JP2008065336A - トナー組成物及びその製造方法 - Google Patents

トナー組成物及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2008065336A
JP2008065336A JP2007232812A JP2007232812A JP2008065336A JP 2008065336 A JP2008065336 A JP 2008065336A JP 2007232812 A JP2007232812 A JP 2007232812A JP 2007232812 A JP2007232812 A JP 2007232812A JP 2008065336 A JP2008065336 A JP 2008065336A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
latex
styrene
molecular weight
glass transition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007232812A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4987637B2 (ja
JP2008065336A5 (ja
Inventor
Dennis A Mattison Jr
エー. マティソン ジュニア デニス
Vincenzo G Marcello
ジー. マーセロー ビンセンゾ
Steven A Vanscott
エー. バンスコット スティーブン
Nancy S Hunt
エス. ハント ナンシー
Chieh-Min Cheng
チェン チエ−ミン
Dawn M Jacobs
エム. ジェイコブズ ドーン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xerox Corp filed Critical Xerox Corp
Publication of JP2008065336A publication Critical patent/JP2008065336A/ja
Publication of JP2008065336A5 publication Critical patent/JP2008065336A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4987637B2 publication Critical patent/JP4987637B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08784Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
    • G03G9/08795Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their chemical properties, e.g. acidity, molecular weight, sensitivity to reactants
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0802Preparation methods
    • G03G9/0804Preparation methods whereby the components are brought together in a liquid dispersing medium
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0819Developers with toner particles characterised by the dimensions of the particles
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0821Developers with toner particles characterised by physical parameters
    • G03G9/0823Electric parameters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0827Developers with toner particles characterised by their shape, e.g. degree of sphericity
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08702Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G03G9/08706Polymers of alkenyl-aromatic compounds
    • G03G9/08708Copolymers of styrene
    • G03G9/08711Copolymers of styrene with esters of acrylic or methacrylic acid
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08784Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
    • G03G9/08797Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their physical properties, e.g. viscosity, solubility, melting temperature, softening temperature, glass transition temperature
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/093Encapsulated toner particles
    • G03G9/09307Encapsulated toner particles specified by the shell material
    • G03G9/09314Macromolecular compounds
    • G03G9/09321Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/093Encapsulated toner particles
    • G03G9/09307Encapsulated toner particles specified by the shell material
    • G03G9/09342Inorganic compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/093Encapsulated toner particles
    • G03G9/0935Encapsulated toner particles specified by the core material
    • G03G9/09357Macromolecular compounds
    • G03G9/09364Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】優れた帯電特性と分配性能を有するトナー組成物及びその製造方法を提供する。
【解決手段】45℃〜54℃のガラス転移温度及び33000〜37000の分子量を有する第一ラテックスを含むコア、55℃〜65℃のガラス転移温度及び33000〜3700の分子量を有する第二ラテックスを含み、前記コアを取り巻くシェル、並びに、少なくとも2種の添加剤を含む一成分トナーを提供する。更に、該トナーの製造方法を提供する。
【選択図】なし

Description

本開示は一般的にはトナー及びトナープロセスに関し、より詳細には、優れた帯電特性(charging property)及び分配性能(dispensing performance)を有するトナー組成物及びその製造方法に関する。
トナーを調製するための方法が数多く知られており、例えば、樹脂が顔料とともに溶融混練又は押し出され、微粉化され、粉砕されて、トナー粒子が得られる従来の方法がある。さらに、下記特許文献1及び2には、ラテックスを顔料粒子とブレンドすることによりトナー粒子を調製する方法が記載されている。
トナーは、エマルジョン凝集法によっても製造することができる。エマルジョン凝集(EA)タイプトナーを調製する方法は公知であり、トナーは、着色剤をバッチ又は半連続乳化重合により形成されたラテックスポリマーとともに凝集させることにより形成することができる。
米国特許第5,364,729号明細書 米国特許第5,403,693号明細書
本発明は優れた帯電特性と分配性能を有するトナー組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。
本開示は、約45℃〜約54℃のガラス転移温度及び約33000〜約37000の分子量を有する第一ラテックスのコア、約55℃〜約65℃のガラス転移温度及び約33000〜約37000の分子量を有する第二ラテックスを含む前記コアを取り巻くシェル、並びに、少なくとも2種の添加剤を含むトナー組成物を提供する。実施態様において、少なくとも2種の添加剤は、シリカ、金属酸化物、コロイド状シリカ、チタン酸ストロンチウム、及びその組み合わせを包含する。ある実施態様において、トナーは一成分トナー組成物であってよい。
他の実施態様において、本開示は、第一ラテックスのコア、第二ラテックスのシェル、及び少なくとも2種の添加剤を含む一成分トナーを提供する。コアを形成するために用いられる第一ラテックスは、約45℃〜約54℃のガラス転移温度及び約33000〜約37000の分子量を有する、スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、スチレンメタクリレート、及びその組み合わせを包含する。シェルを形成するために用いられる第二ラテックスは、約55℃〜約65℃のガラス転移温度及び約33000〜約37000の分子量を有する、スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、スチレンメタクリレート、及びその組み合わせを包含する。少なくとも2種の添加剤は、シリカ、金属酸化物、コロイド状シリカ、チタン酸ストロンチウム、及びその組み合わせを包含する。
トナーを形成する方法も提供される。実施態様において、該方法は、約45℃〜約54℃のガラス転移温度及び約33000〜約37000の分子量を有する第一ラテックスを、着色剤水分散液、及び約70℃〜約85℃の融点を有するワックスの分散液と接触させて、ブレンド液を形成する。ブレンド液と凝固剤とを混合し、混合物を加熱して、凝集懸濁液を形成し、塩基を添加して、約4〜約7の値までpHを増大させる。次いで、凝集懸濁液を加熱して、凝集懸濁液を融合させ、これによりトナーコアが形成される。約55℃〜約65℃のガラス転移温度及び約33000〜約37000の分子量を有する第二ラテックスを凝集懸濁液に添加し、トナーコア上にシェルを形成する。少なくとも2種の添加剤をトナーに添加し、次いでトナーを回収する。
本開示は、一成分現像システムにおける使用に好適なトナーであって、優れた流動特性及びトナーブロッキング温度を有するトナーを提供する。得られたトナーの優れた流動特性は、例えば、ゴースト発生、ホワイトバンドといった目詰まり障害及び印刷不良、及び従来の方法で製造されたトナーとの比較における低トナー密度を低減する。本開示におけるトナーは、優れた光沢特性を有する画像の形成に適用できる。本開示におけるトナーは、さらに、従来のトナーと比較して、より高いブロッキング温度を有しうる。
ブロッキング温度は、実施態様において、例えば、所定のトナー組成物について、ケーキング又は凝集が起こる温度を包含する。
実施態様において、トナーは、ラテックス樹脂粒子及びワックスを、着色剤、及び、界面活性剤、凝固剤、表面添加剤、及びその混合物から任意に選択される1以上の添加剤と、凝集及び融着させることにより調製されるエマルジョン凝集タイプのトナーであってよい。実施態様において、1以上とは約1〜約20であり、例えば、約3〜約10である。
実施態様において、ラテックスは、約54℃〜約65℃、例えば、約55℃〜約61℃のガラス転移温度を有しうる。ラテックスは、例えば、Brookhavenナノサイズ粒子分析器により測定される、体積平均粒径で約50〜約500nm、実施態様においては、約100〜約400nmのサイズを有するサブミクロン粒子を含みうる。ラテックス樹脂は、トナー組成物中、トナー又はトナーの固形分の約75重量パーセント〜約98重量パーセント、実施態様においては、約80重量パーセント〜約95重量パーセントの量で存在しうる。固形分なる語句は、実施態様において、例えば、ラテックス、着色剤、ワックス、及びトナー組成物における任意の他の添加剤を意味する。
本開示の実施態様において、ラテックス中の樹脂は、これらに限定されるものではないが、スチレン、ブタジエン、イソプレン、アクリレート、メタクリレート、アクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸又はベータカルボキシエチルアクリレート(β−CEA)などを包含するモノマーの乳化重合から誘導することができる。
実施態様において、ラテックスの樹脂は、少なくとも1つのポリマーを含んでよい。実施態様において、少なくとも1つとは約1〜約20であり、ある実施態様においては、約3〜約10である。
ポリマーの例としては、スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、スチレンメタクリレート、さらに詳細には、ポリ(スチレンアルキルアクリレート)、ポリ(スチレン−1,3−ジエン)、ポリ(スチレン−アルキルメタクリレート)、ポリ(スチレンアルキルアクリレート−アクリル酸)、ポリ(スチレン−1,3−ジエン−アクリル酸)、ポリ(スチレン−アルキルメタクリレート−アクリル酸)、ポリ(アルキルメタクリレート−アルキルアクリレート)、ポリ(アルキルメタクリレート−アリールアクリレート)、ポリ(アリールメタクリレート−アルキルアクリレート)、ポリ(アルキルメタクリレート−アクリル酸)、ポリ(スチレン−アルキルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸)、ポリ(スチレン−1,3−ジエン−アクリロニトリル−アクリル酸)、ポリ(アルキルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸)、ポリ(スチレン−ブタジエン)、ポリ(メチルスチレン−ブタジエン)、ポリ(メチルメタクリレート−ブタジエン)、ポリ(エチルメタクリレート−ブタジエン)、ポリ(プロピルメタクリレート−ブタジエン)、ポリ(ブチルメタクリレート−ブタジエン)、ポリ(メチルアクリレート−ブタジエン)、ポリ(エチルアクリレート−ブタジエン)、ポリ(プロピルアクリレート−ブタジエン)、ポリ(ブチルアクリレート−ブタジエン)、ポリ(スチレン−イソプレン)、ポリ(メチルスチレン−イソプレン)、ポリ(メチルメタクリレート−イソプレン)、ポリ(エチルメタクリレート−イソプレン)、ポリ(プロピルメタクリレート−イソプレン)、ポリ(ブチルメタクリレート−イソプレン)、ポリ(メチルアクリレート−イソプレン)、ポリ(エチルアクリレート−イソプレン)、ポリ(プロピルアクリレート−イソプレン)、ポリ(ブチルアクリレート−イソプレン)、ポリ(スチレン−プロピルアクリレート)、ポリ(スチレン−ブチルアクリレート)、ポリ(スチレン−ブタジエン−アクリル酸)、ポリ(スチレン−ブタジエン−メタクリル酸)、ポリ(スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル−アクリル酸)、ポリ(スチレン−ブチルアクリレート−アクリル酸)、ポリ(スチレン−ブチルアクリレート−メタクリル酸)、ポリ(スチレン−ブチルアクリレート−アクリロニトリル)、ポリ(スチレン−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸)、ポリ(スチレン−ブタジエン)、ポリ(スチレン−イソプレン)、ポリ(スチレン−ブチルメタクリレート)、ポリ(スチレン−ブチルアクリレート−アクリル酸)、ポリ(スチレン−ブチルメタクリレート−アクリル酸)、ポリ(ブチルメタクリレート−ブチルアクリレート)、ポリ(ブチルメタクリレート−アクリル酸)、ポリ(アクリロニトリル−ブチルアクリレート−アクリル酸)、及びその混合物が挙げられる。ある実施態様において、ポリマーは、ポリ(スチレン/ブチルアクリレート/ベータカルボキシルエチルアクリレート)である。ポリマーは、ブロック、ランダム、又は交互コポリマーであってよい。
実施態様において、ラテックスはバッチ又は半連続重合により調製することができ、その結果、界面活性剤を含有する水相中に懸濁されたサブミクロン非架橋樹脂粒子が得られる。ラテックス分散液に適用しうる界面活性剤はイオン性又は非イオン性界面活性剤であってよく、固形分中に約0.01〜約15重量パーセントの量で含有でき、ある実施態様においては約0.01〜約5重量パーセントの量で含有できる。
適用しうるアニオン性界面活性剤は、スルフェート及びスルホネートを含み、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルナフタレン硫酸ナトリウム、ジアルキルベンゼンアルキルスルフェート及びスルホネート、アビエチン酸、及びNEOGEN製のアニオン性界面活性剤を包含する。実施態様において、好適なアニオン性界面活性剤としては、第一工業製薬(株)から入手可能なNEOGEN RK、又はテイカ(株)から入手可能なTAYCA POWER BN2060を包含し、これらは分岐ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。
カチオン性界面活性剤の例としては、アンモニウム、例えば、ジアルキルベンゼンアルキルアンモニウムクロリド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド、アルキルベンジルメチルアンモニウムクロリド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムブロミド、ベンザルコニウムクロリド、及びC12、C15、C17トリメチルアンモニウムブロミド、その混合物などが挙げられる。他のカチオン性界面活性剤としては、セチルピリジニウムブロミド、四級化ポリオキシエチルアルキルアミンのハライド塩、ドデシルベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、Alkaril Chemical Companyから入手可能なMIRAPOL、及びALKAQUAT、Kao Chemicalsから入手可能なSANISOL(ベンザルコニウムクロリド)などが挙げられる。ある実施態様において、好適なカチオン性界面活性剤としては、Kao Corp.から入手可能なSANISOL B−50が挙げられ、これは主にベンジルジメチルアルコニウムクロリドである。
非イオン性界面活性剤の例としては、アルコール、酸、セルロース及びエーテル、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、メタロース、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、Rhone−PoulencからIGEPAL CA−210(登録商標)、IGEPAL CA−520(登録商標)、IGEPAL CA−720(登録商標)、IGEPAL CO−890(登録商標)、IGEPAL CO−720(登録商標)、IGEPAL CO−290(登録商標)、IGEPAL CA−210(登録商標)、ANTAROX 890(登録商標)、及びANTAROX 897(登録商標)として入手可能なジアルキルフェノキシポリ(エチレンオキシ)エタノールが挙げられる。ある実施態様において、好適な非イオン性界面活性剤は、Rhone Poulenc Inc.から入手可能な、主にアルキルフェノールエトキシレートであるANTAROX897である。
実施態様において、ラテックスの樹脂は、水溶性開始剤及び有機可溶性開始剤等の開始剤を用いてを調製することができる。水溶性開始剤の例は、過硫酸アンモニウム及び過硫酸カリウムを包含し、これらは適当な量、例えば、モノマーの約0.1〜約8重量パーセント、ある実施態様においては、約0.2〜約5重量パーセントの量で添加することができる。有機可溶性開始剤の例としては、Vazoペルオキシド、例えば、VAZO 64(登録商標)、2−メチル2−2’−アゾビスプロパンニトリル、VAZO88(登録商標)、2−2’−アゾビスイソブチルアミドデヒドレート、及びその混合物が挙げられる。開始剤は、例えば、モノマーの約0.1〜約8重量パーセントの適当な量で添加でき、ある実施態様においては、約0.2〜約5重量パーセントの量で添加できる。
乳化重合により調製される場合、樹脂の分子量特性を制御するために、公知連鎖移動剤を用いることもできる。連鎖移動剤の例としては、ドデカンチオール、ドデシルメルカプタン、オクタンチオール、四臭化炭素、四塩化炭素などが挙げられ、様々な好適な量、例えば、モノマーの約0.1〜約20パーセント、ある実施態様においては、モノマーの約0.2〜約10重量パーセントの量を包む。
樹脂粒子を得るための他の方法は、米国特許第3,674,736号に開示されるポリマーミクロ懸濁プロセス、米国特許第5,290,654号に開示されるポリマー溶液ミクロ懸濁プロセス、及び機械的粉砕プロセス、又は当業者の関与範囲内の他のプロセスを包含する。
実施態様において、ラテックスの樹脂は、非架橋ポリマーであっても、架橋ポリマーであっても、非架橋及び架橋ポリマーの組み合わせであってもよい。架橋している場合、例えば、ジビニルベンゼン若しくは他のジビニル芳香族、又はジビニルアクリレート若しくはメタクリレート等のモノマーを、クロスリンカーとして架橋樹脂中に用いることができる。クロスリンカーは、架橋樹脂の約0.01重量パーセント〜約25重量パーセントの量で、ある実施態様においては、約0.5〜約15重量パーセントの量で存在しうる。
架橋樹脂粒子が存在する場合、該架橋樹脂粒子は、トナーの約0.1〜約50重量パーセントの量で存在してよく、例えば、ある実施態様では約1〜約20重量パーセントの量で存在しうる。
次いで、ラテックスは、着色剤分散液に添加することができる。着色剤分散液は、例えば、体積平均粒径で約50〜約500nm、ある実施態様においては、約100nm〜約400nmのサイズを有するサブミクロン着色剤粒子を含有しうる。着色剤粒子は、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、又はその混合物を含有する水性相中に懸濁させることができる。ある実施態様において、界面活性剤はイオン性であり、着色剤の約1〜約25重量パーセントであってよく、ある実施態様においては約4〜約15重量パーセントであってよい。
着色剤としては、顔料、染料、顔料と染料との混合物、顔料の混合物、染料の混合物などが挙げられる。着色剤は、例えば、カーボンブラック、シアン、イエロー、マゼンタ、レッド、オレンジ、ブラウン、グリーン、ブルー、バイオレット、又はその混合物であってよい。
着色剤が顔料である実施態様において、顔料は、例えば、カーボンブラック、フタロシアニン、キナクリドン、又はRHODAMINE B(登録商標)タイプ、レッド、グリーン、オレンジ、ブラウン、バイオレット、イエロー、蛍光着色剤などであってよい。
着色剤は、本開示におけるトナー中、トナーの約1〜約25重量パーセントの量で存在してよく、ある実施態様においては、トナーの約2〜約15重量パーセントの量で存在しうる。
本開示におけるトナー組成物は、約70℃〜約85℃の有するワックスを更に含有してもよく、ある実施態様におけるワックスの融点は約75℃〜約81℃である。ワックスは、トナー結合(cohesion)を可能にし、トナー凝集体の形成を防止する。実施態様において、ワックスは分散液であってよい。本開示におけるトナーの形成に好適に用いられるワックス分散液は、例えば、体積平均粒径で約50〜約500nm、ある実施態様においては約100〜約400nmのサイズを有するサブミクロンワックス粒子を包含する。ワックス粒子は、水、及び、イオン性界面活性剤、非イオン施界面活性剤、又はその混合物の水相中に懸濁することができる。イオン性界面活性剤又は非イオン性界面活性剤は、ワックスの約0.5〜約10重量パーセントの量で存在してよく、ある実施態様においては、約1〜約5重量パーセントの量で存在しうる。
本開示の実施態様におけるワックス分散液は、任意の好適なワックス、例えば、天然植物性ワックス、天然動物性ワックス、鉱物ワックス及び/又は合成ワックスを包含する。実施態様において、ワックスは、修飾ワックス、例えば、モンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、及び/又は微結晶性ワックス誘導体、及びその組み合わせであってよい。
実施態様において、商業的に入手可能な好適なポリエチレンワックスは、約1000〜約1500の分子量(Mw)、例えば、約1250〜約1400の分子量(Mw)を有し、一方、商業的に入手可能なポリプロピレンワックスは、約4000〜約5000、例えば、約4250〜約4750の分子量を有する。
実施態様において、ワックスは官能化(functionalized)されていてもよい。ワックスを官能化するために導入される置換基の例としては、アミン、アミド、イミド、エステル、第四アミン、及び/又はカルボン酸、等が挙げられる。実施態様において、官能化ワックスは、アクリルポリマーエマルジョン、例えば、Joncryl 74、89、130、537、及び538(すべてJohnson Diversey,Incから入手可能)、又はAllied Chemical and Petrolite Corporation及びJohnson Diversey,Inc.から商業的に入手可能な塩素化ポリプロピレン及びポリエチレンを含む。
ワックスは、トナーの約1〜約30重量パーセントの量で存在してよく、ある実施態様においては、約2〜約20重量パーセントの量で存在しうる。ポリエチレンワックスが使用される幾つかの実施態様においては、ワックスは、トナーの約8〜約14重量パーセントの量で存在してよく、ある実施態様においては約10〜約12重量パーセントの量で存在しうる。
得られたラテックス分散液、着色剤分散液、及びワックス分散液のブレンドを撹拌し、ラテックスのガラス転移温度よりも低い温度で加熱することができ、ある実施態様においては約45℃〜約65℃、ある実施態様においては約48℃〜約63℃に加熱することができる。その結果、体積平均粒径で約4μm〜約8μmのトナー凝集体が得られ、ある実施態様においては体積平均粒径で約5μm〜約7μmのトナー凝集体が得られる。
実施態様において、ラテックス、水性着色剤分散液、及びワックス分散液の凝集中又は凝集前に凝固剤を添加することができる。凝固剤は、約1〜約5分の間に亘って添加することができ、ある実施態様においては約1.25〜約3分の間に亘って添加することができる。
実施態様において、好適な凝固剤としては、例えば、ポリアルミニウムクロリド(PAC)、ポリアルミニウムブロミド、及びポリアルミニウムスルホシリケート等のポリ金属塩が挙げられる。ポリ金属塩は、硝酸の溶液、あるいは、硫酸、塩酸、クエン酸又は酢酸などの他の希酸溶液に含有されてよい。凝固剤は、トナーの約0.02〜約0.3重量パーセントの量で添加することができ、ある実施態様においては約0.05〜約0.2重量パーセントの量で添加することができる。
凝集粒子には第二ラテックスを添加することができる。第二ラテックスは、例えば、サブミクロン非架橋樹脂粒子を包含する。ラテックスについて好適であるとすでに記載された任意の樹脂を、コア又はシェルとして用いることができる。第二ラテックスを初期ラテックスの約10〜約40重量パーセント、ある実施態様においては初期ラテックスの約15〜約30重量パーセントの量で添加して、トナー凝集体上にシェル又はコーティングを形成することができる。シェル又はコーティングの厚さは、約200nm〜約800nm、ある実施態様においては約250nm〜約750nmである。コア及びシェルに用いられるラテックスは、同じ樹脂であってもよく、異なる樹脂であってもよい。
実施態様において、第二ラテックスは、第一ラテックスの分子量に匹敵する分子量を有しうる。例えば、第一ラテックスは、約33000〜約37000の分子量を有することができ、ある実施態様においては、約34000〜約36000の分子量を有しうる。第二樹脂は、約33000〜約37000、ある実施態様においては、約34000〜約36000の分子量を有しうる。
加えて、実施態様において、シェルを形成するために用いられるラテックスは、コアを形成するために用いられるラテックスのガラス転移温度(Tg)よりも高いガラス転移温度を有しうる。実施態様において、シェルラテックスのTgは約55℃〜約65℃であり、ある実施態様においては約57℃〜約61℃であり、コアラテックスのTgは約45℃〜約54℃であり、ある実施態様においては約49℃〜約53℃である。幾つかの実施態様において、ラテックスはスチレン/ブチルアクリレートコポリマーである。前述のように、実施態様において、コアを形成するために用いられるラテックスのTgは、シェルを形成するために用いられるラテックスのTgよりも低い。例えば、実施態様において、約45℃〜約54℃、例えば、約49℃〜約53℃のTgを有するスチレン/ブチルアクリレートコポリマーを用いてコアを形成することができ、一方、約55℃〜約65℃、例えば、約57℃〜約61℃のTgを有するスチレン/ブチルアクリレートコポリマーを用いてシェルを形成することができる。
同様に、コア及びシェルを形成するために用いられるラテックスは同じであってよいが、モノマーの量は様々に変化しうる。例えば、ある実施態様においては、トナー粒子のコア用樹脂は、約70重量パーセント〜約78重量パーセントのスチレン、及び約22重量%〜約30重量%のブチルアクリレートを有するスチレン/ブチルアクリレートコポリマーを含み、ある実施態様では、約74重量%〜約77重量%スチレン、及び約21重量%〜約25重量%ブチルアクリレートを有するスチレン/ブチルアクリレートコポリマーを含む。同時に、トナー粒子のシェルを形成するために用いられるスチレン/ブチルアクリレートコポリマーは、約79重量%〜約85重量%のスチレン、及び約15重量%〜約21重量%のブチルアクリレートを有するスチレン/ブチルアクリレートコポリマーを含み、ある実施態様においては、約81重量%〜約83重量%のスチレン、及び約17重量%から約19重量%のブチルアクリレートを有するスチレン/ブチルアクリレートコポリマーを包む。
粒子の所望の最終サイズとして、体積平均粒径で約4μm〜約9μm、ある実施態様においては約5.6μm〜約8μmが達成されたら、混合物のpHを塩基で約4〜約7、ある実施態様においては約6〜約6.8の値に調節することができる。任意の好適な塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び水酸化アンモニウム等のアルカリ金属水酸化物を使用できる。アルカリ金属水酸化物を混合物の約6〜約25重量パーセント、ある実施態様においては混合物の約10〜約20重量パーセントの量で添加することができる。
次いで、混合物を、コアを形成するために用いられるラテックス、及び、シェルを形成するために用いられるラテックスが有するガラス転移温度以上に加熱する。混合物が加熱される温度は用いられる樹脂に応じて変化するが、実施態様においては約48℃〜約98℃、ある実施態様においては約55℃〜約95℃である。加熱は、約20分〜約3.5時間、ある実施態様においては約1.5時間〜約2.5時間行うことができる。
次いで、混合物のpHを約3.5〜約6に、ある実施態様においては約3.7〜約5.5に、例えば、酸で低下させて、トナー凝集体を融合させ、形状を変化させる。好適な酸としては、例えば、硝酸、硫酸、塩酸、クエン酸及び/又は酢酸が挙げられる。添加される酸の量は、混合物の約4〜約30重量パーセント、ある実施態様においては混合物の約5〜約15重量パーセントである。
次いで、混合物を融合させる。融合(coalescing)は、約90℃〜約99℃の温度で約0.5〜約6時間、ある実施態様においては約2〜約5時間の、撹拌及び加熱を含む。この期間中にさらに撹拌することにより、融合を促進することができる。

混合物を、冷却し、洗浄し、乾燥する。冷却は、約20℃〜約40℃の温度で、ある実施態様においては約22℃〜約30℃の温度で、約1時間〜約8時間、ある実施態様においては約1.5時間〜約5時間である。
ある実施態様において、融合トナースラリーの冷却は、氷、ドライアイスなどの冷媒、を添加することにより急冷して、約20℃〜約40℃の温度に、ある実施態様においては約22℃〜約30℃の温度に急速に冷却することを包む。急冷は、例えば、約2リットル未満少量のトナーに、ある実施態様においては約0.1リットル〜約1.5リットルの少量のトナーに関して実施可能である。さらに大きな規模、例えば、サイズが約10リットルより大きなプロセスに関しては、トナー混合物の急速な冷却は、冷媒をトナー混合物に導入することによっても、ジャケット付きリアクター冷却の使用によっても、実施可能でないか、又は現実的でない。
洗浄は、約7〜約12のpHのpHで、ある実施態様においては約9〜約11のpHで行うことができる。洗浄は、約45℃〜約70℃の温度で、ある実施態様においては約50℃〜約67℃の温度であってよい。洗浄は、濾過、及び、トナー粒子を含むフィルターケーキの脱イオン水中での再スラリー化を含む。次いで、フィルターケーキを1回以上脱イオン水で洗浄するか、又は約4のpHの脱イオン水で1回(ここにおいて、スラリーのpHは酸で調節される)、続いて任意に1回以上脱イオン水で洗浄することにより洗浄することができる。
乾燥は、一般的には約35℃〜約75℃、ある実施態様においては約45℃〜約60℃の温度で行うことができる。乾燥は、粒子の湿分が、約1重量パーセントの設定目標、ある実施態様においては約0.7重量パーセント未満の設定目標より低くなるまで継続することができる。
本開示におけるエマルジョン凝集トナーは、約0.93〜約0.99の真円度を有する粒子を含み、ある実施態様においては約0.96〜約0.985の真円度を有する粒子を含む。球状トナー粒子がこの範囲の真円度を有し、画像保持部材の表面上に残存する球状トナー粒子が、画像保持部材の接触部分とコンタクトチャージャー間を通過する場合、変形トナーの量は少なく、従って、トナーフィルムの生成が防止され、欠陥のない安定な画像品質を長期間に亘って得ることができる。その結果、優れたトナー転写が得られ、トナーの浪費が少なく、従って、かかるトナーを使用する顧客にとってプリント1枚あたりの値段が低くなる。
本開示におけるトナーは、Brunauer、Emmett及びTeller(BET)法により測定すると、約1m2/g〜約2.5m2/gの表面積、ある実施態様においては約1.25m2/g〜約2m2/gの表面積を有しうる。本開示における非磁性トナー粒子の球状粒子形状及び平滑(低)表面積により、トナー表面上の表面添加剤の均一な分布が可能になり、この結果、優れた流動性及び帯電制御及び最適化が得られる。
本開示に従って製造されるトナーのメルトフローインデックス(MFI)は、可塑度計の使用を包含する当業者の関与範囲内の方法により決定することができる。例えば、トナーのMFIは、Tinius Olsen押出可塑度計で、約125℃、約5キログラムの負荷力で測定することができる。サンプルを次いでメルトインデクサーの加熱バレル中に入れ、適当な時間、実施態様においては約5分から約7分間平衡化させ、次いで約5kgの負荷力をメルトインデクサーのピストンに加える。ピストンに加えられた負荷は、溶融サンプルを所定のオリフィス開口部から押し出す。ピストンが1インチ移動する際の試験時間を決定することができる。試験手順の間に導き出された時間、距離、及び重量体積を使用することにより、メルトフローを計算することができる。
本明細書において用いられるMFIは、実施態様において、例えば、長さL及び直径Dのオリフィスを通って10分間に特定の適用負荷(前述の通り、5kg)で通過するトナーの重量(グラム)を含む。1のMFI単位は、特定の条件下で10分間にオリフィスを1グラムのトナーが通過することを示す。本明細書において用いられる「MFI単位」は、10分当たりのグラムの単位を意味する。
この手順に付された本開示におけるトナーは、トナーを形成するために用いられる顔料に応じて様々なMFIを有しうる。
電子写真装置において、トナーがフューザーロールに付着する最低温度は、コールドオフセット温度と呼ばれ、トナーがフューザーロールに付着しない最高温度は、ホットオフセット温度と呼ばれる。フューザー温度がホットオフセット温度を超える場合、溶融トナーの一部は定着中にフューザーロールに付着し、次の基体に転写され(「オフセット」と呼ばれる現象)、その結果、例えば、不鮮明な画像が得られる。トナーのコールドオフセット温度とホットオフセット温度の間には最低定着温度があり、これは、トナーの支持媒体への許容される付着が起こる最低温度である。最低定着温度とホットオフセット温度の差は融着ラチチュード(fusing latitude)と呼ばれる。当業者には理解されるように、トナーの、特に高温でのレオロジーは、バインダー樹脂を形成するために用いられるポリマー鎖の長さ、及び、バインダー樹脂中の任意の架橋又はポリマー網目構造の形成により影響を受けうる。
本開示におけるトナーは、約130℃より高いコールドオフセット温度、ある実施態様においては約130℃〜約140℃、ある実施態様においては約134℃〜約137℃のコールドオフセット温度を有し、約180℃より高いホットオフセット温度、ある実施態様においては約190℃〜約210℃、ある実施態様においては約195℃〜約205℃のホットオフセット温度を有する。本開示におけるトナーの最低定着温度は、約135℃〜約170℃、ある実施態様においては約140℃〜約160℃である。コア及びシェル中の樹脂が異なる分子量を有する本開示におけるトナーは、優れた融着ラチチュードを奏することができる。
本開示における非磁性SCDトナーの粒子サイズは、体積平均粒径で約4μm〜約8μm、ある実施態様においては約5μm〜約7μmである。本開示におけるトナーの幾何平均粒子直径(GSD)は、Layson Cell粒子分析器により測定すると、約1.1〜約1.3、ある実施態様においては約1.15〜約1.25である。
本開示における非磁性一成分現像トナーは、約102ポアズ(10Pa・s)〜約106ポアズ(105Pa・s)、ある実施態様においては約103ポアズ(102Pa・s)〜約105(104Pa・s)ポアズの動的粘度を有しうる。さらに、本開示における非磁性SCDは、10rad/秒、120℃で測定した際に、103ダイン/cm2(102Pa)〜約106ダイン/cm2(105Pa)、ある実施態様においては約104ダイン/cm2(103Pa)〜約105ダイン/cm2(104Pa)の弾性率を有しうる。
本開示におけるトナーは、簡易な製造方法を適用して経済的に製造することができる。シェルとして高いTgを有するラテックス樹脂を用いると、他の通常のトナーと比較してブロッキング温度がさらに高くなり、ある実施態様においては約5℃高くなる。このような高いブロッキング温度は、輸送及び貯蔵中、特に暖かい気候におけるトナーの安定性を改善する。従来のトナーは、約48℃〜約51℃のブロッキング温度を有するが、本開示におけるトナーのブロッキング温度は約51℃〜約58℃、ある実施態様においては約53℃〜約56℃である。
トナーは、さらに、公知の電荷添加剤(charge additives)をトナーの約0.1〜約10重量パーセントの量で含んでよく、ある実施態様においては約0.5〜約7重量パーセントの量で含むことができる。
前述のように、実施態様において、本発明のトナーは、非磁性一成分現像液をはじめとする様々な現像剤のトナー成分として用いることができる。本開示におけるトナー組成物には、表面添加剤を洗浄又は乾燥後に添加することができる。表面添加剤は非磁性SCDにおいて重要な役割を果たす。トナー粒子が、充電/計測ブレードのニップと現像ローラー間で圧縮され、剪断される場合に、トナー粒子はその現像可能性を失い始める。従って、CRU寿命全体にわたってトナーの帯電可能性及び流動性を維持することが重要である。
非磁性一成分現像剤として用いる場合、様々な外添剤を添加することができる。かかる表面添加剤の例としては、例えば、金属塩、脂肪酸の金属塩、コロイド状シリカ、金属酸化物(例えば、酸化チタン、二酸化チタン、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、その混合物)などが挙げられる。表面添加剤は、トナーの約0.1〜約10重量パーセントの量で、ある実施態様においては約0.5〜約7重量パーセントの量で存在する。
実施態様において、シリカの組み合わせ等の添加剤の組み合わせを適用することができる。これを達成するために、少なくとも2種の異なる表面添加剤を有することが望ましい。実施態様において、少なくとも2とは、約2〜約20、ある実施態様では、約3〜約10である。このような組み合わせは、例えば、シリカ及び金属酸化物(例えば、酸化チタン及び酸化セリウム、コロイド状シリカ、チタン酸ストロンチウム、その組み合わせなどを)を包む。実施態様において、適用しうる好適なシリカは、ヒュームドシリカ及びゾル−ゲルシリカの組み合わせを包む。
実施態様において、適用しうる添加剤のサイズは多様である。例えば、第1添加剤は約25nm〜約200nmの表面積、ある実施態様では約40nm〜約150nmの表面積を有し、一方、第2表面添加剤は約1nmから約20nm、ある実施態様では約2nm〜約15nmの表面積を有する。このような実施態様において、第1添加剤はトナーの約2重量%〜約5重量%の、ある実施態様ではトナーの約3重量%〜約4重量%の量で存在し、その一方、第2添加剤はトナーの約0.2重量%〜約2.5重量%の量、ある実施態様ではトナーの約1重量%〜約2重量%の量で存在しており、添加剤の合計量はトナーの約2.2重量%〜約7.5重量%、ある実施態様ではトナーの約4重量%〜約6重量%になる。実施態様において、第1添加剤はシリカを含み、第2添加剤は金属酸化物を含む。
前記表面添加剤は、トナーの帯電及び電荷分布を最適化するために用いることができる。例えば、大表面添加剤(large surface additives)は、トナーが現像ローラーに粘着するのを防止するスペーサーとして作用し、これにより印刷不良、例えば、ゴースト発生、ホワイトバンド、及び画像上の低トナー密度の発生率を低下させる。
添加剤は、ブレンド、混合などをはじめとする当業者の関与範囲内の方法を用いて、本開示におけるトナーに添加することができる。実施態様において、かかる添加剤及びトナー粒子のブレンドは、トナーに摩擦帯電性を付与する。本開示におけるトナーは、例えば、約35μC/g〜約75μC/g、ある実施態様においては約44μC/g〜約61μC/gの摩擦帯電量を有しうる。
添加剤の付着は、本明細書において「添加剤付着力分布」(AAFD)値と呼ばれる場合もある。AAFD値は、表面添加剤が強力な音響エネルギーでブラストされた後でさえもトナー粒子といかによく付着するかの尺度である。AAFDを決定する方法は当業者の関与範囲内であり、実施態様において、例えば、米国特許第6,878,499号に開示されている方法を包含する。実施態様において、本開示におけるトナーは、約3キロジュールの適用後に約25%〜約65%Siが残存するAAFD値、ある実施態様においては、約3キロジュールの適用後に約30%〜約55%Si残存、例えば、約12キロジュールの適用後に約0〜約19%Si残存、例えば、約12キロジュールの適用後に約0.5%〜約16.5%Siが残存するAAFDを有する。
本発明のトナーのもう一つ別の性質は、粒子の優れた結合性(cohesivity)である。結合性が大きいほど、流動できる粒子が少ない。結合性は、当業者の関与範囲内の方法を用いて、実施態様においては既知質量、例えば2グラムのトナーを、例えば、上から下への順で約53μm、約45μm、及び約38μmのスクリーンメッシュの約3のスクリーンのセット上に配置し、スクリーン及びトナーを所定の時間、所定の振幅、例えば約115秒間、約1ミリメートルの振幅で振動させることにより決定できる。この測定を行うために用いることができる装置は、Micron Powders Systemsから商業的に入手可能なHosokawa Powders Testerを包含する。トナー結合性値は、時間の最後にそれぞれのスクリーン上に残存するトナーの量に関連する。100%の結合性値は、振動工程の最後に最上スクリーン上にすべてのトナーが残存することに相当し、ゼロの結合性値は、すべてのトナーが3つのスクリーン全部を通過すること、すなわち、振動工程の最後に3つのスクリーンのいずれの上にもトナーが残存していないことに相当する。結合性値が高いほど、トナーの流動性は低い。
本開示におけるトナーは、Hosokawa Powder Testerを用いて前記のように決定される結合性、例えば、本開示におけるトナーを用いるすべての色について約7.5%〜約4.5%、ある実施態様においては約11%から約35%の結合性を有する。
本開示におけるトナーは、粒子サイズにおいて狭い分布を有し、これは画像形成装置における使用に望ましい。粒子サイズの分布が広い場合、小さな粒子サイズを有するトナーの大きな粒子サイズを有するトナーに対する比、又はその逆は増加する。これは、ある問題、例えば、多くの小さな粒子が存在する場合にトナーが電荷を保持する能力における劣化を引き起こす。一方、より多くの大きな粒子が存在するトナーの場合、トナーの記録媒体上への転写における無効力のために画像品質が劣化する傾向などの問題がある。本開示におけるトナーは約1〜約1.5、ある実施態様においては約1.15〜約1.25の狭い粒子サイズ分布を有する。
本開示におけるトナーは、その球状形態及びトナー粒子のサイズを制御する能力のために、従来のトナーよりも優れた幾つかの利点を有する。トナー粒子の球状形態の結果、粒子はより少ない接触面積を有し、従って、トナーの流動性が優れている。画像スクリーン上の小さなピクセルに匹敵する小さなサイズのトナー粒子は、シャープな画像を提供し、その結果、優れた解像度及びプリント品質が得られる。さらに小さなサイズは画像の厚さを減少させることもでき、トナーの使用量が少なくなり、トナーを紙に融着させるために必要なエネルギーが低くなる。本開示におけるトナーの形態は、より少ない顔料粒子がトナー表面上に存在するように調節することができる。加えて、結果として得られるトナー中の微粒子の量が減少する。
本開示におけるトナーは、プリンター、コピー機などをはじめとする様々な画像化装置において用いることができる。本開示に従って形成されたトナーは、画像化プロセスに関して、特に乾式電子写真プロセスに関して優れており、これらは、約90パーセントを超えるトナー転写効率で動作し得、例えば、クリーナーのないコンパクトマシンデザインのもの又は優れた画像解像度、許容できるシグナルノイズ比、及び画像均一性を提供するために設計されたものである。さらに、本開示におけるトナーは、電子写真画像化及び印刷プロセス、例えば、デジタル画像化システム及びプロセスに関して選択することができる。
かかるトナーで生成された画像は、従って、望ましい光沢特性を有する。光沢を決定する方法は、当業者の関与範囲内であり、例えば、光沢測定値をGardiner光沢単位(ggu)で提供するGardner光沢計の使用を包含する。例えば、実施態様において、約1.05のトナー質量/面積(TMA)、約160℃の温度で75°の角度を用いて光沢を決定するためにGardnier光沢計を使用することができる。本開示におけるトナーは、約20ggu〜約120ggu、実施態様においては約40ggu〜約80gguの光沢を有しうる。
画像化法は、画像を電子印刷装置中で形成し、その後、本開示におけるトナー組成物で画像を現像することを包む。静電手段による光伝導性物質の表面上の画像の形成及び現像は周知である。基本的乾式電子写真法は、光伝導性絶縁層上に均一な静電荷を配置し、前記層を光と陰の画像にさらして、光にさらされた層の部分上の電荷を消失させ、当該分野において「トナー」と呼ばれる微粉化検電物質を画像上に堆積させることにより、得られる静電潜像を現像することを含む。トナーは通常、層の放電部分に引きつけられ、これにより、静電潜像に対応したトナー画像を形成する。この粉末画像を次いで紙などの支持体表面に転写することができる。転写された画像を続いて熱により支持体表面に恒久的に付着させることができる。
本開示における実施態様で得られたトナーを、公知のキャリア粒子、例えば、スチール、フェライトなどのコーティングされたキャリアと混合することにより、現像剤組成物を調製できる。このような現像剤におけるトナー対キャリアの質量比は、現像剤組成物の約2〜約20パーセント、ある実施態様においては約2.5〜約5パーセントである。キャリア粒子は、導電性カーボンラックなどの導電性成分がその中に分散されたポリメチルメタクリレート(PMMA)など、その上にポリマーコーティングを有するコアも含むことができる。キャリアのコーティングは、シリコン樹脂、フルオロポリマー、帯電列が近接しない樹脂の混合物、熱硬化性樹脂、及び他の公知成分を包む。
現像は、放電領域現像により起こりうる。放電領域現像において、フォトレセプターを帯電させ、次いで現像される領域が放電される。現像電界及びトナー電荷は、トナーがフォトレセプター上の帯電領域により反発され、放電領域に引きつけられるようなものである。この現像プロセスはレーザースキャナーにおいて用いられる。
現像は、磁気ブラシ現像法により行うことができる。この方法は、本開示におけるトナー及び磁性担体粒子を含有する現像液の磁石による運搬を伴う。磁石の磁場は、磁性担体をブラシ状形状に配列させ、この「磁気ブラシ」を、フォトレセプターの静電画像保有表面と接触させる。フォトレセプターの放電領域に対する静電気引力によりブラシから静電画像へとトナー粒子が引き抜かれ、その結果、画像が現像される。ある実施態様において、導電性磁気ブラシプロセスが用いられ、ここにおいて、現像液は、導電性キャリア粒子を含み、キャリア粒子からフォトレセプターまでバイアス磁石間に電流を流すことができる。
[実施例1]
本開示におけるトナーを乳化凝集法により調製した。トナーは、簡潔に述べれば、次のようにして調製した。約3000kgのスチレン/ブチルアクリレート樹脂、約800kgのRP238/122(Sun Chemicalから入手したマゼンタ着色剤)、約7000kgの脱イオン水、及び凝集剤として約50kgのポリ塩化アルミニウムを均質化し、リアクター中で約1時間〜約2.5時間の間混合した。連続して混合しながら、次いでバッチを約25℃〜約47℃(樹脂のTgより低い温度)に加熱し、粒子凝集体混合物を成長させた。凝集体が約4.2μm〜約4.8μmの粒子サイズに達した後、約1800kgのスチレン/ブチルアクリレート樹脂をシェルとして添加し、その間、粒子凝集体は約5.2μm〜約5.8μmの所望の粒子サイズに達するまで成長し続けた。所望の粒子サイズが得られた後、約100kgの苛性ソーダと約60kgのVersene(Dow Chemicalから得られるエチレンジアミン四酢酸(EDTA))を反応に添加し、次いで温度を約47℃〜約95℃に上昇させ、ここにおいて粒子の形状は樹脂のTgより高い温度で球状化し始めた。バッチが約95℃の融合温度に達した後、MalvernのSysmex FPIA2100 Flow Particle Image Analyzerで測定して、トナー目標真円度が約0.96〜約0.985に達するまで、その温度において、バッチを約2時間〜約4時間の間保持した。次いでバッチを約40℃の温度に冷却し、ただちに、粒子表面上のグラフト化界面活性剤分子を脱着させるために、約300kg〜約400kgの酸を添加した。冷却後、混合物を振動シーブに移し、これを介して篩い、粗粒子を除去した。篩った後、次いでスラリーを洗浄し、フィルタープレスを用いて乾燥し、続いて遠心乾燥した。
得られたトナーは、約49℃〜約53℃のTgを有する、約76.5重量%スチレン及び約23.5重量%ブチルアクリレートのスチレン/ブチルアクリレートコポリマーコアを有していた。また、得られたトナーは、約57℃〜約61℃のTgを有する、約81.7重量%スチレン及び約18.3重量%ブチルアクリレートのスチレン/ブチルアクリレートコポリマーシェルを有していた。得られたコア/シェル粒子のサイズは約190nm〜約220nmであり、コア/シェル粒子の分子量は約33kpse〜約37kpseであった。
ポリエチレンワックス(Baker Petroliteから得られるLX−1508ポリエチレンワックス)を、得られたラテックス樹脂中に導入した。ワックス/樹脂重量比は約0/100〜約25/75であった。ワックスは約70℃〜約110℃の融点を有していた。得られた粒子は、約5重量%〜約10重量%の表面ワックス含量を有する最適表面ワックス突起を有していた。表面ワックスはトナー流動性に影響を及ぼしうるので、表面ワックス含量の制御は重要であった。
得られたマゼンタトナーを、約1.48% X24(大シリカ)、約1.37% RY50(小シリカ)、約0.88% JMT2000(チタン)、約0.7% CeO2、及び約0.3%UAdd(ワックス)添加剤(Baker Petroliteから入手)とブレンドした。得られたトナー粒子は、合計含量で約4重量%〜約5重量%の表面添加剤を有していた。
添加剤のトナー粒子に対する結合性は、Hosokawa Powder Tester(Micron Powders Systemsから市販)を用いて決定され、粒子の摩擦帯電量はXerox Barbetta Boxを用いて決定され、添加剤の付着(AAFD)は米国特許第6,878,499号に記載の方法を用いて決定された。
かかるトナーの結合性は、Hosokawa粉末試験機を用いて測定すると約13.55%であった。トナー粒子は、約54.31μC/gの摩擦帯電量を有していた。添加剤付着(AAFD)は、3キロジュールを用いると約42.5%Si残存であり、12キロジュールを用いると約16.3%Si残存であった。
一成分現像乾式電子写真機においてトナーを用いることにより、本開示におけるマゼンタトナーの特性を試験した。Xerox Corporationから市販されているトナーを対照として用いた。
本開示におけるトナーの平均質量は約0.42mg/cm2であり、これは試験された対照物の範囲内であった。(対照トナーについての範囲は、約0.34〜約0.72mg/cm2であった。)約3時間後に縞が見られ、これは試験された対照物の殆どと同等であるか、又は対照物より良好であった。対照トナーはフィルミングを示したが、本開示におけるマゼンタトナーは試験中にフィルミングを示さなかった。

Claims (4)

  1. 45℃〜54℃のガラス転移温度及び33000〜37000の分子量を有する第一ラテックスを含むコア、
    55℃〜65℃のガラス転移温度及び33000〜3700の分子量を有する第二ラテックスを含み、前記コアを取り巻くシェル、並びに、
    少なくとも2種の添加剤を含む一成分トナー。
  2. 前記第一ラテックスが49℃〜53℃のガラス転移温度及び34000〜36000の分子量を有し、前記シェル中のラテックスが56℃〜61℃のガラス転移温度及び34000〜36000の分子量を有し、
    更に着色剤を含み、
    界面活性剤、凝固剤、及び、それらの任意の混合物からなる群から任意に選択される1以上の成分を含み、
    非磁性エマルジョン凝集トナーである請求項1に記載の一成分トナー。
  3. スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、スチレンメタクリレート、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、45℃〜54℃のガラス転移温度及び33000〜37000の分子量を有する第一ラテックスを含むコア、
    スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、スチレンメタクリレート、及びその組み合わせからなる群から選択され、55℃〜65℃のガラス転移温度及び33000〜37000の分子量を有する第二ラテックスを含み、前記コアを取り巻くシェル、並びに、
    シリカ、金属酸化物、コロイド状シリカ、チタン酸ストロンチウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも2種の添加剤を含む一成分トナー。
  4. 45℃〜54℃のガラス転移温度及び33000〜37000の分子量を有するラテックス、着色剤水分散液、及び70℃〜85℃の融点を有するワックスの分散液を接触させて、ブレンド液を形成し、
    ブレンド液と凝固剤とを混合し、
    混合物を加熱して、凝集懸濁液を形成し、
    塩基を添加して、pHを4から7の値に増大させ、
    凝集懸濁液を加熱して、凝集懸濁液を融合させて、これによりトナーコアを形成し、
    55℃〜65℃のガラス転移温度及び33000〜37000の分子量を有する第二ラテックスを凝集懸濁液に添加して、第二ラテックスはトナーコア上にシェルを形成し、
    少なくとも2種の添加剤をトナーに添加し、
    トナーを回収することを含む方法。
JP2007232812A 2006-09-07 2007-09-07 トナー組成物及びその製造方法 Active JP4987637B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/517,598 US7569321B2 (en) 2006-09-07 2006-09-07 Toner compositions
US11/517,598 2006-09-07

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008065336A true JP2008065336A (ja) 2008-03-21
JP2008065336A5 JP2008065336A5 (ja) 2010-10-14
JP4987637B2 JP4987637B2 (ja) 2012-07-25

Family

ID=39170120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007232812A Active JP4987637B2 (ja) 2006-09-07 2007-09-07 トナー組成物及びその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7569321B2 (ja)
JP (1) JP4987637B2 (ja)
CN (1) CN101140432B (ja)
BR (1) BRPI0703660A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010097219A (ja) * 2008-10-15 2010-04-30 Xerox Corp 一成分トナー及びその製造方法
CN102004402A (zh) * 2009-08-28 2011-04-06 株式会社理光 调色剂及制法、显影剂及设备、处理盒、成像装置及方法
JP2011237651A (ja) * 2010-05-12 2011-11-24 Konica Minolta Business Technologies Inc 静電荷像現像用トナーの製造方法
JP2012242826A (ja) * 2011-05-13 2012-12-10 Xerox Corp 無色透明スチレンエマルジョン/凝集トナー
JP2013092770A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Xerox Corp トナー組成物
JP2015108824A (ja) * 2013-12-03 2015-06-11 ゼロックス コーポレイションXerox Corporation 単成分現像システムのための低エネルギー消費モノクロ粒子

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7691552B2 (en) * 2006-08-15 2010-04-06 Xerox Corporation Toner composition
JP2008107479A (ja) * 2006-10-24 2008-05-08 Konica Minolta Business Technologies Inc トナー
JP2010072209A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用トナーの製造方法、静電荷像現像用現像剤および画像形成装置
CN102445869B (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 深圳市乐普泰科技股份有限公司 静电显影用彩色墨粉制备方法
US9023569B2 (en) * 2011-12-29 2015-05-05 Lexmark International, Inc. Chemically prepared toner formulation including a borax coupling agent
US9239531B2 (en) * 2012-12-12 2016-01-19 Xerox Corporation Color toner
CN104460255B (zh) * 2014-12-15 2019-01-01 深圳市乐普泰科技股份有限公司 核壳结构彩色墨粉制备方法
US9383666B1 (en) * 2015-04-01 2016-07-05 Xerox Corporation Toner particles comprising both polyester and styrene acrylate polymers having a polyester shell
US9612545B2 (en) 2015-07-09 2017-04-04 Lexmark International, Inc. Chemically prepared core shell toner formulation including a styrene acrylate polyester copolymer used for the shell
US9798261B2 (en) 2015-11-10 2017-10-24 Lexmark International, Inc. Toner formulation using wax encapsulated with a styrene acrylate latex and method of preparing the same
US9671710B2 (en) 2015-11-10 2017-06-06 Lexmark International, Inc. Toner formulation using crystalline polyester encapsulated with a styrene acrylate latex formulation and method of preparing the same
US9733582B2 (en) 2015-11-10 2017-08-15 Lexmark International, Inc. Toner formulation using wax encapsulated with a styrene acrylate latex formulation and method of preparing the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003105005A (ja) * 2001-08-29 2003-04-09 Xerox Corp ラテックスポリマーの調製方法
JP2005091436A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Konica Minolta Business Technologies Inc 静電潜像現像用トナー
JP2005182063A (ja) * 2003-12-23 2005-07-07 Xerox Corp 凝集トナー
JP2006053353A (ja) * 2004-08-12 2006-02-23 Ricoh Co Ltd フルカラートナー定着方法
JP2006091168A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Fuji Xerox Co Ltd 静電潜像現像用トナー及びその製造方法

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2874063A (en) * 1953-03-23 1959-02-17 Rca Corp Electrostatic printing
US3590000A (en) * 1967-06-05 1971-06-29 Xerox Corp Solid developer for latent electrostatic images
US3674736A (en) * 1969-04-15 1972-07-04 Nat Distillers Chem Corp Process for the preparation of pigmented polymer powders of controlled particle shape and size and size distribution and product
US3720617A (en) * 1970-05-20 1973-03-13 Xerox Corp An electrostatic developer containing modified silicon dioxide particles
US3983045A (en) * 1971-10-12 1976-09-28 Xerox Corporation Three component developer composition
US3944493A (en) * 1974-05-16 1976-03-16 Eastman Kodak Company Electrographic toner and developer composition
US4007293A (en) * 1976-03-01 1977-02-08 Xerox Corporation Mechanically viable developer materials
US4079014A (en) * 1976-07-21 1978-03-14 Eastman Kodak Company Electrographic toner and developer composition containing a 4-aza-1-azoniabicyclo(2.2.2) octane salt as a charge control agent
US4265990A (en) * 1977-05-04 1981-05-05 Xerox Corporation Imaging system with a diamine charge transport material in a polycarbonate resin
US4394430A (en) * 1981-04-14 1983-07-19 Eastman Kodak Company Electrophotographic dry toner and developer compositions
EP0162577B2 (en) * 1984-04-17 1997-03-05 Hitachi Chemical Co., Ltd. Process for producing toner for electrophotography
US4560635A (en) * 1984-08-30 1985-12-24 Xerox Corporation Toner compositions with ammonium sulfate charge enhancing additives
US4937166A (en) * 1985-10-30 1990-06-26 Xerox Corporation Polymer coated carrier particles for electrophotographic developers
US4935326A (en) * 1985-10-30 1990-06-19 Xerox Corporation Electrophotographic carrier particles coated with polymer mixture
JPH0740142B2 (ja) * 1985-11-05 1995-05-01 日本カーバイド工業株式会社 静電荷像現像用トナ−
WO1988005930A1 (en) * 1987-01-29 1988-08-11 Nippon Carbide Kogyo Kabushiki Kaisha Toner for developing electrostatically charged image
US5290654A (en) * 1992-07-29 1994-03-01 Xerox Corporation Microsuspension processes for toner compositions
US5278020A (en) * 1992-08-28 1994-01-11 Xerox Corporation Toner composition and processes thereof
US5308734A (en) * 1992-12-14 1994-05-03 Xerox Corporation Toner processes
US5346797A (en) * 1993-02-25 1994-09-13 Xerox Corporation Toner processes
US5348832A (en) * 1993-06-01 1994-09-20 Xerox Corporation Toner compositions
US5344738A (en) * 1993-06-25 1994-09-06 Xerox Corporation Process of making toner compositions
US5405728A (en) * 1993-06-25 1995-04-11 Xerox Corporation Toner aggregation processes
US5364729A (en) * 1993-06-25 1994-11-15 Xerox Corporation Toner aggregation processes
US5370963A (en) * 1993-06-25 1994-12-06 Xerox Corporation Toner emulsion aggregation processes
US5403693A (en) * 1993-06-25 1995-04-04 Xerox Corporation Toner aggregation and coalescence processes
US5418108A (en) * 1993-06-25 1995-05-23 Xerox Corporation Toner emulsion aggregation process
US5366841A (en) * 1993-09-30 1994-11-22 Xerox Corporation Toner aggregation processes
US5501935A (en) * 1995-01-17 1996-03-26 Xerox Corporation Toner aggregation processes
US5527658A (en) * 1995-03-13 1996-06-18 Xerox Corporation Toner aggregation processes using water insoluble transition metal containing powder
US5496676A (en) * 1995-03-27 1996-03-05 Xerox Corporation Toner aggregation processes
US5585215A (en) * 1996-06-13 1996-12-17 Xerox Corporation Toner compositions
US5650255A (en) * 1996-09-03 1997-07-22 Xerox Corporation Low shear toner aggregation processes
US5650256A (en) * 1996-10-02 1997-07-22 Xerox Corporation Toner processes
US5853943A (en) * 1998-01-09 1998-12-29 Xerox Corporation Toner processes
US5928830A (en) * 1998-02-26 1999-07-27 Xerox Corporation Latex processes
EP1091258B1 (en) * 1998-05-12 2006-10-25 Nippon Zeon Co., Ltd. Polymerization toner and process for producing the same
US6004714A (en) * 1998-08-11 1999-12-21 Xerox Corporation Toner compositions
US6190815B1 (en) * 1998-08-11 2001-02-20 Xerox Corporation Toner compositions
JP2000347445A (ja) * 1999-03-26 2000-12-15 Nippon Zeon Co Ltd 静電荷像現像用トナー
JP2002006539A (ja) * 2000-06-23 2002-01-09 Dainippon Ink & Chem Inc 電子写真用トナー及びその製法
US6756173B2 (en) * 2000-12-27 2004-06-29 Xerox Corporation Toner with increased amount of surface additives and increased surface additive adhesion
JP2004354706A (ja) * 2003-05-29 2004-12-16 Dainippon Ink & Chem Inc 電子写真用トナーの製造法
US20060105263A1 (en) * 2004-11-16 2006-05-18 Xerox Corporation Toner composition
US7455943B2 (en) * 2005-10-17 2008-11-25 Xerox Corporation High gloss emulsion aggregation toner incorporating aluminized silica as a coagulating agent

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003105005A (ja) * 2001-08-29 2003-04-09 Xerox Corp ラテックスポリマーの調製方法
JP2005091436A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Konica Minolta Business Technologies Inc 静電潜像現像用トナー
JP2005182063A (ja) * 2003-12-23 2005-07-07 Xerox Corp 凝集トナー
JP2006053353A (ja) * 2004-08-12 2006-02-23 Ricoh Co Ltd フルカラートナー定着方法
JP2006091168A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Fuji Xerox Co Ltd 静電潜像現像用トナー及びその製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010097219A (ja) * 2008-10-15 2010-04-30 Xerox Corp 一成分トナー及びその製造方法
CN102004402A (zh) * 2009-08-28 2011-04-06 株式会社理光 调色剂及制法、显影剂及设备、处理盒、成像装置及方法
JP2011237651A (ja) * 2010-05-12 2011-11-24 Konica Minolta Business Technologies Inc 静電荷像現像用トナーの製造方法
JP2012242826A (ja) * 2011-05-13 2012-12-10 Xerox Corp 無色透明スチレンエマルジョン/凝集トナー
JP2013092770A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Xerox Corp トナー組成物
JP2015108824A (ja) * 2013-12-03 2015-06-11 ゼロックス コーポレイションXerox Corporation 単成分現像システムのための低エネルギー消費モノクロ粒子

Also Published As

Publication number Publication date
JP4987637B2 (ja) 2012-07-25
US20080063966A1 (en) 2008-03-13
CN101140432B (zh) 2012-12-19
BRPI0703660A (pt) 2008-04-22
CN101140432A (zh) 2008-03-12
US7569321B2 (en) 2009-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4987637B2 (ja) トナー組成物及びその製造方法
US5994020A (en) Wax containing colorants
JP4996194B2 (ja) 凝固剤としてアルミナイズドシリカを組み入れた乳化重合凝集法トナー
CA2597149C (en) Toner composition
US7179575B2 (en) Emulsion aggregation toner having gloss enhancement and toner release
JP4960634B2 (ja) トナーの製造プロセス
US7041420B2 (en) Emulsion aggregation toner having novel surface morphology properties
US20080107988A1 (en) Emulsion aggregation toner having rheological and flow properties
US8142970B2 (en) Toner compositions
US7186494B2 (en) Toner processes
US6841329B2 (en) Toner processes
JP2007047780A (ja) トナー組成物
US20060269859A1 (en) Emulsion aggregation toner and developer
US8691485B2 (en) Toner compositions
US7829253B2 (en) Toner composition
US7160661B2 (en) Emulsion aggregation toner having gloss enhancement and toner release
US7291437B2 (en) Toner processes
US20080044755A1 (en) Toner composition
US7833684B2 (en) Toner compositions
US9500971B2 (en) Toner composition
JP2022119721A (ja) スチレン-アクリレートトナー組成物
JP2019045639A (ja) トナー
CN101369106A (zh) 调色剂组合物

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100827

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100827

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111013

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111018

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120113

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120327

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120425

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4987637

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250