JP7830864B2 - Pressure-responsive particles, cartridges, printing apparatus, printing method, printed material, printing sheet, and printing sheet manufacturing method. - Google Patents
Pressure-responsive particles, cartridges, printing apparatus, printing method, printed material, printing sheet, and printing sheet manufacturing method.Info
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Description
本発明は、圧力応答性粒子、カートリッジ、印刷物の製造装置、印刷物の製造方法、印刷物、印刷物製造用シート、及び印刷物製造用シートの製造方法に関する。 This invention relates to pressure-responsive particles, cartridges, a printing apparatus, a method for manufacturing printed materials, printed materials, a sheet for manufacturing printed materials, and a method for manufacturing a sheet for manufacturing printed materials.
特許文献1には、水性溶媒中に2種類のアクリル系ポリマーを含む水分散型粘着剤組成物が記載されている。 Patent Document 1 describes a water-dispersible adhesive composition containing two types of acrylic polymers in an aqueous solvent.
特許文献2には、式「20℃≦T(1MPa)-T(10MPa)」(T(1MPa)は印加圧力1MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を表し、T(10MPa)は印加圧力10MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を表す。)を満たす接着材料が記載されている。 Patent Document 2 describes an adhesive material that satisfies the formula "20°C ≤ T(1MPa) - T(10MPa)" (where T(1MPa) represents the temperature at which the viscosity becomes 10⁴ Pa·s at an applied pressure of 1 MPa, and T(10MPa) represents the temperature at which the viscosity becomes 10⁴ Pa·s at an applied pressure of 10 MPa).
特許文献3には、スチレン樹脂及び当該スチレン樹脂よりもガラス転移温度が30℃以上低い(メタ)アクリル酸エステル樹脂を含み、スチレン樹脂を含む海部及び(メタ)アクリル酸エステル樹脂を含む島部で構成された海島構造を有し、島部の長径が200nm以上500nm以下であるコア部と、コア部を被覆しガラス転移温度が50℃以上の樹脂を含むシェル層と、を有する圧力定着トナーが記載されている。 Patent Document 3 describes a pressure-fixing toner comprising a core portion having a sea-island structure composed of a sea portion containing styrene resin and an island portion containing (meth)acrylic acid ester resin, the island portion having a major axis of 200 nm to 500 nm, and a shell layer covering the core portion and containing a resin with a glass transition temperature of 50°C or higher.
特許文献4には、モノマー原料(A)の重合物であるアクリル系ポリマー(A)と、モノマー原料(B)の重合物であるアクリル系ポリマー(B)とを含み、アクリル系ポリマー(B)のガラス転移温度は0℃以上であり、アクリル系ポリマー(B)の重量平均分子量は0.3×104より大きく5×104以下であり、アクリル系ポリマー(A)の重量平均分子量は40×104以上であり、アクリル系ポリマー(B)のガラス転移温度とアクリル系ポリマー(A)のガラス転移温度との差は70℃以上であり、モノマー原料(B)はカルボキシル基含有モノマーを3重量%以上20重量%以下の割合で含む、水分散型粘着剤組成物が記載されている。 Patent Document 4 describes a water-dispersible adhesive composition comprising an acrylic polymer (A) which is a polymer of monomer raw material (A) and an acrylic polymer (B) which is a polymer of monomer raw material (B), wherein the glass transition temperature of acrylic polymer (B) is 0°C or higher, the weight-average molecular weight of acrylic polymer (B) is greater than 0.3 × 10⁴ and 5 × 10⁴ or less, the weight-average molecular weight of acrylic polymer (A) is 40 × 10⁴ or higher, the difference between the glass transition temperature of acrylic polymer (B) and the glass transition temperature of acrylic polymer (A) is 70°C or higher, and the monomer raw material (B) contains carboxyl group-containing monomers in a proportion of 3% by weight or more and 20% by weight or less.
特許文献5には、接着層がアクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合物を含有する圧着葉書用紙が記載されている。 Patent Document 5 describes a pressure-sensitive postcard paper in which the adhesive layer contains an acrylic acid/alkyl methacrylate copolymer.
特許文献6には、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、並びに、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、を含有する圧力応答性母粒子と、平均一次粒子径が50nm以上300nm以下であるシリカ粒子と、を有し、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、圧力応答性粒子が記載されている。 Patent Document 6 describes pressure-responsive particles comprising a styrene-based resin containing styrene and other vinyl monomers as polymerization components, and a (meth)acrylic acid ester-based resin containing at least two types of (meth)acrylic acid esters as polymerization components, wherein the mass ratio of (meth)acrylic acid esters to the total polymerization components is 90% by mass or more; and silica particles having an average primary particle diameter of 50 nm to 300 nm, having at least two glass transition temperatures, and the difference between the lowest and highest glass transition temperatures being 30°C or more.
特許文献7には、少なくとも結着樹脂、離型剤及び帯電制御剤が添加された静電荷像現像用トナーであって、トナー粒子の円形度が0.93~0.98であり、2.0μm以下である超微粉の個数存在割合が10%以下であって、少なくとも2種類の外添剤が添加され、外添剤のうち少なくとも1つはその1次粒子径が40nm以上500nm以下である静電荷像現像用トナーが記載されている。 Patent Document 7 describes a toner for developing electrostatic images, to which at least a binder resin, a release agent, and a charge control agent are added, wherein the toner particles have a circularity of 0.93 to 0.98, the number proportion of ultrafine particles 2.0 μm or less is 10% or less, and at least two types of external additives are added, with at least one of the external additives having a primary particle diameter of 40 nm to 500 nm.
特許文献8には、 結着樹脂を含有するトナー粒子及び無機微粒子を有するトナーであって、トナー粒子の平均円形度が0.980以下であり、トナー粒子上に存在する80nm以上且つ一次粒子の形状係数SF-2が116以下の無機微粒子を無機微粒子群としたとき、無機微粒子群の含有量がトナー粒子100質量部に対して0.5質量部以上30.0質量部以下であり、トナー粒子上の無機微粒子群の体積基準での粒度分布において小粒子側からの累積値が16体積%となる粒径をD16とし、累積値が50体積%となる粒径をD50とし、累積値が84体積%となる粒径をD84としたとき、D50が130nm以上700nm以下であり、D84/D16で表わされる粒度分布指標が1.70以上5.00以下であるトナーが記載されている。 Patent Document 8 describes a toner containing a binder resin, comprising toner particles and inorganic fine particles, wherein the average circularity of the toner particles is 0.980 or less, and when inorganic fine particles present on the toner particles that are 80 nm or larger and have a primary particle shape coefficient SF-2 of 116 or less are defined as the inorganic fine particle group, the content of the inorganic fine particle group is 0.5 parts by mass or more and 30.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of toner particles, and when the particle size at which the cumulative value from the smallest particle side in the volume-based particle size distribution of the inorganic fine particle group on the toner particles is defined as D16, the particle size at which the cumulative value is 50 volume%, and the particle size at which the cumulative value is 84 volume%, D50 is 130 nm or more and 700 nm or less, and the particle size distribution index expressed as D84/D16 is 1.70 or more and 5.00 or less.
本開示は、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有する圧力応答性母粒子とシリカ粒子とを含む圧力応答性粒子であって、ストレスを付与する前後のシリカ粒子による表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比Cs2/Cs1が0.4未満又は0.8超である圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子を提供することを課題とする。 This disclosure aims to provide pressure-responsive particles comprising pressure-responsive mother particles containing a styrene-based resin and a (meth)acrylic acid ester-based resin, and silica particles, which exhibit superior adhesion to the surfaces of recording media in a peelable manner compared to pressure-responsive particles where the ratio of surface coverage Cs1 to surface coverage Cs2 by silica particles before and after stress application (Cs2/Cs1) is less than 0.4 or greater than 0.8.
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。 The following embodiments are included as specific means for solving the aforementioned problem.
<1> 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、を含有する圧力応答性母粒子と、
シリカ粒子と、を含み、
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℃以上であり、
ストレスを付与する前のシリカ粒子による表面被覆率Cs1と、下記の第一のストレスを付与した後のシリカ粒子による表面被覆率Cs2との比が0.4≦Cs2/Cs1≦0.8の関係を満足する、圧力応答性粒子。
第一のストレス:温度20℃且つ相対湿度50%下、圧力応答性粒子10gと樹脂被覆フェライト粒子90gとを容積0.5Lの容器回転式V型混合機に入れ、回転速度40回転/分にて20分間運転する。
<2> 前記表面被覆率Cs1と前記表面被覆率Cs2との比が0.5≦Cs2/Cs1≦0.7の関係を満足する、<1>に記載の圧力応答性粒子。
<3> 前記表面被覆率Cs1が40%以上80%以下であり、且つ、前記表面被覆率Cs2が35%以上60%以下である、<1>又は<2>に記載の圧力応答性粒子。
<4> 記表面被覆率Cs1が50%以上80%以下であり、且つ、前記表面被覆率Cs2が35%以上50%以下である、<3>に記載の圧力応答性粒子。
<5> 前記圧力応答性母粒子の平均円形度が0.955以上0.975以下である、<1>~<4>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<6> 前記圧力応答性母粒子の平均円形度が0.955以上0.970以下である、<5>に記載の圧力応答性粒子。
<7> 前記表面被覆率Cs2と、下記の第二のストレスを付与した後のシリカ粒子による表面被覆率Cs3との比が0.4≦Cs2/Cs3≦0.9の関係を満足する、<1>~<6>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
第二のストレス:温度20℃且つ相対湿度50%下、圧力応答性粒子10gを容積0.5Lの容器回転式V型混合機に入れ、回転速度40回転/分にて20分間運転する。
<8> 前記表面被覆率Cs2と前記表面被覆率Cs3との比が0.4≦Cs2/Cs3≦0.8の関係を満足する、<7>に記載の圧力応答性粒子。
<9> 前記表面被覆率Cs3が40%以上60%以下である、<7>又は<8>に記載の圧力応答性粒子。
<10> 前記圧力応答性粒子の表層におけるAl元素濃度が0.1atomic%以上1.5atomic%以下である、<1>~<9>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<11> 前記圧力応答性粒子の表層におけるAl元素濃度が0.3atomic%以上0.9atomic%以下である、<10>に記載の圧力応答性粒子。
<12> 前記シリカ粒子の粒度分布が粒径100nm以下の範囲と粒径100nm超の範囲とにそれぞれピークを有する、<1>~<11>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<13> 前記シリカ粒子の粒度分布から求めた粒径100nm以下のシリカ粒子の質量Ms1と、前記シリカ粒子の粒度分布から求めた粒径100nm超のシリカ粒子の質量Ms2との比が0.5≦Ms2/Ms1≦1.3の関係を満足する、<1>~<12>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<14> 前記圧力応答性母粒子が、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>~<13>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<15> 前記島相の平均径が200nm以上500nm以下である、<14>に記載の圧力応答性粒子。
<16> 前記圧力応答性母粒子が、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>~<15>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子。
<17> 前記シェル層が前記スチレン系樹脂を含有する、<16>に記載の圧力応答性粒子。
<1> A pressure-responsive mother particle containing a styrene-based resin containing styrene and other vinyl monomers as polymerization components, and a (meth)acrylic acid ester-based resin containing at least two types of (meth)acrylic acid esters as polymerization components, wherein the mass ratio of (meth)acrylic acid esters to the total polymerization components is 90% by mass or more,
Contains silica particles,
It has at least two glass transition temperatures, and the difference between the lowest and highest glass transition temperatures is 30°C or more.
A pressure-responsive particle in which the ratio of the surface coverage rate Cs1 of silica particles before stress is applied to the surface coverage rate Cs2 of silica particles after the application of the first stress described below satisfies the relationship 0.4 ≤ Cs2/Cs1 ≤ 0.8.
First stress test: Under a temperature of 20°C and a relative humidity of 50%, 10 g of pressure-responsive particles and 90 g of resin-coated ferrite particles are placed in a 0.5 L rotary V-type mixer and operated at a rotation speed of 40 revolutions per minute for 20 minutes.
<2> The pressure-responsive particle according to <1>, wherein the ratio of the surface coverage Cs1 to the surface coverage Cs2 satisfies the relationship 0.5 ≤ Cs2/Cs1 ≤ 0.7.
<3> The pressure-responsive particle according to <1> or <2>, wherein the surface coverage Cs1 is 40% or more and 80% or less, and the surface coverage Cs2 is 35% or more and 60% or less.
<4> The pressure-responsive particle according to <3>, wherein the surface coverage Cs1 is 50% or more and 80% or less, and the surface coverage Cs2 is 35% or more and 50% or less.
<5> The pressure-responsive particle according to any one of <1> to <4>, wherein the average circularity of the pressure-responsive matrix particle is 0.955 or more and 0.975 or less.
<6> The pressure-responsive particle according to <5>, wherein the average circularity of the pressure-responsive matrix particle is 0.955 or more and 0.970 or less.
<7> A pressure-responsive particle according to any one of <1> to <6>, wherein the ratio of the surface coverage rate Cs2 to the surface coverage rate Cs3 of silica particles after the second stress described below is 0.4 ≤ Cs2/Cs3 ≤ 0.9.
Second stress test: Under a temperature of 20°C and a relative humidity of 50%, 10 g of pressure-responsive particles are placed in a 0.5 L rotary V-type mixer and operated at a rotation speed of 40 revolutions per minute for 20 minutes.
<8> The pressure-responsive particle according to <7>, wherein the ratio of the surface coverage Cs2 to the surface coverage Cs3 satisfies the relationship 0.4 ≤ Cs2/Cs3 ≤ 0.8.
<9> The pressure-responsive particle according to <7> or <8>, wherein the surface coverage Cs3 is 40% or more and 60% or less.
<10> The pressure-responsive particle according to any one of <1> to <9>, wherein the concentration of Al element on the surface of the pressure-responsive particle is 0.1 atomic% or more and 1.5 atomic% or less.
<11> The pressure-responsive particle according to <10>, wherein the concentration of Al element on the surface of the pressure-responsive particle is 0.3 atomic% or more and 0.9 atomic% or less.
<12> The pressure-responsive particle according to any one of <1> to <11>, wherein the particle size distribution of the silica particles has peaks in the range of particle size 100 nm or less and in the range of particle size greater than 100 nm.
<13> A pressure-responsive particle according to any one of <1> to <12>, wherein the ratio of the mass Ms1 of silica particles with a particle size of 100 nm or less, determined from the particle size distribution of the silica particles, to the mass Ms2 of silica particles with a particle size greater than 100 nm, determined from the particle size distribution of the silica particles, satisfies the relationship 0.5 ≤ Ms2/Ms1 ≤ 1.3.
<14> The pressure-responsive particle according to any one of <1> to <13>, wherein the pressure-responsive mother particle comprises a sea phase containing the styrene resin and an island phase containing the (meth)acrylic acid ester resin dispersed in the sea phase.
<15> The pressure-responsive particle according to <14>, wherein the average diameter of the island phase is 200 nm or more and 500 nm or less.
<16> The pressure-responsive particle according to any one of <1> to <15>, wherein the pressure-responsive mother particle has a core portion containing the styrene resin and the (meth)acrylic acid ester resin and a shell layer covering the core portion.
<17> The pressure-responsive particle according to <16>, wherein the shell layer contains the styrene resin.
<18> <1>~<17>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子を収容し、印刷物の製造装置に着脱されるカートリッジ。
<19> <1>~<17>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子を収容し、前記圧力応答性粒子を記録媒体上に配置する配置手段と、
前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着手段と、
を含む印刷物の製造装置。
<20> 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む、<19>に記載の印刷物の製造装置。
<21> <1>~<17>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子を用いて、前記圧力応答性粒子を記録媒体上に配置する配置工程と、
前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着工程と、
を含む印刷物の製造方法。
<22> 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、<21>に記載の印刷物の製造方法。
<23> 折り重なった記録媒体が、対向する面において、<1>~<17>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子によって接着されてなる印刷物。
<24> 重なった複数の記録媒体が、対向する面において、<1>~<17>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子によって接着されてなる印刷物。
<25> <1>~<17>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子が用いられ、
基材と、前記基材上に配置された前記圧力応答性粒子と、を有する印刷物製造用シート。
<26> <1>~<17>のいずれか1項に記載の圧力応答性粒子を用いて、前記圧力応答性粒子を基材上に配置する配置工程を含む、
印刷物製造用シートの製造方法。
<18> A cartridge containing pressure-responsive particles as described in any one of items <1> to <17>, which is attached to and detached from a printing apparatus.
<19> Arrangement means for accommodating pressure-responsive particles described in any one of <1> to <17> and arranging the pressure-responsive particles on a recording medium,
A crimping means for folding and crimping the recording medium, or for crimping the recording medium and another recording medium on top of each other,
A manufacturing apparatus for printed materials, including those containing printed materials.
<20> The apparatus for manufacturing printed matter according to <19>, further comprising a means for forming a colored image on a recording medium using a colorant.
<21> Arrangement step of arranging pressure-responsive particles on a recording medium using pressure-responsive particles described in any one of <1> to <17>,
A crimping step of folding and crimping the recording medium, or crimping the recording medium and another recording medium together,
A method for manufacturing printed materials that include [the specified material].
<22> The method for manufacturing a printed material according to <21>, further comprising a color image forming step of forming a color image on a recording medium using a colorant.
<23> A printed material in which overlapping recording media are bonded together on opposing surfaces by pressure-responsive particles described in any one of <1> to <17>.
<24> A printed material in which multiple overlapping recording media are bonded together on opposing surfaces by pressure-responsive particles described in any one of <1> to <17>.
<25> Pressure-responsive particles described in any one of items <1> to <17> are used.
A sheet for manufacturing printed materials, comprising a base material and pressure-responsive particles disposed on the base material.
<26> A placement step of placing pressure-responsive particles on a substrate using pressure-responsive particles described in any one of <1> to <17>,
A method for manufacturing sheets for printed materials.
<1>、<12>又は<13>に係る発明によれば、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有する圧力応答性母粒子とシリカ粒子とを含む圧力応答性粒子であって、ストレスを付与する前後のシリカ粒子による表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比Cs2/Cs1が0.4未満又は0.8超である圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<2>に係る発明によれば、比Cs2/Cs1が0.5未満又は0.7超である圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<3>に係る発明によれば、表面被覆率Cs2が60%超である圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<4>に係る発明によれば、表面被覆率Cs2が50%超である圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<5>に係る発明によれば、圧力応答性母粒子の平均円形度が0.955未満又は0.975超である圧力応答性粒子に比べて、接着性及び保管性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<6>に係る発明によれば、圧力応答性母粒子の平均円形度が0.955未満又は0.970超である圧力応答性粒子に比べて、接着性及び保管性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<7>に係る発明によれば、比Cs2/Cs3が0.4未満又は0.9超である圧力応答性粒子に比べて、接着性及び保管性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<8>に係る発明によれば、比Cs2/Cs3が0.4未満又は0.8超である圧力応答性粒子に比べて、接着性及び保管性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<9>に係る発明によれば、表面被覆率Cs3が40%未満又は60%超である圧力応答性粒子に比べて、接着性及び保管性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<10>に係る発明によれば、圧力応答性粒子の表層におけるAl元素濃度が0.1atomic%未満である圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<11>に係る発明によれば、圧力応答性粒子の表層におけるAl元素濃度が0.3atomic%未満である圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<14>に係る発明によれば、前記海島構造を有しない場合に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<15>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、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<16>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、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
<17>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、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子が提供される。
According to the inventions of <1>, <12>, or <13>, pressure-responsive particles are provided that include pressure-responsive mother particles containing a styrene resin and a (meth)acrylic acid ester resin and silica particles, wherein the ratio Cs2/Cs1 of the surface coverage rate Cs1 by silica particles before and after stress application is less than 0.4 or greater than 0.8, and which exhibit superior adhesion to the surfaces of recording media in a peelable manner.
According to the invention described in <2>, pressure-responsive particles are provided that have superior adhesion to the surfaces of recording media in a peelable manner, compared to pressure-responsive particles having a ratio of Cs2/Cs1 of less than 0.5 or greater than 0.7.
According to the invention described in <3>, pressure-responsive particles are provided that have superior adhesion to the surfaces of recording media in a peelable manner, compared to pressure-responsive particles with a surface coverage ratio Cs2 of more than 60%.
According to the invention described in <4>, pressure-responsive particles are provided that have superior adhesion to the surfaces of recording media in a peelable manner, compared to pressure-responsive particles having a surface coverage ratio Cs2 of more than 50%.
According to the invention described in <5>, pressure-responsive particles are provided that have superior adhesion and storage properties compared to pressure-responsive particles in which the average circularity of the pressure-responsive mother particles is less than 0.955 or greater than 0.975.
According to the invention described in <6>, pressure-responsive particles are provided that have superior adhesion and storage properties compared to pressure-responsive particles in which the average circularity of the pressure-responsive mother particles is less than 0.955 or greater than 0.970.
According to the invention described in <7>, pressure-responsive particles are provided that have superior adhesion and storage properties compared to pressure-responsive particles having a Cs2/Cs3 ratio of less than 0.4 or greater than 0.9.
According to the invention described in <8>, pressure-responsive particles are provided that have superior adhesion and storage properties compared to pressure-responsive particles having a Cs2/Cs3 ratio of less than 0.4 or greater than 0.8.
According to the invention described in <9>, pressure-responsive particles are provided that have superior adhesion and storage properties compared to pressure-responsive particles having a surface coverage ratio Cs3 of less than 40% or more than 60%.
According to the invention of <10>, pressure-responsive particles are provided that have superior adhesion to the surfaces of recording media, allowing them to be peeled and bonded together, compared to pressure-responsive particles in which the Al element concentration on the surface layer of the pressure-responsive particles is less than 0.1 atomic%.
According to the invention described in <11>, pressure-responsive particles are provided that have superior adhesion to the surfaces of recording media, allowing them to be peeled and bonded together, compared to pressure-responsive particles in which the Al element concentration on the surface layer of the pressure-responsive particles is less than 0.3 atomic%.
According to the invention of <14>, pressure-responsive particles with superior adhesive properties that allow the surfaces of a recording medium to be peelably bonded together are provided, compared to the case where the sea-island structure is not present.
According to the invention described in <15>, pressure-responsive particles with superior adhesion that allow the surfaces of a recording medium to be peelably bonded together are provided, compared to the case where the average diameter of the island phase is greater than 500 nm.
According to the invention described in <16>, pressure-responsive particles with excellent adhesive properties that allow the surfaces of a recording medium to be peelably bonded together are provided, compared to a core-shell structure in which the core portion contains only a styrene-based resin or only a (meth)acrylic acid ester-based resin.
According to the invention of <17>, pressure-responsive particles with excellent adhesive properties that allow the surfaces of the recording medium to adhere to each other in a peelable manner are provided, compared to the case in which the shell layer does not contain a styrene-based resin but contains a resin other than that.
<18>に係る発明によれば、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有する圧力応答性母粒子とシリカ粒子とを含む圧力応答性粒子であって、ストレスを付与する前後のシリカ粒子による表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比Cs2/Cs1が0.4未満又は0.8超である圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子を収容したカートリッジが提供される。
<19>又は<20>に係る発明によれば、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有する圧力応答性母粒子とシリカ粒子とを含む圧力応答性粒子であって、ストレスを付与する前後のシリカ粒子による表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比Cs2/Cs1が0.4未満又は0.8超である圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子を適用した印刷物の製造装置が提供される。
<21>又は<22>に係る発明によれば、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有する圧力応答性母粒子とシリカ粒子とを含む圧力応答性粒子であって、ストレスを付与する前後のシリカ粒子による表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比Cs2/Cs1が0.4未満又は0.8超である圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子を適用した印刷物の製造方法が提供される。
<23>又は<24>に係る発明によれば、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有する圧力応答性母粒子とシリカ粒子とを含む圧力応答性粒子であって、ストレスを付与する前後のシリカ粒子による表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比Cs2/Cs1が0.4未満又は0.8超である圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子を適用した印刷物が提供される。
<25>に係る発明によれば、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有する圧力応答性母粒子とシリカ粒子とを含む圧力応答性粒子であって、ストレスを付与する前後のシリカ粒子による表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比Cs2/Cs1が0.4未満又は0.8超である圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子を適用した印刷物製造用シートが提供される。
<26>に係る発明によれば、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有する圧力応答性母粒子とシリカ粒子とを含む圧力応答性粒子であって、ストレスを付与する前後のシリカ粒子による表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比Cs2/Cs1が0.4未満又は0.8超である圧力応答性粒子に比べて、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性に優れる圧力応答性粒子を適用した印刷物製造用シートの製造方法が提供される。
According to the invention of <18>, a cartridge is provided containing pressure-responsive particles comprising pressure-responsive mother particles containing a styrene resin and a (meth)acrylic acid ester resin and silica particles, wherein the ratio Cs2/Cs1 of the surface coverage rate Cs1 by silica particles before and after stress application is less than 0.4 or greater than 0.8, and the pressure-responsive particles have superior adhesion to the surfaces of a recording medium in a peelable manner.
According to the invention of <19> or <20>, a printing apparatus is provided that applies pressure-responsive particles comprising pressure-responsive mother particles containing a styrene resin and a (meth)acrylic acid ester resin and silica particles, wherein the ratio Cs2/Cs1 of the surface coverage rate Cs1 by silica particles before and after stress application is less than 0.4 or greater than 0.8, and which have superior adhesion to the surfaces of a recording medium so that they can be peeled apart.
According to the invention of <21> or <22>, a method for manufacturing printed materials is provided that applies pressure-responsive particles comprising pressure-responsive mother particles containing a styrene resin and a (meth)acrylic acid ester resin and silica particles, wherein the ratio Cs2/Cs1 of the surface coverage rate Cs1 by silica particles before and after stress application is less than 0.4 or greater than 0.8, and which have superior adhesion to the surfaces of a recording medium so as to be peelable.
According to the invention of <23> or <24>, a printed material is provided to which pressure-responsive particles are applied that have superior adhesion to the surfaces of a recording medium in a peelable manner, compared to pressure-responsive particles that include pressure-responsive mother particles containing a styrene resin and a (meth)acrylic acid ester resin and silica particles, wherein the ratio Cs2/Cs1 of the surface coverage rate Cs1 by silica particles before and after stress application to the surface coverage rate Cs2 is less than 0.4 or greater than 0.8.
According to the invention of <25>, a sheet for manufacturing printed materials is provided that uses pressure-responsive particles comprising pressure-responsive mother particles containing a styrene resin and a (meth)acrylic acid ester resin and silica particles, wherein the ratio Cs2/Cs1 of the surface coverage rate Cs1 by silica particles before and after stress application is less than 0.4 or greater than 0.8, and the pressure-responsive particles have superior adhesion to the surfaces of a recording medium so that they can be peeled apart.
According to the invention of <26>, a method for manufacturing a sheet for printing is provided, which uses pressure-responsive particles comprising pressure-responsive mother particles containing a styrene resin and a (meth)acrylic acid ester resin and silica particles, wherein the ratio Cs2/Cs1 of the surface coverage rate Cs1 by silica particles before and after stress application is less than 0.4 or greater than 0.8, and which have superior adhesion to the surfaces of a recording medium so that they can be peeled together.
以下に、本開示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。 The embodiments of this disclosure are described below. These descriptions and embodiments are illustrative and do not limit the scope of the embodiments.
本開示において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。 In this disclosure, numerical ranges indicated using "~" represent a range that includes the numbers before and after "~" as the minimum and maximum values, respectively.
本開示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、本開示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。 In numerical ranges described in stages within this disclosure, the upper or lower limit of one numerical range may be replaced with the upper or lower limit of another numerical range described in stages. Furthermore, in numerical ranges described within this disclosure, the upper or lower limit of that range may be replaced with the values shown in the examples.
本開示において「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でき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。 In this disclosure, the term "process" includes not only independent processes but also processes that cannot be clearly distinguished from other processes, provided that their intended purpose is achieved.
本開示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。 When embodiments are described in this disclosure with reference to the drawings, the configuration of such embodiments is not limited to that shown in the drawings. Furthermore, the sizes of the components in each figure are conceptual, and the relative relationships between the components are not limited thereto.
本開示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。本開示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。 In this disclosure, each component may contain multiple types of the corresponding substance. When referring to the amount of each component in a composition in this disclosure, if multiple types of the substance corresponding to each component are present in the composition, unless otherwise specified, it refers to the total amount of those multiple types of substances present in the composition.
本開示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。 In this disclosure, each component may contain multiple types of particles. If multiple types of particles corresponding to each component are present in the composition, the particle size of each component refers to the value for a mixture of such multiple types of particles present in the composition, unless otherwise specified.
本開示において「(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。 In this disclosure, the term "(meth)acrylic" means that either "acrylic" or "methacrylic" is acceptable.
本開示において、記録媒体を折り重ね対向する面どうしを接着して形成した印刷物、又は、2以上の記録媒体を重ね対向する面どうしを接着して形成した印刷物を、「圧着印刷物」という。 In this disclosure, a printed material formed by folding recording media and bonding opposing surfaces together, or a printed material formed by stacking two or more recording media and bonding opposing surfaces together, is referred to as a "pressure-bonded printed material."
<圧力応答性粒子>
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、
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、を含有する圧力応答性母粒子と、
シリカ粒子と、を含み、
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。
<Pressure-responsive particles>
The pressure-responsive particles according to this embodiment are
A pressure-responsive mother particle containing a styrene-based resin containing styrene and other vinyl monomers as polymerization components, and a (meth)acrylic acid ester-based resin containing at least two types of (meth)acrylic acid esters as polymerization components, wherein the mass ratio of (meth)acrylic acid esters to the total polymerization components is 90% by mass or more,
Contains silica particles,
It has at least two glass transition temperatures, and the difference between the lowest and highest glass transition temperatures is 30°C or more.
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、圧力によって軟化し、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する圧力応答性粒子である。 The pressure-responsive particles according to this embodiment are pressure-responsive particles that soften under pressure and adhere to the surfaces of recording media in a peelable manner.
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、「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」との熱的特性を示すことにより、圧力によって相転移する。本開示において、圧力によって相転移する圧力応答性粒子とは、下記の式1を満たす圧力応答性粒子を意味する。 The pressure-responsive particles according to this embodiment undergo a phase transition in response to pressure by exhibiting the thermal characteristic of having "at least two glass transition temperatures, with a difference of 30°C or more between the lowest and highest glass transition temperatures." In this disclosure, a pressure-responsive particle that undergoes a phase transition in response to pressure refers to a pressure-responsive particle that satisfies the following equation 1.
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。
Formula 1...10℃≦T1-T2
In Equation 1, T1 is the temperature at which the viscosity is 10,000 Pa·s at a pressure of 1 MPa, and T2 is the temperature at which the viscosity is 10,000 Pa·s at a pressure of 10 MPa. The methods for determining temperatures T1 and T2 will be described later.
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、「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、を含むことにより、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる。その機序として、次のことが推測される。 The pressure-responsive particles according to this embodiment contain a "styrene-based resin containing styrene and other vinyl monomers as polymerization components" and a "(meth)acrylic acid ester-based resin containing at least two types of (meth)acrylic acid esters as polymerization components, wherein the mass ratio of (meth)acrylic acid esters to the total polymerization components is 90% by mass or more." This allows for easy phase transition under pressure and excellent adhesion. The following mechanism is presumed to be responsible:
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、両樹脂は圧力応答性母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、圧力応答性母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、圧力応答性母粒子中の両樹脂は、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、本実施形態に係る圧力応答性粒子は、(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圧力応答性粒子に比べて、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、接着性に優れると推測される。したがって、本実施形態に係る圧力応答性粒子は、(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圧力応答性粒子に比べて、接着性に優れると推測される。
Generally, styrene resins and (meth)acrylic acid ester resins have low compatibility with each other, so it is thought that both resins are contained in a phase-separated state within the pressure-responsive mother particles. Furthermore, when the pressure-responsive mother particles are pressurized, the (meth)acrylic acid ester resin, which has a relatively low glass transition temperature, is thought to flow first, and this flow then spreads to the styrene resin, causing both resins to flow. In addition, it is thought that after the two resins in the pressure-responsive mother particles flow under pressure, they solidify as the pressure decreases to form a resin layer, and due to their low compatibility, they form a phase-separated state again.
A (meth)acrylic acid ester resin containing at least two types of (meth)acrylic acid esters as polymerization components is presumed to have a lower degree of molecular alignment in the solid state compared to a (meth)acrylic acid ester homopolymer, because at least two types of ester groups are bonded to the main chain, and therefore is more easily fluidized by pressure. Furthermore, if the mass ratio of (meth)acrylic acid esters to the total polymerization component is 90% by mass or more, at least two types of ester groups will be present at a high density, so the degree of molecular alignment in the solid state will be even lower, and therefore it is presumed to be even more easily fluidized by pressure. Accordingly, it is presumed that the pressure-responsive particles according to this embodiment are more easily fluidized by pressure, that is, more easily undergo a phase transition by pressure, compared to pressure-responsive particles in which the (meth)acrylic acid ester resin is a (meth)acrylic acid ester homopolymer.
Furthermore, a (meth)acrylic acid ester resin containing at least two types of (meth)acrylic acid esters as polymer components, in which the mass ratio of (meth)acrylic acid esters to the total polymer components is 90% by mass or more, is presumed to have a low degree of molecular alignment even when solidified again, resulting in minimal phase separation with the styrene resin. The smaller the phase separation between the styrene resin and the (meth)acrylic acid ester resin, the more uniform the state of the adhesive surface to the adherend becomes, and the superior the adhesive properties are presumed to be. Therefore, the pressure-responsive particles according to this embodiment are presumed to have superior adhesive properties compared to pressure-responsive particles in which the (meth)acrylic acid ester resin is a homopolymer of (meth)acrylic acid esters.
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、圧力応答性母粒子とシリカ粒子とを含み、ストレス(第一のストレス及び第二のストレス)を付与する前のシリカ粒子による表面被覆率Cs1と、第一のストレスを付与した後のシリカ粒子による表面被覆率Cs2との比が0.4≦Cs2/Cs1≦0.8の関係を満足する。
第一のストレス:温度20℃且つ相対湿度50%下、圧力応答性粒子10gと樹脂被覆フェライト粒子90gとを容積0.5Lの容器回転式V型混合機に入れ、回転速度40回転/分にて20分間運転する。
The pressure-responsive particles according to this embodiment include pressure-responsive mother particles and silica particles, and the ratio of the surface coverage rate Cs1 by the silica particles before applying stress (first stress and second stress) to the surface coverage rate Cs2 by the silica particles after applying the first stress satisfies the relationship 0.4 ≤ Cs2/Cs1 ≤ 0.8.
First stress test: Under a temperature of 20°C and a relative humidity of 50%, 10 g of pressure-responsive particles and 90 g of resin-coated ferrite particles are placed in a 0.5 L rotary V-type mixer and operated at a rotation speed of 40 revolutions per minute for 20 minutes.
圧力応答性粒子の保管性の観点から、圧力応答性粒子の表面の一部はシリカ粒子によって被覆されていることを要する。しかし、圧力応答性粒子が圧力によって軟化し記録媒体の面どうしを接着する際においては、シリカ粒子が接着性を減弱させる傾向がある。圧力応答性粒子の保管性と接着性の両方を優れたものとするには、シリカ粒子の表面被覆率が、保管の際には相対的に高めであり、接着の際には相対的に低めであることが望まれる。
ところで、圧力応答性粒子を記録媒体に付与する方式は限定されないが、たいていの方式は付与装置の内部及び出口において圧力応答性粒子に機械的ストレスを与える。本発明者は、付与装置おける機械的ストレスに着目し、圧力応答性粒子に所定のストレスがかかる前後でシリカ粒子の表面被覆率を適切な範囲で変動させることに想到した。
表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比Cs2/Cs1が0.8超であると、圧力応答性粒子の表面に留まったまま記録媒体に付与されるシリカ粒子が比較的多く、記録媒体を接着する接着性が充分に得られないことがある。
表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比Cs2/Cs1が0.4未満であると、付与装置の内部又は出口において圧力応答性粒子から脱落するシリカ粒子が比較的多く、圧力応答性粒子が凝集して記録媒体に付与される結果、圧力応答性粒子の付与が不均一になり、記録媒体を接着する接着性が充分に得られないことがある。
したがって、表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比Cs2/Cs1は、0.4≦Cs2/Cs1≦0.8であり、0.5≦Cs2/Cs1≦0.7であることが好ましい。
From the standpoint of storage suitability for pressure-responsive particles, it is necessary that a portion of the surface of the pressure-responsive particles be coated with silica particles. However, when pressure-responsive particles soften under pressure and adhere to the surfaces of recording media, the silica particles tend to weaken the adhesive properties. To achieve excellent storage and adhesive properties for pressure-responsive particles, it is desirable that the surface coating rate of silica particles be relatively high during storage and relatively low during adhesion.
Incidentally, while there are no limitations on the method of imparting pressure-responsive particles to a recording medium, most methods apply mechanical stress to the pressure-responsive particles inside and at the outlet of the imparting device. The inventor focused on the mechanical stress in the imparting device and conceived of varying the surface coverage of the silica particles within an appropriate range before and after a predetermined stress is applied to the pressure-responsive particles.
If the ratio of surface coverage Cs1 to surface coverage Cs2, Cs2/Cs1, is greater than 0.8, a relatively large amount of silica particles remain on the surface of the pressure-responsive particles and are attached to the recording medium, which may result in insufficient adhesion to the recording medium.
If the ratio of surface coverage rate Cs1 to surface coverage rate Cs2, Cs2/Cs1, is less than 0.4, a relatively large amount of silica particles may detach from the pressure-responsive particles inside or at the outlet of the application device. As a result, the pressure-responsive particles aggregate and are applied to the recording medium, leading to uneven application of the pressure-responsive particles and potentially insufficient adhesion to the recording medium.
Therefore, the ratio of surface coverage Cs1 to surface coverage Cs2, Cs2/Cs1, is preferably 0.4 ≤ Cs2/Cs1 ≤ 0.8, and 0.5 ≤ Cs2/Cs1 ≤ 0.7.
表面被覆率Cs1は、圧力応答性粒子の保管性の観点から、40%以上が好ましく、45%以上がより好ましく、50%以上が更に好ましく、圧力応答性粒子が相転移しやすいゆえ接着性に優れる観点から、80%以下が好ましく、75%以下がより好ましく、70%以下が更に好ましい。 From the viewpoint of storage properties of pressure-responsive particles, the surface coverage ratio Cs1 is preferably 40% or more, more preferably 45% or more, and even more preferably 50% or more. From the viewpoint of excellent adhesion due to the ease with which pressure-responsive particles undergo phase transitions, it is preferably 80% or less, more preferably 75% or less, and even more preferably 70% or less.
表面被覆率Cs2は、付与装置の内部又は記録媒体上で圧力応答性粒子の凝集を抑制する観点から、35%以上が好ましく、40%以上がより好ましく、45%以上が更に好ましく、圧力応答性粒子が相転移しやすいゆえ接着性に優れる観点から、60%以下が好ましく、55%以下がより好ましく、50%以下が更に好ましい。 The surface coverage ratio Cs2 is preferably 35% or more, more preferably 40% or more, and even more preferably 45% or more, from the viewpoint of suppressing the aggregation of pressure-responsive particles inside the application device or on the recording medium. From the viewpoint of excellent adhesion due to the ease with which pressure-responsive particles undergo phase transitions, it is preferably 60% or less, more preferably 55% or less, and even more preferably 50% or less.
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、圧力応答性粒子の接着性と保管性の両立を図る観点から、第一のストレスを付与した後のシリカ粒子による表面被覆率Cs2と、第二のストレスを付与した後のシリカ粒子による表面被覆率Cs3との比が0.4≦Cs2/Cs3≦0.9の関係を満足することが好ましい。
表面被覆率Cs2と表面被覆率Cs3との比Cs2/Cs3が0.4以上であると、例えば、記録媒体上に圧力応答性粒子を付与した後、余剰な圧力応答性粒子を回収した際において、回収した圧力応答性粒子を搬送している間に当該粒子表面に適度な外添剤の分散状態を形成できることから、当該粒子の凝集を抑制することが可能であり、圧力応答性粒子の接着性と保管性(特に、回収した圧力応答性粒子の保管性)に優れる。
表面被覆率Cs2と表面被覆率Cs3との比Cs2/Cs3が0.9以下であると、回収した圧力応答性粒子表面の外添状態の維持が可能であり、圧力応答性粒子の接着性と保管性(特に、回収した圧力応答性粒子の保管性)に優れる。Cs2/Cs3が0.9よりも大きくなると、回収した圧力応答性粒子間で凝集が発生することがあり、圧力応答性粒子を使用する印刷物の製造装置内部における圧力応答性粒子の固着及びそれに起因する印刷物の製造装置の汚れを誘発することがあり、好ましくない。
上記の観点から、表面被覆率Cs2と表面被覆率Cs3との比Cs2/Cs3は、0.4≦Cs2/Cs3≦0.9が好ましく、0.4≦Cs2/Cs3≦0.8がより好ましい。
In this embodiment, from the viewpoint of achieving both adhesion and storage properties of the pressure-responsive particles, it is preferable that the ratio of the surface coverage rate Cs2 of the silica particles after applying a first stress to the surface coverage rate Cs3 of the silica particles after applying a second stress satisfies the relationship 0.4 ≤ Cs2/Cs3 ≤ 0.9.
When the ratio of surface coverage Cs2 to surface coverage Cs3, Cs2/Cs3, is 0.4 or higher, for example, when pressure-responsive particles are applied to a recording medium and then excess pressure-responsive particles are recovered, an appropriate dispersion of the external additive can be formed on the particle surface while the recovered pressure-responsive particles are being transported. This suppresses the aggregation of the particles, resulting in excellent adhesion and storage properties of the pressure-responsive particles (especially the storage properties of the recovered pressure-responsive particles).
When the ratio of surface coverage Cs2 to surface coverage Cs3, Cs2/Cs3, is 0.9 or less, the external coating state of the recovered pressure-responsive particle surface can be maintained, resulting in excellent adhesion and storage properties of the pressure-responsive particles (especially the storage properties of the recovered pressure-responsive particles). When Cs2/Cs3 is greater than 0.9, aggregation may occur among the recovered pressure-responsive particles, which can lead to the adhesion of pressure-responsive particles inside the printing equipment using the pressure-responsive particles and the resulting contamination of the printing equipment, which is undesirable.
From the above viewpoint, the ratio of surface coverage Cs2 to surface coverage Cs3, Cs2/Cs3, is preferably 0.4 ≤ Cs2/Cs3 ≤ 0.9, and more preferably 0.4 ≤ Cs2/Cs3 ≤ 0.8.
表面被覆率Cs3は、圧力応答性粒子の接着性と保管性(特に、回収した圧力応答性粒子の保管性)に優れる観点から、40%以上が好ましく、45%以上がより好ましく、60%以下が好ましく、55%以下がより好ましい。 From the viewpoint of excellent adhesion and storage properties of pressure-responsive particles (especially storage properties of recovered pressure-responsive particles), the surface coverage ratio Cs3 is preferably 40% or more, more preferably 45% or more, preferably 60% or less, and more preferably 55% or less.
圧力応答性粒子に対する第一のストレス及び第二のストレスの付与は、下記のとおり行う。 The application of the first and second stresses to the pressure-responsive particles shall be carried out as follows:
-第一のストレス-
樹脂被覆フェライト粒子を用意する。被覆樹脂はポリメチルメタクリレートである。樹脂被覆フェライト粒子の比重は4.6g/cm3である。樹脂被覆フェライト粒子の体積平均粒径は25μm以上50μm以下である。
温度20℃且つ相対湿度50%下に圧力応答性粒子及び樹脂被覆フェライト粒子を24時間以上置いて調温調湿を行った後、容積0.5Lの容器回転式V型混合機に、圧力応答性粒子10gを入れ、次いで樹脂被覆フェライト粒子90gを入れる。温度20℃且つ相対湿度50%下、容器回転式V型混合機を回転速度40回転/分にて20分間運転する。
運転後、容器回転式V型混合機から粉体を取り出し、極板分離法によって圧力応答性粒子と樹脂被覆フェライト粒子とを分別し、回収した圧力応答性粒子を第一のストレス付与後の圧力応答性粒子とする。
-極板分離法-
2枚のステンレス板を間隔2mmで対向させ、ステンレス板間に直流電圧150vをかける。2枚のステンレス板の間に粉体を仕込む。圧力応答性粒子のみステンレス板に付着し、圧力応答性粒子と樹脂被覆フェライト粒子とを分離することができる。
-The first stressor-
Prepare resin-coated ferrite particles. The coating resin is polymethyl methacrylate. The specific gravity of the resin-coated ferrite particles is 4.6 g/ cm³ . The volume-average particle size of the resin-coated ferrite particles is between 25 μm and 50 μm.
After controlling the temperature and humidity by placing pressure-responsive particles and resin-coated ferrite particles at a temperature of 20°C and a relative humidity of 50% for 24 hours or more, 10 g of pressure-responsive particles are placed in a 0.5 L rotary V-type mixer, followed by 90 g of resin-coated ferrite particles. The rotary V-type mixer is then operated at a rotation speed of 40 revolutions per minute for 20 minutes at a temperature of 20°C and a relative humidity of 50%.
After operation, the powder is removed from the container-rotating V-type mixer, and the pressure-responsive particles and resin-coated ferrite particles are separated by the electrode plate separation method. The recovered pressure-responsive particles are designated as the pressure-responsive particles after the first stress application.
- Plate separation method -
Two stainless steel plates are placed opposite each other with a 2 mm gap between them, and a DC voltage of 150 V is applied between the plates. Powder is placed between the two stainless steel plates. Only pressure-responsive particles adhere to the stainless steel plates, allowing for the separation of pressure-responsive particles from resin-coated ferrite particles.
-第二のストレス-
温度20℃且つ相対湿度50%下に圧力応答性粒子を24時間以上置いて調温調湿を行った後、容積0.5Lの容器回転式V型混合機に、圧力応答性粒子10gを入れる。温度20℃且つ相対湿度50%下、容器回転式V型混合機を回転速度40回転/分にて20分間運転する。
運転後、容器回転式V型混合機から粉体を取り出し、回収した圧力応答性粒子を第二のストレス付与後の圧力応答性粒子とする。
- The second type of stress -
After controlling the temperature and humidity of the pressure-responsive particles by leaving them at 20°C and 50% relative humidity for 24 hours or more, 10 g of the pressure-responsive particles are placed in a 0.5 L rotary V-type mixer. The rotary V-type mixer is then operated at a rotation speed of 40 revolutions per minute for 20 minutes at 20°C and 50% relative humidity.
After operation, the powder is removed from the container-rotating V-type mixer, and the recovered pressure-responsive particles are designated as pressure-responsive particles after a second stress application.
圧力応答性粒子のシリカ粒子による表面被覆率は、次のとおり求める。
シリカ粒子、シリカを添加していない圧力応答性粒子、ストレス付与前の圧力応答性粒子、ストレス(第一のストレス又は第二のストレス)付与後の圧力応答性粒子をそれぞれ120mg用意し、錠剤成型器を用いてそれぞれ直径13mmの円盤に打錠し、これを測定試料とする。
X線光電子分光法により、加速電圧15kVの設定で、測定試料において元素の種類及び量を分析する。加速電圧を上記の低電圧に設定することにより、測定試料の表面を分析することになり、つまり粒子の表面を分析することになる。
シリカ粒子とシリカを添加していない圧力応答性粒子のセットから検量線を作成し、ストレス付与前の圧力応答性粒子からなる測定試料(又はストレス付与後の圧力応答性粒子からなる測定試料)のケイ素量を当てはめ、表面被覆率Cs1(又は表面被覆率Cs2、表面被覆率Cs3)を算定する。
The surface coverage ratio of pressure-responsive particles by silica particles is determined as follows:
Prepare 120 mg each of silica particles, pressure-responsive particles without silica, pressure-responsive particles before stress application, and pressure-responsive particles after stress (first or second stress). Using a tablet press, each is compressed into a 13 mm diameter disc, and these are used as the measurement samples.
X-ray photoelectron spectroscopy is used to analyze the types and quantities of elements in the sample at an acceleration voltage of 15 kV. By setting the acceleration voltage to the low voltage mentioned above, the surface of the sample is analyzed, that is, the surface of the particles is analyzed.
A calibration curve is created from sets of silica particles and pressure-responsive particles without silica added. The silicon content of the measurement sample consisting of pressure-responsive particles before stress application (or measurement sample consisting of pressure-responsive particles after stress application) is applied to this curve, and the surface coverage ratio Cs1 (or surface coverage ratio Cs2, surface coverage ratio Cs3) is calculated.
表面被覆率Cs1を先述の範囲に制御する方法としては、シリカ粒子の外添量の調節が挙げられる。
表面被覆率Cs2及び比Cs2/Cs1を先述の各範囲に制御する方法としては、例えば、粒径が比較的小さいシリカ粒子と粒径が比較的大きいシリカ粒子とを量比を調節して外添すること、圧力応答性粒子の表層に含まれる成分のイオン架橋によって圧力応答性粒子表面の硬さを調節することが挙げられる。
One method for controlling the surface coverage ratio Cs1 within the aforementioned range is to adjust the amount of silica particles added externally.
Methods for controlling the surface coverage ratio Cs2 and the ratio Cs2/Cs1 within the aforementioned ranges include, for example, adding relatively small silica particles and relatively large silica particles in an adjusted ratio, and adjusting the hardness of the pressure-responsive particle surface by ionic crosslinking of components contained in the surface layer of the pressure-responsive particles.
表面被覆率Cs3を先述の範囲に制御する方法としては、圧力応答性母粒子の円形度の調節が挙げられる。表面に適度な凹凸がある圧力応答性母粒子を用いることで、表面被覆率Cs3を先述に範囲に制御しやすい。圧力応答性母粒子の円形度は具体的には下記の範囲が好ましい。 One method for controlling the surface coverage Cs3 within the aforementioned range is to adjust the circularity of the pressure-responsive matrix particles. Using pressure-responsive matrix particles with appropriate surface irregularities makes it easier to control the surface coverage Cs3 within the aforementioned range. Specifically, the circularity of the pressure-responsive matrix particles is preferably within the following range.
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、圧力応答性粒子の接着性と保管性の両立を図る観点から、圧力応答性母粒子の平均円形度が0.955以上0.975以下であることが好ましい。
圧力応答性母粒子の平均円形度が0.955以上であると、表面の凹凸が適度に円形な粒子となり、外添剤が粒子間に存在する状態になり、圧力応答性粒子の接着性と保管性(特に、容器に入れて運送する際の高ストレスな状況での保管性)に優れる。
圧力応答性母粒子の平均円形度が0.975以下であると、表面の凹凸部分に外添剤を収納できる圧力応答性粒子となり、圧力応答性粒子の接着性と保管性(特に、容器に入れて運送する際の高ストレスな状況での保管性)に優れる。
上記の観点から、圧力応答性母粒子の平均円形度は、0.955以上0.975以下が好ましく、0.955以上0.970以下がより好ましく、0.956以上0.968以下が更に好ましい。
In this embodiment, from the viewpoint of achieving both adhesion and storability of the pressure-responsive particles, it is preferable that the average circularity of the pressure-responsive mother particles is 0.955 or more and 0.975 or less.
When the average circularity of the pressure-responsive mother particles is 0.955 or higher, the particles have a moderately rounded surface, allowing the external additive to be present between the particles, resulting in excellent adhesion and storability of the pressure-responsive particles (especially under high-stress conditions during transport in containers).
When the average circularity of the pressure-responsive mother particles is 0.975 or less, the pressure-responsive particles become capable of containing external additives in the surface irregularities, resulting in excellent adhesion and storability of the pressure-responsive particles (especially under high-stress conditions during transport in containers).
From the above viewpoint, the average circularity of the pressure-responsive mother particles is preferably 0.955 or more and 0.975 or less, more preferably 0.955 or more and 0.970 or less, and even more preferably 0.956 or more and 0.968 or less.
圧力応答性母粒子の平均円形度は、圧力応答性母粒子を凝集合一法により製造する場合、凝集した樹脂粒子を融合・合一させる工程において到達温度又は保持時間を調節することにより制御することができる。融合・合一工程において到達温度が高いほど、製造される粒子の平均円形度が高い傾向がある。融合・合一工程において到達温度の保持時間が長いほど、製造される粒子の平均円形度が高い傾向がある。 The average circularity of pressure-responsive mother particles can be controlled by adjusting the target temperature or holding time during the fusion and coalescence process when pressure-responsive mother particles are manufactured by the agglomeration and coalescence method. A higher target temperature during the fusion and coalescence process tends to result in higher average circularity of the manufactured particles. Similarly, a longer holding time at the target temperature during the fusion and coalescence process also tends to result in higher average circularity of the manufactured particles.
圧力応答性母粒子の平均円形度は、下記のとおり測定する。
アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム5質量%水溶液に圧力応答性粒子を投入し攪拌する。次いで、浴槽型の超音波分散器で超音波を印加し、外添剤を圧力応答性母粒子の表面から遊離させる。次いで、遠心分離により圧力応答性母粒子を沈降させ、外添剤が遊離し分散している上澄み液を取り除く。超音波処理から上澄み液除去までの操作を3回繰り返し、固形分(すなわち圧力応答性母粒子)を回収する。
水100mlにアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.1ml加え、ここに圧力応答性母粒子を0.1g加え、浴槽型の超音波分散器で1分間乃至3分間の分散処理を行ない、分散液を調製する。この分散液を測定試料として、フロー式粒子像分析装置(例えばシスメックス社製FPIA-3000)を用いて、4500個の粒子の投影像を解析する。各粒子の円形度={(粒子投影像と面積が同じ円の周囲長)÷(粒子投影像の周囲長)}を求め、これを算術平均し小数第4位を四捨五入して平均円形度とする。
The average circularity of pressure-responsive matrix particles is measured as follows.
Pressure-responsive particles are added to a 5% by mass aqueous solution of sodium alkylbenzenesulfonate and stirred. Next, ultrasonic waves are applied using a bath-type ultrasonic disperser to release the external additive from the surface of the pressure-responsive mother particles. Then, the pressure-responsive mother particles are settled by centrifugation, and the supernatant liquid containing the released and dispersed external additive is removed. The process from ultrasonic treatment to supernatant removal is repeated three times to recover the solid components (i.e., pressure-responsive mother particles).
Add 0.1 ml of alkylbenzene sulfonate sodium to 100 ml of water, add 0.1 g of pressure-responsive mother particles, and disperse in a bath-type ultrasonic disperser for 1 to 3 minutes to prepare a dispersion. Using this dispersion as a measurement sample, analyze the projection images of 4500 particles using a flow-type particle image analyzer (e.g., Sysmex FPIA-3000). Calculate the circularity of each particle = {(perimeter of a circle with the same area as the particle projection image) ÷ (perimeter of the particle projection image)}, take the arithmetic mean of these values, and round to the fourth decimal place to obtain the average circularity.
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、表層におけるAl元素濃度が0.1atomic%以上1.5atomic%以下であることが好ましい。粒子表層のAl元素濃度が0.1atomic%以上であると、Alのイオン架橋によって粒子表層が硬くなるゆえ保管性により優れ、また、表面被覆率Cs2及び比Cs2/Cs1を低めに制御しやすい。粒子表層のAl元素濃度が1.5atomic%以下であると、圧力によって圧力応答性粒子が相転移しやすく、その結果、記録媒体の面どうしを剥離可能に接着する接着性により優れる。これらの観点から、圧力応答性粒子の表層におけるAl元素濃度は、0.3atomic%以上0.9atomic%以下であることがより好ましく、0.4atomic%以上0.8atomic%以下が更に好ましい。 In this embodiment, the Al element concentration on the surface of the pressure-responsive particles is preferably 0.1 atomic% to 1.5 atomic%. When the Al element concentration on the particle surface is 0.1 atomic% or higher, the particle surface hardens due to Al ion crosslinking, resulting in superior storage properties and easier control of the surface coverage ratio Cs2 and Cs2/Cs1 ratio. When the Al element concentration on the particle surface is 1.5 atomic% or lower, the pressure-responsive particles undergo a phase transition more easily under pressure, resulting in superior adhesion that allows for peelable bonding between surfaces of recording media. From these viewpoints, the Al element concentration on the surface of the pressure-responsive particles is more preferably 0.3 atomic% to 0.9 atomic%, and even more preferably 0.4 atomic% to 0.8 atomic%.
圧力応答性粒子の表層のAl元素濃度は、次のとおり測定する。
錠剤成型器を用いて、圧力応答性粒子120mgを直径13mmの円盤に打錠し、これを測定試料とする。X線光電子分光法により、加速電圧15kVの設定で、測定試料において元素の種類及び量を分析する。加速電圧を上記の低電圧に設定することにより、測定試料の表層を分析することになり、つまり圧力応答性粒子の表層を分析することになる。表層とは、上記測定条件においてX線光電子分光法で検出できる範囲をいう。
圧力応答性粒子が外添剤を含む場合、圧力応答性粒子の表面から外添剤を除去した後に、錠剤成型器で測定試料を作製する。圧力応答性粒子の表面から外添剤を除去することは、水中での超音波処理(超音波ホモジナイザー「US-300T」(株)日本精機製作所社、水温40℃、振幅200μm、45分間)、固液分離及び乾燥を繰り返すことによって行う。
The Al element concentration on the surface of pressure-responsive particles is measured as follows:
Using a tablet press, 120 mg of pressure-responsive particles are compressed into a 13 mm diameter disc, which is used as the measurement sample. X-ray photoelectron spectroscopy is used to analyze the types and quantities of elements in the measurement sample with an acceleration voltage of 15 kV. By setting the acceleration voltage to the low voltage described above, the surface layer of the measurement sample is analyzed, that is, the surface layer of the pressure-responsive particles is analyzed. The surface layer refers to the range detectable by X-ray photoelectron spectroscopy under the above measurement conditions.
If the pressure-responsive particles contain an external additive, the external additive is removed from the surface of the pressure-responsive particles before preparing the measurement sample using a tablet molder. The external additive is removed from the surface of the pressure-responsive particles by repeatedly performing ultrasonic treatment in water (ultrasonic homogenizer "US-300T" manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., water temperature 40°C, amplitude 200 μm, 45 minutes), solid-liquid separation, and drying.
圧力応答性粒子の表層のAl元素濃度の制御方法としては、例えば、後述する圧力応答性母粒子の製造方法において、凝集剤の種類の選択、凝集剤の添加量の増減が挙げられる。 Methods for controlling the Al element concentration on the surface of pressure-responsive particles include, for example, selecting the type of flocculant and increasing or decreasing the amount of flocculant added in the pressure-responsive mother particle manufacturing method described later.
以下、本実施形態に係る圧力応答性粒子の成分、構造及び特性について詳細に説明する。以下の説明において、特に断らない限り、「スチレン系樹脂」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」を意味し、「(メタ)アクリル酸エステル系樹脂」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」を意味する。 The components, structure, and properties of the pressure-responsive particles according to this embodiment will be described in detail below. In the following description, unless otherwise specified, "styrene-based resin" means "styrene-based resin containing styrene and other vinyl monomers as polymerization components," and "(meth)acrylic acid ester resin" means "(meth)acrylic acid ester resin containing at least two types of (meth)acrylic acid esters as polymerization components, wherein the mass ratio of (meth)acrylic acid esters to the total polymerization components is 90% by mass or more."
[圧力応答性母粒子]
圧力応答性母粒子は、少なくとも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有する。圧力応答性母粒子は、着色剤、離型剤、その他添加剤を含有していてもよい。
[Pressure-responsive parent particles]
The pressure-responsive mother particles contain at least a styrene-based resin and a (meth)acrylic acid ester-based resin. The pressure-responsive mother particles may also contain colorants, release agents, and other additives.
圧力応答性母粒子は、接着性を維持する観点から、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多いことが好ましい。スチレン系樹脂の含有量は、スチレン系樹脂と(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。 From the viewpoint of maintaining adhesion, the pressure-responsive mother particles preferably contain more styrene resin than (meth)acrylic acid ester resin. The styrene resin content is preferably 55% to 80% by mass, more preferably 60% to 75% by mass, and even more preferably 65% to 70% by mass, relative to the total content of styrene resin and (meth)acrylic acid ester resin.
-スチレン系樹脂-
本実施形態に係る圧力応答性粒子を構成する圧力応答性母粒子は、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を含有する。
- Styrene resin -
The pressure-responsive mother particles constituting the pressure-responsive particles according to this embodiment contain a styrene-based resin that includes styrene and other vinyl monomers as polymerization components.
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圧力応答性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%以上が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性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。 The mass percentage of styrene in the total polymerization component of the styrene-based resin is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 75% by mass or more, from the viewpoint of suppressing the fluidization of pressure-responsive particles in the unpressurized state. From the viewpoint of forming pressure-responsive particles that are prone to phase transition under pressure, it is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and even more preferably 85% by mass or less.
スチレン系樹脂を構成するスチレン以外のその他のビニルモノマーとしては、例えば、スチレン以外のスチレン系モノマー、アクリル系モノマーが挙げられる。 Examples of vinyl monomers other than styrene that constitute styrene-based resins include styrene-based monomers other than styrene and acrylic monomers.
スチレン以外の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。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。 Examples of styrene monomers other than styrene include vinylnaphthalene; alkyl-substituted styrenes such as α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-n-butylstyrene, p-tert-butylstyrene, p-n-hexylstyrene, p-n-octylstyrene, p-n-nonylstyrene, p-n-decylstyrene, and p-n-dodecylstyrene; aryl-substituted styrenes such as p-phenylstyrene; alkoxy-substituted styrenes such as p-methoxystyrene; halogen-substituted styrenes such as p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, p-fluorostyrene, and 2,5-difluorostyrene; and nitro-substituted styrenes such as m-nitrostyrene, o-nitrostyrene, and p-nitrostyrene. Styrene monomers may be used individually or in combination of two or more.
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。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。 As the acrylic monomer, at least one acrylic monomer selected from the group consisting of (meth)acrylic acid and (meth)acrylic acid esters is preferred. Examples of (meth)acrylic acid esters include alkyl (meth)acrylates, carboxylated alkyl (meth)acrylates, hydroxylated alkyl (meth)acrylates, alkoxylated alkyl (meth)acrylates, and di(meth)acrylic acid esters. The acrylic monomer may be used alone or in combination of two or more.
(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。
Examples of alkyl methacrylates include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, dicyclopentanyl methacrylate, and isobornyl methacrylate.
Examples of carboxylated alkyl esters of (meth)acrylate include 2-carboxyethyl (meth)acrylate.
Examples of hydroxysubstituted alkyl esters of (meth)acrylate include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 3-hydroxybutyl (meth)acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate.
Examples of alkoxy-substituted alkyl esters of (meth)acrylate include 2-methoxyethyl (meth)acrylate.
Examples of di(meth)acrylic acid esters include ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, butanediol di(meth)acrylate, pentanediol di(meth)acrylate, hexanediol di(meth)acrylate, nonanediol di(meth)acrylate, and decanediol di(meth)acrylate.
(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。 Examples of (meth)acrylic acid esters include 2-(diethylamino)ethyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, and methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate.
スチレン系樹脂を構成す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ほかに、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、ブタジエン等のオレフィン;も挙げられる。 Other vinyl monomers that constitute styrene-based resins include, in addition to styrene-based and acrylic-based monomers, (meth)acrylonitrile; vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, and vinyl isopropenyl ketone; and olefins such as isoprene, butene, and butadiene.
スチレン系樹脂は、圧力によって相転移しやすい圧力応答性粒子を形成する観点から、重合成分として(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-エチルヘキシルの少なくとも一方を含むことが特に好ましい。スチレン系樹脂と(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圧力応答性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。 From the viewpoint of forming pressure-responsive particles that readily undergo phase transitions under pressure, styrene-based resins preferably contain (meth)acrylic acid esters as polymerization components, more preferably (meth)acrylic acid alkyl esters, even more preferably (meth)acrylic acid alkyl esters with 2 to 10 carbon atoms in the alkyl group, even more preferably (meth)acrylic acid alkyl esters with 4 to 8 carbon atoms in the alkyl group, and particularly preferably contain at least one of n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate. From the viewpoint of forming pressure-responsive particles that readily undergo phase transitions under pressure, it is preferable for styrene-based resins and (meth)acrylic acid ester resins to contain the same type of (meth)acrylic acid ester as polymerization components.
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圧力応答性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圧力応答性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。 The mass percentage of (meth)acrylic acid ester in the total polymerization components of the styrene-based resin is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 25% by mass or less, from the viewpoint of suppressing the fluidization of pressure-responsive particles in the unpressurized state. From the viewpoint of forming pressure-responsive particles that are prone to phase transition under pressure, it is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more. Here, alkyl (meth)acrylic acid esters are preferred, alkyl (meth)acrylic acid esters with 2 to 10 carbon atoms in the alkyl group are more preferred, and alkyl (meth)acrylic acid esters with 4 to 8 carbon atoms in the alkyl group are even more preferred.
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圧力応答性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圧力応答性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。 The styrene-based resin is particularly preferably composed of at least one of n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate as polymerization components. The total amount of n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate in the total polymerization components of the styrene-based resin is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 25% by mass or less, from the viewpoint of suppressing the fluidization of pressure-responsive particles in the unpressurized state. From the viewpoint of forming pressure-responsive particles that are prone to phase transition under pressure, it is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more.
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圧力応答性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圧力応答性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。 The weight-average molecular weight of the styrene-based resin is preferably 3000 or more, more preferably 4000 or more, and even more preferably 5000 or more, from the viewpoint of suppressing the fluidization of pressure-responsive particles in the unpressurized state. From the viewpoint of forming pressure-responsive particles that are prone to phase transitions under pressure, it is preferably 60000 or less, more preferably 55000 or less, and even more preferably 50000 or less.
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。 In this disclosure, the weight-average molecular weight of the resin is measured by gel permeation chromatography (GPC). The GPC measurement is performed using a Tosoh HLC-8120GPC as the GPC instrument, a Tosoh TSKgel SuperHM-M (15 cm) as the column, and tetrahydrofuran as the solvent. The weight-average molecular weight of the resin is calculated using a molecular weight calibration curve prepared with monodisperse polystyrene standard samples.
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圧力応答性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圧力応答性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。 The glass transition temperature of the styrene-based resin is preferably 30°C or higher, more preferably 40°C or higher, and even more preferably 50°C or higher, from the viewpoint of suppressing the fluidization of pressure-responsive particles in the unpressurized state. From the viewpoint of forming pressure-responsive particles that are easily subjected to phase transition by pressure, it is preferably 110°C or lower, more preferably 100°C or lower, and even more preferably 90°C or lower.
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。 In this disclosure, the glass transition temperature of the resin is determined from the differential scanning calorimetry (DSC) curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC). More specifically, it is determined according to the "extracorporeal glass transition onset temperature" described in JIS K7121:1987 "Method for Measuring the Transition Temperature of Plastics".
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できる。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。 The glass transition temperature of a resin can be controlled by the type and polymerization ratio of the polymerization components. The glass transition temperature tends to be lower when the density of flexible units such as methylene groups, ethylene groups, and oxyethylene groups in the main chain is high, and higher when the density of rigid units such as aromatic rings and cyclohexane rings in the main chain is high. Furthermore, the glass transition temperature tends to be lower when the density of aliphatic groups in the side chains is high.
本実施形態において圧力応答性母粒子全体に占めるスチレン系樹脂の質量割合は、加圧されていない状態で圧力応答性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圧力応答性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。 In this embodiment, the mass percentage of styrene-based resin in the total pressure-responsive mother particles is preferably 55% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and even more preferably 65% by mass or more, from the viewpoint of suppressing the fluidization of pressure-responsive particles in the unpressurized state. From the viewpoint of forming pressure-responsive particles that are prone to phase transition under pressure, it is preferably 80% by mass or less, more preferably 75% by mass or less, and even more preferably 70% by mass or less.
-(メタ)アクリル酸エステル系樹脂-
本実施形態に係る圧力応答性粒子を構成する圧力応答性母粒子は、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。
- (meth)acrylic acid ester resin -
The pressure-responsive mother particles constituting the pressure-responsive particles according to this embodiment contain a (meth)acrylic acid ester resin in which at least two types of (meth)acrylic acid esters are included as polymerization components, and the mass ratio of (meth)acrylic acid esters to the total polymerization components is 90% by mass or more.
(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。 The mass percentage of (meth)acrylic acid ester in the total polymerization components of the (meth)acrylic acid ester resin is 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, even more preferably 98% by mass or more, and even more preferably 100% by mass.
(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。 Examples of (meth)acrylic acid esters include alkyl (meth)acrylates, carboxylated alkyl (meth)acrylates, hydroxylated alkyl (meth)acrylates, alkoxylated alkyl (meth)acrylates, and di(meth)acrylic acid esters.
(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。
Examples of alkyl methacrylates include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, dicyclopentanyl methacrylate, and isobornyl methacrylate.
Examples of carboxylated alkyl esters of (meth)acrylate include 2-carboxyethyl (meth)acrylate.
Examples of hydroxysubstituted alkyl esters of (meth)acrylate include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 3-hydroxybutyl (meth)acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate.
Examples of alkoxy-substituted alkyl esters of (meth)acrylate include 2-methoxyethyl (meth)acrylate.
Examples of di(meth)acrylic acid esters include ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, butanediol di(meth)acrylate, pentanediol di(meth)acrylate, hexanediol di(meth)acrylate, nonanediol di(meth)acrylate, and decanediol di(meth)acrylate.
(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。 Examples of (meth)acrylic acid esters include 2-(diethylamino)ethyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, and methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate.
(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。 (Meth)acrylic acid esters may be used individually or in combination of two or more types.
(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接着性に優れる圧力応答性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。スチレン系樹脂と(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圧力応答性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。 As the (meth)acrylic acid ester, from the viewpoint of forming pressure-responsive particles that readily undergo phase transition under pressure and exhibit excellent adhesion, alkyl (meth)acrylic acid esters are preferred, more preferably (meth)acrylic acid alkyl esters with 2 to 10 carbon atoms in the alkyl group, even more preferably (meth)acrylic acid alkyl esters with 4 to 8 carbon atoms in the alkyl group, and particularly preferred are n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate. From the viewpoint of forming pressure-responsive particles that readily undergo phase transition under pressure, it is preferable that the styrene-based resin and the (meth)acrylic acid ester-based resin contain the same type of (meth)acrylic acid ester as a polymerization component.
(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接着性に優れる圧力応答性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。 The mass percentage of alkyl (meth)acrylate in the total polymerization components of the (meth)acrylic acid ester resin is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, even more preferably 98% by mass or more, and even more preferably 100% by mass, from the viewpoint of forming pressure-responsive particles that readily undergo phase transition under pressure and have excellent adhesive properties. Here, alkyl (meth)acrylate has two to ten carbon atoms in the alkyl group, and alkyl (meth)acrylate has four to eight carbon atoms in the alkyl group, which is more preferable.
(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接着性に優れる圧力応答性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。 Of the at least two (meth)acrylic acid esters included as polymerization components in the (meth)acrylic acid ester resin, the mass ratio of the two most abundant esters is preferably 80:20 to 20:80, more preferably 70:30 to 30:70, and even more preferably 60:40 to 40:60, from the viewpoint of forming pressure-responsive particles that readily undergo phase transitions under pressure and exhibit excellent adhesion.
(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。 In a (meth)acrylic acid ester resin, it is preferable that the two (meth)acrylic acid esters present in the largest mass proportions among at least two (meth)acrylic acid esters included as polymerization components are alkyl (meth)acrylic acid esters. Here, alkyl (meth)acrylic acid esters with 2 to 10 carbon atoms in the alkyl group are preferred, and alkyl (meth)acrylic acid esters with 4 to 8 carbon atoms in the alkyl group are more preferred.
(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接着性に優れる圧力応答性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。 When at least two types of (meth)acrylic acid esters are included as polymerization components in a (meth)acrylic acid ester resin, and the two types with the highest mass proportions are alkyl (meth)acrylic acid esters, the difference in the number of carbon atoms between the alkyl groups of these two alkyl (meth)acrylic acid esters is preferably 1 to 4, more preferably 2 to 4, and even more preferably 3 or 4, from the viewpoint of forming pressure-responsive particles that are easily transferred by pressure and have excellent adhesive properties.
(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接着性に優れる圧力応答性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。 From the viewpoint of forming pressure-responsive particles that readily undergo phase transition under pressure and exhibit excellent adhesion, (meth)acrylic acid ester resins preferably contain n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate as polymerization components. It is particularly preferable that, among the at least two (meth)acrylic acid esters included as polymerization components in the (meth)acrylic acid ester resin, the two with the highest mass proportions are n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate. The total amount of n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate in the total polymerization components of the (meth)acrylic acid ester resin is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, even more preferably 98% by mass or more, and even more preferably 100% by mass.
(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、ブタジエン等のオレフィン;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。 (Meth)acrylic acid ester resins may contain vinyl monomers other than (meth)acrylic acid esters as polymerization components. Examples of vinyl monomers other than (meth)acrylic acid esters include (meth)acrylic acid; styrene; styrene monomers other than styrene; (meth)acrylonitrile; vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, and vinyl isopropenyl ketone; and olefins such as isoprene, butene, and butadiene. These vinyl monomers may be used individually or in combination of two or more.
(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。 When a (meth)acrylic acid ester resin contains a vinyl monomer other than (meth)acrylic acid ester as a polymerization component, at least one of acrylic acid and methacrylic acid is preferred as the vinyl monomer other than (meth)acrylic acid ester, with acrylic acid being more preferred.
(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圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、5万以上が好ましく、10万以上がより好ましく、12万以上が更に好ましく、15万以上が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性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。 The weight-average molecular weight of the (meth)acrylic acid ester resin is preferably 50,000 or more, more preferably 100,000 or more, even more preferably 120,000 or more, and even more preferably 150,000 or more, from the viewpoint of suppressing the fluidization of pressure-responsive particles in the unpressurized state. From the viewpoint of forming pressure-responsive particles that are prone to phase transition under pressure, it is preferably 250,000 or less, more preferably 220,000 or less, and even more preferably 200,000 or less.
(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圧力応答性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圧力応答性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。 The glass transition temperature of (meth)acrylic acid ester resins is preferably 10°C or lower, more preferably 0°C or lower, and even more preferably -10°C or lower, from the viewpoint of forming pressure-responsive particles that readily undergo phase transition under pressure. From the viewpoint of suppressing the fluidization of pressure-responsive particles in the unpressurized state, it is preferably -90°C or higher, more preferably -80°C or higher, and even more preferably -70°C or higher.
本実施形態において圧力応答性母粒子全体に占める(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圧力応答性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圧力応答性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。 In this embodiment, the mass percentage of the (meth)acrylic acid ester resin in the total pressure-responsive mother particles is preferably 20% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, and even more preferably 30% by mass or more, from the viewpoint of forming pressure-responsive particles that readily undergo phase transitions under pressure. From the viewpoint of suppressing the fluidization of pressure-responsive particles in the unpressurized state, it is preferably 45% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 35% by mass or less.
本実施形態において圧力応答性母粒子に含まれるスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の合計量は、圧力応答性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。 In this embodiment, the total amount of styrene-based resin and (meth)acrylic acid ester-based resin contained in the pressure-responsive mother particles is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 100% by mass, relative to the total amount of pressure-responsive mother particles.
-その他の樹脂-
圧力応答性母粒子は、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。
- Other resins -
The pressure-responsive mother particles may contain, for example, polystyrene; non-vinyl resins such as epoxy resin, polyester resin, polyurethane resin, polyamide resin, cellulose resin, polyether resin, and modified rosin. These resins may be used individually or in combination of two or more.
-各種の添加剤-
圧力応答性母粒子は、必要に応じて、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)、帯電制御剤などを含有していてもよい。
- Various additives -
The pressure-responsive mother particles may, if necessary, contain colorants (e.g., pigments, dyes), release agents (e.g., hydrocarbon waxes; natural waxes such as carnauba wax, rice wax, and candelilla wax; synthetic or mineral/petroleum waxes such as montan wax; ester waxes such as fatty acid esters and montanic acid esters), and charge control agents.
本実施形態に係る圧力応答性粒子を透明な圧力応答性粒子とする場合は、圧力応答性母粒子中の着色剤量は圧力応答性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、圧力応答性粒子の透明性を高める観点からは少ないほど好ましい。 When the pressure-responsive particles according to this embodiment are transparent, the amount of colorant in the pressure-responsive mother particles is preferably 1.0% by mass or less relative to the total amount of pressure-responsive mother particles, and from the viewpoint of increasing the transparency of the pressure-responsive particles, the less colorant, the better.
-圧力応答性母粒子の構造-
圧力応答性母粒子には、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とが相分離した状態で混在して含まれていることが好ましい。この場合、スチレン系樹脂が相対的に連続した状態で含まれており、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が相対的に不連続な状態で含まれていることが好ましい。この場合、スチレン系樹脂を含む連続相が「海相」であり、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む分散相が「島相」である。本実施形態において、連続相である海相と分散相である島相とを有する構造を海島構造という。
- Structure of pressure-responsive parent particles -
In the pressure-responsive mother particles, it is preferable that styrene resin and (meth)acrylic acid ester resin are mixed in a phase-separated state. In this case, it is preferable that the styrene resin is contained in a relatively continuous state and the (meth)acrylic acid ester resin is contained in a relatively discontinuous state. In this case, the continuous phase containing the styrene resin is the "sea phase," and the dispersed phase containing the (meth)acrylic acid ester resin is the "island phase." In this embodiment, a structure having a continuous sea phase and a dispersed island phase is called a sea-island structure.
圧力応答性母粒子の内部構造は海島構造であることが好ましく、海島構造としては、スチレン系樹脂を含む海相と、当該海相に分散した(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。海相に含まれるスチレン系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。島相に含まれる(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。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。 The internal structure of the pressure-responsive mother particles is preferably a sea-island structure. Preferably, this sea-island structure comprises a sea phase containing a styrene-based resin and island phases containing (meth)acrylic acid ester resin dispersed within the sea phase. The specific form of the styrene-based resin contained in the sea phase is as described above. The specific form of the (meth)acrylic acid ester resin contained in the island phase is as described above. Island phases without (meth)acrylic acid ester resin may also be dispersed in the sea phase.
圧力応答性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、圧力によって圧力応答性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、圧力応答性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。 When the pressure-responsive parent particles have a sea-island structure, the average diameter of the island phase is preferably between 200 nm and 500 nm. A minimum average island phase diameter of 500 nm facilitates phase transitions in the pressure-responsive parent particles, while a minimum average island phase diameter of 200 nm provides superior mechanical strength (e.g., resistance to deformation when agitated in a developing chamber). From these perspectives, a minimum average island phase diameter of 220 nm to 450 nm is more preferable, and 250 nm to 400 nm is even more preferable.
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、後述する圧力応答性母粒子の製造方法において、スチレン系樹脂の量に対する(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。 Methods for controlling the average diameter of the island phase in a sea-island structure within the above range include, for example, increasing or decreasing the amount of (meth)acrylic acid ester resin relative to the amount of styrene resin in the pressure-responsive mother particle manufacturing method described later, and increasing or decreasing the time spent maintaining a high temperature in the process of fusing and coalescing aggregated resin particles.
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。
圧力応答性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。
The confirmation of the sea-island structure and the measurement of the average diameter of the island formation will be carried out by the following method.
Pressure-responsive particles are embedded in epoxy resin, sections are prepared using a diamond knife or similar tool, and the prepared sections are stained with osmium tetroxide or ruthenium tetroxide in a desiccator. The stained sections are observed using a scanning electron microscope (SEM). The sea phase and island phase of a sea-island structure are distinguished by the degree of staining of the resin with osmium tetroxide or ruthenium tetroxide, and this is used to confirm the presence or absence of a sea-island structure. 100 island phases are randomly selected from the SEM images, the major axis of each island phase is measured, and the average of the major axes of the 100 is taken as the average diameter.
圧力応答性母粒子は、単層構造の圧力応答性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・シェル構造の圧力応答性母粒子であってもよい。加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、圧力応答性母粒子はコア・シェル構造であることが好ましい。 The pressure-responsive mother particle may be a single-layer structure or a core-shell structure having a core and a shell layer covering the core. From the viewpoint of suppressing the fluidization of the pressure-responsive particle in the unpressurized state, a core-shell structure is preferable for the pressure-responsive mother particle.
圧力応答性母粒子がコア・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有することが好ましい。さらに、加圧されていない状態で圧力応答性粒子が流動化することを抑制する観点から、シェル層がスチレン系樹脂を含有することが好ましい。スチレン系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。 When pressure-responsive parent particles have a core-shell structure, it is preferable that the core portion contains a styrene-based resin and a (meth)acrylic acid ester resin, from the viewpoint of easily undergoing a phase transition under pressure. Furthermore, from the viewpoint of suppressing the fluidization of pressure-responsive particles in the unpressurized state, it is preferable that the shell layer contains a styrene-based resin. The specific form of the styrene-based resin is as described above. The specific form of the (meth)acrylic acid ester resin is as described above.
圧力応答性母粒子がコア・シェル構造を有する場合、コア部がスチレン系樹脂を含む海相と、海相に分散した(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、先述の範囲であることが好ましい。さらに、コア部が上記構成であることに加えて、シェル層が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、圧力によって圧力応答性母粒子が相転移しやすい。コア部の海相及びシェル層に含まれるスチレン系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。コア部の島相に含まれる(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。 When the pressure-responsive mother particles have a core-shell structure, it is preferable that the core portion has a sea phase containing a styrene-based resin and an island phase containing a (meth)acrylic acid ester resin dispersed in the sea phase. The average diameter of the island phase is preferably within the range described above. Furthermore, in addition to the above configuration of the core portion, it is preferable that the shell layer also contains a styrene-based resin. In this case, the sea phase and shell layer of the core portion have a continuous structure, making the pressure-responsive mother particles more susceptible to phase transitions under pressure. The specific forms of the styrene-based resin contained in the sea phase and shell layer of the core portion are as described above. The specific forms of the (meth)acrylic acid ester resin contained in the island phase of the core portion are as described above.
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。 Examples of resins that can be included in the shell layer include polystyrene; epoxy resin, polyester resin, polyurethane resin, polyamide resin, cellulose resin, polyether resin, modified rosin, and other non-vinyl resins. These resins may be used individually or in combination of two or more.
シェル層の平均厚は、圧力応答性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、圧力によって圧力応答性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。 The average thickness of the shell layer is preferably 120 nm or more, more preferably 130 nm or more, and even more preferably 140 nm or more, from the viewpoint of suppressing deformation of pressure-responsive parent particles. From the viewpoint of the pressure-responsive parent particles being more susceptible to phase transitions, it is preferably 550 nm or less, more preferably 500 nm or less, and even more preferably 400 nm or less.
シェル層の平均厚は、次の方法により測定する。
圧力応答性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個の圧力応答性母粒子断面を無作為に選択し、圧力応答性母粒子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、圧力応答性母粒子10個の平均値を平均厚とする。
The average thickness of the shell layer is measured by the following method.
Pressure-responsive particles are embedded in epoxy resin, sections are prepared using a diamond knife or similar tool, and the prepared sections are stained with osmium tetroxide or ruthenium tetroxide in a desiccator. The stained sections are observed using a scanning electron microscope (SEM). Ten cross-sections of pressure-responsive parent particles are randomly selected from the SEM images, and the thickness of the shell layer is measured at 20 locations for each pressure-responsive parent particle. The average value is calculated, and the average value of the 10 pressure-responsive parent particles is taken as the average thickness.
圧力応答性母粒子の体積平均粒径(D50v)は、圧力応答性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以上が更に好ましく、圧力によって圧力応答性母粒子全体が相転移しやすい観点から、12μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましく、9μm以下が更に好ましい。 The volume-average particle size (D50v) of the pressure-responsive mother particles is preferably 4 μm or larger, more preferably 5 μm or larger, and even more preferably 6 μm or larger, from the viewpoint of ease of handling the pressure-responsive mother particles. From the viewpoint of the overall phase transition of the pressure-responsive mother particles being easily affected by pressure, it is preferably 12 μm or smaller, more preferably 10 μm or smaller, and even more preferably 9 μm or smaller.
圧力応答性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に圧力応答性母粒子を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。 The volume-average particle size (D50v) of pressure-responsive mother particles is measured using a Coulter Multisizer II (Beckman Coulter) and an aperture with a diameter of 100 μm. 0.5 mg to 50 mg of pressure-responsive mother particles are added to 2 mL of a 5% by mass aqueous solution of sodium alkylbenzenesulfonate and dispersed. Then, 100 mL to 150 mL of electrolyte (ISOTON-II, Beckman Coulter) is added, and the mixture is dispersed for 1 minute using an ultrasonic disperser. The resulting dispersion is used as the sample. The particle sizes of 50,000 particles with a diameter of 2 μm to 60 μm in the sample are measured. The volume-average particle size (D50v) is defined as the particle size that accounts for 50% of the cumulative volume-based particle size distribution calculated from the smallest diameter side.
[シリカ粒子]
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、外添剤としてシリカ粒子を含む。シリカ粒子としては、例えば、フュームドシリカ粒子、ゾルゲルシリカ粒子、これらの混合物が挙げられる。
フュームドシリカ粒子の製造方法は公知である。ゾルゲルシリカ粒子を製造するゾルゲル法は公知である。ゾルゲル法は、例えば、テトラアルコキシシランと水とアルコールとを混合した混合液にアンモニア水を滴下しシリカゾル懸濁液を調製すること、シリカゾル懸濁液から湿潤シリカゲルを遠心分離すること、及び、湿潤シリカゲルを乾燥してシリカ粒子を得ることを含む。テトラアルコキシシランとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等が挙げられる。
[Silica particles]
The pressure-responsive particles according to this embodiment include silica particles as an external additive. Examples of silica particles include fumed silica particles, sol-gel silica particles, and mixtures thereof.
Methods for producing fumed silica particles are well known. Sol-gel methods for producing sol-gel silica particles are also well known. The sol-gel method includes, for example, preparing a silica sol suspension by dropping ammonia water into a mixture of tetraalkoxysilane, water, and alcohol, centrifuging wet silica gel from the silica sol suspension, and drying the wet silica gel to obtain silica particles. Examples of tetraalkoxysilanes include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetrabutoxysilane.
シリカ粒子の表面は、疎水化処理が施されていることが好ましい。疎水化処理は、例えば、疎水化処理剤にシリカ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、シリカ粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。 The surface of the silica particles is preferably subjected to a hydrophobic treatment. The hydrophobic treatment is performed, for example, by immersing the silica particles in a hydrophobic agent. The hydrophobic agent is not particularly limited, but examples include silane-based coupling agents, silicone oil, titanate-based coupling agents, and aluminum-based coupling agents. These may be used individually or in combination of two or more. The amount of the hydrophobic agent is, for example, 1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of silica particles.
表面被覆率の比Cs2/Cs1を制御する観点から、粒径が100nm以下のシリカ粒子(本開示において「小径シリカ粒子」という。)と、粒径が100nm超のシリカ粒子(本開示において「大径シリカ粒子」という。)とを併用することが好ましい。
小径シリカ粒子と大径シリカ粒子とを圧力応答性母粒子に外添した場合、小径シリカ粒子が圧力応答性母粒子表面に比較的強く付着し、大径シリカ粒子が圧力応答性母粒子表面に比較的弱く付着する傾向がある。小径シリカ粒子及び大径シリカ粒子の外添量によって、表面被覆率の比Cs2/Cs1を調整することができる。
From the viewpoint of controlling the surface coverage ratio Cs2/Cs1, it is preferable to use in combination silica particles with a particle size of 100 nm or less (referred to as "small-diameter silica particles" in this disclosure) and silica particles with a particle size greater than 100 nm (referred to as "large-diameter silica particles" in this disclosure).
When small-diameter silica particles and large-diameter silica particles are added to a pressure-responsive mother particle, the small-diameter silica particles tend to adhere relatively strongly to the surface of the pressure-responsive mother particle, while the large-diameter silica particles tend to adhere relatively weakly to the surface of the pressure-responsive mother particle. The surface coverage ratio Cs2/Cs1 can be adjusted by changing the amount of small-diameter and large-diameter silica particles added.
したがって本実施形態においては、圧力応答性粒子の外添剤であるシリカ粒子の粒度分布を分析したとき、粒径100nm以下の範囲と粒径100nm超の範囲とにそれぞれピークを有することが好ましい。
シリカ粒子の粒度分布から求めた粒径100nm以下のシリカ粒子の質量Ms1と、シリカ粒子の粒度分布から求めた粒径100nm超のシリカ粒子の質量Ms2との比は、0.5≦Ms2/Ms1≦1.3であることが好ましく、0.6≦Ms2/Ms1≦1.0であることがより好ましい。
Therefore, in this embodiment, when the particle size distribution of silica particles, which are an external additive for pressure-responsive particles, is analyzed, it is preferable that there are peaks in the range of particle size 100 nm or less and in the range of particle size greater than 100 nm.
The ratio of the mass Ms1 of silica particles with a particle size of 100 nm or less, determined from the particle size distribution of silica particles, to the mass Ms2 of silica particles with a particle size greater than 100 nm, determined from the particle size distribution of silica particles, is preferably 0.5 ≤ Ms2/Ms1 ≤ 1.3, and more preferably 0.6 ≤ Ms2/Ms1 ≤ 1.0.
シリカ粒子の粒度分布は、以下のようにして求める。
圧力応答性粒子を、エネルギー分散型X線分析装置(EMAX Evolution、株式会社堀場製作所)を取り付けた走査型電子顕微鏡(S-4800、株式会社日立ハイテクノロジーズ)を用いて観察し、倍率4万倍で画像を撮影する。この際、エネルギー分散型X線分析によって、ケイ素の存在に基づき、一視野内からシリカの一次粒子を300個以上特定する。走査型電子顕微鏡による観察は、加速電圧15kV、エミッション電流20μA、WD15mmで行い、エネルギー分散型X線分析は、同条件で検出時間60分とする。撮影した画像を画像解析装置(LUZEXIII、株式会社ニレコ)に取り込み、シリカの一次粒子の面積を求める。面積から円相当径(nm)を算出し、円相当径をシリカ粒子の粒子径とし、分布曲線を描く。
The particle size distribution of silica particles is determined as follows.
Pressure-responsive particles are observed using a scanning electron microscope (S-4800, Hitachi High-Technologies Corporation) equipped with an energy-dispersive X-ray analyzer (EMAX Evolution, Horiba, Ltd.), and images are captured at a magnification of 40,000x. During this process, energy-dispersive X-ray analysis is used to identify more than 300 primary silica particles within a single field of view, based on the presence of silicon. The scanning electron microscope observation is performed with an acceleration voltage of 15kV, emission current of 20μA, and a WD of 15mm, while energy-dispersive X-ray analysis is performed under the same conditions with a detection time of 60 minutes. The captured images are imported into an image analysis system (LUZEXIII, Nireco Corporation) to determine the area of the primary silica particles. The equivalent circle diameter (nm) is calculated from the area, and this equivalent circle diameter is used as the particle size of the silica particles to draw a distribution curve.
小径シリカ粒子の外添量は、圧力応答性母粒子100質量部に対して、1.0質量部以上2.5質量部以下が好ましく、1.2質量部以上2.2質量部以下がより好ましい。
大径シリカ粒子の外添量は、圧力応答性母粒子100質量部に対して、0.8質量部以上2.0質量部以下が好ましく、1.0質量部以上1.8質量部以下がより好ましい。
シリカ粒子の総外添量は、圧力応答性母粒子100質量部に対して、1.8質量部以上4.5質量部以下が好ましく、2.0質量部以上4.0質量部以下がより好ましい。
The amount of small-diameter silica particles added is preferably 1.0 part by mass or more and 2.5 parts by mass or less, and more preferably 1.2 parts by mass or more and 2.2 parts by mass or less, per 100 parts by mass of pressure-responsive mother particles.
The amount of large-diameter silica particles added is preferably 0.8 parts by mass or more and 2.0 parts by mass or less, and more preferably 1.0 part by mass or more and 1.8 parts by mass or less, per 100 parts by mass of pressure-responsive mother particles.
The total amount of silica particles added is preferably 1.8 parts by mass or more and 4.5 parts by mass or less, and more preferably 2.0 parts by mass or more and 4.0 parts by mass or less, per 100 parts by mass of pressure-responsive mother particles.
本実施形態に係る圧力応答性粒子に外添されているシリカ粒子全体の平均粒径は、圧力応答性粒子の接着性と保管性の両立を図る観点から、50nm以上300nm以下が好ましく、80nm以上200nm以下がより好ましく、100nm以上150nm以下が更に好ましい。
圧力応答性粒子に外添されているシリカ粒子全体の平均粒径は、先述の走査型電子顕微鏡による観察で求めた円相当径(nm)をシリカ粒子の粒子径とし、小径側から起算した個数基準の粒度分布において累積50%となる粒径である。
From the viewpoint of achieving both adhesion and storage properties of the pressure-responsive particles according to this embodiment, the average particle size of the silica particles attached to the pressure-responsive particles is preferably 50 nm to 300 nm, more preferably 80 nm to 200 nm, and even more preferably 100 nm to 150 nm.
The average particle size of the silica particles attached to the pressure-responsive particles is the particle size at which the cumulative 50% of the particle size distribution is calculated from the smallest diameter side, using the equivalent circle diameter (nm) obtained from the aforementioned scanning electron microscope observation as the particle size of the silica particles.
[その他の外添剤]
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、シリカ粒子以外の外添剤を含んでいてもよい。シリカ粒子以外の外添剤としては、例えば、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
[Other external additives]
The pressure-responsive particles according to this embodiment may contain external additives other than silica particles. Examples of external additives other than silica particles include TiO₂ , Al₂O₃ , CuO , ZnO , SnO₂ , CeO₂ , Fe₂O₃ , MgO , BaO, CaO, K₂O , Na₂O, ZrO₂ , CaO・SiO₂ , K₂O・( TiO₂ )n, Al₂O₃・2SiO₂ , CaCO₃ , MgCO₃ , BaSO₄ , MgSO₄ , and the like.
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。 The surface of the inorganic particles used as an external additive should preferably be subjected to a hydrophobic treatment. This hydrophobic treatment can be performed, for example, by immersing the inorganic particles in a hydrophobic treatment agent. The hydrophobic treatment agent is not particularly limited, but examples include silane-based coupling agents, silicone oil, titanate-based coupling agents, and aluminum-based coupling agents. These may be used individually or in combination of two or more. The amount of the hydrophobic treatment agent is, for example, 1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of inorganic particles.
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。 Examples of external additives include resin particles (such as polystyrene, polymethyl methacrylate, and melamine resin particles), and cleaning activators (for example, metal salts of higher fatty acids represented by zinc stearate, and fluorine-based high molecular weight particles).
圧力応答性粒子がシリカ粒子以外の外添剤を含む場合、シリカ粒子以外の外添剤の総外添量は、圧力応答性母粒子に対して、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。 When pressure-responsive particles contain external additives other than silica particles, the total amount of external additives other than silica particles is preferably 0.01% to 5% by mass, and more preferably 0.01% to 2.0% by mass, relative to the pressure-responsive mother particles.
[圧力応答性粒子の特性]
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、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(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。
[Characteristics of pressure-responsive particles]
The pressure-responsive particles according to this embodiment have at least two glass transition temperatures, one of which is presumed to be the glass transition temperature of the styrene-based resin, and the other presumed to be the glass transition temperature of the (meth)acrylic acid ester-based resin.
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、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、圧力応答性粒子に含まれる樹脂がスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂のみである形態;スチレン系樹脂及び(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圧力応答性粒子全体に対して5質量%以下である形態);である。 The pressure-responsive particles according to this embodiment may have three or more glass transition temperatures, but it is preferable that the number of glass transition temperatures be two. Examples of forms with two glass transition temperatures include: a form in which the resin contained in the pressure-responsive particles consists only of styrene-based resin and (meth)acrylic acid ester resin; and a form in which the content of other resins other than styrene-based resin and (meth)acrylic acid ester resin is low (for example, a form in which the content of other resins is 5% by mass or less relative to the total pressure-responsive particles).
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、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、圧力によって圧力応答性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。 The pressure-responsive particles according to this embodiment have at least two glass transition temperatures, with a difference of 30°C or more between the lowest and highest glass transition temperatures. From the viewpoint of facilitating phase transitions in the pressure-responsive particles, the difference between the lowest and highest glass transition temperatures is more preferably 40°C or more, even more preferably 50°C or more, and even more preferably 60°C or more. The upper limit of the difference between the lowest and highest glass transition temperatures is, for example, 140°C or less, 130°C or less, and 120°C or less.
本実施形態に係る圧力応答性粒子が示す最も低いガラス転移温度は、圧力によって圧力応答性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圧力応答性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。 The lowest glass transition temperature exhibited by the pressure-responsive particles according to this embodiment is preferably 10°C or lower, more preferably 0°C or lower, and even more preferably -10°C or lower, from the viewpoint of easily causing the pressure-responsive particles to undergo a phase transition under pressure. From the viewpoint of suppressing the fluidization of the pressure-responsive particles in the unpressurized state, it is preferably -90°C or higher, more preferably -80°C or higher, and even more preferably -70°C or higher.
本実施形態に係る圧力応答性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圧力応答性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、圧力によって圧力応答性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。 The highest glass transition temperature exhibited by the pressure-responsive particles according to this embodiment is preferably 30°C or higher, more preferably 40°C or higher, and even more preferably 50°C or higher, from the viewpoint of suppressing fluidization of the pressure-responsive particles in the unpressurized state. From the viewpoint of the pressure-responsive particles being more susceptible to phase transition under pressure, it is preferably 70°C or lower, more preferably 65°C or lower, and even more preferably 60°C or lower.
本開示において、圧力応答性粒子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。 In this disclosure, the glass transition temperature of pressure-responsive particles is determined from a differential scanning calorimetry (DSC) curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC). More specifically, it is determined according to the "extracorporeal glass transition onset temperature" described in JIS K7121:1987 "Method for Measuring Transition Temperatures of Plastics".
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、圧力によって相転移する圧力応答性粒子であり、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。
The pressure-responsive particles according to this embodiment are pressure-responsive particles that undergo a phase transition due to pressure, and satisfy the following equation 1.
Formula 1...10℃≦T1-T2
In Equation 1, T1 is the temperature at which the viscosity is 10,000 Pa·s at a pressure of 1 MPa, and T2 is the temperature at which the viscosity is 10,000 Pa·s at a pressure of 10 MPa.
温度差(T1-T2)は、圧力によって圧力応答性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圧力応答性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。 The temperature difference (T1-T2) is preferably 10°C or higher, more preferably 15°C or higher, and more preferably 20°C or higher, from the viewpoint of making pressure-responsive particles more susceptible to phase transitions under pressure. From the viewpoint of suppressing the fluidization of pressure-responsive particles in the unpressurized state, it is preferably 120°C or lower, more preferably 100°C or lower, and even more preferably 80°C or lower.
温度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。
温度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。
The temperature T1 is preferably 140°C or lower, more preferably 130°C or lower, even more preferably 120°C or lower, and even more preferably 115°C or lower. The lower limit of the temperature T1 is preferably 80°C or higher, and more preferably 85°C or higher.
The temperature T2 is preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher, and even more preferably 60°C or higher. The upper limit of the temperature T2 is preferably 85°C or lower.
圧力応答性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下に粘度10000Pa・sを示す温度T1と、圧力4MPa下に粘度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。本実施形態に係る圧力応答性粒子は、圧力によって相転移しやすい観点から、温度差(T1-T3)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。
温度差(T1-T3)は、一般的に25℃以下である。
An indicator of how easily pressure-responsive particles undergo a phase transition due to pressure is the temperature difference (T1-T3) between the temperature T1 at which a viscosity of 10,000 Pa·s is observed at a pressure of 1 MPa and the temperature T3 at which a viscosity of 10,000 Pa·s is observed at a pressure of 4 MPa, with the temperature difference (T1-T3) preferably being 5°C or more. In this embodiment, from the viewpoint of how easily pressure-responsive particles undergo a phase transition due to pressure, the temperature difference (T1-T3) is preferably 5°C or more, and more preferably 10°C or more.
The temperature difference (T1-T3) is generally 25°C or less.
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、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。 In this embodiment, the pressure-responsive particles exhibiting a viscosity of 10,000 Pa·s at a pressure of 4 MPa are preferably at a temperature T3 of 90°C or lower, more preferably at 85°C or lower, and even more preferably at 80°C or lower, from the viewpoint of achieving a temperature difference (T1-T3) of 5°C or more. The lower limit of temperature T3 is preferably 60°C or higher.
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。
圧力応答性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104Pa・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。
The method for determining temperatures T1, T2, and T3 is as follows:
A pelletized sample is prepared by compressing pressure-responsive particles. The pelletized sample is placed in a flow tester (Shimadzu Corporation, CFT-500), and the viscosity as a function of temperature at 1 MPa is measured with a fixed applied pressure of 1 MPa. From the obtained viscosity graph, the temperature T1 at which the viscosity is 10⁴ Pa·s at an applied pressure of 1 MPa is determined. Temperature T2 is determined in the same manner as for temperature T1, except that the applied pressure is set to 10 MPa instead of 1 MPa. Temperature T3 is determined in the same manner as for temperature T1, except that the applied pressure is set to 4 MPa instead of 1 MPa. The temperature difference (T1-T2) is calculated from temperatures T1 and T2. The temperature difference (T1-T3) is calculated from temperatures T1 and T3.
[圧力応答性粒子の製造方法]
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、圧力応答性母粒子を製造後、圧力応答性母粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
[Method for manufacturing pressure-responsive particles]
The pressure-responsive particles according to this embodiment are obtained by manufacturing pressure-responsive mother particles and then adding an external additive to the pressure-responsive mother particles.
圧力応答性母粒子は、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、凝集合一法により圧力応答性母粒子を得ることがよい。 Pressure-responsive mother particles may be manufactured by either a dry method (e.g., kneading and grinding method) or a wet method (e.g., agglomeration, suspension polymerization, dissolution and suspension method). There are no particular restrictions on these methods; known methods can be used. Among these, obtaining pressure-responsive mother particles by agglomeration is preferable.
圧力応答性母粒子を凝集合一法により製造する場合、例えば、
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(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を重合し、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で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、圧力応答性母粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、圧力応答性母粒子を製造する。
When producing pressure-responsive parent particles by agglomeration and coalescence method, for example,
The process involves preparing a styrene resin particle dispersion in which styrene resin particles containing styrene resin are dispersed (styrene resin particle dispersion preparation process),
A step of polymerizing a (meth)acrylic acid ester resin in a styrene resin particle dispersion to form composite resin particles containing styrene resin and (meth)acrylic acid ester resin (composite resin particle formation step),
The process involves agglomerating composite resin particles in a composite resin particle dispersion liquid to form aggregated particles (aggregated particle formation process),
Pressure-responsive parent particles are produced through a process (fusion and unification process) in which a dispersion of aggregated particles is heated to fuse and unify the aggregated particles and form pressure-responsive parent particles.
以下、各工程の詳細について説明する。
以下の説明では、着色剤及び離型剤を含まない圧力応答性母粒子を得る方法について説明する。着色剤、離型剤、その他添加剤は、必要に応じて用いてもよい。圧力応答性母粒子に着色剤及び離型剤を含有させる場合は、複合樹脂粒子分散液と着色剤粒子分散液と離型剤粒子分散液とを混合した後、融合・合一工程を行う。着色剤粒子分散液及び離型剤粒子分散液は、例えば、材料を混合した後、公知の分散機を用いて分散処理を行うことで作製できる。
The details of each step are explained below.
The following description explains a method for obtaining pressure-responsive mother particles that do not contain colorants or release agents. Colorants, release agents, and other additives may be used as needed. When colorants and release agents are included in the pressure-responsive mother particles, a fusion and unification process is performed after mixing the composite resin particle dispersion, the colorant particle dispersion, and the release agent particle dispersion. The colorant particle dispersion and the release agent particle dispersion can be prepared, for example, by mixing the materials and then performing a dispersion process using a known disperser.
-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。
- Preparation process for styrene resin particle dispersion -
A styrene-based resin particle dispersion is, for example, a dispersion in which styrene-based resin particles are dispersed in a dispersion medium using a surfactant.
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。 Examples of dispersion media include aqueous media such as water and alcohols. These may be used individually or in combination of two or more.
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。 Examples of surfactants include anionic surfactants such as sulfate ester salts, sulfonates, phosphate esters, and soaps; cationic surfactants such as amine salts and quaternary ammonium salts; and nonionic surfactants such as polyethylene glycol, alkylphenol ethylene oxide adducts, and polyhydric alcohols. Nonionic surfactants may be used in combination with anionic or cationic surfactants. Among these, anionic surfactants are preferred. Surfactants may be used individually or in combination of two or more.
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、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や、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。 Methods for dispersing styrene-based resin particles in a dispersion medium include, for example, mixing the styrene-based resin with the dispersion medium and then dispersing it by stirring using a rotary shear homogenizer, a ball mill with media, a sand mill, a dyno mill, or the like.
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、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さらに混合し、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。 Another method for dispersing styrene-based resin particles in a dispersion medium is emulsion polymerization. Specifically, the polymerization components of the styrene-based resin are mixed with a chain transfer agent or polymerization initiator, then an aqueous medium containing a surfactant is further mixed and stirred to prepare an emulsion, in which the styrene-based resin is polymerized. In this case, dodecanethiol is preferably used as the chain transfer agent.
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。
The volume-average particle size of the styrene-based resin particles dispersed in the styrene-based resin particle dispersion is preferably 100 nm to 250 nm, more preferably 120 nm to 220 nm, and even more preferably 150 nm to 200 nm.
The volume-average particle size of resin particles contained in a resin particle dispersion is determined by measuring the particle size using a laser diffraction particle size distribution analyzer (for example, LA-700 manufactured by Horiba, Ltd.). The volume-average particle size (D50v) is defined as the particle size that accounts for 50% of the cumulative particle size distribution calculated from the smallest diameter side.
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、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。 The content of styrene-based resin particles in the styrene-based resin particle dispersion is preferably 30% to 60% by mass, and more preferably 40% to 50% by mass.
-複合樹脂粒子形成工程-
スチレン系樹脂粒子分散液と(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(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を重合し、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有する複合樹脂粒子を形成する。
-Composite resin particle formation process-
A dispersion of styrene-based resin particles and a polymerization component of (meth)acrylic acid ester resin are mixed, and the (meth)acrylic acid ester resin is polymerized in the dispersion of styrene-based resin particles to form composite resin particles containing styrene-based resin and (meth)acrylic acid ester resin.
複合樹脂粒子は、スチレン系樹脂と(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、下記の方法で製造することができる。 The composite resin particles are preferably resin particles containing styrene-based resin and (meth)acrylic acid ester-based resin in a state of microphase separation. These resin particles can be manufactured, for example, by the following method.
スチレン系樹脂粒子分散液に、(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、分散液の温度をスチレン系樹脂のガラス転移温度以上(例えば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、さらに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。 A polymerization component of a (meth)acrylic acid ester resin (a monomer group containing at least two (meth)acrylic acid esters) is added to a dispersion of styrene resin particles, and an aqueous medium is added as needed. Next, while slowly stirring the dispersion, the temperature of the dispersion is heated to a temperature above the glass transition temperature of the styrene resin (for example, 10°C to 30°C higher than the glass transition temperature of the styrene resin). Then, while maintaining the temperature, an aqueous medium containing a polymerization initiator is slowly added dropwise, and stirring is continued for a long period of time, ranging from 1 hour to 15 hours. In this case, ammonium persulfate is preferably used as the polymerization initiator.
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(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(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が含まれており、粒子内部においてスチレン系樹脂と(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。 Although the detailed mechanism is not entirely clear, it is presumed that when the above method is employed, monomers and polymerization initiators are impregnated into the styrene-based resin particles, and (meth)acrylic acid ester polymerizes within the styrene-based resin particles. This is presumed to result in composite resin particles in which the (meth)acrylic acid ester resin is contained within the styrene-based resin particles, forming a state of microphase separation between the styrene-based resin and the (meth)acrylic acid ester resin within the particles.
上記の複合樹脂粒子の製造中又は製造後に、複合樹脂粒子が分散している分散液にスチレン系樹脂の重合成分(すなわち、スチレン及びその他のビニルモノマー)を添加し、重合反応を継続してもよい。これにより、粒子内部にスチレン系樹脂と(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、且つ、粒子表面にスチレン系樹脂が付着した複合樹脂粒子が得られると推測される。粒子表面にスチレン系樹脂が付着した複合樹脂粒子を用いて製造した圧力応答性粒子は、粗粉の発生が比較的少ない。
複合樹脂粒子の表面に付着させるスチレン系樹脂の重合成分であるその他のビニルモノマーは、複合樹脂粒子の内部に有るスチレン系樹脂又は(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を構成しているモノマーの少なくとも1種と同種のモノマーを含むことが好ましく、具体的には、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好ましい。
During or after the manufacture of the above-mentioned composite resin particles, polymerization components of styrene-based resin (i.e., styrene and other vinyl monomers) may be added to the dispersion in which the composite resin particles are dispersed, and the polymerization reaction may be continued. It is presumed that this will result in composite resin particles in which the styrene-based resin and the (meth)acrylic acid ester resin form a state of microphase separation inside the particles, and the styrene-based resin adheres to the surface of the particles. Pressure-responsive particles manufactured using composite resin particles with styrene-based resin adhered to the surface generate relatively little coarse powder.
The other vinyl monomers that are polymerization components of the styrene-based resin attached to the surface of the composite resin particles preferably include at least one monomer that constitutes the styrene-based resin or (meth)acrylic acid ester resin inside the composite resin particles, and more preferably include at least one of n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate.
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。 The volume-average particle size of the composite resin particles dispersed in the composite resin particle dispersion is preferably 140 nm to 300 nm, more preferably 150 nm to 280 nm, and even more preferably 160 nm to 250 nm.
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、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。 The content of composite resin particles in the composite resin particle dispersion is preferably 20% to 50% by mass, and more preferably 30% to 40% by mass.
-凝集粒子形成工程-
複合樹脂粒子分散液中で複合樹脂粒子を凝集させ、目的とする圧力応答性母粒子の径に近い径を持つ凝集粒子を形成する。
-Agglomerated particle formation process-
The composite resin particles are aggregated in a composite resin particle dispersion to form aggregated particles with a diameter close to that of the target pressure-responsive mother particles.
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、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、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。 Specifically, for example, a flocculant is added to a composite resin particle dispersion, the pH of the composite resin particle dispersion is adjusted to be acidic (e.g., pH 2 to 5), a dispersion stabilizer is added as needed, and then the mixture is heated to a temperature close to the glass transition temperature of the styrene resin (specifically, for example, between the glass transition temperature of the styrene resin - 30°C and below the glass transition temperature - 10°C) to flocce the composite resin particles and form flocculated particles.
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。 In the aggregated particle formation process, the composite resin particle dispersion is stirred in a rotary shear homogenizer, a flocculant is added at room temperature (e.g., 25°C), the pH of the composite resin particle dispersion is adjusted to acidic (e.g., pH 2 to 5), a dispersion stabilizer is added as needed, and then heating may be performed.
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。
Examples of flocculants include surfactants with opposite polarity to the surfactant contained in the composite resin particle dispersion, inorganic metal salts, and metal complexes with a valency of two or higher. When a metal complex is used as a flocculant, the amount of surfactant used is reduced and the electrostatic properties are improved.
Along with the flocculant, an additive that forms a complex or similar bond with the metal ions of the flocculant may be used as needed. A chelating agent is preferably used as this additive.
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。
Examples of inorganic metal salts include metal salts such as calcium chloride, calcium nitrate, barium chloride, magnesium chloride, zinc chloride, aluminum chloride, and aluminum sulfate; and inorganic metal salt polymers such as polyaluminum chloride, polyaluminum hydroxide, and calcium polysulfide.
As a chelating agent, a water-soluble chelating agent may be used. Examples of chelating agents include oxycarboxylic acids such as tartaric acid, citric acid, and gluconic acid; and aminocarboxylic acids such as iminodiacid acetic acid (IDA), nitrilotriacetic acid (NTA), and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA).
The amount of chelating agent added is preferably 0.01 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of resin particles, and more preferably 0.1 parts by mass or more and less than 3.0 parts by mass.
-融合・合一工程-
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を、例えば、スチレン系樹脂のガラス転移温度以上(例えば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、圧力応答性母粒子を形成する。
-Fusion/unification process-
Next, the dispersion of aggregated particles is heated to a temperature above the glass transition temperature of the styrene resin (for example, 10°C to 30°C higher than the glass transition temperature of the styrene resin) to fuse and combine the aggregated particles and form pressure-responsive parent particles.
以上の工程を経て得られた圧力応答性母粒子は、通常、スチレン系樹脂を含む海相と、当該海相に分散した(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スチレン系樹脂と(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、スチレン系樹脂が互いに集まって海相になり、(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。 The pressure-responsive mother particles obtained through the above process typically have a sea-island structure, comprising a sea phase containing styrene-based resin and island phases containing (meth)acrylic acid ester resin dispersed within the sea phase. In the composite resin particles, the styrene-based resin and (meth)acrylic acid ester resin were in a state of microphase separation. It is presumed that during the fusion and coalescence process, the styrene-based resins aggregate to form the sea phase, and the (meth)acrylic acid ester resins aggregate to form the island phase.
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、等によって制御できる。 The average diameter of the island phase in the sea-island structure can be controlled, for example, by increasing or decreasing the amount of styrene-based resin particle dispersion or the amount of at least two types of (meth)acrylic acid esters used in the composite resin particle formation process, or by increasing or decreasing the time maintained at high temperature in the fusion/combination process.
コア・シェル構造の圧力応答性母粒子は、例えば、
凝集粒子分散液を得た後、凝集粒子分散液とスチレン系樹脂粒子分散液とをさらに混合し、凝集粒子の表面にさら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・シェル構造の圧力応答性母粒子を形成する工程と、
を経て製造する。
上記工程を経て得られるコア・シェル構造の圧力応答性母粒子は、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。
Pressure-responsive parent particles in a core-shell structure are, for example,
After obtaining an aggregated particle dispersion, the aggregated particle dispersion and the styrene-based resin particle dispersion are further mixed to aggregate the aggregated particles so that styrene-based resin particles adhere to the surface of the aggregated particles, thereby forming second aggregated particles.
A step of heating a second aggregate particle dispersion containing second aggregate particles to fuse and combine the second aggregate particles to form pressure-responsive mother particles with a core-shell structure,
It is manufactured through the following process.
The pressure-responsive core-shell structure obtained through the above process has a shell layer containing a styrene-based resin. Alternatively, a resin particle dispersion containing other types of resin particles may be used instead of the styrene-based resin particle dispersion to form a shell layer containing other types of resins.
融合・合一工程終了後、溶液中に形成された圧力応答性母粒子に、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圧力応答性母粒子を得る。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。 After the fusion and coalescence process is complete, the pressure-responsive mother particles formed in the solution are subjected to known washing, solid-liquid separation, and drying processes to obtain dried pressure-responsive mother particles. From the viewpoint of electrostatic properties, the washing process should ideally involve thorough displacement washing with deionized water. From the viewpoint of productivity, the solid-liquid separation process should ideally involve suction filtration, pressure filtration, etc. From the viewpoint of productivity, the drying process should ideally involve freeze-drying, airflow drying, fluidized bed drying, vibratory fluidized bed drying, etc.
そして、本実施形態に係る圧力応答性粒子は、例えば、得られた乾燥状態の圧力応答性母粒子に、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。さらに、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使って圧力応答性粒子の粗大粒子を取り除いてもよい。 The pressure-responsive particles according to this embodiment are produced, for example, by adding an external additive to the obtained dry pressure-responsive mother particles and mixing them. Mixing is preferably performed using a V-blender, Henschel mixer, Lödige mixer, etc. Furthermore, if necessary, coarse particles of the pressure-responsive particles may be removed using a vibrating screen separator, wind screen separator, etc.
<カートリッジ>
本実施形態に係るカートリッジは、本実施形態に係る圧力応答性粒子を収容し、印刷物の製造装置に着脱されるカートリッジである。カートリッジが印刷物の製造装置に装着されたとき、カートリッジと、印刷物の製造装置が有する、圧力応答性粒子を記録媒体上に配置する配置手段とが供給管で接続される。
カートリッジから配置手段に圧力応答性粒子が供給され、カートリッジ内に収容されている圧力応答性粒子が少なくなったら、そのカートリッジが交換される。
<Cartridge>
The cartridge according to this embodiment is a cartridge that contains pressure-responsive particles according to this embodiment and is attached to and detached from a printing apparatus. When the cartridge is attached to the printing apparatus, the cartridge and the arrangement means of the printing apparatus for arranging pressure-responsive particles on a recording medium are connected by a supply pipe.
Pressure-responsive particles are supplied from the cartridge to the dispensing mechanism, and when the amount of pressure-responsive particles contained in the cartridge decreases, the cartridge is replaced.
<印刷物の製造装置、印刷物の製造方法、印刷物>
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を収容し、前記圧力応答性粒子を記録媒体上に配置する配置手段と、前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着手段と、を含む。
<Printing equipment, printing method, printed materials>
The printing apparatus according to this embodiment includes a placement means for containing pressure-responsive particles according to this embodiment and arranging the pressure-responsive particles on a recording medium, and a crimping means for folding and crimping the recording medium, or for stacking and crimping the recording medium with another recording medium.
配置手段は、例えば、圧力応答性粒子を記録媒体上に付与する付与装置を備え、さらに、記録媒体上に付与された圧力応答性粒子を記録媒体上に固定する固定装置を備えてもよい。 The arrangement means may include, for example, an application device for applying pressure-responsive particles onto a recording medium, and further, a fixing device for fixing the pressure-responsive particles applied to the recording medium onto the recording medium.
圧着手段は、例えば、圧力応答性粒子が配置された記録媒体を折り重ねる折り装置、又は、圧力応答性粒子が配置された記録媒体と別の記録媒体とを重ねる重ね装置と、重なった記録媒体を加圧する加圧装置と、を備える。 The crimping means includes, for example, a folding device for folding a recording medium on which pressure-responsive particles are arranged, or a stacking device for stacking a recording medium on which pressure-responsive particles are arranged with another recording medium, and a pressing device for applying pressure to the stacked recording media.
圧着手段が備える加圧装置は、圧力応答性粒子が配置された記録媒体に圧力を印加する。これによって、記録媒体上において圧力応答性粒子が流動化し接着性を発揮する。 The pressurizing device of the crimping means applies pressure to the recording medium on which the pressure-responsive particles are arranged. This causes the pressure-responsive particles to fluidize on the recording medium, resulting in adhesive properties.
本実施形態に係る印刷物の製造装置によって、本実施形態に係る印刷物の製造方法が実施される。本実施形態に係る印刷物の製造方法は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を用いるとともに、前記圧力応答性粒子を記録媒体上に配置する配置工程と、前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着工程と、を含む。 The printing method according to this embodiment is carried out using the printing apparatus according to this embodiment. The printing method according to this embodiment includes a placement step of arranging the pressure-responsive particles according to this embodiment on a recording medium, and a pressing step of folding and pressing the recording medium, or pressing the recording medium and another recording medium together.
配置工程は、例えば、圧力応答性粒子を記録媒体上に付与する工程を含み、さらに、記録媒体上に付与された圧力応答性粒子を記録媒体上に固定する工程を含んでもよい。 The placement process may include, for example, a step of applying pressure-responsive particles onto a recording medium, and further, a step of fixing the pressure-responsive particles applied to the recording medium onto the recording medium.
圧着工程は、例えば、記録媒体を折り重ねる折り工程又は記録媒体と別の記録媒体とを重ねる重ね工程と、重なった記録媒体を加圧する加圧工程と、を備える。 The crimping process includes, for example, a folding process in which recording media are folded, or a stacking process in which one recording media is stacked with another, and a pressing process in which the stacked recording media are pressed.
圧力応答性粒子は、記録媒体の全面に配置されてもよく、記録媒体の一部に配置されてもよい。圧力応答性粒子は、記録媒体上に1層又は複数層配置される。圧力応答性粒子の層は、記録媒体の面方向に連続した層であってもよいし、記録媒体の面方向に不連続な層であってもよい。圧力応答性粒子の層は、圧力応答性粒子が粒子のまま並んだ層であってもよく、隣接する圧力応答性粒子どうしが融合して並んだ層であってもよい。 Pressure-responsive particles may be arranged across the entire surface of the recording medium or on a portion of it. One or more layers of pressure-responsive particles are arranged on the recording medium. The layers of pressure-responsive particles may be continuous in the plane direction of the recording medium or discontinuous in the plane direction of the recording medium. The layers of pressure-responsive particles may consist of individual particles arranged in a row, or they may consist of adjacent pressure-responsive particles that have fused together.
記録媒体上の圧力応答性粒子(好ましくは透明な圧力応答性粒子)の量は、配置された領域において、例えば、0.5g/m2以上50g/m2以下であり、1g/m2以上40g/m2以下であり、1.5g/m2以上30g/m2以下である。記録媒体上の圧力応答性粒子(好ましくは透明な圧力応答性粒子)の層厚は、例えば、0.2μm以上25μm以下であり、0.4μm以上20μm以下であり、0.6μm以上15μm以下である。 The amount of pressure-responsive particles (preferably transparent pressure-responsive particles) on the recording medium is, for example, 0.5 g/ m² to 50 g/ m² , 1 g/ m² to 40 g/ m² , or 1.5 g/ m² to 30 g/ m² in the area where they are arranged. The layer thickness of the pressure-responsive particles (preferably transparent pressure-responsive particles) on the recording medium is, for example, 0.2 μm to 25 μm, 0.4 μm to 20 μm, or 0.6 μm to 15 μm.
本実施形態に係る印刷物の製造装置に適用す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、片面又は両面に画像を有していてもよい。 Examples of recording media applicable to the printing apparatus according to this embodiment include paper, coated paper (paper with a resin coating on its surface), cloth, nonwoven fabric, resin film, and resin sheet. The recording media may have images on one or both sides.
以下、本実施形態に係る印刷物の製造装置の一例を示すが、本実施形態はこれに限定されるわけではない。 The following shows an example of a printing apparatus according to this embodiment, but this embodiment is not limited to this example.
図1は、本実施形態に係る印刷物の製造装置の一例を示す概略構成図である。図1に示す印刷物の製造装置は、配置手段100と、配置手段100の下流に配置された圧着手段200とを備える。矢印は、記録媒体の搬送方向を示す。 Figure 1 is a schematic diagram showing an example of a printing apparatus according to this embodiment. The printing apparatus shown in Figure 1 comprises a placement means 100 and a crimping means 200 located downstream of the placement means 100. The arrows indicate the direction of transport of the recording medium.
配置手段100は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を用いて、圧力応答性粒子を記録媒体P上に配置する装置である。記録媒体Pには、片面又は両面に予め画像が形成されている。 The arrangement means 100 is an apparatus for arranging pressure-responsive particles on a recording medium P using pressure-responsive particles according to this embodiment. An image is pre-formed on one or both sides of the recording medium P.
配置手段100は、付与装置110と、付与装置110の下流に配置された固定装置120とを備えている。 The placement means 100 includes a dispensing device 110 and a fixing device 120 located downstream of the dispensing device 110.
付与装置110は、圧力応答性粒子Mを記録媒体P上に付与する。付与装置110が採用する付与方法としては、例えば、スプレー法、バーコート法、ダイコート法、ナイフコート法、ロールコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法、ラミネート法、電子写真法などが挙げられる。付与方法に応じて、圧力応答性粒子Mを分散媒に分散させ液体組成物を調製し、液体組成物を付与装置110に適用してもよい。 The particle application device 110 applies pressure-responsive particles M onto the recording medium P. Examples of application methods employed by the application device 110 include spraying, bar coating, die coating, knife coating, roll coating, reverse roll coating, gravure coating, screen printing, inkjet printing, lamination, and electrophotography. Depending on the application method, pressure-responsive particles M may be dispersed in a dispersion medium to prepare a liquid composition, and this liquid composition may be applied to the application device 110.
付与装置110によって圧力応答性粒子Mが付与された記録媒体Pは固定装置120へ搬送される。 The recording medium P to which pressure-responsive particles M have been applied by the application device 110 is then transported to the fixing device 120.
固定装置120は、例えば、加熱源を備え、通過する記録媒体P上の圧力応答性粒子Mを加熱し、圧力応答性粒子Mを記録媒体P上に固定させる加熱装置;一対の加圧部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)を備え、通過する記録媒体Pを加圧し、圧力応答性粒子Mを記録媒体P上に固定させる加圧装置;内部に加熱源を備える一対の加圧部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)を備え、通過する記録媒体Pを加圧及び加熱し、圧力応答性粒子Mを記録媒体P上に固定させる加圧加熱装置;などである。 The fixing device 120 may include, for example, a heating device equipped with a heating source that heats pressure-responsive particles M on the passing recording medium P and fixes the pressure-responsive particles M on the recording medium P; a pressurizing device equipped with a pair of pressurizing members (roll/roll, belt/roll) that pressurizes the passing recording medium P and fixes the pressure-responsive particles M on the recording medium P; or a pressurizing and heating device equipped with a pair of pressurizing members (roll/roll, belt/roll) with an internal heating source that pressurizes and heats the passing recording medium P and fixes the pressure-responsive particles M on the recording medium P.
固定装置120が加熱源を有する場合、固定装置120によって加熱された際の記録媒体Pの表面温度は、10℃以上80℃以下が好ましく、20℃以上60℃以下がより好ましく、30℃以上50℃以下が更に好ましい。 When the fixing device 120 has a heating source, the surface temperature of the recording medium P when heated by the fixing device 120 is preferably 10°C to 80°C, more preferably 20°C to 60°C, and even more preferably 30°C to 50°C.
固定装置120が加圧部材を有する場合、加圧部材が記録媒体Pに印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体P2に印加する圧力に比較して低圧でよい。 If the fixing device 120 has a pressurizing member, the pressure applied by the pressurizing member to the recording medium P may be lower than the pressure applied by the pressurizing device 230 to the recording medium P2.
記録媒体Pは、配置手段100を通過することによって、画像上に圧力応答性粒子Mが付与された記録媒体P1になる。記録媒体P1は、圧着手段200に向けて搬送される。 The recording medium P, upon passing through the placement means 100, becomes a recording medium P1 on which pressure-responsive particles M are imprinted on the image. The recording medium P1 is then transported toward the crimping means 200.
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、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、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。 In the printing apparatus according to this embodiment, the placement means 100 and the crimping means 200 may be located in close proximity or at a distance from each other. When the placement means 100 and the crimping means 200 are at a distance from each other, they may be connected, for example, by a transport means (e.g., a belt conveyor) that transports the recording medium P1.
圧着手段200は、折り装置220と加圧装置230とを備え、記録媒体P1を折り重ねて圧着する手段である。 The crimping means 200 comprises a folding device 220 and a pressing device 230, and is a means for folding and crimping the recording medium P1.
折り装置220は、当該装置を通過する記録媒体P1を折り重ね、折り重なった記録媒体P2を作製する。記録媒体P2の折り重なり方は、例えば、二つ折り、三つ折り、四つ折りであり、記録媒体P2の一部のみが折り重なっている形態でもよい。記録媒体P2は、対向する2つの面の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、圧力応答性粒子Mが配置された状態である。 The folding device 220 folds the recording medium P1 passing through the device to produce a folded recording medium P2. The folding of the recording medium P2 can be, for example, a two-fold, a three-fold, or a four-fold, and it may also be a form in which only a portion of the recording medium P2 is folded. The recording medium P2 has pressure-responsive particles M arranged on at least a portion of at least one of two opposing surfaces.
折り装置220は、記録媒体P2に圧力を印加する一対の加圧部材(例えば、ロール/ロール、ベルト/ロール)を有していてもよい。折り装置220の加圧部材が記録媒体P2に印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体P2に印加する圧力に比較して低圧でよい。 The folding device 220 may have a pair of pressurizing members (e.g., roll/roll, belt/roll) that apply pressure to the recording medium P2. The pressure applied to the recording medium P2 by the pressurizing members of the folding device 220 may be lower than the pressure applied to the recording medium P2 by the pressurizing device 230.
圧着手段200は、折り装置220の代わりに、記録媒体P1と別の記録媒体とを重ねる重ね装置を備えていてもよい。記録媒体P1と別の記録媒体との重なりの形態は、例えば、記録媒体P1上に別の記録媒体が1枚重なっている形態、記録媒体P1上の複数個所に別の記録媒体が1枚ずつそれぞれ重なっている形態などである。別の記録媒体は、片面又は両面に予め画像が形成されている記録媒体でもよく、画像が形成されていない記録媒体でもよく、予め作製しておいた圧着印刷物でもよい。 The crimping means 200 may include a stacking device for stacking recording medium P1 and another recording medium instead of a folding device 220. The form of stacking between recording medium P1 and the other recording medium may be, for example, one other recording medium stacked on top of recording medium P1, or one other recording medium stacked on multiple locations on recording medium P1. The other recording medium may be a recording medium with an image pre-formed on one or both sides, a recording medium without an image, or a pre-made crimped print.
折り装置220(又は重ね装置)を出た記録媒体P2は、加圧装置230に向けて搬送される。 The recording medium P2, having exited the folding device 220 (or stacking device), is transported toward the pressurizing device 230.
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、通過する記録媒体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。 The pressurizing device 230 comprises a pair of pressurizing members (i.e., pressurizing rolls 231 and 232). The pressurizing rolls 231 and 232 contact and push against each other on their outer surfaces, applying pressure to the passing recording medium P2. The pair of pressurizing members in the pressurizing device 230 are not limited to a combination of pressurizing rolls; they may also be a combination of pressurizing rolls and a pressurizing belt, or a combination of pressurizing belts.
加圧装置230を通過する記録媒体P2に圧力が印加されると、記録媒体P2上において圧力応答性粒子Mが圧力によって流動化し接着性を発揮する。 When pressure is applied to the recording medium P2 as it passes through the pressurizing device 230, the pressure-responsive particles M on the recording medium P2 become fluid due to the pressure and exhibit adhesive properties.
加圧装置230は内部に、記録媒体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。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。 The pressurizing device 230 may or may not have an internal heat source (e.g., a halogen heater) for heating the recording medium P2. However, the absence of an internal heat source in the pressurizing device 230 does not rule out the possibility that the temperature inside the pressurizing device 230 may exceed the ambient temperature due to heat generated by the motor or other components within the device.
記録媒体P2が加圧装置230を通過することによって、折り重なった面どうしが流動化した圧力応答性粒子Mによって接着され、圧着印刷物P3が作製される。圧着印刷物P3は、対向する2つの面どうしが、一部又は全部、接着されている。 As the recording medium P2 passes through the pressurizing device 230, the overlapping surfaces are bonded together by the fluidized pressure-responsive particles M, thereby producing a crimped print P3. In the crimped print P3, two opposing surfaces are partially or completely bonded together.
完成した圧着印刷物P3は、加圧装置230から搬出される。 The completed pressure-pressed printed material P3 is discharged from the pressure device 230.
圧着印刷物P3の第一の形態は、折り重なった記録媒体が、対向する面において、圧力応答性粒子Mによって接着されてなる、圧着印刷物である。本形態の圧着印刷物P3は、折り装置220を備える印刷物の製造装置によって製造される。 The first form of the pressure-sensitive printed material P3 is a pressure-sensitive printed material in which folded recording media are bonded together on opposing surfaces by pressure-responsive particles M. This form of pressure-sensitive printed material P3 is manufactured by a printing apparatus equipped with a folding device 220.
圧着印刷物P3の第二の形態は、重なった複数の記録媒体が、対向する面において、圧力応答性粒子Mによって接着されてなる、圧着印刷物である。本形態の圧着印刷物P3は、重ね装置を備える圧着印刷物の製造装置によって製造される。 The second form of the pressure-sensitive printed material P3 is a pressure-sensitive printed material in which multiple overlapping recording media are bonded together on opposing surfaces by pressure-responsive particles M. This form of pressure-sensitive printed material P3 is manufactured using a pressure-sensitive printed material manufacturing apparatus equipped with an overlapping device.
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、記録媒体P2を折り装置220(又は重ね装置)から加圧装置230へ連続して搬送する形態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、折り装置220(又は重ね装置)を出た記録媒体P2を貯留し、記録媒体P2の貯留量が予め定められた量に達した後、記録媒体P2を加圧装置230に搬送する形態の装置でもよい。 The printing apparatus according to this embodiment is not limited to an apparatus that continuously transports the recording medium P2 from the folding device 220 (or stacking device) to the pressurizing device 230. The printing apparatus according to this embodiment may also be an apparatus that stores the recording medium P2 after it exits the folding device 220 (or stacking device), and then transports the recording medium P2 to the pressurizing device 230 after the amount of stored recording medium P2 reaches a predetermined amount.
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置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。折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置230とが離隔している場合、折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置230とは、例えば、記録媒体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。 In the printing apparatus according to this embodiment, the folding device 220 (or stacking device) and the pressure-sealing device 230 may be located in close proximity or at a distance from each other. When the folding device 220 (or stacking device) and the pressure-sealing device 230 are at a distance from each other, they may be connected, for example, by a conveying means (e.g., a belt conveyor) for transporting the recording medium P2.
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、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、記録媒体P1の一部であって圧力応答性粒子Mが配置されていない領域を切り落とす裁断手段;折り装置220と加圧装置230との間に配置され、記録媒体P2の一部であって圧力応答性粒子Mが配置されていない領域を切り落とす裁断手段;圧着手段200の下流に配置され、圧着印刷物P3の一部であって圧力応答性粒子Mによって接着されていない領域を切り落とす裁断手段;などである。 The printing apparatus according to this embodiment may include cutting means for cutting the recording medium to predetermined dimensions. Examples of cutting means include: cutting means positioned between the placement means 100 and the crimping means 200 to cut off a portion of the recording medium P1 where pressure-responsive particles M are not present; cutting means positioned between the folding device 220 and the pressing device 230 to cut off a portion of the recording medium P2 where pressure-responsive particles M are not present; cutting means positioned downstream of the crimping means 200 to cut off a portion of the crimped print P3 where it is not bonded by pressure-responsive particles M; and so on.
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、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圧着印刷物を形成した後、長尺の圧着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。 The printing apparatus according to this embodiment is not limited to a sheet-fed apparatus. The printing apparatus according to this embodiment may be a device that performs a placement process and a pressing process on a long recording medium to form a long pressed printed material, and then cuts the long pressed printed material to predetermined dimensions.
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、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、色材として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画像を形成する手段等が挙げられる。 The printing apparatus according to this embodiment may further include a color image forming means for forming a color image on a recording medium using a colorant. Examples of color image forming means include a means for forming a color ink image on a recording medium using a colored ink as the colorant by an inkjet method, and a means for forming a color image on a recording medium using a colored electrostatic image developer by an electrophotographic method.
上記構成の製造装置によって、本実施形態に係る印刷物の製造方法であって、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、色材として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画像を形成する工程等が挙げられる。 The manufacturing apparatus with the above configuration enables the manufacturing method for printed materials according to this embodiment, further including a color image formation step of forming a colored image on a recording medium using a colorant. Specifically, the color image formation step may include, for example, a step of forming a colored ink image on a recording medium using a colored ink as the colorant by an inkjet method, or a step of forming a colored image on a recording medium using a colored electrostatic image developer by an electrophotographic method.
有色画像形成手段として、インクジェット方式の有色画像形成手段を、図面を用いて説明する。図2は、インクジェット方式の実施形態例であるインクジェット記録装置400を示す。インクジェット記録装置400は、例えば、図1に示す印刷物の製造装置において配置手段100の上流に設けられる。 As a means for forming a colored image, an inkjet-type colored image forming means will be described with reference to the drawings. Figure 2 shows an inkjet recording device 400, which is an example of an embodiment of the inkjet method. The inkjet recording device 400 is installed, for example, upstream of the placement means 100 in the printing apparatus shown in Figure 1.
インクジェット記録装置400は、筐体40の内部に、画像記録前の記録媒体Pを収容する容器42と、駆動ロール52及び従動ロール54に張架された無端状の搬送ベルト50と、インク吐出ヘッド30Y、30M、30C及び30K(総称するときは、インク吐出ヘッド30という。)と、乾燥手段34Y、34M、34C及び34K(総称するときは、乾燥手段34という。)と、画像記録後の記録媒体Pを収容する容器66とを備える。 The inkjet recording device 400 comprises, within its housing 40, a container 42 for housing the recording medium P before image recording, an endless conveyor belt 50 stretched over a drive roll 52 and a driven roll 54, ink ejection heads 30Y, 30M, 30C, and 30K (collectively referred to as ink ejection heads 30), drying means 34Y, 34M, 34C, and 34K (collectively referred to as drying means 34), and a container 66 for housing the recording medium P after image recording.
容器42と搬送ベルト50との間は、画像記録前の記録媒体Pが搬送される搬送経路44であり、搬送経路44には、記録媒体Pを容器42から1枚ずつ取り出すロール46と、記録媒体Pを搬送する複数のロール対48とが配置されている。搬送ベルト50の上流側には、帯電ロール56が配置されている。帯電ロール56は、従動ロール54との間で搬送ベルト50及び記録媒体Pを挟みつつ従動し、接地された従動ロール54との間に電位差を生じさせ、記録媒体Pに電荷を与えて搬送ベルト50に静電吸着させる。 The space between the container 42 and the conveyor belt 50 is a conveyor path 44 through which the recording medium P is transported before image recording. The conveyor path 44 includes a roll 46 for removing the recording medium P one by one from the container 42, and multiple pairs of rolls 48 for transporting the recording medium P. A charged roll 56 is positioned upstream of the conveyor belt 50. The charged roll 56 moves while sandwiching the conveyor belt 50 and the recording medium P between itself and a driven roll 54, creating a potential difference between the charged roll 56 and the grounded driven roll 54, thereby imparting charge to the recording medium P and causing it to electrostatically adhere to the conveyor belt 50.
インク吐出ヘッド30は、搬送ベルト50の平坦部分に対向して、搬送ベルト50の上方に配置されている。インク吐出ヘッド30と搬送ベルト50とが対向した領域が、インク吐出ヘッド30からインク滴が吐出される領域である。 The ink ejection head 30 is positioned above the conveyor belt 50, facing the flat portion of the conveyor belt 50. The area where the ink ejection head 30 and the conveyor belt 50 face each other is the area where ink droplets are ejected from the ink ejection head 30.
インク吐出ヘッド30Y、30M、30C、30Kはそれぞれ、Y(イエロー)色の画像を記録するヘッド、M(マゼンタ)色の画像を記録するヘッド、C(シアン)色の画像を記録するヘッド、K(ブラック)色の画像を記録するヘッドである。インク吐出ヘッド30Y、30M、30C、30Kは、例えばこの順に、搬送ベルト50の上流側から下流側に並べられている。インク吐出ヘッド30Y、30M、30C、30Kはそれぞれ、インクジェット記録装置400に着脱される各色のインクカートリッジ32Y、32M、32C、32Kと供給管(不図示)を通じて連結され、インクカートリッジから各色のインクがインク吐出ヘッドへ供給される。 The ink ejection heads 30Y, 30M, 30C, and 30K are, respectively, heads for recording yellow (Y) images, magenta (M) images, cyan (C) images, and black (K) images. The ink ejection heads 30Y, 30M, 30C, and 30K are arranged, for example, in this order from the upstream to the downstream side of the transport belt 50. Each of the ink ejection heads 30Y, 30M, 30C, and 30K is connected to the respective color ink cartridges 32Y, 32M, 32C, and 32K, which are attached to and detached from the inkjet recording device 400, via supply pipes (not shown), and ink of each color is supplied from the ink cartridges to the ink ejection heads.
インク吐出ヘッド30としては、例えば、有効な記録領域(インクを吐出するノズルの配置領域)が記録媒体Pの幅(記録媒体Pの搬送方向と直交する方向の長さ)以上である長尺状のヘッド;有効な記録領域が記録媒体Pの幅よりも短い短尺状のヘッドであって、記録媒体Pの幅方向に移動してインクを吐出するキャリッジ方式のヘッド;が挙げられる。 Examples of the ink ejection head 30 include a long head whose effective recording area (the area where the ink ejection nozzles are arranged) is greater than or equal to the width of the recording medium P (the length in the direction perpendicular to the transport direction of the recording medium P); and a short head whose effective recording area is shorter than the width of the recording medium P, and which is a carriage-type head that moves in the width direction of the recording medium P to eject ink.
インク吐出ヘッド30が採用するインクジェット方式としては、ピエゾ素子の振動圧力を利用するピエゾ方式;静電誘引力を利用してインクを吐出する電荷制御方式;電気信号を音響ビームに変えインクに照射して放射圧を利用してインクを吐出する音響インクジェット方式;インクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット方式;などが挙げられる。 Examples of inkjet methods employed by the ink ejection head 30 include: a piezoelectric method that utilizes the vibration pressure of a piezoelectric element; a charge control method that ejects ink using electrostatic attraction; an acoustic inkjet method that converts electrical signals into an acoustic beam, irradiates the ink with it, and ejects the ink using the resulting radiation pressure; and a thermal inkjet method that heats the ink to form bubbles and utilizes the resulting pressure.
インク吐出ヘッド30は、例えば、インク滴量10pL以上15pL以下の範囲でインク滴を吐出する低解像度用の記録ヘッド(例えば600dpiの記録ヘッド)、インク滴量10pL未満の範囲でインク滴を吐出する高解像度用の記録ヘッド(例えば1200dpiの記録ヘッド)である。dpiは「dots per inch」を意味する。 The ink ejection head 30 is, for example, a low-resolution recording head (e.g., a 600 dpi recording head) that ejects ink droplets in the range of 10 pL to 15 pL, and a high-resolution recording head (e.g., a 1200 dpi recording head) that ejects ink droplets in the range of less than 10 pL. dpi stands for "dots per inch".
インクジェット記録装置400は、4つのインク吐出ヘッドを備える形態に限られない。インクジェット記録装置400は、YMCKに中間色を加えた4つ以上のインク吐出ヘッドを備える形態;1つのインク吐出ヘッドを備え1色のみの画像を記録する形態;であってもよい。 The inkjet recording device 400 is not limited to a configuration with four ink ejection heads. The inkjet recording device 400 may have four or more ink ejection heads, including intermediate colors in addition to YMCK; or it may have one ink ejection head and record an image of only one color.
インク吐出ヘッド30の下流側には、搬送ベルト50の上方に、各色のインク吐出ヘッドごとに乾燥手段34Y、60M、60C、60Kが配置されている。乾燥手段34としては、例えば、接触式加熱手段、温風送風手段が挙げられる。インクジェット記録装置400は、各色のインク吐出ヘッドごとに乾燥手段を備える形態に限られず、最下流のインク吐出ヘッドの下流側に1つのみ乾燥手段を備える形態であってもよい。 Downstream of the ink ejection head 30, above the conveyor belt 50, drying means 34Y, 60M, 60C, and 60K are arranged for each ink ejection head of each color. Examples of drying means 34 include contact heating means and hot air blowing means. The inkjet recording device 400 is not limited to having a drying means for each ink ejection head of each color; it may also have only one drying means downstream of the furthest downstream ink ejection head.
乾燥手段34の下流側には、駆動ロール52と対向して剥離板58が配置されている。剥離板58は、記録媒体Pを搬送ベルト50から剥離させる。 Downstream of the drying means 34, a release plate 58 is positioned opposite the drive roll 52. The release plate 58 separates the recording medium P from the conveyor belt 50.
搬送ベルト50と容器66との間は、画像記録後の記録媒体Pが搬送される搬送経路62であり、搬送経路62には、記録媒体Pを搬送する複数のロール対64が配置されている。 The space between the conveyor belt 50 and the container 66 is a conveyor path 62 through which the recording medium P is transported after image recording. Multiple pairs of rolls 64 for transporting the recording medium P are arranged in the conveyor path 62.
インクジェット記録装置400の動作について説明する。
画像記録前の記録媒体Pは、容器42からロール46で1枚ずつ取り出され、複数のロール対48によって搬送ベルト50へ搬送される。次いで、記録媒体Pは、帯電ロール56によって搬送ベルト50に静電吸着され、搬送ベルト50の回転によってインク吐出ヘッド30の下方へ搬送される。次いで、記録媒体P上に、インク吐出ヘッド30からインクが吐出され、画像が記録される。次いで、記録媒体P上のインクが乾燥手段34によって乾燥する。次いで、インクが乾燥し画像が固定化された記録媒体Pは、剥離板58によって搬送ベルト50から剥離され、複数のロール対64によって容器66に搬送される。
The operation of the inkjet recording device 400 will be explained.
Before image recording, the recording media P are removed one by one from the container 42 by a roll 46 and transported to the conveyor belt 50 by a plurality of roll pairs 48. Next, the recording media P are electrostatically attracted to the conveyor belt 50 by a charged roll 56 and transported below the ink ejection head 30 by the rotation of the conveyor belt 50. Next, ink is ejected onto the recording media P from the ink ejection head 30 and an image is recorded. Next, the ink on the recording media P is dried by the drying means 34. Finally, the recording media P, with the ink dried and the image fixed, is peeled off the conveyor belt 50 by a release plate 58 and transported to the container 66 by a plurality of roll pairs 64.
<印刷物製造用シート、印刷物製造用シートの製造方法>
本実施形態に係る印刷物製造用シートは、基材と、前記基材上に配置された圧力応答性粒子と、を有する。本実施形態に係る印刷物製造用シートは、本実施形態に係る圧力応答性粒子を用いて製造される。基材上の圧力応答性粒子は、基材上に配置される前の粒子形状を保っていてもよく、保っていなくてもよい。
<Sheets for printing, methods for manufacturing printed materials>
The printed material manufacturing sheet according to this embodiment comprises a substrate and pressure-responsive particles disposed on the substrate. The printed material manufacturing sheet according to this embodiment is manufactured using the pressure-responsive particles according to this embodiment. The pressure-responsive particles on the substrate may or may not retain the particle shape they had before being placed on the substrate.
本実施形態に係る印刷物製造用シートは、例えば、記録媒体に記録された情報を秘匿したい場合に記録媒体に重ねて接着されるマスキングシート;記録媒体どうしを重ねて接着する際に、記録媒体上に接着剤層を設けるために使用される剥離シート;などに適用される。 The printing sheet according to this embodiment is applicable, for example, to a masking sheet that is bonded to a recording medium when it is desired to conceal the information recorded on the recording medium; or to a release sheet used to provide an adhesive layer on a recording medium when bonding multiple recording media together.
本実施形態に係る印刷物製造用シートに適用する基材としては、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。基材には、片面又は両面に画像が形成されていてもよい。 Examples of substrates applicable to the printed material manufacturing sheet according to this embodiment include paper, coated paper (paper surface coated with resin, etc.), cloth, nonwoven fabric, resin film, and resin sheet. The substrate may have an image formed on one or both sides.
本実施形態に係る印刷物製造用シートにおいて、圧力応答性粒子は、基材の全面に配置されていてもよく、基材の一部に配置されていてもよい。圧力応答性粒子は、基材上に1層又は複数層配置されている。圧力応答性粒子の層は、基材の面方向に連続した層であってもよいし、基材の面方向に不連続な層であってもよい。圧力応答性粒子の層は、圧力応答性粒子が粒子のまま並んだ層であってもよく、隣接する圧力応答性粒子どうしが融合して並んだ層であってもよい。 In the printed material manufacturing sheet according to this embodiment, the pressure-responsive particles may be arranged across the entire surface of the substrate or on a portion of the substrate. The pressure-responsive particles are arranged in one or more layers on the substrate. The layers of pressure-responsive particles may be continuous in the planar direction of the substrate or discontinuous in the planar direction of the substrate. The layers of pressure-responsive particles may be layers where the pressure-responsive particles are arranged as individual particles, or layers where adjacent pressure-responsive particles are fused together.
基材上の圧力応答性粒子の量は、配置された領域において、例えば、0.5g/m2以上50g/m2以下であり、1g/m2以上40g/m2以下であり、1.5g/m2以上30g/m2以下である。基材上の圧力応答性粒子の層厚は、例えば、0.2μm以上25μm以下であり、0.4μm以上20μm以下であり、0.6μm以上15μm以下である。 The amount of pressure-responsive particles on the substrate is, for example, 0.5 g/ m² to 50 g/ m² , 1 g/ m² to 40 g/ m² , or 1.5 g/ m² to 30 g/ m² in the area where they are placed. The layer thickness of the pressure-responsive particles on the substrate is, for example, 0.2 μm to 25 μm, 0.4 μm to 20 μm, or 0.6 μm to 15 μm.
本実施形態に係る印刷物製造用シートは、例えば、本実施形態に係る圧力応答性粒子を用いるとともに、前記圧力応答性粒子を基材上に配置する配置工程を含む製造方法によって製造される。 The printed material manufacturing sheet according to this embodiment is manufactured, for example, by a manufacturing method that uses pressure-responsive particles according to this embodiment and includes a placement step of arranging the pressure-responsive particles on a substrate.
配置工程は、例えば、圧力応答性粒子を基材上に付与する付与工程を含み、さらに、基材上に付与された圧力応答性粒子を基材上に固定する固定工程を含んでもよい。 The placement process may include, for example, a placement step of applying pressure-responsive particles onto the substrate, and further, a fixing step of fixing the pressure-responsive particles applied to the substrate onto the substrate.
付与工程は、例えば、スプレー法、バーコート法、ダイコート法、ナイフコート法、ロールコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法、ラミネート法、電子写真法などの付与方法により実現される。付与工程の付与方法に応じて、圧力応答性粒子を分散媒に分散させ液体組成物を調製し、液体組成物を付与工程に適用してもよい。 The application process can be implemented by application methods such as spraying, bar coating, die coating, knife coating, roll coating, reverse roll coating, gravure coating, screen printing, inkjet printing, lamination, or electrophotography. Depending on the application method, pressure-responsive particles may be dispersed in a dispersion medium to prepare a liquid composition, and this liquid composition may be applied to the application process.
固定工程は、例えば、基材上の圧力応答性粒子を加熱源で加熱し、圧力応答性粒子を基材上に固定する加熱工程;圧力応答性粒子が付与された基材を一対の加圧部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)にて加圧し、圧力応答性粒子を基材上に固定する加圧工程;圧力応答性粒子が付与された基材を、内部に加熱源を備える一対の加圧部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)にて加圧及び加熱し、圧力応答性粒子を基材上に固定する加圧加熱工程;などである。 The fixing process includes, for example, a heating process in which pressure-responsive particles on a substrate are heated with a heat source to fix the pressure-responsive particles on the substrate; a pressurizing process in which the substrate to which the pressure-responsive particles have been applied is pressurized with a pair of pressurizing members (roll/roll, belt/roll) to fix the pressure-responsive particles on the substrate; and a pressurizing and heating process in which the substrate to which the pressure-responsive particles have been applied is pressurized and heated with a pair of pressurizing members (roll/roll, belt/roll) equipped with an internal heat source to fix the pressure-responsive particles on the substrate.
<電子写真方式による印刷物の製造>
本実施形態に係る圧力応答性粒子を電子写真方式に適用する実施形態例を説明する。電子写真方式においては、圧力応答性粒子は静電荷像現像用トナー(単に「トナー」ともいう。)として使用される。
<Manufacturing of printed materials using electrophotography>
An example of an embodiment in which the pressure-responsive particles according to this embodiment are applied to an electrophotographic system will be described. In the electrophotographic system, the pressure-responsive particles are used as a toner for developing electrostatic images (also simply referred to as "toner").
[静電荷像現像剤]
本実施形態に係る静電荷像現像剤(単に「現像剤」ともいう。)は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を少なくとも含むものである。本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係る圧力応答性粒子のみを含む一成分現像剤であってもよいし、本実施形態に係る圧力応答性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。
[Electrostatic Image Developer]
The electrostatic image developer (also simply referred to as "developer") according to this embodiment contains at least the pressure-responsive particles according to this embodiment. The electrostatic image developer according to this embodiment may be a one-component developer containing only the pressure-responsive particles according to this embodiment, or it may be a two-component developer in which the pressure-responsive particles according to this embodiment and a carrier are mixed.
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。 There are no particular restrictions on the carriers used; known carriers can be used. Examples of carriers include coated carriers, where a resin coating is applied to the surface of a core material made of magnetic powder; magnetic powder dispersed carriers, where magnetic powder is dispersed and blended in a matrix resin; and resin-impregnated carriers, where resin is impregnated into porous magnetic powder. In the case of magnetic powder dispersed carriers and resin-impregnated carriers, the constituent particles of the carrier may be used as the core material, with the surface coated with resin.
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。 Examples of magnetic powders include magnetic metals such as iron, nickel, and cobalt; and magnetic oxides such as ferrite and magnetite.
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。 Examples of coating resins and matrix resins include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl ether, polyvinyl ketone, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, straight silicone resins or modified products thereof containing organosiloxane bonds, fluororesins, polyesters, polycarbonates, phenolic resins, epoxy resins, etc. The coating resin and matrix resin may also contain conductive particles and other additives. Examples of conductive particles include metals such as gold, silver, and copper, carbon black, titanium dioxide, zinc oxide, tin oxide, barium sulfate, aluminum borate, and potassium titanate.
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。
To coat the surface of the core material with resin, one method is to coat it with a coating layer-forming solution prepared by dissolving a coating resin and various additives (used as needed) in a suitable solvent. The solvent is not particularly limited and should be selected considering the type of resin used and its suitability for coating.
Specific resin coating methods include the immersion method, in which the core material is immersed in a coating layer forming solution; the spray method, in which the coating layer forming solution is sprayed onto the surface of the core material; the fluidized bed method, in which the coating layer forming solution is sprayed onto the core material while it is suspended by fluidized air; and the kneader coater method, in which the carrier core material and the coating layer forming solution are mixed in a kneader coater, and then the solvent is removed.
二成分現像剤における圧力応答性粒子とキャリアとの混合比(質量比)は、圧力応答性粒子: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。 In a two-component developer, the mixing ratio (mass ratio) of pressure-responsive particles to carriers is preferably 1:100 to 30:100, and more preferably 3:100 to 20:100.
[印刷物の製造装置、印刷物の製造方法]
電子写真方式を適用した印刷物の製造装置は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を含む現像剤を収容し、前記圧力応答性粒子を電子写真方式により記録媒体上に配置する配置手段と、前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着手段と、を含む。
[Printing equipment, printing method]
A printing apparatus applying an electrophotographic method includes a placement means for containing a developer containing pressure-responsive particles according to this embodiment and arranging the pressure-responsive particles on a recording medium by an electrophotographic method, and a crimping means for folding and crimping the recording medium, or for crimping the recording medium with another recording medium.
本実施形態に係る印刷物の製造装置によって、電子写真方式による印刷物の製造方法が実施される。本実施形態に係る印刷物の製造方法は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を含む現像剤を用いて、前記圧力応答性粒子を電子写真方式により記録媒体上に配置する配置工程と、前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着工程と、を含む。 The printing apparatus according to this embodiment enables the manufacturing of printed materials using an electrophotographic method. The manufacturing method according to this embodiment includes a placement step of placing pressure-responsive particles on a recording medium using an electrophotographic method with a developer containing the pressure-responsive particles according to this embodiment, and a pressing step of folding and pressing the recording medium, or pressing the recording medium with another recording medium.
本実施形態に係る印刷物の製造装置が含む前記配置手段は、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、
本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、前記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圧力応答性粒子付与部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圧力応答性粒子付与部を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
を備える。
前記配置手段は、記録媒体の表面に転写された圧力応答性粒子付与部を固定する固定手段をさらに備えることが好ましい。
The arrangement means included in the printing apparatus according to this embodiment is, for example,
Photoreceptor and
A charging means for charging the surface of the photoreceptor,
A means for forming an electrostatic image on the surface of the charged photoreceptor,
A developing means containing an electrostatic image developer according to this embodiment, which develops the electrostatic image formed on the surface of the photoreceptor as a pressure-responsive particle-granting part using the electrostatic image developer,
A transfer means for transferring the pressure-responsive particle-granting portion formed on the surface of the photoreceptor to the surface of the recording medium,
It is equipped with.
Preferably, the arrangement means further includes fixing means for fixing the pressure-responsive particle-applying portion transferred to the surface of the recording medium.
本実施形態に係る印刷物の製造方法が含む前記配置工程は、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、
本実施形態に係る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圧力応答性粒子付与部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圧力応答性粒子付与部を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
を含む。
前記配置工程は、記録媒体の表面に転写された圧力応答性粒子付与部を固定する固定工程をさらに含むことが好ましい。
The arrangement step included in the method for manufacturing printed materials according to this embodiment is, for example,
A charging process in which the surface of the photoreceptor is charged,
A step of forming an electrostatic image on the surface of the charged photoreceptor,
The development step of developing the electrostatic image formed on the surface of the photoreceptor as a pressure-responsive particle-granting section using the electrostatic image developer according to this embodiment,
A transfer step of transferring the pressure-responsive particle-granting portion formed on the surface of the photoreceptor to the surface of the recording medium,
Includes.
The arrangement step preferably further includes a fixing step of fixing the pressure-responsive particle-imparting portion transferred to the surface of the recording medium.
前記配置手段は、例えば、感光体の表面に形成された圧力応答性粒子付与部を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;感光体の表面に形成された圧力応答性粒子付与部を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写された圧力応答性粒子付与部を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;圧力応答性粒子付与部の転写後、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;圧力応答性粒子付与部の転写後、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。前記配置手段が中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面に圧力応答性粒子付与部が転写される中間転写体と、感光体の表面に形成された圧力応答性粒子付与部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圧力応答性粒子付与部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。 The arrangement means is, for example, a direct transfer device that directly transfers a pressure-responsive particle-granulating portion formed on the surface of a photoreceptor to a recording medium; an intermediate transfer device that first transfers the pressure-responsive particle-granulating portion formed on the surface of a photoreceptor to the surface of an intermediate transfer body, and then secondarily transfers the pressure-responsive particle-granulating portion transferred to the surface of the intermediate transfer body to the surface of a recording medium; a device equipped with cleaning means for cleaning the surface of the photoreceptor after the transfer of the pressure-responsive particle-granulating portion and before charging; a device equipped with static elimination means for irradiating the surface of the photoreceptor with static elimination light to eliminate static charge after the transfer of the pressure-responsive particle-granulating portion and before charging; and so on. In the case of an intermediate transfer device, the transfer means includes, for example, an intermediate transfer body on which the pressure-responsive particle-granulating portion is transferred; a primary transfer means for first transferring the pressure-responsive particle-granulating portion formed on the surface of the photoreceptor to the surface of the intermediate transfer body; and a secondary transfer means for secondarily transferring the pressure-responsive particle-granulating portion transferred to the surface of the intermediate transfer body to the surface of a recording medium.
前記配置手段は、現像手段を含む部分が、前記配置手段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、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。 The aforementioned arrangement means may be a cartridge structure (a so-called process cartridge) in which the developing means is attached to and detached from the arrangement means. As the process cartridge, for example, a process cartridge containing the electrostatic image developer according to this embodiment and equipped with a developing means is preferably used.
本実施形態に係る印刷物の製造装置が含む圧着手段は、本実施形態に係る圧力応答性粒子が配置された記録媒体に圧力を印加する。これによって、記録媒体上において本実施形態に係る圧力応答性粒子が流動化し接着性を発揮する。本実施形態に係る圧力応答性粒子を流動化させる目的で圧着手段が記録媒体に印加する圧力は、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。 The crimping means included in the printing apparatus according to this embodiment applies pressure to the recording medium on which the pressure-responsive particles according to this embodiment are arranged. This causes the pressure-responsive particles according to this embodiment to fluidize on the recording medium and exhibit adhesive properties. The pressure applied by the crimping means to the recording medium for the purpose of fluidizing the pressure-responsive particles according to this embodiment is preferably 3 MPa to 300 MPa, more preferably 10 MPa to 200 MPa, and even more preferably 30 MPa to 150 MPa.
本実施形態に係る圧力応答性粒子は、記録媒体の全面に配置されてもよく、記録媒体の一部に配置されてもよい。本実施形態に係る圧力応答性粒子は、記録媒体上に1層又は複数層配置される。本実施形態に係る圧力応答性粒子の層は、記録媒体の面方向に連続した層であってもよいし、記録媒体の面方向に不連続な層であってもよい。本実施形態に係る圧力応答性粒子の層は、圧力応答性粒子が粒子のまま並んだ層であってもよく、隣接する圧力応答性粒子どうしが融合して並んだ層であってもよい。 The pressure-responsive particles according to this embodiment may be arranged across the entire surface of the recording medium or on a portion of it. One or more layers of pressure-responsive particles according to this embodiment are arranged on the recording medium. The layers of pressure-responsive particles according to this embodiment may be continuous in the planar direction of the recording medium or discontinuous in the planar direction of the recording medium. The layers of pressure-responsive particles according to this embodiment may be layers where the pressure-responsive particles are arranged as individual particles, or layers where adjacent pressure-responsive particles are fused together.
記録媒体上の本実施形態に係る圧力応答性粒子(好ましくは透明な圧力応答性粒子)の量は、配置された領域において、例えば、0.5g/m2以上50g/m2以下であり、1g/m2以上40g/m2以下であり、1.5g/m2以上30g/m2以下である。記録媒体上の本実施形態に係る圧力応答性粒子(好ましくは透明な圧力応答性粒子)の層厚は、例えば、0.2μm以上25μm以下であり、0.4μm以上20μm以下であり、0.6μm以上15μm以下である。 The amount of pressure-responsive particles (preferably transparent pressure-responsive particles) according to this embodiment on the recording medium is, for example, 0.5 g/ m² to 50 g/ m² , 1 g/ m² to 40 g/ m² , or 1.5 g/ m² to 30 g/ m² in the area where they are arranged. The layer thickness of the pressure-responsive particles (preferably transparent pressure-responsive particles) according to this embodiment on the recording medium is, for example, 0.2 μm to 25 μm, 0.4 μm to 20 μm, or 0.6 μm to 15 μm.
本実施形態に係る印刷物の製造装置に適用す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、片面又は両面に画像を有していてもよい。 Examples of recording media applicable to the printing apparatus according to this embodiment include paper, coated paper (paper with a resin coating on its surface), cloth, nonwoven fabric, resin film, and resin sheet. The recording media may have images on one or both sides.
以下、電子写真方式を適用した本実施形態に係る印刷物の製造装置の一例を示すが、本実施形態はこれに限定されるわけではない。 The following shows an example of a printing apparatus according to this embodiment that applies the electrophotographic method, but this embodiment is not limited to this example.
図3は、本実施形態に係る印刷物の製造装置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装置は、配置手段100と、配置手段100の下流に配置された圧着手段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。 Figure 3 is a schematic diagram showing an example of a printing apparatus according to this embodiment. The printing apparatus shown in Figure 3 comprises a placement means 100 and a crimping means 200 located downstream of the placement means 100. The arrows indicate the rotation direction of the photoreceptor or the transport direction of the recording medium.
配置手段100は、本実施形態に係る圧力応答性粒子を含む現像剤を用いて、本実施形態に係る圧力応答性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、片面又は両面に予め画像が形成されている。 The placement means 100 is a direct transfer apparatus that uses a developer containing the pressure-responsive particles according to this embodiment to place the pressure-responsive particles on the recording medium P using an electrophotographic method. The recording medium P has an image pre-formed on one or both sides.
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、静電荷像に圧力応答性粒子を供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)104、現像した圧力応答性粒子付与部を記録媒体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の表面に残存する圧力応答性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。 The arrangement means 100 includes a photoreceptor 101. Around the photoreceptor 101, the following are arranged in order: a charging roll (an example of a charging means) 102 for charging the surface of the photoreceptor 101; an exposure device (an example of a static charge image forming means) 103 for exposing the charged surface of the photoreceptor 101 with a laser beam to form a static charge image; a developing device (an example of a developing means) 104 for developing the static charge image by supplying pressure-responsive particles to it; a transfer roll (an example of a transfer means) 105 for transferring the developed pressure-responsive particle application area onto the recording medium P; and a photoreceptor cleaning device (an example of a cleaning means) 106 for removing pressure-responsive particles remaining on the surface of the photoreceptor 101 after transfer.
配置手段100が本実施形態に係る圧力応答性粒子を記録媒体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、本実施形態に係る圧力応答性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。
The operation by which the placement means 100 places the pressure-responsive particles according to this embodiment onto the recording medium P will be described.
First, the surface of the photoreceptor 101 is charged by the charging roll 102. The exposure apparatus 103 irradiates the charged surface of the photoreceptor 101 with a laser beam according to image data sent from a control unit (not shown). As a result, an electrostatic charge image of the arrangement pattern of pressure-responsive particles according to this embodiment is formed on the surface of the photoreceptor 101.
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によって現像され圧力応答性粒子付与部になる。 The electrostatic charge image formed on the photoreceptor 101 rotates as the photoreceptor 101 moves to the development position. At the development position, the electrostatic charge image on the photoreceptor 101 is developed by the development device 104, becoming a pressure-responsive particle-adding section.
現像装置104内には、少なくとも本実施形態に係る圧力応答性粒子とキャリアとを含む現像剤が収容されている。本実施形態に係る圧力応答性粒子は、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表面の静電荷像に圧力応答性粒子が静電的に付着し、静電荷像が圧力応答性粒子によって現像される。圧力応答性粒子付与部が形成された感光体101は、引き続き走行し、感光体101上の圧力応答性粒子付与部が転写位置へ搬送される。 The developing device 104 contains a developer containing at least the pressure-responsive particles and carriers according to this embodiment. The pressure-responsive particles according to this embodiment are triboelectrically charged by agitation with the carriers inside the developing device 104 and are held on the developer roll. As the surface of the photoreceptor 101 passes through the developing device 104, the pressure-responsive particles electrostatically adhere to the electrostatic charge image on the surface of the photoreceptor 101, and the electrostatic charge image is developed by the pressure-responsive particles. The photoreceptor 101, with the pressure-responsive particle application section formed thereon, continues to move, and the pressure-responsive particle application section on the photoreceptor 101 is transported to the transfer position.
感光体101上の圧力応答性粒子付与部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に向う静電気力が圧力応答性粒子付与部に作用し、感光体101上の圧力応答性粒子付与部が記録媒体P上に転写される。 When the pressure-responsive particle application area on the photoreceptor 101 is transported to the transfer position, a transfer bias is applied to the transfer roll 105. An electrostatic force from the photoreceptor 101 towards the transfer roll 105 acts on the pressure-responsive particle application area, transferring the pressure-responsive particle application area from the photoreceptor 101 onto the recording medium P.
感光体101上に残留した圧力応答性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圧力応答性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。 Pressure-responsive particles remaining on the photoreceptor 101 are removed and recovered by the photoreceptor cleaning device 106. The photoreceptor cleaning device 106 is, for example, a cleaning blade or a cleaning brush. From the viewpoint of suppressing the phenomenon where pressure-responsive particles remaining on the surface of the photoreceptor according to this embodiment become fluid due to pressure and adhere to the surface of the photoreceptor in a film-like manner, the photoreceptor cleaning device 106 is preferably a cleaning brush.
圧力応答性粒子付与部が転写された記録媒体Pは固定装置(固定手段の一例)107へと搬送される。固定装置107は、例えば、一対の固定部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)である。配置手段100は、固定装置107を備えていなくてもよいが、記録媒体Pから本実施形態に係る圧力応答性粒子が脱落することを抑制する観点から、固定装置107を備えていることが好ましい。固定装置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P2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。 The recording medium P to which the pressure-responsive particle application unit has been transferred is transported to a fixing device (an example of a fixing means) 107. The fixing device 107 is, for example, a pair of fixing members (roll/roll, belt/roll). The placement means 100 does not necessarily have to include the fixing device 107, but it is preferable to include the fixing device 107 from the viewpoint of suppressing the detachment of the pressure-responsive particles according to this embodiment from the recording medium P. The pressure applied to the recording medium P by the fixing device 107 may be lower than the pressure applied to the recording medium P2 by the pressurizing device 230, and specifically, 0.2 MPa to 1 MPa is preferable.
固定装置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。固定装置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、固定装置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、固定装置107内の温度が環境温度以上になることを除外しない。 The fixing device 107 may or may not have an internal heating source (e.g., a halogen heater) for heating the recording medium P. If the fixing device 107 has an internal heating source, the surface temperature of the recording medium P when heated by the heating source is preferably 150°C to 220°C, more preferably 155°C to 210°C, and even more preferably 160°C to 200°C. Note that the absence of an internal heating source in the fixing device 107 does not rule out the possibility that the temperature inside the fixing device 107 may exceed the ambient temperature due to heat generated by the motor or other components of the placement means 100.
記録媒体Pは、配置手段100を通過することによって、画像上に本実施形態に係る圧力応答性粒子が付与された記録媒体P1になる。記録媒体P1は、圧着手段200に向けて搬送される。 The recording medium P, upon passing through the placement means 100, becomes a recording medium P1 on which pressure-responsive particles according to this embodiment are imprinted on the image. The recording medium P1 is then transported toward the crimping means 200.
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、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、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。 In the printing apparatus according to this embodiment, the placement means 100 and the crimping means 200 may be located in close proximity or at a distance from each other. When the placement means 100 and the crimping means 200 are at a distance from each other, they may be connected, for example, by a transport means (e.g., a belt conveyor) that transports the recording medium P1.
圧着手段200は、折り装置220と加圧装置230とを備え、記録媒体P1を折り重ねて圧着する手段である。 The crimping means 200 comprises a folding device 220 and a pressing device 230, and is a means for folding and crimping the recording medium P1.
折り装置220は、当該装置を通過する記録媒体P1を折り重ね、折り重なった記録媒体P2を作製する。記録媒体P2の折り重なり方は、例えば、二つ折り、三つ折り、四つ折りであり、記録媒体P2の一部のみが折り重なっている形態でもよい。記録媒体P2は、対向する2つの面の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、本実施形態に係る圧力応答性粒子が配置された状態である。 The folding device 220 folds the recording medium P1 passing through the device to produce a folded recording medium P2. The folding of the recording medium P2 can be, for example, a two-fold, a three-fold, or a four-fold, and it may also be a form in which only a portion of the recording medium P2 is folded. The recording medium P2 is in a state where the pressure-responsive particles according to this embodiment are arranged on at least a portion of at least one of two opposing surfaces.
折り装置220は、記録媒体P2に圧力を印加する一対の加圧部材(例えば、ロール/ロール、ベルト/ロール)を有していてもよい。折り装置220の加圧部材が記録媒体P2に印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体P2に印加する圧力に比較して低圧でよく、具体的には、1MPa以上10MPa以下が好ましい。 The folding device 220 may have a pair of pressurizing members (e.g., roll/roll, belt/roll) that apply pressure to the recording medium P2. The pressure applied to the recording medium P2 by the pressurizing members of the folding device 220 may be lower than the pressure applied to the recording medium P2 by the pressurizing device 230; specifically, 1 MPa to 10 MPa is preferred.
圧着手段200は、折り装置220の代わりに、記録媒体P1と別の記録媒体とを重ねる重ね装置を備えていてもよい。記録媒体P1と別の記録媒体との重なりの形態は、例えば、記録媒体P1上に別の記録媒体が1枚重なっている形態、記録媒体P1上の複数個所に別の記録媒体が1枚ずつそれぞれ重なっている形態などである。別の記録媒体は、片面又は両面に予め画像が形成されている記録媒体でもよく、画像が形成されていない記録媒体でもよく、予め作製しておいた圧着印刷物でもよい。 The crimping means 200 may include a stacking device for stacking recording medium P1 and another recording medium instead of a folding device 220. The form of stacking between recording medium P1 and the other recording medium may be, for example, one other recording medium stacked on top of recording medium P1, or one other recording medium stacked on multiple locations on recording medium P1. The other recording medium may be a recording medium with an image pre-formed on one or both sides, a recording medium without an image, or a pre-made crimped print.
折り装置220(又は重ね装置)を出た記録媒体P2は、加圧装置230に向けて搬送される。 The recording medium P2, having exited the folding device 220 (or stacking device), is transported toward the pressurizing device 230.
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、通過する記録媒体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。 The pressurizing device 230 comprises a pair of pressurizing members (i.e., pressurizing rolls 231 and 232). The pressurizing rolls 231 and 232 contact and push against each other on their outer surfaces, applying pressure to the passing recording medium P2. The pair of pressurizing members in the pressurizing device 230 are not limited to a combination of pressurizing rolls; they may also be a combination of pressurizing rolls and a pressurizing belt, or a combination of pressurizing belts.
加圧装置230を通過する記録媒体P2に圧力が印加されると、記録媒体P2上において本実施形態に係る圧力応答性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が記録媒体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。 When pressure is applied to the recording medium P2 passing through the pressurizing device 230, the pressure-responsive particles according to this embodiment become fluid due to the pressure and exhibit adhesive properties on the recording medium P2. The pressure applied to the recording medium P2 by the pressurizing device 230 is preferably 3 MPa to 300 MPa, more preferably 10 MPa to 200 MPa, and even more preferably 30 MPa to 150 MPa.
加圧装置230は内部に、記録媒体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記録媒体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。 The pressurizing device 230 may or may not have an internal heat source (e.g., a halogen heater) for heating the recording medium P2. If the pressurizing device 230 has an internal heat source, the surface temperature of the recording medium P2 when heated by the heat source is preferably 30°C to 120°C, more preferably 40°C to 100°C, and even more preferably 50°C to 90°C. Note that the absence of an internal heat source in the pressurizing device 230 does not rule out the possibility that the temperature inside the pressurizing device 230 may exceed the ambient temperature due to heat generated by the motor or other components within the pressurizing device 230.
記録媒体P2が加圧装置230を通過することによって、折り重なった面どうしが流動化した本実施形態に係る圧力応答性粒子によって接着され、圧着印刷物P3が作製される。圧着印刷物P3は、対向する面どうしが、一部又は全部、接着されている。 As the recording medium P2 passes through the pressurizing device 230, the overlapping surfaces are bonded together by the pressure-responsive particles of this embodiment, which have been fluidized, thereby producing a crimped printed material P3. The crimped printed material P3 has opposing surfaces that are partially or completely bonded together.
完成した圧着印刷物P3は、加圧装置230から搬出される。 The completed pressure-pressed printed material P3 is discharged from the pressure device 230.
圧着印刷物P3の第一の形態は、折り重なった記録媒体が、対向する面において、本実施形態に係る圧力応答性粒子によって接着されてなる、圧着印刷物である。本形態の圧着印刷物P3は、折り装置220を備える印刷物の製造装置によって製造される。 The first embodiment of the pressure-sensitive printed material P3 is a pressure-sensitive printed material in which folded recording media are bonded together on opposing surfaces by pressure-responsive particles according to this embodiment. The pressure-sensitive printed material P3 of this embodiment is manufactured by a printing apparatus equipped with a folding device 220.
圧着印刷物P3の第二の形態は、重なった複数の記録媒体が、対向する面において、本実施形態に係る圧力応答性粒子によって接着されてなる、圧着印刷物である。本形態の圧着印刷物P3は、重ね装置を備える圧着印刷物の製造装置によって製造される。 A second embodiment of the pressure-sensitive printed material P3 is a pressure-sensitive printed material in which multiple overlapping recording media are bonded together on opposing surfaces by pressure-responsive particles according to this embodiment. The pressure-sensitive printed material P3 of this embodiment is manufactured by a pressure-sensitive printed material manufacturing apparatus equipped with an overlapping device.
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、記録媒体P2を折り装置220(又は重ね装置)から加圧装置230へ連続して搬送する形態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、折り装置220(又は重ね装置)を出た記録媒体P2を貯留し、記録媒体P2の貯留量が予め定められた量に達した後、記録媒体P2を加圧装置230に搬送する形態の装置でもよい。 The printing apparatus according to this embodiment is not limited to an apparatus that continuously transports the recording medium P2 from the folding device 220 (or stacking device) to the pressurizing device 230. The printing apparatus according to this embodiment may also be an apparatus that stores the recording medium P2 after it exits the folding device 220 (or stacking device), and then transports the recording medium P2 to the pressurizing device 230 after the amount of stored recording medium P2 reaches a predetermined amount.
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置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。折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置230とが離隔している場合、折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置230とは、例えば、記録媒体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。 In the printing apparatus according to this embodiment, the folding device 220 (or stacking device) and the pressure-sealing device 230 may be located in close proximity or at a distance from each other. When the folding device 220 (or stacking device) and the pressure-sealing device 230 are at a distance from each other, they may be connected, for example, by a conveying means (e.g., a belt conveyor) for transporting the recording medium P2.
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、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、記録媒体P1の一部であって本実施形態に係る圧力応答性粒子が配置されていない領域を切り落とす裁断手段;折り装置220と加圧装置230との間に配置され、記録媒体P2の一部であって本実施形態に係る圧力応答性粒子が配置されていない領域を切り落とす裁断手段;圧着手段200の下流に配置され、圧着印刷物P3の一部であって本実施形態に係る圧力応答性粒子によって接着されていない領域を切り落とす裁断手段;などである。 The printing apparatus according to this embodiment may include cutting means for cutting the recording medium to predetermined dimensions. Examples of cutting means include: cutting means positioned between the placement means 100 and the crimping means 200 to cut off a portion of the recording medium P1 where the pressure-responsive particles according to this embodiment are not present; cutting means positioned between the folding device 220 and the pressing device 230 to cut off a portion of the recording medium P2 where the pressure-responsive particles according to this embodiment are not present; cutting means positioned downstream of the crimping means 200 to cut off a portion of the crimped print P3 where it is not bonded by the pressure-responsive particles according to this embodiment; and so on.
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、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圧着印刷物を形成した後、長尺の圧着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。 The printing apparatus according to this embodiment is not limited to a sheet-fed apparatus. The printing apparatus according to this embodiment may be a device that performs a placement process and a pressing process on a long recording medium to form a long pressed printed material, and then cuts the long pressed printed material to predetermined dimensions.
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、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、
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。
The printing apparatus according to this embodiment may further include a color image forming means for forming a color image on a recording medium by an electrophotographic method using a colored electrostatic image developer. The color image forming means is, for example,
Photoreceptor and
A charging means for charging the surface of the photoreceptor,
A means for forming an electrostatic image on the surface of the charged photoreceptor,
A developing means containing a colored electrostatic image developer, which develops the electrostatic image formed on the surface of the photoreceptor as a colored toner image using the colored electrostatic image developer,
A transfer means for transferring a colored toner image formed on the surface of the photoreceptor to the surface of a recording medium,
The system includes a thermal fixing means for thermally fixing a colored toner image transferred to the surface of the recording medium.
上記構成の製造装置によって、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、
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。
The manufacturing apparatus with the above configuration enables the manufacturing method for printed materials according to this embodiment, further comprising a color image forming step of forming a color image on a recording medium by an electrophotographic method using a colored electrostatic image developer. Specifically, the color image forming step is:
A charging process in which the surface of the photoreceptor is charged,
A step of forming an electrostatic image on the surface of the charged photoreceptor,
A developing step in which a static charge image formed on the surface of the photoreceptor is developed as a colored toner image using a colored electrostatic image developer,
A transfer step of transferring a colored toner image formed on the surface of the photoreceptor to the surface of a recording medium,
The process includes a thermal fixing step of thermally fixing a colored toner image transferred to the surface of the recording medium.
本実施形態に係る印刷物の製造装置が含む有色画像形成手段は、例えば、感光体の表面に形成された有色のトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;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し、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中間転写方式の装置;有色のトナー画像の転写後、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;有色のトナー画像の転写後、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。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。 The color image forming means included in the printing apparatus according to this embodiment is, for example, a direct transfer apparatus that directly transfers a color toner image formed on the surface of a photoreceptor to a recording medium; an intermediate transfer apparatus that first transfers the color toner image formed on the surface of a photoreceptor to the surface of an intermediate transfer body, and then secondarily transfers the color toner image transferred to the surface of the intermediate transfer body to the surface of the recording medium; an apparatus equipped with cleaning means for cleaning the surface of the photoreceptor before charging after the transfer of the color toner image; an apparatus equipped with static elimination means for irradiating the surface of the photoreceptor with static elimination light before charging after the transfer of the color toner image; and so on. In the case of an intermediate transfer apparatus, the transfer means includes, for example, an intermediate transfer body on which a color toner image is transferred; a primary transfer means for first transferring the color toner image formed on the surface of the photoreceptor to the surface of the intermediate transfer body; and a secondary transfer means for secondarily transferring the color toner image transferred to the surface of the intermediate transfer body to the surface of the recording medium.
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、本実施形態に係る圧力応答性粒子を含む現像剤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、中間転写体及び二次転写手段を共有していてもよい。 In the printing apparatus according to this embodiment, if the placement means for the developer containing pressure-responsive particles according to this embodiment and the colored image forming means employ an intermediate transfer method, the placement means and the colored image forming means may share an intermediate transfer body and a secondary transfer means.
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、本実施形態に係る圧力応答性粒子を含む像現像剤の配置手段と有色画像形成手段とは、熱定着手段を共有していてもよい。 In the printing apparatus according to this embodiment, the means for arranging the image developer containing pressure-responsive particles according to this embodiment and the means for forming a colored image may share a heat fixing means.
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装置の一例を示すが、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。 The following describes an example of a printing apparatus according to this embodiment, equipped with a color image forming means; however, this embodiment is not limited to this example. In the following description, only the main parts shown in the figures will be described; other parts will be omitted.
図4は、電子写真方式を適用した本実施形態に係る印刷物の製造装置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装置は、記録媒体への本実施形態に係る圧力応答性粒子の配置と有色画像形成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200とを備える。 Figure 4 is a schematic diagram showing an example of a printing apparatus according to this embodiment, applying an electrophotographic method. The printing apparatus shown in Figure 4 comprises a printing means 300 that simultaneously arranges pressure-responsive particles according to this embodiment onto a recording medium and forms a colored image, and a pressing means 200 located downstream of the printing means 300.
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、本実施形態に係る圧力応答性粒子(T)を配置するユニット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、本実施形態に係る圧力応答性粒子を含む現像剤を用いて記録媒体P上に本実施形態に係る圧力応答性粒子を配置する配置手段である。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。 The printing means 300 is a five-tandem and intermediate transfer printing means. The printing means 300 comprises a unit 10T for arranging the pressure-responsive particles (T) according to this embodiment, and units 10Y, 10M, 10C, and 10K for forming yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) color images. Unit 10T is an arrangement means for arranging the pressure-responsive particles according to this embodiment on the recording medium P using a developer containing the pressure-responsive particles according to this embodiment. Units 10Y, 10M, 10C, and 10K are means for forming colored images on the recording medium P using a developer containing colored toner. Units 10T, 10Y, 10M, 10C, and 10K employ an electrophotographic method.
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、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。 Units 10T, 10Y, 10M, 10C, and 10K are arranged side by side, spaced apart from each other in the horizontal direction. Units 10T, 10Y, 10M, 10C, and 10K may also be process cartridges that can be attached to and detached from the printing means 300.
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。 Below units 10T, 10Y, 10M, 10C, and 10K, an intermediate transfer belt (an example of an intermediate transfer body) 20 extends through each unit. The intermediate transfer belt 20 is wound around a drive roll 22, a support roll 23, and an opposing roll 24, which are in contact with the inner surface of the intermediate transfer belt 20, and travels in the direction from unit 10T to unit 10K. An intermediate transfer body cleaning device 21 is provided on the image-holding surface side of the intermediate transfer belt 20, opposite the drive roll 22.
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、圧力応答性粒子カートリッジ8Tに収められた本実施形態に係る圧力応答性粒子、又は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロートナー、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。 Units 10T, 10Y, 10M, 10C, and 10K are each equipped with developing devices (examples of developing means) 4T, 4Y, 4M, 4C, and 4K, respectively. Each of the developing devices 4T, 4Y, 4M, 4C, and 4K is supplied with pressure-responsive particles according to this embodiment, contained in a pressure-responsive particle cartridge 8T, or yellow toner, magenta toner, cyan toner, and black toner, contained in toner cartridges 8Y, 8M, 8C, and 8K.
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、本実施形態に係る圧力応答性粒子を記録媒体上に配置するユニット10Tについて代表して説明する。 Since units 10T, 10Y, 10M, 10C, and 10K have equivalent configurations and operations, unit 10T, which arranges the pressure-responsive particles on the recording medium according to this embodiment, will be described as representative.
ユニット10Tは、感光体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、静電荷像に圧力応答性粒子を供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)4T、現像した圧力応答性粒子付与部を中間転写ベルト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の表面に残存する圧力応答性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。 Unit 10T has a photoreceptor 1T. Around the photoreceptor 1T, the following are arranged in order: a charging roll (an example of a charging means) 2T for charging the surface of the photoreceptor 1T; an exposure device (an example of a static charge image forming means) 3T for exposing the charged surface of the photoreceptor 1T with a laser beam to form a static charge image; a developing device (an example of a developing means) 4T for developing the static charge image by supplying pressure-responsive particles to it; a primary transfer roll (an example of a primary transfer means) 5T for transferring the developed pressure-responsive particle application section onto the intermediate transfer belt 20; and a photoreceptor cleaning device (an example of a cleaning means) 6T for removing pressure-responsive particles remaining on the surface of the photoreceptor 1T after primary transfer. The primary transfer roll 5T is positioned inside the intermediate transfer belt 20 and opposite the photoreceptor 1T.
以下、ユニット10Tの動作を例示しながら、記録媒体P上に本実施形態に係る圧力応答性粒子の配置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、本実施形態に係る圧力応答性粒子の配置パターンの静電荷像が感光体1Tの表面に形成される。
The following describes the operation of arranging pressure-responsive particles according to this embodiment and forming a colored image on the recording medium P, with the operation of unit 10T as an example.
First, the surface of the photoreceptor 1T is charged by the charging roll 2T. The exposure apparatus 3T irradiates the charged surface of the photoreceptor 1T with a laser beam according to image data sent from a control unit (not shown). As a result, an electrostatic charge image of the arrangement pattern of pressure-responsive particles according to this embodiment is formed on the surface of the photoreceptor 1T.
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によって現像され圧力応答性粒子付与部になる。 The electrostatic charge image formed on the photoreceptor 1T rotates as the photoreceptor 1T moves to the development position. At the development position, the electrostatic charge image on the photoreceptor 1T is developed by the development device 4T, becoming a pressure-responsive particle application section.
現像装置4T内には、少なくとも本実施形態に係る圧力応答性粒子とキャリアとを含む現像剤が収容されている。本実施形態に係る圧力応答性粒子は、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表面の静電荷像に圧力応答性粒子が静電的に付着し、静電荷像が圧力応答性粒子によって現像される。圧力応答性粒子付与部が形成された感光体1Tは、引き続き走行し、感光体1T上の圧力応答性粒子付与部が一次転写位置へ搬送される。 The developing apparatus 4T contains a developer containing at least the pressure-responsive particles and carriers according to this embodiment. The pressure-responsive particles according to this embodiment are triboelectrically charged by agitation with the carriers inside the developing apparatus 4T and are held on the developer roll. As the surface of the photoreceptor 1T passes through the developing apparatus 4T, the pressure-responsive particles electrostatically adhere to the electrostatic charge image on the surface of the photoreceptor 1T, and the electrostatic charge image is developed by the pressure-responsive particles. The photoreceptor 1T, with the pressure-responsive particle application section formed thereon, continues to move, and the pressure-responsive particle application section on the photoreceptor 1T is transported to the primary transfer position.
感光体1T上の圧力応答性粒子付与部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に向う静電気力が圧力応答性粒子付与部に作用し、感光体1T上の圧力応答性粒子付与部が中間転写ベルト20上に転写される。感光体1T上に残留した圧力応答性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。 When the pressure-responsive particle application area on the photoreceptor 1T is transported to the primary transfer position, a primary transfer bias is applied to the primary transfer roll 5T. An electrostatic force acts on the pressure-responsive particle application area from the photoreceptor 1T toward the primary transfer roll 5T, transferring the pressure-responsive particle application area from the photoreceptor 1T onto the intermediate transfer belt 20. The pressure-responsive particles remaining on the photoreceptor 1T are removed and recovered by the photoreceptor cleaning device 6T. The photoreceptor cleaning device 6T is, for example, a cleaning blade, a cleaning brush, etc., and a cleaning brush is preferred.
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にて圧力応答性粒子付与部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。 In units 10Y, 10M, 10C, and 10K, the same operation as in unit 10T is performed using a developer containing colored toner. The intermediate transfer belt 20, onto which the pressure-responsive particle application section was transferred in unit 10T, sequentially passes through units 10Y, 10M, 10C, and 10K, and multiple toner images of each color are transferred onto the intermediate transfer belt 20.
ユニット10T、10Y、10M、10C及び10Kを通して圧力応答性粒子付与部及び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に向う静電気力が圧力応答性粒子付与部及びトナー画像に作用し、中間転写ベルト20上の圧力応答性粒子付与部及びトナー画像が記録媒体P上に転写される。 The intermediate transfer belt 20, through units 10T, 10Y, 10M, 10C, and 10K, onto which the pressure-responsive particle application unit and toner image have been multiple-transferred, proceeds to a secondary transfer unit composed of the intermediate transfer belt 20, a counter roll 24 in contact with the inner surface of the intermediate transfer belt, and a secondary transfer roll (an example of a secondary transfer means) 26 positioned on the image-holding side of the intermediate transfer belt 20. Meanwhile, the recording medium P is fed via a supply mechanism into the gap where the secondary transfer roll 26 and the intermediate transfer belt 20 are in contact, and a secondary transfer bias is applied to the counter roll 24. At this time, an electrostatic force from the intermediate transfer belt 20 toward the recording medium P acts on the pressure-responsive particle application unit and toner image, transferring the pressure-responsive particle application unit and toner image from the intermediate transfer belt 20 onto the recording medium P.
圧力応答性粒子付与部及びトナー画像が転写された記録媒体Pは熱定着装置(熱定着手段の一例)28へと搬送される。熱定着装置28は、ハロゲンヒータ等の加熱源を備え、記録媒体Pを加熱する。熱定着装置28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。熱定着装置28を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。 The pressure-responsive particle application unit and the recording medium P onto which the toner image has been transferred are transported to a thermal fixing device (an example of a thermal fixing means) 28. The thermal fixing device 28 is equipped with a heating source such as a halogen heater and heats the recording medium P. The surface temperature of the recording medium P when heated by the thermal fixing device 28 is preferably 150°C to 220°C, more preferably 155°C to 210°C, and even more preferably 160°C to 200°C. By passing through the thermal fixing device 28, the colored toner image is thermally fixed onto the recording medium P.
熱定着装置28は、記録媒体Pから本実施形態に係る圧力応答性粒子が脱落することを抑制する観点、及び、有色画像の記録媒体Pへの定着性を向上させる観点から、加熱と共に加圧を行う装置であることが好ましく、例えば、内部に加熱源を備える一対の定着部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)であってもよい。熱定着装置28が加圧を行う場合、熱定着装置28が記録媒体Pに印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体P2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。 The thermal fixing device 28 is preferably a device that applies heat and pressure simultaneously, from the viewpoint of suppressing the detachment of pressure-responsive particles according to this embodiment from the recording medium P and from the viewpoint of improving the fixation of colored images to the recording medium P. For example, it may be a pair of fixing members (roll/roll, belt/roll) equipped with a heating source inside. When the thermal fixing device 28 applies pressure, the pressure applied by the thermal fixing device 28 to the recording medium P may be lower than the pressure applied by the pressurizing device 230 to the recording medium P2, and specifically, 0.2 MPa to 1 MPa is preferred.
記録媒体Pは、印刷手段300を通過することによって、有色画像及び本実施形態に係る圧力応答性粒子が付与された記録媒体P1になる。記録媒体P1は、圧着手段200に向けて搬送される。 The recording medium P, upon passing through the printing means 300, becomes a recording medium P1 onto which a colored image and pressure-responsive particles according to this embodiment are imprinted. The recording medium P1 is then transported toward the crimping means 200.
図4における圧着手段200の構成は、図3における圧着手段200と同じでよく、圧着手段200については構成及び動作の詳細な説明を省略する。 The configuration of the crimping mechanism 200 in Figure 4 is the same as that of the crimping mechanism 200 in Figure 3, and a detailed explanation of the configuration and operation of the crimping mechanism 200 is omitted.
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、印刷手段300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。印刷手段300と圧着手段200とが離隔している場合、印刷手段300と圧着手段200とは、例えば、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。 In the printing apparatus according to this embodiment, the printing means 300 and the crimping means 200 may be located in close proximity or separated from each other. When the printing means 300 and the crimping means 200 are separated, they are connected, for example, by a conveying means (e.g., a belt conveyor) that transports the recording medium P1.
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、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200との間に配置され、記録媒体P1の一部であって本実施形態に係る圧力応答性粒子が配置されていない領域を切り落とす裁断手段;折り装置220と加圧装置230との間に配置され、記録媒体P2の一部であって本実施形態に係る圧力応答性粒子が配置されていない領域を切り落とす裁断手段;圧着手段200の下流に配置され、圧着印刷物P3の一部であって本実施形態に係る圧力応答性粒子によって接着されていない領域を切り落とす裁断手段;などである。 The printing apparatus according to this embodiment may include cutting means for cutting the recording medium to predetermined dimensions. Examples of cutting means include: cutting means positioned between the printing means 300 and the crimping means 200 to cut off a portion of the recording medium P1 where the pressure-responsive particles according to this embodiment are not present; cutting means positioned between the folding device 220 and the pressing device 230 to cut off a portion of the recording medium P2 where the pressure-responsive particles according to this embodiment are not present; cutting means positioned downstream of the crimping means 200 to cut off a portion of the crimped printed material P3 where it is not bonded by the pressure-responsive particles according to this embodiment; and so on.
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、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有色画像形成工程、配置工程及び圧着工程を行って長尺の圧着印刷物を形成した後、長尺の圧着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。 The printing apparatus according to this embodiment is not limited to a sheet-fed apparatus. The printing apparatus according to this embodiment may be a type of apparatus that performs a color image formation process, a placement process, and a pressure pressing process on a long recording medium to form a long pressure-pressed printed material, and then cuts the long pressure-pressed printed material to predetermined dimensions.
[プロセスカートリッジ]
電子写真方式による印刷物の製造装置に適用するプロセスカートリッジを説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、感光体の表面に形成された静電荷像を圧力応答性粒子付与部として現像する現像手段を備え、印刷物の製造装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
[Process Cartridge]
This document describes a process cartridge for use in electrophotographic printing equipment.
The process cartridge according to this embodiment contains the electrostatic image developer according to this embodiment and includes a developing means for developing the electrostatic image formed on the surface of the photoreceptor as a pressure-responsive particle-granting unit using the electrostatic image developer, and is a process cartridge that can be attached to and detached from a printing apparatus.
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、現像手段と、必要に応じて、感光体、帯電手段、静電荷像形成手段、転写手段などから選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。 The process cartridge according to this embodiment may comprise a developing means and, if necessary, at least one selected from a photoreceptor, charging means, electrostatic image forming means, transfer means, etc.
プロセスカートリッジの実施形態例として、感光体と、感光体の周囲に備えられた帯電ロール(帯電手段の一例)、現像装置(現像手段の一例)及び感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)とが筐体により一体化されたカートリッジが挙げられる。筐体は、露光のための開口部を有する。筐体は、取り付けレールを有し、取り付けレールを介してプロセスカートリッジが印刷物の製造装置に装着される。 An example of a process cartridge embodiment is a cartridge in which a photoreceptor, a charging roll (an example of a charging means) provided around the photoreceptor, a developing device (an example of a developing means), and a photoreceptor cleaning device (an example of a cleaning means) are integrated by a housing. The housing has an opening for exposure. The housing has a mounting rail, and the process cartridge is mounted on a printing production apparatus via the mounting rail.
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。 The embodiments of the invention will be described in detail below with reference to examples, but the embodiments of the invention are not limited to these examples. In the following description, unless otherwise specified, "parts" and "%" refer to mass.
<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49000、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。
<Preparation of a dispersion containing styrene-based resin particles>
[Preparation of Styrene-based resin particle dispersion (St1)]
A monomer solution was prepared by mixing and dissolving the following materials: 390 parts styrene, 100 parts n-butyl acrylate, 10 parts acrylic acid, and 7.5 parts dodecanethiol.
Eight parts of an anionic surfactant (Dowfax 2A1, manufactured by Dow Chemical) were dissolved in 205 parts of deionized water, and the monomer solution was added to disperse and emulsify it to obtain an emulsion.
2.2 parts of anionic surfactant (Dowfax 2A1, manufactured by Dow Chemical) were dissolved in 462 parts of deionized water. This mixture was then placed in a polymerization flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, and nitrogen gas inlet tube, and heated to 73°C while stirring, and the temperature was maintained there.
Three parts of ammonium persulfate were dissolved in 21 parts of deionized water and added dropwise to the polymerization flask via a metering pump over 15 minutes. The emulsion was then added dropwise via a metering pump over 160 minutes.
Next, the polymerization flask was kept at 75°C for 3 hours while continuing to stir slowly, and then returned to room temperature.
This resulted in a styrene-based resin particle dispersion (St1) containing styrene-based resin particles, with a volume-average particle size (D50v) of 174 nm, a weight-average molecular weight of 49,000 determined by GPC (UV detection), a glass transition temperature of 54°C, and a solid content of 42%.
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。 A dispersion of styrene-based resin particles (St1) was dried to extract the styrene-based resin particles. The thermal behavior of these particles in the temperature range of -100°C to 100°C was analyzed using a differential scanning calorimeter (Shimadzu Corporation, DSC-60A). One glass transition temperature was observed. Table 1 shows the glass transition temperature.
[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。
[Preparation of styrene resin particle dispersions (St2) to (St13)]
Styrene resin particle dispersions (St2) to (St13) were prepared in the same manner as the preparation of styrene resin particle dispersion (St1), except that the monomer was changed as shown in Table 1.
スチレン系樹脂粒子分散液(St1)等の組成及び物性を表1に示す。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
Table 1 shows the composition and physical properties of styrene resin particle dispersion (St1), etc. In Table 1, monomers are indicated by the following abbreviations.
Styrene: St, n-butyl acrylate: BA, 2-ethylhexyl acrylate: 2EHA, ethyl acrylate: EA, 4-hydroxybutyl acrylate: 4HBA, acrylic acid: AA, methacrylic acid: MAA, 2-carboxyethyl acrylate: 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219000、固形分量が32%の複合樹脂粒子分散液(M1)を得た。
<Preparation of a dispersion containing composite resin particles>
[Preparation of composite resin particle dispersion (M1)]
Styrene-based resin particle dispersion (St1): 1190 parts (500 parts solids)
- 250 parts of 2-ethylhexyl acrylate - 250 parts of n-butyl acrylate - 982 parts of deionized water The above materials were placed in a polymerization flask, stirred at 25°C for 1 hour, and then heated to 70°C.
2.5 parts of ammonium persulfate were dissolved in 75 parts of deionized water and added dropwise to the polymerization flask via a metering pump over a period of 60 minutes.
Next, the polymerization flask was kept at 70°C for 3 hours while continuing to stir slowly, and then returned to room temperature.
This resulted in a composite resin particle dispersion (M1) containing composite resin particles, with a volume-average particle size (D50v) of 219 nm, a weight-average molecular weight of 219,000 determined by GPC (UV detection), and a solid content of 32%.
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。 The composite resin particle dispersion (M1) was dried to extract the composite resin particles, and their thermal behavior was analyzed using a differential scanning calorimeter (Shimadzu DSC-60A) in the temperature range of -150°C to 100°C. Two glass transition temperatures were observed. Table 2 shows the glass transition temperatures.
[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。
[Preparation of composite resin particle dispersions (M2) to (M21) and (cM1) to (cM3)]
Composite resin particle dispersions (M2) to (M21) and (cM1) to (cM3) were prepared in the same manner as the preparation of composite resin particle dispersion (M1), except that the styrene-based resin particle dispersion (St1) was changed as shown in Table 2, or the polymerization component of the (meth)acrylic acid ester resin was changed as shown in Table 2.
[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。
[Preparation of composite resin particle dispersions (M22) to (M27)]
Composite resin particle dispersions (M22) to (M27) were prepared in the same manner as the preparation of composite resin particle dispersion (M1), except that the amounts of 2-ethylhexyl acrylate and n-butyl acrylate used were adjusted.
複合樹脂粒子分散液(M1)等の組成及び物性を表2に示す。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
Table 2 shows the composition and physical properties of the composite resin particle dispersion (M1), etc. In Table 2, monomers are indicated by the following abbreviations.
Styrene: St, n-butyl acrylate: BA, 2-ethylhexyl acrylate: 2EHA, ethyl acrylate: EA, 4-hydroxybutyl acrylate: 4HBA, acrylic acid: AA, methacrylic acid: MAA, 2-carboxyethyl acrylate: CEA, hexyl acrylate: HA, propyl acrylate: PA
[複合樹脂粒子分散液(M28)~(M30)の調製]
複合樹脂粒子分散液(M1)の調製と同様にして、但し過硫酸アンモニウムの量を表3に記載の通りに変更して、複合樹脂粒子の重量平均分子量が異なる複合樹脂粒子分散液(M28)~(M30)を調製した。
[Preparation of composite resin particle dispersions (M28) to (M30)]
Composite resin particle dispersions (M28) to (M30) with different weight-average molecular weights of composite resin particles were prepared in the same manner as the preparation of composite resin particle dispersion (M1), except that the amount of ammonium persulfate was changed as shown in Table 3.
複合樹脂粒子分散液(M28)等の組成及び物性を表4に示す。表4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:AA、アクリル酸2-エチルヘキシル:2EHA
Table 4 shows the composition and physical properties of the composite resin particle dispersion (M28), etc. In Table 4, monomers are indicated by the following abbreviations.
Styrene: St, n-butyl acrylate: BA, acrylic acid: AA, 2-ethylhexyl acrylate: 2EHA
<圧力応答性粒子の調製>
[圧力応答性粒子(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
<Preparation of pressure-responsive particles>
[Preparation of pressure-responsive particles (1)]
• Composite resin particle dispersion (M1): 504 parts • Ion-exchanged water: 710 parts • Anionic surfactant (Dow Chemical Company, Dowfax 2A1): 1 part
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。 The above materials were placed in a reaction vessel equipped with a thermometer and a pH meter. A 1.0% nitric acid aqueous solution was added to adjust the pH to 3.0 at a temperature of 25°C. Then, 23 parts of a 2.0% aluminum sulfate aqueous solution were added while dispersing the mixture in a homogenizer (IKA Ultra-Turrax T50) at a rotation speed of 5000 rpm. Next, a stirrer and mantle heater were installed in the reaction vessel, and the temperature was increased at a rate of 0.2°C/min up to 40°C, and then at a rate of 0.05°C/min thereafter. The particle size was measured every 10 minutes using a Multisizer II (aperture diameter 50 μm, Beckman-Coulter). When the volume-average particle size reached 5.0 μm, the temperature was maintained, and 170 parts of a styrene-based resin particle dispersion (St1) were added over 5 minutes. After the addition was complete, the mixture was maintained at 50°C for 30 minutes, and then a 1.0% sodium hydroxide aqueous solution was added to adjust the pH of the slurry to 6.0. Next, the temperature was increased to 90°C at a rate of 1°C/min while adjusting the pH to 6.0 every 5°C, and then maintained at 90°C. Particle shape and surface properties were observed using an optical microscope and a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). Particle coalescence was confirmed after 10 hours, so the container was cooled to 30°C with cooling water over 5 minutes.
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。 The cooled slurry was passed through a 15 μm nylon mesh to remove coarse particles, and the slurry that passed through the mesh was filtered under reduced pressure using an aspirator. The remaining solids on the filter paper were crushed as finely as possible by hand and added to 10 times the volume of deionized water (at 30°C), and stirred for 30 minutes. Next, the mixture was filtered under reduced pressure using an aspirator, the remaining solids on the filter paper were crushed as finely as possible by hand and added to 10 times the volume of deionized water (at 30°C), stirred for 30 minutes, and then filtered again under reduced pressure using an aspirator. The electrical conductivity of the filtrate was measured. This process was repeated until the electrical conductivity of the filtrate was 10 μS/cm or less, and the solids were washed away.
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、圧力応答性母粒子(1)を得た。圧力応答性母粒子(1)は、体積平均粒径が8.0μmであった。 The washed solids were finely crushed using a wet-dry granulator (Cormill) and vacuum-dried in a 25°C oven for 36 hours to obtain pressure-responsive mother particles (1). The volume-average particle size of pressure-responsive mother particles (1) was 8.0 μm.
圧力応答性母粒子(1)100部と、第一の疎水性シリカ粒子(個数平均粒径82nm、ヘキサメチルジシラザンで表面処理し疎水化したシリカ粒子)1.6部と、第二の疎水性シリカ粒子(個数平均粒径121nm、ヘキサメチルジシラザンで表面処理し疎水化したシリカ粒子)1.3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、圧力応答性粒子(1)を得た。 100 parts of pressure-responsive mother particles (1), 1.6 parts of first hydrophobic silica particles (number-average particle size 82 nm, silica particles surface-treated with hexamethyldisilazane to make them hydrophobic), and 1.3 parts of second hydrophobic silica particles (number-average particle size 121 nm, silica particles surface-treated with hexamethyldisilazane to make them hydrophobic) were mixed and mixed for 30 seconds at a rotation speed of 13,000 rpm using a sample mill. The mixture was then sieved using a vibrating sieve with a mesh size of 45 μm to obtain pressure-responsive particles (1).
圧力応答性粒子(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5にガラス転移温度を示す。 Using pressure-responsive particles (1) as a sample, their thermal behavior was analyzed using a differential scanning calorimeter (Shimadzu DSC-60A) in the temperature range of -150°C to 100°C. Two glass transition temperatures were observed. Table 5 shows the glass transition temperatures.
圧力応答性粒子(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、圧力応答性粒子(1)は式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。 The temperatures T1 and T2 of the pressure-responsive particle (1) were determined using the measurement method described above, and it was found that the pressure-responsive particle (1) satisfied equation 1, "10°C ≤ T1 - T2".
圧力応答性粒子(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。圧力応答性粒子(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5に島相の平均径を示す。 A cross-sectional view of the pressure-responsive particle (1) was observed using a scanning electron microscope (SEM), revealing a sea-island structure. The pressure-responsive particle (1) consisted of a core containing island phases and a shell layer lacking these island phases. The sea phase contained styrene-based resin, while the island phases contained (meth)acrylic acid ester-based resin. The average diameter of the island phases was determined using the previously described measurement method. Table 5 shows the average diameter of the island phases.
圧力応答性粒子(1)における表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比は0.4≦Cs2/Cs1≦0.8の関係を満足していた。 The ratio of surface coverage Cs1 to surface coverage Cs2 in the pressure-responsive particle (1) satisfied the relationship 0.4 ≤ Cs2/Cs1 ≤ 0.8.
[圧力応答性粒子(2)~(27)の調製]
圧力応答性粒子(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5に記載の通りに変更して、圧力応答性粒子(2)~(27)を調製した。
[Preparation of pressure-responsive particles (2) to (27)]
Pressure-responsive particles (2) to (27) were prepared in the same manner as the preparation of pressure-responsive particles (1), except that the composite resin particle dispersion and styrene-based resin particle dispersion were changed as shown in Table 5.
圧力応答性粒子(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、圧力応答性粒子(2)~(27)はすべて式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。 The temperatures T1 and T2 of pressure-responsive particles (2) to (27) were determined using the measurement method described above, and all pressure-responsive particles (2) to (27) satisfied equation 1, "10°C ≤ T1 - T2".
圧力応答性粒子(2)~(27)における表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比は0.4≦Cs2/Cs1≦0.8の関係を満足していた。 The ratio of surface coverage Cs1 to surface coverage Cs2 in pressure-responsive particles (2) to (27) satisfied the relationship 0.4 ≤ Cs2/Cs1 ≤ 0.8.
[圧力応答性粒子(28)~(30)の調製]
圧力応答性粒子(1)の調製と同様にして、但し複合樹脂粒子分散液を表6に記載の通りに変更して、圧力応答性粒子(28)~(30)を調製した。
[Preparation of pressure-responsive particles (28) to (30)]
Pressure-responsive particles (28) to (30) were prepared in the same manner as the preparation of pressure-responsive particles (1), except that the composite resin particle dispersion was changed as shown in Table 6.
圧力応答性粒子(28)~(30)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、圧力応答性粒子(28)~(30)はすべて式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。 The temperatures T1 and T2 of the pressure-responsive particles (28) to (30) were determined using the measurement method described above, and all of the pressure-responsive particles (28) to (30) satisfied equation 1, "10°C ≤ T1 - T2".
圧力応答性粒子(28)~(30)における表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比は0.4≦Cs2/Cs1≦0.8の関係を満足していた。 The ratio of surface coverage Cs1 to surface coverage Cs2 in the pressure-responsive particles (28) to (30) satisfied the relationship 0.4 ≤ Cs2/Cs1 ≤ 0.8.
[圧力応答性粒子(31)の調製]
下記の粉砕製法で圧力応答性母粒子を調製した。
複合樹脂粒子分散液(M1)を乾燥して複合樹脂粒子(M31)を得た。複合樹脂粒子(M31)を設定温度100℃のエクストルーダーで熱混錬し、冷却後、粉砕及び分級し、体積平均粒径8.0μmの圧力応答性母粒子(31)を得た。
[Preparation of pressure-responsive particles (31)]
Pressure-responsive mother particles were prepared using the following grinding method.
A composite resin particle dispersion (M1) was dried to obtain composite resin particles (M31). The composite resin particles (M31) were heat-mixed in an extruder at a set temperature of 100°C, cooled, then pulverized and classified to obtain pressure-responsive mother particles (31) with a volume-average particle size of 8.0 μm.
圧力応答性母粒子(31)100部と、第一の疎水性シリカ粒子(個数平均粒径82nm、ヘキサメチルジシラザンで表面処理し疎水化したシリカ粒子)1.6部と、第二の疎水性シリカ粒子(個数平均粒径121nm、ヘキサメチルジシラザンで表面処理し疎水化したシリカ粒子)1.3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、圧力応答性粒子(31)を得た。 100 parts of pressure-responsive mother particles (31), 1.6 parts of first hydrophobic silica particles (number-average particle size 82 nm, silica particles surface-treated with hexamethyldisilazane to make them hydrophobic), and 1.3 parts of second hydrophobic silica particles (number-average particle size 121 nm, silica particles surface-treated with hexamethyldisilazane to make them hydrophobic) were mixed and mixed for 30 seconds at a rotation speed of 13,000 rpm using a sample mill. The mixture was then sieved using a vibrating sieve with a mesh size of 45 μm to obtain pressure-responsive particles (31).
圧力応答性粒子(31)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6にガラス転移温度を示す。 Using pressure-responsive particles (31) as a sample, their thermal behavior was analyzed using a differential scanning calorimeter (Shimadzu DSC-60A) in the temperature range of -150°C to 100°C. Two glass transition temperatures were observed. Table 6 shows the glass transition temperatures.
圧力応答性粒子(31)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、圧力応答性粒子(31)は式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。 The temperatures T1 and T2 of the pressure-responsive particles (31) were determined using the measurement method described above, and it was found that the pressure-responsive particles (31) satisfied equation 1, "10°C ≤ T1 - T2".
圧力応答性粒子(31)における表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比は0.4≦Cs2/Cs1≦0.8の関係を満足していた。 The ratio of surface coverage Cs1 to surface coverage Cs2 in the pressure-responsive particle (31) satisfied the relationship 0.4 ≤ Cs2/Cs1 ≤ 0.8.
[比較用の圧力応答性粒子(c1)~(c3)の調製]
圧力応答性粒子(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5に記載の通りに変更して、圧力応答性粒子(c1)~(c3)を調製した。
[Preparation of pressure-responsive particles (c1) to (c3) for comparison]
Pressure-responsive particles (c1) to (c3) were prepared in the same manner as the preparation of pressure-responsive particles (1), except that the composite resin particle dispersion and styrene-based resin particle dispersion were changed as shown in Table 5.
[圧力応答性相転移の評価]
圧力応答性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。各圧力応答性粒子を試料にして、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5及び表6に温度差(T1-T3)を示す。
[Evaluation of pressure-responsive phase transitions]
The temperature difference (T1-T3), an indicator of how easily pressure-responsive particles undergo a phase transition due to pressure, was determined. Each pressure-responsive particle was used as a sample, and temperatures T1 and T3 were measured using a flow tester (Shimadzu Corporation, CFT-500). The temperature difference (T1-T3) is calculated. Tables 5 and 6 show the temperature differences (T1-T3).
[接着性の評価]
記録媒体として富士ゼロックス社製のハガキ用紙V424を用意した。富士ゼロックス社製の画像形成装置DocuCentre C7550I並びに富士ゼロックス社製の市販品のイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーを用いて、ハガキ用紙の片面に、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%の画像を形成し、画像を定着させた。
ハガキ用紙の画像形成面の全体に、圧力応答性粒子を付与量3g/m2となるように散布し、ベルトロール型固定機を通過させて、ハガキ用紙の画像形成面に圧力応答性粒子を固定させ、圧力応答性粒子の層を形成した。
画像形成面に圧力応答性粒子の層を有するハガキ用紙を、トッパン・フォームズ社製のシーラーPRESSLE multiIIを用いて、画像形成面が内側になるように二つ折りにし、二つ折りにしたハガキ用紙に圧力を印加し、内側の画像形成面どうしを圧力90MPaで接着した。
上記の装置及び条件で、画像形成面が内側になるように二つ折りにされ、且つ画像形成面どうしが接着されたハガキを連続して10通作製した。
10通目のハガキを長辺方向に幅15mmで裁断し長方形の試験片を作製して、90度剥離試験を行った。90度剥離試験の剥離速度は20mm/分とし、測定開始後10mmから50mmまでの荷重(N)を0.4mm間隔で採取し、その平均を算出し、さらに試験片3枚の荷重(N)を平均した。剥離に要する荷重(N)を下記のとおり分類した。表5及び表6に結果を示す。
[Evaluation of adhesion]
Fuji Xerox V424 postcard paper was used as the recording medium. Using a Fuji Xerox DocuCentre C7550I image forming machine and commercially available yellow, magenta, cyan, and black toners from Fuji Xerox, an image with a 30% area density, containing a mixture of black text and a full-color photographic image, was formed on one side of the postcard paper, and the image was fixed.
Pressure-responsive particles were scattered over the entire image-forming surface of a postcard paper at a concentration of 3 g/ m² . The postcard paper was then passed through a belt-roll type fixing machine to fix the pressure-responsive particles to the image-forming surface, forming a layer of pressure-responsive particles.
Postcard paper having a layer of pressure-responsive particles on the image-forming surface was folded in half with the image-forming surface facing inward using a sealer, PRESSLE multiII, manufactured by Toppan Forms. Pressure was then applied to the folded postcard paper, and the inner image-forming surfaces were bonded together at a pressure of 90 MPa.
Under the above apparatus and conditions, ten postcards were continuously produced, each folded in half with the image-forming surface facing inward and the image-forming surfaces adhered together.
The tenth postcard was cut along its longest side to create rectangular test pieces with a width of 15 mm, and a 90-degree peel test was performed. The peeling speed for the 90-degree peel test was set to 20 mm/min. The load (N) was measured at 0.4 mm intervals from 10 mm to 50 mm after the start of measurement, and the average was calculated. The load (N) of the three test pieces was then averaged. The load (N) required for peeling was classified as follows. The results are shown in Tables 5 and 6.
A:0.8N以上
B:0.6N以上、0.8N未満
C:0.4N以上、0.6N未満
D:0.2N以上、0.4N未満
E:0.2N未満
A: 0.8N or more B: 0.6N or more, less than 0.8N C: 0.4N or more, less than 0.6N D: 0.2N or more, less than 0.4N E: Less than 0.2N
圧力応答性粒子(1)~(31)に後述の[保管性の評価-保管性(1)-]と同じ評価を行ったところ、圧力応答性粒子(1)~(31)はそれぞれAに分類された。 When pressure-responsive particles (1) to (31) were subjected to the same evaluation as described below in [Evaluation of Storage Properties - Storage Properties (1)], pressure-responsive particles (1) to (31) were each classified as A.
<複合樹脂粒子を含む分散液の調製>
[複合樹脂粒子分散液(M50)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 : 200部
・アクリル酸n-ブチル : 200部
・イオン交換水 :1360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2時間保持した後、スチレン85部とアクリル酸n-ブチル15部の混合物を60分間かけて滴下した。滴下後、75℃で3時間保持した後、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223nm、GPC(UV検出)による重量平均分子量が220000、固形分量が32%の複合樹脂粒子分散液(M50)を得た。
<Preparation of a dispersion containing composite resin particles>
[Preparation of composite resin particle dispersion (M50)]
Styrene-based resin particle dispersion (St1): 1190 parts (500 parts solids)
- 200 parts of 2-ethylhexyl acrylate - 200 parts of n-butyl acrylate - 1360 parts of deionized water The above materials were placed in a polymerization flask, stirred at 25°C for 1 hour, and then heated to 70°C.
2.5 parts of ammonium persulfate were dissolved in 75 parts of deionized water and added dropwise to the polymerization flask via a metering pump over a period of 60 minutes.
Next, the polymerization flask was kept at 70°C for 2 hours while continuing to stir slowly, and then a mixture of 85 parts styrene and 15 parts n-butyl acrylate was added dropwise over 60 minutes. After the dropwise addition, it was kept at 75°C for 3 hours, and then allowed to return to room temperature.
This resulted in a composite resin particle dispersion (M50) containing composite resin particles, with a volume-average particle size (D50v) of 223 nm, a weight-average molecular weight of 220,000 determined by GPC (UV detection), and a solid content of 32%.
複合樹脂粒子分散液(M50)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7にガラス転移温度を示す。 The composite resin particle dispersion (M50) was dried to extract the composite resin particles, and their thermal behavior was analyzed using a differential scanning calorimeter (Shimadzu DSC-60A) in the temperature range of -150°C to 100°C. Two glass transition temperatures were observed. Table 7 shows the glass transition temperatures.
[複合樹脂粒子分散液(M51)~(M55)の調製]
複合樹脂粒子分散液(M50)の調製と同様にして、但し材料を表7に記載の仕様に変更して、複合樹脂粒子分散液(M51)~(M55)を調製した。
[Preparation of composite resin particle dispersions (M51) to (M55)]
Composite resin particle dispersions (M51) to (M55) were prepared in the same manner as the preparation of composite resin particle dispersion (M50), except that the materials were changed to the specifications shown in Table 7.
複合樹脂粒子分散液(M50)等の組成及び物性を表7に示す。表7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:AA、アクリル酸2-エチルヘキシル:2EHA
Table 7 shows the composition and physical properties of the composite resin particle dispersion (M50), etc. In Table 7, monomers are indicated by the following abbreviations.
Styrene: St, n-butyl acrylate: BA, acrylic acid: AA, 2-ethylhexyl acrylate: 2EHA
<圧力応答性粒子の調製>
[圧力応答性粒子(50)~(55)の調製]
圧力応答性粒子(1)の調製と同様にして、但し材料を表8に記載の仕様に変更して、圧力応答性粒子(50)~(55)を調製した。
<Preparation of pressure-responsive particles>
[Preparation of pressure-responsive particles (50) to (55)]
Pressure-responsive particles (50) to (55) were prepared in the same manner as the preparation of pressure-responsive particle (1), except that the material was changed to the specifications shown in Table 8.
圧力応答性粒子(50)~(55)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8にガラス転移温度を示す。 Using pressure-responsive particles (50) to (55) as samples, their thermal behavior was analyzed using a differential scanning calorimeter (Shimadzu DSC-60A) in the temperature range of -150°C to 100°C. Two glass transition temperatures were observed. Table 8 shows the glass transition temperatures.
圧力応答性粒子(50)~(55)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、圧力応答性粒子(50)~(55)はすべて式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。 The temperatures T1 and T2 of the pressure-responsive particles (50) to (55) were determined using the measurement method described above, and all of the pressure-responsive particles (50) to (55) satisfied equation 1, "10°C ≤ T1 - T2".
圧力応答性粒子(50)~(55)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。圧力応答性粒子(50)~(55)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8に島相の平均径を示す。 Cross-sections of pressure-responsive particles (50) to (55) were observed using a scanning electron microscope (SEM), revealing a sea-island structure. Pressure-responsive particles (50) to (55) consisted of a core containing island phases and a shell layer lacking these island phases. The sea phases contained styrene-based resin, while the island phases contained (meth)acrylic acid ester-based resin. The average diameter of the island phases was determined using the previously described measurement method. Table 8 shows the average diameters of the island phases.
圧力応答性粒子(50)~(55)における表面被覆率Cs1と表面被覆率Cs2との比は0.4≦Cs2/Cs1≦0.8の関係を満足していた。 The ratio of surface coverage Cs1 to surface coverage Cs2 in the pressure-responsive particles (50) to (55) satisfied the relationship 0.4 ≤ Cs2/Cs1 ≤ 0.8.
[圧力応答性相転移の評価]
各圧力応答性粒子を試料にして、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8に温度差(T1-T3)を示す。
[Evaluation of pressure-responsive phase transitions]
Each pressure-responsive particle was used as a sample, and temperatures T1 and T3 were measured using a flow tester (Shimadzu Corporation, CFT-500). The temperature difference (T1-T3) was then calculated. Table 8 shows the temperature difference (T1-T3).
[接着性の評価]
圧力応答性粒子(1)等と同様に、先述の[接着性の評価]の評価方法により接着性を評価した。表8に結果を示す。
[Evaluation of adhesion]
Similar to the pressure-responsive particles (1), the adhesion was evaluated using the evaluation method described in [Evaluation of Adhesion] above. The results are shown in Table 8.
圧力応答性粒子(50)~(55)に後述の[保管性の評価-保管性(1)-]と同じ評価を行ったところ、圧力応答性粒子(50)~(55)はそれぞれAに分類された。 When pressure-responsive particles (50) to (55) were subjected to the same evaluation as described later in [Evaluation of Storage Properties - Storage Properties (1)], pressure-responsive particles (50) to (55) were each classified as A.
<電子写真方式による印刷物の製造>
圧力応答性粒子(1)~(31)、(c1)~(c3)及び(50)~(55)のいずれか10部と下記の樹脂被覆キャリア(1)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)~(31)、(c1)~(c3)及び(50)~(55)をそれぞれ得た。
<Manufacturing of printed materials using electrophotography>
Ten parts of any of the pressure-responsive particles (1) to (31), (c1) to (c3), and (50) to (55) were placed in a V-type blender and stirred for 20 minutes. Then, the mixture was sieved with a vibrating sieve with a mesh size of 212 μm to obtain the developers (1) to (31), (c1) to (c3), and (50) to (55), respectively.
-樹脂被覆キャリア(1)-
・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(1)を得た。
- Resin-coated carrier (1) -
- Mn-Mg-Sr ferrite particles (average particle size 40 μm): 100 parts - Toluene: 14 parts - Polymethyl methacrylate: 2 parts - Carbon black (VXC72: manufactured by Cabot): 0.12 parts The above materials, excluding the ferrite particles, were mixed with glass beads (1 mm in diameter, same amount as toluene), and stirred for 30 minutes at a rotation speed of 1200 rpm using a sand mill manufactured by Kansai Paint Co., Ltd. to obtain a dispersion. This dispersion and the ferrite particles were placed in a vacuum-degassing kneader, and dried under reduced pressure while stirring to obtain a resin-coated carrier (1).
印刷物の製造装置として、図4に示す形態の装置を用意した。すなわち、記録媒体への本実施形態に係る圧力応答性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、折り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、本実施形態に係る現像剤(又は比較用の現像剤)、イエローの現像剤、マゼンタの現像剤、シアンの現像剤及びブラックの現像剤を入れた。イエロー等の各色の現像剤は、富士ゼロックス社製の市販品を使用した。
記録媒体として富士ゼロックス社製のハガキ用紙V424を用意した。
ハガキ用紙に形成する画像は、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、ハガキ用紙の片面に形成した。
本実施形態に係る圧力応答性粒子(又は比較用の圧力応答性粒子)の付与量は、ハガキ用紙の画像形成面の画像形成領域に、3g/m2とした。
折り装置は、画像形成面が内側になるようにハガキ用紙を二つ折りにする装置とした。
加圧装置は、圧力90MPaとした。
上記の装置及び条件で、画像形成面が内側になるように二つ折りにされ、且つ画像形成面どうしが接着されたハガキを連続して10通作製した。
10通目のハガキを長辺方向に幅15mmで裁断し長方形の試験片を作製して、90度剥離試験を行った。90度剥離試験の剥離速度は20mm/分とし、測定開始後10mmから50mmまでの荷重(N)を0.4mm間隔で採取し、その平均を算出し、さらに試験片3枚の荷重(N)を平均した。剥離に要する荷重(N)を下記のとおり分類した。表9、表10及び表11に結果を示す。
As a printing apparatus, we prepared an apparatus in the form shown in Figure 4. Specifically, we prepared a printing apparatus that includes a five-tandem and intermediate transfer printing means that performs the arrangement of pressure-responsive particles according to this embodiment onto a recording medium and the formation of a colored image in a single operation, and a crimping means that has a folding device and a pressing device.
Each of the five developing units in the printing apparatus contained the developer according to this embodiment (or a comparative developer), a yellow developer, a magenta developer, a cyan developer, and a black developer. Commercially available developers from Fuji Xerox Corporation were used for each color, including yellow.
Fuji Xerox V424 postcard paper was prepared as the recording medium.
The image formed on the postcard paper was a 30% area density image consisting of a mixture of black text and a full-color photograph, and was formed on one side of the postcard paper.
In this embodiment, the amount of pressure-responsive particles (or comparative pressure-responsive particles) applied to the image-forming area of the image-forming surface of the postcard paper was 3 g/ m² .
The folding device was designed to fold postcard paper in half so that the image-forming surface was on the inside.
The pressurizing device was set to a pressure of 90 MPa.
Under the above apparatus and conditions, ten postcards were continuously produced, each folded in half with the image-forming surface facing inward and the image-forming surfaces adhered together.
The tenth postcard was cut along its longest side to create rectangular test pieces with a width of 15 mm, and a 90-degree peel test was performed. The peeling speed for the 90-degree peel test was set to 20 mm/min, and the load (N) was measured at 0.4 mm intervals from 10 mm to 50 mm after the start of measurement. The average of these measurements was calculated, and the load (N) of the three test pieces was then averaged. The load (N) required for peeling was classified as follows. The results are shown in Tables 9, 10, and 11.
A:0.8N以上
B:0.6N以上、0.8N未満
C:0.4N以上、0.6N未満
D:0.2N以上、0.4N未満
E:0.2N未満
A: 0.8N or more B: 0.6N or more, less than 0.8N C: 0.4N or more, less than 0.6N D: 0.2N or more, less than 0.4N E: Less than 0.2N
<シリカ粒子による表面被覆率の検討(1)>
[圧力応答性粒子(60)の調製]
圧力応答性母粒子(1)の調製と同様にして、但し、融合・合一工程において2.0%硫酸アルミニウム水溶液を5.0部追添加し、融合・合一工程の時間を調整して、体積平均粒径9.5μmの圧力応答性母粒子(60)を調製した。
<Investigation of surface coverage rate using silica particles (1)>
[Preparation of pressure-responsive particles (60)]
Pressure-responsive mother particles (60) with a volume-average particle size of 9.5 μm were prepared in the same manner as the preparation of pressure-responsive mother particles (1), except that 5.0 parts of a 2.0% aluminum sulfate aqueous solution were added during the fusion and coalescence step, and the time of the fusion and coalescence step was adjusted.
圧力応答性母粒子(60)100部と、小径シリカ粒子(個数平均粒径82nm、ヘキサメチルジシラザンで表面処理し疎水化したシリカ粒子)1.6部と、大径シリカ粒子(個数平均粒径121nm、ヘキサメチルジシラザンで表面処理し疎水化したシリカ粒子)1.3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、圧力応答性粒子(60)を得た。 100 parts of pressure-responsive mother particles (60), 1.6 parts of small-diameter silica particles (number-average particle size 82 nm, surface-treated with hexamethyldisilazane and hydrophobized silica particles), and 1.3 parts of large-diameter silica particles (number-average particle size 121 nm, surface-treated with hexamethyldisilazane and hydrophobized silica particles) were mixed and mixed for 30 seconds at a rotation speed of 13,000 rpm using a sample mill. The mixture was then sieved using a vibrating sieve with a mesh size of 45 μm to obtain pressure-responsive particles (60).
圧力応答性粒子(60)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。ガラス転移温度は-52℃と54℃であった。 Using pressure-responsive particles (60) as a sample, the thermal behavior was analyzed using a differential scanning calorimeter (Shimadzu DSC-60A) in the temperature range of -150°C to 100°C. Two glass transition temperatures were observed: -52°C and 54°C.
圧力応答性粒子(60)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、圧力応答性粒子(60)は式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。 The temperatures T1 and T2 of the pressure-responsive particles (60) were determined using the measurement method described above, and it was found that the pressure-responsive particles (60) satisfied Equation 1, "10°C ≤ T1 - T2".
[圧力応答性粒子(61)~(64)及び(c4)~(c5)の調製]
圧力応答性粒子(60)の調製と同様にして、但し、小径シリカ粒子及び大径シリカ粒子を表12に記載の仕様に変更して、圧力応答性粒子(61)~(64)及び(c4)~(c5)を調製した。
[Preparation of pressure-responsive particles (61) to (64) and (c4) to (c5)]
Pressure-responsive particles (61) to (64) and (c4) to (c5) were prepared in the same manner as the preparation of pressure-responsive particles (60), except that the small-diameter silica particles and large-diameter silica particles were changed to the specifications shown in Table 12.
圧力応答性粒子(61)~(64)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、圧力応答性粒子(61)~(64)はすべて式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。 The temperatures T1 and T2 of the pressure-responsive particles (61) to (64) were determined using the measurement method described above, and all of the pressure-responsive particles (61) to (64) satisfied Equation 1, "10°C ≤ T1 - T2".
[圧力応答性粒子(65)の調製]
圧力応答性母粒子(60)の調製と同様にして、但し、融合・合一工程において2.0%硫酸アルミニウム水溶液を2.5部追添加し、融合・合一工程の時間を調整して、体積平均粒径9.5μmの圧力応答性母粒子(65)を調製した。
[Preparation of pressure-responsive particles (65)]
Pressure-responsive mother particles (65) with a volume-average particle size of 9.5 μm were prepared in the same manner as the preparation of pressure-responsive mother particles (60), except that 2.5 parts of a 2.0% aluminum sulfate aqueous solution were added in the fusion and coalescence step, and the time of the fusion and coalescence step was adjusted.
圧力応答性粒子(60)の調製と同様にして、但し、圧力応答性母粒子(60)の代わりに圧力応答性母粒子(65)を使用して、圧力応答性粒子(65)を調製した。 Pressure-responsive particles (65) were prepared in the same manner as the pressure-responsive particles (60), except that pressure-responsive parent particles (65) were used instead of pressure-responsive parent particles (60).
圧力応答性粒子(65)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、圧力応答性粒子(65)は式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。 The temperatures T1 and T2 of the pressure-responsive particles (65) were determined using the measurement method described above, and it was found that the pressure-responsive particles (65) satisfied Equation 1, "10°C ≤ T1 - T2".
[圧力応答性粒子(66)の調製]
圧力応答性母粒子(60)の調製と同様にして、但し、融合・合一工程において2.0%硫酸アルミニウム水溶液を4.0部追添加し、融合・合一工程の時間を調整して、体積平均粒径9.5μmの圧力応答性母粒子(66)を調製した。
[Preparation of pressure-responsive particles (66)]
Pressure-responsive mother particles (66) with a volume-average particle size of 9.5 μm were prepared in the same manner as the preparation of pressure-responsive mother particles (60), except that 4.0 parts of a 2.0% aluminum sulfate aqueous solution were added in the fusion and coalescence step, and the time of the fusion and coalescence step was adjusted.
圧力応答性粒子(60)の調製と同様にして、但し、圧力応答性母粒子(60)の代わりに圧力応答性母粒子(66)を使用して、圧力応答性粒子(66)を調製した。 Pressure-responsive particles (66) were prepared in the same manner as the pressure-responsive particles (60), except that pressure-responsive parent particles (66) were used instead of pressure-responsive parent particles (60).
圧力応答性粒子(66)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、圧力応答性粒子(66)は式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。 The temperatures T1 and T2 of the pressure-responsive particles (66) were determined using the measurement method described above, and it was found that the pressure-responsive particles (66) satisfied Equation 1, "10°C ≤ T1 - T2".
[圧力応答性粒子(67)の調製]
圧力応答性母粒子(60)の調製と同様にして、但し、融合・合一工程において2.0%硫酸アルミニウム水溶液を10.0部追添加し、融合・合一工程の時間を調整して、体積平均粒径9.5μmの圧力応答性母粒子(67)を調製した。
[Preparation of pressure-responsive particles (67)]
Pressure-responsive mother particles (67) with a volume-average particle size of 9.5 μm were prepared in the same manner as the preparation of pressure-responsive mother particles (60), except that 10.0 parts of 2.0% aluminum sulfate aqueous solution were added in the fusion and coalescence step, and the time of the fusion and coalescence step was adjusted.
圧力応答性粒子(60)の調製と同様にして、但し、圧力応答性母粒子(60)の代わりに圧力応答性母粒子(67)を使用して、圧力応答性粒子(67)を調製した。 Pressure-responsive particles (67) were prepared in the same manner as pressure-responsive particles (60), except that pressure-responsive parent particles (67) were used instead of pressure-responsive parent particles (60).
圧力応答性粒子(67)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、圧力応答性粒子(67)は式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。 The temperatures T1 and T2 of the pressure-responsive particles (67) were determined using the measurement method described above, and it was found that the pressure-responsive particles (67) satisfied Equation 1, "10°C ≤ T1 - T2".
[圧力応答性粒子(68)の調製]
圧力応答性母粒子(60)の調製と同様にして、但し、融合・合一工程において2.0%硫酸アルミニウム水溶液を20.0部追添加し、融合・合一工程の時間を調整して、体積平均粒径9.5μmの圧力応答性母粒子(68)を調製した。
[Preparation of pressure-responsive particles (68)]
Pressure-responsive mother particles (68) with a volume-average particle size of 9.5 μm were prepared in the same manner as the preparation of pressure-responsive mother particles (60), except that 20.0 parts of a 2.0% aluminum sulfate aqueous solution were added in the fusion and coalescence step, and the time of the fusion and coalescence step was adjusted.
圧力応答性粒子(60)の調製と同様にして、但し、圧力応答性母粒子(60)の代わりに圧力応答性母粒子(68)を使用して、圧力応答性粒子(68)を調製した。 Pressure-responsive particles (68) were prepared in the same manner as the pressure-responsive particles (60), except that pressure-responsive parent particles (68) were used instead of pressure-responsive parent particles (60).
圧力応答性粒子(68)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、圧力応答性粒子(68)は式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。 The temperatures T1 and T2 of the pressure-responsive particles (68) were determined using the measurement method described above, and it was found that the pressure-responsive particles (68) satisfied Equation 1, "10°C ≤ T1 - T2".
[保管性の評価-保管性(1)-]
圧力応答性粒子10gを温度50℃且つ相対湿度50%に制御した恒温恒湿槽に17時間静置した後、200メッシュ(目開き75ミクロン)の振動篩を用いて篩い、通過量を測定して、下記のとおり分類した。表12に結果を示す。
A:通過量が90質量%以上
B:通過量が80質量%以上、90質量%未満
C:通過量が70質量%以上、80質量%未満
D:通過量が60質量%以上、70質量%未満
E:通過量が60質量%未満
[Evaluation of storage capacity - Storage capacity (1) -]
Ten g of pressure-responsive particles were placed in a constant temperature and humidity chamber controlled at 50°C and 50% relative humidity for 17 hours. The particles were then sieved using a 200-mesh (75 micron opening) vibrating sieve, and the amount passing through was measured. The particles were then classified as follows. Table 12 shows the results.
A: Passage rate of 90% by mass or more B: Passage rate of 80% by mass or more, but less than 90% by mass C: Passage rate of 70% by mass or more, but less than 80% by mass D: Passage rate of 60% by mass or more, but less than 70% by mass E: Passage rate of less than 60% by mass
[接着性の評価]
圧力応答性粒子(1)等に対する先述の[接着性の評価]の評価方法により接着性を評価した。表12に結果を示す。
[Evaluation of adhesion]
The adhesion properties were evaluated using the aforementioned evaluation method for pressure-responsive particles (1), etc. The results are shown in Table 12.
<シリカ粒子による表面被覆率の検討(2)>
[圧力応答性粒子(70)の調製]
圧力応答性母粒子(1)の調製と同様にして、但し、融合・合一工程の到達温度及び保持時間を調節して平均円形度0.961の圧力応答性母粒子(70)を調製した。
<Investigation of surface coverage rate using silica particles (2)>
[Preparation of pressure-responsive particles (70)]
Pressure-responsive mother particles (70) with an average circularity of 0.961 were prepared in the same manner as the preparation of pressure-responsive mother particles (1), except that the temperature reached and the holding time in the fusion and coalescence step were adjusted.
圧力応答性母粒子(70)100部と、小径シリカ粒子(個数平均粒径82nm、ヘキサメチルジシラザンで表面処理し疎水化したシリカ粒子)1.6部と、大径シリカ粒子(個数平均粒径121nm、ヘキサメチルジシラザンで表面処理し疎水化したシリカ粒子)1.3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、圧力応答性粒子(70)を得た。 100 parts of pressure-responsive mother particles (70), 1.6 parts of small-diameter silica particles (number-average particle size 82 nm, surface-treated with hexamethyldisilazane to make them hydrophobic), and 1.3 parts of large-diameter silica particles (number-average particle size 121 nm, surface-treated with hexamethyldisilazane to make them hydrophobic) were mixed and mixed for 30 seconds at a rotation speed of 13,000 rpm using a sample mill. The mixture was then sieved using a vibrating sieve with a mesh size of 45 μm to obtain pressure-responsive particles (70).
圧力応答性粒子(70)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。ガラス転移温度は-52℃と54℃であった。 Using pressure-responsive particles (70) as a sample, the thermal behavior was analyzed using a differential scanning calorimeter (Shimadzu DSC-60A) in the temperature range of -150°C to 100°C. Two glass transition temperatures were observed: -52°C and 54°C.
圧力応答性粒子(70)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、圧力応答性粒子(70)は式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。 The temperatures T1 and T2 of the pressure-responsive particles (70) were determined using the measurement method described above, and it was found that the pressure-responsive particles (70) satisfied Equation 1, "10°C ≤ T1 - T2".
[圧力応答性粒子(71)~(75)及び(c6)~(c7)の調製]
圧力応答性粒子(70)の調製と同様にして、但し、圧力応答性母粒子作製の際の融合・合一工程の到達温度及び保持時間を調節して圧力応答性母粒子の平均円形度を調整し、シリカ粒子の外添量を表13に記載の仕様にして、圧力応答性粒子(71)~(75)及び(c6)~(c7)を調製した。
[Preparation of pressure-responsive particles (71) to (75) and (c6) to (c7)]
Pressure-responsive particles (71) to (75) and (c6) to (c7) were prepared in the same manner as the preparation of pressure-responsive particles (70), except that the average circularity of the pressure-responsive mother particles was adjusted by adjusting the temperature reached and the holding time during the fusion and coalescence process in the preparation of pressure-responsive mother particles, and the amount of silica particles added was set to the specifications shown in Table 13.
圧力応答性粒子(71)~(75)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、圧力応答性粒子(71)~(75)はすべて式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。 The temperatures T1 and T2 of the pressure-responsive particles (71) to (75) were determined using the measurement method described above, and all of the pressure-responsive particles (71) to (75) satisfied Equation 1, "10°C ≤ T1 - T2".
[保管性の評価-保管性(1)-]
圧力応答性粒子(60)等と同様に先述の[保管性の評価-保管性(1)-]の評価方法により保管性を評価した。表13に結果を示す。
[Evaluation of storage capacity - Storage capacity (1) -]
The storage properties were evaluated using the same method as described above for pressure-responsive particles (60), etc. [Evaluation of storage properties - Storage properties (1) -]. The results are shown in Table 13.
[保管性の評価-保管性(2)-]
第二のストレスを付与した後の圧力応答性粒子10gを内径5cmの円形容器に入れ、圧力応答性粒子の露出面に、底面直径約5cm且つ10gの重りをのせ、温度23℃且つ相対湿度55%の環境に30日間放置した。容器からの圧力応答性粒子の取り出しやすさを下記のとおり分類した。表13に結果を示す。
A:容器を逆さにすると、容易に流動して、圧力応答性粒子を取り出せる。
B:容器を逆さにして、振動を与えると、圧力応答性粒子を取り出せる。
C:容器に薬さじを入れ、軽く攪拌すると、圧力応答性粒子を取り出せるが、一部凝集している。
D:容器に薬さじを入れ、強く攪拌すると、圧力応答性粒子を取り出せるが、大部分凝集している。
E:容器から圧力応答性粒子を取出すことができない。
[Evaluation of storage capacity - Storage capacity (2) -]
Ten grams of pressure-responsive particles, after being subjected to a second stress, were placed in a circular container with an inner diameter of 5 cm. A weight with a base diameter of approximately 5 cm and a weight of 10 g was placed on the exposed surface of the pressure-responsive particles, and the container was left in an environment of 23°C and 55% relative humidity for 30 days. The ease of removing the pressure-responsive particles from the container was classified as follows. The results are shown in Table 13.
A: When the container is turned upside down, the contents easily flow out, and pressure-responsive particles can be extracted.
B: By turning the container upside down and applying vibration, pressure-responsive particles can be extracted.
C: When a spatula is placed in the container and gently stirred, pressure-responsive particles can be extracted, but some are aggregated.
D: When a spatula is placed in the container and stirred vigorously, pressure-responsive particles can be extracted, but most of them are aggregated.
E: Pressure-responsive particles cannot be removed from the container.
[接着性の評価]
第二のストレスを付与した後の圧力応答性粒子について、圧力応答性粒子(1)等と同様に先述の[接着性の評価]の評価方法により接着性を評価した。表13に結果を示す。
[Evaluation of adhesion]
The pressure-responsive particles after the second stress was applied were evaluated for adhesion using the same evaluation method as described above for pressure-responsive particles (1), etc. The results are shown in Table 13.
100 配置手段
110 付与装置
120 固定装置
200 圧着手段
220 折り装置
230 加圧装置
231、232 加圧ロール
M 圧力応答性粒子
P 記録媒体
P1 画像上に圧力応答性粒子が付与された記録媒体
P2 折り重なった記録媒体
P3 圧着印刷物
100 Arrangement means 110 Applied device 120 Fixing device 200 Crimping means 220 Folding device 230 Pressurizing devices 231, 232 Pressurizing roll M Pressure-responsive particles P Recording medium P1 Recording medium P2 on which pressure-responsive particles are applied to an image Folded recording medium P3 Crimped print
400 インクジェット記録装置
30Y、30M、30C、30K インク吐出ヘッド
32Y、32M、32C、32K インクカートリッジ
34Y、34M、34C、34K 乾燥手段
40 筐体
42、66 容器
44、62 搬送経路
46 ロール
48、64 ロール対
50 搬送ベルト
52 駆動ロール
54 従動ロール
56 帯電ロール
58 剥離板
400 Inkjet recording device 30Y, 30M, 30C, 30K Ink ejection head 32Y, 32M, 32C, 32K Ink cartridge 34Y, 34M, 34C, 34K Drying means 40 Housing 42, 66 Container 44, 62 Conveyor path 46 Roll 48, 64 Roll pair 50 Conveyor belt 52 Driven roll 54 Driven roll 56 Charging roll 58 Release plate
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 固定装置(固定手段の一例)
101 Photoreceptor 102 Charging roll (an example of a charging means)
103 Exposure apparatus (an example of electrostatic image formation means)
104 Developing apparatus (an example of a developing means)
105 Transfer Roll (An example of a transfer method)
106 Photoreceptor cleaning device (an example of a cleaning method)
107 Fixing device (an example of fixing means)
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 圧力応答性粒子カートリッジ
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
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 熱定着装置(熱定着手段の一例)
300 Printing means 1T, 1Y, 1M, 1C, 1K Photoreceptor 2T, 2Y, 2M, 2C, 2K Charging roll (example of charging means)
3T, 3Y, 3M, 3C, 3K exposure device (an example of electrostatic image forming means)
4T, 4Y, 4M, 4C, 4K developing apparatus (an example of a developing method)
5T, 5Y, 5M, 5C, 5K Primary Transfer Rolls (Example of Primary Transfer Method)
6T, 6Y, 6M, 6C, 6K Photoreceptor Cleaning Device (Example of Cleaning Method)
8T Pressure-responsive particle cartridges 8Y, 8M, 8C, 8K Toner cartridges 10T, 10Y, 10M, 10C, 10K Unit 20 Intermediate transfer belt (an example of an intermediate transfer body)
21 Intermediate transfer body cleaning device 22 Drive roll 23 Support roll 24 Opposing roll 26 Secondary transfer roll (an example of a secondary transfer means)
28. Thermal fixing device (an example of a thermal fixing means)
Claims (26)
シリカ粒子と、を含み、
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℃以上であり、
ストレスを付与する前のシリカ粒子による表面被覆率Cs1と、下記の第一のストレスを付与した後のシリカ粒子による表面被覆率Cs2との比が0.4≦Cs2/Cs1≦0.8の関係を満足する、圧力応答性粒子。
第一のストレス:温度20℃且つ相対湿度50%下、圧力応答性粒子10gと樹脂被覆フェライト粒子90gとを容積0.5Lの容器回転式V型混合機に入れ、回転速度40回転/分にて20分間運転する。 A pressure-responsive mother particle containing a styrene-based resin containing styrene and other vinyl monomers as polymerization components, and a (meth)acrylic acid ester-based resin containing at least two types of (meth)acrylic acid esters as polymerization components, wherein the mass ratio of (meth)acrylic acid esters to the total polymerization components is 90% by mass or more,
Contains silica particles,
It has at least two glass transition temperatures, and the difference between the lowest and highest glass transition temperatures is 30°C or more.
A pressure-responsive particle in which the ratio of the surface coverage rate Cs1 of silica particles before stress is applied to the surface coverage rate Cs2 of silica particles after the application of the first stress described below satisfies the relationship 0.4 ≤ Cs2/Cs1 ≤ 0.8.
First stress test: Under a temperature of 20°C and a relative humidity of 50%, 10 g of pressure-responsive particles and 90 g of resin-coated ferrite particles are placed in a 0.5 L rotary V-type mixer and operated at a rotation speed of 40 revolutions per minute for 20 minutes.
第二のストレス:温度20℃且つ相対湿度50%下、圧力応答性粒子10gを容積0.5Lの容器回転式V型混合機に入れ、回転速度40回転/分にて20分間運転する。 A pressure-responsive particle according to any one of claims 1 to 6, wherein the ratio of the surface coverage rate Cs2 to the surface coverage rate Cs3 of silica particles after the second stress described below is satisfied with the relationship 0.4 ≤ Cs2/Cs3 ≤ 0.9.
Second stress test: Under a temperature of 20°C and a relative humidity of 50%, 10 g of pressure-responsive particles are placed in a 0.5 L rotary V-type mixer and operated at a rotation speed of 40 revolutions per minute for 20 minutes.
前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着手段と、
を含む印刷物の製造装置。 Arrangement means for accommodating pressure-responsive particles according to any one of claims 1 to 17 and arranging the pressure-responsive particles on a recording medium,
A crimping means for folding and crimping the recording medium, or for crimping the recording medium and another recording medium on top of each other,
A manufacturing apparatus for printed materials, including those containing printed materials.
前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着工程と、
を含む印刷物の製造方法。 A placement step of arranging pressure-responsive particles on a recording medium using pressure-responsive particles according to any one of claims 1 to 17,
A crimping step of folding and crimping the recording medium, or crimping the recording medium and another recording medium together,
A method for manufacturing printed materials that include [the specified material].
基材と、前記基材上に配置された前記圧力応答性粒子と、を有する印刷物製造用シート。 A pressure-responsive particle according to any one of claims 1 to 17 is used,
A sheet for manufacturing printed materials, comprising a base material and pressure-responsive particles disposed on the base material.
印刷物製造用シートの製造方法。 The process includes a placement step of arranging pressure-responsive particles on a substrate using pressure-responsive particles according to any one of claims 1 to 17.
A method for manufacturing sheets for printed materials.
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