JP2012133353A - トナー組成物およびプロセス - Google Patents

Abstract

【課題】乳化凝集（ＥＡ）プロセスで、アルミニウムイオンの残留によりしばしば問題となる、画像光沢の低下に対して、改良されたトナー組成物および製造方法を提供する。
【解決手段】トナーを製造するプロセスは、所与のトナーにとって望ましい光沢を決定することと、その光沢を得るためにトナー中の望ましいアルミニウムの量を決定することとを含む。エマルションの固体含有量、凝集プロセス中の混合速度、凝集が終了する温度は、望ましい量のアルミニウムを含むトナー粒子を得るように、したがって、望ましい光沢を得るように選択される。
【選択図】なし

Description

乳化凝集（ＥＡ）プロセスでは、凝集剤（アルミニウムを含有するものを含む）が用いられる場合がある。しかし、トナー中にアルミニウムイオンが残留すると、画像の光沢を下げてしまうことがある。したがって、凝集工程の後にキレート化剤を用いてアルミニウムイオンを除去し、目標の光沢レベルを達成してもよい。しかし、最終的なトナー粒子中のアルミニウムイオンがバッチごとに変動すると、トナーの目的仕様値からはずれる場合がある。したがって、改良されたトナー、これらの製造方法が依然として望ましい。

本開示のプロセスは、アルミニウム凝集剤で作られるトナーの光沢レベルと決定することと、この光沢レベルを作り出すために、乾燥した最終トナー中のアルミニウムの量を決定することと、トナースラリーを与えることと、最終的な固体含有量が約１０％〜約２０％のトナースラリーのｐＨを約２〜約５に調節することと、アルミニウム凝集剤存在下、トナースラリーを毎分約１００回転（ｒｐｍ）〜約９００ｒｐｍの速度で混合し、混合物を作成することと、この混合物を凝集し、凝集した粒子を作成することと、凝集した粒子を、約３５℃〜約６０℃の温度まで加熱し、粒径を凍結させることによってトナー粒子を作成することと、トナー粒子を回収することとを含み、固体含有量、混合速度、初期スラリーのｐＨ、加熱を、トナー粒子が所定の光沢レベルを有するようにそれぞれ調節する。

他の実施形態では、プロセスは、アルミニウム凝集剤（例えば、ポリハロゲン化アルミニウム、ポリアルミニウムシリケート、水溶性アルミニウム塩）を用いて製造されるべきトナーの光沢レベルを決定することと、この光沢レベルを作り出すために、トナー中のアルミニウムの量を決定することと、トナースラリーを与えることと、最終的な固体含有量が約１０％〜約２０％のトナースラリーのｐＨを約２〜約５に調節することと、アルミニウム凝集剤存在下、トナースラリーを約１００ｒｐｍ〜約９００ｒｐｍの速度で混合し、混合物を作成することと、この混合物を凝集し、凝集した粒子を作成することと、凝集した粒子を、約３５℃〜約６０℃の温度まで加熱し、粒径を凍結させることによってトナー粒子を作成することと、トナー粒子を回収することとを含み、ここで、固体含有量、混合速度、初期スラリーのｐＨ、加熱を、トナー粒子が所定の光沢レベルを有するようにそれぞれ調節する。

さらに他の実施形態では、本開示のプロセスは、アルミニウム凝集剤を用いて製造されるべき、約５〜約５０％の顔料を含む濃く着色した黒色、マゼンタ、またはシアンのトナーの光沢レベルを決定することと、この光沢レベルを作り出すために、トナー中のアルミニウムの量を決定することと、１つ以上のトナーを形成する水系分散物を与えることと、アルミニウム凝集剤存在下、この水系分散物を混合して混合物を作成することと、この混合物を凝集させ、凝集した粒子を作成することと、凝集した粒子を凍結温度まで加熱し、粒子の成長を止めることによってトナー粒子を作成することと、トナー粒子を回収することとを含み、ここで、濃く着色した黒色トナーの凍結温度は、以下の式を用いて算出され：
ｙ ＝ ２．６１６ｘ − ５７．２１３ （ＩＩＩ）
濃く着色したマゼンタトナーの凍結温度は、以下の式を用いて算出され、
ｙ ＝ ３．８９９３ｘ − ８７．３１ （ＩＶ）
濃く着色したシアントナーの凍結温度は、以下の式を用いて算出され、
ｙ ＝ ４．５１７１ｘ − １４３．６９ （Ｖ）
式中、上の式ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖそれぞれのｙは、望ましいアルミニウム含有量であり、上の式ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖそれぞれのｘは、凍結温度（℃）である。

凍結温度の関数として、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）で処理された濃く着色した黒色トナーについて、アルミニウムイオンの量を示すグラフである。 凍結温度の関数として、ＥＤＴＡで処理された濃く着色したマゼンタトナーについて、アルミニウムイオンの量を示すグラフである。 凍結温度の関数として、ＥＤＴＡで処理された濃く着色したシアントナーについて、アルミニウムイオンの量を示すグラフである。

いくつかの実施形態では、本開示の方法を利用すると、同じ画像を得るために必要なトナーの量が少なくてすむような、濃く着色したトナーが製造されることがある。このトナーは、表示値よりも顔料保持量が約３０％〜約１００％増えている。得られたトナーは、本明細書では濃く着色したトナーと呼ばれるが、均一な光沢を有しており、すなわち、バッチごとの光沢の差が小さい。

本開示のプロセスにおいて、任意のトナー樹脂を利用してもよい。そして、このような樹脂は、任意の適切な重合方法によって、任意の適切な１種以上のモノマーで作られてもよい。いくつかの実施形態では、この樹脂は、乳化重合または乳化重合以外の方法（例えば、縮重合）によって調製されてもよい。

いくつかの実施形態では、適切な樹脂は、ポリエステル樹脂であってもよい。適切なポリエステル樹脂としては、例えば、結晶性、アモルファス、これらの組み合わせなどが挙げられる。ポリエステル樹脂は、直鎖、分枝鎖、これらの組み合わせなどであってもよい。また、適切な樹脂は、アモルファスポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂との混合物を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、樹脂は、任意要素の触媒存在下、ジオールと二酸またはジエステルとを反応させることによって作られる結晶性ポリエステル樹脂またはアモルファスポリエステル樹脂であってもよい。

ジオールは、例えば、樹脂の約４５〜約５０モル％の量で選択され、アルカリスルホ脂肪族ジオールは、樹脂の約１〜約１０モル％の量で存在していてもよい。

二酸またはジエステルは、例えば、樹脂の約４５〜約５２モル％の量で存在していてもよい。

アモルファスポリエステル樹脂または結晶性ポリエステル樹脂のいずれかに適した重縮合触媒は、出発物質である二酸またはジエステルを基準として、例えば、約０．０１モル％〜約５モル％の量で用いられてもよい。

いくつかの実施形態では、アモルファスポリエステル樹脂は、飽和または不飽和のアモルファスポリエステル樹脂であってもよい。また、この樹脂は、官能基化されていてもよい（カルボン酸化、スルホン酸化など）。

いくつかの実施形態では、本開示のトナーで利用される適切なアモルファス樹脂は、低分子量アモルファス樹脂であってもよく（時に、いくつかの実施形態では、オリゴマーと呼ばれる）、重量平均分子量（Ｍ_ｗ）は約５００ダルトン〜約１０，０００ダルトン、いくつかの実施形態では、約１０００ダルトン〜約５０００ダルトンであり、Ｔ_ｇは、約５８．５℃〜約６６℃、いくつかの実施形態では、約６０℃〜約６２℃であってもよく、軟化点は、約１０５℃〜約１１８℃、いくつかの実施形態では、約１０７℃〜約１０９℃であってもよく、酸価は、約８〜約２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、いくつかの実施形態では、約９〜約１６ｍｇＫＯＨ／ｇであってもよい。

他の実施形態では、多くの供給源から入手可能であり、本開示のトナーを作成する際に利用されるアモルファス樹脂は、数平均分子量（Ｍ_ｎ）が、例えば、約１，０００〜約１０，０００、いくつかの実施形態では、約２，０００〜約９，０００の高分子量アモルファス樹脂であってもよい。この樹脂のＭ_ｗは、４５，０００より大きく、例えば、約４５，０００〜約１５０，０００、いくつかの実施形態では、約５０，０００〜約１００，０００である。多分散性指数（ＰＤ）は、約４であり、例えば、約４より大きく、いくつかの実施形態では、約４〜約２０、いくつかの実施形態では、約５〜約１０、いくつかの実施形態では、約６〜約８である。

高分子量アモルファスポリエステル樹脂は、多くの供給源から入手可能であり、種々の融点、例えば、約３０℃〜約１４０℃、いくつかの実施形態では、約７５℃〜約１３０℃を有していてもよく、ガラス転移点は、約５３℃〜約５８℃、いくつかの実施形態では、約５４．５℃〜約５７℃であってもよく、溶融粘度は、約１３０℃で、約１０〜約１，０００，０００Ｐａ^＊Ｓ、いくつかの実施形態では、約５０〜約１００，０００Ｐａ^＊Ｓであってもよい。

アモルファス樹脂は、一般的には、トナー組成物中に種々の適切な量で存在しており、例えば、トナーの、または固形分の約６０〜約９０重量％、いくつかの実施形態では、約５０〜約６５重量％の量で存在している。

いくつかの実施形態では、トナー組成物は、少なくとも１つの結晶性樹脂を含んでいてもよい。本明細書で使用される場合、「結晶性」は、三次元の規則性を有するポリエステルを指す。「半結晶性樹脂」は、本明細書で使用される場合、結晶度が例えば約１０〜約９０％の樹脂を指し、いくつかの実施形態では、約１２〜約７０％の樹脂を指す。さらに、本明細書で以下に使用される場合、「結晶性ポリエステル樹脂」および「結晶性樹脂」は、他の意味であると明記されていない限り、結晶性樹脂および半結晶性樹脂の両方を包含する。

いくつかの実施形態では、結晶性ポリエステル樹脂は、飽和結晶性ポリエステル樹脂または不飽和結晶性ポリエステル樹脂である。

ジオールは、例えば、約４０〜約６０モル％の量で、いくつかの実施形態では、約４２〜約５５モル％の量で選択されてもよい。

二酸は、例えば、いくつかの実施形態では、約４０〜約６０モル％、いくつかの実施形態では、約４２〜約５５モル％の量で選択されてもよい。

結晶性樹脂は、例えば、トナー成分の約５〜約２５重量％の量で、いくつかの実施形態では、約６〜約１５重量％の量で存在していてもよい。

結晶性ポリエステル樹脂は、多くの供給源から入手可能であり、種々の融点、例えば、約３０℃〜約１２０℃の融点、いくつかの実施形態では、約５０℃〜約９０℃を有していてもよい。この結晶性樹脂は、例えば、Ｍ_ｎが、例えば、約１，０００〜約５０，０００であってもよく、いくつかの実施形態では、約２，０００〜約２５，０００であってもよい。この樹脂のＭ_ｗは、５０，０００以下、例えば、約２，０００〜約５０，０００、いくつかの実施形態では、約３，０００〜約４０，０００である。結晶性樹脂のＰＤ指数は、例えば、約２〜約６、いくつかの実施形態では、約３〜約４である。結晶性ポリエステル樹脂は、酸価が約２〜約２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、いくつかの実施形態では、約５〜約１５ｍｇＫＯＨ／ｇであってもよい。

上述のように、いくつかの実施形態では、樹脂は、乳化重合方法によって作られてもよい。このような方法を利用すると、樹脂は、樹脂エマルション中に存在していてもよく、次いで、これを他の成分および添加剤とあわせ、本開示のトナーを作成してもよい。

いくつかの実施形態では、トナー組成物を作成するために利用される樹脂、ワックス、他の添加剤は、界面活性剤を含む分散物であってもよい。さらに、樹脂およびトナーの他の成分が１つ以上の界面活性剤中に入っており、エマルションが生成し、トナー粒子が凝集し、融着し、場合により、洗浄され、乾燥され、そして回収されるような乳化凝集方法によってトナー粒子を作成してもよい。

１種類、２種類またはそれ以上の界面活性剤を利用してもよい。界面活性剤は、イオン系界面活性剤および非イオン系界面活性剤から選択されてもよい。アニオン系界面活性剤およびカチオン系界面活性剤が、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、トナー組成物の約０．０１重量％〜約５重量％、例えば、約０．７５重量％〜約４重量％の量で存在するように利用されてもよい。

種々の既知の適切な着色剤（例えば、染料、顔料、染料混合物、顔料混合物、染料と顔料の混合物など）がトナーに含まれてもよい。着色剤は、トナー中に、例えば、トナーの約０．１〜約３５重量％の量、約１〜約１５重量％の量で含まれてもよい。

着色した顔料として、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。１種類以上の顔料を、一般的には水系顔料分散物として用いる。

いくつかの実施形態では、本開示のトナーは、顔料保持量が高くてもよい。本明細書で使用される場合、顔料保持量が高いことは、例えば、トナーが、着色剤をトナーの約７重量％〜約４０重量％含み、いくつかの実施形態では、約１０重量％〜約１８重量％含むことを含む。顔料保持量が高いことは、特定の色とうまく合わせることができるように、高い彩度をもつ完全に飽和した色を得るために重要である。

場合により、トナー粒子を作成する際に、ワックスを樹脂と合わせてもよい。ワックスが含まれる場合、ワックスは、例えば、トナー粒子の約１ｗｔ％〜約２５ｗｔ％、いくつかの実施形態では、約５ｗｔ％〜約２０ｗｔ％の量で存在していてもよい。

選択されてもよいワックスとしては、例えば、重量平均分子量が約５００〜約２０，０００、いくつかの実施形態では、約１，０００〜約１０，０００のワックスが挙げられる。

トナー粒子は、当業者の技術範囲内にある任意の方法で調製されてもよい。トナー粒子の製造に関連する実施形態を、乳化凝集プロセスに関して以下に記載しているが、懸濁およびカプセル化のプロセスのような化学プロセスを含む、トナー粒子を調製する任意の適切な方法を用いてもよい。

いくつかの実施形態では、任意要素のワックスと、任意の望ましい添加剤または必要な添加剤の混合物と、上述の樹脂を含むエマルションとを、場合により上述の界面活性剤中で凝集させることと、この凝集した混合物を融着させることとを含むプロセスのような、乳化凝集プロセスによってトナー組成物を調製してもよい。混合物のｐＨを酸によって調節してもよい。いくつかの実施形態では、混合物のｐＨを、約２〜約４．５に調節してもよい。さらに、いくつかの実施形態では、混合物を均質にしてもよい。混合物を均質にする場合、均質化は、約２分〜約７分、いくつかの実施形態では、約３分〜約６分の所定時間の間、凝集剤を加えつつ、約３，０００〜約４，０００ｒｐｍ、いくつかの実施形態では、約３２５０ｒｐｍ〜約３７５０ｒｐｍで混合することによって達成されてもよい。均質化は、任意の適切な手段によって達成されてもよい。

上述の混合物を調製した後、混合物に凝集剤を加えてもよい。適切な凝集剤としては、例えば、二価カチオン材料または多価カチオン材料の水溶液が挙げられる。凝集剤は、例えば、ポリハロゲン化アルミニウム、例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、または対応する臭化物、フッ化物またはヨウ化物、ポリアルミニウムシリケート、例えば、ポリアルミニウムスルホシリケート（ＰＡＳＳ）、および塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸カリウムアルミニウム、およびこれらの組み合わせを含む、水溶性金属塩であってもよい。いくつかの実施形態では、凝集剤を樹脂のＴ_ｇよりも低い温度で混合物に加えてもよい。

トナーを作成するために利用される混合物に、凝集剤を、例えば、約０．１ｐｐｈ（１／１００）〜約３ｐｐｈ、いくつかの実施形態では、約０．２５ｐｐｈ〜約２ｐｐｈの量で加えてもよい。

トナーの光沢は、粒子内に残っている金属イオン（例えば、りＡｌ^３＋）の量によって影響を受けることがある。残っている金属イオンの量を、キレート化剤、いくつかの実施形態では、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を加えることによってさらに調節してもよい。いくつかの実施形態では、本開示の乾燥したトナー粒子内に残っているアルミニウム（例えば、Ａｌ^３＋）の量は、約３０ｐｐｍ（１００万分の１）〜約１，０００ｐｐｍ、いくつかの実施形態では、約６０ｐｐｍ〜約９００ｐｐｍであってもよい。

したがって、凝集は、高温を維持することによって、または、約４０℃〜約６０℃の温度までゆっくりと温度を上げ、撹拌しつつ、混合物をこの温度で約０．５時間〜約６時間、いくつかの実施形態では、約１時間〜約５時間維持することによって進め、凝集した粒子を得てもよい。

粒径が目的の大きさになったら、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）のような塩基を用い、いくつかの実施形態では、ＥＤＴＡのようなキレート化剤を加え、トナー粒子の成長を止める（時に、凍結工程と呼ぶ）。キレート剤を加える温度は、アルミニウムが実際にどの程度キレート化するかに影響を及ぼすことがある。温度が高いと、トナー粒子のクラスターがより強固に固まり、したがって、粒子内に多くのアルミニウムが捕捉され、結合する。この網目構造が強固であるほど、キレート剤がアルミニウムを強く除去し、最終的なトナー粒子内のアルミニウム濃度が高くなる。

したがって、いくつかの実施形態では、凍結温度（すなわち、粒子を加熱して成長を止める温度）は、約３５℃〜約６０℃、いくつかの実施形態では、約４０℃〜約５５℃であってもよく、トナー粒子を作成するために利用される、樹脂を含むラテックスの固体含有量は、約１０重量％〜約２０重量％、いくつかの実施形態では、約１１重量％〜約１５重量％であってもよく、凝集させるべき粒子の初期粒径は、約１μｍ〜約４μｍ、いくつかの実施形態では、約１．５μｍ〜約３μｍであってもよい。

望ましいアルミニウム含有量は、凍結温度によって影響を受ける。そして、凍結温度は、混合速度および設定、固体含有量、凝集すべき粒子の初期粒径、初期トナースラリーのｐＨによって影響を受ける場合がある。最終トナー中で望ましいアルミニウム含有量を達成することは、混合速度（設定に依存する）、固体含有量、初期の粒子の大きさ、初期トナースラリーのｐＨに基づいて、望ましい凍結温度から算出され、達成されてもよい。本開示の方法を用いて、以下の３つの式を含む式が開発された。
（１）濃く着色した黒色トナーの場合、ｙ＝２．６１６ｘ − ５７．２１３ （ＩＩＩ）
（２）濃く着色したマゼンタトナーの場合、ｙ＝３．８９９３ｘ − ８７．３１ （ＩＶ）
（３）濃く着色したシアントナーの場合、ｙ＝４．５１７１ｘ − １４３．６９ （Ｖ）
上のそれぞれの式について、ｙは、望ましいアルミニウム含有量であり、ｘは、凍結温度（℃）である。

いくつかの実施形態では、得られたトナー粒子は、体積平均径（「体積平均粒子径」とも呼ばれる）が約８μｍ未満、いくつかの実施形態では、約４μｍ〜約５μｍ、いくつかの実施形態では、約４．５μｍ〜約６μｍであってもよい。

いくつかの実施形態では、凝集後で融着前に、凝集した粒子にシェルを塗布してもよい。

シェルを作成するために利用可能な樹脂エマルションとしては、限定されないが、コアに用いるための上述のアモルファス樹脂エマルションが挙げられる。このようなアモルファス樹脂エマルションは、低分子量樹脂、高分子量樹脂、またはこれらの組み合わせを含んでいてもよい。

望ましい粒径になるまで凝集させた後、上述の任意要素のシェルを形成し、次いで、粒子を望ましい最終形状になるまで融着させてもよく、融着は、例えば、混合物を約５５℃〜約１００℃、いくつかの実施形態では、約６５℃〜約９０℃の温度まで加熱することによって達成される。これより高い温度または低い温度を用いてもよく、この温度が、バインダーで用いられる樹脂の機能であることが理解される。

融着は、約０．１〜約９時間、いくつかの実施形態では、約０．５〜約４時間かけて進め、達成されてもよい。

融着後、混合物を低い温度まで、例えば、約２０℃〜約４０℃まで冷却してもよい。冷却は、所望な場合、すばやく行ってもよく、ゆっくり行ってもよい。適切な冷却方法は、反応器周囲の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、場合により、トナー粒子を水で洗浄し、乾燥させてもよい。乾燥は、例えば、凍結乾燥を含む乾燥のための任意の適切な方法によって行なわれてもよい。

いくつかの実施形態では、トナー粒子は、望ましい場合、または必要な場合、他の任意要素の添加剤も含んでいてもよい。例えば、トナーは、任意の既知の帯電添加剤を、トナーの約０．１〜約１０ｗｔ％、いくつかの実施形態では、約０．５〜約７ｗｔ％の量で含んでいてもよい。

洗浄または乾燥させた後、表面添加剤を本開示のトナー組成物に加えてもよい。表面添加剤は、トナーの約０．１〜約１０ｗｔ％、いくつかの実施形態では、約０．５〜約７ｗｔ％の量で存在していてもよい。

トナー粒子の特徴は、任意の適切な技術および装置によって決定されてもよい。体積平均粒子径（Ｄ_５０ｖ）、ＧＳＤ_ｖおよびＧＳＤ_ｎは、Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３のような測定装置を用いて測定されてもよい。本開示にしたがって製造されたトナーは、極端な相対湿度（ＲＨ）条件にさらされた場合に、優れた帯電特性を有していてもよい。また、トナーは、親物質であるトナーの質量電荷比（ｑ／ｍ）が、約−３μＣ／ｇ〜約−３５μＣ／ｇであってもよく、表面添加剤をブレンドした後の最終的なトナーの電荷は、−１０μＣ／ｇ〜約−４５μＣ／ｇであってもよい。

本開示の方法を利用すると、トナー粒子の凝集は、トナー内の残留アルミニウムイオンの望ましい量、したがって、望ましい光沢レベルに達するための固体含有量、混合速度、凍結温度に基づいて調節されてもよい。したがって、例えば、本開示のトナーの光沢レベルは、Ｇａｒｄｎｅｒ Ｇｌｏｓｓ Ｕｎｉｔｓ（ｇｇｕ）において、Ｇａｒｄｎｅｒ Ｇｌｏｓｓ Ｍｅｔｅｒで７５°でＸＥＲＯＸ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＣｏｌｏｒ Ｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ Ｓｅｌｅｃｔ（ＣＸＳ）紙で測定される場合、ピーク光沢が、約１０ｇｇｕ〜約１００ｇｇｕ、いくつかの実施形態では、約２０ｇｇｕ〜約８０ｇｇｕであってもよい。

いくつかの実施形態では、本開示のトナーを、超低融点（ＵＬＭ）トナーとして利用してもよい。いくつかの実施形態では、乾燥したトナー粒子は、外部表面添加剤を除き、以下の特徴を有していてもよい。
（１）Ｄ_５０Ｖが約２．５〜約２０μｍ、いくつかの実施形態では、約２．７５〜約１８μｍ
（２）数平均幾何標準偏差（ＧＳＤ_ｎ）および／または体積平均幾何標準偏差（ＧＳＤ_ｖ）が約１．１８〜約１．３５、いくつかの実施形態では、約１．２０〜約１．３４
（３）真円度が約０．９〜約１（例えば、Ｓｙｓｍｅｘ ＦＰＩＡ ２１００分析機で測定）、いくつかの実施形態では、約０．９５〜約０．９８５
（４）最低固着温度は約１２０℃〜約１６０℃、いくつかの実施形態では、約１３０℃〜約１５０℃

このようにして作られたトナー粒子は、現像組成物に配合されてもよい。トナー粒子を、キャリア粒子と混合し、二成分系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。

トナーと混合するために利用可能なキャリア粒子の例としては、トナー粒子の電荷と反対の極性を有する電荷を摩擦帯電によって与えることが可能な粒子が挙げられる。適切なキャリア粒子の具体的な例としては、顆粒状ジルコン、顆粒状ケイ素、ガラス、鋼鉄、ニッケル、フェライト、フェライト鉄、二酸化ケイ素などが挙げられる。

選択されたキャリア粒子を、コーティングを用いるか、または用いずに使用してもよい。これらの上に、摩擦帯電群とは近くないポリマーの混合物からコーティングを作成してもよい。コーティングは、例えば、キャリアの約０．１〜約５重量％、いくつかの実施形態では、約０．５〜約２重量％のコーティングを含んでいてもよい。

キャリア粒子は、キャリアコアとポリマーとを、コーティングされたキャリア粒子の重量を基準として、機械的衝撃および／または静電引力によってキャリアコアに接着するまで、約０．０５〜約１０重量％、いくつかの実施形態では、約０．０１％〜約３重量％の量で混合することによって調製されてもよい。

種々の有効で適切な手段、例えば、カスケードロールによる混合、タンブリング、粉砕、振とう、静電粉末噴霧、流動床、静電ディスク処理、静電カーテン処理、これらの組み合わせなどを用い、キャリアコア粒子の表面にポリマーを塗布してもよい。次いで、キャリアコア粒子およびポリマーの混合物を加熱し、ポリマーを溶融し、融合させ、キャリアコア粒子にしてもよい。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、望ましい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、適切なキャリアは、鋼鉄コアを含んでいてもよく、例えば、粒径が約２５〜約１００μｍ、いくつかの実施形態では、約５０〜約７５μｍであり、約０．５％〜約１０重量％、いくつかの実施形態では、約０．７％〜約５重量％の導電性ポリマー混合物でコーティングされていてもよい。

キャリア粒子を、種々の適切な組み合わせでトナー粒子と混合してもよい。濃度は、トナー組成物の約１重量％〜約２０重量％であってもよい。しかし、異なるトナーおよびキャリアの百分率を用い、望ましい特性を有する現像用組成物を得てもよい。

電子写真プロセスにトナーを利用してもよい。いくつかの実施形態では、例えば、磁気ブラシによる現像、単成分のジャンピング現像、ハイブリッドスカベンジレスによる現像（ＨＳＤ）などの任意の既知の種類の画像現像システムを画像現像デバイスに用いてもよい。これらの現像システムおよび同様の現像システムは、当業者の範囲内である。

電子写真デバイスとしては、高速プリンター、白黒高速プリンター、カラープリンターなどを挙げることができる。

本開示の方法を利用して、同じ画像を得るのにトナーの必要量が少なくてすむ、濃く着色したトナーを製造してもよい。これらの濃く着色したトナーは、表示値よりも顔料保持量が約４５％増えている。印刷物中の単位面積あたりのトナー質量（ＴＭＡ）が減ると、薄いトナー層を生じる。ＴＭＡの減少を埋め合わせし、さらに、その状態でも正しい光学密度を得るために、トナー中の顔料保持量は、ＴＭＡの低下に比例して増えるべきであり、その結果、画像層中の顔料の合計量は同じである。これにより、ＴＭＡの減少に比例して、トナーのランニングコストが下がる。トナー層が薄くなると、オフセットインクが、印刷物上に薄い画像層を生成するため、オフセットの外観および質感がよくなる。

実施例の部および百分率は、他の意味であると示されていない限り、重量基準である。本明細書で使用される場合、「室温」は、約２０℃〜約３０℃の温度を指す。

（実施例１）
固形分が１２％であり、凍結温度が低い黒色トナーを調製した。黒色トナーは、２Ｌバッチサイズ（約１７０ｇの理論的な乾燥トナー）で調製したポリエステルＥＡトナーであった。分子量が約８５，０００であり、アルコキシル化ビスフェノールＡと、テレフタル酸、トリメリット酸、ドデセニルコハク酸コモノマーとを含むエマルション中の約９４ｇの高分子量アモルファス樹脂（以下「Ｈｉｇｈ ＭＷ ＡＲ」）を、分子量が約２０，０００であり、アルコキシル化ビスフェノールＡと、テレフタル酸、フマル酸、ドデセニルコハク酸コモノマーとを含むエマルション中の約９９ｇの低分子量アモルファス樹脂（以下、「Ｌｏｗ ＭＷ ＡＲ」）と合わせた。

エマルション中の約３３ｇの結晶性樹脂をこれに加えた。結晶性樹脂は、以下の式を有しており、
式中、ｂは、約５〜約２０００であり、ｄは、約５〜約２０００であった。

また、これに、約５９８ｇの脱イオン水（ＤＩ）中、約３．４ｇのアルキルジフェニルオキシドジスルホネート、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製のＤＯＷＦＡＸ^ＴＭ ２Ａ１、分散物の形態の約４９ｇのポリエチレンワックス（ＩＧＩ製）、約１５．８ｇのシアン顔料分散物（Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ製のＰｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３）、約９３．３ｇの黒色顔料分散物（Ｅｖｏｎｉｋ製のＮｉｐｐｅｘ ３５）を加えた。上の成分を混合し、次いで、０．３Ｍ硝酸を用いてｐＨを４．２に調節した。次いで、約３．０５ｇの硫酸アルミニウムを含むＤＩ約３５ｇ溶液を加えつつ、スラリーを約３０００〜約４０００ｒｐｍの速度で約５分間均質化した。このスラリーを２ＬのＢｕｃｈｉ反応器に移し、約４６０ｒｐｍの速度で混合した。スラリーを約３４℃のバッチ温度で凝集させた。凝集中、上述のものと同じアモルファスエマルションを含むシェルを加え、このバッチを約４０℃までさらに加熱し、目的の粒径にした。

約５．５の目的の粒径が得られたら、約４％のＮａＯＨ溶液を用いてｐＨを約４．５に調節し、約６．５４グラムのＥＤＴＡ（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）を含む水約３３ｇのキレート化溶液をこれに加え、４％ ＮａＯＨをさらに加え、ｐＨを約７．８までさらに調節し、凝集工程を凍結させた（すなわち、止めた）。反応温度（Ｔｒ）を約８５℃まで上げてこのプロセスを続けた。温度が約８０℃に達するまでスラリーのｐＨを約７．８に維持し、次いで、約８５℃で、ｐＨが約５．７の酢酸ナトリウム／酢酸バッファを用い、ｐＨを約６．５に調節し、この時点で、粒子が融着し始めた。約３０分後、粒子は、真円度が＞０．９６５であり（例えば、ＳＹＳＭＥＸ ＦＰＩＡ ２１００分析機で測定）、これを冷却した。最終的なトナーのＤ_５０、ＧＳＤ_ｖ、ＧＳＤ_ｎは、それぞれ、５．４２／１．１９／１．２７であった。微粒子（約１〜約４μｍの粒子）の含有量、粗粒子（粒子＞１６μｍ）の含有量、真円度は、それぞれ、２３．０３％、０．１２％、０．９７７であった。

（実施例２）
固形分が１４％であり、凍結温度が高い黒色トナーを調製した。黒色トナーは、２Ｌバッチサイズ（約１８０ｇの理論的な乾燥トナー）で調製したポリエステルＥＡトナーであった。実施例１のプロセスにしたがった。実施例１で上に記載したのと同じ材料を使用したが、量は異なっていた：約４８６ｇのＤＩ水中、約１００ｇのＨｉｇｈ ＭＷ ＡＲ、約１０４ｇのＬｏｗ ＭＷ ＡＲ、約３５ｇの結晶性エマルション、約３．６ｇのＤＯＷＦＡＸ^ＴＭ ２Ａ１、約５２ｇのポリエチレンワックス、約１７ｇのシアン顔料分散物、約９８．８ｇの黒色顔料。

この実施例では、約３．２３ｇの硫酸アルミニウムを３７ｇのＤＩ水と混合したものを凝集剤として用い、約４２℃のバッチ温度で凝集を行なった。凝集中、同じアモルファスエマルションを含むシェルを加え、次いで、このバッチを４７℃までさらに加熱し、約５．５の目的粒径にした。ＥＤＴＡ（約６．９２ｇ、水約４２ｇ中）をこれに加え、ｐＨをさらに約７．８に調節して凝集を凍結させた。このプロセスを実施例で上に記載したように続け、粒子を融着させた。約３０分後、粒子は、真円度＞０．９６５であり、これを冷却した。最終的なＤ_５０、ＧＳＤ_ｖ、ＧＳＤ_ｎは、それぞれ、５．４８／１．２２／１．２０であった。微粒子の含有量、粗粒子の含有量、真円度は、それぞれ、１２．８４％、１．１６％、０．９７４であった。

以下の表１は、実施例１および２で製造したトナーに関する結果をまとめたものである。

アルミニウムイオンをＩＣＰ（誘導結合プラズマ）で測定した。

（実施例３）
平均粒径が約５．６μｍであり、凍結温度が高い黒色トナーを調製した。黒色トナーは、２Ｌバッチサイズ（約２７０ｇの理論的な乾燥トナー）で調製したポリエステルＥＡトナーであった。実施例１のプロセスにしたがった。実施例１で上に記載したのと同じ材料を使用したが、量は異なっていた：約６７７ｇのＤＩ水中、約１４２ｇのＨｉｇｈ ＭＷ ＡＲ、約１５３ｇのＬｏｗ ＭＷ ＡＲ、約５３ｇの結晶性エマルション、約１．８７ｇのＤＯＷＦＡＸ^ＴＭ ２Ａ１、約８２ｇのポリエチレンワックス、約２６．５ｇのシアン顔料分散物、約１５６ｇの黒色顔料。

この実施例では、約４．８５ｇの硫酸アルミニウムを１２９ｇのＤＩ水と混合したものを凝集剤として用い、約３４℃のバッチ温度で凝集を行なった。凝集中、同じアモルファスエマルションを含むシェルを加え、次いで、このバッチを５１．８℃までさらに加熱し、約５．７の目的粒径にした。ＥＤＴＡ（１０．３９ｇ、水約１０ｇ中）をこれに加え、ｐＨをさらに約７．８に調節して凝集を凍結させた。このプロセスを実施例で上に記載したように続け、粒子を融着させた。約３０分後、粒子は、真円度＞０．９６５であり、これを冷却した。Ｄ_５０、ＧＳＤ_ｖ、ＧＳＤ_ｎは、それぞれ５．７０／１．１９／１．２０７であった。このようにして得られた粒子について、微粒子の含有量、粗粒子の含有量、真円度は、それぞれ、７．４７％、０．１９％、０．９６７であった。

（実施例４）
平均粒径が約５．２μｍであり、凍結温度が低い黒色トナーを調製した。黒色トナーは、２Ｌバッチサイズ（約２７０ｇの理論的な乾燥トナー）で調製したポリエステルＥＡトナーであった。実施例１のプロセスにしたがった。実施例１で上に記載したのと同じ材料を使用したが、量は異なっていた：約６７５ｇのＤＩ水中、約１４４ｇのＨｉｇｈ ＭＷ ＡＲ、約１５６ｇのＬｏｗ ＭＷ ＡＲ、約５３ｇの結晶性エマルション、約１．９ｇのＤＯＷＦＡＸ^ＴＭ ２Ａ１、約８２ｇのポリエチレンワックス、約２５ｇのシアン顔料分散物、約１４８ｇの黒色顔料。

この実施例では、約４．８５ｇの硫酸アルミニウムを１２９ｇのＤＩ水と混合したものを凝集剤として用い、約３４℃のバッチ温度で凝集を行なった。凝集中、同じアモルファスエマルションを含むシェルを加え、次いで、このバッチを５１．４℃までさらに加熱し、約５．２の目的粒径にした。水約１０ｇ中のＥＤＴＡ約１０ｇをこれに加え、ｐＨをさらに約７．８に調節して凝集工程を凍結させた（止めた）。このプロセスを実施例１で上に記載したように続け、粒子を融着させた。約３０分後、粒子は、真円度＞０．９６５であり、これを冷却した。Ｄ_５０、ＧＳＤ_ｖ、ＧＳＤ_ｎは、それぞれ、５．２５／１．１９／１．１８であった。微粒子の含有量、粗粒子の含有量、真円度は、それぞれ、１３．１１％、０．０％、０．９６６であった。

以下の表２は、実施例３および４で製造したトナーに関する結果をまとめたものである。

上の４つの実施例から、粒径および固形分％のような因子を変えてもよいが、トナーが凍結した温度は、トナー中に残るアルミニウムイオンの濃度を決定づけることがわかるだろう（同じ硫酸アルミニウム濃度、同じＥＤＴＡ濃度の場合）。

図面は、上の実施例１〜４と同じ合成にしたがって、２Ｌスケールおよび２０ｇａｌスケールで同様に製造されたトナーの例を含んでいる。図１は、２Ｌバッチサイズの場合、シェルとして、コアと同じアモルファス樹脂エマルションを３４％と、１．５ｐｐｈ ＥＤＴＡとを含む、濃く着色した黒色トナーについて、凍結温度の関数としてｐｐｍ（１００万分の１）単位でアルミニウムイオンの量を示すグラフである。図２は、２０ｇａｌバッチサイズの場合、シェルとして、コアと同じアモルファス樹脂エマルションを３４％と、１．５ｐｐｈ ＥＤＴＡとを含む、濃く着色したマゼンタトナーについて、凍結温度の関数としてｐｐｍ単位でアルミニウムイオンの量を示すグラフである。図３は、２０ｇａｌバッチサイズの場合、シェルとして、コアと同じアモルファス樹脂エマルションを２８％と、１．５ｐｐｈ ＥＤＴＡとを含む、濃く着色したシアントナーについて、凍結温度の関数としてｐｐｍ単位でアルミニウムイオンの量を示すグラフである。

上述のように、以下の式を誘導した。
濃く着色した黒色トナーの場合、ｙ ＝ ２．６１６ｘ − ５７．２１３（ＩＩＩ）
濃く着色したマゼンタトナーの場合、ｙ ＝ ３．８９９３ｘ − ８７．３１（ＩＶ）
濃く着色したシアントナーの場合、ｙ ＝ ４．５１７１ｘ − １４３．６９（Ｖ）

上の式それぞれについて、ｙは、望ましいアルミニウム含有量であり、ｘは、凍結温度（℃）である。

Claims (10)

1. アルミニウム凝集剤で作られるべきトナーの光沢レベルと決定することと、
   この光沢レベルを作り出すために、乾燥した最終トナー中で必要なアルミニウムの量を決定することと、
   アモルファス樹脂、結晶性樹脂、これらの組み合わせからなる群から選択される１種類以上の樹脂エマルションを、場合により、着色剤およびワックスと組み合わせて与え、トナースラリーを作成することと、
   最終的な固体含有量が約１０％〜約２０％のトナースラリーのｐＨを約２〜約５に調節することと、
   アルミニウム凝集剤存在下、トナースラリーを毎分約１００回転（ｒｐｍ）〜約９００ｒｐｍの速度で混合し、混合物を作成することと、
   この混合物を凝集し、凝集した粒子を作成することと、
   凝集した粒子を、約３５℃〜約６０℃の温度まで加熱し、粒径を凍結させることによってトナー粒子を作成することと、
   トナー粒子を回収することと、を含み、
   固体含有量、混合速度、初期スラリーのｐＨ、加熱を、トナー粒子が所定の光沢レベルを有するようにそれぞれ調節する、プロセス。
2. 前記凝集剤が、ポリハロゲン化アルミニウム、ポリアルミニウムシリケート、水溶性アルミニウム塩からなる群から選択される、請求項１に記載のプロセス。
3. 前記トナー粒子は、アルミニウム含有量が約３０ｐｐｍ（１００万分の１）〜約１０００ｐｐｍである、請求項１に記載のプロセス。
4. 前記トナーは、ピーク光沢が約１０ｇｇｕ〜約１００ｇｇｕである、請求項１に記載のプロセス。
5. ポリハロゲン化アルミニウム、ポリアルミニウムシリケート、水溶性アルミニウム塩からなる群から選択されるアルミニウム凝集剤で作られるべきトナーの光沢レベルと決定することと、
   この光沢レベルを作り出すために、トナー中で必要なアルミニウムの量を決定することと、
   少なくとも１つのアモルファス樹脂、少なくとも１つの結晶性樹脂を含む１種類以上の樹脂エマルションを、場合により、着色剤およびワックスと組み合わせて与え、トナースラリーを作成することと、
   最終的な固体含有量が約１０％〜約２０％のトナースラリーのｐＨを約２〜約５に調節することと、
   アルミニウム凝集剤存在下、トナースラリーを毎分約１００回転（ｒｐｍ）〜約９００ｒｐｍの速度で混合し、混合物を作成することと、
   この混合物を凝集し、凝集した粒子を作成することと、
   凝集した粒子を、約３５℃〜約６０℃の温度まで加熱し、粒径を凍結させることによってトナー粒子を作成することと、
   トナー粒子を回収することと、を含み、
   固体含有量、混合速度、初期スラリーのｐＨ、加熱を、トナー粒子が所定の光沢レベルを有するようにそれぞれ調節する、プロセス。
6. 前記トナーは、ピーク光沢が約１０ｇｇｕ〜約１００ｇｇｕである、請求項５に記載のプロセス。
7. 前記アルミニウム含有量が約３００ｐｐｍ〜約１０００ｐｐｍである、請求項５に記載のプロセス。
8. アルミニウム凝集剤、約５％〜約５０％の顔料で着色した黒色トナー、マゼンタトナー、シアントナーからなる群から選択される濃く着色したトナーを用いて製造されるべき濃く着色したトナーの光沢レベルを決定することと、
   この光沢レベルを作り出すために、トナー中で必要なアルミニウムの量を決定することと、
   １種類以上の樹脂の粒子を含む粒子を含む１種類以上の水系分散物を、場合により、着色剤およびワックスと組み合わせて与えることと、
   アルミニウム凝集剤存在下、この水系分散物を混合し、混合物を作成することと、
   この混合物を凝集し、凝集した粒子を作成することと、
   凝集した粒子を凍結温度まで加熱し、粒子の成長を止めることによってトナー粒子を作成することと、
   トナー粒子を回収することと、を含み、
   ここで、濃く着色した黒色トナー粒子の凍結温度は、以下のような式
   ｙ ＝ ２．６１６ｘ − ５７．２１３（ＩＩＩ）
   を用いて算出され、
   濃く着色したマゼンタトナー粒子の凍結温度は、以下のような式
   ｙ ＝ ３．８９９３ｘ − ８７．３１（ＩＶ）
   を用いて算出され、
   濃く着色したシアントナー粒子の凍結温度は、以下のような式
   ｙ ＝ ４．５１７１ｘ − １４３．６９（Ｖ）
   を用いて算出され、
   ここで、上の式ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖそれぞれのｙは、望ましいアルミニウム含有量であり、上の式ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖそれぞれのｘは、凍結温度（℃）である、プロセス。
9. 前記トナーは、ピーク光沢が約１０ｇｇｕ〜約１００ｇｇｕである、請求項８に記載のプロセス。
10. 前記トナー粒子は、アルミニウム含有量が約３０ｐｐｍ〜約１０００ｐｐｍである、請求項８に記載のプロセス。