JP2009294655A - トナー組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも1つの結晶性樹脂、ならびに着色剤、任意選択のワックス、およびそれらの組合せからなる群から選択される1つ以上の任意選択の成分を含むコアと、10,000〜5,000,000の重量平均分子量を有する高分子量の非晶性ポリエステル樹脂を含むシェルと、を含むトナー粒子を含有するトナー組成物である。
【選択図】なし
Description
(I)
(式中、mは、10〜5,000である。)で示される10,000〜5,000,000の重量平均分子量を有するポリ(プロポキシル化ビスフェノールA コ−フマレート)を、式(II):
(II)
(式中、bは、5〜2,000であり、dは、5〜2,000である。)で示される第2のポリエステル樹脂との組合せで含む高分子量の非晶性ポリエステル樹脂を含むシェルと、を含み、前記ポリ(プロポキシル化ビスフェノールA コ−フマレート)が、前記シェルの30重量パーセント〜90重量パーセントの量で存在し、前記第2のポリエステル樹脂が、前記シェルの10重量パーセント〜70重量パーセントの量で存在する、トナー粒子を含むトナー組成物である。
(I)
(式中、mは、約10〜約5,000であり得る。)で示される約10,000〜約5,000,000の重量平均分子量を有するポリ(プロポキシル化ビスフェノールA コ−フマレート)を、式(II):
(II)
(式中、bは、約5〜約2,000であり得、dは、約5〜約2,000であり得る。)で示される第2のポリエステル樹脂との組合せで含む高分子量の非晶性ポリエステル樹脂を含むシェル樹脂とを含み、該高分子量の非晶性ポリエステル樹脂が、該シェルの約30重量パーセント〜約90重量パーセントの量で存在し、該第2の樹脂が、該シェルの約10重量パーセント〜約70重量パーセントの量で存在するトナー粒子を含むことができる。
本開示のトナーのコアの形成には、任意のラテックス樹脂を利用することができる。かかる樹脂は、同様に、任意の適当なモノマから製造することができる。使用するモノマはどれも、利用される特定のポリマに応じて選択することができる。
上記の樹脂は、トナー組成物を形成するために利用することができる。かかるトナー組成物は、任意選択の着色剤、ワックス、およびその他の添加剤を含むことができる。トナーは、当業者が関与する範囲内の任意の方法を利用して形成することができる。
複数の実施形態において、凝集後であるが融合の前に、その凝集した粒子にシェルを塗布することができる。上記のように、複数の実施形態においてシェルを形成するために利用される樹脂は、高分子量の非晶性ポリエステル樹脂であり得る。かかる樹脂としては、その樹脂が、ポリスチレン標準を用いるゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定して、約5,000〜約1,000,000、複数の実施形態において約15,000〜約500,000の数平均分子量(Mn)、および約10,000〜約5,000,000、複数の実施形態において約10,000〜約1,000,000、別の複数の実施形態において約20,000〜約1,000,000の重量平均分子量(Mw)を有する限り、コアとして使用するための上記の非晶性樹脂のいずれかを挙げることができる。
(I)
(式中、mは、約10〜約5,000であり得る。)で示されるポリ(プロポキシル化ビスフェノールA コ−フマレート)であり得る。
複数の実施形態において、該トナー粒子は、所望によりまたは必要に応じて他の任意選択の添加剤も含有することができる。例えば、該トナーは、正または負の電荷制御剤(charge control agent)を、例えば該トナーの約0.1〜約10重量パーセント、複数の実施形態において該トナーの約1〜約3重量パーセントの量で含むことができる。適当な電荷制御剤の例としては、アルキルピリジニウムハライド類を含めた第四級アンモニウム化合物類;重硫酸塩類;米国特許第4,298,672号に開示されているものを含むアルキルピリジニウム化合物類;米国特許第4,338,390号に開示されているものを含む有機サルフェートおよびスルホネート組成物類;セチルピリジニウムテトラフルオロボレート類;ジステアリルジメチルアンモニウムメチルサルフェート;BONTRON E84(商標)またはE88(商標)(保土谷化学工業社製)などのアルミニウム塩類;それらの組合せなどが挙げられる。かかる電荷制御剤は、上記のシェル樹脂と同時にまたは該シェル樹脂の適用後に適用することができる。
複数の実施形態において、本開示のトナーは、超低溶融(ULM)トナーとして利用することができる。複数の実施形態において、該乾燥トナー粒子は、外部表面添加剤を除いて、以下の特性を有し得る。
該トナー粒子は、現像剤組成物中に配合することができる。該トナー粒子は、キャリア粒子と混合して2成分現像剤組成物を得ることができる。該現像剤中のトナー濃度は、該現像剤の全体重量の約1重量%〜約25重量%、複数の実施形態において該現像剤の全体重量の約2重量%〜約15重量%であり得る。
該トナーは、米国特許第4,295,990号に開示されているものを含む電子写真(electrophotographic)または電子写真(xerographic)プロセス用に利用することができる。複数の実施形態において、例えば、磁気ブラシ現像、一成分ジャンピング現像(jumping single−component development)、ハイブリッドスカベンジレス現像(HSD:hybrid scavengeless development)等を含む任意の既知のタイプの現像システムを現像装置において使用することができる。これらおよび類似の現像システムは、当業者が関与する範囲内である。
線状非晶性樹脂のエマルション(約17.03重量%の樹脂)の約397.99グラムを、2リットルのビーカに加えた。その線状非晶性樹脂は、米国特許第6,063,827号に記載されている手順に従って合成した次の式(I):
(I)
(式中、mは、約5〜約1,000である。)のものである。米国特許出願公開第2006/0222991号に記載されている手順に従って合成した、エチレングリコールとドデカン二酸およびフマル酸コモノマの混合物とで構成されている次の式(II):
(II)
(式中、bは、5〜2,000であり、dは、5〜2,000である。)のエマルション(約19.98重量%の樹脂)中の不飽和結晶性ポリエステル(「UCPE」)樹脂の約74.27グラム、およびシアン顔料であるピグメントブルー15:3の約29.24グラム(約17重量%)をそのビーカに加えた。Al2(SO4)3の約36グラム(約1重量%)を、その混合物を約3,000〜4,000rpmで混合する均質化のもとで凝集剤として加えた。
線状非晶性樹脂のエマルション(約17.03重量%の樹脂)の約397.99グラムを、2リットルのビーカに加えた。その線状非晶性樹脂は、次の式(I):
(I)
(式中、mは、約5〜約1,000である。)のものである。上の比較例1による不飽和CPE樹脂エマルション(式II)(約19.98重量%の樹脂)の約74.27グラム、およびシアン顔料であるピグメントブルー15:3の約29.24グラム(約17重量%)をそのビーカに加えた。Al2(SO4)3の約36グラム(約1重量%)を、その混合物を約3,000〜約4,000rpmで混合する均質化のもとで凝集剤として加えた。
該トナー画像は、その上に階調画像(toned image)のある紙などの基材の切片を折り曲げ、その折り曲げにおいてトナーが紙から分離する度合いを定量化することによって測定される折り目などの力学的特性を見せる。良好な耐折り目性は、折り目をつけた画像の幅を、画像を紙に印刷し、続いて(a)その画像の印刷した領域を内側に折り曲げ、(b)その折り曲げた画像の上に標準のテフロン(登録商標)を被覆した約860グラム重量の銅ロールを通過させ、(c)その紙を開いて、綿棒により、折り曲げた画像表面からの遊離したインクを拭き取り、(d)画像分析器により、インクのない折り目領域の平均の幅を測定した場合に1mm未満の値と考えることができる。その折り目値は、また、特にその画像が十分に硬くて折り曲げ時に不均一に破壊される場合には、領域の観点で報告することもでき、領域の観点で測定した100ミリメートルの折り目値が、幅の約1mmに相当する。さらに、該画像は、例えば1より大きい破壊係数(fracture coefficient)を示す。折り曲げた領域の画像分析から、その画像が小さい単一の割れ目線を示すか、よりもろくて割れ目ができやすいかを判定することが可能である。折り曲げた領域内の単一の割れ目線は、1の破壊係数を与え、一方、割れ目が非常に多い折り目は、1より大きい破壊係数を示す。割れ目が大きければ大きいほど破壊係数は大きい。オフィス文書に適する条件を満たしている力学的特性を示すトナーは、前記の熱可塑性樹脂を利用することによって得ることができる。しかしながら、さまざまな基材に基づく軟包装用のデジタル電子写真用途に対する必要性も存在する。軟包装用途に対しては、該トナー材料は、それらが包装過程でさらされる高温条件に耐えることができること、および該画像の高温の圧力抵抗を可能にすること等の非常に要求の厳しい要件を満たさなければならない。他の用途、例えば本およびマニュアルなどは、画像が隣接する画像にドキュメントオフセットしないことが必要である。これらの付加的な要件は、例えば架橋した樹脂が定着後または定着に続いてトナー画像上に生じるように熱硬化性を提供する別の樹脂系を必要とする。
最低定着温度(MFT)測定は、特定の温度で定着した紙の上の画像を折り曲げ、その折り曲げたところに標準の錘を転がすことを含む。該印刷物は、また、市販のフォルダ、例えばDuplo D590ペーパーフォルダなどを用いて折り曲げることもできる。その折り曲げた画像は次に開いて顕微鏡下で分析し、折り曲げた部分の折り目の量に基づく数値評価点を査定する。この手順をさまざまな温度で最低定着温度(殆ど折り目を示さない)が得られるまで繰り返す。
印刷光沢(ガードナー光沢単位または「ggu」)を、約120℃〜約210℃の定着ロール温度の範囲で定着したトナー画像について75°BYKガードナー光沢計を用いて測定した(試料の光沢は、トナー、単位面積当たりのトナー量、紙基材、定着ロール、および定着ロール温度に依存した。)。
標準的なドキュメントオフセットのマッピング手順を以下のように実施した。5センチメートル(cm)×5cmの試験サンプルを印刷物から切断し、そのシートを向かい合って置くとき、それらがトナー対トナーおよびトナー対紙の両方の接触を提供するように注意した。トナー対トナーおよびトナー対紙のサンドイッチを清浄なガラス板上に置いた。スライドガラスをその試料の頂上に置き、次いで2,000グラムの質量をなす錘をそのスライドガラスの頂上に置いた。そのガラス板を次に相対湿度が50%で一定に保たれている60℃の温度の環境チャンバ中に挿入した。7日後、その試料を該チャンバから取り出して、室温までそのまま冷却した後、錘を取り除いた。その取り出した試料を、次に注意深く剥離した。その剥離した試料を試料シートに乗せ、次いで低い評点ほどトナーのオフセットが徐々に多いことを示し、無し(5.0)から厳しい(1.0)まで変動する5.0〜1.0のドキュメントオフセット評点により、目視でランク付けした。評点5.0は、トナーのオフセットが無く、1つのシートの他のシートへの接着がないことを示す。評点4.5は、目に付く接着はあるが、トナーのオフセットは無いことを示す。評点4は、ごく少量のトナーが他のシートにオフセットすることを示す。評点3は、トナー画像の1/3未満が他のシートにオフセットすることを示し、一方、評点1.0は、トナー画像の1/2より多くが他のシートにオフセットすることを示す。一般に、3.0以上の評価が最低限許容されるオフセットと考えられ、4.0以上の評価が望ましい。
ビニルオフセットは、次のように評価した。トナー画像を標準のビニル(32%フタル酸ジオクチル可塑剤)の断片で覆い、ガラス板の間に置き、250グラムの錘で荷重をかけ、10g/cm2の圧力で50℃および50%相対湿度(RH)の環境オーブン中に入れた。約24時間後、その試料をオーブンから取り出し、そのまま室温まで冷却した。そのビニルとトナー画像とを注意深く剥離し、ドキュメントオフセットに関して上で記したような、評点5.0〜1.0がビニルへのトナーのオフセットの量が、無し(5.0)から厳しい(1.0)まで徐々に高くなることを示すビニルオフセット評点の評価手順に準拠して評価した。評点5.0は、目に見えるビニルへのトナーのオフセットが無く、画像の光沢の乱れがないことを示す。評点4.5は、トナーのオフセットは無いが、いくらかの画像の光沢の乱れがあることを示す。4.0以上の評価が許容できる評点と考えられる。
Claims (4)
- 少なくとも1つの結晶性樹脂、ならびに着色剤、任意選択のワックス、およびそれらの組合せからなる群から選択される1つ以上の任意選択の成分を含むコアと、
10,000〜5,000,000の重量平均分子量を有する高分子量の非晶性ポリエステル樹脂を含むシェルと、
を含むトナー粒子を含有することを特徴とするトナー組成物。 - 請求項1に記載のトナー組成物であって、前記コアが、非晶性樹脂をさらに含むことを特徴とするトナー組成物。
- 少なくとも1つの非晶性樹脂、少なくとも1つのポリエステル結晶性樹脂、ならびに着色剤、任意選択のワックス、およびそれらの組合せからなる群から選択される1つ以上の任意選択の成分を含むコアと、
10,000〜1,000,000の重量平均分子量を有する高分子量の非晶性ポリエステル樹脂を含むシェルと、
を含むトナー粒子を含有することを特徴とするトナー組成物。 - 少なくとも1つの非晶性樹脂、少なくとも1つの結晶性樹脂、ならびに着色剤、任意選択のワックス、およびそれらの組合せからなる群から選択される1つ以上の任意選択の成分を含むコアと、
式(I):
(I)
(式中、mは、10〜5,000である。)で示される10,000〜5,000,000の重量平均分子量を有するポリ(プロポキシル化ビスフェノールA コ−フマレート)を、式(II):
(II)
(式中、bは、5〜2,000であり、dは、5〜2,000である。)で示される第2のポリエステル樹脂との組合せで含む高分子量の非晶性ポリエステル樹脂を含むシェルと、
を含み、
前記ポリ(プロポキシル化ビスフェノールA コ−フマレート)が、前記シェルの30重量パーセント〜90重量パーセントの量で存在し、前記第2のポリエステル樹脂が、前記シェルの10重量パーセント〜70重量パーセントの量で存在する、
トナー粒子を含むことを特徴とするトナー組成物。
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