JP6086749B2 - 電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を含むトナー粒子、およびその製造方法 - Google Patents

電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を含むトナー粒子、およびその製造方法 Download PDF

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Description

本開示は、一般的に、トナープロセスに関し、さらに具体的には、乳化凝集融着プロセス、およびこのプロセスによって作製されるトナー組成物、このトナーを用いる現像プロセスに関する。
本開示は、シェルとコアとを備え、シェルが、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を含み、これによりトナー粒子表面に突起部を生じる、トナー粒子を提供する。
本開示は、トナー粒子を製造する方法であって、この方法は、
樹脂、場合によりワックス、場合により着色剤、場合により界面活性剤、場合により凝固剤、1つ以上のさらなる任意要素の添加剤を含有する第1のエマルションを混合することによってスラリーを作製することと、
スラリーを加熱し、スラリー中に凝集粒子を作製することと、
スラリーに、樹脂を含む第2のエマルションを加えることによって、凝集粒子の上にシェルを作製することと;
シェルを作製する工程中に、スラリーに対し、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を加え、シェル中に突起部を作製することと、
pHを調節することによって、粒子の凝集を凍結させることと、
スラリー中の凝集粒子を加熱し、粒子を融着させてトナー粒子にすることと、
場合により、トナー粒子を洗浄し、乾燥することとを含む、方法も提供する。
図1は、本開示のトナー粒子の画像である。
本開示は、シェルとコアとを備え、シェルが、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を含み、これによりトナー粒子表面に突起部を生じる、トナー粒子を提供する。突起部と、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子の存在は、トナーカートリッジの寿命が尽きる前に他の添加剤がトナー粒子表面に衝突したときでさえ、電荷制御剤種がトナー粒子の外側表面に接近可能なままであるため、トナーの寿命を超えて、変化が少ない電荷特性を与える。トナー粒子は、いくつかの実施形態において、全ての温度/湿度環境で印刷特性および不変性が高くなる。
本開示は、シェルとコアとを備え、シェルが、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を含み、これによりトナー粒子表面に突起部を生じるトナー粒子を提供することを含む、トナー粒子を製造する方法も提供する。
本開示のプロセスは、凝集する粒子、例えば、凝固剤存在下、結晶性ポリマー樹脂および/またはアモルファスポリマー樹脂(例えば、ポリエステル)と、場合によりワックスと、場合により着色剤とを含む粒子を含んでいてもよい。電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子が、シェル作製工程の適切な時間にシェルに組み込まれ、その結果、トナー粒子表面から所望な程度まで突起部が生じる。
多くの利点は、本明細書で示すプロセスによって得られるトナーおよびトナー組成物に関係がある。例えば、本開示のトナー粒子は、広範囲の温度湿度環境にわたって、高い電荷特性を有していると思われ、例えば、Aゾーン(80°F、相対湿度80〜85%)で約35μC/gmより大きく、Bゾーン(70°F、相対湿度50%)で約65μC/gmより大きく、Jゾーン(70°F、相対湿度10%)で約85μC/gmより大きい。
本開示のトナー粒子は、寿命が長い場合もある。つまり、このトナー組成物は、従来のトナー組成物と比較して、トナー粒子が、スペーサー粒子によって添加剤のすばやい衝突から守られており、多数の画像化周期または多数の印刷にわたって、変化が少なく高いトナー粒子電荷を与えるだろう。例えば、本開示のトナー粒子は、20,000ページより多い長い寿命、例えば、少なくとも30,000ページ、少なくとも40,000ページ、または少なくとも50,000ページ、またはそれ以上の長い寿命を有するだろう。
トナー表面にスペーサー粒子が突起していることによって、トナー粒子の表面積が高くなる。このことは、このこと以外には非常に球状のトナー設計の場合に、スペーサー粒子の存在がトナー粒子の平滑な球状の性質を低下させ、表面積が大きくなり、トナーの洗浄性が良くなるため、特に役立つ。それに加え、表面にスペーサー粒子があることによって、トナー表面の高くなっていないところに他の添加剤が付着する傾向があり、いつでも帯電した表面を利用することができる。したがって、印刷周期の寿命全体にわたって、帯電は不変なままであり、カートリッジの寿命が尽きる前に、添加剤は衝突せず、あらゆる環境で良好な印刷性能および不変性を可能にし、また、カートリッジの寿命を延ばすことができる。
本開示のトナー粒子は、従来のトナーと比較して、異なる視覚的な形状も有しているだろう。例えば、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子によって生じる突起部は、トナー粒子の形状を、比較的平滑な表面から比較的凹凸の多い表面へと変化させるだろう。
本開示のトナーは、トナーを作製するときに使用するのに適した任意の樹脂を含んでいてもよい。また、このような樹脂は、任意の適切なモノマーから作られていてもよい。樹脂を作製する際に有用な適切なモノマーとしては、限定されないが、アクリロニトリル、ジオール、二酸、ジアミン、ジエステル、ジイソシアネート、これらの組み合わせなどが挙げられる。使用される任意のモノマーは、利用される特定のポリマーによって選択されてもよい。
いくつかの実施形態では、樹脂を作製するために利用されるポリマーは、ポリエステル樹脂であってもよい。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、結晶性、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、分枝鎖、これらの組み合わせなどであってもよい。ポリエステル樹脂としては、いくつかの実施形態では、米国特許第6,593,049号および第6,756,176号に記載される樹脂が挙げられるだろう。適切な樹脂は、米国特許第6,830,860号に記載されているような、アモルファスポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂の混合物を含んでいてもよい。
トナーを作製するときに、1種類、2種類またはそれ以上の樹脂を使用してもよい。2種類以上の樹脂が用いられる実施形態では、樹脂は、任意の適切な比率(例えば、重量比)で、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)、いくつかの実施形態では、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。
いくつかの実施形態では、本開示の適切なトナーは、1種類以上のアモルファスポリエステル樹脂と、1種類の結晶性ポリエステル樹脂とを含んでいてもよい。樹脂の重量比は、アモルファス樹脂約98%/結晶性樹脂2%〜アモルファス樹脂約70%/結晶性樹脂30%、いくつかの実施形態では、アモルファス樹脂約90%/結晶性樹脂10%〜アモルファス樹脂約85%/結晶性樹脂25%であってもよい。
樹脂は、乳化凝集法によって作製されてもよい。この方法を利用するとき、樹脂が樹脂エマルションの状態で存在していてもよく、次いで、これを他の成分および添加剤と合わせ、本開示のトナーを作製してもよい。
樹脂は、固形物基準でトナー粒子(つまり、外部添加剤を除くトナー粒子)の約65〜約95重量%、または約70〜約90重量%、または約75〜約85重量%の量で存在していてもよい。結晶性樹脂とアモルファス樹脂の比率は、約1:99〜約40:60、例えば、約5:95〜約35:65、例えば、10:90〜30:70、例えば、約15:75〜約30:70、例えば、約20:80〜約25:75、例えば、約25:75〜約30:70の範囲であってもよい。
結晶性樹脂を使用する場合、結晶性樹脂は、場合により触媒存在下、ジオールと二酸またはジエステルとを反応させることによって作られるポリエステル樹脂であってもよい。結晶性ポリエステルを作製するとき、適切な有機ジオールとしては、炭素原子を約2〜約36個含む脂肪族ジオール、例えば、1,2−エタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、エチレングリコール、これらの組み合わせなどが挙げられる。脂肪族ジオールは、例えば、樹脂の約40〜約60モル%、いくつかの実施形態では、約42〜約55モル%、または約45〜約53モル%の量になるように選択されてもよい。
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の例としては、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、フマル酸、マレイン酸、ドデカン二酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸およびメサコン酸、これらのジエステルまたは無水物、およびこれらの組み合わせが挙げられる。有機二酸は、例えば、約40〜約60モル%、いくつかの実施形態では、約42〜約55モル%、例えば、約45〜約53モル%の量になるように選択されてもよい。
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。具体的な結晶性樹脂は、ポリエステル系であってもよく、例えば、ポリ(エチレン−アジペート)、ポリ(プロピレン−アジペート)、ポリ(ブチレン−アジペート)、ポリ(ペンチレン−アジペート)、ポリ(ヘキシレン−アジペート)、ポリ(オクチレン−アジペート)、ポリ(エチレン−サクシネート)、ポリ(プロピレン−サクシネート)、ポリ(ブチレン−サクシネート)、ポリ(ペンチレン−サクシネート)、ポリ(ヘキシレン−サクシネート)、ポリ(オクチレン−サクシネート)、ポリ(エチレン−セバケート)、ポリ(プロピレン−セバケート)、ポリ(ブチレン−セバケート)、ポリ(ペンチレン−セバケート)、ポリ(ヘキシレン−セバケート)、ポリ(オクチレン−セバケート)、アルカリコポリ(5−スルホイソフタロイル)−コポリ(エチレン−アジペート)、ポリ(デシレン−セバケート)、ポリ(デシレン−デカノエート)、ポリ−(エチレン−デカノエート)、ポリ−(エチレン−ドデカノエート)、ポリ(ノニレン−セバケート)、ポリ(ノニレン−デカノエート)、ポリ(ノニレン−ドデカノエート)コポリ(エチレン−フマレート)−コポリ(エチレン−セバケート)、コポリ(エチレン−フマレート)−コポリ(エチレン−デカノエート)、コポリ(エチレン−フマレート)−コポリ(エチレン−ドデカノエート)、およびこれらの組み合わせであってもよい。
結晶性ポリエステルのために利用可能な重縮合触媒としては、チタン酸テトラアルキル、ジアルキルスズオキシド(例えば、ジブチルスズオキシド)、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(例えば、ブチルスズオキシド水酸化物)、アルミニウムアルコキシド、アルキル亜鉛、ジアルキル亜鉛、酸化亜鉛、酸化第一スズ、またはこれらの混合物が挙げられる。このような触媒は、ポリエステル樹脂を作製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%の量で利用されてもよい。
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℃、いくつかの実施形態では、約50℃〜約90℃の融点を有していてもよい。結晶性樹脂は、例えば、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、いくつかの実施形態では、約2,000〜約25,000であってもよく、重量平均分子量(Mw)が、例えば、ポリスチレン標準によってゲル透過クロマトグラフィーで測定する場合、約2,000〜約100,000、いくつかの実施形態では、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、いくつかの実施形態では、約3〜約4であってもよい。
アモルファス樹脂は、同様に、場合により触媒存在下、ジオールと二酸またはジエステルとを反応させることによって作られるポリエステル樹脂であってもよい。適切な触媒としては、上述の重縮合触媒が挙げられる。
アモルファスポリエステルを調製するために選択される二酸またはジ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、マレイン酸、コハク酸、イタコン酸、コハク酸、無水コハク酸、ドデシルコハク酸、ドデシル無水コハク酸、ドデセニルコハク酸、ドデセニル無水コハク酸、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、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、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のようなジカルボン酸またはジエステルが挙げられる。有機二酸またはジエステルは、例えば、樹脂の約40〜約60モル%、いくつかの実施形態では、樹脂の約42〜約55モル%、いくつかの実施形態では、樹脂の約45〜約53モル%の量で存在していてもよい。
アモルファスポリエステルを作製するときに利用される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、さまざまであってもよく、例えば、樹脂の約40〜約60モル%、いくつかの実施形態では、樹脂の約42〜約55モル%、いくつかの実施形態では、樹脂の約45〜約53モル%の量で存在していてもよい。
いくつかの実施形態では、適切なアモルファス樹脂としては、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、これらの組み合わせなどが挙げられる。利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有用な場合があり、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)、およびコポリ(プロポキシル化ビスフェノール−A−フマレート)−コポリ(プロポキシル化ビスフェノールA−5−スルホ−イソフタレート)の金属塩またはアルカリ塩が挙げられる。
いくつかの実施形態では、本開示のトナーで利用される適切なアモルファス樹脂は、重量平均分子量が約10,000〜約100,000、例えば、約12,000〜約75,000、いくつかの実施形態では、約15,000〜約30,000であってもよい。
上述の樹脂エマルションの樹脂、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および結晶性ポリエステル樹脂を利用し、トナー組成物を作製してもよい。このようなトナー組成物は、場合により、着色剤、ワックス、他の添加剤を含んでいてもよい。当業者の技術の範囲内にある任意の方法(限定されないが、乳化凝集法)を利用し、トナーを作製してもよい。
いくつかの実施形態では、トナー組成物を作製するために利用される着色剤、ワックスおよび他の添加剤は、界面活性剤を含む分散物の状態であってもよい。さらに、トナー粒子は、樹脂およびトナーの他の成分を、1つ以上の界面活性剤が存在する状態におき、エマルションを生成させ、トナー粒子が凝集し、融着し、場合により、これを洗浄し、乾燥させ、回収するような乳化凝集方法によって作られてもよい。
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が用語「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、トナー組成物の約0.01重量%〜約5重量%、例えば、トナー組成物の約0.75重量%〜約4重量%、いくつかの実施形態では、トナー組成物の約1重量%〜約3重量%の量で存在するように利用されてもよい。
加えられる着色剤として、さまざまな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、トナーの約0.1〜約35重量%、またはトナーの約1〜約15重量%、またはトナーの約3〜約10重量%の量で含まれていてもよい。
ポリマーバインダー樹脂に加え、本開示のトナーは、場合により、ワックスを含んでいてもよく、この場合、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。例えば、特定のトナーの性質(例えば、トナー粒子の形状、トナー粒子表面のワックスの有無およびワックスの量、帯電特性および/または融合特性、光沢、剥離、オフセット性など)を高めるために、トナー配合物に1種類のワックスを加えてもよい。または、トナー組成物に複数の性質を与えるために、ワックスの組み合わせを加えてもよい。
場合により、トナー粒子を作製するときに、ワックスを樹脂と合わせてもよい。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2重量%〜約25重量%、またはトナー粒子の約5重量%〜約20重量%の量で存在していてもよい。
トナー粒子は、一般的に、トナー粒子シェル中に電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子も含んでおり、これにより、トナー粒子表面に突起部が生じる。これらの粒子は、一般的に、電荷制御剤種で処理されたスペーサー粒子を含む。電荷制御剤種は、例えば、共有結合または水素結合などによって結合することによって、スペーサー粒子に化学的に結合していてもよく、または会合していてもよく、または、電荷制御剤種は、例えば、スペーサー粒子と物理的に衝突するか、スペーサー粒子に吸着することによって、スペーサー粒子と物理的に会合していてもよい。電荷制御剤種が、スペーサー粒子の上で利用可能であり、トナー粒子の望ましい帯電特性を与えるものであれば、任意の会合を用いてもよい。
任意の適切なスペーサー粒子を使用してもよい。このようなスペーサー粒子の例としては、ラテックスまたはポリマーのスペーサー粒子、アルキルトリアルコキシシランなどが挙げられる。例示的なスペーサー粒子としては、米国特許第7,452,646号および米国特許出願公開第2004−0137352A1号に開示されているものが挙げられる。
一実施形態では、スペーサー粒子は、ラテックス粒子またはポリマー粒子で構成されている。任意の適切なラテックス粒子を限定なく使用してもよい。例として、ラテックス粒子は、ゴムラテックス、アクリルラテックス、スチレンアクリルラテックス、ポリアクリルラテックス、フッ化物ラテックスまたはポリエステルラテックスであってもよい。これらのラテックスは、コポリマーまたは架橋したポリマーであってもよい。具体例としては、粒子の直径が45〜550nmであり、ガラス転移温度が65℃〜102℃である日本ペイント製のアクリルラテックス、スチレンアクリルラテックス、フッ化物ラテックス(例えば、FS−101、FS−102、FS−104、FS−201、FS−401、FS−451、FS−501、FS−701、MG−151、MG−152)が挙げられる。これらのラテックス粒子は、当該技術分野で任意の従来法によって誘導されてもよい。適切な重合方法としては、例えば、乳化重合、懸濁重合、分散重合が挙げられ、それぞれ当業者にはよく知られている。調製方法によっては、ラテックス粒子は、非常に狭い粒度分布を有していてもよく、広い粒度分布を有していてもよい。広い粒度分布を有する場合、得られたラテックス粒子が、上述のスペーサーとして作用するのに適した粒径を有するように、調製したラテックス粒子を分級してもよい。日本ペイント製の市販ラテックス粒子は、非常に狭い粒度分布を有し、後処理の分級を必要としない(が、所望な場合、このような分級を禁じるものではない)。スペーサー粒子を作製するために使用可能なポリマー粒子の他の例としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、例えば、分子量が500〜1500Kであり、ガラス転移開始温度が120℃である綜研化学株式会社製の150nm MP1451または300nm MP116、フッ素化PMMA、KYNAR(登録商標)(ポリフッ化ビニリデン)、例えば、Pennwalt製の300nm、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、例えば、ダイキン製の300nm L2、またはメラミン、例えば、日本触媒製の300nm EPOSTAR−S(登録商標)を挙げることができる。
一実施形態では、スペーサー粒子は、粒径の大きなシリカ粒子である。したがって、スペーサー粒子は、平均粒径が、トナー組成物で使用される任意の他の外部添加剤(例えば、シリカ外部添加剤およびチタニア外部添加剤)の平均粒径より大きい。例えば、この実施形態のスペーサー粒子は、ゾルゲルシリカである。このようなゾルゲルシリカの例としては、例えば、信越化学工業株式会社製のX24、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された150nm ゾルゲルシリカが挙げられる。
アルキルトリアルコキシシランおよびアルキルテトラアルコキシシランをスペーサー粒子として使用することもできる。このようなシラン材料としては、例えば、モノアルキルトリアルコキシシラン、ジアルキルジアルコキシシラン、トリアルキルモノアルコキシシランが挙げられ、アルキル基で置換されたテトラアルコキシシランの1〜3個のアルコキシ基、およびこれらの部分加水分解物および完全加水分解物が挙げられる。このようなシラン材料の例としては、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシランなどが挙げられる。
スペーサー粒子を電荷制御剤で処理し、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を与えてもよい。この処理は、例えば、適切な溶媒中、電荷制御剤とスペーサー粒子とを単純に混合することによって達成することができる。使用時に、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子は、元々の溶媒の中に保有しておくことができ、粒子を溶媒から除去し(例えば乾燥によって)、界面活性剤に再び懸濁させてもよい。
任意の望ましい電荷制御剤を用い、スペーサー粒子を処理し、トナー組成物の望ましい性質に合わせることができる。例示的な電荷制御剤としては、米国特許第3,944,493号;同第4,007,293号;同第4,079,014号;同第4,394,430号、同第4,560,635号、同第7,833,684号に開示されるものが挙げられる。
適切な電荷制御剤の例としては、ハロゲン化アルキルピリジニウムを含む四級アンモニウム化合物;米国特許第4,298,672号に開示されるものを含むアルキルピリジニウム化合物;米国特許第4,338,390号に開示されているものを含む有機サルフェート化合物および有機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、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、例えば、BONTRON E84TMまたはE88TM(保土谷化学工業株式会社);亜鉛塩;これらの組み合わせなどが挙げられる。また、適切なのは、トリアリールアミン、例えば、フェノール基、ヒドロキシル基、チオール基、カルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基、および/またはこれらの組み合わせのような官能基を有するものである。適切なトリアリールアミンの例としては、限定されないが、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−ヒドロキシフェニル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(DHTBD);N,N−ビス(p−メチルフェニル)、N−(4−ヒドロキシルフェニル)アミン;N,N−ビス(p−メチルフェニル)、N−(4−カルボキシフェニル)アミン;N,N−ビス(4−ヒドロキシルフェニル)、N−(4−メチルフェニル)アミン;5−(N,N−ビス(4−メチルフェニル)アミノ)サリチル酸;トリス(4−ヒドロキシルフェニル)アミン;N−(4−メチルフェニル)、N−(4−ヒドロキシルフェニル)、N−(3−カルボキシ,4−ヒドロキシルフェニル)アミン;N−(4−ヒドロキシルフェニル)、N−(4−カルボキシフェニル)、N−(3−カルボキシ,4−ヒドロキシルフェニル)アミン;トリス(4−カルボキシフェニル)アミン;N−(2−メチル,4−ヒドロキシルフェニル),N−(3−メチル,4−カルボキシフェニル)、N−(3−カルボキシ,4−ヒドロキシルフェニル)アミン;N,N’−ビス(4−エチルフェニル)−N,N’−ビス(3−カルボキシル4−ヒドロキシルフェニル)[1,1’−ビフェニル]4,4’−ジアミン;N,N’−ビス(4−メチルフェニル)−N,N’−ビス(4−ヒドロキシルフェニル)[1,1−ビフェニル]4,4’−ジアミン;N,N’−ビス(1,1−ビフェニル)−N,N’−ビス(3−カルボキシ,4−ヒドロキシルフェニル)[1,1’−ビフェニル]4,4’ジアミン;N,N’−ビス(4−エチルフェニル)−N,N’−ビス(3−メチル,4−ヒドロキシルフェニル)[1,1’−ビフェニル]4,4’−ジアミン;N,N’−ビス(3−メチルフェニル,4−カルボキシ)−N,N’−ビス(3−カルボキシフェニル)[1,1’−ビフェニル]4,4’−ジアミン;N,N’−ビス(3,4−ジメチルフェニル)−N,N’−ビス(3−カルボキシ、4−ヒドロキシルフェニル)[1,1’−ビフェニル]4,4’−ジアミン;N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス(3−カルボキシフェニル)[1,1’−ビフェニル]4,4’−ジアミン;N,N’−ビス(3−メチルフェニル,4−カルボキシ)−N,N’−ビス(3−カルボキシ,4−ヒドロキシルフェニル)[1,1’−ビフェニル]4,4’−ジアミン;N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−ヒドロキシルフェニル)[p−ターフェニル]4,4’−ジアミン;N,N’−ジフェニル−N−(3−カルボキシメチルフェニル),N’−(3−カルボキシエチルフェニル)[1,1’−ビフェニル]4,4’−ジアミン;N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−ヒドロキシル,4−カルボキシフェニル)[p−ターフェニル]4,4’−ジアミン;N,N’−ビス(3−ヒドロキシルフェニル)−N,N’−ビス(3−ニトロフェニル)[1,1’−ビフェニル]4,4’−ジアミン;上の誘導体、および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、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子は、所望な場合、1種類以上の電荷制御剤種と1種類以上のスペーサー粒子種の任意の組み合わせを用いて作製することができる。例えば、1種類、2種類、3種類、4種類またはそれ以上の電荷制御剤種および/またはスペーサー粒子種を使用してもよい。
望ましい帯電特性を与えるために、任意の適切な量および望ましい量の電荷制御剤を使用してもよい。例えば、電荷制御剤は、有効な量で、例えば、トナー粒子の約0.001〜約20重量%、例えば、約0.01〜約10重量%の量で存在していてもよい。
得られた電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子は、任意の適切で望ましい粒径および形状を有していてもよい。いくつかの実施形態では、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子は、一般的に球状であり、平均粒径または平均直径が、約50〜約1500nm、例えば、約100〜約1200nm、または約200〜約900nmである。
トナー粒子は、当業者の技術の範囲内にある任意の方法によって調製されてもよい。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は、小さな粒径の樹脂粒子を適切なトナー粒子径になるまで凝集させ、次いで、最終的なトナー粒子の形状および形態が得られるまで融着する、凝集融着プロセスによって調製されてもよい。電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子がトナー粒子表面に突起部を生じるように、この粒子を組み込むことのみ、従来のプロセスを変える。
いくつかの実施形態では、トナー組成物は、乳化凝集プロセス(例えば、任意要素のワックスと、任意の他の望ましい添加剤および必要な添加剤と、上述の樹脂を含むエマルションとの混合物を、場合により、上述のような界面活性剤中で凝集させることと、この凝集混合物を融着させることとを含むプロセス)によって調製されてもよい。混合物は、場合により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)とエマルション(樹脂を含む2つ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。得られた混合物の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。さらに、いくつかの実施形態では、混合物は均質であってもよい。混合物が均質化される場合、均質化は、毎分約600回転〜約8,000回転で混合することによって行われてもよい。均質化は、任意の適切な手段によって、例えば、IKA ULTRA TURRAX T50プローブホモジナイザによって行われてもよい。
上述の混合物を調製した後、凝集剤を混合物に加えてもよい。任意の適切な凝集剤を利用し、トナーを作製してもよい。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、樹脂のガラス転移温度(Tg)より低い温度で、凝集剤を混合物に加えてもよい。
凝集剤を、トナーを作製するために利用される混合物に、例えば、混合物中の樹脂の約0.1重量%〜約8重量%、いくつかの実施形態では、約0.2重量%〜約5重量%、他の実施形態では、約0.5重量%〜約5重量%の量で加えてもよいが、この量は、これらの範囲からはずれていてもよい。これにより、凝集に十分な量の薬剤を与える。
トナーの光沢は、粒子内に残っている金属イオン(例えば、Al3+)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、EDTAのような物質を加えることによってさらに調節してもよい。いくつかの実施形態では、本開示のトナー粒子内に残っている架橋剤(例えば、Al3+)の量は、約0.1pph〜約1pph、いくつかの実施形態では、約0.25pph〜約0.8pph、いくつかの実施形態では、約0.5pphであってもよい。
粒子の凝集および融着を制御するために、いくつかの実施形態では、凝集剤を、時間をかけて混合物に秤量しつつ加えてもよい。例えば、凝集剤を、約5〜約240分、いくつかの実施形態では、約30〜約200分かけて、混合物に秤量しつつ加えてもよいが、所望な場合、または必要な場合、これより長い時間または短い時間を使用してもよい。凝集剤の添加は、混合物をいくつかの実施形態では、約50rpm〜約1,000rpm、他の実施形態では、約100rpm〜約500rpmの撹拌状態に維持しつつ、上述のような樹脂のガラス転移温度より低い温度、いくつかの実施形態では、約30℃〜約90℃、いくつかの実施形態では、約35℃〜約70℃で行ってもよい。
粒子を、所定の望ましい粒径が得られるまで凝集させてもよい。所定の望ましい粒径は、配合する前に決定される場合に得られる望ましい粒径を指し、このような粒径に到達するまで成長プロセス中でモニタリングされる粒径を指す。成長プロセスおよび分析プロセス(例えば、Coulter Counterを用いる)中に、平均粒径のためにサンプルを採取してもよい。凝集した粒子を得るために、撹拌を維持しつつ、高温に維持することによって、または、例えば、約40℃から約100℃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、いくつかの実施形態では、約1〜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、所定の望ましい粒径は、上述のトナー粒子の粒径の範囲内である。
凝集剤を加えた後に、粒子の成長および成形は、任意の適切な条件下で行われてもよい。例えば、成長および成形は、凝集が融着とは別に起こるような条件で行われてもよい。別個の凝集段階および融着段階では、凝集プロセスは、剪断条件下、高温、例えば、約40℃〜約90℃、いくつかの実施形態では、約45℃〜約80℃で行われてもよく、この温度は、上述の樹脂のガラス転移点よりも低い温度であってもよい。
いくつかの実施形態では、作製した凝集したトナー粒子にシェルを塗布する。コア樹脂に適した上述の任意の樹脂をシェル樹脂として利用してもよいが、いくつかの実施形態では、アモルファス樹脂が望ましい。シェルの樹脂を、当業者の技術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、シェル樹脂は、上述の任意の界面活性剤を含むエマルションの状態であってもよい。上述の凝集粒子を、作製した凝集物の上にシェルが生成するように、エマルションと組み合わせてもよい。いくつかの実施形態では、アモルファスポリエステルを利用し、凝集物の上にシェルを形成し、コア−シェル構造を有するトナー粒子を作製してもよい。
シェル作製プロセスに使用される樹脂エマルションは、一般的に、粒径が約100nm〜約260nm、いくつかの実施形態では、約105nm〜約155nm、または約110nmであり、一般的に、固形分保持量が約10重量%〜約50重量%、いくつかの実施形態では、約15重量%〜約40重量%、いくつかの実施形態では、約35重量%の粒子を含む。もちろん、他のエマルションを使用してもよい。
シェル作製プロセス中、任意の望ましい時間点で、シェル形成を終わらせつつ、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子をシェルに組み込むことができる。この組み込みは、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を、シェルを作製するエマルションに加えることによって行うことができ、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子をエマルションに直接加えてもよく、望ましくは、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を含む溶液またはエマルションを、シェルを作製するエマルションに加える。
望ましい粒子形状を与えるために、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を、シェルを作製するエマルションに加えることは、シェル作製プロセスの任意の時間で行うことができる。例えば、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を、シェルを作製するエマルションと一緒に加えてシェルを作製してもよく、または、シェルの厚みが目標とするシェルの厚みの約10〜約80%に達したときに、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を加えてもよい。添加時間を調節することで、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子がトナー粒子のシェルに埋め込まれる深さを調節し、同様に、シェル完成後に、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子が、トナー粒子表面から突起部を生じる程度を調節する。
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6〜約10、いくつかの実施形態では、約6.2〜約9.2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。塩基を、混合物の約2〜約25重量%、いくつかの実施形態では、約4〜約10重量%の量で加えてもよい。
所望の粒径になるまで凝集させ、上述のように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55℃〜約100℃、いくつかの実施形態では、約65℃〜約95℃の温度、いくつかの実施形態では、約90℃(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い温度であってもよい)まで加熱することによって行われてもよい。これより高い温度または低い温度を使用してもよく、この温度が、バインダーに使用される樹脂の関数であることが理解される。
融着は、約0.1〜約9時間、いくつかの実施形態では、約0.5〜約4時間で達成されてもよいが、これらの範囲からはずれた時間を使用してもよい。
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、水で洗浄し、次いで乾燥してもよい。乾燥は、例えば、凍結乾燥を含む、乾燥に適した任意の方法によって行ってもよい。
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、他の任意の添加剤をさらに含んでいてもよい。例えば、トナーは、上述の電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子とは別に、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%、いくつかの実施形態では、約1〜約3重量%の量で含んでいてもよい。このような電荷制御剤を上述のシェル樹脂と同時に塗布してもよく、または、シェル樹脂を塗布した後に塗布してもよい。
また、トナー粒子と外部添加剤粒子(流動補助添加剤を含む)とをブレンドしてもよく、この場合、添加剤は、トナー粒子の表面に存在しているだろう。また、これらの添加剤も、上述のシェル樹脂と同時に塗布してもよく、または、シェル樹脂を塗布した後に塗布してもよい。
トナー粒子の特徴を、任意の適切な技術および装置によって決定してもよい。体積平均粒径D50v、GSDv、GSDnは、製造業者の指示にしたがって操作されたBeckman Coulter Multisizer 3のような測定装置を用いて測定されてもよい。代表的なサンプリングは、以下のように行ってもよい。少量のトナーサンプル(約1g)を得て、25マイクロメートルのふるいで濾過し、次いで、等張性溶液を入れ、濃度約10%を得て、次いで、このサンプルをBeckman Coulter Multisizer 3で操作する。本開示にしたがって製造されるトナーは、極端な相対湿度(RH)条件にさらされた場合にも、優れた帯電特性を有しているだろう。低湿度領域(C領域)は、約10℃/15% RHであってもよく、一方、高湿度領域(A領域)は、約28℃/85% RHであってもよい。本開示のトナーは、親トナーの電荷対質量比(Q/M)が、約−3μC/gm〜約−45μC/gm、いくつかの実施形態では、約−10μC/gm〜約−40μC/gmであってもよく、表面添加剤を加えた後の最終的なトナーの電荷は、約−10μC/gm〜約−45μC/gmであってもよい。いくつかの実施形態では、トナー粒子は、親トナーの電荷対質量比(Q/M)が、Aゾーン(80°F、相対湿度80〜85%)で約35μC/gmより大きく、例えば、約35μC/gm〜約80μC/gmであり、Bゾーン(70°F、相対湿度50%)で約65μC/gmより大きく、例えば、約65μC/gm〜約100μC/gmであり、Jゾーン(70°F、相対湿度10%)で約85μC/gmより大きく、例えば、80μC/gm〜約120μC/gmであってもよい。
本開示の方法を利用し、望ましい光沢度を得てもよい。したがって、例えば、本開示のトナーの光沢度は、Gardner Gloss Units(ggu)で測定された場合、約10ggu〜約100ggu、いくつかの実施形態では、約50ggu〜約95ggu、いくつかの実施形態では、約15ggu〜約65gguであってもよい。
いくつかの実施形態では、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、いくつかの実施形態では、約2.75〜約10μm、他の実施形態では、約3〜約9μmである。
(2)数平均幾何標準偏差(GSDn)および/または体積平均幾何標準偏差(GSDv)が、約1.05〜約1.55、いくつかの実施形態では、約1.1〜約1.4。
(3)真円度が、約0.9〜約1(例えば、Sysmex FPIA 2100分析機によって測定すると)、いくつかの実施形態では、約0.93〜約0.99、他の実施形態では、約0.95〜約0.98。
(4)ガラス転移温度が約45℃〜約60℃。
(5)トナー粒子は、表面積が、よく知られているBET法によって測定すると、約1.3〜約6.5m/gであり得る。例えば、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのトナー粒子の場合、BET表面積は、1m/g未満、例えば、約0.8〜約1.8m/gであってもよい。
いくつかの実施形態では、トナー粒子が、DSCによって測定した場合、結晶性ポリエステルの融点、ワックスの融点、およびアモルファスポリエステルのガラス転移温度が異なっており、融点およびガラス転移温度が、アモルファスポリエステルまたは結晶性ポリエステルの可塑化または任意要素のワックスによって実質的に下がらないことが望ましいだろう。可塑化しない状態を達成するために、結晶性成分およびワックス成分の融点よりも低い融着温度でエマルションの凝集を行うことが望ましいだろう。
ある実施形態では、トナー粒子を1成分現像剤として直接使用してもよい(すなわち、別個の担体を用いない)。他の実施形態では、このようにして作製したトナー粒子を現像剤組成物に配合してもよい。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%、いくつかの実施形態では、現像剤の合計重量の約2重量%〜約15重量%であってもよい。
米国特許第4,295,990号に開示されているものを含む電子写真式画像形成プロセスで本開示のトナーを利用してもよい。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、当業者の技術の範囲内である。
電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を以下のように作製した。以下の一般的な構造を有する、平均粒径または直径が500nmの3%アルキルトリアルコキシシランスペーサー粒子
を、3,5−ジ三級ブチルサリチル酸アルミニウムの1%溶液に入れ、完全に分散するまで混合した。処理したスペーサー粒子を乾燥させる(例えば、乾燥器、ロータリーエバポレーター、凍結乾燥器または他の乾燥方法によって)。その結果が、アルキルトリアルコキシシランスペーサー粒子と、シラン粒子表面に3,5−ジ三級ブチルサリチル酸アルミニウム電荷制御剤粒子とを含む電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子であった。
電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を含むトナー粒子を以下のように調製した。実施例1の粒子を、1.5%ラウリル硫酸ナトリウム界面活性剤の脱イオン水溶液に再び分散させた。乳化/凝集粒子を、まず、スチレン/アクリル酸ブチル樹脂ラテックスを、顔料分散物、パラフィンワックス分散物および塩化ポリアルミニウム(PAC)とともに20〜30℃付近で均質化することによって製造した。次いで、混合物を混合しつつ、樹脂のTgよりわずかに低い温度(45〜65℃)まで加熱し、望ましい粒径(4.8〜5.8um)になるまで粒子コアを成長させた。次いで、外側のシェルを加え、適切な粒径(目標とする最終粒径によって変わる)に達した。シェルの3/4を加え、次いで、シェルの1/4に実施例1の処理したスペーサーを組み込み、これを加えた。外側のシェルを加えた後に粒子のさらなる成長を防止するために、水酸化ナトリウム溶液を加え、反応器の温度を上げ、融着させた。真円度が0.963〜0.973になったら、塩基を加えてpHを上げ、20分間保持し、次いで、冷却した。粒子を濡れた状態でふるい分けし、濾過によって洗浄し、乾燥させた。電荷制御剤に衝突することを避けるために、使用する酸を少なくすることに注意をはらった。次いで、得られた粒子について、ベンチ手順によって電荷を試験した。粒子は、図1に示す形状を有していた。
トナー粒子を実施例2のように作製したが、但し、実施例1の電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を、未処理のスペーサー粒子(同じ粒子であるが、電荷制御剤で処理していない)と置き換えて作製した。
トナー粒子を実施例2のように作製したが、実施例1の電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子は省いた。
実施例2および比較例1および2のトナー粒子のサンプルについて、AゾーンおよびBゾーンで帯電特性を試験した。1つのサンプルを、80°F、80〜85%RHのAゾーン環境に馴らし、他のサンプルを、70°F、50%RHのBゾーン環境に馴らした。完全に平衡状態にするため、サンプルをそれぞれの環境に一晩置いた。次の日に、それぞれのゾーン中、Turbulaミキサーを用い、サンプルを60分撹拌することによってトナーを帯電させた。トナー粒子のq/d電荷を、電荷スペクトルグラフを用いて測定した。CSGからのトナー電荷の軌跡の中点から、トナーの電荷を計算した。Q/dは、ゼロ線からのずれをmm単位で報告する。対応するQ/dも、サンプルについてμC/g単位で測定した。結果は、以下の表に示されるとおりであった。

Claims (9)

  1. シェルとコアとを備え、前記シェルが、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子とアモルファス樹脂とを含み、これによりトナー粒子表面に突起部を生じる、トナー粒子であって、
    前記スペーサー粒子は、下記の一般的な構造
    を有するシリコーン樹脂からなり、
    前記電荷制御剤は、前記トナー粒子の0.001〜20重量%の量であり、
    前記電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子は、一般的に球状であって、平均粒径が50〜1500nmであり、
    前記トナー粒子は、80°Fおよび相対湿度80〜85%の環境で35μC/gmより大きな粒子電荷を受け入れ、70°Fおよび相対湿度50%の環境で65μC/gmより大きな粒子電荷を受け入れ、70°Fおよび相対湿度10%の環境で85μC/gmより大きな粒子電荷を受け入れる、トナー粒子。
  2. 前記電荷制御剤が3,5−ジ三級ブチルサリチル酸アルミニウムである、請求項1に記載のトナー粒子。
  3. 着色剤およびワックスの少なくとも1つを更に含む、請求項1または2に記載のトナー粒子。
  4. 乳化/凝集粒子である、請求項1〜のいずれか一項に記載のトナー粒子。
  5. シェルとコアとを備え、前記シェルが、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子とアモルファス樹脂とを含み、これによりトナー粒子表面に突起部を生じるトナー粒子を製造する方法であって、この方法は、
    樹脂、場合によりワックス、場合により着色剤、場合により界面活性剤、場合により凝固剤、1つ以上のさらなる任意要素の添加剤を含有する第1のエマルションを混合することによってスラリーを作製することと、
    スラリーを加熱し、スラリー中に前記樹脂を含む凝集コア粒子を作製することと、
    スラリーに、前記アモルファス樹脂を含み、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を含まない第2のエマルションを加えることによって、凝集コア粒子の上にシェルを作製することと、
    シェルを作製する工程中に、スラリーに対し、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を加え、シェル中に突起部を作製することと、
    pHを調節することによって、粒子の凝集を凍結させることと、
    スラリー中の凝集粒子を加熱し、粒子を融着させてトナー粒子にすることと、
    場合により、トナー粒子を洗浄し、乾燥することとを含み、
    前記シェルは、電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を含み、これによりトナー粒子表面に突起部を生じ、
    前記スペーサー粒子は、アルキルトリアルコキシシランから合成されたシリコーン樹脂からなり、
    前記電荷制御剤は、前記トナー粒子の0.001〜20重量%の量であり、
    前記電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子は、一般的に球状であって、平均粒径が50〜1500nmであり、
    前記トナー粒子は、80°Fおよび相対湿度80〜85%の環境で35μC/gmより大きな粒子電荷を受け入れ、70°Fおよび相対湿度50%の環境で65μC/gmより大きな粒子電荷を受け入れ、70°Fおよび相対湿度10%の環境で85μC/gmより大きな粒子電荷を受け入れる、方法。
  6. 前記のシェルを作製する工程において、前記シェルの第1の部分を作製した後ではあるが、完全なシェルが作製される前に、前記電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子が、スラリーに添加される、請求項に記載の方法。
  7. 前記のシェルを作製する工程において、シェルの厚みが前記シェルの10〜80%に達した後、前記電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子を前記スラリーに加える、請求項またはに記載の方法。
  8. 前記電荷制御剤が3,5−ジ三級ブチルサリチル酸アルミニウムである、請求項5〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記電荷制御剤で処理されたスペーサー粒子が、溶媒中、電荷制御剤とスペーサー粒子とを混合することによって作製される、請求項5〜8のいずれか一項に記載の方法。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013003521A (ja) * 2011-06-21 2013-01-07 Ricoh Co Ltd トナー及びその製造方法、並びに画像形成装置
CN105492521B (zh) 2013-03-20 2017-11-28 卡博特公司 复合颗粒及其制备方法
US9725621B2 (en) 2013-05-03 2017-08-08 Cabot Corporation Chemical mechanical planarization slurry composition comprising composite particles, process for removing material using said composition, CMP polishing pad and process for preparing said composition
JP5903423B2 (ja) * 2013-11-29 2016-04-13 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電荷像現像用トナー
US9982166B2 (en) 2013-12-20 2018-05-29 Cabot Corporation Metal oxide-polymer composite particles for chemical mechanical planarization
US9594320B2 (en) * 2014-06-25 2017-03-14 Canon Kabushiki Kaisha Toner and method of producing the toner
US9804516B2 (en) * 2015-05-12 2017-10-31 Ricoh Company, Ltd. Toner, developer, image forming apparatus, and process cartridge
JP6485231B2 (ja) * 2015-06-04 2019-03-20 富士ゼロックス株式会社 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法
JP6409763B2 (ja) * 2015-12-21 2018-10-24 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用トナー
JP6493324B2 (ja) * 2016-07-25 2019-04-03 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用トナー
JP7338011B2 (ja) * 2018-07-17 2023-09-04 キヤノン株式会社 トナー及びトナーの製造方法
JP7251119B2 (ja) * 2018-11-29 2023-04-04 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 トナー
JP7330821B2 (ja) * 2019-08-29 2023-08-22 キヤノン株式会社 トナー
US11599036B2 (en) * 2019-08-29 2023-03-07 Canon Kabushiki Kaisha Toner

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3590000A (en) 1967-06-05 1971-06-29 Xerox Corp Solid developer for latent electrostatic images
US3800588A (en) 1971-04-30 1974-04-02 Mts System Corp Multiple axis control system for vibration test apparatus
US3847604A (en) 1971-06-10 1974-11-12 Xerox Corp Electrostatic imaging process using nodular carriers
US3944493A (en) 1974-05-16 1976-03-16 Eastman Kodak Company Electrographic toner and developer composition
US4007293A (en) 1976-03-01 1977-02-08 Xerox Corporation Mechanically viable developer materials
US4079014A (en) 1976-07-21 1978-03-14 Eastman Kodak Company Electrographic toner and developer composition containing a 4-aza-1-azoniabicyclo(2.2.2) octane salt as a charge control agent
US4298672A (en) 1978-06-01 1981-11-03 Xerox Corporation Toners containing alkyl pyridinium compounds and their hydrates
DE2966986D1 (en) 1979-07-26 1984-06-20 Baker Chem Co J T Reagent for the quantitative determination of water, and its use
US4338390A (en) 1980-12-04 1982-07-06 Xerox Corporation Quarternary ammonium sulfate or sulfonate charge control agents for electrophotographic developers compatible with viton fuser
US4394430A (en) 1981-04-14 1983-07-19 Eastman Kodak Company Electrophotographic dry toner and developer compositions
US4560635A (en) 1984-08-30 1985-12-24 Xerox Corporation Toner compositions with ammonium sulfate charge enhancing additives
JPS61166827A (ja) * 1985-01-17 1986-07-28 Toray Ind Inc 変性エポキシ系微粒子
US4937166A (en) 1985-10-30 1990-06-26 Xerox Corporation Polymer coated carrier particles for electrophotographic developers
US4935326A (en) 1985-10-30 1990-06-19 Xerox Corporation Electrophotographic carrier particles coated with polymer mixture
JPH0284662A (ja) * 1988-09-21 1990-03-26 Fuji Kagakushi Kogyo Co Ltd 磁性トナーおよびその製法
JP3131740B2 (ja) * 1990-03-08 2001-02-05 キヤノン株式会社 静電荷像現像用トナー
US5213933A (en) * 1990-05-25 1993-05-25 Canon Kabushiki Kaisha Positively chargeable magnetic toner, image forming process image forming apparatus, apparatus unit and facsimile apparatus
US5236629A (en) 1991-11-15 1993-08-17 Xerox Corporation Conductive composite particles and processes for the preparation thereof
JPH05341570A (ja) * 1992-02-28 1993-12-24 Eastman Kodak Co トナー組成物
US5302486A (en) 1992-04-17 1994-04-12 Xerox Corporation Encapsulated toner process utilizing phase separation
US5290654A (en) 1992-07-29 1994-03-01 Xerox Corporation Microsuspension processes for toner compositions
US5330874A (en) 1992-09-30 1994-07-19 Xerox Corporation Dry carrier coating and processes
JPH0749583A (ja) * 1993-08-05 1995-02-21 Minolta Co Ltd 電子写真用トナーの製造方法
PL312835A1 (en) * 1993-08-05 1996-05-13 Kimberly Clark Co Changing composition and methods of its application
JP3145626B2 (ja) * 1995-11-06 2001-03-12 花王株式会社 非磁性1成分現像用正帯電性トナー
US5763132A (en) * 1997-04-17 1998-06-09 Xerox Corporation Toner compositions
US6063827A (en) 1998-07-22 2000-05-16 Xerox Corporation Polyester process
US6214507B1 (en) 1998-08-11 2001-04-10 Xerox Corporation Toner compositions
JP3943781B2 (ja) * 1998-11-18 2007-07-11 キヤノン株式会社 トナー及びその製造方法
US6733939B2 (en) * 2000-09-28 2004-05-11 Ricoh Company, Ltd. Toner, developer and container for the developer, and method of and apparatus for forming an image
US6593049B1 (en) 2001-03-26 2003-07-15 Xerox Corporation Toner and developer compositions
JP2003091100A (ja) * 2001-09-19 2003-03-28 Ricoh Co Ltd 乾式トナー及び該トナーを用いた画像形成装置
JP4061355B2 (ja) * 2001-12-13 2008-03-19 上野製薬株式会社 ナフトール誘導体およびそれからなる電荷制御剤
US6566025B1 (en) * 2002-01-16 2003-05-20 Xerox Corporation Polymeric particles as external toner additives
EP1376248B2 (en) * 2002-06-28 2014-07-23 Ricoh Company, Ltd. Toner for developing latent electrostatic image, container having the same, developer using the same, process for developing using the same, image-forming process using the same, image-forming apparatus using the same, and image-forming process cartridge using the same
US6756176B2 (en) 2002-09-27 2004-06-29 Xerox Corporation Toner processes
US20040137352A1 (en) 2003-01-15 2004-07-15 Xerox Corporation Toner compositions including large external additives
US6830860B2 (en) 2003-01-22 2004-12-14 Xerox Corporation Toner compositions and processes thereof
JP2006091648A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Dainippon Ink & Chem Inc 静電荷像現像用トナーの製造方法
US7276320B2 (en) * 2005-01-19 2007-10-02 Xerox Corporation Surface particle attachment process, and particles made therefrom
US7329476B2 (en) 2005-03-31 2008-02-12 Xerox Corporation Toner compositions and process thereof
US7141761B1 (en) 2005-06-02 2006-11-28 Xerox Corporation Printing device heating element and method of use thereof
US20070009823A1 (en) * 2005-07-08 2007-01-11 Xerox Corporationd Toner and developer compositions
US7452646B2 (en) 2005-08-08 2008-11-18 Xerox Corporation External surface additive compositions
US7662531B2 (en) * 2005-09-19 2010-02-16 Xerox Corporation Toner having bumpy surface morphology
US20090123865A1 (en) * 2006-09-19 2009-05-14 Xerox Corporation Toner composition having fluorinated polymer additive
JP5081538B2 (ja) * 2006-12-05 2012-11-28 花王株式会社 電子写真用トナーの製造方法。
US7833684B2 (en) 2007-11-14 2010-11-16 Xerox Corporation Toner compositions
JP2009244653A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Brother Ind Ltd 正帯電トナーの製造方法
JP2009244494A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Brother Ind Ltd 負帯電トナーの製造方法
JP4586899B2 (ja) * 2008-06-27 2010-11-24 ブラザー工業株式会社 トナーの製造方法
US8252493B2 (en) * 2008-10-15 2012-08-28 Xerox Corporation Toner compositions
JP2012189887A (ja) * 2011-03-11 2012-10-04 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置

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