JP2016110102A - スチレン/アクリレートおよびポリエステルハイブリッドトナー - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、トナーコアの樹脂成分が、ポリエステル樹脂とスチレン/アクリレート樹脂を含むハイブリッドトナー粒子を提供する。ハイブリッドトナー粒子は、ポリエステルトナーに関連する欠点(例えば、悪いRH感受性および添加剤の衝突)を最小限にしつつ、ポリエステルトナー粒子の望ましい特性(例えば、融合特性および低い最小固定温度)を維持するように設計される。
本明細書で使用される場合、ある量と組み合わせて用いられる「約」といった修飾語は、任意の述べられている値を含み、その内容によって示されている意味を有する(例えば、この修飾語は、特定の量の測定に関連する程度の誤差を少なくとも含む)。いくつかの実施形態では、目的の用語は、述べられた値から約10%未満の変動を含む。ある範囲という観点で用いる場合、「約」という修飾語は、2個の端点の絶対値によって定義される範囲を開示しているものと考えるべきである。例えば、「約2〜約4」という範囲は、「2〜4」の範囲も開示する。
目的のハイブリッドトナー粒子は、少なくとも1つのポリエステル樹脂と少なくとも1つのスチレン/アクリレート樹脂を含むコアを含み、ハイブリッドトナー粒子は、ポリスチレン/アクリレート樹脂を含まないポリエステルトナー粒子と比較して、低いRHに対する感度(RHに対する感度は、さまざまなレベルの湿度でトナーの静電電荷を測定することによって決定することができる);粒子の均一な集合;微粒子の数が少ない;Bゾーン電荷が優れており、低い;向上した表面積;J/A比が小さい;Aゾーン電荷が高いなどのうち1つ以上を有する。
トナーに使用するためのスチレン/アクリレートラテックスを調製するのに適した任意のモノマーを利用してもよい。このようなラテックスを従来の方法によって製造してもよい。
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いてもよい。着色剤は、トナー中に、例えば、トナーの0〜約35重量%、約1〜約25重量%、約3〜約20重量%の量で含まれていてもよいが、これらの範囲からはずれた量を利用してもよい。
ポリマー樹脂に加え、本開示のトナーは、ワックスも含んでいてもよく、1種類のワックスまたは2種類以上の異なるワックスのいずれかであってもよい。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。ワックスの融点は、少なくとも約60℃、少なくとも約70℃、少なくとも約80℃であってもよい。選択可能なワックスとしては、例えば、重量平均分子量が約500〜約20,000、約1,000〜約10,000のワックスが挙げられる。ワックス粒子は、大きさが約125nm〜約250nm、約150〜約225nm、約175〜約200nmであってもよい。
当該技術分野の技術常識の範囲内にある任意の方法によって、トナー粒子を調製してもよい。トナー粒子の製造に関連する実施形態を、EAプロセスに関して以下に記載しているが、例えば、米国特許第5,290,654号および第5,302,486号に開示される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、凝集したトナー粒子にシェルを塗布してもよい。任意の1つ以上の上述のアモルファス樹脂または当該技術分野で既知のアモルファス樹脂をシェル樹脂として利用してもよい。凝集した粒子に、当業者の技術の範囲内にある任意の方法によってシェル樹脂を塗布してもよい。生成した凝集トナー粒子の上に樹脂がシェルを生成するように、上述の凝集した粒子を前記エマルションと合わせる。
所望の粒径になるまで凝集させ、上述のように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、融着は、例えば、混合物を約55℃〜約100℃の温度、約60℃〜約95℃まで加熱し、この温度は、可塑化を防ぐために、結晶性樹脂の融点より低くてもよい。もっと高い温度または低い温度を使用してもよく、この温度は、使用される樹脂の関数であることが理解される。
所望な場合、または必要な場合、トナー粒子は、他の任意要素の添加剤を含有していてもよい。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、米国特許第3,944,493号、第4,007,293号、第4,079,014号、第4,394,430号、第4,560,635号に記載の電荷制御添加剤、負の帯電向上添加剤、例えば、アルミニウム錯体などが挙げられる。
(1)真円度が約0.9〜約1(例えば、Sysmex 3000を用いて測定)、約0.95〜約0.99、約0.96〜約0.98;
(2)Tgが約45℃から約60℃、約48℃〜約55℃;および/または
(3)g/10分(5kg/130℃)でのメルトフローインデックス(MFI)が約79.0〜約172.5。
このようにして作られ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。現像剤中のトナー濃度は、現像剤の合計重量の約1重量%〜約25重量%であってもよく、現像剤組成物の残りは担体である。しかし、異なるトナーおよび担体の割合を使用し、望ましい特徴を有する現像剤組成物を得てもよい。
トナー粒子と混合するための担体粒子の例としては、トナー粒子とは反対の極性の電荷を静電的に与えることができる粒子が挙げられる。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、1種類以上のポリマーなどが挙げられる。他の担体としては、米国特許第3,847,604号、第4,937,166号、第4,935,326号に開示されるものが挙げられる。
米国特許第4,295,990号に開示されるものを含め、静電印刷プロセスまたは電子写真プロセスで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。
20ガロンの反応器中、コア粒子の調製および凝集を行った。28.72kgの脱イオン水(DIW)、3.790kgのシアン顔料分散物、3.440kgのIGI D1509ワックス分散物、7.296kgのアモルファスHMWポリエステルラテックス(200nm、76600MW)、7.296kgのアモルファスLMWポリエステルラテックス(200nm、18100MW)、2.232kgの結晶性ポリエステルラテックス(200nm、22200MW)および1.384kgのポリスチレン/ブチルアクリレートラテックス(185nm、34500MW、Tg 51℃)を含むエマルションを混合してコア粒子を作成した。次いで、コア粒子を望ましい粒径まで凝集させ、凝集を止めた。アモルファス樹脂のシェル(28wt%)を粒子に加えた。次いで、49℃の温度でスラリーを、280ml/分の流速で連続した凝集装置に供給し、温度を融着温度である92℃まで上げ、この時点で、スラリーを2つの滞留時間のコイルに進ませた。連続的な反応器の合計容積は280mlであった。融着したスラリーを、最後の熱交換器で22℃の温度まで急冷し、望ましい粒径のハイブリッドトナー粒子を得た(例えば、約5μm〜約6μm)。このトナー粒子を以下の実施例5のAとして特定する。
実施例1に記載するように、ただし、融着を20ガロンのバッチ反応器中、バッチ状態で行い、トナー粒子を調製した。最終的に急冷した粒子の仕様(例えば、粒径および形態)は、実施例1のトナーと近く、似ていた。
実施例1に記載するように、ただし、10%のスチレン/アクリレート樹脂の代わりに、5%(B);25%(C);35%(D)および50%の(E)スチレン/アクリレート樹脂を含むトナー粒子を調製した。DサンプルおよびEサンプルは、それぞれ微粒子の割合が大きかった。
実施例1または2に従い、ただし、コアを製造するための樹脂エマルションにスチレン/アクリレート樹脂を加え、ポリエステルトナー粒子を調製する。
Faraday Cageプロセスによって、トナー粒子の静電電荷を測定することができる。塗料シェーカー(600rpmおよび650rpmでのRed Devil 5400)で20分間、トナーを混合する。このプロセスは、低トナースループットモードでのゼログラフィー筐体環境で加えられるのに等しいトナー粒子に対する機械エネルギーの入力をシミュレートしている。すなわち、約100〜約10,000回の印刷で筐体から現像されるトナーによって印刷物の約0〜約2%が覆われている印刷物を製造するゼログラフィー筐体。例えば、Aゾーン(80°F/80%RH)、Bゾーン(70°F/50%RH)またはJゾーン(70°F/10%RH)で平衡状態にした現像剤について、静電電荷を測定する。
Claims (10)
- ハイブリッドトナーであって、少なくとも1つのポリエステル樹脂、10重量%以下の少なくとも1つのスチレン/アクリレート樹脂のコア樹脂、場合によりワックス、場合により着色剤、およびシェルを含み、ハイブリッドトナーは、(a)ポリスチレン/アクリレート樹脂を含まないポリエステルトナーと比較して、相対湿度に対する感度が低い;(b)微粒子の割合が低い;(c)Aゾーン電荷が高い;(d)Bゾーン電荷が低い;または(e)J/A比が小さい、のうち1つ以上を有する、ハイブリッドトナー。
- 前記シェルは、トナーの約22重量%〜約35重量%含まれる、請求項1に記載のトナー。
- ポリスチレン/アクリレート樹脂は、トナーの少なくとも5重量%存在する、請求項1に記載のトナー。
- ポリスチレン/アクリレート樹脂は、トナーの約10重量%存在する、請求項1に記載のトナー。
- アモルファスポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、またはその両方を含む、請求項1に記載のトナー。
- 少なくとも1つの結晶性ポリエステル樹脂を含む、請求項1に記載のトナー。
- 少なくとも1つのアモルファスポリエステル樹脂を含む、請求項1に記載のトナー。
- 少なくとも1つのアモルファスポリエステル樹脂が、低分子量樹脂、高分子量樹脂、またはその両方を含む、請求項7に記載のトナー。
- 低分子量樹脂は、分子量が約25,000以下であり、高分子量樹脂は、分子量が少なくとも約70,000である、請求項8に記載のトナー。
- スチレン/アクリレート樹脂は、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、およびこれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載のトナー。
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