JP2012198518A - イオン性液体を含むトナー洗浄液 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの良好な帯電性、電荷維持性、ＲＨ感受性ために、１つ以上のイオン性液体（ＩＬ）を洗浄補助剤として用いる洗浄方法が、このようなＩＬを用いて製造されたトナー（例えば、低融点トナー）を含め、提供される。
【解決手段】トナー粒子を洗浄する方法であって、（ａ）複数の前記トナー粒子を含むスラリーと、第１のイオン性液体（ＩＬ）とを接触させることと、（ｂ）前記スラリー中の液体を除去し、第１の濡れたケーキを作成することと、（ｃ）前記第１の濡れたケーキを水または水系溶液と接触させることと、（ｄ）前記水または水系溶液を除去し、トナー粒子の乾燥した塊を作成することと、を含む。ＩＬは環境的に妥当な、環境に優しい溶媒であり、表面に吸収された汚染物質および表面に吸着した汚染物質（例えば、界面活性剤および他の製造試薬）を有効に除去することができるように、トナー粒子表面を膨潤させるように作用する。
【選択図】なし

Description

例えば、低融点トナーのようなトナー、例えば、乳化重合（ＥＡ）トナーを製造するために、イオン性液体（ＩＬ）を洗浄補助剤として用いる洗浄プロセスが開示されており、ＩＬを用いてトナーを作成する方法およびこれらの使用から得られるトナー生成物を含む。

トナー製造プロセスでは、凝集および融着の間、トナー粒子に安定性を付与することに加え、例えば、反応工程を促進するため、中間体に望ましい性質を付与するため、反応収率を上げるため、粒子の大きさおよび形状を制御するために、種々の界面活性剤、イオンおよび他の添加剤を使用することが多い。

トナーの摩擦電荷、トナーの流動性およびその他の性質は、部分的には、トナーの表面特性に依存し、トナーの表面特性は、例えば、トナーの表面電荷および電荷容量に寄与するか、またはトナーの表面電荷および電荷容量を決めることがある。

界面活性剤およびイオンによって、トナーの電荷が失われることがある。また、界面活性剤は、耐環境性を付与することがある。したがって、表面にある界面活性剤およびイオンは、高温および／または高湿でトナーに悪影響を及ぼすことがあり、例えば、トナーの安定な現像および十分な転写を妨害する。それに加えて、トナー表面が汚染されると、トナーの流動性および／または保護性能が低下することがあり、その結果、トナーの性質および製品の一貫性が低下することがある。

イオン性液体（ＩＬ）は、融点が例えば１００℃以下であってもよい有機塩である。例えば、水やガソリンのような通常の液体は、大部分が電気的に中性の分子から作られているが、ＩＬは、主にイオンおよび寿命の短いイオン対からつくられている。また、ＩＬは、液体電解質、イオン性融液、イオン性流体、溶融塩、液体塩またはイオン性ガラスとしても知られている。一般的に、ＩＬは、限定されないが、非揮発性、難燃性、導電性、高選択的な溶解度を含め、固有の性質を併せもっている。ＩＬの中には、例えば、比較的毒性が低い、および／または易分解性であるといった、環境に対する悪影響が少ないものがある。このような特徴的な性質によって、ＩＬは、例えば、有機化学、電気化学、触媒、物理化学および工学のような分野で魅力的な代替物質である。

トナー表面から汚染物質を除去するために、水を用いた洗浄プロトコルが用いられてきた（例えば、米国特許第７，４３９，００４号を参照されたい）。このようなプロトコルは、大量の水を必要とし、複数回の洗浄工程と、長いサイクル時間を必要とする。しかし、水相および浅在性の粒子表面から界面活性剤／イオンを除去することはできるが、浅在層よりも下または内部にある結合した汚染物質は残ったままになり、汚染物質が、トナーの性能に重大な影響を与えることがある。

したがって、環境やトナー粒子表面に悪い影響を及ぼしかねない界面活性剤、イオンなどを制御し、同時に、ＥＡトナーを製造するときに水の使用料が少なくなるなど、環境に及ぼす影響を減らすために、トナー製造プロセスに何らかの補助手段を組み込むことが望ましい。簡単に分解しやすいというＩＬの固有の性質によって、多機能で、有効で、経済的かつ安全なトナー洗浄プロトコルが得られる。

本開示は、トナー（例えば、低融点トナー）を製造するために、イオン性液体（ＩＬ）を洗浄補助剤として用いる洗浄方法を提供する。本明細書に記載のＩＬは、トナー粒子表面を膨潤させることができ、表面に吸着し、表面層の表面および内部に吸収された界面活性剤および他の製造反応物質（イオンを含む）を、効率よく除去することができる。ここに記載したプロセスによって、部分的に、良好な帯電性、電荷維持性、ＲＨ感受性がトナーに付与される。

一実施形態では、複数のトナー粒子を含有するスラリーを第１のイオン性液体（ＩＬ）と接触させることと、スラリー中の液体を除去し、第１の濡れたトナーケーキを作成することと、場合により、第１の濡れたトナーケーキを、水または水系溶液を含む分散溶液に分散させ、第２のＩＬを使用する場合には、この分散溶液に第２のＩＬが含まれることと、分散溶液を除去し、第２の濡れたトナーケーキを作成することと、第１の濡れたトナーケーキまたは第２の濡れたトナーケーキを水または水系溶液と接触させることと、この水または水系溶液を除去して乾燥した塊を作成し、この乾燥した塊は、ＩＬが接触した複数のトナー粒子を含む、複数のトナー粒子を処理する方法が開示され、この処理工程は、トナー粒子の浅在層から界面活性剤およびイオンを除去する。いくつかの実施形態では、ＩＬは、トナー粒子の表面を膨潤させる。

いくつかの実施形態では、ＩＬを含む１種類の洗浄液を使用する。いくつかの実施形態では、第１のＩＬと第２のＩＬは同じである。いくつかの実施形態では、第１のＩＬは、第２のＩＬと異なっている。いくつかの実施形態では、ＩＬは、イミダゾリウム、ピラゾリウム、ピリジニウム、ピリミジニウム、ピラジニウム、テトラ−アルキルアンモニウムまたはテトラ−アルキルホスホニウムカチオンを含む。いくつかの実施形態では、ＩＬは、１−（４−スルホブチル）−３−メチルイミダゾリウム硫酸水素塩である。

いくつかの実施形態では、トナー粒子は、既知の方法によって得られ、ＩＬで洗浄したトナー粒子の浅在層または表面層の内部または表面にある界面活性剤、添加剤および／またはイオンの濃度は、ＩＬを用いずに処理したトナー粒子、または水または水系溶液のみで洗浄したトナー粒子と比較して、小さくなっている。いくつかの実施形態では、ＩＬで洗浄したトナー粒子の摩擦電荷は、ＩＬを用いずに処理されたトナー粒子と比較して、大きい。いくつかの実施形態では、ＩＬで洗浄したトナー粒子のＡ（ｔ）値（帯電能）は、ＩＬを用いずに処理されたトナー粒子と比較して、大きい。いくつかの実施形態では、ＩＬで洗浄したトナーのＴ_ｇ、レオロジーおよび／またはメルトフローインデックス（ＭＦＩ）は、水のみで洗浄したトナー粒子と比較して、変わらないか、向上しているか、または高まっている。

本発明を活用するために、「約」は、述べられている値または平均値について、２０％以下の変動があることを示すことを意味している。

ＩＬは、非イオン性の分子であることが多い従来の有機溶媒または水系溶媒とは対照的に、イオン種から構成されている溶媒である。ＩＬは、通常の揮発性または毒性の高い有機化合物に代わる、環境に優しい試薬または溶媒となる。イオン性液体は、有機カチオンを含んでいてもよく、例えば、限定されないが、イミダゾール、ピラゾール、チアゾール、イソチアゾール、アザチオゾール、オキソチアゾール、オキサジン、オキサゾリン、オキサアザボロール、ジチオゾール、トリアゾール、セレノゾール、オキサホスホール、ピロール、ボロール、フラン、チオフェン、ホスホール、ペンタゾール、インドール、インドリン、オキサゾール、イソオキサゾール、イソトリアゾール、テトラゾール、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、チアジアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、ピペラジン、ピペリジン、モルホロン、ピラン、アノリン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリン、およびこれらの組み合わせを含む化合物のアルキル化によって作られる有機カチオンを含んでいてもよい。

ＩＬのアニオン部分は、無機部分または有機部分で構成されていてもよく、ハロゲン、ＢＸ_４ ⁻、ＰＦ_６ ⁻、ＡｓＦ_６ ⁻、ＳｂＦ_６ ⁻、ＮＯ_２ ⁻、ＮＯ_３ ⁻、ＳＯ_４ ^２−、ＢＲ_４ ⁻、置換または非置換のカルボラン、置換または非置換のメタロカルボラン、ホスフェート、ホスファイト、ポリオキソメタレート、置換または非置換のカルボキシレート、トリフラートおよび非配位性アニオンを含んでいてもよく、Ｘは、ハロゲンであり、Ｒとしては、限定されないが、水素、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、置換ヘテロシクロアルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、アシル、シリル、ボリル、ホスフィノ、アミノ、チオ、セレノ、およびこれらの組み合わせが挙げられる。カチオンとアニオンの組み合わせを変えることによって、目的の洗浄／汚染物質除去プロセスを最適化するようにＩＬを制御することができる。

ＩＬは、ＩＬが塩であり、非イオン性の溶媒分子ではないため、従来の水系溶媒および有機溶媒よりも複雑な溶媒挙動を示す。ＩＬと溶質との相互作用の種類としては、分散、π、−π、ｎ−π、水素結合、双極子およびイオン／電荷−電荷が挙げられる。

一実施形態では、カチオンは、有機化合物から誘導されてもよい。有機化合物は、脂肪族または環状であってもよく、脂肪族であり環状であってもよい。ヘテロ環基の例としては、限定されないが、イミダゾール、ピラゾール、チアゾール、イソチアゾール、アザチオゾール、オキソチアゾール、オキサジン、オキサゾリン、オキサアザボロール、ジチオゾール、トリアゾール、セレノゾール、オキサホスホール、ピロール、ボロール、フラン、チオフェン、ホスホール、ペンタゾール、インドール、インドリン、オキサゾール、イソオキサゾール、イソトリアゾール、テトラゾール、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、チアジアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、ピペラジン、ピペリジン、モルホロン、ピラン、アノリン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリン、キノリン、ピロリジン、イソキノリン、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

イオン性液体のアニオン部分は、例えば、ハロゲン、ＢＸ_４ ⁻、ＰＦ_６ ⁻、ＡｓＦ_６ ⁻、ＳｂＦ_６ ⁻、ＮＯ_２ ⁻、ＮＯ_３ ⁻、ＳＯ_４ ^２−、ＢＲ_４ ⁻、置換または非置換のカルボラン、置換または非置換のメタロカルボラン、ホスフェート、ホスファイト、ポリオキソメタレート、置換または非置換のカルボキシレート、トリフラート、非配位性アニオンのうち、少なくとも１つの基を含んでいてもよく、Ｘは、ハロゲンであり、Ｒは、水素、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、置換ヘテロシクロアルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、アシル、シリル、ボリル、ホスフィノ、アミノ、チオ、セレノ、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つの要素である。

一実施形態では、ＩＬは、市販されている１−（４−スルホブチル）−３−メチルイミダゾリウム硫酸水素塩である（Ｓｏｌｖｉｏｎｉｃ Ｉｎｃ．）。

本開示のラテックスエマルションを作成する際に、任意の樹脂を利用してもよい。いくつかの実施形態では、樹脂は、ポリエステル樹脂であってもよい。いくつかの実施形態では、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を含んでいもよい。

いくつかの実施形態では、トナー粒子は、アクリレート、スチレン、スチレンアクリレート、スチレンメタクリレート、ブタジエン、イソプレン、アクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸など、またはこれらの組み合わせを含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、樹脂は、任意要素の触媒が存在する状態で、ジオールと二酸とを反応させることによって作成される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４０〜約６０モル％、約４２〜約５５モル％、約４５〜約５３モル％の量で選択されてもよく、第２のジオールは、樹脂の約０．１〜約１０モル％、約１〜約４モル％の量で選択されてもよい。

結晶性樹脂を調製するために選択される有機二酸またはジエステル（ビニル二酸またはビニルジエステルを含む）の例としては、例えば、樹脂の約４０〜約６０モル％、約４２〜約５２モル％、約４５〜約５０モル％の量で選択されるシュウ酸、コハク酸などの有機酸が挙げられ、第２の二酸は、樹脂の約０．１〜約１０モル％の量で選択されてもよい。

結晶性樹脂の例としては、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、これらの混合物などが挙げられる。

結晶性樹脂は、例えば、トナー成分の約１〜約５０重量％、または約５〜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３０℃〜約１２０℃、または約５０℃〜約９０℃の融点を有していてもよい。結晶性樹脂は、数平均分子量（Ｍｎ）が、ゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定する場合、例えば、約１，０００〜約５０，０００、約２，０００〜約２５，０００であってもよく、重量平均分子量（Ｍｗ）は、例えば、ポリスチレン標準によってＧＰＣで測定する場合、例えば、約２，０００〜約１００，０００、約３，０００〜約８０，０００であってもよい。結晶性樹脂の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、例えば、約２〜約６、または約３〜約４であってもよい。

アモルファスポリエステルを作成する際に利用可能なジオールの例としては、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、２，２−ジメチルプロパンジオール、２，２，３−トリメチルヘキサンジオール、ヘプタンジオール、ドデカンジオール、ビス（ヒドロキシエチル）−ビスフェノールＡ、ビス（２−ヒドロキシプロピル）−ビスフェノールＡ、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、キシレンジメタノール、シクロヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ビス（２−ヒドロキシエチル）オキシド、ジプロピレングリコール、ジブチレン、およびこれらの組み合わせが挙げられる。選択される有機ジオールの量は変わってもよく、例えば、樹脂の約４０〜約６０モル％、約４２〜約５５モル％、約４５〜約５３モル％の量で存在していてもよい。

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作成する際に利用可能な重縮合触媒としては、ポリエステル樹脂を作成するために用いられる出発物質の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％の量の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（例えば、ジブチルスズジラウレート）、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、またはこれらの組み合わせが挙げられる。

いくつかの実施形態では、不飽和アモルファスポリエステル樹脂をラテックス樹脂として利用してもよい。不飽和アモルファスポリエステル樹脂としては、限定されないが、ポリ（プロポキシル化ビスフェノールコ−フマレート）、ポリ（エトキシル化ビスフェノールコ−フマレート）、ポリ（ブチルオキシル化ビスフェノールコ−フマレート）、ポリ（コ−プロポキシル化ビスフェノールコ−エトキシル化ビスフェノールコ−フマレート）など、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

樹脂として利用可能な直鎖プロポキシル化ビスフェノールＡフマレート樹脂の例は、商品名ＳＰＡＲＩＩでＲｅｓａｎａ Ｓ／Ａ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｓ Ｑｕｉｍｉｃａｓ（Ｓａｏ Ｐａｕｌｏ、Ｂｒａｚｉｌ）から入手可能であり、ＧＴＵＦおよびＦＰＥＳＬ−２で花王株式会社（日本）から入手可能であり、ＥＭ１８１６３５でＲｅｉｃｈｈｏｌｄ（Ｒｅｓｅｒｃｈ Ｔｒｉａｎｇｌｅ Ｐａｒｋ、Ｎ．Ｃ．）から入手可能などである。

アモルファス樹脂は、例えば、トナー要素の約３０〜約９０重量％、または約４０〜約８０重量％の量で存在していてもよい。いくつかの実施形態では、ラテックス中で利用されるアモルファス樹脂またはアモルファス樹脂の組み合わせは、Ｔ_ｇが、約３０℃〜約８０℃、または約３５℃〜約７０℃であってもよい。いくつかの実施形態では、ラテックスで利用可能な樹脂の組み合わせは、溶融粘度が、約１３０℃で約１０〜約１，０００，０００ＰａＳ、または約５０〜約１００，０００ＰａＳであってもよい。

１種類、２種類またはそれ以上の樹脂を使用してもよい。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、任意の適切な比率（例えば、重量比）、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）、または約１０％（第１の樹脂）／９０％（第２の樹脂）〜約９０％（第１の樹脂）／１０％（第２の樹脂）であってもよい。樹脂が、アモルファス樹脂と結晶性樹脂とを含む場合、これら２種類の樹脂の重量比は、約９９％（アモルファス樹脂）：約１％（結晶性樹脂）〜約１％（アモルファス樹脂）：約９９％（結晶性樹脂）であってもよい。

いくつかの実施形態では、樹脂を、弱塩基または中和剤とあらかじめブレンドしてもよい。塩基は、固体であってもよく、これにより、溶液を使用する必要がない。いくつかの実施形態では、樹脂および中和剤を、同時供給プロセスによって同時に供給してもよい。

いくつかの実施形態では、中和剤を使用し、樹脂中の酸基を中和してもよく、そのため、本発明の中和剤は、「塩基性中和剤」と呼ばれることもある。適切な塩基性中和剤は、無機塩基性薬剤と有機塩基性薬剤の両方を含んでいてもよい。適切な塩基性薬剤としては、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化リチウム、炭酸カリウム、これらの組み合わせなどが挙げられる。また、適切な塩基性薬剤は、少なくとも１個の窒素原子を含む単環化合物および多環化合物、例えば、二級アミンなど、およびこれらの組み合わせを含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、本開示にしたがって作成したエマルションは、樹脂が溶融するか、または軟化する温度、例えば、約４０℃〜約１４０℃、または約６０℃〜約１００℃の温度で、水（例えば、脱イオン水（ＤＩＷまたはＲＯＷ））を約３０％〜約９５％または約３０％〜約６０％の量で含んでいてもよい。

塩基性薬剤を固体（例えば、水酸化ナトリウムフレーク）として利用してもよく、塩基性薬剤は、樹脂の約０．００１重量％〜約５０重量％、約０．０１重量％〜約２５重量％、または０．１重量％〜約５重量％の量で存在する。

上述のように、塩基性中和剤を、酸基を有する樹脂に加えてもよい。塩基性中和剤を加え、酸基を有する樹脂を含むエマルションのｐＨを約５〜約１２、または約６〜約１１に上げてもよい。酸基を中和することによって、エマルションの形成を促進してもよい。

いくつかの実施形態では、本開示のプロセスは、界面活性剤を含んでいてもよい。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、合計量が樹脂の約０．０１重量％〜約２０重量％、約０．１重量％〜約１６重量％、または約１重量％〜約１４重量％になるような量で存在する。

このプロセスは、設計上の選択肢として樹脂と当該技術分野で既知の他の任意要素の試薬とを含む組成物を、場合により高温で混合し、ラテックスエマルションを作成することを含む。

エマルションを作成する際に、２種類以上の樹脂を利用してもよい。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。いくつかの実施形態では、樹脂は、アモルファス樹脂であってもよく、高温は、アモルファス樹脂のＴ_ｇより高い温度であってもよい。いくつかの実施形態では、樹脂は、結晶性樹脂であってもよく、高温は、結晶性樹脂の融点より高い温度であってもよい。いくつかの実施形態では、樹脂は、アモルファス樹脂と結晶性樹脂の混合物であってもよく、温度は、この混合物のＴ_ｇより高い温度であってもよい。

高温は、約３０℃〜約３００℃、約５０℃〜約２００℃、または約７０℃〜約１５０℃であってもよい。混合は、必要な場合、押出機（すなわち、ツインスクリュー式押出機）、ニーダー（例えば、Ｈａａｋｅミキサー）、バッチ式反応器、または粘性材料を混合することが可能な任意の他のデバイスで行ってもよい。

必須ではないが、ラテックスの作成を促進するために、撹拌を利用してもよい。任意の適切な撹拌デバイスを利用してもよい。ある種の実施形態では、撹拌は、毎分約１０回転（ｒｐｍ）〜約５，０００ｒｐｍ、約２０ｒｐｍ〜約２，０００ｒｐｍ、または約５０ｒｐｍ〜約１，０００ｒｐｍであってもよい。撹拌は一定速度である必要はなく、変動してもよい。例えば、混合物を加熱して均一になるにつれて、撹拌速度を上げてもよく、または下げてもよい。

樹脂および任意要素の試薬（例えば、中和剤および界面活性剤）を混合し、必要な場合には溶融させたら、次いで、この混合物を溶媒（例えば、水）と接触させ、ラテックスエマルションを作成してもよい。水を加え、固体含有量が約５％〜約５０％または約１０％〜約４０％のラテックスを作成してもよい。水温が高いと溶解プロセスが促進される場合があるが、室温程度の低温でもラテックスを作成することができる。いくつかの実施形態では、水温は、約４０℃〜約１１０℃、または約５０℃〜約１００℃であってもよい。

水と樹脂混合物の接触は、任意の適切な様式で、例えば、容器または連続した管の中で、または充填床の中で達成されてもよい。ある種の実施形態では、樹脂混合物が押出機を下に向かって移動する場合、水を、次の入口で加えてもよい。このようにすれば、油中水エマルションから水中油エマルションへの遷移が徐々に起こると思われるため、物質が相分離せずに混合し続け、押出機内でのエマルション生成が最適化されるため、有益であろう。いくつかの実施形態では、入口から、あらかじめ暖めておいた脱イオン水を約４０ｇ／分〜約４００ｇ／分または約１００ｇ／分〜約２００ｇ／分の速度で押出機に注入してもよい。

水系媒体に乳化した樹脂粒子は、粒径が約１５００ｎｍ以下、例えば、約１０ｎｍ〜約１２００ｎｍまたは約３０ｎｍ〜約１０００ｎｍであってもよい。本開示のラテックスの粗粒子含有量は、約０．０１重量％〜約１重量％、または約０．１重量％〜約０．５重量％であってもよい。本開示のラテックスの固体含有量は、約５重量％〜約５０重量％、または約３０重量％〜約４０重量％であってもよい。

乳化した後、エマルションを室温まで、例えば、約２０℃〜約２５℃まで冷却してもよい。

樹脂混合物を水と接触させ、上述のエマルションを作成したら、次いで、得られたラテックスを利用し、当業者の技術の範囲内にある任意の方法によってトナーを作成してもよい。ラテックスエマルションを、着色剤（場合により、分散物の状態で）、他の添加剤と接触させ、任意の適切なプロセスによって、例えば、凝集融着プロセスによってトナーを作成してもよい。

いくつかの実施形態では、樹脂を混合して本開示のラテックスを作成する前、作成している間、または作成した後に、着色剤、ワックス、他の添加剤を含め、トナー組成物の任意要素のさらなる成分を加えてもよい。ラテックスエマルションを作成する前、作成している間、または作成した後に、さらなる成分を加えてもよい。

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）がトナー中に含まれていてもよい。いくつかの実施形態では、着色剤は、例えば、トナーの約０．１〜約３５重量％、または約１〜約１５重量％、または約３〜約１０重量％の量で含まれていてもよいが、着色剤の量は、これらの範囲から外れていてもよい。

場合により、トナー粒子を作成するときに、ワックスを樹脂および着色剤と合わせてもよい。ワックスは、ワックス分散剤として与えられてもよく、１種類のワックスを含んでいてもよく、２種類以上の異なるワックスの混合物を含んでいてもよい。例えば、特定のトナーの特性（例えば、トナー粒子の形状、トナー粒子表面にワックスが存在すること、およびトナー粒子表面のワックスの量、帯電特性および／または融合特性、光沢、ストリッピング、オフセットの特性など）を高めるために、１種類のワックスをトナー配合物に加えてもよい。または、トナー組成物に複数の性質を付与するために、ワックスの組み合わせを加えてもよい。

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１重量％〜約２５重量％、または約５重量％〜約２０重量％の量で存在していてもよいが、ワックスの量は、これらの範囲から外れていてもよい。

ワックス分散物を用いる場合、ワックス分散物は、乳化凝集トナー組成物で従来から用いられている種々の任意のワックスを含んでいてもよい。選択されてもよいワックスとしては、例えば、平均分子量が約５００〜約２０，０００、または約１，０００〜約１０，０００のワックスが挙げられる。いくつかの実施形態では、ワックスの混合物およびワックスの組み合わせを用いてもよい。ワックスは、例えば、フューザーロール剥離剤として含まれてもよい。いくつかの実施形態では、ワックスは、結晶性であってもよく、非結晶性であってもよい。

いくつかの実施形態では、ワックスを、固形ワックスの水系エマルションの形態または水に分散した形態でトナーに組み込んでもよく、ここで、固形ワックスの粒径は、約１００ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲であってもよい。

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を含んでいてもよい。例えば、トナーは、正電荷または負電荷の制御剤を、例えば、トナーの約０．１〜約１０重量％、例えば、約１〜約３重量％の量で含んでいてもよい。

流動補助添加剤を使用してもよく、このとき、添加剤は、トナー粒子表面に存在する。

トナーの流動性、摩擦帯電性の向上、混合制御、現像および転写の安定性向上、トナーブロッキング温度を高くするために、トナー表面にシリカを塗布してもよい。相対湿度（ＲＨ）安定性、摩擦帯電性の制御、現像および転写の安定性向上のために、ＴｉＯ_２を塗布してもよい。ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、および／またはステアリン酸マグネシウムは、場合により、潤滑特性、現像剤の導電性、摩擦帯電性の向上、トナーとキャリア粒子との接触数を増やすことによってトナーの電荷を多くし、電荷の安定性を高めるために、外部添加剤として用いられてもよい。外部表面添加剤を、コーティングとともに用いてもよく、コーティングを行わずに用いてもよい。

これらの外部添加剤は、それぞれ、トナーの約０．１重量％〜約５重量％、または、約０．２５重量％〜約３重量％の量で存在していてもよいが、添加剤の量は、これらの範囲からはずれていてもよい。関連する局面では、トナーは、例えば、約０．１重量％〜約５重量％のチタニア、約０．１重量％〜約８重量％のシリカ、約０．１重量％〜約４重量％のステアリン酸亜鉛を含んでいてもよい。

トナー粒子を、当業者の常識の範囲内にある任意の方法によって調製してもよい。トナー粒子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するが、懸濁プロセスおよび乳化プロセスのような化学プロセスを含め、トナー粒子を調製する任意の適切な方法を使用してもよい。いくつかの実施形態では、トナー組成物およびトナー粒子を、小さな粒径の樹脂粒子を凝集させて適切な粒径のトナーにし、融着させ、最終的なトナー粒子の形状、粒径および形態にするような、凝集、融着プロセスによって調製してもよい。

混合物を、着色剤と、場合により、ワックスまたは他の材料とを（場合により、界面活性剤を含む分散物の状態であってもよい）、エマルション（樹脂を含む２種類以上のエマルションの混合物であってもよい）に加えることによって調製してもよい。得られる混合物のｐＨを、酸（例えば、酢酸、硝酸など）によって調整してもよい。ある局面では、混合物のｐＨを約２〜約５に調整してもよい。さらに、混合物を均質化してもよい。混合物を均質化する場合、均質化は、約６００〜約６，０００ｒｐｍで混合することによって達成してもよい。均質化は、例えば、ＩＫＡ ＵＬＴＲＡ ＴＵＲＲＡＸ Ｔ５０プローブホモジナイザを含む任意の適切な手段によって達成してもよい。

上述の混合物を調製した後、この混合物に凝集剤を加えてもよい。任意の適切な凝集剤を利用してトナーを作ってもよい。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。いくつかの実施形態では、樹脂のＴｇより低い温度で、この混合物に凝集剤を加えてもよい。

有機カチオン凝集剤の適切な例としては、例えば、上述のカチオン性界面活性剤が挙げられる。

凝集剤が多価イオン凝集剤である場合、凝集剤には、任意の所望な数の多価イオン原子が存在していてもよい。例えば、適切なポリアルミニウム化合物は、約２〜約１３個、または約３〜約８個のアルミニウムイオンを有している。

凝集剤を、例えば、混合物中の樹脂の約０．１重量％〜約１０重量％、約０．２重量％〜約８重量％、または約０．５重量％〜約５重量％の量で使用してもよい。

所定の望ましい粒径が得られるまで、粒子を凝集させてもよい。成長プロセス中にサンプルを採取し、例えば、Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒを用い、平均粒径を分析してもよい。このように、高温に維持するか、または、例えば約４０℃〜約１００℃の温度までゆっくりと上げ、この温度で、撹拌しつつ、混合物を約０．５時間〜約６時間、または約１時間〜約５時間保持することによって凝集を進め、凝集した粒子を得てもよい。所定の望ましい粒径に達したら、成長プロセスを止める。

凝集剤を加えた後、粒子の成長および成形を任意の適切な条件下で行ってもよい。例えば、成長および成形を、凝集が融着とは別個に起こる条件で行ってもよい。凝集段階および融着段階を別個に行うために、例えば、約４０℃〜約９０℃、または約４５℃〜約８０℃の高温で、剪断条件で行ってもよく、この温度は、例えば、上述のような樹脂のＴ_ｇより低い温度であってもよい。

トナー粒子の望ましい最終粒径が達成されたら、混合物のｐＨを、塩基を用いて約３〜約１０、または約５〜約９のｐＨに調節してもよい。トナーの成長を凍結させる（すなわち、停止する）ためにｐＨの調節を利用してもよい。トナーの成長を止めるのに利用される塩基としては、任意の適切な塩基、例えば、アルカリ金属水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、これらの組み合わせなど）を挙げることができる。関連する局面では、ｐＨを上述の所望な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。

いくつかの実施形態では、凝集が終わってから融着の前に、凝集した粒子に樹脂をコーティングし、粒子表面にシェルを形成させてもよい。上述の任意の樹脂または当該技術分野で既知の任意の樹脂をシェルとして利用してもよい。いくつかの実施形態では、上述のアモルファスポリエステル樹脂がシェルに含まれていてもよい。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を、異なる樹脂と組み合わせ、次いで、樹脂コーティングとして粒子に加え、シェルを形成させてもよい。

いくつかの実施形態では、上述の結晶性ポリエステル樹脂または当該技術分野で既知の結晶性ポリエステル樹脂を使用し、シェルを作成してもよい。いくつかの実施形態では、結晶性樹脂を、異なる樹脂と組み合わせて利用してもよい。複数の樹脂を任意の適切な量で利用してもよく、例えば、第１のアモルファスポリエステル樹脂は、シェルの樹脂合計の約２０重量％〜約１００重量％、または約３０重量％〜約９０重量％の量で存在していてもよい。したがって、第２の樹脂は、シェル樹脂中に、シェルの樹脂合計の約０．１重量％〜約８０重量％、または約１０重量％〜約７０重量％の量で存在していてもよい。

シェルの樹脂を、当業者の常識の範囲内にある任意の方法によって、凝集した粒子に塗布してもよい。いくつかの実施形態では、シェルを形成させるのに利用される樹脂は、任意の望ましい添加剤を含むエマルションの状態であってもよい。

凝集した粒子表面でのシェルの形成は、約３０℃〜約８０℃、または約３５℃〜約７０℃の温度に加熱しつつ行ってもよい。シェルの形成は、約５分〜約１０時間、または約１０分〜約５時間行ってもよい。

所望の粒径になるまで凝集させ、場合により任意のシェルを塗布した後、粒子が所望の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４５℃〜約１００℃、または約５５℃〜約９９℃の温度（この温度は、トナー粒子を形成させるのに利用される樹脂のＴ_ｇ以上の温度であってもよい）まで加熱し、および／または、例えば、約１，０００ｒｐｍから約１００ｒｐｍまで、または約２００ｒｐｍから約８００ｒｐｍまで撹拌を変えることによって行われてもよい。融着は、約０．０１〜約９時間、または約０．１〜約４時間で達成されてもよい。

凝集および／または融着の後、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。適切な冷却方法は、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、例えば水で洗浄し、次いで乾燥してもよい。

本開示の種々の例示的な実施形態では、ＩＬを加えた洗浄流体を用い、トナー粒子を洗浄する。洗浄によって、望ましくない不純物（例えば、作成プロセスからトナー粒子に残った界面活性剤および残留する金属イオン）を除去する。

トナー処理終了時で、洗浄および乾燥の前に、全体的な汚染物質（例えば、界面活性剤およびイオン）は、連続した水相に存在しており、トナー粒子表面に物理的に吸収されているか、または吸着しており、トナー粒子内部ではあるが、粒子表面に近い部分（浅在層または表面層）に含まれていてもよく、または、トナー粒子の中および内側に含まれていてもよい。したがって、本明細書に開示されている方法は、可能な限り多くの汚染物質を除去するために、洗浄補助剤としてＩＬを用いた有効な洗浄プロセスを提供する。本開示のＩＬは、トナー粒子表面を膨潤させ、水で繰り返し洗浄する必要なく、表面に吸着し、浅在層の表面および内部に吸収された汚染物質を効率よく除去することができる。イオン性液体は、樹脂に可溶化するか、または溶解する活性をわずかしか有していないことが多く、理論によって束縛されることを望まないが、おそらく、ＩＬがイオン性であり、ある種のＩＬが酸性である、などによるものだろう。ある事象では、ＩＬ洗浄液は、粒子を軟化する効果があり、粒子表面から汚染物質をもっと十分に除去することができ、それによって、例えば、画像化のときに粒子の帯電性を高める。

いくつかの実施形態では、本開示の方法は、任意の適切な水平方向のフィルタプレスによって行われてもよい。関連する局面では、水平方向の濾過システム（例えば、ＬＡＲＯＸ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＦＩＬＴＥＲという名称でＬａｒｏｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ジェサップ、ＭＤ）、ＢＥＴＨＬＥＨＥＭ ＴＯＷＥＲ ＦＩＬＴＥＲという名称でＢｅｔｈｌｅｈｅｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（イーストン、ＰＡ）から販売されているシステムを用いてもよい。

洗浄し、乾燥して得られたトナー粒子を現像剤に配合し、当該分野で既知の画像形成デバイスで用いてもよい。

以下の実施例では、他の意味であると示されていない限り、部およびパーセントは重量基準である。本明細書で使用する場合、「室温」は、約２０℃〜約２５℃の温度を指す。

（実施例１：ＥＡ調製）
２０ガロンの反応器で、１４部のＬａｔｅｘ Ａ（固体含有量が３５重量％の高分子量ポリエステルアモルファスラテックス）を、１４部のＬａｔｅｘ Ｂ（固体含有量が３５重量％であり、無溶媒プロセスで作られた低分子量ポリエステルアモルファスラテックス）、４．７部のＬａｔｅｘ Ｃ（固体含有量が３０重量％の結晶性ポリエステルラテックス）、５．８部のワックス（固体含有量が３０重量％、乾燥顔料の量に基づいて、Ｔａｙｃａ界面活性剤を２．５ｐｐｈ含む）、６．７部のシアン１５：３顔料（固体含有量が１７重量％であり、乾燥顔料の量に基づいて、Ｔａｙｃａ界面活性剤を７パーツパーハンドレッド（ｐｐｈ）含む）、４７部の脱イオン水（ＤＩ）と合わせた。この溶液に、０．３Ｍ ＨＮＯ_３を用いてｐＨを約３．２に調節した。１０％（重量基準）の硫酸アルミニウム水溶液１部を、２，０００ｒｐｍで５分間均質化（撹拌）しながら加えた。次いで、反応物を約５０ｒｐｍで撹拌し、約４８℃まで加熱し、トナー粒子を凝集させた。トナー粒子の粒径が５．０μｍに達したら、７．６部のＬａｔｅｘ Ａ、７．６部のＬａｔｅｘ Ｂ、０．１部のＤＯＷＦＡＸ界面活性剤、１００部のＤＩで構成されるシェルコーティングを加えた。反応物を５０℃まで加熱した。トナーの粒径が５．８μｍに達したら、ＮａＯＨを用いてｐＨを５．０に調節した。次いで、反応器のｒｐｍを４５ｒｐｍまで下げた後、０．７部のＥＤＴＡ Ｖｅｒｓｅｎｅ １００を加えた。次いで、ｐＨを７．５に調節して維持し、トナーを８５℃（すなわち、融着温度）まで加熱した。融着温度に達したら、ｐＨを約７．３まで下げ、トナーを球状化（融着）させた。約１．５〜約３．０時間後に、望ましい真円度である約０．９６４が得られたら、熱交換器によって、トナーを４５℃より低い温度まで「急冷」した。冷却した後、トナーを洗浄し（実施例２を参照）、次いで、含水量が約１．２重量％未満になるまで乾燥させた。

（実施例２：加えたイオン性液体を用いた動的洗浄）
酸性ＩＬである１−（４−スルホブチル）−３−メチルイミダゾリウム硫酸水素塩を洗浄液中で用いた。

ＩＬは、非腐食性であり、容易に再利用可能であり、親水性である。ＩＬは、トナー粒子表面の浅在層にある汚染物質を除去することができるように、粒子表面を膨潤させる。同時に、ＩＬは、静電気を調整しやすくする酸としても機能させることができる。

母液を除去するために、スラリーを冷却し、濡れた状態でふるい分けした後に、スラリーに水、または０．２重量％の１−（４−スルホブチル）−３−メチルイミダゾリウム硫酸水素塩（ＩＬ）を含む水を加え、４０分間混合した。次いで、スラリーを、製造業者の推奨にしたがって、Ｌａｒｏｘ槽へとポンプで圧送した。２ｂａｒで加圧した後、濾液を除去し、濡れたケーキを得た。

濡れたケーキを取り出し、ＩＬ（０．２％）を含むか、またはＩＬを含まない状態で４０分間混合しつつ、最終的な乾燥トナーを基準として１０倍のＤＩ水に分散させた。スラリーを、速度およびポンプ圧を制御しつつＬａｒｏｘ槽へとポンプで圧送し、脱水した後に、動的洗浄のためにＬａｒｏｘに１１倍の水をポンプで圧送した。動的洗浄の後、トナーケーキに８ｂａｒの圧力をかけた後、６００秒間風乾した。

（実施例３：試験）
表１には、ＩＬである１−（４−スルホブチル）−３−メチルイミダゾリウム硫酸水素塩が存在する状態（シアントナーサンプル１番）、および存在しない状態（比較サンプル）での動的洗浄方法から得られた結果をまとめている。

ＩＬを加えた洗浄液は、トナーに残留する界面活性剤およびイオンを減らし、その結果、トナーの摩擦電気が大きくなった。さらに、トナーの他の性質は、Ｔ_ｇ、レオロジーまたはメルトフローインデックスについて、トナーサンプル間で差がないことが示されており、このことから、有害な影響を及ぼす可能性のある薬剤は残留していないことが示されている。

Claims (10)

1. トナー粒子を洗浄する方法であって、
   （ａ）複数の前記トナー粒子を含むスラリーと、第１のイオン性液体（ＩＬ）とを接触させることと、
   （ｂ）前記スラリー中の液体を除去し、第１の濡れたケーキを作成することと、
   （ｃ）前記第１の濡れたケーキを水または水系溶液と接触させることと、
   （ｄ）前記水または水系溶液を除去し、トナー粒子の乾燥した塊を作成することと、を含む、方法。
2. 前記第１のＩＬが、イミダゾリウム、ピラゾリウム、ピリジニウム、ピリミジニウム、ピラジニウム、テトラ−アルキルアンモニウム、またはテトラ−アルキルホスホニウムカチオンを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のＩＬが、１−（４−スルホブチル）−３−メチルイミダゾリウム硫酸水素塩である、請求項２に記載の方法。
4. （ｃ１）前記第１の濡れたケーキを、水または水系溶液を含む分散溶液に分散させ、前記分散溶液が第２のＩＬを含むことと、
   （ｃ２）前記分散溶液を除去し、第２の濡れたケーキを作成することと、
   （ｃ３）前記第２の濡れたケーキを水または水系溶液と接触させることとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１のＩＬと前記第２のＩＬが同じである、請求項４に記載の方法。
6. 前記第１のＩＬが、前記第２のＩＬと異なる、請求項４に記載の方法。
7. 界面活性剤、添加剤および／またはイオンの表面濃度が、水のみで洗浄したトナー粒子と比較して低く、このトナー粒子のＴ_ｇ、レオロジー、メルトフローインデックスは、水のみで洗浄したトナー粒子と比較して変わらないままであるか、高まっている、トナー粒子。
8. アクリレートを含む、請求項７に記載のトナー粒子。
9. ポリエステルを含む、請求項７に記載のトナー粒子。
10. 前記粒子が、乳化凝集トナー粒子である、請求項７に記載のトナー粒子。