JP4486446B2 - トナー組成物 - Google Patents

Description

本発明は、一般的には、トナーおよび現像剤組成物に関し、より詳細には、トナー組成物、例えば脆化剤（embrittling agent）および少なくとも１つの蝋（wax）成分としても機能することができる相溶化剤（compatibilizer）を含む磁性の単一成分、二成分、および着色トナー組成物に関する。

米国特許第５，２２９，２４２号明細書では、第１の樹脂粒子と、第２の架橋樹脂粒子と、顔料と、蝋成分粒子と、グラフトコポリマまたはブロックコポリマを含む相溶化剤と、を含むトナー組成物が記述され、相溶化剤の化学式はＡ−ｂ−Ｂ、Ａ−ｂ−Ｂ−ｂ−ＡまたはＡ−ｇ−Ｂであり、Ａ−ｂ−Ｂは２セグメント（ＡおよびＢ）のブロックコポリマであり；Ａ−ｂ−Ｂ−ｂ−Ａは３セグメントのブロックコポリマであり；およびＡ−ｇ−ＢはセグメントＡおよびＢのグラフトコポリマであり、蝋成分は実質的にトナー組成物中に保持される。

米国特許第５，２２９，２４２号明細書

トナー中にポリオレフィンまたは他の蝋が含まれることに関しては様々な問題がある。例えば、トナーを加熱された定着ロールから剥離し易くするために、または定着させたトナー画像の潤滑性を改善するために、ポリプロピレン蝋をトナー中に含有させると、蝋がトナー樹脂中でよく分散されないことがある。その結果、フリーの蝋粒子が、例えば流体エネルギミル中の、例えば、トナー樹脂および着色剤の微粉化中に放出され、微粉化速度もまた、所望のものよりも低くなることがある。トナー樹脂中での蝋の分散が悪く、そのため、蝋が損失すると、企図していた蝋の剥離機能が損なわれる。例えば、指で剥がされた電子写真で現像されたトナーのベタ領域上のひっかき傷は、剥離がよくないためである。さらに、現像剤中に残ったフリーの蝋は、電子写真装置中に存在するデトーン（detone）ロール上に堆積し、ハードウエアの故障が起こる。

多くの前記問題および他の問題は、本明細書で実施形態において記述したトナー組成物およびプロセスを用いると、排除することができ、または最小に抑えることができる。蝋粒子の放出は、例えば、トナーの機械的ブレンド工程中の蝋分散が悪いことによる。トナー、ひいては現像剤に特定の機能を付与するには、添加物は全て、主トナー樹脂中でよく分散されるべきである。溶融混合中に別個の溶融相となる、添加物のうちのいくつか、例えば、ポリプロピレン、ビスコール（ＶＩＳＣＯＬ）５５０Ｐ（登録商標）などの蝋では、蝋と樹脂との間の粘度の違いが、数オーダーも離れており、このため蝋相のドメインサイズを減少させるのが困難である。蝋の分散が悪いより根本的な理由は、ポリマ間の固有の熱力学的非相溶性による。樹脂と蝋との間のフローリ−ハギンス（Ｆｌｏｒｙ−Ｈｕｇｇｉｎｓ）相互作用パラメータは通常正（反発）で大きく、そのため、界面エネルギは非常に大きいままであり、界面領域を減少させるために大きなドメインに相分離するのに有利である。ある一定の型のミキサ、例えば、周知のバンベリ（Ｂａｎｂｕｒｙ）ミキサにおいてトナー調製物を機械的にブレンドすることによりある程度の成功が達成されている。この場合、溶融温度を低レベルに維持することができ、ポリマ粘度はそれほど離れていない。しかしながら、溶融温度が典型的に高い配合押出機（compounding extruder）において効果的な蝋分散を達成することは困難である。

一般的には、トナーおよび現像剤組成物を開示し、より詳細には、トナー組成物、例えば脆化剤（embrittling agent）および少なくとも１つの蝋（wax）成分としても機能することができる相溶化剤（compatibilizer）を含む磁性の単一成分、二成分、および着色トナー組成物を開示する。ここで、脆化剤は、トナー成分の微粉化速度を現在のトナー製造速度の数より約８４％高くまで増大させることができ、これにより製造コストが減少する。例えば、相溶化剤により、蝋相は樹脂相中に実質的に完全に分散させることができ；蝋がトナー中によく分散されていないと、処理中に除去され、最終生成物中に含有されていないと、定着サブシステムにおいて十分に剥離機能を果たすことができない。実施の形態では、トナー組成物は、ポリマと、着色剤と、蝋と、蝋相溶化剤／脆化剤と、トナー添加剤、例えば帯電増強添加物（charge enhancing additive）、表面添加物などと、を含み、トナーはまた２つのポリマを含むことができ、実施の形態では、例えば、第１の樹脂と、第２の架橋樹脂と、蝋成分と、および相溶化成分とを含む約２〜約１０のポリマ類が含まれる。実施の形態では、トナー組成物は、樹脂粒子、例えば第１の樹脂および第２の架橋樹脂粒子と、着色剤、例えば顔料粒子と、蝋成分、例えば、ポリプロピレン蝋、ポリエチレン蝋およびそれらの混合物のようなポリオレフィン類と、相溶化剤、例えばコポリマ、ホモポリマ、芳香族コポリマ類およびより詳細には、ＦＴＲ−１６２５FのようなＦＴＲシリーズおよびＦＭＲ−０１５０のようなＦＭＲシリーズとして三井化学（Ｍｉｔｓｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から入手可能なポリマ類と、を含む。そのポリマ類は、例えば、メチルスチレンホモポリマ類、メチルスチレンコポリマ類、芳香族モノマとメチルスチレンコポリマとを含むポリマ類、芳香族純粋モノマとメチルスチレン脂肪族コポリマとを含むポリマ類、芳香族純粋ポリマ類、芳香族純粋モノマ／芳香族モノマコポリマ類、などであり、全て三井化学から、グレードゼロシリーズ、２０００シリーズ、６０００シリーズ、７０００シリーズ、８０００シリーズ、ＦＭＲシリーズおよびＦＴＲシリーズとして入手可能である。より詳細には、本発明のトナー用に選択することができる相溶化剤は、米国特許第５，９７２，５４７号明細書において記述されている。

本発明の開示によれば、樹脂粒子と、着色剤粒子と、蝋成分、例えば低分子量ポリエチレン蝋、ポリプロピレン蝋、またはそれらの混合物と、本明細書で記述されているような相溶化剤／脆化剤と、帯電増強剤と、コロイダルシリカ類、金属酸化物類などのような表面添加物と、を含む正または負に帯電したトナー組成物もまた提供される。加えて、本明細書では前記トナー、およびキャリヤ粒子を含む現像剤組成物が説明されている。さらに、本発明の実施形態では、樹脂粒子と、磁性成分、例えばマグネタイト類と、蝋成分、例えばポリプロピレン蝋と、本明細書で記述されるような相溶化剤成分と、必要に応じて用いる周知のトナー添加物と、を含む単一成分トナー組成物が提供される。

開示したトナーおよび現像剤組成物は、多くの周知の静電複写イメージングおよび印刷システム、とりわけ、トナー中に蝋が存在するシステムにおいて有益であり、複数の実施形態では、トナーは幅広い定着ラチチュード、例えば約１００℃を有し、この温度は、最小固定温度（minimum fixing temperature）、例えば約１００℃〜約１７０℃（通常、紙上でトナー粒子を定着させるために選択される）と例えば約１８０℃〜約２５０℃のホットオフセット温度との間の温度範囲である。開示した現像剤組成物は表面エネルギが低く、摩擦係数の低いトナー画像を提供することができる。この特性により、紙が定着（fuser）ロールから容易に離れ、画像のしみが減少することができる。さらに、現像剤組成物は長期間にわたり安定した電気特性を有し、例えば、これらの組成物を使用すると、トナーの摩擦帯電値（triboelectrical charging values）が実質的に変化しない。

本明細書で開示した相溶化剤／脆化剤の含有は、異なるポリマ間、より特定的にはトナー樹脂と蝋との間の固有の非相溶性を実質的に克服するように計画されている。このため、処理温度許容度が広くなり、様々な装置、例えば押出機でのトナー調製が可能となる。熱力学的相溶性の改善により、時間経過に伴う全体の相分離に対抗し、主樹脂中での第２のポリマ相、例えば蝋、のより安定な分散が提供される。

多くの特定の利点は、本発明の実施形態において開示したトナーと関連する。例えば、トナー樹脂粒子、とりわけ樹脂と蝋との混合物の分散性が改善され；蝋のトナー中での分散が改善され、これにより、トナー製造プロセスの微粉化操作中での、トナーからのフリーの蝋粒子形態での蝋の望ましくない解離、およびこれらのフリーの蝋粒子による電子写真機サブシステムのその後の汚染が減少し；蝋の分散が悪いために起こる微粉化速度の減少が避けられ／最小に抑えられ；トナー中で所望の濃度の蝋が維持され、定着ロールからの剥離が改善され、指で剥がされた望ましくない引っかき傷が避けられ；トナー製造プロセスの機械的ブレンド操作中に広範囲のプロセス許容度が提供され；多くの装置、例えば押出機においてトナーの効果的な機械的ブレンドが可能となる。さらに、脆化剤／相溶化剤によりトナー微粉化速度の増加が可能となる。

開示の１つの特徴では、多くの装置、例えば押出機において達成可能な樹脂および蝋成分の分散が改善されたトナーおよび現像剤組成物を提供する。

さらに、開示の他の特徴は、相溶化剤を含み、最終トナーにおいて、トナー調製中に第２のポリマ成分を含む望ましくない粒子の生成が阻止され、または最小に抑えられたトナーおよび現像剤組成物の提供に関する。これらの粒子は、第２のポリマ成分に対して設計された機能を阻害する可能性がある。

開示のさらに他の特徴では、トナーの機械的ブレンド操作は、蝋成分の融点より高い５０℃という溶融温度で実施し、このため、バンベリー（Ｂａｎｂｕｒｙ）ミキサなどの装置を使用する低溶融温度混合プロセスに加えて、多くの装置を使用することが可能となる。

開示のさらに他の特徴では、トナー中の第２のポリマ相は安定なままであり、とりわけ長期にわたり、例えば実施形態では、最大６ヶ月までは、実質的な相分離は起こらない。

開示の他の特徴は、少なくとも１つの蝋成分を含む非相溶性ポリマ類が存在するトナー中における特定のポリマ脆化成分を提供することである。そのポリマは別個のセグメントまたはブロックを有し、それぞれが選択したトナー樹脂またはトナーポリマ類のうちの１つと相溶性があり、とりわけ、２つのトナーポリマ類を選択した場合、そのうちの１つは架橋ポリマである。

本明細書において記述する観点は、樹脂と、着色剤と、蝋と、芳香族炭化水素相溶化剤と、を含むトナー；樹脂と、着色剤と、スチレンモノマおよびインデンモノマから作成されたコポリマの相溶化剤と、を含むトナーであって、その相溶化剤は、ＦＭＲ−０１５０、ＦＴＲ−６１２５Ｆを含む、トナー；


樹脂と、着色剤と、蝋と、約９００〜約７，０００の重量平均分子量を有するイソプロペニルトルエン／インデンのコポリマ，約１，０００〜約４，０００の重量平均分子量を有するイソプロペニルトルエン／インデンのコポリマ，約２，０００〜約６，０００の重量平均分子量を有するイソプロペニルトルエン／インデンのコポリマ，と、を有し、および、必要に応じて、酸化シリカ、酸化チタン、およびステアリン酸亜鉛の添加物をさらに含むトナー；樹脂粒子と、マグネタイト類を含む顔料粒子と、蝋と、相溶化剤と、を含むトナー組成物であって、相溶化剤はまた、脆化成分として機能することができ、より特定的には、その成分はスチレンモノマとインデン系モノマのポリマまたはコポリマである、トナー組成物；第１の樹脂粒子と、第２の架橋樹脂粒子と、着色剤粒子と、低分子量蝋、例えばポリエチレンおよびポリプロピレン、例えばビスコール５５０Ｐ（商標）およびビスコール６６０Ｐ（商標）として日本の三洋化成工業（Ｓａｎｙｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から入手可能なものなどと、本明細書で記述したポリマ相溶化剤と、を含むトナー組成物；樹脂粒子と、顔料粒子と、低分子量蝋と、相溶化剤と、帯電増強添加剤と、を含む正に帯電したトナー組成物；前記トナーおよびキャリヤ粒子を含む現像剤組成物；スチレンブタジエン樹脂のような第１の樹脂粒子と、例えば、ジビニルベンゼンなどの周知の成分と架橋させたスチレンメタクリレートの第２の架橋樹脂類と、顔料、例えばマグネタイト類、カーボンブラック類またはこれらの混合物と、低分子量蝋、例えばポリエチレン、およびポリプロピレン、例えば、ビスコール５５０Ｐ（商標）およびビスコール６６０Ｐ（商標）として日本の三洋化成工業から入手可能なものと、本明細書で記述した相溶化剤／脆化剤またはこれらの混合物と、トナー表面添加剤と、必要に応じて用いる帯電増強添加剤と、を含むトナー組成物と、キャリヤ粒子とを含む現像剤組成物、を含む。前記組成物のキャリヤ成分としては、鋼、鉄、またはフェライト、特にその上にポリマコーティングを有するもののような多くの周知の材料を選択することができる。

開示したトナーおよび現像剤組成物のために選択され、様々な有効量、例えば約７０重量％〜約９５重量％で存在する、適したトナー樹脂の例示的な例としては、スチレン系樹脂類、例えばスチレンアクリレート類、スチレンメタクリレート類、スチレンブタジエン類；ポリエステル類、ポリアミド類、エポキシ樹脂類、ポリウレタン類、ポリオレフィン類、ビニル樹脂類、ジカルボン酸と、ジフェノールを含むジオールとのエステル化ポリマ生成物；架橋樹脂類；およびそれらの混合物、ならびに他の適した周知の樹脂類が挙げられる。

１つのトナー樹脂として、ジカルボン酸と、ジフェノールを含むジオールとのエステル化生成物を選択することができる。この成分は米国特許第３，５９０，０００号明細書において記述されている。他のトナー樹脂としては、スチレン／メタクリレートコポリマ類、スチレン／アクリレートコポリマ類、およびスチレン／ブタジエンコポリマ類、とりわけ、前記特許において記述されているようなもの；およびスチレン含有量が高い（約８０〜８５重量％のスチレンを超える）スチレンブタジエン樹脂（グッドイヤーケミカル社（Ｇｏｏｄｙｅａｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手されるプリオライト（ＰＬＩＯＬＩＴＥＳ、登録商標）およびプリオトーンズ（ＰＬＩＯＴＯＮＥＳ、登録商標）として入手可能である）；ビスフェノールＡとプロピレンオキシドとの反応、続いて反応生成物とフマル酸との反応により得られるポリエステル樹脂；およびジメチルテレフタレート、１，３−ブタンジオール、１，２−プロパンジオールおよびペンタエリトリトールの反応から得られる分枝ポリエステル樹脂類；押出成形樹脂類、例えば、米国特許第５，３７６，４９４号明細書、第５，４０１，６０２号明細書、第５，２２７，４６０号明細書および第５，３５２，５５６号明細書で記述されているものが挙げられる。複数の実施形態では、トナーは、例えば、本明細書で記述されているような、スチレンアクリレート、スチレンメタクリレート、またはスチレン含有量が高いスチレンブタジエンのような第１の樹脂と、スチレンとメタクリル酸ブチルの架橋コポリマを含む第２のポリマと、を含む。第１および第２の樹脂の前記混合物は、各樹脂を様々な有効量で含むことができ、例えば約５０〜約９０、好ましくは約７０重量％のスチレンブタジエンのような第１の樹脂と、約５０〜約１０、好ましくは約３０重量％の、例えばジビニルベンゼンと架橋させた樹脂のような第２の樹脂とすることができる。

トナー粒子用の着色剤として、多くの周知の適した顔料を選択することができ、例えば、リーガル（ＲＥＧＡＬ）３３０（登録商標）、ブラックパールズ（ＢＬＡＣＫ ＰＥＡＲＬＳ、登録商標）、バルカン（ＶＵＬＣＡＮ、登録商標）のようなカーボンブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニン誘導体類、マグネタイト類、およびそれらの混合物、ならびに、シアン、マジェンタ、イエロ、および他の周知の着色顔料が挙げられる。顔料は、好ましくはカーボンブラックであるが、トナー組成物を着色させるのに十分な量で存在すべきであり、これによりはっきりと視認可能な画像が形成される。一般に、顔料粒子は、トナー組成物の総重量に基づき、約２重量％〜約２０重量％、好ましくは約５〜約１０重量％の量で存在するが、複数の実施形態では、それ以下またはそれ以上の量の顔料粒子を選択してもよい。

着色剤粒子が周知のマグネタイト類、例えばマピコブラック（ＭＡＰＩＣＯ ＢＬＡＣＫ、登録商標）として市販されているものを含む場合、その粒子は、通常、トナー組成物中に、約１０重量％〜約７０重量％の量、好ましくは約１０重量％〜約３０重量％の量で存在する。また、顔料粒子として、カーボンブラックまたは等価の顔料とマグネタイト類の混合物を選択することができ、そのような混合物は、例えば、約６重量％〜約７０重量％のマグネタイト類と、約２重量％〜約１５重量％のカーボンブラックを含む。

より特定的には、着色剤、例えば染料、顔料およびそれらの混合物は、トナー中に有効な量、例えばトナー成分の約１〜約２５重量％、より特定的には約２〜約１２重量％の量で存在し、そのような着色剤としては、リーガル（ＲＥＧＡＬ）３３０（登録商標）のようなカーボンブラック；モーベイ（Ｍｏｂａｙ）マグネタイトＭＯ８０２９（商標）、ＭＯ８０６０（商標）などのマグネタイト類；コラムビアン（Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ）マグネタイト類；マピコブラックス（商標）および表面処理したマグネタイト類；フタロシアニンヘリオゲンブルー（ＨＥＬＩＯＧＥＮ ＢＬＵＥ）Ｌ６９００（商標）、ポールウーリッヒ社（Ｐａｕｌ Ｕｈｌｉｃｈ＆Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｉｎｃ．）から入手可能なピグメントブルー（ＰＩＧＭＥＮＴ ＢＬＵＥ）１（商標）、オンタリオ州トロントのドミニオンカラー社（Ｄｏｍｉｎｉｏｎ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｌｔｄ．）から入手可能なピグメントバイオレット（ＰＩＧＭＥＮＴ ＶＩＯＬＥＴ）１（商標）、ピグメントレッド４８（商標）、レモンクロムイエロＤＣＣ（ＬＥＭＯＮ ＣＨＲＯＭＥ ＹＥＬＬＯＷ ＤＣＣ）１０２６（商標）、Ｅ．Ｄ．トルイジンレッド（ＴＯＬＵＩＤＩＮＥ ＲＥＤ）（商標）およびボンレッド（ＢＯＮ ＲＥＤ）Ｃ（商標）、ヘキスト（Ｈｏｅｃｈｓｔ）からのノバパームイエロ（ＮＯＶＡＰＥＲＭ ＹＥＬＬＯＷ）ＦＧＬ（商標）、ホスタパームピンク（ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ ＰＩＮＫ）Ｅ（商標）が挙げられる。他の周知の着色剤を選択することができ、例えば、レバニルブラック（Ｌｅｖａｎｙｌ Ｂｌａｃｋ）Ａ−ＳＦ（マイルス（Ｍｉｌｅｓ）、バイヤー（Ｂａｙｅｒ））およびサンスパース（Ｓｕｎｓｐｅｒｓｅ）カーボンブラックＬＨＤ９３０３（サンケミカルズ（Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ））、および着色染料、例えば、ネオペン（Ｎｅｏｐｅｎ）ブルー（ＢＡＳＦ）、スーダン（Ｓｕｄａｎ）ブルーＯＳ（ＢＡＳＦ）、ＰＶファーストブルー（Ｆａｓｔ Ｂｌｕｅ）Ｂ２Ｇ０１、スーダンオレンジＧ（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ））、スーダンオレンジ２２０（ＢＡＳＦ）、パリオゲン（Ｐａｌｉｏｇｅｎ）オレンジ３０４０（ＢＡＳＦ）、リソール（Ｌｉｔｈｏｌ）ファーストイエロ０９９１Ｋ（ＢＡＳＦ）、パリオトールイエロ１８４０（ＢＡＳＦ）、ネオペンイエロ（ＢＡＳＦ）、ノボパーム（Ｎｏｖｏｐｅｒｍ）イエロＦＧ１（ヘキスト）、パーマネント（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ）イエロＹＥ０３０５（ポールウーリッヒ）、ファナル（Ｆａｎａｌ）ピンクＤ４８３０（ＢＡＳＦ）、シンカシア（Ｃｉｎｑｕａｓｉａ）マジェンタ（デュポン）、リソールスカーレット（Ｌｉｔｈｏｌ Ｓｃａｒｌｅｔ）Ｄ３７００（ＢＡＳＦ）、トルイジン（Ｔｏｌｕｉｄｉｎｅ）レッド（アルドリッチ）、スカーレット フォー サーモプラスト（Ｓｃａｒｌｅｔ ｆｏｒ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔ）ＮＳＤ ＰＳ ＰＡ（カナダのウジンクールマン（Ｕｇｉｎｅ Ｋｕｈｌｍａｎｎ））、Ｅ．Ｄ．トルイジン（Ｅ．Ｄ．Ｔｏｌｕｉｄｉｎｅ）レッド（アルドリッチ）、リソールルービントナー（Ｌｉｔｈｏｌ Ｒｕｂｉｎｅ Ｔｏｎｅｒ）（ポールウーリッヒ）、リソールスカーレット（Ｌｉｔｈｏｌ Ｓｃａｒｌｅｔ）４４４０（ＢＡＳＦ）、ボンレッド（Ｂｏｎ Ｒｅｄ）Ｃ（ドミニオンカラー社（Ｄｏｍｉｎｉｏｎ Ｃｏｌｏｒ）社）、ロイヤルブリリアント（Ｒｏｙａｌ Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ）レッドＲＤ−８１９２（ポールウーリッヒ）、オラセット（Ｏｒａｃｅｔ）ピンクＲＦ（チバガイギー）、パリオゲン（Ｐａｌｉｏｇｅｎ）レッド３８７１Ｋ（ＢＡＳＦ）、パリオゲン（Ｐａｌｉｏｇｅｎ）レッド３３４０（ＢＡＳＦ）、およびリソールファーストスカーレット（Ｌｉｔｈｏｌ Ｆａｓｔ Ｓｃａｒｌｅｔ）Ｌ４３００（ＢＡＳＦ）である。

本明細書で開示したトナー組成物中に組み入れるために、様々な周知の適した効果的な正または負帯電増強添加物を選択することができる。より特定的には、その量は約０．１〜約１０重量％、さらにより特定的には約１〜約３重量％である。添加物の例としては、アルキルピリジニウムハロゲン化物類を含む第四アンモニウム化合物；アルキルピリジニウム化合物、米国特許第４，２９８，６７２号明細書を参照；有機スルフェートおよびスルホン酸組成物、米国特許第４，３３８，３９０号明細書；ホウフッ化セチルピリジニウム類（cetyl pyridinium tetrafluoroborate）；ジステアリルジメチルアンモニウムメチルスルフェート；アルミニウム塩類、例えばボントロン（ＢＯＮＴＲＯＮ）Ｅ８４（商標）またはＥ８８（商標）（保土谷化学（Ｈｏｄｏｇａｙａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ））；などが挙げられる。

本明細書で開示したトナー組成物と、トナー添加物、例えば、流動補助（flow aid）添加物を含む外部添加物粒子とをブレンドすることもできる。そのような添加物は通常その表面上に存在する。これらの添加物の例としては、金属酸化物類、例えば、酸化チタン、酸化スズ、それらの混合物など；コロイダルシリカ類、例えば、アエロシル（ＡＥＲＯＳＩＬ、登録商標）；金属塩類および脂肪酸類の金属塩類、例えばステアリン酸亜鉛；酸化アルミニウム、酸化セリウム、およびその混合物が挙げられ、添加物は一般に、約０．１重量％〜約５重量％、好ましくは約０．１重量％〜約１重量％の量で存在する。前記添加物のいくつかは米国特許第３，５９０，０００号明細書および第３，８００，５８８号明細書、コートシリカ類、および米国特許第６，２１４，５０７号明細書において記述されている。

低分子量、例えば、約１，０００〜約２０，０００、およびより特定的には、約１，０００〜約７，０００の蝋の例としては、英国特許公開公報第１，４４２，８３５号明細書および本明細書で言及した適当な米国特許において記述されているものが挙げられ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、など、とりわけビスコール５５０Ｐ（商標）およびビスコール６６０（商標）が挙げられる。日本の三洋化成工業からの多くの例で得られる前記蝋は、トナー中に様々な有効な量、例えば約０．５〜約１０重量％、好ましくは約３〜約７重量％の量で存在する。蝋の機能の例は、定着後、紙からの剥離性を増大させ、潤滑性のある定着トナー画像を提供することである。トナーから蝋が解離または分離するとこれらの機能が軽減することがある。また、蝋の分散が悪いトナーは通常、より低い微粉化速度を有し、トナーと共に残ることができるフリーの蝋は電子写真クリーニング装置の内部に蓄積し、機器の故障を引き起こすことがある。これらのおよび他の欠点は、本明細書の実施形態において記述したトナーを用いることにより避けることができ、または最小に抑えることができる。

選択できる相溶化剤は様々な有効量、例えば約１〜約２０重量％、より特定的には約２〜約１０重量％、さらにより特定的には約０．５〜約８重量％または約１〜約８重量％の量で存在し、そのような相溶化剤は脆化剤としても機能することができ、例えば、イソプロペニルトルエンとインデンのコポリマ類（ＦＭＲ−０１５０）、イソプロペニルトルエンとＣ_５留分のコポリマ類（ＦＴＲ−６１２５Ｆ）、などが挙げられる。米国特許第５，９７２，５４７号明細書を参照のこと。この特許の開示内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる。

さらに、本明細書で開示したトナーおよび現像剤組成物に関して、その中に存在してもよい成分としては、完全に飽和した炭化水素バックボーンを含む線形ポリマアルコールであり、ポリマ鎖の少なくとも約８０％では１つの鎖端がヒドロキシル基で終わり、そのアルコールは以下の化学式：
ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_２ＯＨ
（式中、ｎは約３０〜約３００、好ましくは約３０〜約１００の数字である）
で表される。このアルコール類はペトロライトコーポレーション（Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能である。特に好ましいポリマアルコール類としては、ｎが約３０〜約５０の数を表すものが挙げられる。そのため、開示された実施形態では、選択したポリマアルコール類は、ガスクロマトグラフィにより決定される数平均分子量が約４５０以上〜約１，４００、好ましくは約４７５〜約７５０である。より特定的には、ポリマアルコール類は、約０．０５〜約２０重量％の量で存在することができる。そのため、例えば、内部添加物として、ポリマアルコール類は約０．５重量％〜約２０重量％の量で存在し、外部添加物として、ポリマアルコール類は約０．０５重量％〜約５重量％よりわずかに少ない量で存在する。内部に蝋が存在するトナーおよび現像剤組成物は、トナー樹脂粒子と、顔料粒子と、ポリマアルコール類と、他の必要に応じて用いる成分とを最初にブレンドすることにより調合される。対照的に、ポリマアルコール類が外部添加剤として存在する場合、トナー組成物は、例えば、樹脂粒子と顔料粒子とを含むように最初に調合し；その後に、微粉化したポリマアルコール類を添加する。

開示したトナー組成物と混合するために選択することができるキャリヤ粒子の例示的な例としては、トナー粒子の極性とは反対の極性の電荷を摩擦電気的に得ることができる粒子が挙げられる。したがって、キャリヤ粒子は、負の極性を有するように選択することができ、これにより正に帯電したトナー粒子がキャリヤ粒子に付着し、およびキャリヤ粒子の周囲を囲むことができる。また、トナー組成物が負の極性を有するように正の極性を有するキャリヤ粒子を選択することができる。選択してもよい周知のキャリヤ粒子の例示的な例としては、粒状ジルコン、粒状珪素、ガラス、鋼、ニッケル、鉄、フェライト類、例えばスチュワートケミカル（Ｓｔｅｗａｒｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から入手可能な銅亜鉛フェライト類、などが挙げられる。キャリヤ粒子はその上に、フルオロポリマ類、例えばＫＹＮＡＲ（登録商標）、ポリメタクリレートなどのような周知のコーティングを含んでもよい。選択してもよい特定のコーティングの例としては、塩化ビニル／トリフルオロクロロエチレンコポリマが挙げられ、このコーティングはその中に導電性粒子、例えばカーボンブラックを含む。他のコーティングとしては、フルオロポリマ類、例えばポリビニリデンフルオリド樹脂類、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）、フッ素化エチレンおよびプロピレンコポリマ類、スチレン、メチルメタクリレート、およびシラン、例えばトリエトキシシランのターポリマ類（米国特許第３，４６７，６３４号明細書および第３，５２６，５３３号明細書を参照のこと）；ポリテトラフルオロエチレン、フッ素含有ポリアクリレート類、およびポリメタクリレート類；塩化ビニルおよびトリクロロフルオロエチレンのコポリマ類；および他の周知のコーティングが挙げられる。混合物、特に２つのポリマコーティングをその上に有するコアを含む成分をキャリヤとして選択してもよい。米国特許第４，９３７，１６６号明細書および第４，９３５，３４６号明細書を参照のこと。

キャリヤ粒子の直径は変動してもよいが、キャリヤ粒子は一般に約５０μｍ〜約１，０００μｍ、好ましくは約７５〜約２００μｍの直径を有し、このため、例えば、これらの粒子は、現像プロセス中に静電画像に付着しないように十分な密度および慣性を有することが可能である。キャリヤ粒子は、トナー粒子と様々な適した組み合わせで、例えばトナー１部あたり約１〜約３部から約１００〜約２００重量部のキャリヤで混合することができる。

開示したトナー組成物は、多くの周知の方法、例えば、トナー樹脂粒子と、顔料樹脂粒子または着色剤と、相溶化剤／脆化剤と、必要に応じて用いる添加物と、ポリマ蝋類との機械的ブレンドおよび溶融ブレンド、その後の分級を含む機械的削減（attrition）により調製することができる。他の方法としては、噴霧乾燥、機械的分散、溶融分散、分散重合、および懸濁重合などの当技術分野で周知なものが挙げられる。トナー粒子は通常、微粉化され、分級され、これにより、コールタカウンタ（Coulter Counter）で決定される平均体積粒径が約７〜約２５μｍ、好ましくは約１０〜約１５μｍのトナーが得られる。トナー組成物はまた、配合押出機、例えば、ニュージャージ州ラムゼーのワーナ＆プフライデラ（Ｗｅｒｎｅｒ＆Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）により供給される型の同時回転連動二軸押出機（corotating intermeshing twin screw extruder）、で調製することができる。相溶化剤を含有すると、例えば、主ポリマ相と第２ポリマ相との間の熱力学的相溶性が改善される。その結果、第２ポリマはより小さなドメイン粒子サイズの蝋中に分散させることができ、主樹脂への接着性が改善される。より小さなドメインサイズおよび主トナー樹脂への優れた接着性により、微粉化中に第２の蝋ポリマが分離して個々の粒子となることが阻止され、または最小に抑えられる。さらに、相溶化作用は高温の溶融温度、例えば、蝋成分の融点の約５０℃上の温度で機能することができる。蝋成分の融点では、ポリマ粘度が大きく異なるので機械的ブレンドが困難である。この利点により、機械的ブレンド操作のプロセス許容度が増大する。相溶化剤／脆化剤を含有する利点は機械的ブレンドプロセスのみに限定されず、例えば、他の周知の調製方法において、分散性および接着性が改善される。また、有効量の相溶化剤／脆化剤を含有させることにより、高濃度、例えば、１０重量％まで、およびより特定的には、約５〜約７重量％の蝋を効果的にトナー中に分散させることができる。

開示したトナーおよび現像剤組成物は、例えば、セレンおよびセレン合金などの従来の光受容体を含む静電複写イメージングシステムにおいて画像を現像する際に使用するために選択してもよい。とりわけ正に帯電したトナー組成物を選択する場合、透明層および光生成層を含む層状光応答装置もまた有益である。米国特許第４，２６５，９９０号明細書；４，５８５，８８４号明細書；４，５８４，２５３号明細書および４，５６３，４０８号明細書を参照のこと。

開示したトナーおよび現像剤組成物は特に、電荷輸送手段と計量帯電手段（metering charging means）との間に配置された現像ゾーンを含む静電複写イメージング装置と共に使用するのに有益である。その装置は米国特許第４，３９４，４２９号明細書および第４，３６８，９７０号明細書において説明されている。

（実施例１）
約８０〜約９０重量％の部分的に架橋したプロポキシル化ビスフェノールＡフマレート、ＬＥＸ（約４０％が架橋、および約６０％が未架橋）、または約６０重量％のプロポキシル化ビスフェノールＡフマレートの直線ポリエステルおよび約４０重量％の架橋プロポキシル化ビスフェノールＡフマレートを含む架橋ポリエステル樹脂と、約３〜約７重量％のポリプロピレン蝋（Ｍ_ｗは約６６０、日本の三洋化成工業からビスコール６６０Ｐ（商標）として入手可能）と、５重量％のリーガル３３０（登録商標）カーボンブラックと、０〜約１０重量％の、日本の三井化学（Ｍｉｔｓｕｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から入手可能なＭ_ｗが約２，０４０およびＭ_ｎが約１，１９０のイソプロペニルトルエン／インデンコポリマを含む相溶化剤／脆化剤と、を含む多くのトナー組成物を、約１３０〜約１６０℃のバレル設定温度でワーナ＆プフライデラＺＳＫ２５およびＺＳＫ−４０二軸押出機を用い、上記成分を機械的にブレンドすることにより調製した。周知のプロセスによる微粉化および分級後、コールタカウンタで測定すると体積平均直径が約９μｍのトナー粒子を得た。上記相溶化剤と添加すると、微粉化速度が約４０〜８０％増加した。これらの粉砕速度の増加は、アルピン（Ａｌｐｉｎｅ）ＡＦＧ２００粉砕器の送り速度から測定した；８７重量％の部分的に架橋したプロポキシル化ビスフェノールＡフマレート、ＬＥＸ、または約６０重量％のプロポキシル化ビスフェノールＡフマレートの線形ポリエステルと約４０重量％の架橋プロポキシル化ビスフェノールＡフマレートとを含む架橋ポリエステル樹脂と、５重量％のポリプロピレン蝋（Ｍ_ｗは約６６０、日本の三洋化成工業からビスコール６６０Ｐ（商標）として入手可能）と、５重量％のリーガル３３０（登録商標）カーボンブラックと、３重量％の、ペンシルバニア州フィラデルフィアのアトフィナケミカルズ社（Ａｔｏｆｉｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｉｎｃ．）から入手可能なエチレン−グリシジルメタクリレートコポリマ、ＡＸ−８８４０を含む蝋相溶化剤と、を含む対照トナーに対する微粉化速度増加データについての表１を参照のこと。

作成した蝋分散物を蝋分散指標値（ＷＤＩ：wax dispersion index value）により定量化した。表２を参照のこと。この値は、ＤＳＣによる第１パス分級微粉中の蝋量を測定し、ＤＳＣによる最終生成物の蝋量を測定することにより得た。微粉は、分級プロセス中に除去される＜５μｍ分散の小粒子である。最終トナー生成物粒子は９μｍ±１μｍのサイズ分散内であった。分散指標はこれら２つの値の間の差をこれら２つの値の合計で割ったものを示す。

表２に示した０．３４、０．４７、および０．４８値などの大きなＷＤＩ数は、蝋分散が良くないことを示す。蝋の大部分は通常、微粉と共に除去され、最終トナー生成物中に蝋は存在しない、または実質的に蝋は存在しないからである。

その後、前記調製トナー組成物を、現在の製造キャリヤと共にリトルフォード（Ｌｉｔｔｌｅｆｏｒｄ）Ｍ５Ｒブレンダ内で機械的に混合することにより現像剤組成物を調製した。キャリヤは、上記のように、５．２％トナー濃度で、すなわち、１００重量部のキャリヤあたり５．２重量部のトナー濃度とした。キャリヤはコーティングを備えた鋼コアを含み、その上に０．８重量％のポリフッ化ビニリデンおよびポリメタクリル酸メチルとカーボンブラックを備える。

多くの調製トナーについて、ゼロックス社（Ｘｅｒｏｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）ＤＣ４８０、７５ページ／分の機械において機械試験を実施した。試験した第１のトナーは、約１３０℃のバレル温度設定のワーナ＆プフライデラＺＳＫ−２５スーパーコンパウンダ（Ｓｕｐｅｒｃｏｍｐｏｕｎｄｅｒ）内で溶融混合した。トナーは、８６％のＬＥＸ樹脂と、４％の６６０Ｐ蝋と、５％のＦＴＲ−６１２５Ｆと、５％のリーガル３３０（登録商標）カーボンブラックとを含んだ。粒子サイズを減少させ分級した後、トナーに、２．８％の二酸化シリカ、２．１％の二酸化チタン、および０．２４％のラウリン酸ステアリン酸亜鉛の外部添加剤を添加した。前記トナーをリトルフォードＭ５Ｒブレンダー内で混合することにより、５．２％のトナーおよびバランスキャリヤ（鋼コア）の現像剤を調製した。その後、トナー補充カートリッジを作成した。そのカートリッジは、上記のように調製したトナーとキャリヤとを１２：１の比、すなわち１２部のトナー対１部のキャリヤ、を含み、その後、約８０，０００コピーについて、ゼロックス社ＤＣ４８０、７５ページ／分の機械において試験した。この試験は、１８．３℃（６５°Ｆ）、１０％の相対湿度〜２６．７℃（８０°Ｆ）、８０％の相対湿度の広範囲の環境に及んだ。環境変化に対する機械応答および摩擦／トナー濃度許容度に基づき、機械プロセス制御を維持する能力は優れていた。プロセス制御は、例えば、ＤＣ４８０機械が約３〜約７％のトナー濃度、約１４μクーロン／ｇ〜約３７μクーロン／ｇの摩擦帯電空間を保持する能力を示す。

第２のトナーについて、上記のように、８２％のＬＥＸ樹脂と、５（重量）％の６６０Ｐ蝋と、５％のリーガル３３０（登録商標）カーボンブラックと、８％のＦＴＲ−６１２５Ｆとを含むトナーを用いて機械試験を実施した。成分は、約１４０℃のバレル温度設定のワーナ＆プフライデラＺＳＫ−４０スーパーコンパウンダー内で溶融混合した。トナーを本明細書で説明しているように調製し、外部添加剤、補充剤および現像剤を含んだ。補充剤および現像剤は本明細書で説明したように調製した。ゼロックス社ＤＣ４９０、９０ページ／分の機械を用い、真上で示した環境の範囲を用いて、約８０，０００コピーを作成すると、環境変化およびトナー濃度／摩擦応答に関し、対照トナーと同様の結果が得られた。プロセス制御を維持する機械の能力により性能を判定した。

８０％のＬＥＸ樹脂と、５％の６６０Ｐ蝋と、５％のリーガル３３０（登録商標）カーボンブラックと、１０％のＦＴＲ−６１２５Ｆとを含む第３のトナーについて、本明細書で説明したように、機械試験を行った。成分は、約１４０℃のバレル温度設定のワーナ＆プフライデラＺＳＫ−２５スーパーコンパウンダ内で溶融混合した。ゼロックス社ＤＣ４８０、７５ページ／分において、約２２．２℃（７２°Ｆ）および５５％の相対湿度〜２３．３℃（７４°Ｆ）および４２％の相対湿度のラボ雰囲気条件で、約２０，０００コピーを作成した。トナー性能は、トナー濃度／摩擦応答に関しては、対照トナー（芳香族炭化水素無し）に比べ優れていた。プロセス制御もまた優れており、上記第２のトナーと同様であった。

（実施例２）
実施例１のプロセスを繰り返し、機械的にトナー成分をワーナ＆プフライデラＺＳＫ−４０二軸同時回転押出機内で約１２０℃〜約１３０℃のバレル設定温度で機械的に混合することにより、調製した。ＬＥＸの代わりに選択した樹脂が、３７％のゲル／架橋値を有する架橋ポリエステルビスフェノールＡプロピレンオキシドフマレートポリマであり、４．６％のＲ３３０（登録商標）カーボンブラック、４．６％の６６０Ｐ蝋、２．８％のＡＸ８８４０であり、相溶化剤／脆化剤が、イソプロペニルトルエン（ＩＰＴ）およびインデンモノマ類、ＦＭＲ０１５０（日本の三井化学から入手可能）、を含む８重量％のポリマを含む点で、トナー組成は実施例１と異なった。このポリマは、ＦＴＲ−６１２５Ｆ（これもまた三井化学から供給される）と同様であり、この場合、インデンモノマがＣ４−Ｃ５留出物モノマにとって代わる。両方のポリマ類の性能特性は同様である。この実施例では、相溶化剤を含む既存の対照材料調製物の上にＦＭＲを添加した。

実施例１で説明したプロセスにより決定した蝋分散指標は、このトナーでは０．０４であり、優れた蝋分散が示された。

微粉化および分級後、コールタカウンタにより測定すると、約９μｍの体積平均直径を有するトナー粒子を得た。ＦＭＲ−０１５０を８重量％添加することにより、８７％のポリエステルと、５％のＲ３３０（登録商標）カーボンブラックと、５％の６６０Ｐ蝋と、３％のＡＸ８８４０とを含む対照トナーに比べ、約３０％の微粉化速度の増加が得られた。

８重量％のＦＭＲを有するトナー、および０重量％のＦＭＲを有する上記対照トナーに、帯電添加物を１００部のトナーに２．８部のコロイダルシリカ、２．１部のコートコロイダルシリカ（コロイダルシリカは市販されている；コートシリカおよび他のシリカもまた米国特許第６，１９０，８１５号明細書および第６，２１４，５０７号明細書において記述されている。この開示内容は参照により本明細書に全体として組み込まれる）、および０．２４部のステアリン酸亜鉛の割合で、高強度垂直ブレンダ内でブレンドした。その後、ブレンドトナーを標準現像剤中に混入させた。その後、０、１５、３０、および６０秒での現像剤混合物の帯電−スペクトル分析により、帯電について評価した。帯電評価パラメータは、摩擦（Ｑ／Ｍ）、較正した誤記号（Ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ Ｗｒｏｎｇ Ｓｉｇｎ：ＣＷＳ）、および較正した低帯電（Ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ Ｌｏｗ Ｃｈａｒｇｅ：ＣＬＣ）である。

帯電−スペクトル性能の比較（下記表を参照のこと）により、実質的に同様のトナー帯電が示され、このため、ＦＭＲの存在による帯電悪影響はない。

このトナーの定着試験では、対照トナーと同様の結果が得られた。定着ロール温度において１３℃のわずかな増大により、調製したトナーの性能は、しわ規格値およびストリッパ指紋（ｓｔｒｉｐｐｅｒ ｆｉｎｇｅｒ ｍａｒｋ）規格値に関し、対照トナーと比べ実質的に等価になった。

（実施例３）
０〜約１０重量％の上記ＬＥＸ架橋ポリエステル樹脂と、０〜約１２重量％の日本の三井化学から入手可能なＦＴＲ−６１２５Ｆ相溶化剤／脆化剤と、１６％の日本のサンケミカル（Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から入手可能なブルーフラッシュ（Ｂｌｕｅ Ｆｌｕｓｈ）顔料と、レサポール（ＲＥＳＡＰＯＬ）線形ポリエステルとを含むいくつかのトナーを作成した。ワーナ＆プフライデラＺＳＫ−２５ＳＣ同時回転押出機において、約９０℃〜約１２０℃のバレル設定温度、約４０〜約６０ｌｂｓ／時間の送り速度で成分を機械的に混合した。その後、上記トナーの微粉化速度を測定した。選択したＦＴＲ−６１２５Ｆの量は微粉化速度に影響することがあり、粉砕速度は０から約６７％増加する。

計画的な実験を使用して上記トナー類の性能を評価した。下記表に示すように、３つの各レベルで４因子を考慮した。

トナー類の性能は以下の通りであった。

上記データの統計学的解析により、ＦＴＲ６１２５Ｆレベルのパーセントは粉砕速度の９３％の原因であることが示された。このように、ＦＴＲ相溶化剤を添加すると、トナーの粉砕性が増大し、これにより製造コストが減少するが、ゼロックス社ＤＣ４８０機械において使用する場合のトナー性能にはほとんどまたは全く影響がなかった。

Claims (8)

1. トナー組成物であって、
   前記トナー組成物は、樹脂と、着色剤と、蝋と、芳香族炭化水素相溶化剤と、を含み、
   前記蝋は前記トナー中に保持され、前記トナーは０．１０未満の蝋分散指標値を有する、トナー組成物。
2. 前記相溶化剤の分子量は、
   重量平均分子量で１，０００〜２５，０００である、請求項１記載のトナー組成物。
3. 前記相溶化剤は、スチレン系モノマとインデン系モノマとの重合により作製されたコポリマを含む、請求項１記載のトナー組成物。
4. 前記相溶化剤は、８０℃〜１００℃の軟化点を有し、または、
   前記相溶化剤は、１５℃〜７５℃のガラス転移温度Ｔｇを有する、請求項１記載のトナー組成物。
5. 前記相溶化剤は、０．５〜１０重量％の量で存在する、請求項１記載のトナー組成物。
6. 前記蝋は、ポリエチレンまたはポリプロピレンのポリオレフィンである、請求項１記載のトナー組成物。
7. 前記相溶化剤は、８００〜２，８００の重量平均分子量を有する、請求項１記載のトナー組成物。
8. 樹脂と、着色剤と、蝋と、および９００〜７，０００の重量平均分子量を有するイソプロペニルトルエン／インデンのコポリマと、を含み、前記トナーは０．１０未満の蝋分散指標値を有する、トナー。