JP2015011347A - 改良された融合性能を有するトナー - Google Patents

Abstract

【課題】良好な融合性能、例えば、剥離フィンガー操作との優れた最低限の相互作用を含む生物由来のトナーを提供する。【解決手段】トナーは、ポリプロピレンワックス、バイオ樹脂、負電荷制御剤、アモルファスポリエステル樹脂、カルナバワックス、および、着色剤を含む。【選択図】なし

Description

石油系試薬の量が少なく、生物由来の試薬の量が多く、改良されたトナーの融合特性を有するトナー；前記トナーを含むデバイス；前記トナーを含む画像形成デバイス要素；前記トナーを含む画像形成デバイスなどを記載する。

環境および健康への注目が集まるにつれて、トナーの石油系試薬の適切な試薬代替物を見つけることに興味が生じ、および／または必要性が存在する。

転写されたトナー画像を固定するために広く熱溶融プロセスが用いられ、このプロセスは、主に、接触型プロセスおよび非接触型プロセスの２つのプロセスに分類される。接触型プロセスは、熱効率が優れているため、高速固定を可能にする。しかし、加熱ロール固定プロセスには、例えば、感光体に画像が付着すること、媒体へのトナー付着性が悪いことといったいくつかの欠点がある。

これらの欠点に対処する手法の１つは、もっと迅速な固化を促進するために、例えば、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低いトナーバインダー樹脂を使用することである。しかし、多くのこのようなトナーは、貯蔵中、またはエンドユーザーのデバイスで凝集またはケーキングが起こるという欠点がある。また、このようなトナーは、感光体またはフューザーに接着することがあり（「裏移り」と呼ばれる）、その後の媒体の上をトナー粒子が通過する。

別の手法は、耐ブロッキング性および流動性を高めるために、トナー粒子表面に微粒子（例えば、コロイド状シリカ、アルミナまたはチタニア）を付着させることである。しかし、微粒子は、トナー粒子表面に付着させるために熱処理などを行った場合であっても、トナー粒子表面から剥離することが多く、感光体（特に、有機ポリマーなどでコーティングされた表面を有するもの）に悪影響を与える。

種々のワックスをトナーの固定助剤として使用する。しかし、多すぎるワックスを添加すると、トナーの流動特性が悪くなるだろう。

加熱ロール固定プロセスでは、固定ロールユニット（加熱ユニット）に配置された剥離フィンガーによって、固定後の固定ロールまたは融合ロールの周りでの転写媒体（例えば紙）の湾曲を防ぐことができる。しかし、もっと高速の複写機に向かう近年の傾向では、この部分のプロセスに加えられる応力が大きくなり、画像の欠陥（例えば、画像に存在する剥離フィンガーのアーチファクト）がもっと頻繁に生じる。

不十分な剥離および局所的に加わる過剰な応力（例えば、トナーまたは異常な剥離フィンガー操作）に起因する固定ユニットまたは融合ユニットの表面層のはがれまたは局所的な分離は、さらに、固定ユニット（加熱ユニットおよび加圧ユニット）表面に致命的な欠陥を生じる。例えば、加熱ユニットの表面層は、通常は、トナー粒子の付着を防ぐために、剥離特性が優れるポリマー層（例えば、シリコーンまたはフルオロカーボン樹脂）でコーティングされる。この層が損傷すると、トナー要素が加熱ユニット表面に留まる。これにより、裏移りが生じ、意図していない印刷面にトナーが再転写される。

したがって、良好な融合性能を有し、例えば、迅速な印刷速度を可能にするトナーを得ることが依然として必要である。環境にもっと優しいトナーを有することも必要である。

本開示は、良好な融合性能、例えば、剥離フィンガー操作との優れた最低限の相互作用を含む生物由来のトナーを提供する。目的のトナーは、ポリプロピレンワックス、バイオ樹脂、負電荷制御剤、アモルファスポリエステル樹脂、カルナバワックス、および場合により、着色剤を含んでいてもよい。

熱いフューザーロールからの融合画像の適切な剥離は、トナーの剥離特徴と付着特徴の作用の均衡が保たれている。溶融したトナーは、タールのように粘着性になる。多くは、ワックスをトナー配合物に加え、剥離プロセスを補助する。印刷物が大きく、暗く塗りつぶされた（例えば、黒色）印刷領域を有する場合、例えば、幅広い黒色の縞の画像、または図の物品（例えば、絵）または形状が暗い色を含み、暗い着色を有する部分を含むか、または、高ＴＭＡ（トナー面積質量）で基材に凝集トナーが塗布される任意の画像において、さらなる課題が生じる。これにより、印刷表面のこれらの部分が粘着性のタール状表面を生じ、フューザーロールから除去するのが困難な場合がある。剥離フィンガーは、トナーの上を滑るのではなく、溶融したトナーの中に潜る傾向があるため、このような暗色領域またはトナーを豊富に含む領域も、剥離フィンガーに対する課題が存在する。

これらのトナー特性およびフューザー装置との相互作用によって、フューザー内で紙詰まりが起こることがあり、ページ全体に望ましくない筋を有する画像および／またはその後の受け入れ媒体での画像の不完全さを生じることがある。

本開示は、ある割合の石油系試薬を生物由来の試薬と置き換え、例えば、生物由来の試薬を含まない同様の配合物のトナーと比べ、改良されたフューザー剥離性を有するトナーを提供する。

特段の指示がない限り、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は、あらゆる場合に「約」という用語で修正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１０％以下の変位を示すことを意味し、本明細書で使用する値は既知であり、このような値をどのようにして得るかも既知であり、当該技術分野で既知の方法を実施する。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。

本明細書で使用する場合、「生物由来」または接頭語「バイオ」の使用は、全体的に、または一部分で、生体産物で構成される産物、または生体産物から得られる産物を意味し、生体産物としては、植物、動物および海産物が挙げられる。一般的に、生物由来の材料は、生分解可能であり、つまり、実質的に、または完全に生分解可能であり、実質的にとは、生物学的な機構または環境的な機構によって、例えば、数日間、数週間、１年以上にわたるが、一般的には２年以下の期間、微生物、動物、植物などによる作用によって、物質の５０％より多く、６０％より多く、７０％より多く、またはそれより多くが元々の分子から別の形態へと分解することを意味する。「バイオトナー」は、生物由来の材料（例えば、バイオ樹脂）を含むか、この材料で構成され、生分解性のトナーである。

「良好なフューザー剥離」とは、裏移りを最小限にすることによってトナーが良好な融合性能を示すことを意味する。良好な融合性能を評価するために用いることができるいくつかの測定基準が存在する。例えば、良好な剥離または剥離性能は、最初の先端を超えてはぎ取り要素の補助を必要とすることなく、画像を含む基材がフューザーロール表面から分離するという観点で定義することができる。または、裏移りの低さまたはＶＮＯ（目に見える裏移りなし）は、フューザーウェブの汚染を監視することによって測定することができる。はぎ取りプロセス中にフューザーロールに付着したままのトナー粒子は、フューザーロールクリーニングウェブに部分的に集めることができる。汚染は、例えば、デンシトメトリーを用い、ウェブで直接測定することができ、高い密度は、大きなＮＶＯに関連する（すなわち、剥離性が悪い）。ウェブの汚染が増すことは、ＭＯＣ（Ｍａｒｋｓ Ｏｎ Ｃｏｐｙ）の評価にも関し、ＮＶＯが大きなウェブ汚染は、運転サイクルの間にフューザーロールに再び転写され、その後、基材（すなわち、画像サイクルの後の基材ユニット）に転写され、汚染は、その後の基材のユニットに望ましくないほどに転写される。トナー粒子は、電子写真プロセス中の転写体で、基材に強く接着せず、基材（例えば、紙）に十分に実質的に完全に接着するトナー粒子である。良好なトナーフューザー剥離の指標は、基材の上にある画像の剥離フィンガーによる欠陥の低下である。融合した基材がフューザーロールに強く接着しすぎる場合、剥離フィンガーは、溶融したトナー表面に潜り込む傾向がある。

「改良された剥離性能」という用語は、目的のバイオトナーを用いた画像の特徴に関し、良好なフューザー剥離と相補的である。いくつかの実施形態では、良好なフューザー剥離の測定基準は、基材の上の画像の剥離フィンガーによる欠陥を評価することである。剥離フィンガーによる欠陥は、目に見える欠陥（例えば、書類の暗い領域で剥離フィンガーに起因する部分的または全体的に除去されたトナーの線、または異なる光沢を有する線）のミリメートル単位での測定した長さと定義される。いくつかの実施形態では、良好なフューザー剥離を有するトナーの欠陥の長さは、約０．７ｇ／ｃｍ^２のＴＭＡを用い、約４０ｍｍ未満、約３０ｍｍ未満、約２０ｍｍ未満、約１０ｍｍ未満である。

トナー粒子は、樹脂を含み、他の任意要素の試薬、例えば、着色剤、界面活性剤、ワックス、シェルなどを含んでいてもよい。目的のトナーは、バイオ樹脂と２種類のワックスとを含む。シェルは、本明細書に教示するか、または当該技術分野で知られているような任意の樹脂で構成されていてもよい。トナー組成物は、場合により、トナー粒子の担体として機能し得る不活性粒子を含んでいてもよく、本明細書に教示する樹脂を含んでいてもよい。不活性粒子を、例えば、特定の機能を発揮するように変えてもよい。したがって、その表面が誘導体化されていてもよく、または、所望の目的のために、例えば、電荷を保持するか、または磁場を有するように粒子を製造してもよい。

本発明のトナー粒子は、当該技術分野で既知の任意の多官能ポリマーから作ることができる樹脂を含む。例えば、ポリエステルの場合には、適切なポリ酸／ポリエステルおよびポリオールをエステル化反応に用い、トナーを製造するための特定のポリエステルポリマーを作成することができる。

トナーまたはトナー粒子を作成するときに、２種類以上のポリマーを使用してもよい。２種類以上のポリマーが用いられる実施形態では、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、設計上の選択として、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。

凝集物中の２種類以上のポリマー（バイオ樹脂を含む）は、固形分を基準としてトナー粒子の約６５〜約９８重量％、約７５〜約９５重量％の量で存在していてもよい。例えば、樹脂は、重量基準でトナー粒子の９０％まで、９５％まで、例えば、トナー粒子の約９０％、約９１％、約９２％、約９３％、約９４％、約９５％、約９６％などを含んでいてもよい。その合計量を従来の石油系樹脂とバイオ樹脂に分ける場合、バイオ樹脂は、トナーの４０重量％まで、５０重量％まで、６０重量％まで、またはそれより多く、例えば、トナーの重量の約４０％、約４１％、約４２％、約４３％、約４４％、約４５％、約４６％、約４７％、約４８％、約４９％、約５０％、約５１％がバイオ樹脂で構成されていてもよく、残りの部分が、例えば、設計上の選択として、４０重量％まで、５０重量％まで、６０重量％まで、またはそれより多い量の１種類以上の従来の石油系樹脂で構成される。

適切なポリエステル樹脂としては、例えば、スルホン酸化されたもの、スルホン酸化されていないもの、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、直鎖であってもよく、分岐していてもよく、架橋していてもよく、これらの組み合わせなどであってもよい。

アモルファスポリエステル樹脂を作成するときに使用可能なポリ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、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、ジブチレングリコール、およびこれらの組み合わせが挙げられる。ポリオールの量は、さまざまであってもよく、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。

アモルファス樹脂を製造するために用いることが可能なポリ酸またはポリエステルの例としては、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、フマル酸、トリメリット酸、イタコン酸ジメチル、ｃｉｓ−１，４−ジアセトキシ−２−ブテン、フマル酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、マレイン酸、コハク酸、イタコン酸、コハク酸、シクロヘキサン酸、無水コハク酸、ドデシルコハク酸、無水ドデシルコハク酸、グルタル酸、無水グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、ジメチルナフタレンジカルボキシレート、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、イソフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル、無水フタル酸、フタル酸ジエチル、コハク酸ジメチル、ナフタレンジカルボン酸、ダイマー二酸、フマル酸ジメチル、マレイン酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、ドデシルコハク酸ジメチル、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

使用可能なアモルファス樹脂の例としては、アルカリスルホン酸化ポリエステル樹脂、分岐したアルカリスルホン酸化ポリエステル樹脂、アルカリスルホン酸化ポリイミド樹脂、分岐したアルカリスルホン酸化ポリイミド樹脂が挙げられる。アルカリスルホン酸化ポリエステル樹脂は、いくつかの実施形態では、例えば、コポリ（エチレン−テレフタレート）−コポリ（エチレン−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（プロピレン−テレフタレート）−コポリ（プロピレン−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（ジエチレン−テレフタレート）−コポリ（ジエチレン−５−スルホ−イソフタレート）、コポリ（プロピレン−ジエチレン−テレフタレート）−コポリ（プロピレン−ジエチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ（プロピレン−ブチレン−テレフタレート）−コポリ（プロピレン−ブチレン−５−スルホ−イソフタレート）の金属塩またはアルカリ塩が有用であろう。ここで、アルカリ金属は、例えば、ナトリウムイオン、リチウムイオンまたはカリウムイオンである。

他の適切な樹脂の例としては、限定されないが、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）、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）、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。ポリマーは、例えば、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。

アモルファスポリエステル樹脂のＴｇは、例えば、約５５℃〜約６７℃、約５７℃〜約６５℃、約５９℃〜約６３℃であってもよい。

アモルファス樹脂の一例は、ポリアルコールとポリ酸の約５０：５０混合物から作られるポリエステルである。モル基準で、ポリアルコールは、約７５％のプロポキシル化ビスフェノールＡと、２５％のエトキシル化ビスフェノールＡである。モル基準で、ポリ酸は、約８０％のテレフタル酸、１０％のドデシルコハク酸および１０％のトリメリット酸である。この樹脂は、開始Ｔｇが約６１．５±２．５℃であり、終了Ｔｇは、開始温度よりも約８℃高い。

バイオ樹脂を得るための手法の１つは、大豆油からのダイマー酸またはダイマージオールと、他の再生可能な供給源、例えば、トウモロコシ由来のイソソルビドからの他の必要な試薬とを得ることに依存する。例えば、米国特許出願公開第２０１１０１９５２３３号を参照。

バイオ樹脂のＴｇは、例えば、約５０℃〜約６２℃、約５２℃〜約６０℃、約５４℃〜約５８℃であってもよい。

生物から誘導されるアモルファスポリエステルの例は、全体が本明細書に参考として援用される米国特許第７，８８７，９８２号に、表２Ｂに示され、実施例３にさらに記載されるように記載されている。必要な場合、１０％までの架橋剤（例えば、トリメチルプロパン）を加え、レオロジーを調節してもよい。任意の適切なダイマー酸を使用してもよい。例えば、綿の実からダイマー酸を得てもよい。この特定の樹脂の場合、Ｔｇは約５６℃である。

トナーの石油系樹脂のすべてまたは一部をバイオ樹脂と置き換えることができる。したがって、バイオ樹脂の量は、トナー中に存在する樹脂合計量の約１％〜１００％であってもよい。

ポリエステル反応に縮合触媒を使用してもよい。

このような触媒は、反応混合物中の出発物質であるポリ酸試薬、ポリオール試薬またはポリエステル試薬の量を基準として、例えば、約０．０１モル％〜約５モル％の量で使用されてもよい。

一般的に、当該技術分野で知られているように、場合により触媒とともにポリ酸／ポリエステルとポリオールを混合し、高温（例えば、約１８０℃以上、約１９０℃以上、約２００℃以上など）でインキュベートし、平衡状態になるまでエステル化を行うことができるように、インキュベートは嫌気的に行われてもよく、一般的に、水またはアルコール（例えば、メタノール）が得られ、これらはエステル化反応のエステル結合の生成から生じる。重合を促進するために、減圧下でこの反応を行ってもよい。既知の方法を実施することによって生成物を集め、再び既知の方法を実施することによって乾燥させ、粒状物を得てもよい。

樹脂は、架橋可能な樹脂であってもよい。架橋可能な樹脂は、架橋可能な１つ以上の基（例えば、Ｃ＝Ｃ結合）またはペンダント基または側鎖基（例えば、カルボン酸基）を含む樹脂である。樹脂を、例えば、開始剤を用いた遊離ラジカル重合によって架橋してもよい。

適切な開始剤としては、過酸化物またはアゾ化合物が挙げられる。使用する開始剤の量は、一般的に、架橋度に比例し、したがって、ポリエステル材料のゲル含有量に比例する。使用する開始剤の量は、例えば、ポリエステル樹脂の約０．０１〜約１０重量％の範囲であってもよい。架橋は、高温で行われてもよく、したがって、反応は、滞留時間が約２０秒〜約２分であってもよい。

着色した顔料（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、オレンジ、グリーン、ブラウン、ブルーまたはこれらの混合物）を使用してもよい。さらなる１種類以上の顔料を水系顔料分散物として使用してもよい。

着色剤、例えば、カーボンブラック、シアン、マゼンタおよび／またはイエローの着色剤を、トナーに望ましい色を付与するのに十分な量で組み込んでもよい。顔料または染料を、固形分を基準としてトナー粒子の約０％（透明トナーの場合）〜約３５重量％、約１％〜約２５重量％、約２％〜約１５重量％、例えば、４重量％、４．２５重量％、４．５重量％、４．７５重量％、５重量％などの量で使用してもよい。

トナー組成物は、界面活性剤を含む分散剤の状態であってもよい。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。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、用語「イオン系界面活性剤」に包含される。

界面活性剤は、トナーを形成する組成物の約０．０１重量％〜約５重量％、約０．７５重量％〜約４重量％、約１重量％〜約３重量％の量で利用されてもよい。

本開示のトナーは、２種類以上の異なる種類のワックスを含有する（以下、「ワックス」と特定する）。ワックスは、例えば、トナー粒子の約０．５重量％〜約１０重量％、約１重量％〜約５重量％、例えば、２．３重量％、２．５重量％、２．７重量％、２．９重量％または３．１重量％の量で存在していてもよい。

選択可能なワックスとしては、例えば、Ｍｗが約５００〜約２０，０００、約１，０００〜約１０，０００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、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリブテンワックス、例えば、市販のワックス、例えば、Ｂａｋｅｒ Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ製のＰＯＬＹＷＡＸ（商標）ポリエチレンワックス、Ｍｉｃｈａｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．またはＤａｎｉｅｌｓ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏ．製のワックスエマルション、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＥＰＯＬＥＮＥ Ｎ１５（商標）、三洋化成工業株式会社（Ｓａｎｙｏ Ｋａｓｅｌ Ｋ．Ｋ．）から入手可能な重量平均分子量が小さいポリプロピレンＶＩＳＣＯＬ ５５０−Ｐ（商標）；植物系ワックス、例えば、カルナバワックス、米ろう、カンデリラワックス、木ろうおよびホホバ油；動物系ワックス、例えば、蜜ろう；鉱物系ワックスおよび石油系ワックス、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、微結晶性ワックスおよびＦｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈワックス；高級脂肪酸と高級アルコール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および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および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などが挙げられる。

また、いくつかの実施形態では、上のワックスの混合物および組み合わせを使用してもよい。例えば、ポリプロピレンワックスおよび植物系ワックスを組み合わせてもよい（例えば、カルナバワックス）。ポリプロピレンワックスの量は、トナーの約１．５〜約２．１重量％、約１．６〜約２重量％、約１．７〜約１．９重量％であってもよく、カルナバワックスは、トナー粒子の約０．６〜約１．３重量％、約０．７〜約１．１重量％、約０．８〜約１重量％の量で存在していてもよい。

トナーは、任意の既知の電荷制御添加剤、例えば、ハロゲン化アルキルピリジニウム、硫酸水素塩、負電荷向上添加剤、例えば、アルミニウム錯体などを含んでいてもよい。

トナー粒子に正電荷または負電荷のいずれかを付与するために、電荷向上分子を使用してもよい。例としては、四級アンモニウム化合物、有機サルフェート化合物およびスルホネート化合物、セチルピリジニウムテトラフルオロボレート、アゾ化合物、例えば、負電荷制御添加剤であるＢＯＮＴＲＯＮ Ｓ−３４（Ｏｒｉｅｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、ケニルワース、ＮＪ）、ジステアリルジメチルアンモニウムメチルサルフェート、アルミニウム塩などが挙げられる。

このような向上分子は、トナー粒子の約０．１〜約１０％、約０．５〜約３重量％、例えば、約０．６重量％、約０．７重量％、約０．８重量％、約０．９重量％、約１重量％の量で存在していてもよい。

例えば、洗浄または乾燥の後、本開示のトナー組成物に表面添加剤を加えてもよい。このような表面添加剤の例としては、例えば、金属塩、脂肪酸金属塩、コロイド状シリカ、金属酸化物、例えば、ＴｉＯ_２（例えば、優れたＲＨ安定性、摩擦制御、優れた現像安定性および転写安定性のため）、酸化アルミニウム、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、ＳｉＯ_２、これらの混合物などのうち、１つ以上が挙げられる。

表面添加剤を、トナーの約０．１〜約１０重量％、約０．５〜約７重量％の量で使用してもよい。

したがって、粒子は、その表面に１種類以上のシリカ、１種類以上の金属酸化物（例えば、酸化チタンおよび酸化セリウム）、滑沢剤（例えば、ステアリン酸亜鉛）などを含んでいてもよい。ある実施形態では、粒子表面は、２種類のシリカ、２種類の金属酸化物（例えば、酸化チタンと酸化セリウム）、１種類の滑沢剤（例えば、ステアリン酸亜鉛）を含んでいてもよい。これらの表面成分はすべて、トナー粒子の重量の約５重量％含まれていてもよい。また、トナー組成物、流動補助添加剤を含む外部添加剤粒子とブレンドされてもよく、添加剤は、トナー粒子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、酸化チタン、酸化スズ、これらの混合物などのような金属酸化物；コロイド状シリカ、例えば、ＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）、金属塩および脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛、酸化アルミニウム、酸化セリウム、およびこれらの混合物）が挙げられる。各外部添加剤は、いくつかの実施形態では、トナーの約０．１〜約５重量％、約０．１〜約１重量％の量で存在していてもよい。

バイオ樹脂と、石油から誘導される樹脂を、他の成分（例えば、ワックス、顔料／着色剤、内部電荷制御剤、顔料分散剤、流動添加剤、脆化剤、ワックスなど）とともに、押出成形機内で溶融状態でブレンドするか、または混合し、トナー混合物を作成してもよい。次いで、得られた生成物を既知の方法（例えば、粉砕または研磨）によって微粉化してもよく、次いで、分級して所望のトナー粒子を作成してもよい。

乾燥トナー粒子は、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）体積平均径（「体積平均粒径」とも呼ばれる）が、約２．５〜約２０μｍ、約２．７５〜約１０μｍ、約３〜約７．５μｍ。トナーは、Ｔｇが約５５℃〜約６５℃、例えば、約５５℃、約５７℃、約５９℃、約６１℃、約６３℃、約６５℃であってもよい。

このようにして作成したトナー粒子を現像剤組成物に配合してもよい。例えば、トナー粒子を担体粒子と混合し、２成分現像剤組成物を得てもよい。現像剤中のトナーの濃度は、現像剤の合計重量の約１重量％〜約２５重量％、現像剤の合計重量の約２％〜約１５重量％であってもよく、現像剤組成物の残りの部分は担体である。

トナー粒子と混合するための担体粒子の例としては、トナー粒子と反対の極性を有する電荷を摩擦電気によって得ることが可能な粒子が挙げられる。適切な担体粒子の具体例としては、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、鉄フェライト、二酸化ケイ素および１つ以上のポリマーなどが挙げられる。

いくつかの実施形態では、担体粒子は、コアと、その上にコーティングを備えていてもよく、コーティングは、帯電列に近い位置にはないポリマーまたはポリマー混合物から作られてもよい（例えば、本明細書に教示されるもの、または当該技術分野で既知のもの）。コーティングは、コーティング重量が、例えば、担体の約０．１〜約５重量％、担体の約０．５〜約２重量％であってもよい。

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、静電粉末雲噴霧、流動床による混合、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の種々の有効で適切な手段を用い、担体コア表面にポリマーを塗布してもよい。次いで、担体コア粒子とポリマーの混合物を加熱し、ポリマーを溶融し、担体コアに融合してもよい。次いで、コーティングされた担体粒子を冷却した後、望ましい粒径に分級してもよい。

担体コアとポリマーとを、コーティングされた担体粒子の重量を基準として約０．０５〜約１０重量％、約０．０１〜約３重量％の量で、例えば、機械的な衝撃および／または静電引力によって担体コアへの接着が得られるまで混合することによって担体粒子を調製してもよい。

いくつかの実施形態では、適切な担体は、例えば、大きさが約２５〜約１００μｍ、大きさが約５０〜約７５μｍであり、例えば、アクリル酸メチルとカーボンブラックを含むポリマー混合物の約０．５重量％〜約１０重量％、約０．７重量％〜約５重量％の量の鋼鉄コアを挙げることができる。

静電印刷プロセスまたは電子写真プロセスでトナーまたは現像剤を利用してもよい。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。

また、部および割合は、他の意味であると示されていない限り、重量基準である。

既知のトナーをあらわすコントロールと、コントロールトナーの樹脂の一部をバイオ樹脂と置き換えた実験例トナーの２種類のトナーを製造した（表１を参照）。５５０Ｐは、三洋化成株式会社製のワックスであり、ＢＯＮＴＲＯＮ Ｓ−３４は、Ｏｒｉｅｎｔ Ｃｏｒｐ．（ケニルワース、ＮＪ）製の電荷制御剤であり、Ｒ３３０は、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．製のカーボンブラックである。当該技術分野で既知の溶融混合方法を実施し、トナーを製造した。

樹脂Ａは、ポリアルコールとポリ酸の約５０：５０混合物から製造される石油系樹脂である。モル基準で、ポリアルコールは、約７５％のプロポキシル化ビスフェノールＡと、２５％のエトキシル化ビスフェノールＡである。モル基準で、ポリ酸は、約８０％のテレフタル酸、１０％のドデシルコハク酸および１０％のトリメリット酸である。樹脂は、開始Ｔｇが約６１．５±５℃であり、終了Ｔｇ値は、開始よりも約８℃高い。

樹脂Ｂは、生物から誘導される樹脂であり、Ｃ^１４分析（ＡＳＴＭ Ｄ６８６６）によれば、生物含有量が約５０％である。生物から誘導されるアモルファスポリエステルの配合物は、米国特許第７，８８７，９８２号の表２Ｂ、実施例３に記載されている。必要な場合には、レオロジーを調節するために、１０％までの架橋剤（例えば、トリメチルプロパン）を加えてもよい。樹脂のＴｇは約５６℃であった。

性能試験の場合、見かけのトナー面積質量（ＴＭＡ）を使用し、０．７ｇ／ｃｍ^２であらわす通常の量を使用し、応力のある状態では、もっと高いＴＭＡ０．８ｇ／ｃｍ^２を使用し、トナーの厚い層を製造した。もっと厚いトナー層をフューザーで溶融させると、剥離フィンガーは、トナーの厚い層の中に潜り込む可能性が高くなる。

２種類のＴＭＡ量で２種類のトナーを用い、画像を製造し、画像中の不完全さによってあらわされるような剥離フィンガーの画像との相互作用を測定した。両ＴＭＡレベルで、バイオ樹脂を含むトナーの剥離フィンガーの長さは、バイオ樹脂を含まないトナーを用いて作られた画像で示される傷跡より約７５％短かった。表２は、剥離フィンガーマークの長さを示す。マークの長さは、ミリメートル単位での欠陥の実際の測定値をあらわす。あるページのすべてのマークの値を平均し、平均値を決定した。

バイオ樹脂の添加は、冷温での裏移りまたは高温での裏移りになんら悪影響を与えなかった。冷温での裏移りは、フューザーが比較的低温であり、トナーが基材内に流動せず、フューザーロールの表面に部分的に留まる場合である。高温での裏移りは、フューザーロールがトナーの特性のためには熱すぎ、粘着性が高くなりすぎ、フューザーロール表面に部分的に留まる場合である。例えば、フューザーロールまたは画像のない領域を汚すトナーを見て、視覚評価によって裏移りを決定する。表３にあらわされるデータは、部分的なバイオ含有量を含むトナーが、完全に石油に由来するトナーである場合と比べ、フューザーロール温度の変動に対する堅牢性が同等に高いことを示す。見かけのフューザー温度は１９５℃であり、ＴＭＡ０．７ｇ／ｃｍ^２で印刷物を製造した。

Claims (10)

1. （ａ）ポリプロピレンワックスと；
   （ｂ）バイオ樹脂と；
   （ｃ）負電荷制御添加剤と；
   （ｄ）アモルファスポリエステル樹脂と；
   （ｅ）カルナバワックスと；
   （ｆ）着色剤とを含む、トナー粒子。
2. 前記バイオ樹脂が、前記トナー粒子の約４０重量％含まれ；前記ポリプロピレンワックスが、前記トナー粒子の約２重量％含まれ；前記負電荷制御添加剤が、前記トナー粒子の約１重量％含まれ；前記アモルファスポリエステル樹脂が、前記トナー粒子の約５０重量％含まれ；前記着色剤が、前記トナー粒子の約５重量％含まれ；または、前記カルナバワックスが、前記トナー粒子の約１重量％含まれる、請求項１に記載のトナー粒子。
3. 前記アモルファスポリエステル樹脂が、約５５℃〜約６７℃のＴｇを含む、請求項１に記載のトナー粒子。
4. 前記バイオ樹脂が、約５０℃〜約６２℃のＴｇを含む、請求項１に記載のトナー粒子。
5. 請求項１に記載のトナー粒子を含む画像を含み、前記画像が、改良された剥離性能を含む、基材。
6. 紙を含む、請求項５に記載の基材。
7. 前記改良された剥離性能によって、剥離フィンガーによる欠陥の数、程度または数と程度の両方が減る、請求項５に記載の基材。
8. 前記画像は、ＴＭＡが約０．７ｇ／ｃｍ^２である、請求項５に記載の基材。
9. 前記画像は、ＴＭＡが約０．７ｇ／ｃｍ^２より大きい、請求項５に記載の基材。
10. 前記欠陥が約２０ｍｍ未満である、請求項７に記載の基材。