であったほうが良い。従って，オレフィン系樹脂を使用することが好ましい。

オレフィン系樹脂の例を挙げると，ポリエチレンビニルアセテート，ポリエチレンビニルアセテート／酸三元共重合体，ポリエチレンアクリル酸共重合体，ポリエチレンメタクリル酸共重合体，ポリエチレンアクリレート共重合体，ポリエチレンメタクリレート共重合体，ポリアクリレート樹脂，ポリメタクリレート樹脂，ポリスチレンアクリル酸共重合体，ポリスチレンメタクリル酸共重合体，ポリスチレンアクリレート共重合体，ポリスチレンメタクリレート共重合体，ロジンエステル系樹脂および変成ロジンの中から選ばれたいずれか１つの熱可塑性樹脂があり，このような熱可塑性樹脂を選ぶとしても良いが，これに限られるわけではない。

液体インク組成物のうちオルガノゾルは，着色剤と帯電制御剤の結合剤（ｂｉｎｄｅｒ）および分散剤（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎａｇｅｎｔ）の役割を果たす。一般に結合剤はポリエステル樹脂，スチレン系樹脂，アクリル酸エステル類，メタクリル酸エステル類，ビニル単量体を単独で重合したものまたは共重合したスチレン系樹脂，エポキシ樹脂，ポリエステル樹脂，ポリウレタン樹脂などが使われる。また，分散剤は，一般的に，ポリオレフィン，ポリビニルアルコール，ポリビニルメチルエーテル，ポリビニルエチルエーテル，ポリエチレンオキシド，ゼラチン，メチルセルロース，メチルヒドロキシプロピルセルロース，エチルセルロース，カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩，澱粉（ｓｔａｒｃｈ），含窒素ポリマーまたは含酸ポリマーなどを含む。上記含窒素ポリマーはポリビニルピロリドン，ポリアミン，ポリエチレンアミン，含アミン基ポリ（メタ）アクリレート，含アミン基アルキル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリレートのコポリマーまたはこれらの炭化水素溶解性誘導体を１つ以上含む。

オルガノゾルは上記結合剤と分散剤の複合機能を果たす物質であって，本発明の液体インク組成物に使われるオルガノゾルは，キャリア液体と上記キャリア液体に不溶性である熱可塑性（コ（ｃｏ））ポリマーコアに共有結合されている（コ）ポリマー立体安定剤を含むグラフトコポリマーを含み，この熱可塑性（コ）ポリマーコアが，脂肪族アミノラジカルを有する（メタ）アクリレート系モノマー，含窒素ヘテロサイクリックビニルモノマー，Ｎ−ビニル置換された環類似アミドモノマー，アミノラジカルを含む芳香族置換されたエチレンモノマーおよび含窒素ビニルエーテルモノマーで構成されたグループの中から選ばれた１つ以上の重合性モノマーから派生されたユニットを含むとしても良い。ここで，キャリア液体の含量は熱可塑性（コ）ポリマーコア形成用モノマーの総重量１００重量部を基準にして，３００〜３，０００重量部であることが好ましい。キャリア液体の含量がこの範囲を越える場合はオルガノゾルの分散性物性が低下する。

オルガノゾルを構成するキャリア液体は，カウリ−ブタノール数値が３０以下のものが好ましい。“カウリ−ブタノール“はＡＳＴＭテスト法Ｄ１１３３−５４Ｔに関し，このカウリ−ブタノール（ＫＢ）数値は標準溶液であるカウリ（ｋａｕｒｉ）樹脂の１−ブタノール溶液における炭化水素稀釈液の付加許容度（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）を測定するもので，標準カウリ−１−ブタノール溶液２０ｇに添加され所定の混濁度が得られる２５℃における溶媒の体積（ｍｌ）を示す。

キャリア液体は当該技術分野において公知の多様な物質から選択できる。そのうち，カウリブタノール数値が３０以下のものを使うのが好ましい。キャリア液体は一般に親油性であって，化学的に安定的であり，絶縁性も有する。絶縁性を有する液体とは低誘電常数および高い電気的抵抗率を有する液体を指す。このような液体は誘電常数が５以下，特に１〜５であり，さらに望ましくは誘電常数が１〜３である。この際，キャリア液体の電気的抵抗率は１０^９Ω以上であり，さらに望ましくは１０^１０Ω以上，特に１０^１０〜１０^１６Ωである。

本発明のオルガノゾルにおいてポリマー粒子は両親媒性（コ）ポリマーである。両親媒性（コ）ポリマーは不溶性熱可塑性（コ）ポリマーコアに共有結合されており，溶解性または制限的に不溶性の高分子量（コ）ポリマー立体安定剤を含む。安定剤が３，３，５−トリメチルシクロヘキシルメタクリレートの時，分散されたトナー粒子は凝集および沈降について優れた安定性を示す。

上記オルガノゾルに対するさらに詳しいことは米国特許第５，６５２，２８２号明細書（特許文献１）または米国特許第５，８８６，０６７号明細書（特許文献２）などに開示されており，その他公知のオルガノゾルを本発明の液体インク組成物に使用できる。

オルガノゾルは，アクリレートまたはメタクリレートよりなる共重合体である。アクリレートとメタクリレートは，全て，オレフィンを主鎖にし，側鎖として−ＣＯＯＲ基がついている。従って，広い意味では，エステルグループを含むオレフィン系樹脂である。このようなオルガノゾルと親和性を良くするためには類似した構造を有する化合物が好ましい。従って，着色剤コーティング用熱可塑性樹脂は，その樹脂に存するカルボキシル基またはエステルグループがオルガノゾルの−ＣＯＯＲ基との親和性に優れ，結合が容易なので，上記熱可塑性樹脂でコーティングされた着色剤は，オルガノゾルとの親和性が向上する。

本発明の液体インク組成物は帯電制御剤を含む。帯電制御剤は現像剤，すなわち液体インク組成物のうち粒子に均一な電荷極性を提供するが，この含量は電子写真方式画像形成装置において通常的に使うレベルである。

帯電制御剤は，帯電制御剤と現像剤粒子を化学的に反応させる方法，現像剤粒子状が帯電制御剤を化学的または物理的に吸着させる方法または帯電制御剤をトナー粒子に導入された作用基にキレーション化する方法のような多様な方法によって現像剤粒子に導入される。帯電制御剤は，現像剤粒子状に所定極性の電荷を付与する役割を果たし，当該技術分野においては公知の全ての帯電制御剤が使用可能である。

例えば，帯電制御剤は多価金属イオンおよびカウンタイオンであって有機陰イオンで構成された金属塩の形態で導入できる。このような金属イオンとして，例えばＢａ（ＩＩ），Ｃａ（ＩＩ），Ｍｎ（ＩＩ），Ｚｎ（ＩＩ），Ｃｕ（ＩＩ），Ａｌ（ＩＩＩ），Ｃｒ（ＩＩＩ），Ｆｅ（ＩＩ），Ｆｅ（ＩＩＩ），Ｓｂ（ＩＩＩ），Ｂｉ（ＩＩＩ），Ｃｏ（ＩＩ），Ｌａ（ＩＩＩ），Ｐｂ（ＩＩ），Ｍｇ（ＩＩ），Ｍｏ（ＩＩＩ），Ｎｉ（ＩＩ），Ａｇ（Ｉ），Ｓｒ（ＩＩ），Ｓｎ（ＩＶ），Ｖ（Ｖ），Ｙ（ＩＩＩ），Ｔｉ（ＩＶ）などが適当である。有機陰イオンとしては，脂肪族または芳香族カルボン酸またはスルホン酸から派生されたカルボキシレートまたはスルホネートがある。

また陽イオン帯電制御剤としては米国特許第３，４１１，９３６号明細書に開示された金属カルボキシレート（石鹸，ｓｏａｐｓ）があり，これは，少くとも炭素数６−７の脂肪酸のアルカリ土金属および重金属塩，ナフテン含酸環脂肪族酸であり，ジルコニウムおよびアルミニウムの多価金属石鹸であることがさらに望ましく，特にオクタノエートのジルコニウム石鹸（ＺｉｒｃｏｎｉｕｍＨＥＸＣＥＭ，ＭｏｏｎｅｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ）であることが好ましい。

カーボンブラックを熱可塑性樹脂でコーティングする方法には，ニーダー（ｋｎｅａｄｅｒ）のような混合器を用いてカーボンブラックと熱可塑性オレフィン系樹脂を混合した後凍結粉砕する方法，および，熱可塑性オレフィン系樹脂を溶媒に溶かして作った溶液内にカーボンブラックを分散させた後溶媒を除去する方法がある。このうち，後者の方法は日本国特開２００１−２１４０８９号公報（特許文献３）に開示された樹脂を溶剤と配合して加熱溶解した後樹脂溶液にカーボンブラックと水を配合した懸濁液を配合撹拌し，カーボンブラックと水を分離することによってウレタン基やエポキシ樹脂をカーボンブラックに被覆し，インクジェット用カーボンブラックを製造する方法と類似している。しかし，同出願に公開された発明の目的はインクジェット用カーボンブラックの分散性を高めるためのもので，本発明がオルガノゾルとの親和性を良くするためカーボンブラック粒子を熱可塑性樹脂でコーティングすることとその目的が区別される。

（実施形態）
カーボンブラック３５０ｇ，ロジンエステル系樹脂６５０ｇをニーダーで混合した後，冷凍粉砕し，ロジンエステル類樹脂でコーティングされたカーボンブラックを得る。その後，このように樹脂でコーティングされたカーボンブラック２５ｇ，オルガノゾル３８１ｇ，Ｎｏｒｐａｒ１２２９３ｇ，およびＺｉｒｃｏｎｉｕｍ−ＨＥＸＣＥＭ１．２７ｇをミール容器内に入れ，次に，ｚｉｒｃｏｎｉｕｍｂｅａｄｓ１２００ｇを入れ，４２℃，４５００ｒｐｍの速度で撹拌しつつ３時間ミーリングして液体インク組成物を製造する。

（比較例）
カーボンブラック１１ｇ，オルガノゾル５２１ｇ，Ｎｏｒｐａｒ１２１６８ｇ，およびＺｉｒｃｏｎｉｕｍ−ＨＥＸＣＥＭ０．３３ｇをミール容器内に入れ，ｚｉｒｃｏｎｉｕｍｂｅａｄｓ１３５０ｇを入れた後，４２℃，４５００ｒｐｍの速度で撹拌しつつ３時間ミーリングして液体インク組成物を製造する。

図１Ａは，純粋カーボンブラック顔料１１０と帯電制御剤１２０が結合されていることを示した図であり，図１Ｂは，比較例により製造された純粋カーボンブラック顔料２１０，帯電制御剤２２０およびオルガノゾル２３０が結合されていることを示した図である。図１Ｂから分かるように，純粋カーボンブラック顔料２１０とオルガノゾル２３０の親和力が良くないのでカーボンブラック顔料２１０が単独で存在するようになる。

図２は，本実施形態により製造された熱可塑性樹脂３４０でコーティングされたカーボンブラック顔料３１０，帯電制御剤３２０およびオルガノゾル３３０が結合することを示した図である。カーボンブラックにコーティング処理された熱可塑性樹脂３４０はオルガノゾル３３０との親和力に優れるのでオルガノゾル３３０と結合し易い。従って，カーボンブラック顔料単独で存在するものがなくなり，液体インク組成物内に存在する粒子サイズが大きくなる。

上記実施形態および比較例による液体インク組成物中の粒子分布を図３および図４に示した。

図３は，比較例により製造された純粋カーボンブラック顔料を使った液体インク組成物中のインク粒子の粒子分布を示した図である。図３から分かるように，直径が約０．２μｍの小粒子が別のサイズの粒子より相当多い。このように小さいカーボンブラック粒子は，その粒子サイズの小ささ故，電気的な力だけではなく，他の外部撹乱によっても移動しやすく，電気的に制御し難くなる。従って，印刷された画像が鮮明でなくなり，プリンタ内の他の部分を汚す原因にも成り得る。

図４は，本実施形態により製造された，熱可塑性樹脂でコーティングされたカーボンブラック顔料を使った液体インク組成物中のインク粒子の粒子分布を示した図である。図４から分かるように，オルガノゾルと親和性に優れる熱可塑性樹脂で予めコーティングされたカーボンブラックを使用することによって，液体インク組成物中にカーボンブラック顔料単独で存在する粒子が除去される。よって電気的制御が容易になり鮮明な画像が得られる。

図３と図４とを比較すると，カーボンブラック顔料を熱可塑性樹脂でコーティングして使用したかしなかったかによって液体インク組成物のうち小粒子の分布が相違し，本実施形態により製造された液体インク組成物中には小粒子（直径が０．５μｍ以下）が殆んど存在しなくなる。

図５Ａは，比較例による液体インク組成物を使ってプリントされた画像を示した図であり，図５Ｂは，本実施形態による液体インク組成物を使ってプリントされた画像を示した図である。両プリントされた画像から分かるように，本実施形態による液体インク組成物を使った方がその画像において遥かに鮮明である。

また，プリントされた画像の鮮明度を測定するための方法としてバックグラウンドＯＤ（Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｐｔｉｃａｌｄｅｎｓｉｔｙ，非画像領域光学的密度）を測定する方法がある。このバックグラウンドＯＤはその測定された値が低いほどプリントされた画像が鮮明であることを意味する。次の表１は本実施形態および比較例のバックグラウンドＯＤ値を示したものである。

上記表１に示した通り，本実施形態のバックグラウンドＯＤ値が比較例のバックグラウンドＯＤ値に比べて遥かに低い。すなわち，本実施形態により製造された液体インク組成物を使ってプリントした画像が比較例により製造された液体インク組成物を使ってプリントした画像より鮮明であることが分かる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は，液体インク組成物およびその製造方法に適用できる。

純粋なカーボンブラック顔料と帯電制御剤が結合されていることを示した概略図である。純粋なカーボンブラック顔料，帯電制御剤およびオルガノゾルが結合されていることを示した概略図である。本発明の一実施形態によって製造された，熱可塑性樹脂でーティングされたカーボンブラック顔料とオルガノゾルが結合されていることを示した図である。純粋なカーボンブラック顔料とオルガノゾルを含んで製造された，液体インク組成物中に存在する粒子の分布を示したグラフである。本実施形態により製造された液体インク組成物中に存在する粒子の分布を示したグラフである。純粋なカーボンブラック顔料とオルガノゾルを含んで製造された液体インク組成物を使ってプリントされた画像である。本実施形態により製造された液体インク組成物を使ってプリントされた画像を示した図である。

符号の説明

１１０，２１０，３１０カーボンブラック顔料
１２０，２２０，３２０帯電制御剤
２３０，３３０オルガノゾル
３４０熱可塑性樹脂

Claims

着色剤と；
前記着色剤の静電気的性質を制御する帯電制御剤と；
前記着色剤と前記帯電制御剤とを分散および結合させるオルガノゾルと；
を含み，
前記着色剤は前記オルガノゾルとの結合性を向上させるために熱可塑性樹脂でコーティングされることを特徴とする，液体インク組成物。
前記熱可塑性樹脂でコーティングされた着色剤は，前記着色剤１００重量部に対して前記熱可塑性樹脂が１５０重量部〜３５０重量部の範囲でコーティングされていることを特徴とする，請求項１に記載の液体インク組成物。
前記オルガノゾルは，前記熱可塑性樹脂でコーティングされた着色剤１００重量部に対して１８０重量部〜２５０重量部の範囲内に含まれることを特徴とする，請求項１に記載の液体インク組成物。
前記着色剤は，カーボンブラックであることを特徴とする，請求項１に記載の液体インク組成物。
前記着色剤コーティング用熱可塑性樹脂は，ポリエチレンビニルアセテート，ポリエチレンビニルアセテート／酸三元共重合体，ポリエチレンアクリル酸共重合体，ポリエチレンメタクリル酸共重合体，ポリエチレンアクリレート共重合体，ポリエチレンメタクリレート共重合体，ポリアクリレート樹脂，ポリメタクリレート樹脂，ポリスチレンアクリル酸共重合体，ポリスチレンメタクリル酸共重合体，ポリスチレンアクリレート共重合体，ポリスチレンメタクリレート共重合体，ロジンエステル系樹脂，変成ロジンの中から選択されたいずれか１つの熱可塑性樹脂であることを特徴とする，請求項１に記載の液体インク組成物。
前記オルガノゾルは，
キャリア液体と；
前記キャリア液体に不溶性の熱可塑性（コ（ｃｏ））ポリマーコアに共有結合されている（コ）ポリマー立体安定剤を含むグラフトコポリマーと；
を含み，
前記熱可塑性（コ）ポリマーコアが，
脂肪族アミノラジカルを有する（メタ）アクリレート系モノマー，含窒素ヘテロサイクリックビニルモノマー，Ｎ−ビニル置換された環類似アミドモノマー，アミノラジカルを含む芳香族置換されたエチレンモノマーおよび含窒素ビニルエーテルモノマーで構成されたグループの中から選択された１または２以上の重合性モノマーから派生されたユニットを含むことを特徴とする，請求項１に記載の液体インク組成物。
着色剤を熱可塑性樹脂でコーティングする段階と；
前記コーティングされた着色剤，オルガノゾルおよび帯電制御剤を混合し分散する段階と；
を含むことを特徴とする，液体インク組成物の製造方法。
前記着色剤は，カーボンブラックであることを特徴とする，請求項７に記載の液体インク組成物の製造方法。
前記着色剤コーティング用熱可塑性樹脂は，ポリエチレンビニルアセテート，ポリエチレンビニルアセテート／酸三元共重合体，ポリエチレンアクリル酸共重合体，ポリエチレンメタクリル酸共重合体，ポリエチレンアクリレート共重合体，ポリエチレンメタクリレート共重合体，ポリアクリレート樹脂，ポリメタクリレート樹脂，ポリスチレンアクリル酸共重合体，ポリスチレンメタクリル酸共重合体，ポリスチレンアクリレート共重合体，ポリスチレンメタクリレート共重合体，ロジンエステル系樹脂，変成ロジンの中から選択されたいずれか１つの熱可塑性樹脂であることを特徴とする，請求項７に記載の液体インク組成物製造方法。
前記オルガノゾルは，
キャリア液体と；
前記キャリア液体に不溶性の熱可塑性（コ（ｃｏ））ポリマーコアに共有結合されている（コ）ポリマー立体安定剤を含むグラフトコポリマーと；
を含み，
前記熱可塑性（コ）ポリマーコアが，
脂肪族アミノラジカルを有する（メタ）アクリレート系モノマー，含窒素ヘテロサイクリックビニルモノマー，Ｎ−ビニル置換された環類似アミドモノマー，アミノラジカルを含む芳香族置換されたエチレンモノマーおよび含窒素ビニルエーテルモノマーで構成されたグループから選択された１または２以上の重合性モノマーから派生されたユニットを含むことを特徴とする，請求項７に記載の液体インク組成物製造方法。