JP2009145890A

JP2009145890A - トナー組成物及びトナープロセス

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Publication number: JP2009145890A
Application number: JP2008315573A
Authority: JP
Inventors: Guerino G Sacripante; ジー．サクリパンテグエリノ; Chieh-Min Cheng; チェンチエー−ミン; Gwynne E Mcaneney-Lannen; イー．マッケイニー−ラネングウィン
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: EP2071405A1; CN101458467A; JP5525157B2; EP2071405B1; US20090155703A1; US8137884B2

Abstract

【課題】改善された、環境にやさしいエマルジョン凝集トナー及びエマルジョン凝集プロセスを提供する。
【解決手段】エマルジョン凝集トナー組成物に、半結晶性生分解性ポリエステル樹脂、着色剤、ワックス、及び凝集剤を含む、エマルジョン凝集プロセスによって形成されるトナー粒子を含有せしめる。
【選択図】なし

Description

本発明は、エマルジョン凝集プロセス、並びに、エマルジョン凝集プロセスによって形成されるトナー組成物等、トナー組成物及びトナープロセス全般に関する。より詳細には、本発明は、生物由来のポリエステル樹脂を用いたエマルジョン凝集プロセス全般に関する。

エマルジョン凝集トナーは、印刷及び／又はゼログラフィー画像の形成に用いられる。エマルジョン凝集法は、一般に、樹脂を、任意で必要に応じて溶媒と共に、水中で加熱することによって、又は、乳化重合により水中でラテックスを作製することによって、樹脂粒子のエマルジョンラテックスを形成することを含み、その粒子は、例えば、直径が約５〜約５００ナノメートルという小さい粒子径を有する。例えば、任意でさらに追加的な樹脂を含んでもよい、水中に分散した顔料などの着色剤分散物も別途形成される。着色剤分散物が、エマルジョンラテックス混合物に添加され、続いて凝集剤又は錯形成剤が添加されて、凝集トナー粒子が形成される。凝集トナー粒子は、加熱されて合着／融合することが可能となり、それによって凝集融合トナー粒子が得られる。エマルジョン凝集トナーについて記載の米国特許としては、例えば、米国特許第５，３７０，９６３号、同第５，４１８，１０８号、同第５，２９０，６５４号、同第５，２７８，０２０号、同第５，３０８，７３４号、同第５，３４４，７３８号、同第５，４０３，６９３号、同第５，３６４，７２９号、同第５，３４６，７９７号、同第５，３４８，８３２号、同第５，４０５，７２８号、同第５，３６６，８４１号、同第５，４９６，６７６号、同第５，５２７，６５８号、同第５，５８５，２１５号、同第５，６５０，２５５号、同第５，６５０，２５６号、同第５，５０１，９３５号、同第５，７２３，２５３号、同第５，７４４，５２０号、同第５，７６３，１３３号、同第５，７６６，８１８号、同第５，７４７，２１５号、同第５，８２７，６３３号、同第５，８５３，９４４号、同第５，８０４，３４９号、同第５，８４０，４６２号、及び同第５，８６９，２１５号が挙げられる。

本技術分野において、２種類の主要なエマルジョン凝集トナーが公知である。第一の主要なエマルジョン凝集トナーの種類としては、スチレンアクリレートなどのアクリレート系のトナー粒子を使用／形成するものが挙げられる。たとえば、米国特許第６，１２０，９６７号を参照のこと。

第二の主要なエマルジョン凝集トナー／プロセスの種類としては、スルホン化ポリエステルトナー粒子などのポリエステルを使用／形成するものが挙げられる。たとえば、米国特許第５，９１６，７２５号を参照のこと。スルホン化ポリエステルトナー粒子の例としては、ポリ（１，２‐プロピレン‐５‐ナトリウムスルホイソフタレート）、ポリ（ネオペンチレン‐５‐ナトリウムスルホイソフタレート）、ポリ（ジエチレン‐５‐ナトリウムスルホイソフタレート）、コポリ（１，２‐プロピレン‐５‐ナトリウムスルホイソフタレート）‐コポリ‐（１，２‐プロピレン‐テレフタレート‐フタレート）、コポリ（１，２‐プロピレン‐ジエチレン‐５‐ナトリウムスルホイソフタレート）‐コポリ‐（１，２‐プロピレン‐ジエチレン‐テレフタレート‐フタレート）、コポリ（エチレン‐ネオペンチレン‐５‐ナトリウムスルホイソフタレート）‐コポリ‐（エチレン‐ネオペンチレン‐テレフタレートフタレート）、及びコポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡ）‐コポリ‐（プロポキシル化ビスフェノールＡ‐５‐ナトリウムスルホイソフタレート）が挙げられる。

従来のトナー用ポリエステルは、ビスフェノールＡ由来のものであるが、これは発癌物質／環境ホルモンであることが知られている。この化学物質の使用に対して社会的な規制が将来強化される可能性は非常に高いと考えられる。従って、代替物質としての非ビスフェノールＡポリエステルが求められている。本発明で開示される生分解性樹脂は、非常に適した代替物質であると考えられる。

このような生分解性樹脂はいくつかの形態で市販されており、これらはまずサブミクロンの水性エマルジョンに調製される。多くの用途では、続いてこのエマルジョンを、最終的に使用する前に乾燥させるが、エマルジョン凝集の用途では、このエマルジョンは、コストのかかるポリエステル樹脂の乳化工程が不要であることから、特に有用である。

本技術分野において、改善されたエマルジョン凝集トナー及びプロセスが求められている。本技術分野では、さらに、環境にやさしいエマルジョン凝集トナー及びプロセスも求められている。
米国特許第５，３７０，９６３号米国特許第５，４１８，１０８号米国特許第５，２９０，６５４号米国特許第５，２７８，０２０号米国特許第５，３０８，７３４号米国特許第５，３４４，７３８号米国特許第５，４０３，６９３号米国特許第５，３６４，７２９号米国特許第５，３４６，７９７号米国特許第５，３４８，８３２号米国特許第５，４０５，７２８号米国特許第５，３６６，８４１号米国特許第５，４９６，６７６号米国特許第５，５２７，６５８号米国特許第５，５８５，２１５号米国特許第５，６５０，２５５号米国特許第５，６５０，２５６号米国特許第５，５０１，９３５号米国特許第５，７２３，２５３号米国特許第５，７４４，５２０号米国特許第５，７６３，１３３号米国特許第５，７６６，８１８号米国特許第５，７４７，２１５号米国特許第５，８２７，６３３号米国特許第５，８５３，９４４号米国特許第５，８０４，３４９号米国特許第５，８４０，４６２号米国特許第５，８６９，２１５号米国特許第６，１２０，９６７号米国特許第５，９１６，７２５号

本願はエマルジョン凝集トナー組成物、及びトナー組成物を作製するためのエマルジョン凝集プロセスを提供する。

本発明のある実施態様において、エマルジョン凝集トナー組成物は、１種類若しくは２種類以上の半結晶性生分解性熱可塑性ポリエステル樹脂を含み、ここで、このトナー組成物はエマルジョン凝集プロセスによって作製される。ある態様では、エマルジョン凝集トナー組成物は、下記式を有する１種類若しくは２種類以上のポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）樹脂を含有する。

式中、Ｒは、Ｈ、又は炭素数が１〜約１３である置換若しくは非置換のアルキル基を表し、Ｘは、１〜約３である。

ポリヒドロキシアルカノエートの例としては、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリヒドロキシバリレート（ＰＨＶ）、及び、３‐ヒドロキシブチレート（ＨＢ）のユニットと３‐ヒドロキシバリレート（ＨＶ）のユニットとがランダムな配列で含まれるコポリエステル（例えば、ベータ‐ヒドロキシブチレート‐ベータ‐ヒドロキシバリレートコポリマーなど）が挙げられる。この樹脂としては、ポリヒドロキシアルカノエートのブレンドも挙げることができる。この生分解性半結晶性ポリマー樹脂は、別の樹脂との混合物の形態であってもよい。

本発明のトナー組成物は、さらに着色剤、ワックス、及び凝集剤（例えば、一価金属、二価金属、又はポリイオン凝集剤など）を含むことができ、ここで、前記トナーはエマルジョン凝集プロセスによって作製され、凝集剤はトナー粒子中に取り込まれる。

エマルジョン凝集プロセスについても述べる。ある態様において、本発明のエマルジョン凝集プロセスは、樹脂粒子のエマルジョンラテックスを形成する工程を含み、ここでこの樹脂粒子は、本明細書で述べる１種類若しくは２種類以上のＰＨＡ樹脂（例えば、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリヒドロキシバリレート（ＰＨＶ）、３‐ヒドロキシブチレート（ＨＢ）のユニットと３‐ヒドロキシバリレート（ＨＶ）のユニットとがランダムな配列で含まれるコポリエステル（例えばベータ‐ヒドロキシブチレート‐ベータ‐ヒドロキシバリレートコポリマーなど）、及びこれらのブレンド等）である。エマルジョン凝集プロセスは、さらに、エマルジョン凝集トナーに用いられる１種類若しくは２種類以上の追加的成分（例えば、１種類若しくは２種類以上の着色剤／顔料、凝集剤、追加樹脂、及び／又はワックスなど）と組み合わせてトナー粒子を加熱し、合着／融合を可能として、凝集融合トナー粒子を得る工程を含む。

ある実施態様において本発明は、＜１＞トナー粒子を含有するエマルジョン凝集トナー組成物であって、前記トナー粒子が、半結晶性生分解性ポリエステル樹脂；着色剤；ワックス；及び凝集剤を含むこと、及び、エマルジョン凝集により得られるトナー組成物であることを特徴とする、前記エマルジョン凝集トナー組成物である。

またある実施態様において本発明は、＜２＞エマルジョン凝集トナーを作製するためのプロセスであって、半結晶性生分解性ポリエステル樹脂エマルジョン、着色剤分散物、及びワックスを混合して混合物を形成する工程；凝集剤を前記混合物に添加する工程；有機酸又は無機酸を前記混合物に添加する工程；及び前記混合物を加熱して、前記半結晶性生分解性ポリエステル樹脂、着色剤、並びにワックスの凝集及び合着を起こさせてトナー粒子を形成する工程を含み、さらに、この混合物を冷却してトナー粒子を単離する工程を含んでいてもよい、前記プロセスである。

本発明により、エマルジョン凝集トナー組成物、及びトナー組成物を作製するためのエマルジョン凝集プロセスが提供される。

本発明のトナーは、少なくとも半結晶性生分解性ポリマー樹脂から成るトナー粒子から成る。トナー組成物は、さらに、ワックス、顔料若しくは着色剤を含み、さらに任意で凝集剤を含んでいてもよい。トナー粒子は、コロイダルシリカ（流動化剤として）など、その他の公知の任意の添加剤を含んでもよい。

本発明のトナーのために選択される半結晶性生分解性ポリマー樹脂としては、下記式を有するポリヒドロキシアルカノエートが挙げられる。

式中、Ｒは、独立して、Ｈ、又は炭素数が１〜約１３である置換若しくは非置換のアルキル基を表し、Ｘは、１〜約３であり、ｎは、約５０〜約２００００の範囲にある重合度を表す。式中、Ｒは、例えば、シリル基；ニトロ基；シアノ基；フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、及びアスタチンなどのハロゲン原子；一級、二級、及び三級アミンを含むアミノ基；ヒドロキシ基；アルコキシ基（例えば１〜約１０個の炭素原子を含むアルコキシ基、１〜約２０個の炭素原子を含むアルコキシ基など）；アリールオキシ基（例えば約６〜約１０個の炭素原子を含むアリールオキシ基、約６〜約２０個の炭素原子を含むアリールオキシ基など）；アルキルチオ基（例えば１〜約１０個の炭素原子を含むアルキルチオ基、１〜約２０個の炭素原子を有を含むアルキルチオ基など）；アリールチオ基（例えば約６〜約１０個の炭素原子を含むアリールチオ基、約６〜約２０個の炭素原子を含むアリールチオ基など）；アルデヒド基；ケトン基；エステル基；アミド基；カルボン酸基；及びスルホン酸基などの基で置換されていてもよい。

ポリヒドロキシアルカノエート樹脂は、本技術分野で公知であり、その例としては、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリヒドロキシバリレート（ＰＨＶ）、ランダムに配列された３‐ヒドロキシブチレート（ＨＢ）のユニットと３‐ヒドロキシバリレート（ＨＶ）のユニットとを含むコポリエステル（例えばベータ‐ヒドロキシブチレート‐ベータ‐ヒドロキシバリレートコポリマーなど）、並びにこれらのブレンドが挙げられる。ポリヒドロキシアルカノエート樹脂は、例えば、米国特許第５，００４，６６４号及びＬｅｎｚｅｔａｌ．に記載されている。

ポリヒドロキシアルカノエート樹脂は、適切ないかなる入手源からも得ることが可能であり、入手源としては例えば、米国特許第５，００４，６６４号に記載の合成プロセス、及びこの樹脂を産生することができる微生物からの樹脂の単離などが挙げられる。ポリヒドロキシアルカノエート樹脂を産生することができる微生物の例としては、Ｌｅｎｚｅｔａｌ．、日本特許出願公開平５‐７４４９２号、日本特許公報平６‐１５６０４号、日本特許公報平７‐１４３５２号、及び日本特許公報平８‐１９２２７号、日本特許出願公開平９‐１９１８９３号、並びに日本特許出願公開平５‐９３０４９号及び日本特許出願公開平７‐２６５０６５号に記載の、アルカリゲネス・ユウトロファス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｅｕｔｒｏｐｈｕｓ）、メチロバクテリウム属菌株（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｓｐ．）、パラコッカス属菌株（Ｐａｒａｃｏｃｃｕｓｓｐ．）、アルカリゲネス属菌株（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｓｐ．）、シュードモナス属菌株（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓｐ．）、コモマナス・アシドボランス（Ｃｏｍａｍｏｎａｓａｃｉｄｏｖｏｒａｎｓ）、及びエロモナス・カビエ（Ａｅｒｏｍｏｎａｓｃａｖｉａｅ）が挙げられる。米国特許第６，６４５，７４３号；米国特許第６，６３５，７８２号；米国特許第６，６４９，３８１号；米国特許第６，７７７，１５３号；米国特許第６，８５５，４７２号；米国特許第６，８５８，３６７号；米国特許第６，９０８，７２０号；米国特許第６，９０８，７２１号；米国特許第７，０４５，３２１号に記載のポリヒドロキシアルカノエート樹脂も参照のこと。

ある特定の態様では、ポリヒドロキシアルカノエートは、アルカリゲネス・ユウトロファスから得られる。このバクテリアは、最大１ミクロンまでの様々な粒子サイズのビーズ状の樹脂を産生することが示されている。さらに、Ｗｕ，Ｃｏｒｒｉｎｎａ，１９９７，Ｓｃｉ．Ｎｅｗｓ．”ＷｅｉｇｈｔＣｏｎｔｒｏｌ fｏｒｂａｃｔｅｒｉａｌｐｌａｓｔｉｃｓ，’ｐ．２３‐２５，ｖｏｌ．１５１：２に開示されるように、樹脂の大きさは、直径で約２５０ｎｍ未満から制御することができる。

ある態様では、本明細書で述べるポリヒドロキシアルカノエート樹脂は、直径で約２５０ｎｍ未満の粒子径を有しており、例えば約５０〜約２５０ナノメートル（ｎｍ）の範囲内（５０〜２５０ｎｍの範囲を含む）である。約２５０ｎｍ未満の範囲（例えば、約５０〜約２５０ｎｍの範囲）にある粒子径を有するポリヒドロキシアルカノエート樹脂は、エマルジョン凝集プロセスに直接適用して、所望の範囲の大きさの樹脂を得るための有機溶媒を使用する必要なくトナーを作製することができることから、エマルジョン凝集プロセスに特に適している。有機溶媒の使用を回避することで、より環境に優しいプロセスとなる。

従って、ある態様において、エマルジョン凝集プロセスは、樹脂粒子のエマルジョンラテックスを形成する工程を含み、ここでこの樹脂粒子は、本明細書で述べる、粒子径が直径で約５０〜２５０ｎｍである１種類若しくは２種類以上のポリヒドロキシアルカノエート樹脂である。トナー粒子が、エマルジョン凝集トナーに用いられる追加的成分（例えば、１種類若しくは２種類以上の着色剤、凝集剤、追加樹脂、及び／又はワックス）と組み合わせて加熱されることで合着／融合が可能となり、それにより凝集融合トナー粒子が得られる。ある態様では、エマルジョン凝集プロセスは、樹脂の所望の粒子径を得るための有機溶媒を使用せずに実施される。

本明細書で述べるポリヒドロキシアルカノエート樹脂は、合成プロセス及び／又は微生物源からの生合成プロセスなど、適切ないかなる入手源又はプロセスからも得ることができる。一つの態様では、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂は、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂を産生することができる微生物（例えばバクテリア）を培養（ferment）し、その微生物からエマルジョン凝集トナー／プロセスに使用するためのポリヒドロキシアルカノエート樹脂を単離することにより、生合成的に調製される。別の態様では、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂は微生物から得られ、当該ポリヒドロキシアルカノエート樹脂の粒子径は約２５０ｎｍ未満（例えば約５０〜約２５０ｎｍの範囲内）である。適切な微生物源としては、例えば、アルカリゲネス・ユウトロファスが挙げられる。別の態様では、粒子径が約５０〜約２５０ｎｍの範囲である本明細書で述べるポリヒドロキシアルカノエート樹脂を有するエマルジョン凝集トナー組成物が開示され、ここでポリヒドロキシアルカノエート樹脂はバクテリアであるアルカリゲネス・ユウトロファスから得られる。

別の態様では、エマルジョン凝集プロセスは、樹脂粒子のエマルジョンラテックスを形成する工程を含み、この樹脂粒子は、粒子径が直径約５０〜約２５０ｎｍである本明細書で述べるポリヒドロキシアルカノエート樹脂であり、ここで、樹脂粒子はバクテリアから、特にアルカリゲネス・ユウトロファスというバクテリアから得られる。このようなトナー粒子は、エマルジョン凝集トナーに用いる追加的成分（１種類若しくは２種類以上の着色剤、凝集剤、追加樹脂、及び／又はワックスなど）と組み合わせて加熱されて合着／融合が可能となり、それにより凝集融合トナー粒子が得られる。

別の態様では、エマルジョン凝集プロセスは、樹脂粒子のエマルジョンラテックスを形成する工程を含み、ここでこの樹脂粒子は、本明細書で述べる１種類若しくは２種類以上のポリヒドロキシアルカノエート樹脂を含む。ある態様では、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂トナー組成物を作製するプロセスは、本明細書で述べる１種類若しくは２種類以上のポリヒドロキシアルカノエート樹脂をワックス、着色剤、及び凝集剤と混合してトナーの大きさの凝集物を得る工程を含んでおり、さらに、任意で、形成された凝集物に追加樹脂を添加し、それにより、厚さが約０．１〜約２若しくは約０．１〜約５ミクロン（例えば、約０．３〜約０．８マイクロメートル）である殻部（ｓｈｅｌｌ）を、形成された凝集物上に形成する工程を含んでいてもよく、殻部で被覆された凝集物を加熱してトナーを形成する工程を含んでいてもよく、また、トナーを単離する工程を含んでいてもよい。ある態様では、加熱工程は、実質的に架橋していない樹脂をガラス転移点より低い温度で加熱する第一の加熱工程と、実質的に架橋していない樹脂のガラス転移点より高い温度で加熱する第二の加熱工程とを含む。

別の態様では、本発明は、トナーを作製するプロセスを提供し、当該プロセスは、本明細書で述べる１種類若しくは２種類以上のポリヒドロキシアルカノエート樹脂、着色剤分散物、及びワックスを混合して混合物を形成する工程と、該混合物に凝集剤を添加する工程と、有機若しくは無機酸を該混合物に添加する工程と、この混合物を加熱して、前記ポリマー樹脂及びその混合物、凝集剤、並びにワックスを凝集及び合着させてトナー粒子を形成する工程とを含み、さらに任意で、その混合物を冷却してトナー粒子を単離する工程を含んでいてもよい。

本技術分野で公知の市販されているポリヒドロキシアルカノエート樹脂としては、ＢＩＯＰＯＬ（ＩｍｐｅｒｉａｌＣｈｅｍｃｉａｌＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．（ＩＣＩ）（イギリス）より入手可能)、及び、固体若しくはエマルジョンの形態であるＭｉｒｅｌシリーズの製品（Ｍｅｔａｂｏｌｉｘより入手可能）が挙げられる。

ポリヒドロキシアルカノエート樹脂は、トナー中に種々の有効量で存在することができ、例えば、約５重量パーセント〜約９５重量パーセント、約７０重量パーセント〜約９５重量パーセント、若しくは約８０重量パーセント〜約９０重量パーセントなどの範囲にある。ここで示した範囲以外の、他の量も選択することができる。他の樹脂（例えば、ＰＨＡではない樹脂）を用いる場合は、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂の量を変化させてもよい。

ポリヒドロキシアルカノエート樹脂は、別の樹脂との混合物の形態であってもよい。別の樹脂としては、ポリエステル及び／又はその誘導体などが挙げられ、その例としてはポリエステル樹脂及び分岐鎖ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、分岐鎖ポリイミド樹脂、ポリ（スチレン‐アクリレート）樹脂、架橋ポリ（スチレン‐アクリレート）樹脂、ポリ（スチレン‐メタクリレート）樹脂、架橋ポリ（スチレン‐メタクリレート）樹脂、ポリ（スチレン‐ブタジエン）樹脂、架橋ポリ（スチレン‐ブタジエン）樹脂、アルカリスルホン化ポリエステル樹脂、分岐鎖アルカリスルホン化ポリエステル樹脂、アルカリスルホン化ポリイミド樹脂、分岐鎖アルカリスルホン化ポリイミド樹脂、アルカリスルホン化ポリ（スチレン‐アクリレート）樹脂、架橋アルカリスルホン化ポリ（スチレン‐アクリレート）樹脂、ポリ（スチレン‐メタクリレート）樹脂、架橋アルカリスルホン化ポリ（スチレン‐メタクリレート）樹脂、アルカリスルホン化ポリ（スチレン‐ブタジエン）樹脂、及び架橋アルカリスルホン化ポリ（スチレン‐ブタジエン）樹脂などが挙げられる。例えば、ある態様では、特に望ましい樹脂は、微生物培養（fermentation）によって作られた生分解性半結晶性ポリエステル樹脂である。

ポリマー樹脂の例示としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリペンチレンテレフタレート、ポリへキサレンテレフタレート、ポリヘプタジエンテレフタレート、ポリオクタレンテレフタレート、ポリエチレンセバケート、ポリプロピレンセバケート、ポリブチレンセバケート、ポリエチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリペンチレンアジペート、ポリへキサレンアジペート、ポリヘプタジエンアジペート、ポリオクタレンアジペート、ポリエチレングルタレート、ポリプロピレングルタレート、ポリブチレングルタレート、ポリペンチレングルタレート、ポリへキサレングルタレート、ポリヘプタジエングルタレート、ポリオクタレングルタレート、ポリエチレンピメレート、ポリプロピレンピメレート、ポリブチレンピメレート、ポリペンチレンピメレート、ポリへキサレンピメレート、ポリヘプタジエンピメレート、ポリ（プロポキシル化ビスフェノールフマレート）、ポリ（プロポキシル化ビスフェノールスクシネート）、ポリ（プロポキシル化ビスフェノールアジペート）、ポリ（プロポキシル化ビスフェノールグルタレート）、ＳＰＡＲ（商標）（ＤｉｘｉｅＣｈｅｍｉｃａｌｓ）、ＢＥＣＫＯＳＯＬ（商標）（ＲｅｉｃｈｈｏｌｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｃ．）、ＡＲＡＫＯＴＥ（商標）（Ｃｉｂａ‐ＧｅｉｇｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ＨＥＴＲＯＮ（商標）（ＡｓｈｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌ）、ＰＡＲＡＰＬＥＸ（商標）（Ｒｏｈｍ＆Ｈａｓｓ）、ＰＯＬＹＬＩＴＥ（商標）（ＲｅｉｃｈｈｏｌｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｃ．）、ＰＬＡＳＴＨＡＬＬ（商標）（Ｒｏｈｍ＆Ｈａｓｓ）、ＣＹＧＡＬ（商標）（ＡｍｅｒｉｃａｎＣｙａｎａｍｉｄｅ）、ＡＲＭＣＯ（商標）（ＡｒｍｃｏＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）、ＡＲＰＯＬ（商標）（ＡｓｈｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌ）、ＣＥＬＡＮＥＸ（商標）（ＣｅｌａｎｅｓｅＥｎｇ）、ＲＹＮＩＴＥ（商標）（ＤｕＰｏｎｔ）、ＳＴＹＰＯＬ（商標）（ＦｒｅｅｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、及びこれらの混合物などの、種々のポリエステルが挙げられる。この樹脂にはさらに、カルボン酸化、スルホン化など、そして特に、ナトリウムスルホン化などによって、官能基を付すこともできる。

本発明の実施態様において、ラテックスポリマーは、結晶性、アモルファス、又はこれらの混合物のいずれでもよい。従って、例えば、トナー粒子は、結晶性ラテックスポリマーから成っていてもよく、アモルファスラテックスポリマーから成っていてもよく、又は、１種類若しくは２種類以上のラテックスポリマーが結晶性であり、１種類若しくは２種類以上のラテックスポリマーがアモルファスである、２若しくは３種類以上のラテックスポリマーの混合物から成っていてもよい。

結晶性樹脂は、数多くの入手源から入手可能であり、有機ジオールと有機二価酸とを重縮合触媒の存在下で反応させる重縮合プロセスによって作製することができる。一般に、化学量論的に等モルの有機ジオールと有機二価酸とが用いられるが、場合によっては、有機ジオールの沸点が約１８０℃〜約２３０℃である場合、過剰のジオールを用い、重縮合プロセスの間にそれを除去してもよい。使用される触媒の量は様々であり、例えば、樹脂に対して約０．０１〜約１モルパーセントの量を選択することができる。さらに、有機二価酸の代わりに、有機ジエステルを選択してもよく、この場合、副生物としてアルコールが生成する。

結晶性ポリエステル樹脂の作製のために選択される有機二価酸又はジエステルの例としては、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン‐２，６‐ジカルボン酸、ナフタレン‐２，７‐ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸、及びメサコン酸、これらのジエステル若しくは無水物；並びに、ジメチル‐５‐スルホ‐イソフタレート、ジアルキル‐５‐スルホイソフタレート、４‐スルホ‐１，８‐ナフタレンジカルボン酸無水物、４‐スルホ‐フタル酸、ジメチル‐４‐スルホ‐フタレート、ジアルキル‐４‐スルホ‐フタレート、４‐スルホフェニル‐３，５‐ジカルボメトキシベンゼン、６‐スルホ‐２‐ナフチル‐３，５‐ジカルボメトキシベンゼン、スルホ‐テレフタル酸、ジメチル‐スルホ‐テレフタレート、５‐スルホ‐イソフタル酸、ジアルキル‐スルホ‐テレフタレート、スルホエタンジオール、２‐スルホプロパンジオール、２‐スルホブタンジオール、３‐スルホペンタンジオール、２‐スルホヘキサンジオール、３‐スルホ‐２‐メチル‐ペンタンジオール、２‐スルホ‐３，３‐ジメチルペンタンジオール、スルホ‐ｐ‐ヒドロキシ安息香酸、Ｎ，Ｎ‐ビス（２‐ヒドロキシエチル）‐２‐アミノエタンスルホネート、又はこれらの混合物の、ナトリウム、リチウム、若しくはカリウムの塩などのアルカリスルホ‐有機二価酸が挙げられる。有機二価酸は、例えば、樹脂に対して約４０〜約５０モルパーセントの量で選択され、アルカリスルホ有機二価酸は、樹脂に対して約１〜約１０モルパーセントの量で選択することができる。第三のラテックス分岐鎖アモルファス樹脂として、アルカリスルホン化ポリエステル樹脂を選択することができる。適切なアルカリスルホン化ポリエステル樹脂の例としては、コポリ（エチレン‐テレフタレート）‐コポリ‐（エチレン‐５‐スルホ‐イソフタレート）、コポリ（プロピレン‐テレフタレート）‐コポリ‐（プロピレン‐５‐スルホ‐イソフタレート）、コポリ（ジエチレン‐テレフタレート）‐コポリ‐（ジエチレン‐５‐スルホ‐イソフタレート）、コポリ（プロピレン‐ジエチレン‐テレフタレート）‐コポリ‐（プロピレン‐ジエチレン‐５‐スルホ‐イソフタレート）、コポリ（プロピレン‐ブチレン‐テレフタレート）‐コポリ‐（プロピレン‐ブチレン‐５‐スルホ‐イソフタレート）、コポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡ‐フマレート）‐コポリ‐（プロポキシル化ビスフェノールＡ‐５‐スルホ‐イソフタレート）、コポリ（エチレンオキシド付加ビスフェノールＡ‐フマレート）‐コポリ‐（エチレンオキシド付加ビスフェノールＡ‐５‐スルホ‐イソフタレート）、及びコポリ（エチレンオキシド付加ビスフェノールＡ‐マリエート）‐コポリ‐（エチレンオキシド付加ビスフェノールＡ‐５‐スルホ‐イソフタレート）の金属塩若しくはアルカリ塩が挙げられ、ここで、アルカリ金属は、例えば、ナトリウム、リチウム、又はカリウムイオンである。

結晶性ポリエステル樹脂の例としては、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（エチレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（プロピレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（ブチレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（ペンチレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（オクチレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（エチレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（プロピレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（ブチレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（ペンチレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（へキシレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（オクチレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（エチレン‐スクシネート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（ブチレン‐スクシネート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（へキシレン‐スクシネート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（オクチレン‐スクシネート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（エチレン‐セバケート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（プロピレン‐セバケート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（ブチレン‐セバケート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（ペンチレン‐セバケート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（へキシレン‐セバケート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（オクチレン‐セバケート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（エチレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（プロピレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（ブチレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（ペンチレン‐アジペート）、アルカリコポリ（５‐スルホ‐イソフタロイル）‐コポリ（へキシレン‐アジペート）、ポリ（オクチレン‐アジペート）が挙げられ、ここでアルカリとしては、ナトリウム、リチウム、又はカリウムの金属などが挙げられる。態様では、アルカリ金属はリチウムである。

ポリエステル樹脂ラテックス又はエマルジョンは、適切ないかなる方法で作製してもよい。例えば、ラテックス又はエマルジョンは、樹脂を取ってこれを融点まで加熱し、そしてその樹脂を、界面活性剤を含有する水相に分散させることによって作製することができる。サブミクロンの樹脂粒子を得るべく、この分散工程を、アルティマイザー（ｕｌｔｉｍｉｚｅｒ）、又は高速ホモジナイザーなどの様々な分散装置によって実施することが可能である。ポリエステル樹脂ラテックス又はエマルジョンを作製するその他の方法としては、樹脂を溶媒中へ溶解し、そこへ加熱水を添加して溶媒をフラッシュ蒸発させる方法が挙げられる。溶媒が蒸発する間のエマルジョンの形成を補助するために、外添分散物（ｅｘｔｅｒｎａｌｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）を使用することもできる。その他の手段又は方法で作製されたポリエステル樹脂エマルジョンも、トナー組成物の作製に用いることができる。

ラテックスポリマーバインダーに加えて、本発明のトナーは、通常はワックス分散物として提供されるワックスをさらに含んでもよく、ここでこのワックス分散物は、単一種類のワックスでもよく、２若しくは３種類以上の好ましくは異なるワックスの混合物でもよい。単一種類のワックスをトナー配合物へ添加することで、例えば、トナー粒子形状、トナー粒子表面上のワックスの存在及び量、帯電特性及び／若しくは融着特性、光沢、ストリッピング性、及びオフセット性などの、トナーの特定の性質を向上させることができる。または、複数のワックスを組み合わせて添加することにより、トナー組成物に複数の性質を付与することができる
ワックス分散物を使用する場合、当該ワックス分散物は、エマルジョン凝集トナー組成物に従来から用いられる種々のワックスのいずれであってもよい。適切なワックスの例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン／アミド、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、及びポリエチレンテトラフルオロエチレン／アミドが挙げられる。その他の例としては、例えば、ポリオレフィンワックス（例えば、直鎖ポリエチレンワックス、分岐鎖ポリエチレンワックスを含むポリエチレンワックス、並びに、直鎖ポリプロピレンワックス、分岐鎖ポリプロピレンワックスを含むポリプロピレンワックスなど）；パラフィンワックス；フィッシャートロップスワックス（Ｆｉｓｃｈｅｒ‐Ｔｒｏｐｓｃｈｗａｘ）；アミンワックス；シリコーンワックス；メルカプトワックス；ポリエステルワックス；ウレタンワックス；修飾ポリオレフィンワックス（カルボン酸末端ポリエチレンワックス、又はカルボン酸末端ポリプロピレンワックスなど）；脂肪族極性アミド官能化ワックス（aliphatic polar amide functionalized wax）などのアミドワックス；ヒドロキシル化不飽和脂肪酸のエステルから成る脂肪族ワックス；高酸（ｈｉｇｈａｃｉｄ）モンタンワックスなどの高酸ワックス（ｈｉｇｈａｃｉｄｗａｘ）；及び、原油の蒸留から得られるワックスなどのマイクロクリスタリンワックスなどが挙げられる。ここで「高酸ワックス」とは、酸の含有率が高いワックス物質を意味する。本発明の実施態様において、ワックスは結晶性ワックスであることが好ましいが、必要に応じて結晶性または非結晶性であってもよい。「結晶性ポリマーワックス」とは、ワックス物質が、ポリマー鎖の規則正しい配列を、結晶融点転移温度（ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｍｅｌｔｉｎｇｐｏｉｎｔｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：Ｔｍ）で特徴付けることができるポリマーマトリックス内に有することを意味する。結晶融解温度は、ポリマーサンプルの結晶ドメインの融解温度である。これは、ポリマー鎖がポリマー内のアモルファス領域へ流動を開始する温度であるガラス転移温度（Ｔｇ）とは対照的である。

ワックスをトナーへ含有させるためには、ワックスが、１種類若しくは２種類以上の水を溶媒とする、固体ワックスの水性エマルジョン又は分散物の形態であることが望ましく、ここで、固体ワックスの粒子径は、通常、約１００〜約３００ｎｍの範囲である。

トナーはさらに、少なくとも１種類の顔料又は着色剤を含む。例えば、本発明で用いる着色剤又は顔料としては、顔料、染料、顔料と染料の混合物、顔料の混合物、及び染料の混合物などが挙げられる。本明細書で用いる「着色剤」という用語の範囲には、特定の顔料又はその他の着色剤成分が指定されていない限り、このような着色剤、染料、顔料、及び混合物が包含される。ある態様では、着色剤は、顔料、染料、これらの混合物、カーボンブラック、マグネタイト、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルー、ブラウン、これらの混合物を、組成物の総重量に対して約１重量パーセント〜約２５重量パーセントの量含む。その他の有用な着色剤が、本願開示に基づいて容易に明らかになるであろうことは理解されよう。

カーボンブラック、シアン、マゼンタ、及び／又はイエローの着色剤などの着色剤は、所望の色をトナーに付与するのに十分な量含有される。一般に、顔料又は染料は、固形分質量でトナー粒子に対して約１重量％〜約３５重量％の範囲（例えば、約５重量％〜約２５重量％、又は約５〜１５重量％）で用いられる。しかし、ある態様においては、これらの範囲外の量も用いることができる。

本発明のトナーは、一価金属凝集剤、二価金属凝集剤、又はポリイオン凝集剤などの凝集剤も含み得る。上述のように、本技術分野において種々の凝集剤が公知である。本明細書で用いる「ポリイオン凝集剤」とは、塩又は酸化物である凝集剤（例えば、原子価が少なくとも３、望ましくは少なくとも４又は５である金属種から形成される金属塩又は金属酸化物など）を意味する。適切な凝集剤としては、例えば、フッ化ポリアルミニウム及び塩化ポリアルミニウム（ＰＡＣ）などのハロゲン化ポリアルミニウム、ポリアルミニウムスルホシリケート（ＰＡＳＳ）などのポリアルミニウムシリケート、水酸化ポリアルミニウム、及びリン酸ポリアルミニウムなどのアルミニウム系凝集剤が挙げられる。その他の適切な凝集剤としては、テトラアルキルチタネート、ジアルキルスズオキシド、テトラアルキルスズオキシドヒドロキシド、ジアルキルスズオキシドヒドロキシド、アルミニウムアルコキシド、アルキル亜鉛、ジアルキル亜鉛、酸化亜鉛、酸化第一スズ、ジブチルスズオキシド、ジブチルスズオキシドヒドロキシド、及びテトラアルキルスズなどが挙げられるが、これらに限定されない。凝集剤がポリイオン凝集剤である場合は、所望するいかなる数のポリイオン原子が凝集剤に存在してもよい。例えば、ある態様における適切なポリアルミニウム化合物中には、約２〜約１３個（例えば、約３〜約８個など）のアルミニウムイオンが存在する。

このような凝集剤は、粒子を凝集させる間にトナー粒子へ含有させることができる。そのようにして、凝集剤は、外部添加剤を除いた乾燥重量基準で、トナー粒子に対して０〜約５重量％（例えば、０〜約３重量％など）の量でトナー粒子中に存在することができる。

さらに、トナーをエマルジョン凝集の手順で作製する際、１種類若しくは２種類以上の界面活性剤をそのプロセスで使用してもよい。適切な界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、及び非イオン性界面活性剤が挙げられる。ある態様では、凝集剤の存在下での凝集プロセスの安定化を補助するために、アニオン性界面活性剤、及び非イオン性界面活性剤の使用が好ましい。使用しない場合には、凝集が不安定化することがある。

アニオン性界面活性剤としては、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硫酸及びスルホン酸、アビチン酸（ａｂｉｔｉｃａｃｉｄ）、及びアニオン性界面活性剤であるＮＥＯＧＥＮシリーズが挙げられる。適切なアニオン性界面活性剤の例としては、第一工業製薬株式会社から入手可能なＮＥＯＧＥＮＲＫ、又はテイカ株式会社（日本）より入手可能な、主に分岐鎖型のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムから成るＴＡＹＣＡＰＯＷＥＲＢＮ２０６０が挙げられる。

カチオン性界面活性剤の例としては、塩化ジアルキルベンゼンアルキルアンモニウム、塩化ラウリルトリメチルアンモニウム、塩化アルキルベンジルメチルアンモニウム、臭化アルキルベンジルジメチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、臭化セチルピリジニウム、炭素数１２，１５、または１７の臭化トリメチルアンモニウム、四級ポリオキシエチルアルキルアミンのハライド塩、塩化ドデシルベンジルトリエチルアンモニウム、ＡｌｋａｒｉｌＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙから入手可能なＭＩＲＡＰＯＬ及びＡＬＫＡＱＵＡＴ、及びＫａｏＣｈｅｍｉｃａｌｓより入手可能なＳＡＮＩＳＯＬ（塩化ベンザルコニウム）などが挙げられる。適切なカチオン性界面活性剤の例としては、花王株式会社より入手可能なＳＡＮＩＳＯＬＢ‐５０が挙げられ、これは主に塩化ベンジルジメチルアルコニウムから成る。

非イオン性界面活性剤の例としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、メタロース（ｍｅｔｈａｌｏｓｅ）、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、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、これらはＲｈｏｎｅ‐ＰｏｕｌｅｎｃＩｎｃ．より、ＩＧＥＰＡＬＣＡ‐２１０、ＩＧＥＰＡＬＣＡ‐５２０、ＩＧＥＰＡＬＣＡ‐７２０、ＩＧＥＰＡＬＣＯ‐８９０、ＩＧＥＰＡＬＣＯ‐７２０、ＩＧＥＰＡＬＣＯ‐２９０、ＩＧＥＰＡＬＣＡ‐２１０、ＡＮＴＡＲＯＸ８９０、及びＡＮＴＡＲＯＸ８９７として入手可能である。適切な非イオン性界面活性剤の例としては、Ｒｈｏｎｅ‐ＰｏｕｌｅｎｃＩｎｃ．より入手可能なＡＮＴＡＲＯＸ８９７が挙げられ、これは主にアルキルフェノールエトキシレートから成る。

ｐＨを上昇させて凝集粒子をイオン化して安定化させ、凝集物のサイズが大きくなることを防ぐために用いる塩基の例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、及び水酸化セシウムなどから選択することができるものが挙げられる。

使用可能な酸の例としては、硝酸、硫酸、塩酸、酢酸、クエン酸、トリフルオロ酢酸、コハク酸、及びサリチル酸などが挙げられ、これらの酸は、ある態様において、水に対して約０．５〜約１０重量パーセントの範囲、又は水に対して約０．７〜約５重量パーセントの範囲で希釈された形で用いられる。

エマルジョン凝集トナー粒子の形成には、適切なエマルジョン凝集の手順のいかなるものも制限なく使用することができる。これらの手順は、典型的には、基本的なプロセス段階として、ポリマーバインダー、１種類若しくは２種類以上の着色剤、１種類若しくは２種類以上のワックス、１種類若しくは２種類以上の界面活性剤、任意で用い得る凝集剤、及び任意で用い得る１種類若しくは２種類以上の追加的な添加剤を含むエマルジョンを凝集させて凝集物を形成する工程と、続いてその凝集物を合着又は融合させる工程と、次に得られたエマルジョン凝集トナー粒子を回収する工程であって、さらに任意で、該回収されたトナー粒子を洗浄する及び／又は乾燥させることを含み得る該工程と、を少なくとも含む。

例えば、トナー作製のためのエマルジョン凝集／合着プロセスは、数多くのゼロックス社の特許に示されており、その例としては米国特許第５，２９０，６５４号、同第５，２７８，０２０号、同第５，３０８，７３４号、同第５，３７０，９６３号、同第５，３４４，７３８号、同第５，４０３，６９３号、同第５，４１８，１０８号、同第５，３６４，７２９号、及び同第５，３４６，７９７号などが挙げられる。さらに、米国特許第５，３４８，８３２号；同第５，４０５，７２８号；同第５，３６６，８４１号；同第５，４９６，６７６号；同第５，５２７，６５８号；同第５，５８５，２１５号；同第５，６５０，２５５号；同第５，６５０，２５６号；同第５，５０１，９３５号；同第５，７２３，２５３号；同第５，７４４，５２０号；同第５，７６３，１３３号；同第５，７６６，８１８号；同第５，７４７，２１５号；同第５，８２７，６３３号；同第５，８５３，９４４号；同第５，８０４，３４９号；同第５，８４０，４６２号；同第５，８６９，２１５号；同第５，８６３，６９８号；同第５，９０２，７１０号；同第５，９１０，３８７号；同第５，９１６，７２５号；同第５，９１９，５９５号；同第５，９２５，４８８号；及び同第５，９７７，２１０号も挙げられる。さらに、ゼロックス社の特許である、米国特許第６，６２７，３７３号；同第６，６５６，６５７号；同第６，６１７，０９２号；同第６，６３８，６７７号；同第６，５７６，３８９号；同第６，６６４，０１７号；同第６，６５６，６５８号；及び同第６，６７３，５０５号も挙げられる。前述の各米国特許の適切な成分及びプロセスを、各実施態様における本特許の組成物及びプロセスについて選択することができる。

ある態様では、トナープロセスには、ワックス及び着色剤分散物の存在下、ポリマーラテックスを混合し、ポリトロンなどで高速混合しながらトナー粒子を形成する工程が含まれ、この高速混合の際に、任意でさらに凝集剤を添加してもよい。得られた混合物は、例えばｐＨが約２．０〜約３．０であり、これをポリマー樹脂のＴｇより低い温度まで加熱することで凝集させ、トナーの大きさの凝集物を得る。形成した凝集物に、任意で、追加的なラテックスを添加して、当該凝集物上に殻部を形成してもよい。続いて、例えば水酸化ナトリウム溶液をｐＨが約７．０となるまで添加することなどにより、混合物のｐＨを変化させる。次に、混合物の温度を、樹脂のＴｇよりも高い温度（例えば約９５℃）まで上昇させる。約３０分後、混合物のｐＨを、さらなる加熱によって凝集物が合着又は融合して複合粒子を形成するのに十分な値（例えば約４．５）まで低下させる。融合粒子は、所望の形状が得られるまで、ＳｙｓｍｅｘＦＰＩＡ２１００ａｎａｌｙｚｅｒなどによりその形状係数又は真円度を測定することができる。

この混合物を室温（約２０℃〜約２５℃）まで冷却する。任意で、洗浄して界面活性剤を除去してもよい。また任意で、続いて、トナーを乾燥させてもよい。

さらに、トナー粒子径を制御して、トナー中の微小粒子と粗大粒子の両方の量を制限することが望ましい。ある態様では、トナー粒子は非常に狭い粒子径分布を有し、その下方数比ＧＳＤ（ｌｏｗｅｒｎｕｍｂｅｒｒａｔｉｏｇｅｏｍｅｔｒｉｃｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎ）が約１．１５〜約１．３０、又は約１．２５未満である。本発明のトナー粒子は、体積による上方ＧＳＤ（ｕｐｐｅｒｇｅｏｍｅｔｒｉｃｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎ）が約１．１５〜約１．３０の範囲（例えば約１．１８〜約１．２２、又は１．２５未満など）となるような粒子径を有することもできる。本発明のトナー粒子のこのようなＧＳＤ値は、トナー粒子が非常に狭い粒子径分布を有するように作製されることを示している。

形状係数は、トナーが最適な機械的性能を達成可能であることと関連する制御プロセスパラメータでもある。トナー粒子は、約１０５〜約１７０（例えば約１１０〜約１６０）の形状係数ＳＦ１^*ａを有し得る。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、ＳＥＭによるトナーの形状係数解析を明らかにし、画像解析（ＩＡ）試験を行う。平均的な粒子形状は、形状係数（ＳＦ１^*ａ）の式：ＳＦ１^*ａ＝１００πｄ²／（４Ａ）を用いて定量化され、ここで、Ａは粒子面積であり、ｄはその主軸の長さである。完全な円形又は球形の粒子は、形状係数がちょうど１００となる。形状係数ＳＦ１^*ａは、粒子形状が不規則、又は引き伸ばされた形となって表面積が増加するほど、大きくなる。形状係数ＳＦの測定に加えて、粒子の真円度を測定するための別の尺度も通常的によく用いられている。これは、より速く粒子形状を定量化する方法である。使用する機器は、Ｓｙｓｍｅｘ製のＦＰＩＡ‐２１００である。完全に円形の球体の場合、真円度は１．０００となる。トナー粒子は約０．９２０〜０．９９０（例えば約０．９４０〜約０．９７５）の真円度を有し得る。

上記に加え、本発明のトナー粒子はさらに、以下に示すレオロジー特性及び流動特性を有する。まず、トナー粒子は、本技術分野で公知のゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定される、以下に示す分子量を有し得る。トナー粒子のバインダーは、約１５０００ダルトン〜９００００ダルトンの重量平均分子量（Ｍｗ）を有し得る。

ある態様においてトナー粒子は、約１７０００〜約６００００ダルトンの範囲の重量平均分子量（Ｍｗ）、約９０００〜約１８０００ダルトンの数平均分子量（Ｍｎ）、及び約２．１〜約１０のＭＷＤを有する。ＭＷＤとは、トナー粒子のＭｎに対するＭｗの比であり、ポリマーの多分散性または幅の尺度である。シアン及びイエローのトナーの場合、ある態様においてトナー粒子は、約２２０００〜約３８０００ダルトンの重量平均分子量（Ｍｗ）、約９０００〜約１３０００ダルトンの数平均分子量（Ｍｎ）、及び約２．２〜約１０のＭＷＤを示し得る。ブラック及びマゼンタの場合、ある態様においてトナー粒子は、約２２０００〜約３８０００ダルトンの重量平均分子量（Ｍｗ）、約９０００〜約１３０００ダルトンの数平均分子量（Ｍｎ）、及び約２．２〜約１０のＭＷＤを示し得る。

さらに、トナーは、所望に応じて、ラテックスバインダーの分子量と、エマルジョン凝集の手順に従って得られたトナー粒子の分子量との間に、特定の関係を有していてもよい。本技術分野で理解されるように、バインダーは処理の間に架橋し、その架橋の度合いはその当該処理の間に制御することができる。この関係が最も良く表れるのはバインダーの分子ピーク値についてである。分子ピークは、重要平均分子量の最大ピークを表す値である。本開示では、バインダーは約２２０００〜約３００００ダルトンの範囲（例えば約２２５００〜約２９０００ダルトン）内に分子ピーク（Ｍｐ）を有し得る。このようなバインダーから作製されたトナー粒子も、約２３０００〜約３２０００（例えば約２３５００〜約３１５００ダルトン）という高い分子ピークを示し、このことは、分子ピークが、着色剤などの別の成分ではなく、バインダーの性質によってもたらされていることを示している。

トナー粒子は、形成後、外部添加剤とブレンドされてもよい。実施態様では、適切ないかなる表面添加剤を用いてもよい。最も適した表面添加剤としては、外部表面添加剤として、ＳｉＯ₂、酸化金属（例えばＴｉＯ₂、酸化アルミニウムなど）、並びに潤滑剤（例えば脂肪酸の金属塩（ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）、ステアリン酸カルシウムなど）、又は長鎖アルコール（ＵＮＩＬＩＮ７００など））のうちの１種類若しくは２種類以上が挙げられる。一般に、トナーの流動性、摩擦性の向上、混合制御、現像及び転写安定性の改善、並びにトナーブロッキング温度の高温化の観点から、シリカをトナー表面に付着させる。相対湿度（ＲＨ）安定性、摩擦性の制御、並びに現像及び転写安定性の改善の観点からは、ＴｉＯ₂をトナー表面に付着させる。任意で、本発明のトナーの外部添加剤としてステアリン酸亜鉛を使用してもよく、このステアリン酸亜鉛は潤滑性を付与する。ステアリン酸亜鉛は、現像剤の導電性及び摩擦性を向上させるが、この向上効果は両方ともその潤滑剤としての性質による。さらに、ステアリン酸亜鉛は、トナーとキャリア粒子との間の接触回数を増加させることにより、トナーの帯電性及び帯電安定性を高めることを可能にする。ステアリン酸カルシウム及びステアリン酸マグネシウムも同様の機能を提供する。ある態様では、ＦｅｒｒｏＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手されるＺｉｎｃＳｔｅａｒａｔｅＬという市販のステアリン酸亜鉛を使用することができる。外部表面添加剤は、被覆されているものを用いても、被覆されていないものを用いてもよい。

ある態様では、トナーは、例えば、約０．１〜約５重量パーセントのチタニア、約０．１〜約８重量パーセントのシリカ、及び約０．１〜約４重量パーセントのステアリン酸亜鉛を含有する。

本発明のトナー粒子を、任意で、トナー粒子をキャリア粒子と混合することにより、現像剤組成物を形成することができる。本開示に従って作製されたトナー組成物と混合するために選択することができるキャリア粒子の例としては、摩擦電気によってトナー粒子とは逆の極性に帯電することが可能な粒子が挙げられる。従って、ある態様では、正に帯電したトナー粒子が付着してキャリア粒子を取り囲むようにするために、負に帯電するキャリア粒子を選択することができる。そのようなキャリア粒子の例としては、鉄、鉄合金、鋼鉄、ニッケル、鉄フェライト（ストロンチウム、マグネシウム、マンガン、銅、亜鉛などを含有させたフェライトをその範囲に含む）、並びにマグネタイトなどが挙げられる。さらに、米国特許第３，８４７，６０４号に開示されているニッケルベリーキャリア（ｎｉｃｋｅｌｂｅｒｒｙｃａｒｒｉｅｒ）をキャリア粒子として選択することができ、これは、こぶ状のニッケルビーズから成り、くぼみ部及び突出部の繰り返しを有する構造である表面を特徴とし、それによって比較的外部面積の大きな粒子となっている。その他のキャリアとしては、米国特許第４，９３７，１６６号及び同第４，９３５，３２６号に開示されているものが挙げられる。

選択されたキャリア粒子は、被覆された状態で用いられても、被覆されていない状態で用いられてもよい。この被覆は、一般に、アクリル系及びメタクリル系ポリマー（例えばチルメタクリレートなど）、フルオロポリマー、モノアルキルアミン若しくはジアルキルアミン、フルオロポリマー、ポリオレフィンまたはポリスチレンを含むアクリル系及びメタクリル系コポリマー（例えばポリフッ化ビニリデン樹脂）、スチレンとメチルメタクリレートとシラン（トリエトキシシランなど）とを含むターポリマー、テトラフルオロエチレンなど、並びにその他の公知の被覆剤などから成る。

キャリア粒子は、種々の適切な組み合わせでトナー粒子と混合することができる。トナー濃度は、通常、トナーが約２重量％〜約１０重量％、キャリアが約９０重量％〜約９８重量％であるが、異なるトナー及びキャリアのパーセントを用いて、所望の特徴を有する現像剤組成物を得てもよい。

本発明のトナーは、静電写真（電子写真をその範囲に含む）画像法に用いることができる。例えば、本発明のトナー又は現像剤を、摩擦電気などによって帯電させ、感光体又はイオノグラフィー受像体（ｉｏｎｏｇｒａｐｈｉｃｒｅｃｅｉｖｅｒ）などの画像形成部材上の逆の極性に帯電した潜像上へ付着させ得る。得られたトナー画像は、次に、直接に、又は中間移送部材を経て、紙又は透明シートなどの支持体へ転写される。トナー画像は、続いて、例えば加熱融着ローラーなどによって熱及び／又は圧力を付与することによって支持体へ融着させることができる。

本発明のトナーは、ゼログラフィー以外の用途を含む、トナーによって画像を形成するための適切ないかなる手順にも使用可能と考えられる。

以下に実施例を示すが、これは、本開示を実施する際に使用可能な種々の組成物及び条件を説明するためのものである。特に断りにない限り、比率はすべて重量基準である。上述の本開示に従い、そして以下で指摘するように、本開示が多くの種類の組成物を用いて実施可能であり、多くの異なる用途を有し得ることは、明瞭であろう。
実施例１
ランダムに配列された３‐ヒドロキシブチレート（ＨＢ）のユニットと３‐ヒドロキシバリレート（ＨＶ）のユニットとを含むコポリエステル（以下Ｐ（ＨＢ‐ｃｏ‐ＨＶ）と称する）のポリヒドロキシアルカノエートラテックスエマルジョンを得るための本方法には、栄養素を制限した条件下で２種類の炭素源と共に供給されるバクテリア（特にアルカリゲネス・ユウトロファス）の培養工程（fermentation）（Ｒａｍｓａｙｅｔａｌ．，１９９０；Ｒｙｕｅｔａｌ．，１９９７；Ｓｈｉｍｉｚｕｅｔａｌ．，１９９９）が含まれる。種培養物を、１０ｇ／Ｌのグルコース、１ｇ／Ｌの（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄、０．２ｇ／ＬのＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ、１．５ｇ／ＬのＫＨ₂ＰＯ₄、９ｇ／ＬのＮａ₂ＨＰＯ₄・１２Ｈ₂Ｏ、及び１ｍＬ／Ｌの微量元素溶液（１０ｇ／ＬのＦｅＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ、２．２５ｇ／ＬのＺｎＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ、１ｇ／ＬのＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ、０．５ｇ／ＬのＭｎＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ、２ｇ／ＬのＣａＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ、０．２３ｇ／ＬのＮａ₂Ｂ₄Ｏ₇・７Ｈ₂Ｏ、０．１ｇ／Ｌの（ＮＨ₄)₆Ｍｏ₇Ｏ₂₄、及び１０ｍＬ／Ｌの３５％ＨＣｌ)を含有する富栄養培地中でインキュベートし攪拌する。指数的に増殖する細胞をこの容器から回収し、流加培養法のためのバイオリアクターへ播種する。最初の攪拌速度及び通気流速は、各々、３００ｒｐｍ及び２Ｌ／ｍｉｎである。培養の間、攪拌と通気により、溶存酸素濃度を飽和状態の４０％よりも高く維持する。種培養物と同様に、温度及びｐＨは、このバクテリアが好む範囲である３４℃及び６．８に各々厳密に制御する。ｐＨは、２ＮのＨＣｌ溶液及び２８％のＮＨ₄ＯＨ溶液で維持する。リアクターの培地は、種培養物に用いたものと類似のもの（２０ｇ／Ｌのグルコース、４ｇ／Ｌの（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄、１．２ｇ／ＬのＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ、１．７ｇ／Ｌのクエン酸、及び１０ｍＬ／Ｌの微量元素溶液）であるが、富栄養状態ではなく、リン酸が制限されており、細胞の乾燥重量が特定の値となるよう計算された量（５．５ｇ／ＬのＫＨ₂ＰＯ₄）が最初に添加されている。栄養素が制限された時点で、グルコース１３２ｇ／Ｌ及びプロピオン酸１８ｇ／Ｌを含む供給溶液を、流速３５ｍＬ／ｈでリアクター内に供給する。細胞はこれに応答して、Ｐ（ＨＢ‐ｃｏ‐ＨＶ）を蓄積する。供給溶液中のプロピオン酸に対するグルコースの比を調節することが、得られるコポリエステル内のＨＢ：ＨＶの組成を制御する一つの方法であることを注記する。この培養工程（fermentation）が完了した時点で、コポリエステルを回収する。

完全に溶媒を用いない回収手順を発酵槽内で行うが、これには、バイオマスを溶解し、続いてろ過によって最終生成物であるラテックスを得る工程が含まれる（ｄｅＫｏｎｉｎｇ＆Ｗｉｔｈｏｌｔ，１９９７；ｄｅＫｏｎｉｎｇｅｔａｌ．，１９９７）。これは、酵素消化法として知られる方法である。反応器の温度を殺菌温度である１２１℃まで上昇させて細胞を死滅させる。続いて５５℃まで急冷する。ｐＨを８．５に調節して維持し、過剰のプロテアーゼ（アルカラーゼ）、ＥＤＴＡ、及びＳＤＳを添加する。３０分後、０．１μｍのフィルターを有する殺菌再循環ループ（ｓｔｅｒｉｌｅｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｌｏｏｐ）を接続し、ダイアフィルトレーションを開始する。体積を一定に維持するために、得られるろ過液に応じて水を添加し、加圧空気によりろ過液出口部で定期的にバックフラッシングを行う。ダイアフィルトレーションのプロセスは、分光光度法によってモニターする。ろ過液は、最初は黄色であり、３５０ｎｍでの吸収を示す。ろ過液の吸収が無視し得る値となったら、水の供給を停止する。ダイアフィルトレーションは、濃縮液が３００ｇ／Ｌに濃縮されるまで、一般的に用いられるろ過法となる。再循環ループから、平均粒子径２３０ｎｍを有する粒子のラテックスを回収する。エマルジョンを、固形分２０％に調節する。

得られたラテックスを用いて、Ｐ（ＨＢ‐ｃｏ‐ＨＶ）を唯一の樹脂として用いたエマルジョン凝集トナーを作製する。均質化後、トナー成長前の反応容器内の所望の全体の固形分は、１１．５０％である。半結晶性コアラテックスを、最終乾燥トナーにおいてＰ（ＨＢ‐ｃｏ‐ＨＶ）が７７．５重量％となるように量り分ける。ミリポア水を３Ｌのガラス反応容器に添加する。内容物を攪拌しながら、アニオン性界面活性剤（Ｄｏｗｆａｘ）、シアン顔料の水分散液（固形分１４．５４％）、及び結晶性ポリエステルワックスのエマルジョン（固体ワックス粒子径２００ｎｍ、固形分３０．８０％）を滴下する。Ｄｏｗｆａｘ、顔料、及びワックスは、コア樹脂に対する界面活性剤の比が２．２２ｐｐｈとなり、最終乾燥トナーの顔料が１２．５重量％、ワックスが１０．０重量％となるように添加する。ｐＨは、０．３ＭのＨＮＯ₃を用いて３．７に調節し、４０００ｒｐｍで均質化する間に凝集剤（２８％のＡｌ₂（ＳＯ₄）₃溶液）を添加する。凝集剤は、トナーに対するアルミニウムの比が０．４４ｐｐｈとなるように添加する。この混合物を４０℃に加熱して凝集を起こさせる。トナー粒子の粒子径が７μｍに達し、数ＧＳ及び体積ＧＳＤが共に１．２０となった時点で、１ＭのＮａＯＨを用いて混合物のｐＨを７．０に固定する。さらに温度を１００℃まで上昇させて合着を起こさせる。真円度及び形状係数が、各々所望の値である０．９５８及び１３５となった時点で混合物を急冷する。これは、混合物をバケツ半分の氷へ注ぎいれることによって実施される。エマルジョン凝集トナー粒子を、各々６０分ずつ脱イオン水で４回洗浄し、２日間凍結乾燥して回収する。乾燥トナーの水分量、Ｍｗ、Ｍｎ、及びＭＷＤは、各々、０．５０％、３００００ダルトン、１１０００ダルトン、及び６．１である。

Claims

トナー粒子を含有するエマルジョン凝集トナー組成物であって、
前記トナー粒子が
半結晶性生分解性ポリエステル樹脂；
着色剤；
ワックス；及び
凝集剤を含むこと、及び
エマルジョン凝集により得られるトナー組成物であること
を特徴とする、前記エマルジョン凝集トナー組成物。
エマルジョン凝集トナーを作製するためのプロセスであって、
半結晶性生分解性ポリエステル樹脂エマルジョン、着色剤分散物、及びワックスを混合して混合物を形成する工程；
凝集剤を前記混合物に添加する工程；
有機酸又は無機酸を前記混合物に添加する工程；及び
前記混合物を加熱して、前記半結晶性生分解性ポリエステル樹脂、着色剤、並びにワックスの凝集及び合着を起こさせてトナー粒子を形成する工程を含み、
さらに、この混合物を冷却してトナー粒子を単離する工程を含んでいてもよい、前記プロセス。