JP2010055092A - トナー組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水性エマルション中で、小粒子を形成する工程と、小粒子を凝集させて複数のより大きな凝集体を形成する工程と、より大きな凝集体を覆う樹脂コーティングを形成する工程と、樹脂コーティング内のより大きな凝集体を合一させ、同時にまたは後に、より大きな凝集体及び/又は樹脂コーティングを架橋して、コアおよびシェルを有する複数の架橋粒子を形成する工程と、プロセス中で架橋粒子が形成される前のいずれかの段階で、少なくとも1つの水溶性開始剤を添加する工程と、架橋粒子を回収する工程とを含むプロセス。
【選択図】なし
Description
コア樹脂
任意の樹脂を用いて本開示のトナーコアを形成してよい。コア樹脂を架橋する場合、任意の架橋性樹脂を用いてよい。そのような樹脂は任意の好適なモノマーから作製してよい。樹脂の形成に有用な好適なモノマーとしては、スチレン類、アクリレート類、メタクリレート類、ブタジエン類、イソプレン類、アクリル酸類、メタクリル酸類、アクリロニトリル類、ジオール、二酸(diacid)、ジアミン、ジエステル、およびこれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。使用される任意のモノマーは、用いられる具体的なポリマーに応じて選択してよい。
ある実施形態では、好適な非晶性樹脂として、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリイソブチレート、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリプロピレン、およびそれらの混合物等が挙げられる。
ある実施形態では、好適な結晶性樹脂として、次式(II)で表される、ドデカン二酸コモノマーとフマル酸コモノマーとの混合物およびエチレングリコールからなる樹脂が含まれる。
例えば、ある実施形態では、上記式Iのポリ(プロポキシ化ビスフェノールAco−フマレート)樹脂を式IIの結晶性樹脂と組み合わせてコアを形成してもよい。
トナー
上記の樹脂を用いてトナー組成物を形成してもよい。そのようなトナー組成物は、所望により含まれてもよい着色剤、ワックス、およびその他の添加剤を含み得る。トナーは、当業者に知られた任意の方法で形成してよい。
界面活性剤
実施形態では、トナー組成物の形成に用いられる着色剤、ワックス、およびその他の添加剤は、界面活性剤を含む分散物の形態であってよい。更に、トナー粒子は乳化凝集法で形成されてもよく、この乳化凝集法では、樹脂およびトナーのその他の成分を1または複数の界面活性剤中に入れて、エマルションを形成させ、トナー粒子を凝集、合一させ、所望によっては洗浄および乾燥し、回収する。
着色剤
添加する着色剤として、染料、顔料、染料混合物、顔料混合物、染料と顔料の混合物等の種々の公知かつ好適な着色剤をトナーに含めてよい。着色剤は、例えばトナーの0.1〜35重量パーセント、トナーの1〜15重量パーセント、またはトナーの3〜10重量パーセントの量でトナーに含まれてよい。
ワックス
所望であれば、トナー粒子形成の際に、樹脂および所望により含まれてもよい着色剤に、ワックスを組み合わせてもよい。ワックスが含まれる場合、ワックスは、例えばトナー粒子の1〜25重量パーセント、実施形態によってはトナー粒子の5〜20重量パーセント、の量で存在してよい。
トナーの作製
トナー粒子は、当業者に知られた任意の方法で調製することができる。トナー粒子の作製に関する実施形態を以下に乳化凝集プロセスとの関連で記載するが、トナー粒子の調製に適した任意の方法を用いることができ、例えば米国特許第5,290,654号および同第5,302,486号に開示されている懸濁・封入プロセス等の化学プロセスを用いてもよい。実施形態では、小サイズの樹脂粒子を適当なトナー粒子径まで凝集させた後に合一させて最終的なトナー粒子の形状および形態を形成させる凝集・合一プロセスによってトナー組成物およびトナー粒子を調製してもよい。
シェル樹脂
実施形態では、凝集より後、合一より前において、凝集粒子に樹脂コーティングを適用してもよく、これは凝集粒子を覆うシェルを形成する。実施形態では、コーティングおよび後のシェルの形成に用いられる樹脂は、実施形態において、「部分架橋ポリエステル樹脂」または「ポリエステルゲル」と呼ばれることのあるものを形成するために、その場で部分架橋されてもよい。
合一
所望の粒子径まで凝集させ、合一前に架橋または部分架橋されてもよいシェル樹脂構成要素を前述の水溶性開始剤と共に添加した後、粒子を所望の最終形状へと合一させ、いくつかの実施形態では更に架橋して、架橋粒子を得ることができる。合一は、例えば混合物を約45〜約100℃、実施形態では約55〜約99℃の温度に加熱することおよび/または撹拌を例えば約400〜約1000rpm、実施形態では約500〜約800rpmに強めることで達成される。合一は、約1分〜約10時間、実施形態では約5分〜約5時間行われ得る。より高い温度またはより低い温度を用いることもでき、温度はバインダに用いられる樹脂に応じて変わると理解される。
添加剤
実施形態では、トナー粒子は、所望の場合または要求される場合、その他の任意に加えうる添加剤を含んでもよい。例えば、トナーは正帯電性あるいは負帯電性の帯電制御剤を、トナーに対し例えば0.1〜10重量%、実施形態によっては1〜3重量%、の量で含んでもよい。
(1)3〜25μm、ある実施形態では4〜15μm、別の実施形態では5〜12μm、の体積平均径(「体積平均粒径」ともいう)。
(2)1.05〜1.55、実施形態によっては1.1〜1.4、の数平均幾何学的サイズ分布(GSDn)および/または体積平均幾何学的サイズ分布(GSDv)。
(3)0.9〜1、実施形態によっては0.93〜0.98、の真円度(例えばシスメックス(Sysmex)社製FPIA 2100分析装置で測定)。
現像剤
このようにして得られたトナー粒子を現像組成物に配合してもよい。トナー粒子をキャリア粒子と混合して二成分現像組成物を得てもよい。現像剤中のトナー濃度は、現像剤の全重量の1〜25重量%、実施形態によっては現像剤の全重量の2〜15重量%、であってよい。
キャリア
トナーとの混合に用いることのできるキャリア粒子の例としては、トナー粒子の極性とは反対の極性の帯電を摩擦帯電により得ることのできる粒子等を挙げることができる。好適なキャリア粒子の具体例としては、粒状ジルコン、粒状ケイ素、ガラス、鋼、ニッケル、フェライト、鉄フェライト、二酸化ケイ素等を挙げることができる。その他のキャリアとしては、米国特許第3,847,604号、同第4,937,166号、および同第4,935,326号に開示されているキャリアが含まれる。
次いで、ポリマーが溶融してキャリアコア粒子に融着できるように、キャリアコア粒子とポリマーとの混合物を加熱してよい。次いで、コーティングされたキャリア粒子を冷却し、その後所望の粒子径に分級してよい。
画像形成
本トナーは、米国特許第4,295,990号に開示されているような静電複写またはゼログラフィーのプロセスに利用することができる。ある実施形態では、任意の公知の種類の画像現像システムを画像現像デバイスにおいて用いることができ、それらには、例えば磁気ブラシ現像、1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(hybrid scavengeless development;HSD)等が含まれる。これらおよび同様な現像システムは当業者に知られている。
(実施例)
[比較例1]
約397.99グラムの、エマルション(約17.03重量%樹脂)の形態の直鎖状非晶性樹脂を2リットルのビーカーに入れた。この直鎖状非晶性樹脂は次の構造
実施例1
約398.46グラムの上記比較例1に記載の式Iで表される直鎖状非晶性樹脂を含むエマルション(約17.01重量%樹脂)を2リットルのビーカーに入れた。約82.9グラムの上記比較例1の式IIで表される不飽和CPE樹脂を含むエマルション(約17.9重量%樹脂)、および約29.24グラムのシアン顔料であるピグメントブルー15:3(約17重量%)をビーカーに加えた。混合物を約3000〜約4000rpmで混合して均質化しながら、凝集剤(flocculent)として約35.84グラムのAl2(SO4)3(約1重量%)を加えた。
前記小粒子を凝集させて複数のより大きな凝集体を形成する工程と、
前記、より大きな凝集体を、前記少なくとも1つの非晶性樹脂及び/又は別の少なくとも1つの非晶性樹脂を含むエマルションと接触させて、前記、より大きな凝集体を覆う樹脂コーティングを形成する工程と、
前記樹脂コーティング内の前記、より大きな凝集体を合一させ、同時にまたは後に、前記、より大きな凝集体及び/又は前記樹脂コーティングを架橋して、コアおよびシェルを有する複数の架橋粒子を形成する工程と、
プロセス中で前記架橋粒子が形成される前のいずれかの段階で、少なくとも1つの水溶性開始剤を添加する工程と、
前記架橋粒子を回収する工程と
を含むプロセス。
前記水性エマルションを、任意添加の着色剤、少なくとも1つの界面活性剤、および任意添加のワックスと接触させて小粒子を形成する工程と、
前記小粒子を凝集させて複数のより大きな凝集体を形成する工程と、
前記、より大きな凝集体を、前記、より大きな凝集体を覆う架橋樹脂コーティングを形成するための、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二硫酸塩・無水物、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]水和物、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−エチルプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、およびこれらの組合せからなる群から選択される少なくとも1つの水溶性開始剤と組み合わせてもよい、少なくとも1つの非晶性樹脂を含むエマルションと接触させる工程と、
前記樹脂コーティングを有する前記、より大きな凝集体を合一させてトナー粒子を形成する工程と、
前記トナー粒子を70〜100℃の温度に加熱して、非晶性樹脂を架橋する工程と、
前記トナー粒子を回収する工程と
を含むプロセス。
少なくとも1つの水溶性開始剤で架橋された、少なくとも1つの非晶性樹脂を含むシェル
を有するトナー。
Claims (4)
- 水性エマルション中で、少なくとも1つの非晶性樹脂を少なくとも1つの結晶性樹脂と接触させて小粒子を形成する工程であって、前記エマルションが任意添加の着色剤、任意添加の界面活性剤、および任意添加のワックスを含む前記工程と、
前記小粒子を凝集させて複数のより大きな凝集体を形成する工程と、
前記、より大きな凝集体を、前記少なくとも1つの非晶性樹脂及び/又は別の少なくとも1つの非晶性樹脂を含むエマルションと接触させて、前記、より大きな凝集体を覆う樹脂コーティングを形成する工程と、
前記樹脂コーティング内の前記、より大きな凝集体を合一させ、同時にまたは後に、前記、より大きな凝集体及び/又は前記樹脂コーティングを架橋して、コアおよびシェルを有する複数の架橋粒子を形成する工程と、
プロセス中で前記架橋粒子が形成される前のいずれかの段階で、少なくとも1つの水溶性開始剤を添加する工程と、
前記架橋粒子を回収する工程と
を含むプロセス。 - 前記小粒子中の前記少なくとも1つの非晶性樹脂が、前記樹脂コーティング中の前記少なくとも1つの非晶性樹脂と同じか、または異なり、前記樹脂コーティング中の前記少なくとも1つの非晶性樹脂が不飽和ポリエステル樹脂を含む、請求項1に記載のプロセス。
- 架橋樹脂を形成するための、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二硫酸塩・無水物、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]水和物、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−エチルプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、およびこれらの組合せからなる群から選択される少なくとも1つの水溶性開始剤と組み合わされていてもよい水性エマルション中で、少なくとも1つの非晶性樹脂を少なくとも1つの結晶性樹脂と接触させる工程と、
前記水性エマルションを、任意添加の着色剤、少なくとも1つの界面活性剤、および任意添加のワックスと接触させて小粒子を形成する工程と、
前記小粒子を凝集させて複数のより大きな凝集体を形成する工程と、
前記、より大きな凝集体を、前記、より大きな凝集体を覆う架橋樹脂コーティングを形成するための、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二硫酸塩・無水物、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]水和物、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−エチルプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、およびこれらの組合せからなる群から選択される少なくとも1つの水溶性開始剤と組み合わせてもよい、少なくとも1つの非晶性樹脂を含むエマルションと接触させる工程と、
前記樹脂コーティングを有する前記、より大きな凝集体を合一させてトナー粒子を形成する工程と、
前記トナー粒子を70〜100℃の温度に加熱して、非晶性樹脂を架橋する工程と、
前記トナー粒子を回収する工程と
を含むプロセス。 - 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、ワックス、水溶性開始剤と非晶性樹脂との反応産物、およびこれらの組合せからなる群から選択される1または複数の任意構成要素、を含むコア;ならびに
少なくとも1つの水溶性開始剤で架橋された、少なくとも1つの非晶性樹脂を含むシェル
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