JP2012027462A - トナー組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】粉砕することを含むプロセスで製造されたトナーで生じ得る問題の、トナーフィルミングおよび不安定な画質を含む欠陥を、改良されたトナー粒子を提供する。
【解決手段】トナー成分を溶融混合しペレット化したトナーペレットを加工して、トナー粒子を形成し、このトナー粒子と、脱イオン水および少なくとも１つの界面活性剤とを接触させて混合物を形成し、加熱することによって、融着処理し、望ましい球体の性質を有するトナー粒子を与える。
【選択図】なし

Description

トナーを調製するプロセス、例えば、樹脂を顔料とともに溶融混練するか、または押出加工し、微粉化し、粉砕してトナー粒子を与える従来のプロセスが知られている。米国特許第４，７９７，３３９号および第５，４０３，６９３号は、ラテックスと顔料粒子とをブレンドすることによる、トナー粒子を調製する方法を教示している。

粉砕することを含むプロセスで製造されたトナーで生じ得る問題は、得られる粒子が球状ではない場合があるということである。トナーフィルミングおよび不安定な画質を含む欠陥は、球状ではないトナーを用いた場合に生じることがある。

したがって、改良されたトナー、このようなトナーを形成する方法も、依然として望ましい。

本開示によって、アモルファス樹脂と、場合によりバイオベースドアモルファスポリエステル樹脂と、場合により結晶性樹脂と、場合によりワックスと、場合により着色剤とを溶融混合してトナーを形成することと；上述のトナーをペレット化して、トナーペレットを形成することと；上述のトナーペレットを加工して、トナー粒子を形成することと；上述のトナー粒子と、脱イオン水および少なくとも１つの界面活性剤（例えば、非イオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、およびこれらの組み合わせ）とを接触させて、混合物を形成することと；上述の混合物を約５０℃〜約１００℃の温度まで加熱することによって上述のトナー粒子を融着することと；上述の混合物からトナー粒子を回収することとを含むプロセスが得られ、ここで、上述のトナー粒子は、約０．９２〜約０．９９９の真円度を有する。この混合物を、毎分約５０回転（ｒｐｍ）〜毎分約５００回転（ｒｐｍ）の速度で約０．１時間〜約９時間撹拌してもよい。

アモルファスバイオベースドポリエステル樹脂は、天然トリグリセリド植物油、フェノール系植物油およびこれらの組み合わせのような材料に由来していてもよい。少なくとも１つの界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、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サルフェート、ジアルキルベンゼンアルキルスルホネート、アビエチン酸、アルキルジフェニルオキシドジスルホネート、分岐ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。混合中のｐＨは、約６〜約１０であってもよい。アモルファスバイオベースドポリエステル樹脂は、トナー粒子の約１重量％〜約９５重量％の量で存在してもよい。界面活性剤は、トナー粒子の約０．０１重量％〜約５重量％の量で存在してもよい。

本開示のトナーを形成するのに任意の好適な樹脂を利用してもよく、この好適な樹脂を製造するのに、任意の好適なモノマーを用いてもよい。樹脂を形成するのに有用で、好適なモノマーとしては、限定されないが、スチレン、アクリレート、ブタジエン、イソプレン、アクリル酸、アクリロニトリル、ジアミン、ジイソシアネート、これらの組み合わせなどが挙げられる。ポリマーは、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、または交互コポリマーであってもよい。

他の実施形態では、トナーを形成するのに利用される樹脂は、ポリエステル樹脂であってもよく、このポリエステル樹脂は、ジオールまたはポリオール、ジエステルまたはポリエステルと、二塩基酸または多塩基酸とから合成されてもよい。このようなポリエステル樹脂は、アモルファス樹脂、結晶性樹脂、および／またはこれらの組み合わせであってもよい（例えば、米国特許第６，５９３，０４９号、第６，８３０，８６０号、第６，７５６，１７６号）。

二塩基酸またはジエステルの例としては、ビニル二塩基酸またはビニルジエステル、例えば、ジカルボン酸またはジエステル、およびこれらの組み合わせが挙げられる。有機二塩基酸またはジエステルは、例えば、樹脂の約４０〜約６０モル％、約４２〜約５２モル％、約４５〜約５０モル％の量で存在してもよい。

ポリエステルを生成するジオールの例としては、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオールなど、ビス（ヒドロキシアルキル）−ビスフェノールＡ、アルキレングリコール、ジブチレンおよびこれらの組み合わせが挙げられる。有機ジオールの量は、樹脂の約４０〜約６０モル％、約４２〜約５５モル％、約４５〜約５３モル％の量であってもよい。

ポリエステルは、米国特許第５，９５９，０６６号、第６，０６３，４６４号、第７，６４５，５４９号、第７，８８７，９８２号に記載されているように、脂肪族ダイマー酸、脂肪族ダイマー二塩基酸または脂肪族ダイマージオールまたはアミノ酸から得てもよい。

アモルファス樹脂は、架橋されていてもよい（米国特許第６，３５９，１０５号）。架橋は、アモルファス樹脂と、架橋剤（時には、本明細書では、いくつかの実施形態で開始剤と称される）とを混ぜあわせることによって達成されてもよい。好適な架橋剤の例としては、限定されないが、例えば、有利ラジカル開始剤または熱開始剤（例えば、有機過酸化物およびアゾ化合物）が挙げられる。

アモルファス樹脂は、バイオベースドアモルファスポリエステル樹脂を、場合により、上述のような別のアモルファス樹脂と組み合わせて含んでいてもよい。バイオベースド樹脂は、動物、植物などから得られる生物学的供給源（例えば、植物油など）、およびこれらの組み合わせに由来するものであり、例えば、天然トリグリセリド植物油、フェノール系植物油など、およびこれらの組み合わせである。好適なバイオベースドアモルファス樹脂としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリイソブチレート、ポリオレフィンなど、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

好適なアモルファスバイオベースド樹脂は、ガラス転移点（Ｔ_ｇ）が、約４５℃〜約７０℃、約５０℃〜約６５℃であってもよく、重量平均分子量（Ｍｗ）が、約２，０００〜約２００，０００、約５，０００〜約１００，０００であってもよく、数平均分子量（Ｍｎ）は、ゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定される場合、約１，０００〜約１０，０００、約２，０００〜約８，０００であってもよく、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、約２〜約２０、約３〜約１５であってもよく、１３０℃での粘度は、約１０Ｐａ・Ｓ〜約１０００００Ｐａ・Ｓ、約５０Ｐａ・Ｓ〜約１００００Ｐａ・Ｓであってもよい。

バイオベースドポリマー系樹脂は、酸価が、約７ｍｇ ＫＯＨ／ｇ〜約５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、約９ｍｇ ＫＯＨ／ｇ〜約４８ｍｇ ＫＯＨ／ｇであってもよい。

アモルファスバイオベースド樹脂が利用される場合、アモルファスバイオベースド樹脂は、例えば、トナー粒子を形成するのに使用される成分の約１〜約９５重量％、約５〜約５０重量％の量で存在してもよい。

アモルファスバイオベースドポリエステル樹脂は、粒径が、直径で約５０ｎｍ〜約２５０ｎｍ、約７５ｎｍ〜２２５ｎｍであってもよい。

上述のように、アモルファス樹脂を結晶性樹脂とあわせてもよい。結晶性樹脂は、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンまたはエチレン−プロピレンコポリマー）、ポリイソブチレート、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、これらの組み合わせなどであってもよい。結晶性樹脂は、スルホン酸化されていてもよい。

結晶性樹脂は、重縮合触媒存在下、有機ジオールと有機二塩基酸とを反応させる重縮合プロセスによって調製されてもよい。

有機ジオールの例としては、炭素原子が約２〜約８個の脂肪族ジオール、アルカリスルホ脂肪族ジオール、これらの混合物などが挙げられる。脂肪族ジオールは、樹脂の約４５〜約５０モル％、約４７〜約４９モル％の量で存在していてもよく、アルカリスルホ脂肪族ジオールは、樹脂の約１〜約１０モル％、約２〜約８モル％の量で存在していてもよい。

結晶性樹脂を調製するのに適した有機二塩基酸またはジエステルとしては、例えば、シュウ酸、スベリン酸、アゼライン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、これらのジエステルまたは酸無水物；アルカリスルホ有機二塩基酸、またはこれらの組み合わせが挙げられる。有機二塩基酸は、例えば、樹脂の約４０〜約５０モル％、約４２〜約４８モル％の量で存在していてもよく、アルカリスルホ脂肪族二塩基酸は、樹脂の約１〜約１０モル％、約２〜約８モル％の量で存在していてもよい。

有機ジオールと有機二塩基酸は、化学量論的に等モルの比率で利用してもよい。しかし、ある場合には、有機ジオールの沸点は、約１８０℃〜約２３０℃である場合、過剰量のジオールを利用し、これを重縮合プロセス中に除去してもよい。

結晶性ポリエステルまたはアモルファスポリエステルのいずれかを製造するのに好適な重縮合触媒としては、チタン酸テトラアルキル、ジアルキルスズオキシド、テトラアルキルスズ、ジアルキルスズオキシド水酸化物、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、酸化スズ、またはこれらの組み合わせが挙げられる。触媒は、例えば、ポリエステル樹脂を作るのに用いられる出発原料の二塩基酸またはジエステルを基準として、約０．０１モル％〜約５モル％、約０．５〜約４モル％の量で利用してもよい。

利用される触媒の量はさまざまであってもよく、例えば、樹脂の約０．０１〜約１モル％の量で選択することができる。さらに、有機二塩基酸の代わりに、有機ジエステルを選択してもよく、この場合、プロセス中に副生成物としてアルコールが生成する。

いくつかの実施形態では、結晶性樹脂は、約８個未満、約２〜約８個、約４〜約６個の炭素を有するモノマーに由来する短鎖ポリエステルであってもよい。

結晶性樹脂は、例えば、トナー成分の約５〜約５０重量％、約１０〜約３５重量％の量で存在していてもよい。結晶性樹脂は、種々の融点を有していてもよく、例えば、約７０℃〜約１５０℃、約８０℃〜約１４０℃であってもよい。結晶性樹脂は、ＧＰＣで測定した場合、例えば、Ｍ_ｎが、約１，０００〜約５０，０００、約２，０００〜約２５，０００であり、Ｍ_ｗは、ポリスチレン標準を用いてＧＰＣで決定した場合、例えば、約２，０００〜約１００，０００、約３，０００〜約８０，０００であってもよい。結晶性樹脂のＭ_ｗ／Ｍ_ｎは、例えば、約１〜約６、約２〜約４であってもよい。

１種類、２種類またはそれ以上の樹脂を用いてもよい。いくつかの実施形態では、２種類以上の樹脂を用いる場合、樹脂は、任意の好適な比率（例えば、重量比）であってもよく、例えば、約１％（第１の樹脂）／９９％（第２の樹脂）〜約９９％（第１の樹脂）／１％（第２の樹脂）、約４％（第１の樹脂）／９６％（第２の樹脂）〜約９６％（第１の樹脂）／４％（第２の樹脂）であってもよい。樹脂が、アモルファス樹脂、結晶性樹脂、バイオベースドアモルファス樹脂を含む場合、これら３種類の樹脂の重量比は、約９７％（アモルファス樹脂）：約２％（結晶性樹脂）：約１％（バイオベースドアモルファス樹脂）〜約９２％（アモルファス樹脂）：約４％（結晶性樹脂）：約４％（バイオベースドアモルファス樹脂）であってもよい。

トナー組成物を形成するのに、上述の樹脂を利用してもよい。このようなトナー組成物は、場合により着色剤、ワックス、他の添加剤（例えば、ペレット化させやすくするための崩壊剤、米国特許第７，６８４，２１５号を参照）を含んでいてもよい。

種々の既知の好適な着色剤、例えば、染料、顔料、染料混合物、顔料混合物、染料と顔料との混合物などがトナーに含まれていてもよい。

着色した顔料の場合、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブラウン、ブルー、またはこれらの混合物を選択してもよい。一般的に、水系顔料分散物として１種類以上の顔料を使用する。

トナー粒子を形成する際に、場合により、ワックスを、樹脂と、場合により着色剤と混ぜあわせてもよい。ワックスが含まれる場合、ワックスは、例えば、トナー粒子の約１ｗｔ％〜約２５ｗｔ％、約５ｗｔ％〜約２０ｗｔ％の量で存在していてもよい。

選択することが可能なワックスとしては、例えば、重量平均分子量が約２００〜約２０，０００のワックスであって、いくつかの実施形態では、約４００から約５，０００のワックスが挙げられる。使用可能なワックスとしては、例えば、ポリオレフィン、ワックスエマルション；植物由来のワックス、動物由来のワックス；鉱物由来のワックスおよび石油に由来するワックス、高級脂肪酸および高級アルコールから得られるエステルワックス、高級脂肪酸と、一価または多価の低級アルコールとから得られるエステルワックス、高級脂肪酸および多価アルコールマルチマーから得られるエステルワックス、ソルビタン高級脂肪酸エステルワックス、コレステロール高級脂肪酸エステルワックスが挙げられる。使用可能な官能化したワックスの例としては、例えば、アミン、アミド、フッ素化ワックス、フッ素化物を混合したもの、アミドワックス、イミド、エステル、四級アミン、カルボン酸または非環状ポリマーエマルション、塩素化ポリプロピレンおよびポリエチレン、上述のワックスの組み合わせが挙げられる。ワックスは、例えば、ヒューザーロール剥離剤として含まれてもよい。

トナー粒子は、当業者の範囲内にある任意の方法（例えば、溶融混合）で調製されてもよい。例えば、トナー成分の溶融混合は、上述の成分の粒子を物理的に混合するか、またはブレンドし、次いで、例えば、押出機またはＢａｎｂｕｒｙ／２ロール式ミル装置で溶融混合することによって達成されてもよい。好適な温度を押出機または類似の装置にかけてもよく、例えば、約６５℃〜約２００℃、約８０℃〜約１２０℃にしてもよい。

トナー成分（樹脂、ワックス、もし存在する場合は、着色剤、および他の添加剤）を、トナーが、望ましい着色剤と添加剤との組成を有する状態で押出加工されるように、これらを混ぜあわせてもよい。次いで、当業者の範囲内にある方法（例えば、ペレタイザー、フィッツミル、ピンミル、グラインダ、分級機、添加剤ブレンダ、スクリーナー、これらの組み合わせなど）を利用して、トナー押出成形物をペレットまたは粗く砕いた形態に分けてもよい（時に、本明細書で「ペレット化する」と称する）。本明細書で使用されるとき、「ペレット化する」は、トナー押出成形物をペレット、粗く砕いた形態、または粗い粒子にするのに利用可能な、当業者の範囲内にある任意のプロセスを含んでいてもよく、「ペレット」は、トナー押出物をペレット形態に分けたもの、粗く砕いた形態、粗い粒子、または任意の他の類似形態であってもよい。

バインダー樹脂は、得られたトナー中に、トナー組成物の約５０ｗｔ％〜約９９ｗｔ％、約７０ｗｔ％〜約９７ｗｔ％の量で存在していてもよく、着色剤は、トナー組成物の約１〜約５０ｗｔ％、約３〜約２０ｗｔ％の量で存在していてもよい。

次いで、体積中位径が約２５μｍ未満、約５μｍ〜約１５μｍ、約５．５μｍ〜約１２μｍのトナー粒子を得る目的で、トナーペレットを、例えば、Ａｌｐｉｎｅ ＡＦＧ流動床グラインダまたはＳｔｕｒｔｅｖａｎｔマイクロナイザを利用して研削してもよく、直径は、Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ製のＭｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ＩＩによって決定することができる。次に、トナー組成物を、例えば、トナー微粉（つまり、体積中位径が約５μｍよりも小さなトナー粒子）を除去する目的で、Ｄｏｎａｌｄｓｏｎ Ｍｏｄｅｌ Ｂ分類機を利用して分類することができる。

例えば、アニーリング（米国特許第７，６４５，５４９）号、ゆっくりとした冷却、これらの組み合わせなどを含め、トナーのＴ_ｇを高くするための任意の処理を利用してもよい。このような処理を、ペレットを生成した後に利用してもよいが、研削の前に利用してもよい。

このアニーリング工程は、溶融混合した後に製造したトナーペレットを加熱デバイス（例えば、ロータリーキルン、流動床乾燥機、これらの組み合わせなど）に入れることによって、トナーを連続的に処理することによって行ってもよく、この場所で、トナーは、Ｔ_ｇより高い温度まで加熱される。ロータリーキルンは、直径が約５インチ、長さが約６フィートであり、約１ｒｐｍ〜約１５ｒｐｍで操作することができ、最大キルン角が約３０°である。

トナーをＴ_ｇより高い温度まで加熱すると（時には、本明細書では、これをアニーリングと称する）、バインダー樹脂のポリマー系を弛緩することができ、これにより、バインダーの結晶性ポリエステル成分の結晶領域を再結晶化させることができる。この再結晶化によってトナーのＴ_ｇが上がり、これによって、Ｔ_ｇが低いトナーで起こり得るような貯蔵時および使用時の問題を避けることができる。

アニーリングに適した温度は、約５０℃〜約９０℃、約６０℃〜約８０℃であってもよい。トナーのアニーリングは、約２分間〜約６０分間、約１５分間〜約４５分間かけて行ってもよい。アニーリングした後、トナーは、可塑性が低下するため、Ｔ_ｇが上昇する場合がある。

本明細書に記載されるアニーリングを実施するのに好適なシステムは、当業者のの範囲内にある上述のシステムおよび任意の他の要素を利用してもよい。トナーを作成し、アニーリングするのに好適なシステムとしては、押出成形したトナーを形成するための溶融混合デバイス；ペレタイザー、ピンミル、フィッツミル、または押出加工したトナーから、ペレット、粗く砕いた形態、粗い粒子などを形成するためのその他のデバイス；場合により、望ましいトナー粒子を形成す成するためのロータリーキルン、流動床乾燥機、およびこれらの組み合わせのようなアニーリングデバイスが挙げられる。

トナー粒子を研削したら、望ましい真球度を有する粒子を得るために、融着工程を行う。融着は、例えば、トナー粒子と、脱イオン水と、少なくとも１つの界面活性剤、これらの組み合わせなどとを混ぜあわせることによって行われてもよい。

脱イオン水を利用する場合、脱イオン水の量は、トナー粒子の約４００％〜約８００重量％、約５００％〜約７００重量％であってもよい。

１種類、２種類またはそれ以上の界面活性剤を用いてもよい。好適な界面活性剤としては、例えば、イオン系界面活性剤および非イオン系界面活性剤が挙げられる。アニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤は、用語「イオン系界面活性剤」に包含される。いくつかの実施形態では、界面活性剤は、トナー粒子の約０．０１〜約５重量％、例えば、約０．７５〜約４重量％、または約１〜約３重量％の量で利用されてもよい。

非イオン系界面活性剤の例としては、セルロース、ポリオキシエチレンエーテル、ポリエチレンオキシドとポリプロピレンオキシドとのブロックコポリマーなどが挙げられる。

アニオン系界面活性剤としては、サルフェートおよびスルホネート、ジアルキルベンゼンアルキルサルフェートおよびジアルキルベンゼンアルキルスルホネート、酸など、これらの組み合わせなどが挙げられる。これらの界面活性剤および本明細書に教示されているか、または既知の界面活性剤の組み合わせを利用してもよい。

通常は正に帯電しているカチオン系界面活性剤の例としては、例えば、ハロゲン化アンモニウム、四級化ポリオキシエチルアルキルアミンのハロゲン化物塩など、およびこれらの混合物が挙げられる。

融着する場合、トナー粒子、脱イオン水、界面活性剤を、任意の好適な反応器（混合容器を含む）に入れてもよい。当業者の範囲内にある任意の混合容器を利用してもよい。上述の溶融混合に適した混合機を利用してもよい。

トナー粒子、脱イオン水、界面活性剤を、約５０ｒｐｍ〜約５００ｒｐｍ、約７５ｒｐｍ〜約４００ｒｐｍの速度で混合してもよい。

融着は、トナー粒子、水、界面活性剤を含む混合物を約５０℃〜約１００℃まで、いくつかの実施形態では、約５５℃〜約８５℃まで、約６０℃〜約７６℃で加熱している間に進んでもよい。これより高い温度または低い温度を使用してもよく、温度は、バインダーに使用する樹脂の関数であることを理解されたい。

融着は、約０．１時間〜約９時間、約０．２５時間〜約４時間、約０．５時間〜約１．５時間で進行し、終了してもよい。

融着している間、混合物のｐＨは、塩基を利用して、約６〜約１０、約６．２〜約８に維持されてもよい。利用される塩基としては、例えば、アルカリ金属水酸化物、これらの組み合わせなどを挙げることができる。ｐＨを上述の望ましい値に調節しやすくするために、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を加えてもよい。塩基を、混合物の約２〜約２５重量％、約４〜約１０重量％の量で加えてもよい。

融着させた後、混合物を室温まで、例えば、約２０℃〜約２５℃まで冷却してもよい。冷却は、所望な場合、迅速であってもゆっくりであってもよい。好適な冷却方法は、反応器の周囲にあるジャケットに冷水を導入することを含んでいてもよい。冷却した後、トナー粒子を、場合により、水で洗浄し、次いで乾燥してもよい。乾燥は、例えば、凍結乾燥を含む、乾燥に適した任意の方法によって行われてもよい。

本開示の方法を利用して、得られたトナー粒子は、真円度が約０．９２〜約０．９９９、約０．９３〜約０．９９５、約０．９３８〜約０．９８８であってもよい。Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｌｔｄ．（ウースターシャー、英国）製のＳｙｓｍｅｘ ＦＰＩＡ−３０００ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍを用い、真円度を決定してもよい。得られた球状のトナー粒子が、このような真円度を有している場合、この球状のトナー粒子は、画像保持部材の接触部分と接触チャンバとの間を通過する画像保持部材の表面に保持され、変形するトナーの量は少なく、そのため、トナーフィルミングの発生を防ぐことができ、その結果、欠陥のない安定な画質を長期間にわたって得ることができる。

また、トナー粒子は、望ましい場合、または必要な場合には、他の任意の添加剤を含んでいてもよい。例えば、トナーは、任意の既知の電荷添加剤をトナーの約０．１〜約１０ｗｔ％、約０．５〜約７ｗｔ％の量で含んでいてもよい。このような電荷添加剤の例としては、ハロゲン化アルキルピリジニウム、硫酸水素塩、米国特許３，９４４，４９３号、第４，００７，２９３号、第４，０７９，０１４号、第４，３９４，４３０号、第４，５６０，６３５号に記載されている電荷制御添加剤、アルミニウム錯体のような負電荷促進添加剤などが挙げられる。

それに加え、トナー粒子と、流動助剤を含む外部から加えた粒子とをブレンドしてもよく、この添加剤は、トナー粒子の表面に存在していてもよい。これらの添加剤の例としては、金属酸化物；コロイド状シリカおよびアモルファスシリカ、金属塩および脂肪酸の金属塩、これらの混合物が挙げられる。これらの外部から加えた添加剤は、それぞれ、トナーの約０．１重量％〜約５重量％、約０．２５重量％〜約３重量％の量で存在していてもよい。好適な添加剤としては、米国特許第３，５９０，０００号、第６，２１４，５０７号、第７，４５２，６４６号に開示されているものが挙げられる。

得られた粒子は、以下の特徴を有していてもよい。
（１）平均体積粒径が、約５μｍ〜約１５μｍ、約５．５μｍ〜約１２μｍ；
（２）数平均幾何粒度分布（ＧＳＤｎ）および／または体積平均幾何粒度分布（ＧＳＤｖ）が、約１．０〜約１．７、約１．１〜約１．６；
（３）Ｔ_ｇが、約３０℃〜約６５℃、約３５℃〜約５１℃。

トナー粒子の特徴は、任意の好適な技術および装置によって決定してもよい。体積平均粒径（Ｄ_５０ｖ）、ＧＳＤｖ、ＧＳＤｎは、Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３のような測定装置を用い、製造業者の指示にしたがって操作して測定してもよい。

このようにして得られたトナー粒子を、現像用組成物になるように配合してもよい。いくつかの実施形態では、トナー粒子を、キャリア粒子と混合し、２成分系現像用組成物を得てもよい。現像剤中のトナー濃度は、現像剤の合計重量の約１重量％〜約２５重量％、いくつかの実施形態では、約２重量％〜約１５重量％であってもよい。

トナーと混合して利用可能なキャリア粒子の例としては、トナー粒子と反対の極性を有する電荷を摩擦静電的に得ることが可能な粒子が挙げられる。このようなキャリア粒子の具体的な例は、顆粒状ジルコン、顆粒状シリコン、ガラス、鋼鉄、ニッケル、フェライト、鉄フェライト、二酸化ケイ素などである（米国特許第３，８４７，６０４号、第４，９３７，１６６号、第４，９３５，３２６号）。

選択したキャリア粒子を、コーティングとともに用いてもよいし、コーティングを用いずに使用してもよい。いくつかの実施形態では、キャリア粒子は、コアの上にコーティングを有していてもよく、このコーティングは、帯電列で非常に近い位置にはないポリマーの混合物から形成されてもよい。コーティングは、フルオロポリマー（例えば、フッ化ポリビニリデン樹脂、スチレン、メタクリル酸メチルおよび／またはシラン（例えば、トリエトキシシラン）のターポリマー、テトラフルオロエチレン）、その他の既知のコーティングなどを含んでいてもよい。コーティングは、例えば、キャリアの約０．１〜約５重量％、約０．５〜約２重量％のコーティング重量を有していてもよい。

当該技術分野で知られているように、コポリマーをコーティングとして用いてもよい。好適なコモノマーとしては、モノアルキルアミンまたはジアルキルアミンなどが挙げられる。キャリア粒子は、キャリアコアとポリマーまたはコポリマーとを、コーティングされるキャリア粒子の重量を基準として、機械的な衝撃および／または静電引力によってキャリアコアにこれらが付着するまで、約０．０５重量％〜約１０重量％、約０．０１重量％〜約３重量％の量で混合することによって調製してもよい。

ポリマーをキャリアコア粒子表面に適用するために、種々の効果的で好適な手段を用いることができる（例えば、カスケードロール混合、タンブリング、粉砕、振とう、静電パウダークラウド噴霧、流動床、静電ディスク加工、静電カーテン加工、これらの組み合わせなど）。次いで、キャリアコア粒子とポリマーとの混合物を加熱し、ポリマーを溶融させ、キャリアコア粒子に融合させてもよい。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、所望の粒径になるように分級してもよい。

いくつかの実施形態では、好適なキャリアは、例えば、米国特許第５，２３６，６２９号および第５，３３０，８７４号に記載されているプロセスを用い、大きさが約２５〜約１００μｍ、約５０〜約７５μｍ鋼鉄製のコアが、約０．５重量％〜約１０重量％、約０．７重量％〜約５重量％の導電性ポリマー混合物（例えば、メチルアクリレートおよびカーボンブラックを含む）でコーティングされたものを含んでいてもよい。

キャリア粒子を、種々の好適な組み合わせでトナー粒子と混合してもよい。その濃度は、トナー組成物の約１％〜約２０重量％であってもよい。しかし、望ましい特徴を有する現像用組成物を得るために、トナーおよびキャリアの割合が異なるものを用いてもよい。

電子写真プロセス（米国特許第４，２９５，９９０号に開示されているようなプロセスを含む）でトナーを利用してもよい。画像現像デバイスで、例えば、磁気ブラシ現像、一成分ジャンピング現像、ハイブリッドスキャベンジレス現像（ＨＳＤ）などの任意の既知の種類の画像現像システムを用いてもよい。

画像形成プロセスは、例えば、帯電要素、画像化要素、光導電性要素、現像要素、転写要素、融合要素を備える電子写真デバイスで画像を作成することを含んでいる。現像要素は、キャリアと本明細書に記載したトナー組成物とを混合することによって調製される現像剤を含んでいてもよい。電子写真デバイスとしては、高速プリンタ、白黒高速プリンタ、カラープリンタなどを挙げることができる。

好適な画像現像方法（例えば、上述の方法の１つ）によってトナー／現像剤を用いて画像を作成したら、画像を受像媒体（例えば、紙など）に転写してもよい。いくつかの実施形態では、ヒューザーロール部材を利用する画像現像デバイスで画像を現像する際に、トナーを用いてもよい。ヒューザーロール部材を、融合デバイスと接触させ、ここで、ロールから得られる熱および圧力を用い、トナーを受像媒体に融合させてもよい。受像基板上で溶融させた後、または溶融させている間に、ヒューザー部材を、トナーの融合温度よりも高い温度まで加熱してもよく、例えば、約１００℃〜約２００℃、約１１０℃〜約１８０℃、約１２０℃〜約１７０℃まで加熱してもよい。

トナー樹脂が架橋可能である場合、このような架橋は、任意の好適な様式で行われてもよい。例えば、トナーを基板に融合させている間に、トナー樹脂を架橋してもよく、このとき、トナー樹脂は、融合温度で架橋可能である。また、架橋は、融合した画像を、例えば、融合後の操作でトナー樹脂が架橋するであろう温度まで加熱することによって行われてもよい。架橋は、約２００℃以下、約１００℃〜約１９０℃、約１２０℃〜約１８０℃の温度で行われてもよい。

ブラックトナーを以下のように製造した。Ｗｅｒｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ ＺＳＫ−２５押出機中、トウモロコシ製品および大豆製品から得られた生物由来の物質を６０％含むバイオベースドポリエステル樹脂 約９４００グラム（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｍａｇｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ（ＡＩＲ）からＢＩＯＲＥＺ^ＴＭ樹脂として市販されている）を、約４００グラムのＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ ＃２５、約２００グラムのＦＭＲ−０１５０Ｆ崩壊剤（Ｍｉｔｓｕｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から市販されている）と混合し、約４４０ＲＰＭの速度で混合しつつ、約６０秒かけて約９５℃まで加熱した。この材料を押出機中で溶融混合し、ＭＷＧペレタイザー（Ｗｅｒｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒから市販されている）を用いて冷却した。

トナーを押出成型し、Ａｌｐｉｎｅ ＡＦＧ流動床グラインダを用いて切削し、Ａｃｕｃｕｔ分級機を用いて、粒径が約８．４μｍになるまで分級した。

得られたトナーには、約９４重量％のバイオベースド樹脂と、約４％のＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ ＃２５と、約２％のＦＭＲ−０１５０Ｆ崩壊剤とが含まれていた。

次いで、２Ｌのガラス反応器に４個のバッフルと２個のＰ−４インペラを取り付け、約３０４．３９グラムの上述のバイオベースドトナーを、約１６３８．００グラムの脱イオン水と、約７．６１グラムのラウリル硫酸ナトリウム（ＳＬＳ）（界面活性剤）とを混ぜあわせた。温度の上方勾配および融着プロセスは、Ｓｙｓｍｅｘ ＦＰＩＡ ３０００を用いて球状粒子が観察されるまで、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液を用い、混合物のｐＨを約７．８に維持しつつ行った。簡単にいうと、手順は以下のとおりであった。

温度プローブおよびｐＨプローブを反応器に挿入した。反応混合機（インペラ）を毎分約２００回転（ｒｐｍ）で動かし始め、その結果、インペラが内容物を反応器の下側に（すなわち、反応器の底部に向かって）押し出していた。真円度のベースライン（Ｓｙｓｍｅｘ ＦＰＩＡ ３０００を用いる）および粒径のベースライン（Ｌａｙｓｏｎ Ｃｅｌｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅ分析機を用いる）を決定するために、初期サンプルを２つ採取した。反応器に熱をかけ、約３０分かけて温度を約２５℃から約６５℃に上げた。上昇勾配速度（すなわち、温度を上げる速度）は、約１．３℃／分であった。４％ ＮａＯＨ溶液を用いて、ｐＨを約７．８に維持した。

約３０分後、小さな２０μｍのふるいを用い、２つのサンプルを採取し、片方のサンプルで真円度を決定し、もう片方で粒径を決定した。バッチ温度が約６０℃に到達したら、この時点を融着Ｔ＝０と設定した。２つのサンプルを再び採取し、片方のサンプルで真円度を決定し、もう片方で粒径を決定した。融着Ｔ＝０の後、反応ジャケットの温度を約７０℃まで上げた。次いで、３０分（３０’）および６０分（６０’）にサンプルを採取した。３０分後、反応器のジャケット温度を８０℃まで上げた。

また、この間は、４％ ＮａＯＨ溶液を用いてｐＨを約７．８に維持しておいた。望ましい真円度が得られるまで、粒径および真円度をモニタリングした。

以下の表１〜４っは、上で製造したトナーで得られたデータを記載している。表１〜２は、プロセスデータを記載しており、表３には、融着前の粒子の直径および真円度が記載されており、表４には、融着後（６０分、すなわち、Ｔ＝６０）の粒子の直径および真円度が記載されている。
（表１）

Ｄ_{５０ Ｖ} ＝体積平均径
Ｄ５０／１６_Ｖ ＝Ｄ５０とＤ１６の体積比
Ｄ８４／５０_Ｖ ＝体積平均幾何粒度分布（ＧＳＤｖ）
Ｄ_{５０ Ｎ} ＝ 数平均径

（表２）

Ｄ５０／１６_Ｎ ＝数平均幾何粒度分布（ＧＳＤｎ）
Ｄ８４／５０_Ｎ ＝Ｄ８４とＤ５０との数による比率
％Ｖ１２．７−３９．２４ ＝１２．７〜３９．２４ミクロンの体積％（粗い粒子をあらわす）
％Ｎ１．２６−４．００ ＝１．２６〜４ミクロンの個数の割合（微細な粒子をあらわす）

（表３）

ＣＥ直径（Ｎ） ＝粒子と同じ面積を有するミクロン単位の円の直径、数によって計測
ＣＶ＝（ＳＤ／Ｍｅａｎ） ＊ １００ ＝（粒径分布／平均粒径の標準偏差） ＊ １００
モード＝最も大きな頻度で生じる粒径
下側％ ＝粒径分布の下側パーセント点の値
５０％ ＝粒径分布の中央パーセント点の値
上側％ ＝粒径分布の上側パーセント点の値

（表４）

ＣＥ直径（Ｎ） ＝粒子と同じ面積を有するミクロン単位の円の直径、体積によって計測

ＳｏｎｙビデオカメラにＯｌｙｍｐｕｓから市販されている光学顕微鏡（倍率２０倍レンズ）を取り付け、融着前および融着後の粒子について、光学顕微鏡写真を得た。この画像は、本開示のプロセスが、本明細書に記載されている融着処理を受けた後では、かなり球状になっていることを示していた。

Claims (10)

1. アモルファス樹脂と、場合により結晶性樹脂と、場合によりワックスと、場合により着色剤とを溶融混合してトナーを形成することと；
   前記トナーをペレット化して、トナーペレットを形成することと；
   前記トナーペレットを加工して、トナー粒子を形成することと；
   前記トナー粒子と、脱イオン水および少なくとも１つの界面活性剤とを接触させて、混合物を形成することと；
   前記混合物を約５０℃〜約１００℃の温度まで加熱することによって前記トナー粒子を融着することと；
   前記混合物からトナー粒子を回収することとを含み、
   前記トナー粒子が、約０．９２〜約０．９９９の真円度を有する、プロセス。
2. 前記少なくとも１つの界面活性剤が、非イオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記トナー粒子の約０．０１重量％〜約５重量％の量で存在する、請求項１に記載のプロセス。
3. 前記少なくとも１つの界面活性剤が、ラウリル硫酸ナトリウム、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サルフェート、ジアルキルベンゼンアルキルスルホネート、アビエチン酸、アルキルジフェニルオキシドジスルホネート、分岐ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、これらの組み合わせなどからなる群から選択される、請求項１に記載のプロセス。
4. 前記トナー粒子を融着することには、毎分約５０回転〜毎分約５００回転の速度で前記混合物をさらに混合することを含む、請求項１に記載のプロセス。
5. 前記トナー粒子を融着することが、約０．１時間〜約９時間かけて行われる、請求項１に記載のプロセス。
6. アモルファスバイオベースドポリエステル樹脂と、結晶性樹脂と、場合によりワックスと、場合により着色剤とをとを溶融混合してトナーを形成することと；
   前記トナーをペレット化して、トナーペレットを形成することと；
   前記トナーペレットを加工して、トナー粒子を形成することと；
   前記トナー粒子と、脱イオン水と、非イオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、およびこ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１つの界面活性剤とを接触させて、混合物を形成することと；
   前記混合物を、毎分約７５回転〜毎分約４００回転の速度で約０．１時間〜約９時間かけて混合しつつ、約５０℃〜約１００℃の温度まで加熱することによって前記トナー粒子を融着することと；
   前記混合物からトナー粒子を回収することとを含み、
   前記トナー粒子が、約０．９３〜約０．９９５の真円度を有する、プロセス。
7. 前記少なくとも１つの界面活性剤が、トナー粒子の約０．０１重量％〜約５重量％の量で存在する、請求項６に記載のプロセス。
8. 前記少なくとも１つの界面活性剤が、ラウリル硫酸ナトリウム、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サルフェート、ジアルキルベンゼンアルキルスルホネート、アビエチン酸、アルキルジフェニルオキシドジスルホネート、分岐ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、これらの組み合わせなどからなる群から選択される、請求項６に記載のプロセス。
9. 少なくとも一部分が、天然トリグリセリド植物油、フェノール系植物油およびこれらの組み合わせからなる群から選択される材料に由来するアモルファスバイオベースドポリエステル樹脂と、結晶性樹脂と、場合によりワックスと、場合により着色剤とを溶融混合してトナーを形成することと；
   前記トナーをペレット化して、トナーペレットを形成することと；
   前記トナーペレットを加工して、トナー粒子を形成することと；
   前記トナー粒子と、前記脱イオン水と、ラウリル硫酸ナトリウム、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サルフェート、ジアルキルベンゼンアルキルスルホネート、アビエチン酸、アルキルジフェニルオキシドジスルホネート、分岐ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、これらの組み合わせなどからなる群から選択される少なくとも１つの界面活性剤とを接触させて、混合物を形成することと；
   前記混合物を、毎分約５０回転〜毎分約５００回転の速度で約０．１時間〜約９時間かけて混合しつつ、約６〜約１０のｐＨで、約５０℃〜約１００℃の温度まで加熱することによって、前記混合物中で前記トナー粒子を融着することと；
   前記混合物からトナー粒子を回収することとを含み、
   ここで、前記アモルファスバイオベースドポリエステル樹脂は、トナー成分の約１重量％〜約９５重量％の量で存在し、界面活性剤は、トナー粒子の約０．０１重量％〜約５重量％の量で存在し、前記トナー粒子が、約０．９２〜約０．９９９の真円度を有する、プロセス。
10. 前記少なくとも１つの界面活性剤が、トナー粒子の約０．０１重量％〜約５重量％の量で存在する、請求項９に記載のプロセス。