JP4601037B2 - 電子写真捺染トナー - Google Patents
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Description
また、捺染の作業性を大幅に効率化し、オンデマンド性を持たせた、ムダのない捺染方法を提供することである。
(2)「前記蛍光色素が蛍光染料であり、その純度が80〜100%であることを特徴とする前記第(1)項に記載の電子写真液体捺染トナー」、
(3)「前記担体液が、沸点100〜350℃の脂肪族飽和炭化水素であることを特徴とする前記第(1)項または第(2)項に記載の電子写真液体捺染トナー」、
(4)「前記アルカリ可溶性又は水溶性樹脂は、その酸価が0〜2000mg/KOHであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(3)項のいずれかに記載の電子写真液体捺染トナー」、
(5)「前記樹脂は、非水溶性樹脂と水溶性樹脂とを含み、その比率が9/1〜1/9であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の電子写真液体捺染トナー。」
(6)「前記蛍光染料がフミン酸、フミン酸塩又はフミン酸誘導体の存在下に水溶性樹脂を用いて混練又はフラッシング処理されたものであることを特徴とする前記第(2)項乃至第(5)項の何れかに記載の電子写真液体捺染トナー」、
(7)「前記液体捺染トナー中のトナー粒子の平均粒径が0.1〜5μmであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(6)項の何れかに記載の電子写真液体捺染トナー」、
(8)「前記第(1)項乃至第(7)項の何れかに記載の電子写真トナーを用いて静電潜像を感光体上に現像後、転写ローラで圧力をかけ、形成された画像を被捺染材に転写することを特徴とする電子写真捺染方法」により達成される。
また、上記課題は、本発明の(9)「感光体上の静電潜像を現像し、中間転写体にトナー像を1次転写後、画像を被捺染材に2次転写することを特徴とする前記第(8)項に記載の電子写真捺染方法」、
(10)「2次転写前に中間転写体に溶媒を吹きかける工程を含むことを特徴とする前記第(9)項に記載の電子写真捺染方法」、
(11)「感光体上の静電潜像を現像する際に現像ローラが用いられ、前記担体液が溶剤であり、感光体の線速に対してトナーで現像するための該現像ローラの線速が1.2倍〜6倍で、過剰溶剤を除去するスクイズローラが用いられ、その線速が感光体の線速の1.2〜4倍であることを特徴とする前記第(9)項又は第(10)項に記載の電子写真捺染方法」、
(12)「前記感光体がタンデム型に配置され、ベルト上に貼りつけた布に画像を転写しフルカラー捺染することを特徴とする前記第(8)項乃至第(9)項の何れかに記載の電子写真捺染方法」により達成される。
蛍光染料を用いたトナーは、周知であるが、大半は紙等の印刷に用いられるものである。また、捺染に用いられる蛍光染料インクは帯電特性、トナー特性をもたないインクである。本発明は電子写真によりダイレクトに捺染するプロセスに用いられるものであり、蛍光染料による色合い、オンデマンド性、捺染の風合、染料分散性を解決できる技術はこれまでなかった。
加えて、更に濃度、解像性、転写性において優れる。
また、蛍光色素が染料でその純度が80%以上であるため、高品質の画像を提供できる。
また、担体液が、沸点100〜350℃の脂肪族飽和炭化水素であるため、発色工程での問題がなく、高品質の画像を提供できる。
また、樹脂の少なくとも一部にアルカリ可溶性樹脂又は水溶性樹脂が含有されているため風合の良好な高品質の画像を提供できる。
また、アルカリ可溶性樹脂又は水溶性樹脂の酸価が0〜2000mg/KOHであるため高品質な画像を提供できる。
また、着色剤がフミン酸、フミン酸塩又はフミン酸誘導体の存在下にポリオレフィン樹脂と水溶性樹脂を用いて混練又はフラッシング処理されているため高品質の画像を提供できる。
また、平均粒径が0.1〜5μmであるため高品質の画像を提供できる。
また、静電潜像を感光体に現像後、転写ローラで圧力をかけ、画像を形成させるため平滑性の悪い紙や布への転写性が良好である。
また、静電潜像を感光体に現像後、中間転写体にトナー像転写後、画像を形成させるため平滑性の悪い紙や布への転写性が良好である。
また、2次転写前に中間転写体に溶媒を吹きかける工程を含むため、更に転写性が良好である。
また、感光体の線速に対して現像ローラの線速が1.2倍〜6倍、スクイズローラの線速が1.2〜4倍であるため高品質の画像が得られる。
また、タンデム型に感光体を配置し、ベルト上に貼りつけた布に画像を転写するため、高速で高画品質のフルカラー捺染が提供できる。
蛍光顔料では通常の昼光蛍光顔料の他に無機蛍光顔料も使用できる。無機蛍光顔料は夜光塗料にみられるような蓄光性がある。
また、これらの蛍光染料と一緒に通常の酸性染料、反応染料、直接染料、分散染料、カチオン染料、有機顔料、無機顔料等の着色剤も併用して用いることができる。
顔料、染料どちらも用いることができるが、染料を着色剤にしたほうが、風合、染着性、洗濯堅牢度に優れる。
染料を使用する場合は、捺染布の材質により、染料を選択したほうが染色性、洗濯堅牢度は良く、例えばポリエステル繊維では、分散染料、セルロース繊維では、反応性染料、直接染料、アクリル繊維ではカチオン染料、ポリアミド繊維や羊毛繊維では酸性染料が好ましい。
また、反応性染料や酸性染料などで官能基の極性を抑えたいときに、樹脂で包んで帯電性能を安定化させる場合も有効である。
しかし、樹脂の含有量を多くしてしまうと裏面への染込みや繊維の風合が、悪くなるので、着色剤に対して4倍以下の量に抑えることが望ましい。
純度50%程度の染料を用いた場合は、特に帯電性と着色性の点で低下する場合がある。トナーはプラスあるいはマイナスで明確な帯電特性をもつことが望ましいが染料中の不純物である分散剤や芒硝はこの電気特性に悪影響を与える。また、実質染料分が少なくなるため着色性が低下して濃度が低くなる場合がある。このため純度80%以上の染料を用いるか精製して純度を上げることが好ましい。精製方法は、浸透膜を用いる方法、溶解して再結晶させる方法などがある。
沸点は100〜350℃が望ましい。100℃以下であると転写前に溶媒が揮発しやすく転写性向上の効果が低減したり、臭気、安全性の点や、揮発溶剤蒸気が作業者にとって好ましくない。350℃以上では、溶剤が揮発しにくく、発色工程で溶剤が除去できず発色特性に問題が生じる。350℃以下であれば、後工程の加熱、スチーミングの段階で蒸発させることができる。
また、本発明に併用することが好ましい分散用樹脂としては、下記式
で表わされるビニルモノマー及びビニルピリジン、ビニルピロリドン、エチレングリコールジメタクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエンより選ばれるモノマーBの各一種ずつもしくは、数種の共重合体、グラフト共重合体が挙げられる。
また、樹脂の一部にはアルカリ可溶性樹脂、水溶性樹脂を含有させると、発色、水洗工程でトナー中の樹脂が溶解し、布から脱離するため、風合の良好な捺染布が得られる。
発色水洗工程では、100℃前後でスチーミング後、0.1〜2%程度のアルカリで処理する場合があり、アルカリ可溶性樹脂、水溶性樹脂を含有させないと、樹脂分が残り、風合を劣化させる原因となるが、アルカリ可溶性樹脂、水溶性樹脂を含有させることにより、発色水洗工程で樹脂が離脱し、風合の良好な捺染が得られる。
非水溶性樹脂とアルカリ可溶性樹脂又は水溶性樹脂の割合は9/1〜1/9が望ましい。更に望ましくは5/5〜2/8である。非水溶性樹脂分が少ないとトナーの帯電性が低下し、アルカリ可溶性樹脂又は水溶性樹脂分が少ないと風合が低下する。
アルカリ可溶性樹脂又は水溶性樹脂は、水溶性メラミン樹脂、水溶性ロジン変性樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、水溶性アクリル樹脂、水溶性エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ソーダ、コラーゲン、ゼラチン、デンプン、キトサン等がある。
商品としては、クラレ社製ポバール(PVA)、イソバン(イソブチレン/マレイン酸樹脂)、ハリマ化成製ネオトール、ハリディプ(アルキッド樹脂、アクリル樹脂)、日本合成化学社製エコアティ(PVA)、ナガセケムテックス社製デコナール(エポキシ樹脂)、日本純薬社製ジュリアー(アクリル樹脂)、カブセン(ポリエステル樹脂)などが挙げられる。
また、2000より大きいと帯電性に問題が生じ、現像特性が低下したり、凝集して経時安定性が低下する。
フラッシング処理とは、色素を水に溶かした含水液に、更に樹脂分散媒を加え、フラッシャーと呼ばれるニーダー中で良く混合し、顔料のまわりに存在する水を後から添加される樹脂分散媒によって置換する処理をいう。
この操作により吐き出される水を排出し、樹脂溶液中に顔料が分散された状態とし乾燥させて、溶剤を除去し、得られた塊を粉砕することにより着色剤の粉末が得られる。
フラッシングする際の着色剤と樹脂の割合は、樹脂100重量部に対して着色剤10〜60重量部が適当である。フラッシング処理には、フミン酸、フミン酸塩(Na塩、NH4塩など)またはフミン酸誘導体の存在下に行うのが特に有利である。これら添加されるフミン酸類の量は、着色剤含水液の0.1〜30重量%程度が適当である。
感光体に現像後、転写ローラで0.1〜3Kg/cm2の圧力をかけ転写した場合、平滑性の悪い転写紙や捺染の場合は転写性が向上し、高濃度の画像を形成できる。
また、中間転写体を用いて転写する場合も、更に高い圧力がかけられるため転写性が向上する。中間転写体は、体積抵抗103〜1010Ω・cm望ましくは105〜107Ω・cmが良好である。抵抗が低すぎたり、高すぎたりすると転写特性が低下する。材質はシリコーンゴムやヒドリンゴムが好ましく表面にフッソコート層のような離型層があることが好ましい。しかし、中間転写体を用いない場合よりも転写時の溶媒量が少なくなるため、捺染の場合は、2次転写前に中間転写体上に脂肪族炭化水素やシリコーンオイル等の溶媒を吹き付け転写に必要な溶媒量を確保することが望ましい。
中間転写体上のトナー層の固形分が25%以上になる場合は溶媒吹き付けを行った方が転写性は向上する。固形分は中間転写ローラ上からサンプリングしたトナーを加熱減量試験法で求めることができる。
溶媒の種類は担体液に用いる溶媒と同一のものが良好である。
吹き付け方法は噴霧法が最も良好であるがコーティングローラによる塗布も可能である。
吹き付け量は0.20〜0.70mg/cm2程度が良好である。
また、捺染の場合、濃度を向上のためには現像付着量を上げたり、あるいは、現像後スクイズローラの溶剤スクイズ量を少なくすることにより、感光体上の現像液量を多くして布への溶剤染込み量を増やすと効果がある。スクイズにより、スクイズ後の感光体上トナー層の固形分が10〜30%程度になるようにする必要がある。スクイズが甘すぎると液ダレ、地汚れ、画像流れが生じ易くなる。スクイズ過剰になると必要なトナー層まで掻き落としてしまい濃度が下がったり、転写に必要な溶媒量が減少し転写性低下したりする傾向にある。
現像ローラの線速が1.2倍以下であると現像に必要な液だまりが形成されないため、現像されない場所ができたり、液ダレが生じたりする。6倍以上では液の掻き落とし力が高まり、画像が薄くなったりする。スクイズローラの線速が1.2倍以下ではスクイズ効果が少なく液ダレや地汚れが起き易くなり、4倍以上ではスクイズ効果が強すぎ濃度低下、転写不良につながる。
本発明は乾式トナーにおいても有効である。特開平5−27474号公報に記載の技術は柔軟な樹脂を用いることにより風合を向上させているが、限界がある。本発明は水溶性樹脂を用いることにより、洗浄工程で樹脂そのものを除去することで本来の捺染の風合を確保できる。
使用する樹脂は乾式トナーの場合は、保存性の点から軟化点70〜170℃が望ましい。湿式トナーの場合は−20〜120℃が望ましい。
図1は、本発明の画像形成方法の一例である。帯電電圧付与部材により、感光体に電荷を与え、露光により非画像部の電荷を消去する。感光体はセレン感光体、有機感光体、アモルファスシリコン感光体が使用できる。感光体の表面電位は、400v〜1600vの範囲が良好である。感光体の電荷の残っている潜像に現像ローラから供給される液体現像剤により現像し、スクイズローラで余剰の現像液を除去し、転写電圧付与部剤によりトナーの電荷と逆電荷の電圧をかけ捺染布に転写させる。
現像ローラは感光体と順方向に回転し、スクイズローラは逆方向に回転させ、感光体に対する線速は現像ローラが1.2倍〜6倍、スクイズローラの線速は1.2倍〜4倍が効果的である。
布に転写されずに感光体に残ったトナーをクリーニングブレード、クリーニングローラで除去後、感光体を除電する。
また、画像部の電荷を消去し非画像部の電荷を残す現像方式でも同様に画像形成できる。
着色剤、樹脂、担体液をボールミル、キティーミル、ディスクミル、ピンミルなどの分散機に投入、分散、混練を行い濃縮トナーを調製し、これを本発明の担持液中に分散させることにより現像液を得ることができる。
図1、2、3、4の電子写真方式で布に転写させた後、乾燥、蒸し工程、発色、洗浄工程、加工工程をラインで流すことも可能である。例えば分散染料を用いた捺染では乾燥、蒸し工程では約130℃で高圧染着するHP法や約190℃の高温で染着するHT法が通常用いられる。染着後、アルカリ、界面活性材などによるソーピングで樹脂分を除去、洗浄する。従来の有版捺染の場合は、布に過剰な捺染インクが付着しているため、ソーピング、洗浄工程で廃液が多く環境上問題も大きかった。また、インクジェット捺染の場合は、事前に布に前処理を行っておく必要があり、布前処理工程に時間がかかったり、経時で布が変色したりする問題があった。これに対し本発明は、必要十分な染料をダイレクトに布に捺染を行うため、捺染工程が簡便になるだけでなく、環境上にも大きな利点がある。
図1〜4の装置において転写する布の搬送には、布の延びやしわなどの変形が起こらないように工夫する必要がある。本発明に最も適した布搬送方法は、布搬送ベルト上に布を貼りつけて搬送する方式である。布の貼りつけは搬送ベルト上に感圧接着剤等をあらかじめコーティングすることで行うことができる。
蛍光赤色染料(ソルベントレッド63 純度50%品) 50部
ラウリルメタアクリレート/メチルメタアクリルレート/メタクリル酸/グリシジルメタアクリレート(80/10/5/5)共重合体のアイソパーH20%溶液
110部
ポリオレフィン樹脂(エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂)(エバフレックス)
(三井・デュポン) 60部
水溶性樹脂 ポバール(PVA)(クラレ) 60部
アイソパーH 180部
荷電制御剤(ナフテン酸ジルコニウム) 3部
をボールミルに入れて24時間分散後、さらにアイソパーHを300部加え、1時間分散し、これを濃縮トナーとした。
この濃縮トナー100gとアイソパーH1Lを混合した現像剤により図1の装置で電子写真捺染を行った。
蛍光オレンジ染料(ソルベントオレンジ5 純度90%品) 20部
ポリオレフィン樹脂(エチレン・メタクリル酸共重合樹脂)(ニュクレル)
(三井・デュポン) 40部
水溶性樹脂 カブセン(水溶性ポリエステル)(ナガセケムテックス) 70部
荷電制御剤(サリチル酸誘導体の金属錯体) 2部
をブスコニーダで混練、冷却後パルペライザーで粗粉砕しジェットミルで粉砕後分級し平均粒径7.9μmの乾式トナーを得た。布を紙に張り付け、このトナーを用いリコー乾式プリンタImagioで捺染をおこなった。
蛍光黄色染料(アシッドイエロー7純度80%) 50部
ポリオレフィン樹脂(エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂)(エバフレックス)
(三井・デュポン) 20部
水溶性樹脂 ハリディブ(水溶性アルキド樹脂)(ハリマ化成) 80部
ニトロフミン酸 3部
をニーダ混練、フラッシング処理
上記フラッシング混練物 70部
ラウリルメタアクリレート/メチルメタアクリルレート/メタクリル酸/グリシジルメタアクリレート(80/10/5/5)共重合体のアイソパーH20%溶液
100部
アイソパーH 250部
荷電制御剤 5部
をボールミルに入れて24時間分散後、さらにアイソパーHを250部加え、1時間分散し、これを濃縮トナーとした。
この濃縮トナー100gとアイソパーH1Lを混合した現像剤により図2の装置で電子写真捺染を行った。
実施例1の蛍光赤色染料(ソルベントレッド63 純度50%品)を純度90%に精製して用いた以外は、実施例1と同一にして濃縮トナーを作成した。
この濃縮トナー100gとアイソパーH1Lを混合した現像剤により図2の装置で電子写真捺染を行った。
実施例3の分散媒をアイソパーHからシリコーンオイル(KF−96 2cst)に変えた以外は全て実施例2と同様にして濃縮トナーを作成した。
この濃縮トナー100gとシリコーンオイル(KF−96 2cst)を混合した現像剤により図2の装置で電子写真捺染を行った。
蛍光赤色染料(ベイシックレッド1 純度90%) 40部
ポリオレフィン樹脂(エチレン・メタクリル酸共重合樹脂)(ニュクレル)
(三井・デュポン) 5部
水溶性樹脂 カブセン(水溶性ポリエステル)(ナガセケムテックス) 95部
を混練粉砕
上記混練粉砕物 90部
ラウリルメタアクリレート/メチルメタアクリルレート/メタクリル酸/グリシジルメタアクリレート(80/10/5/5)共重合体のアイソパーH20%溶液
120部
アイソパーH 200部
荷電制御剤(ナフテン酸ジルコニウム) 2部
をボールミルに入れて24時間分散後、さらにアイソパーHを350部加え、1時間分散し、これを濃縮トナーとした。
この濃縮トナー100gとアイソパーMを混合した現像剤により図2の装置で電子写真捺染を行った。
蛍光オレンジ色顔料(シンロイヒFZ2001レッドオレンジ 純度80%)
40部
ポリオレフィン樹脂(エチレン・メタクリル酸共重合樹脂アイオノマー)
(ハイミラン)(三井・デュポン) 95部
水溶性樹脂 カブセン(水溶性ポリエステル)(ナガセケムテックス) 5部
を混練粉砕
上記混練粉砕物 90部
ラウリルメタアクリレート/メチルメタアクリルレート/メタクリル酸/グリシジルメタアクリレート(80/10/5/5)共重合体のアイソパーH20%溶液
120部
アイソパーH 200部
荷電制御剤(ナフテン酸ジルコニウム) 2部
をボールミルに入れて24時間分散後、さらにアイソパーHを350部加え、1時間分散し、これを濃縮トナーとした。
実施例1〜6、参考例1の捺染布をスチーミング、ソーピングなどそれぞれの繊維に適切な後処理を行った。その結果は次表1のとおりであった。
また、チャージ転写(転写圧0.1Kg/cm2以下)の図1の装置、中間転写体を取り付けた図3の装置で実施例3のトナーを用いて捺染を行った実施例7、8、更に2次転写前にアイソパーHを0.3mg/cm2以上吹きかけた実施例9を同様に評価した。
蛍光黄色染料(アシッドイエロー7純度80%) 50部
ポリオレフィン樹脂(エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂)(エバフレックス)
(三井・デュポン) 20部
水溶性樹脂 ハリディブ(水溶性アルキド樹脂)(ハリマ化成) 80部
ニトロフミン酸 3部
をニーダ混練、
上記ニーダー混練物 70部
ラウリルメタアクリレート/メチルメタアクリルレート/メタクリル酸/グリシジルメタアクリレート(80/10/5/5)共重合体のアイソパーH20%溶液
100部
アイソパーH 250部
荷電制御剤 5部
をボールミルに入れて24時間分散後、さらにアイソパーHを250部加え、1時間分散し、これを濃縮トナーとした。
この濃縮トナー100gとアイソパーH1Lを混合した現像剤により図2の装置で電子写真捺染を行った。
実施例1の染料をディスパースレッド60 純度50%にした以外は実施例1と同様にして捺染を行った。
*地汚れは地汚れ段階見本布による 5:最良、1:最悪
*風合は風合段階見本布による
5:布のみと同程度の柔らかさ、4:柔らかい、3:中程度、2:やや硬い、1:硬い
*平均粒径は島津製作所SA−CP3による
*解像性は、段階見本による 5:最良、1:最悪
*転写率はテープ剥離法による濃度から算出
(純度の高い染料を用いての規定量の水溶性樹脂をブレンドした樹脂によりフラッシング処理し、脂肪族炭化水素溶媒で分散した液体トナーが最も品質的に良好)
非水溶性樹脂と水溶性樹脂との比率は9/1〜1/9、望ましくは5/5〜2/8が好ましい。
Claims (12)
- 体積抵抗109Ω・cm以上高抵抗低誘電率の担体液中に、着色剤を分散させたトナー粒子を電子写真方式により、捺染布に直接捺染する電子写真捺染方法に用いる液体捺染トナーであって、前記担体液中に、樹脂、荷電制御剤、及び着色剤として蛍光色素を含有し、前記樹脂の少なくとも一部がアルカリ可溶性樹脂又は水溶性樹脂であり、前記蛍光色素がソルベントレッド63、ソルベントオレンジ5、アシッドイエロー7、ベイシックレッド1のいずれかを含有することを特徴とする電子写真液体捺染トナー。
- 前記蛍光色素が蛍光染料であり、その純度が80〜100%であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真液体捺染トナー。
- 前記担体液が、沸点100〜350℃の脂肪族飽和炭化水素であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真液体捺染トナー。
- 前記アルカリ可溶性樹脂又は水溶性樹脂は、その酸価が0〜2000mg/KOHであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電子写真液体捺染トナー。
- 前記樹脂は、非水溶性樹脂と水溶性樹脂とを含み、その比率が9/1〜1/9であることを特徴とする1乃至4のいずれかに記載の電子写真液体捺染トナー。
- 前記蛍光染料がフミン酸、フミン酸塩又はフミン酸誘導体の存在下に水溶性樹脂を用いて混練又はフラッシング処理されたものであることを特徴とする請求項2乃至5の何れかに記載の電子写真液体捺染トナー。
- 前記液体捺染トナー中のトナー粒子の平均粒径が0.1〜5μmであることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の電子写真液体捺染トナー。
- 請求項1乃至7の何れかに記載の電子写真トナーを用いて静電潜像を感光体上に現像後、転写ローラで圧力をかけ、形成された画像を被捺染材に転写することを特徴とする電子写真捺染方法。
- 感光体上の静電潜像を現像し、中間転写体にトナー像を1次転写後、画像を被捺染材に2次転写することを特徴とする請求項8に記載の電子写真捺染方法。
- 2次転写前に中間転写体に溶媒を吹きかける工程を含むことを特徴とする請求項9に記載の電子写真捺染方法。
- 感光体上の静電潜像を現像する際に現像ローラが用いられ、前記担体液が溶剤であり、感光体の線速に対してトナーで現像するための該現像ローラの線速が1.2倍〜6倍で、過剰溶剤を除去するスクイズローラが用いられ、その線速が感光体の線速の1.2〜4倍であることを特徴とする請求項9又は10に記載の電子写真捺染方法。
- 前記感光体がタンデム型に配置され、ベルト上に貼りつけた布に画像を転写しフルカラー捺染することを特徴とする請求項8乃至11の何れかに記載の電子写真捺染方法。
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