JP2014119748A

JP2014119748A - 黒色トナー

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Publication number: JP2014119748A
Application number: JP2013239418A
Authority: JP
Inventors: E Kmiecik-Lawrynowicz Grazyna; グラジーナ・イー・クミーシク−ローリノウィクズ; F Zona Michael; マイケル・エフ・ゾナ; E Mang Mark; マーク・イー・マング; A Sweeney Moria; モーラ・エイ・スウィーニー; d bailey Robert; ロバート・ディー・ベイリー
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2014-06-30
Anticipated expiration: 2033-11-20
Also published as: CA2833607C; US20140162181A1; BR102013030053A2; CA2833607A1; US8852835B2; JP6117682B2

Abstract

【課題】光沢性能および融合性能において望ましい特性を有する黒色トナーを提供する。
【解決手段】スチレン／アクリレート樹脂と、黒色着色剤と、さらにシアン着色剤と、低融点ワックスと、表面添加剤として、潤滑剤および疎水性シリカとを含む。
【選択図】なし

Description

光沢性能および融合性能といった望ましい特性を有する黒色トナー、この黒色トナーを含むデバイス；この黒色トナーを含む画像形成デバイス構成要素；この黒色トナーを含む画像形成デバイスなどが記載されている。

カーボンブラックは、高い色密度（単位重量あたりの着色）、高い黒色度、高い耐光性を有する有機顔料である。しかし、黒色顔料は、導電性であり、トナー粒子に沿って導電性経路を形成することができる。黒色トナーは、光沢が低いか、または融合性能が悪いことが多い。

本開示は、スチレン／アクリレート樹脂と、黒色着色剤と、さらなるシアン着色剤と、低融点ワックスと、表面添加剤として、潤滑剤および疎水性シリカとを含む、黒色の単一の構成要素のトナーを記載する。表面添加剤は、望ましい圧縮率および流動性に寄与し、これらは洗浄性能、融合性能などに寄与する。

他の意味であると示されていない限り、本明細書および特許請求の範囲で使用される量および条件を表現するあらゆる数字などは、あらゆる場合に「約」という用語で修飾されていると理解すべきである。「約」は、述べられている値の２０％以下の変位を示すことを意味する。さらに、本明細書で使用する場合、「等価」、「同様」、「本質的に」、「実質的に」、「おおよそ」、「〜と合う」という用語またはこれらの文法的な変形語は、一般的に受け入れられる定義を有するか、または少なくとも「約」と同じ意味であると理解される。

目的のトナー粒子は、１種類以上の樹脂を含む。トナーは、１より多い形態または種類のポリマー、例えば、２種類以上の異なるポリマーを含んでいてもよい。ポリマーは、交互コポリマー、ブロックコポリマー、グラフトコポリマー、分岐コポリマー、架橋したコポリマーなどであってもよい。

トナー粒子は、他の任意要素の試薬（例えば、界面活性剤、ワックス、シェルなど）を含んでいてもよい。その他の特性の中で、特に、目的のトナーは、望ましい光沢、流動性、洗浄性能を含み、トナー添加剤の蓄積（ＴＡＢ）がなく、添加剤構成要素がトナー表面に十分に接着するため、これらの有益な特性が得られる。

トナー粒子を作成するときに、１種類、２種類またはそれより多種類のポリマーを使用してもよい。２種以上のポリマーを使用する場合、ポリマーは、任意の適切な比率（例えば、重量比）であってもよく、例えば、２種類の異なるポリマーが、設計の選択として、約１％（第１のポリマー）／９９％（第２のポリマー）〜約９９％（第１のポリマー）／１％（第２のポリマー）、約１０％（第１のポリマー）／９０％（第２のポリマー）〜約９０％（第１のポリマー）／１０％（第２のポリマー）などであってもよい。

ポリマーは、固形分基準でトナー粒子の約７５〜約９５重量％、約８０〜約９４重量％、約８５重量％〜約９３重量％の量で存在してもよい。

例としては、限定されないが、スチレン、アクリレート、例えば、アクリル酸アルキル、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−クロロエチル；β−カルボキシアクリル酸エチル（β−ＣＥＡ）、アクリル酸フェニル、メタクリレート、ブタジエン、イソプレン、アクリル酸、アクリロニトリル、スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、スチレンメタクリレートなど、例えば、α−クロロアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、ブタジエン、イソプレン、メタクリロニトリル、アクリロニトリル、ビニルエーテル、例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルエチルエーテルなど；ビニルエステル、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニルおよび酪酸ビニル；ビニルケトン、例えば、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンなど；ハロゲン化ビニリデン、例えば、塩化ビニリデン、ビニリデンクロロフロリドなど；Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン、メタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルナフタレン、ビニル−Ｎ−メチルピリジニウムクロリド、ｐ−クロロスチレン、塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンおよびこれらの混合物が挙げられる。コポリマー、例えば、ブロックコポリマー、交互コポリマー、グラフトコポリマーなどを製造するために、モノマーの混合物を使用してもよい。

ラテックスコポリマーの例としては、ポリ（スチレン−アクリル酸ｎ−ブチル−β−ＣＥＡ）、ポリ（スチレン−アクリル酸アルキル）、ポリ（スチレン−１，３−ジエン）、ポリ（スチレン−１，２−ジエン）、ポリ（スチレン−１，４−ジエン）、ポリ（スチレン−メタクリル酸アルキル）、ポリ（メタクリル酸アルキル−アクリル酸アルキル）、ポリ（メタクリル酸アルキル−アクリル酸アリール）、ポリ（メタクリル酸アリール−アクリル酸アルキル）、ポリ（メタクリル酸アルキル）、ポリ（スチレン−アクリル酸アルキル−アクリロニトリル）、ポリ（スチレン−１，３−ジエン−アクリロニトリル）、ポリ（アクリル酸アルキル−アクリロニトリル）、ポリ（スチレン−ブタジエン）、ポリ（メチルスチレン−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸メチル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸エチル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸プロピル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸ブチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸メチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸エチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸プロピル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸ブチル−ブタジエン）、ポリ（スチレン−イソプレン）、ポリ（メチルスチレン−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸メチル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸エチル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸プロピル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸ブチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸メチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸エチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸プロピル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸ブチル−イソプレン）；ポリ（スチレン−アクリル酸プロピル）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル）、ポリ（スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリロニトリル）、ポリ（スチレン−アクリル酸アルキル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−１，３−ジエン−アクリル酸）、ポリ（スチレン−メタクリル酸アルキル−アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸アルキル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸アルキル−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−１，３−ジエン−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（アクリル酸アルキル−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル）、ポリ（メタクリル酸メチル−イソプレン）、ポリ（スチレン−ブタジエン−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン−メタクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−メタクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン）、ポリ（スチレン−イソプレン）、ポリ（スチレン−メタクリル酸ブチル）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−イソプレン−アクリル酸）、ポリ（スチレン−メタクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸ブチル−アクリル酸ブチル）、ポリ（メタクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（アクリロニトリル−アクリル酸ブチル−アクリル酸）、およびこれらの混合物が挙げられる。

ラテックスを製造するための組成物の例は、スチレンとアクリル酸アルキルを含むもの、例えば、スチレンとアクリル酸ｎ−ブチルを含む混合物であってもよい。モノマーの合計重量を基準として、スチレンは、一般的に、約１％〜約９９％、約５０％〜約９５％、約７０％〜約９０％の量で存在していてもよいが、これより多い量または少ない量で存在していてもよく、アクリル酸アルキル、例えば、アクリル酸ｎ−ブチルは、一般的に、約１％〜約９９％、約５％〜約５０％、約１０％〜約３０％の量で存在していてもよいが、これより多い量または少ない量で存在していてもよい。

目的の樹脂は、例えば、ゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって決定する場合、分子量が約２０，０００〜約５０，０００、約２５，０００〜約４５，０００、約３０，０００〜約４０，０００である。樹脂のガラス転移温度（Ｔ_ｇ）は、約４５℃〜約６５℃、約４７℃〜約６３℃、約５０℃〜約６０℃であってもよい。

いくつかの実施形態では、黒色トナーは、例えば、約５％の黒色着色剤、例えば、Ｎｉｐｅｘ３５を含んでいてもよい。これを保持するとき、電荷、誘電損失、転写および画質（ＩＱ）は、望ましいレベルにある。理論によって束縛されるべきではないが、低いＴＭＡを可能にする目的で性能を維持する１つの様式は、一般的に、黒色以外の色（例えば、シアン着色剤）である１種類以上の着色剤または顔料を含むことである。

適切な着色剤としては、ファーネスブラック、サーマルブラック、カーボンブラック、例えば、ＲＥＧＡＬ３３０（登録商標）およびＮｉｐｅｘ３５；マグネタイト、例えば、Ｍｏｂａｙマグネタイト、ＭＯ８０２９^ＴＭおよびＭＯ８０６０^ＴＭ；Ｃｏｌｕｍｂｉａｎマグネタイト、ＭＡＰＩＣＯ（登録商標）ＢＬＡＣＫ；表面処理されたマグネタイト；Ｐｆｉｚｅｒマグネタイト、ＣＢ４７９９^ＴＭ、ＣＢ５３００^ＴＭ、ＣＢ５６００^ＴＭ、ＭＣＸ６３６９^ＴＭ；Ｂａｙｅｒマグネタイト、ＢＡＹＦＥＲＲＯＸ８６００^ＴＭおよび８６１０^ＴＭ；ＮｏｒｔｈｅｒｎＰｉｇｍｅｎｔｓマグネタイト、ＮＰ６０４^ＴＭ、ＮＰ−６０８^ＴＭ；Ｍａｇｎｏｘマグネタイト、ＴＭＢ−１００^ＴＭまたはＴＭＢ１０４^ＴＭなどが挙げられる。

シアン顔料の具体例としては、銅テトラ（オクタデシルスルホンアミド）フタロシアニン、カラーインデックス（ＣＩ）でＣＩ７４１６０に列挙されている銅フタロシアニン顔料、ＣＩＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ（ＰＢ）、ＰＢ１５：３、ＰＢ１５：４、カラーインデックスでＣＩ６９８１０として特定されるＡｎｔｈｒａｚｉｎｅＢｌｕｅ、ＳｐｅｃｉａｌＢｌｕｅＸ−２１３７などが挙げられる。

望ましい色密度を付与するのに十分な量で着色剤、例えば、ファーネスブラックおよびシアン着色剤を組み込んでもよい。黒色着色剤を、固形分基準でトナー粒子の約４重量％〜約８重量％、約５重量％〜約７重量％、約６重量％〜約６．５重量％の量で使用してもよい。シアン着色剤を、固形分基準でトナー粒子の約０．５重量％〜約３重量％、約０．７５重量％〜約２．５重量％、約１重量％〜約２重量％の量で使用してもよい。

いくつかの実施形態では、トナー組成物、着色剤などが、界面活性剤を含む分散物であってもよい。１種類、２種類またはそれより多種類の界面活性剤を使用してもよい。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またはこれらの組み合わせ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は、「イオン系界面活性剤」という用語に包含される。

いくつかの実施形態では、上の界面活性剤または界面活性剤の合計量は、トナーを形成する組成物の約０．０１重量％〜約５重量％、例えば、約０．７５重量％〜約４重量％、いくつかの実施形態では、約１重量％〜約３重量％の量で使用してもよい。

本開示のトナーは、ワックスを含み、ワックスは、１種類のワックスであってもよく、２種類以上の異なるワックスの混合物であってもよい（以下、「ワックス」として特定する）。

トナー粒子を作成するための樹脂形成用組成物と、ワックスとを組み合わせてもよい。ワックスは、例えば、トナー粒子の約２ｗｔ％〜約１２ｗｔ％、約３ｗｔ％〜約１１ｗｔ％、約４ｗｔ％〜約１０ｗｔ％、約７〜約９ｗｔ％の量で存在してもよい。ワックスは、融点が約６０℃〜約９０℃、約７０℃〜約８７℃、約７５℃〜約８５℃、約７０℃〜約８０℃のワックスである。

選択し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。使用してもよいワックスとしては、例えば、ポリオレフィン、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリブテンのワックス、例えば、市販されているワックス、例えば、ＢａｋｅｒＰｅｔｒｏｌｉｔｅ製のＰＯＬＹＷＡＸ^ＴＭポリエチレンワックス、Ｍｉｃｈａｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．またはＤａｎｉｅｌｓＰｒｏｄｕｃｔｓＣｏ．から入手可能なワックスエマルション、ＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌＰｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＥＰＯＬＥＮＥＮ１５^ＴＭ、三洋化成工業株式会社の重量平均分子量が小さなポリプロピレンであるＶＩＳＣＯＬ５５０Ｐ^ＴＭ；植物由来のワックス、例えば、カルナバワックス、ライスワックス、カンデリラワックス、木蝋、ホホバ油；動物由来のワックス、例えば、蜜蝋；鉱物由来のワックスおよび石油由来のワックス、例えば、モンタンワックス、オゾケライト、セレシンワックス、パラフィンワックス、微晶質ワックス、Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈワックス；高級脂肪酸と高級アルコールとから得られるエステルワックス、例えば、ステアリン酸ステアリルおよびベヘン酸ベヘニル、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、例えば、ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、グリセリドモノステアレート、グリセリドジステアレート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート；高級脂肪酸と多価アルコールマルチマーとから得られるエステルワックス、例えば、ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、ジグリセリルジステアレート、トリグリセリルテトラステアレート；ソルビタン高級脂肪酸エステルワックス、例えば、ソルビタンモノステアレート、コレステロール高級脂肪酸エステルワックス、例えば、ステアリン酸コレステリルが挙げられる。

使用可能な官能化ワックスの例としては、例えば、アミンおよびアミド、例えば、ＡＱＵＡＳＵＰＥＲＳＬＩＰ６５５０^ＴＭ、ＳＵＰＥＲＳＬＩＰ６５３０^ＴＭ（ＭｉｃｒｏＰｏｗｄｅｒＩｎｃ．から入手可能）、フッ素化ワックス、例えば、ＰＯＬＹＦＬＵＯ１９０^ＴＭ、ＰＯＬＹＦＬＵＯ２００^ＴＭ、ＰＯＬＹＳＩＬＫ１９^ＴＭ、ＰＯＬＹＳＩＬＫ１４^ＴＭ（ＭｉｃｒｏＰｏｗｄｅｒＩｎｃ．から入手可能）、混合フッ素化アミドワックス、例えば、ＭＩＣＲＯＳＰＥＲＳＩＯＮ１９^ＴＭ（これもまたＭｉｃｒｏＰｏｗｄｅｒＩｎｃ．から入手可能）、イミド、エステル、四級アミン、カルボン酸またはアクリルポリマーのエマルション、例えば、ＪＯＮＣＲＹＬ７４^ＴＭ、８９^ＴＭ、１３０^ＴＭ、５３７^ＴＭ、５３８^ＴＭ（すべてＳＣＪｏｈｎｓｏｎＷａｘから入手可能）、塩素化ポリプロピレンおよび塩素化ポリエチレン（ＡｌｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌおよびＰｅｔｒｏｌｉｔｅＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎおよびＳＣＪｏｈｎｓｏｎから入手可能）、および上述のワックスの混合物および組み合わせをいくつかの実施形態で使用してもよい。

凝集因子またはフロック形成剤は、無機カチオン性凝固剤、例えば、ハロゲン化ポリアルミニウム、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；ポリケイ酸アルミニウム、例えば、ポリアルミニウムスルホシリケート（ＰＡＳＳ）；または塩化アルミニウム、亜硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、酢酸カルシウム、塩化カルシウム、亜硝酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、硫酸カルシウム、酢酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、酢酸亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、臭化亜鉛、臭化マグネシウム、塩化銅、硫酸銅を含む水溶性金属塩、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、樹脂またはポリマーのＴ_ｇより低い温度で、上の混合物に凝集因子を加えてもよい。

凝集因子は、例えば、約０．１５パーツパーハンドレッド（ｐｐｈ）〜約０．１７５ｐｐｈ、約０．１５５〜約０．１７ｐｐｈ、約０．１６〜約０．１６５ｐｐｈの量で存在していてもよい。

いくつかの実施形態では、凝集プロセスから金属錯化イオン（例えば、アルミニウム）を封鎖または抽出するために、金属イオン封鎖剤またはキレート化剤が、凝集が終了した後に導入されてもよい。したがって、凝集が終了した後に使用される金属イオン封鎖剤、キレート化剤または錯化剤は、有機錯化成分、例えば、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、グルコナール、ヒドロキシル−２，２’イミノジコハク酸（ＨＩＤＳ）、ジカルボキシルメチルグルタミン酸（ＧＬＤＡ）、メチルグリシジル二酢酸（ＭＧＤＡ）、ヒドロキシジエチルイミノ二酢酸（ＨＩＤＡ）、グルコン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸ナトリウム、ニトロトリ酢酸塩、フミン酸、フルボ酸；ＥＤＴＡ塩、例えば、ＥＤＴＡのアルカリ金属塩、酒石酸、グルコン酸、シュウ酸、ポリアクリレート、糖アクリレート、クエン酸、ポリアスパラギン酸、ジエチレントリアミンペンタアセテート、３−ヒドロキシ−４−ピリジノン、ドーパミン、ユーカリ、イミノジコハク酸、ジコハク酸エチレンジアミン、多糖、ナトリウムエチレンジニトリロテトラアセテート、チアミンピロホスフェート、ファルネシルピロホスフェート、２−アミノエチルピロホスフェート、ヒドロキシルエチリデン−１，１−ジホスホン酸、アミノトリメチレンホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、およびこれらの混合物を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、トナー粒子を、二酸化ケイ素またはシリカ（ＳｉＯ_２）のうち、１種類以上と混合してもよい。シリカは、第１のシリカおよび第２のシリカであってもよい。第１のシリカは、直径として測定した平均一次粒径が、例えば、約１０ｎｍ〜約１８ｎｍ、約１２ｎｍ〜約１６ｎｍ、約１３ｎｍ〜約１５ｎｍであってもよい。第１のシリカより大きくない第２のシリカを使用してもよい。シリカは、フュームドシリカであってもよい。例えば、疎水性、流動性などの望ましい特性を得るために、シリカをポリマーで処理してもよい。したがって、シリカをシロキサンポリマー、例えば、ポリジメチルシロキサンでコーティングしてもよい。レオロジー特性を調整するためのこのようなコーティングされたシリカは、例えば、ＣａｂｏｔＣｏｒｐ．から入手可能なＴＳ−７２０として市販されている。トナー粒子上のシリカの合計量は、重量基準で、約０．９〜約２．５ｗｔ％、約１〜約２ｗｔ％、約１．２〜約１．６ｗｔ％である。

ステアリン酸マグネシウムを潤滑剤として使用してもよい。ステアリン酸カルシウムおよびステアリン酸亜鉛は、同様の機能を与えてもよい。潤滑剤は、平均一次粒径が、例えば、約５００ｎｍ〜約７００ｎｍ、約５００ｎｍ〜約６００ｎｍ、約５５０ｎｍ〜約６５０ｎｍの範囲であってもよい。潤滑剤は、重量基準で、約０．０５ｗｔ％〜約０．５ｗｔ％、約０．０７〜約０．３ｗｔ％、約０．０９〜約０．２ｗｔ％、約０．１ｗｔ％〜約０．１８ｗｔ％の量で使用される。

トナー粒子は、当業者の技術常識の範囲内にある任意の方法によって調製されてもよく、例えば、任意の乳化／凝集（Ｅ／Ａ）方法を、樹脂と、本明細書に教示するような第１の着色剤および第２の着色剤とともに用いてもよい。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；従来の顆粒化方法、例えば、ジェットミルによる粉砕；材料のスラブのペレット化；他の機械的なプロセス；ナノ粒子またはミクロ粒子を製造する任意のプロセスなどを含む、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。

Ｅ／Ａプロセスに関連する実施形態では、樹脂を溶媒に溶解してもよく、乳化媒体（例えば、脱イオン水のような水、場合により、安定化剤を含み、場合により、界面活性剤を含む）内で、例えば、室温（ＲＴ）で混合してもよい。適切な安定化剤の例としては、水溶性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、水酸化リチウム、水酸化ベリリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムまたは水酸化バリウム；水酸化アンモニウム；アルカリ金属炭酸塩、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素カリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸ベリリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウムまたは炭酸セシウム、またはこれらの混合物が挙げられる。安定化剤を使用する場合、安定化剤は、樹脂の約０．１重量％〜約５重量％、約０．５重量％〜約３重量％の量で存在していてもよい。混合物に周囲温度で安定化剤を加えてもよく、または、加える前に混合物の温度まで加熱してもよい。

乳化した後、樹脂、目的の第１の着色剤および第２の着色剤、ワックスおよび任意の他の望ましい添加剤の混合物を、場合により、上述の界面活性剤を含むエマルションの状態で凝集させ、次いで、場合により、凝集混合物を融着させることによって、トナー組成物を調製してもよい。混合物は、ワックスまたは他の材料（場合により、界面活性剤を含む分散剤であってもよい）を、樹脂、第１の着色剤および第２の着色剤を含むエマルション（トナーを製造するために必要な試薬を含む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されてもよい。粒子を形成する混合物のｐＨを酸（例えば、酢酸、硝酸など）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。

上の混合物を調製した後、多くは、初期の乳化からの小さな粒子（多くは、ナノメートル程度の大きさ）から、大きな粒子または凝集物（多くは、マイクロメートル程度の大きさ）を生成することが望ましい。この混合物に凝集因子を加えてもよい。適切な凝集因子としては、例えば、二価カチオン、多価カチオンまたはこれらを含む化合物の水溶液が挙げられる。

粒子の凝集を制御するために、凝集因子を混合物に時間をかけて計量しつつ加えてもよい。例えば、凝集因子を約５〜約２４０分かけて、約３０〜約２００分かけて混合物に徐々に量を増やしつつ加えてもよい。

さらに、混合物を撹拌状態に維持しつつ、例えば、約５０ｒｐｍ〜約１，０００ｒｐｍ、いくつかの実施形態では、約１００ｒｐｍ〜約５００ｒｐｍで、樹脂またはポリマーのＴ_ｇより低い温度で凝集因子を入れてもよい。凝集因子を加えた後の粒子の成長および成形は、任意の他の適切な条件下で行われてもよい。

所定の望ましい粒径（例えば、約５．４〜約６．２μｍ、約５．６〜約６μｍ、約５．７〜約５．９μｍ）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、粒径を監視してもよい。例えば、成長プロセス中にサンプルを採取し、例えば、平均粒径の場合、ＣＯＵＬＴＥＲＣＯＵＮＴＥＲで分析してもよい。したがって、所望の凝集した粒子を得るために、撹拌を維持しつつ、例えば、混合物を高温に維持することによって、または、その温度までゆっくりと上げ、混合物をこの温度に約０．５時間〜約６時間、約１時間〜約５時間維持することによって、凝集を進めてもよい。所定の望ましい粒径に到達したら、成長プロセスを止める。

いくつかの実施形態では、凝集した後で融着する前に、樹脂コーティングを凝集粒子に塗布し、粒子の上にシェルを作成してもよい。本明細書に記載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。シェルは、トナー中にワックス、顔料などを封鎖し、トナー粒子表面から離れさせる。

当業者の常識の範囲内にある任意の方法によって、凝集した粒子にシェル樹脂を塗布してもよい。いくつかの実施形態では、シェルを作成するために使用される樹脂は、本明細書に記載する任意の界面活性剤を場合により含むエマルションの状態であってもよい。樹脂を保持するエマルションを、凝集粒子の上にシェルが生成するように凝集粒子と合わせてもよい。

コア−シェル粒子は、粒径が約５〜約７μｍ、約５．５〜約６．８μｍ、約６〜約６．６μｍであってもよい。

粒子の成長を止めるために、シェルが存在する場合、シェルが生成した後に、エマルションのｐＨを例えば約７まで上げてもよく、温度をＴ_ｇよりも高い温度まで上げてもよく、またはこの両者を行ってもよい。したがって、塩基を用い、混合物のｐＨを約６〜約１０、約６．５〜約７．５の値に調節してもよい。トナー粒子の成長を止めるために用いられる塩基は、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）であってもよい。いくつかの実施形態では、ｐＨを望ましい値に調節しやすくするためにＥＤＴＡを加えてもよい。

所望の粒径になるまで凝集させ、場合によりシェルを塗布した後、粒子が所望の最終形状（例えば、円形）になるまで融着させ、例えば、形状および粒径の不規則性を修正し、融着は、例えば、混合物を約８０℃〜約１１０℃、約８７℃〜約１００℃の温度、約９０℃〜約９６℃まで加熱しすることによって達成されるか、および／または、例えば、約１０００ｒｐｍから約１００ｒｐｍまで、約８００ｒｐｍから約２００ｒｐｍまで撹拌を遅くすることによって達成される。融着を約０．０１〜約９時間、約０．１〜約４時間行ってもよい。Ｓｙｓｍｅｘ３０００デバイスを用いて測定した場合、粒子が、約０．９６〜約０．９９、約０．９６５〜約０．９８５、約０．９７〜約０．９８の真円度に達するまで粒子を融着させる。

凝集および／または融着の後、混合物を室温（例えば、約２０℃〜約２５℃）まで冷却してもよい。所望の場合、すばやく冷却してもよく、またはゆっくりと冷却してもよい。適切な冷却方法は、反応器の周り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、その後乾燥させてもよい。例えば、凍結乾燥を含む任意の適切な方法によって乾燥させてもよい。

本開示のトナー組成物に、例えば、洗浄または乾燥の後に表面添加剤を加えてもよい。したがって、トナー、シリカ、潤滑剤を合わせ、例えば、Ｈｅｎｓｃｈｅｌブレンダーで、例えば、少なくとも約３５ワット×ｈｒ／ｌｂ．／シリカ％の条件でブレンドし、米国特許第６，５０８，１０４号および同第６，５９８，４６６号に与えられている材料および方法を実施して、３０００ジュールで少なくとも約６８％、３０００ジュールで少なくとも約７０％、少なくとも約７２％、６０００ジュールで少なくとも約５８％、６０００ジュールで少なくとも約６０％、少なくとも約６２％、１２０００ジュールで少なくとも約１３％、１２０００ジュールで少なくとも約１５％、少なくとも約１７％の添加剤の接着力分布（ＡＡＦＤ）が残るようにする。

トナーの光沢は、粒子内に残っている金属イオン（例えば、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、凝集に使用する金属イオンを含む凝集因子またはフロック形成剤の量によって調節してもよい。目的のトナーの光沢レベルは、Ｇａｒｄｎｅｒ光沢単位（ｇｇｕ）によって測定する場合、光沢は、約１０ｇｇｕ〜約１００ｇｇｕ、約２０ｇｇｕ〜約９５ｇｇｕ、約３０ｇｇｕ〜約９０ｇｇｕであってもよい。

トナーのメルトフローインデックス（ＭＦＩ）は、ＴｉｎｉｕｓＯｌｓｅｎデバイスを用い、５ｋｇの負荷を加え、１３０℃で測定すると、少なくとも約１５ｇ／１０ｍｉｎ、少なくとも約２０ｇ／１０ｍｉｎ、少なくとも約２５ｇ／１０ｍｉｎとなり得る。ＭＦＩは、本明細書で使用する場合、例えば、特定の負荷をかけ、長さＬ、直径Ｄのオリフィスを１０分間で流れるトナーの重量（単位グラム）を含む。したがって、ＭＦＩ単位が１ということは、特定の条件下、１０分間でトナーがたった１ｇしかオリフィスを流れなかったことを示す。したがって、「ＭＦＩ単位」は、本明細書で使用する場合、１０分あたりのグラム単位を指す。

トナー粒子の他の特徴は、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。容積平均粒径および幾何標準偏差は、例えば、製造業者の指示にしたがって操作されるＢｅｃｋｍａｎＣｏｕｌｔｅｒＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ３といった装置を用いて測定されてもよい。

目的のトナーの圧縮率は、例えば、ＦｒｅｅｍａｎＦＴ４粉末レオメーターを用いて既知の材料および方法を用いて決定される場合、１０ｋＰａで約５％〜約１１％、１０ｋＰａで約６％〜約１０％、約７％〜約９％であってもよい。

トナーの望ましい特徴は、フューザーロールからの紙画像の十分な剥離である。したがって、接触フュージング用途のためのトナーの特徴は、フュージングの自由度、つまり、最低固着温度（ＭＦＴ）と熱オフセット温度との温度差が、約５０℃〜約１００℃、約７５℃〜約１００℃、約８０℃〜約１００℃、約９０℃〜約９５℃であるべきだということである。

トナー粒子の評価のために、例えば、以下の例において、元々の電荷は、トナーを特定のＴＣ（トナー濃度、例えば、８％）で、ＡゾーンおよびＣゾーンの両方で一晩置いて平衡状態にした後、Ｔｕｒｂｕｌａミキサーで２分間または６０分間混合した後に電荷を評価することによって測定することができる。湿度に対する感受性は、ＥＡトナーにとって重要な帯電特性である。帯電性能は、２種類のチャンバーで試験することができ、片方は、低湿度ゾーンであり（Ｃゾーンとして知られる）、もう一方は、高湿度ゾーンである（Ａゾーンとして知られる）。電荷量は、電荷分光光度プロセス（ＣＳＧ）の画像分析によって測定される値である。ＣゾーンおよびＡゾーンにおける直径に対するトナーの電荷の比率（ｑ／ｄ）は、典型的には、単位がフェムトクーロン／（ｍｍ）であり、既知の標準的な電荷分光光度法で測定することができる。

さらに、本開示のトナーは、元々のトナーの質量あたりの電荷比（ｑ／ｍ）が約−５μＣ／ｇ〜約−９０μＣ／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、約−１５μＣ／ｇ〜約８０μＣ／ｇであってもよい。

静電複写プロセスまたは電子写真プロセスのためにトナーを使用してもよい。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類似の現像システムは、当業者の常識の範囲内である。

以下の実施例は、本開示の実施形態を示す。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、ＲＴは、約２０℃〜約３０℃の温度を指す。

スチレンアクリル酸ブチル樹脂と、２種類の顔料分散物、カーボンブラック（３〜７ｗｔ／ｗｔ％）、シアン１５．３（０．５〜１．５ｗｔ／ｗｔ％）、パラフィンワックス分散物（４〜１２ｗｔ％）およびポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）（０．１２〜０．１８ｐｐｈ）を室温で均質化することによって、Ｅ／Ａ黒色粒子を製造した。次いで、この混合物を混合しつつ、樹脂のＴ_ｇ（５４℃）よりわずかに低い温度まで加熱し、粒子を５．８μｍまで成長させた。次いで、同じ樹脂を用いてシェルを加え、粒子が６．４μｍに到達するまでインキュベーションを続けた。粒子のさらなる成長を防ぐため、水酸化ナトリウム溶液を加え、反応器の温度を樹脂のＴ_ｇより上に上げた。次いで、０．９７５の真円度が得られるまで（Ｓｙｓｍｅｘ３０００によって測定した場合）、粒子を９４℃で融着させる。粒子を濡れたままでふるい、濾過によって３回洗浄し、乾燥させた。次いで、得られた粒子をＴＳ−７２０シリカ（Ｃａｂｏｔ）（１．３〜１．６５ｗｔ％）、ステアリン酸マグネシウム（０．１〜０．５ｗｔ％）とブレンドし、トナーを製造した。

この基本的な処方を実施し、上述のように試薬と条件を変え、それぞれの配合物の残りが樹脂を用いて１００％になるように構築し、目的の融合性能および他のパラメーターが最大となるときを決定した。例えば、トナーとシリカおよび潤滑剤とのブレンド条件を最適化し、３ｋジュールで少なくとも６８％、６ｋジュールで少なくとも５８％、１２ｋジュールで少なくとも１３％の添加剤の接着力分布（ＡＡＦＤ）を残すことが可能であった（表１を参照）。表１のデータから示されるように、これらのベースライン値はすべて、かなり上回っていた。ＦｒｅｅｍａｎＦＴ４レオメーターを用い、圧縮率が最小になるように添加剤含有量を選択した（表２を参照）。実験トナーの光沢は、許容されるレベルであった（表３を参照）。ＰＡＣおよびワックスの量を変え、融合のためのＭＦＩとＡＡＦＤについて最適化した。

したがって、目的の粒径、量およびＴ_ｇの樹脂と、低融点パラフィンワックスとを目的の量で、表面添加剤として目的の量および種類のシリカと潤滑剤とともに用い、最終的な粒径、最終的な粒子の形状およびＭＦＩを最大化し、本明細書に教示するように塗布した。

Claims

スチレン／アクリレート樹脂と、任意要素の界面活性剤、ワックス、シェル、黒色着色剤、シアン着色剤と、トナー表面に、粒径が約１０ｎｍ〜約１８ｎｍであり、接着力分布が３０００ジュールで少なくとも約６８％残っているシリカと、潤滑剤とを含む、黒色トナー。
前記黒色着色剤が、トナーの約４重量％〜約８重量％の量である、請求項１に記載のトナー。
前記シアン着色剤が、トナーの約０．５重量％〜約３重量％の量である、請求項１に記載のトナー。
前記ワックスは、約６０℃〜約９０℃の融点を含む、請求項１に記載のトナー。
前記ワックスは、トナーの約２重量％〜約１２重量％の量である、請求項１に記載のトナー。
前記潤滑剤が、トナーの約０．０５重量％〜約０．５重量％の量である、請求項１に記載のトナー。
前記シリカが、トナーの約０．９重量％〜約２．５重量％の量である、請求項１に記載のトナー。
メルトフローインデックスが少なくとも約１５ｇ／１０ｍｉｎである、請求項１に記載のトナー。
圧縮率が、１０ｋＰａで約５％〜約１１％である、請求項１に記載のトナー。
接着剤の接着力分布が、６０００ジュールで少なくとも５８％残っているか、１２０００ジュールで少なくとも１３％残っているか、またはその両方である、請求項１に記載のトナー。