JP6157316B2 - 赤色トナー粒子及びそれを含む現像剤 - Google Patents

赤色トナー粒子及びそれを含む現像剤 Download PDF

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Description

赤色のトナー粒子;前記赤色のトナー粒子を含む現像剤;前記赤色のトナー粒子および現像剤を含む装置;前記トナー粒子および現像剤を含む画像形成装置コンポーネント;前記現像剤を含む画像形成装置;等を記載するものであって、前記トナー粒子は、PANTONE(登録商標)Red 032およびPANTONE(登録商標)Warm Redに近い色をもたらす。
赤色、特に、PANTONE(登録商標)の色空間において見られる赤色であるRed 032およびWarm Red(これらは類似の色相である)が広く利用されており、赤色トナーが所望されている。
したがって、例えばカラー画像化に用いられる赤色トナーであって、既存のトナーを補完し、かつ赤色および色相の範囲をより広くより正確にできる赤色トナーが所望される。
本開示は、赤色顔料(ナフトールレッドを含むもの等)(Colour Index(C.I.)Pigment Red(PR)170(C.I.PR170)等);およびオレンジ色顔料(ピラゾロンオレンジを含むもの等)(C.I.Pigment Orange(PO)34(C.I.PO 34)等)を含む赤色トナー粒子を提供し、得られる目的のトナー粒子は、PANTONE(登録商標)Red 32またはPANTONE(登録商標)Warm Redの特性と合致するか近い特性を有する(標準的な紙の上で提示される場合に、約3単位以下の人間の知覚限界(ΔE2000)の範囲内である)。
トナー組成物が、標準的な紙の上で提示される場合に、約28°から約37°の色相角を有する。
トナー組成物が、標準的な紙の上で提示される場合に、約51から約61のL値を有する。
、aおよびbは、色または色相を規定する際によく用いられるCIE(国際照明委員会(Commission Intemationale de l’Eclairage))の色コンポーネントおよび特性測定値である。Lは明るさを規定し、aは赤/緑のコンポーネントまたは寄与度に対応し、bは黄/青の寄与度を示す。
およびbを彩度Cまたは色相角hと置き換えるのが有利な場合がある。
一対の色に関するCIELAB色データ(L、aおよびb)を、色間の「距離」を表わす単一の値に変換する誤差要因または変動性要因(ΔE2000等)を、色の差異または類似性の1つの基準として用いることができる。2色のΔE2000が3以下である場合、その2色は人間の目で区別できないと一般にみなされる。ΔE2000はまた、知覚された色相の差異を修正する色相依存関数でもある(Color Research and Application in 2003(Johnson&Fairchild,“A top down description of S−CIELAB and CIEDE2000,”Color Res Appl,28 425−435,2003)。
PANTONE(登録商標)Warm RedとPANTONE(登録商標)Red 032とは、5.89ΔE2000単位で分けられる。
本開示の目的上、用語「色」は、全てまたは一部の画像強度情報を特徴付けるベクトルの値を表わすのに用いられる場合がある。色は、RGB色空間における赤、緑および青の強度によって、またはグレースケール色空間における単一の明度によって表わすことができる。代わりに、色は、例えば、CMYK、PANTONE(登録商標)、X線、CMY、赤外線またはガンマ線等のスペクトルといった、他の種々のスペクトルの波長帯域の情報によって表わすことができる。
特に明記しない限り、本明細書および特許請求の範囲において使用される、量、状態等を表わす全ての数字は、全ての例において、用語「約」によって修飾されると理解されるべきである。「約」は、述べられている値から20%以下の変化量を示すことを意図している。また、本明細書中において使用される用語「等しい」、「類似の」、「本質的に」、「実質的に」、「近い」および「合致する」、またはこれらの文法的な変形も、一般的に許容可能な規定を有し、または少なくとも「約」と同じ意味を有するものであると理解されるべきである。
樹脂を形成するのに有用である適切なモノマーとして、スチレン類、アクリレート類、メタクリレート類、ブタジエン類、イソプレン類、アクリル酸類、メタクリル酸類、アクリロニトリル類、エステル類、ジエステル類、ジイソシアネート類、およびこれらの組合せ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。スチレン類および/またはアクリレート類は、例えば、光沢が必要な用途に用いることができ、ポリエステル類は、例えば、低融点温度が必要な用途に用いることができる。
1つ、または2つ以上のポリマーを、トナーまたはトナー粒子の形成に用いてよい。2つ以上のポリマーを用いる場合、それらのポリマーは任意の適切な比率(例えば、重量比)であってよく、例えば、2つの異なるポリマーでは、約1%(第1ポリマー)/99%(第2ポリマー)から約99%(第1ポリマー)/1%(第2ポリマー)、約10%(第1ポリマー)/90%(第2ポリマー)から約90%(第1ポリマー)/10%(第2ポリマー)等の比率でよい。
適切なトナーには、少なくとも2つのアモルファス樹脂(高分子量樹脂(HMW)および低分子量樹脂(LMW))が含まれ得る。本明細書中において使用されるHMWアモルファス樹脂は、約35,000から約150,000、約45,000から約140,000のMwを、LMWアモルファス樹脂は、約10,000から約30,000、約15,000から約25,000のMwを有してよい。
ポリマーは、固体基準で、トナー粒子(着色剤および外部添加剤を除いたトナー粒子)の約65から約95重量%、約75から約85重量%の量で存在してよい。
適切なポリエステルポリマーとして、例えば、スルホン化されたもの、スルホン化されていないもの、結晶性のもの、アモルファスなもの、およびこれらの組合せ等が挙げられる。ポリエステルポリマーは、線状のもの、分岐したもの、およびこれらの組合せ等であってよい。
適切なマトリックスとして、アモルファスポリエステルポリマー、結晶性ポリエステルポリマー、またはアモルファスポリエステルポリマーと結晶性ポリエステルポリマーとの混合物が挙げられる。
混合物を用いる場合、結晶性ポリエステルポリマーとアモルファスポリエステルポリマーとの比率は、約1:99から約30:70;約5:95から約25:75;約5:95から約15:85の範囲内であってよい。
樹脂は、必要に応じ触媒の存在下で、ジオールを二酸またはジエステルと反応させることによって形成されるポリエステルポリマーであってよい。
ジオールは、例えば、ポリエステルポリマー形成反応混合物の約40から約60モル%、約42から約55モル%、約45から約53モル%の量で選択されてよい。
ポリエステルを調製するための二酸またはジエステルとして、例えば、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、イタコン酸、ドデシルコハク酸、テレフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ピメリン酸、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、ジメチルテレフタレート、ジエチルテレフタレート、ジメチルイソフタレート、ジエチルイソフタレート、ジメチルフタレート、無水フタル酸、ジエチルフタレート、ジメチルスクシネート、ジメチルフマレート、ジメチルマレエート、ジメチルグルタラート、ジメチルアジペート、ジメチルドデシルスクシネート、メサコン酸、これらのジエステルまたは無水物、およびこれらの組合せが挙げられる。
二酸は、例えば、樹脂形成反応混合物の約60から約40モル%、約58から約45モル%、約55から約47モル%の量で使用されてよい。
ポリエステルポリマー反応において重縮合触媒が用いられてよいが、このような触媒は、例えば、出発二酸またはジエステルの量に基づいて、約0.01モル%から約5モル%の量で使用されてよい。
結晶性ポリエステルポリマーとして、例えば、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリオレフィン類、ポリエチレン類、ポリブチレン類、ポリイソブチレート類、エチレン−プロピレンコポリマー類、エチレン−酢酸ビニルコポリマー類、ポリプロピレン類、およびこれらの混合物等が挙げられる。適切な結晶性ポリエステルポリマーは、エチレングリコール、およびドデカン二酸とフマル酸のコモノマーの混合物で構成されてよい。
結晶性ポリエステルポリマーは、種々の任意の融点、例えば、約30℃から約120℃、約50℃から約90℃の融点を有してよい。結晶性ポリエステルポリマーは、数平均分子量(M)が、例えばゲル透過クロマトグラフィー(GPC)によって測定した場合に、例えば、約1,000から約50,000、約2,000から約25,000であってよく、重量平均分子量(M)が、GPCで求めた場合に、例えば、約2,000から約100,000、約3,000から約80,000であってよい。結晶性ポリエステルポリマーの分子量分布(M/M)は、例えば、約2から約6、約3から約4であってよい。
結晶性ポリエステルポリマーは、トナー粒子のポリマーの約5から約50重量%、トナー粒子のポリマーの約10から約35重量%の量で存在してよい。
適切なアモルファスポリエステルポリマーとして、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリオレフィン類、ポリエチレン類、ポリブチレン類、ポリイソブチレート類、エチレン−プロピレンコポリマー類、エチレン−酢酸ビニルコポリマー類、ポリプロピレン類、およびこれらの組合せ等が挙げられる。
不飽和のアモルファスポリエステルポリマーを用いてもよい。
アモルファスポリエステルポリマーは、例えば、トナー粒子のポリマーの約45から約5重量%、トナー粒子のポリマーの約40から約15重量%の量で存在してよい。
本開示のトナーは、PANTONE(登録商標)Red 032またはPANTONE(登録商標)Warm Redと近い、またはほぼ同じ特性を有する赤色トナーに関連するものである。本質的に、目的とするトナーの特性とPANTONE(登録商標)Warm RedまたはPANTONE(登録商標)Red 032の特性との差異は、トナーが標準的な紙(重さ約20ポンドおよび光度比約92の市販の白色のコピー用紙(XEROX(登録商標)Business 4200 Copy Paper等)であってよい)の上で提示される場合に、約3ΔE2000単位以下、2単位以下、1単位以下である。
本開示は、赤色の顔料とオレンジ色の顔料との組合せに関するものである。目的とするトナーにおいて使用する赤色顔料およびオレンジ色顔料の量を決定するにあたっては、例えば、基質の性質(例えば、平滑であるか粗いか)、トナー単位面積質量(TMA)、光沢のレベルおよびトナー沈着法(例えば、ゼログラフかろ過か)に応じて考慮され得る様々な要因、条件、関係等がある。実施形態において、色パラメータが、色の知覚ならびに実際の色をしばしば規定する実際の顔料濃度(TMA×ローディング)と関連し得る。
これらの関係は、赤色顔料とオレンジ色顔料とを量を変えて混合して製造した色サンプルの統計分析によって、そして、例えば、異なる提示モード(湿性沈着またはゼログラフィー印刷等)を用いて種々のサンプルを表示することによって、観察することができる。それらの関係を考慮して、ΔE2000を調整する、または所望のΔE2000を得るためのアプローチとして、顔料量に影響を与える可能性のある1つまたは複数の要因を修正することで目的とするトナーを得ることが挙げられ、例えば、2つのサンプル間の差異を、サンプルのTMAを変化させることによって最小にすることであってよい。
目的とする「赤色顔料」は、約380nmから約500nmの電磁放射線について最小限透過し(約5%から約15%の反射率);約460nmから約580nmの波長について吸収し(約5%未満の反射率);約560nmから約630nmの波長について部分的に透過し;約600nmから約700nmの波長について透過するものである。
目的とする「オレンジ色顔料」は、約400nmから約560nmの波長について吸収し;約530nmから約630nmの波長について部分的に透過し;約580nmから約700nmの波長ついて透過するものである。
使用する赤色顔料およびオレンジ色顔料の近似量をより速やかに求める手段として、例えば、既知の量のトナー懸濁水溶液(例えば、約150から400mg/L)をニトロセルロース膜に通してろ過する湿性沈着(「wet−dep」)法を利用することができる。フィルタを乾燥すると、沈着したトナー部分が既知のTMAで残る。続いて、フィルタをマイラーで保護し、ラミネータに通過させて、トナーを膜に融合させると、平滑で光沢のあるサンプルが得られる。色サンプルを分光光度計で読んで、CIELAB値を得ることができる。
代わりに、例えば、別々の現像剤ハウジング内の赤色顔料およびオレンジ色顔料によるハーフトーニングを例えば利用する機械印刷により、色類似性および顔料比率を決定することができる。従って、サンプルあたりの予め定めた種々の量の各顔料を利用したサンプルの二次元グリッドを基質に適用して、一方の顔料または双方の顔料の種々の量についてそれぞれ色サンプルアレイを形成し、アレイの個々のサンプルを調査する(例えば各サンプルについてL値、a値およびb値を求め、PANTONE(登録商標)Warm RedまたはPANTONE(登録商標)Red 032の値に対する各サンプルの誤差要因を計算し、そして誤差要因または変動性要因に基づいて、各サンプルに含まれる赤色顔料およびオレンジ色顔料の既知の比率および量に対する類似性を関連付ける)。
赤色顔料の例として、C.I.PR170もしくはC.I.PR170.1またはその等価物が挙げられ、オレンジ色顔料の例として、C.I.PO 34、C.I.PO 13またはその等価物が挙げられる。赤色着色剤の他の例として、C.I.Pigment Red(PR)1、C.I.Pigment Red 2、C.I.Pigment Red 3、C.I.Pigment Red 4、C.I.Pigment Red 5、C.I.Pigment Red 6、C.I.Pigment Red 7、C.I.Pigment Red 8、C.I.Pigment Red 9、C.I.Pigment Red 10、C.I.Pigment Red 11、C.I.Pigment Red 12、C.I.Pigment Red 14、C.I.Pigment Red 15、C.I.Pigment Red 16、C.I.Pigment Red 17、C.I.Pigment Red 18、C.I.Pigment Red 19、C.I.Pigment Red 21、C.I.Pigment Red 22、C.I.Pigment Red 23、C.I.Pigment Red 30、C.I.Pigment Red 31、C.I.Pigment Red 32、C.I.Pigment Red 37、C.I.Pigment Red 38、C.I.Pigment Red 40、C.I.Pigment Red 41、C.I.Pigment Red 42、C.I.Pigment Red 48(Ca)、C.I.Pigment Red 48(Mn)、C.I.Pigment Red 57(Ca)、C.I.Pigment Red 57:1、C.I.Pigment Red 88、C.I.Pigment Red 112、C.I.Pigment Red 114、C.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Red 123、C.I.Pigment Red 144、C.I.Pigment Red 146、C.I.Pigment Red 149、C.I.Pigment Red 150、C.I.Pigment Red 166、C.I.Pigment Red 168、C.I.Pigment Red 170、C.I.Pigment Red 170:1、C.I.Pigment Red 171、C.I.Pigment Red 175、C.I.Pigment Red 176、C.I.Pigment Red 177、C.I.Pigment Red 178、C.I.Pigment Red 179、C.I.Pigment Red 184、C.I.Pigment Red 185、C.I.Pigment Red 187、C.I.Pigment Red 202、C.I.Pigment Red 209、C.I.Pigment Red 219、C.I.Pigment Red 224、C.I.Pigment Red 245およびこれらの組合せ等の染料および顔料が挙げられる。
オレンジ色着色剤として、Pigment Orange(PO)1、Pigment Orange 2、Pigment Orange 5、Pigment Orange 7、Pigment Orange 13、Pigment Orange 15、Pigment Orange 16、Pigment Orange 17、Pigment Orange 19、Pigment Orange 24、Pigment Orange 34、Pigment Orange 36、Pigment Orange 38、Pigment Orange 40、Pigment Orange 43、およびPigment Orange 66ならびにこれらの組合せ等の着色剤を挙げることができる。
これらの顔料は耐光堅牢性である。この耐光堅牢性は、例えば、人工光源(DIN ISO 12 040(Xerotest、1200W)電球等)および適切な基質または受入れ部材(標準的な紙等)を用い、そして、適切な露光期間の後、例えば、8段階のブルーウールスケールを用いて、露光されたサンプルと露光されていないコントロールとの間で、もしあれば、差異の程度を求める等の、標準的な材料および方法を用いて求めることができる。
「耐光堅牢性」は、染料が長期間の露光による退色に抵抗する程度を指すものである。ブルーウールスケールは、着色染料の永続性を測定し、較正するものである。通常、2つの同じサンプルが作成される。一方はコントロールとして暗所に置かれ、他方は3ヶ月間、直射日光下と同等の場所に置かれる。標準的なブルーウール布地の退色試験カードもまた、試験サンプルと同じ光条件下に置かれる。その後、サンプルの退色量が、原色との比較によって評価される。ブルーウール標準カードの8枚の細片のうちのどれが試験サンプルと同程度に退色したかを識別することによって、1から8までの評価が与えられる。ゼロは極めて低い色堅牢性を意味するが、8の評価だと、原色から変化しなかったとみなされるので、耐光堅牢性かつ不変性であると認められる。目的とするインクまたはトナーとして、約6以上、約7以上、約8以上の耐光堅牢性が所望される。耐光堅牢性は、例えば、Microscal Co.,London,UKまたはQ−Lab Corp,Cleveland,OHから入手可能な装置を用いて求めることができる。
トナーもまた、Xenon−ARC、Atlas Suntest機器、Xenonランプ、550W/m、BST=63℃による約24時間および約72時間の露光により、耐光堅牢性について評価することができる。約0.45mg/cmのトナー質量等量(TMA)を、湿性沈着によって紙基質上に均一に沈着させて、エンベロープ融合器を用いて融合させる。紙片は、Xenon−ARCランプに対して72時間露光される。比色測定が、24時間(47520KJ/m)および72時間(95040KJ/m)にて行われてよい。露光前後の紙片の色差ΔE2000が、例えばGretag Macbeth Spectrolino装置(D50の照明、2°の観測器、フィルタなし)を用いて求められ、約3以下の差異であれば許容可能である。
値の比較によっても、カラーサンプルのPANTONE(登録商標)Warm RedまたはPANTONE(登録商標)Red 032に対する類似性を評価するための基準値が得られる。本出願の目的のために、目的とするトナーは、約49から約63、約51から約61、約53から約60のL値を有する。
色相角もまた、サンプルのPANTONE(登録商標)Red 032またはPANTONE(登録商標)Warm Redに対する類似性を求めるための適切な基準値となり得る。色相角は、既知の式(極形式で提示されるa値およびb値の逆正接等)を用いてCIELABデータから算出できる。目的とするトナーは、約25°から約39°、約27°から約37°、約29°から約35°の色相角を有する。
本開示のトナーは、約0.1mg/cmから約1.5mg/cm、約0.2mg/cmから約0.7mg/cmのTMAにて適用されてよい。
赤色顔料は、トナー剤形の固体重量の約3.5固体重量%から約4.7%、約3.7%から約4.5%、約3.9%から約4.3%の量で存在してよい。オレンジ色の顔料は、トナー剤形の固体重量の約0.6固体重量%から約1.9%、約0.8%から約1.7%、約1%から約1.5%の量で存在してよい。
当該技術分野で知られているように、そして本明細書中で教示されるように、色相、色、ΔE2000値等は、例えば受入れ部材、光沢のレベル、沈着法、TMA、1つの現像剤に顔料が別々に適用されるか、予め混合されるか等に応じて、変わり得る。それゆえに、前述の実際の顔料量は、このような要因に応じて変化してよく、用途により、本明細書中で教示されるように最適化されてよい。従って、例えば、TMA値がΔE2000に影響を与え得るので、沈着されるトナー量を調整して、目的とする赤色トナーを得るのに適したTMA値を得てよい。
トナー組成物は、界面活性剤を含む分散系であってよい。さらに、トナー粒子は、トナーのポリマーおよび他の成分が1つまたは複数の界面活性剤と組み合わされてエマルジョンを形成するエマルジョン凝集法によって形成されてよい。
1つ、または2つ以上の界面活性剤が用いられてよい。界面活性剤は、イオン性界面活性剤および非イオン性界面活性剤、またはこれらの組合せから選択されてよい。陰イオン界面活性剤および陽イオン界面活性剤が、用語「イオン性界面活性剤」に包含される。実施形態において、界面活性剤の総量は、トナー形成組成物の約0.01重量%から約5重量%、約0.75重量%から約4重量%、約1重量%から約3重量%の量であってよい。
本開示のトナーは、任意でワックスを含んでよく、当該ワックスは、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混合物(以下、「ワックス」と同一に扱う)のどちらであってもよい。ワックスの組合せを加えて、トナーまたは現像剤組成物に複数の特性を付与してよい。
ワックスは、含まれる場合には、例えば、トナー粒子の約1重量%から約25重量%、約5重量%から約20重量%の量で存在してよい。
選択され得るワックスとして、例えば、重量平均分子量が約500から約20,000、約1,000から約10,000のワックスが挙げられる。
現像剤は、目的とする赤色トナー粒子だけでなく、異なる色または色相のトナー粒子も含んでよい。
それゆえに、目的とする赤色顔料とオレンジ色顔料との組合せの他に、種々の既知の適切な着色剤(染料、顔料、レーキ顔料、染料の混合物、顔料の混合物、および染料と顔料との混合物等)が、目的とするトナーまたはトナー組成物に含まれて他の色を形成してよく、または複数のトナー(1つは目的とする赤色トナーであり、その他は異なる色のトナーを含む)用の複数のハウジングを備える装置で用いられる別のトナー粒子に含まれてよい。着色剤は、トナーまたはトナー組成物に、例えば、トナーの約0.1から約35重量%、約1から約15重量%、約3から約10重量%の量で含まれてよい。
シアン、マゼンタ、黄、赤、緑、茶、青またはこれらの混合物等の着色顔料が用いられてよい。さらなる顔料(または複数の顔料)が、水性顔料分散系として用いられてよい。
トナー粒子は、当業者の常識範囲内の任意の方法によって調製されてよく、例えば、エマルジョン/凝集法のいずれも、目的とする赤色およびオレンジ色の顔料がこれらの方法に適合するように用いられてよい。
トナー組成物は、エマルジョン/凝集プロセス(例えば樹脂形成材料、目的とする顔料、任意のワックスおよび他の任意の所望される試薬のエマルジョン中の混合物を(必要に応じて前述の界面活性剤により)凝集させ、その後必要に応じて凝集混合物を合体させることを含むプロセス等)によって調製されてよい。混合物が、任意のワックスまたは他の材料(必要に応じて分散系(界面活性剤を含む)であってもよい)を、樹脂形成材料および目的とする顔料を含むエマルジョン(必要な試薬を含む2つ以上のエマルジョンの混合物であってよい)に加えることによって、調製されてよい。生じた混合物のpHは、酸(例えば酢酸、硝酸等)によって調整されてよい。
前述の混合物の調製後、しばしば、最初の重合反応由来のより小さな粒子(ナノメートルのサイズであることもよくある)のより大きな粒子または凝集体(マイクロメートルのサイズであることもよくある)を形成することが所望される。凝集剤が混合物に加えられてよい。適切な凝集剤として、例えば、二価陽イオン、多価陽イオンまたはこれらを含む化合物の水溶液が挙げられる。
凝集剤は、樹脂またはポリマーのガラス転移温度(T)未満の温度で混合物に加えられてよい。
凝集剤は、トナーを形成するために、例えば約0.1パーセント(pph)から約1pph、約0.25pphから約0.75pphの量で混合物成分に加えられてよい。
粒子の凝集を制御するために、凝集剤は、計量して経時的に混合物に加えられてよい。例えば、該凝集剤は、約5から約240分、約30から約200分にわたって、混合物内に漸次加えられてよい。
凝集剤の添加はまた、混合物が、約50rpmから約1,000rpm、約100rpmから約500rpmの撹拌条件下で、かつ樹脂またはポリマーのT未満の温度(約30℃から約90℃、約35℃から約70℃)で維持されながら、行われてよい。
粒子径は、例えばCOULTER COUNTER(登録商標)により平均粒子径について、成長プロセス中に観察できる。従って、凝集は、例えば昇温状態で、またはゆっくり温度を上げることで混合物を維持し、かつその温度で混合物を約0.5時間から約6時間、約1時間から約5時間、撹拌を維持しながら保つことによって、進行し得る。予め定めた所望の粒子径に到達すれば、成長プロセスを停止する。
トナー粒子または凝集体の所望の最終サイズが達成されれば、混合物のpHが塩基によって約6から約10、約6.2から約7の値に調整されてよい。pHの調整を用いて、トナー粒子成長をフリーズ、すなわち停止してよい。トナー粒子成長を停止す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、およびこれらの組合せ等)であってよい。EDTAを、pHを所望の値に調整するのを促進するために加えてもよい。
トナー粒子の特徴は、適切な任意の技術および装置によって測定し得る。容積平均粒子径および幾何標準偏差を、Beckman Coulter MULTISIZER(登録商標)3等の機器を用いて測定し得る。
凝集粒子は、約5μm未満、約2μmから約3μm、約2.5μmから約2.9μmのサイズであってよい。
合体は、例えば、昇温状態でトナー粒子をインキュベートする、合体を促進する化合物を利用する、またはこれら双方を行うことによって、実行し得る。
適切な合体剤の例として、安息香酸アルキルエステル類、エステルアルコール類、グリコール/エーテル系溶媒類、長鎖脂肪族アルコール類、芳香族アルコール類、およびこれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
合体剤は、合体または融合ステップの前に、所望のまたは適切な任意の量で加えられてよい。例えば、合体剤は、反応媒体における固体含量に基づいて約0.01から約10重量%、反応媒体における固体含量に基づいて約0.05または約0.1から約0.5または約3.0重量%の量で加えられてよい。
合体は、約0.1から約9時間、約0.5から約4時間にわたって進行し、完了し得る。
所望の粒子径への凝集の後、本明細書中に記載の任意のシェルの形成により、粒子は、所望の最終形状に合体し得る。この合体は、例えば、混合物を約55℃から約100℃、約65℃から約75℃の温度(可塑化を防ぐために、樹脂またはポリマーの融点未満であってよい)にまで加熱することによって、達成される。温度が樹脂および/またはシェルに用いられるポリマーの関数であるということが理解できるので、より高い温度またはより低い温度が用いられてよい。
合体後、混合物は室温(例えば約20℃から約25℃等)に冷却してよい。冷却は、所望により、急速に行ってもゆっくり行ってもよい。冷却後、トナー粒子は必要に応じて水で洗浄した後に乾燥してよい。
任意のシェルが、形成されたトナー粒子、凝集体または合体粒子に適用されてよい。コアに適した前述の任意のポリマーが、シェルに用いられてよい。シェルポリマーは、当業者の常識範囲内の任意の方法によって粒子または凝集体に適用されてよい。
シェルポリマーは、トナー粒子または凝集体の約10から約32重量%、トナー粒子または凝集体の約24から約30重量%の量で存在してよい。
トナー粒子はまた、他の任意の添加剤を含んでよい。それゆえに、外部添加剤粒子として流促進添加剤が挙げられ、該添加剤はトナー粒子の表面上に存在してよい。各外部添加剤は、実施形態において、トナーの約0.1から約5重量%、約0.1から約1重量%の量で存在してよい。
トナーは、任意の既知の電荷添加剤を、トナーの約0.1から約10重量%、約0.5から約7重量%の量で含んでよい。
表面添加剤として、例えば、1つまたは複数の、金属塩、脂肪酸の金属塩、コロイドシリカ、金属酸化物、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、およびこれらの混合物等が挙げられる。
表面添加剤は、トナーの約0.1から約10重量%、約0.5から約7重量%の量で存在してよい。
他の添加剤として、潤滑剤(脂肪酸の金属塩または長鎖アルコール類等)が挙げられる。該添加剤は、トナーの約0.05から約5%、約0.1から約2%の量で存在してよい。該添加剤は、凝集中に加えられてよく、または形成されたトナー産物内に混合されてよい。
電荷促進分子を用いて、トナー粒子に陽電荷または陰電荷を与えてよい。
このような促進分子は、約0.1から約10重量%、約1から約3重量%の量で存在してよい。
トナーの光沢は、樹脂(スチレン、アクリレートまたはこれら双方を含むポリマー等)によって、または粒子中に保持される金属イオン(Al3+等)の量によって、影響され得る。保持される金属イオンの量は、キレート剤(EDTA等)の添加によってさらに調整されてよい。本開示のトナー粒子中に保持される金属イオン(例えばAl3+)の量は、約0.1pphから約1pph、約0.25pphから約0.8pphであってよい。本開示のトナーの光沢度は、ガードナー光沢単位(gu)で測定して、約20guから約100gu、約50guから約95gu、約60guから約90guの光沢であってよい。
本開示のトナーはまた、約−5μC/gから約−90μC/gの質量比あたりのペアレントトナー電荷(q/m)を、そして約−15μC/gから約−80μC/gの表面添加剤混合後の最終トナー電荷を有してよい。
乾燥トナー粒子は、外部表面添加剤を除いて、以下の特徴を有してよい:(1)約2.5から約20μm、約2.75から約10μm、約3から約7.5μmの容積平均直径(「容積平均粒子径」ともいう);(2)約1.18から約1.30、約1.21から約1.24の数平均幾何標準偏差(GSDn)および/または容積平均幾何標準偏差(GSDv);ならびに(3)約0.9から約1.0、約0.95から約0.985、約0.96から約0.98の真円度(例えばSysmex FPIA 2100アナライザーにより測定)、である。
このように形成されたトナー粒子は、現像剤組成物に製剤化され得る。例えば、該トナー粒子を、担体粒子と混合して、2成分現像剤組成物を得ることができる。現像剤中のトナー濃度は、現像剤の総重量の約1重量%から約25重量%、現像剤の総重量の約2重量%から約15重量%であってよく、残りの現像剤組成物は担体である。しかしながら、様々な割合でトナーおよび担体を用いて、所望の特徴を有する現像剤組成物を得ることができる。
トナー粒子と混合する担体粒子の例として、トナー粒子とは反対の極性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。
担体粒子として、その上にコーティングを有するコアを挙げることができ、当該コアは、ポリマー、または帯電列において互いに近接していないポリマーの混合物(本明細書中で教示される、または当該技術分野において知られているもの等)から形成され得る。
カラープリンタは一般的に4つのハウジングを用いているが、追加のハウジングを備えてよく(5つのハウジング、または6つ以上のハウジングを有する画像生成装置が挙げられる)、これによりさらなるトナーカラーを担持して広範囲の色(拡張色域)を印刷できるという能力が付与される。例えば、5つのハウジングシステムでは、目的とする赤色トナーを追加のハウジングに含めることができる。
以下の実施例により、本開示の実施形態を説明する。部およびパーセントは、特に明記しない限り重量によるものである。本明細書中で用いられる「室温」(RT)は、約20℃から約30℃の温度を指す。
実施例1
トナーAは、259.5部のポリ(スチレン−コ−ブチルアクリレート)ポリマーラテックス(42%の固体)、72.0部のポリエチレンワックス分散系(31.3%の固体)、60.4部のC.I.PR 170分散系(15.6%の固体)、45.1部のC.I.PO 34分散系(16%の固体)および718.1部の水の混合物(RTにて混ぜ合わせた)である。3.6部のポリ(塩化アルミニウム)および32.4部の0.02N HNOの混合物をゆっくり加えながら、IKA Turrax T−50ホモジナイザにより4,000rpmにて均質化した。生じた混合物を撹拌して、ゆっくり50℃まで加熱して、粒子を凝集させた。この時点で粒子径(COULTER COUNTER(登録商標)で測定した)は5.24μmであった。次に、別の137.9部のポリ(スチレン−コ−ブチルアクリレート)ポリマーラテックス(41.4%の固体)を、加熱を継続しながら加えた。粒子径が5.94μmに達すると、4.8部のVersene 100 EDTA溶液を加え、混合物のpHを5.5に調整し、混合物の温度を95℃に上昇させた。その後、200mlの0.1%Cu(NO溶液を加えて、混合物を95℃で3.5時間保持した。
室温まで冷却した後、混合物をろ過してトナー粒子を水で3回洗浄し、乾燥させた。生じた粒子は5.87μmのサイズ、1.21/1.24のGSDv/n、および0.96の真円度であった。
wet−dep研究のために、少量のTriton X−100界面活性剤を含む水でトナーAの懸濁液を調製した。トナー粒子4.33mgに対応する量の懸濁液を、露出表面積が9.62cmであるニトロセルロースフィルタに通過させた。保持された粒子およびろ紙を室温で乾燥し、マイラーフィルムに包み、135℃に設定したGBCラミネータに通過させた。
実施例2
トナーBは、228部のポリ(スチレン−コ−ブチルアクリレート)ポリマーラテックス(42%の固体)、62部のポリエチレンワックス分散系(32%の固体)、36部のC.I.PR 170分散系(15.6%の固体)、54部のC.I.PO 34分散系(15.3%の固体)および630部の水の混合物(室温にて混ぜ合わせた)である。3部のポリ(塩化アルミニウム)および28部の0.02N HNOの混合物をゆっくり加えながら、IKA Turrax T−50ホモジナイザにより4,000rpmにて均質化した。生じた混合物を撹拌して、ゆっくり53℃まで加熱して、粒子を凝集させた。この時点で粒子径(Beckman−Coulter Counterで測定した)は5.2μmであった。次に、別の121部のポリ(スチレン−コ−ブチルアクリレート)ポリマーラテックス(41%の固体)を、加熱を継続しながら加えた。粒子径が5.9μmに達すると、4.2部のVersene 100 EDTA溶液を加え、混合物のpHを5.4に調整し、混合物の温度を95℃に上昇させた。混合物を95℃で80分間保持した後、125mlの0.1%Cu(NO溶液を加えて、混合物を95℃でさらに90分間保持した。
室温まで冷却した後、混合物をろ過してトナー粒子を水で3回洗浄し、乾燥させた。生じた粒子は5.8μmのサイズ、1.19/1.20のGSDv/n、および0.96の真円度であった。
wet−dep研究のために、少量のTriton X−100界面活性剤を含む水でトナーBの懸濁液を調製した。トナー粒子4.32mgに対応する量の懸濁液を、露出表面積が9.62cmであるニトロセルロースフィルタに通過させた。保持された粒子およびろ紙を室温で乾燥し、マイラーフィルムに包み、135℃に設定したGBCラミネータに通過させた。
実施例3
wet−dep調製を用いて、PANTONE(登録商標)Red 032およびPANTONE(登録商標)Warm Redに類似するトナーを得るための赤色顔料およびオレンジ色顔料の近似量を得た。
wet−depデータに基づいて、赤色顔料およびオレンジ色顔料の相対量を定めたトナーを、機械印刷比較に用いた。XEROX(登録商標)700複写機を手動制御下で用いて、トナーAおよびトナーBの印刷物を作成した。現像剤を8%の名目上のトナー濃度で調製し、マゼンタのハウジング位置を用いた。
Color Xpressions紙(CXS、90gsm、コーティングなし、P/N 3R11540、光度98)およびDigital Color Elite Glossコーティング紙(DCEG、120gsm、P/N 3R11450、光度94、光沢76gu)基質上に、種々のTMAで印刷をした。光沢の効果を調査するために、融合器温度を170℃から200℃まで変化させた。
TMAおよびCIELAB色パラメータを、印刷物ごとに求めた。
最適なTMAおよび融合器温度のおおよその推定値を得た後、目的とする領域でTMAを変化させてさらなる実験を行った。
印刷物をCIELABパラメータについて評価し、PANTONE(登録商標)Warm RedおよびPANTONE(登録商標)Red 032に対するΔE2000値を得た。最小のΔE2000計算値の結果は、以下の通りである。
Figure 0006157316
前述した条件下で、トナーAは、PANTONE(登録商標)Red 032と同様の特性を示すので、PANTONE(登録商標)Red 032の色を標準的な紙の上に印刷する赤色トナーとして用いることができる(例えば、TMAは約0.33から約0.36)。トナーBは、PANTONE(登録商標)Warm Redと同様の特性を示すので、PANTONE(登録商標)Warm Redの色を標準的な紙の上に印刷する赤色トナーとして用いることができる(例えば、TMAは約0.27から約0.29)。

Claims (18)

  1. 赤色トナー粒子であって、
    少なくとも1つの樹脂と、
    トナー剤形の固体重量の0.6から1.9固体重量%の量の少なくとも1つのオレンジ色顔料と、前記トナー剤形の固体重量の3.5から4.7固体重量%の量の少なくとも1つの赤色顔料と、を含む赤色着色剤であって、前記オレンジ色顔料と前記赤色顔料とが赤色を提供するように構成され、前記オレンジ色顔料が400nmから560nmの波長の光を吸収してピラゾロンオレンジを含み、前記赤色顔料が460nmから580nmの波長の光を吸収し、C.I.Pigment Red 170またはC.I.Pigment Red 170.1を含む、赤色着色剤と、を含む、赤色トナー粒子。
  2. 前記少なくとも1つの樹脂が、スチレン、アクリレート、メタクリレート、ブタジエン、イソプレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、またはこれらの組み合わせを含む、請求項1に記載の赤色トナー粒子。
  3. 前記少なくとも1つの樹脂がポリエステルを含む、請求項1に記載の赤色トナー粒子。
  4. 前記ポリエステルが、アモルファスまたは結晶性である、請求項3に記載の赤色トナー粒子。
  5. 前記ポリエステルが、アモルファスポリエステル及び結晶性ポリエステルを含む、請求項3に記載の赤色トナー粒子。
  6. エマルジョン凝集トナーを含む、請求項1に記載の赤色トナー粒子。
  7. 25°から39°の色相角を含む、請求項1に記載の赤色トナー粒子。
  8. 49から63のL*値を含む、請求項1に記載の赤色トナー粒子。
  9. 前記赤色顔料がC.I.Pigment Red 170を含む、請求項1に記載の赤色トナー粒子。
  10. 前記オレンジ色顔料が、C.I.Pigment Orange 34、C.I.Pigment Orange(PO)1、C.I.Pigment Orange 2、C.I.Pigment Orange 5、C.I.Pigment Orange 7、C.I.Pigment Orange 13、C.I.Pigment Orange 15、C.I.Pigment Orange 16、C.I.Pigment Orange 17、C.I.Pigment Orange 19、C.I.Pigment Orange 24、C.I.Pigment Orange 34、C.I.Pigment Orange 36、C.I.Pigment Orange 38、C.I.Pigment Orange 40、C.I.Pigment Orange 43、およびC.I.Pigment Orange 66またはこれらの組合せを含む、請求項1に記載の赤色トナー粒子。
  11. シェルを含む、請求項1に記載の赤色トナー粒子。
  12. 請求項1に記載の赤色トナー粒子と、担体と、を含む現像剤。
  13. 赤色トナー粒子であって、
    少なくとも1つの樹脂と、
    トナー剤形の固体重量の3.5から4.7固体重量%の量のC.I.Pigment Red 170または、C.I.Pigment Red 170.1を含む赤色顔料と、前記トナー剤形の固体重量の0.6から1.9固体重量%の量のピラゾロンオレンジ顔料と、を含み、前記ピラゾロンオレンジ顔料と前記赤色顔料とが赤色を提供するように構成された、赤色着色剤と、
    を含み、
    前記赤色が、白色紙に印刷された場合に、明るさが51から61のL*値である、赤色トナー粒子。
  14. エマルジョン凝集トナーを含む、請求項13に記載の赤色トナー粒子。
  15. 前記赤色顔料がC.I.Pigment Red 170を含む、請求項13に記載の赤色トナー粒子。
  16. 前記ピラゾロンオレンジ顔料がC.I.Pigment Orangeを含む、請求項13に記載の赤色トナー粒子。
  17. アモルファス樹脂及び結晶性樹脂を含む、請求項15に記載の赤色トナー粒子。
  18. 低分子量アモルファス樹脂と高分子量アモルファス樹脂とを含む、請求項13に記載の赤色トナー粒子。
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