JPH11338189A - 着色剤を含むろう - Google Patents

着色剤を含むろう

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JPH11338189A JP9568999A JP9568999A JPH11338189A JP H11338189 A JPH11338189 A JP H11338189A JP 9568999 A JP9568999 A JP 9568999A JP 9568999 A JP9568999 A JP 9568999A JP H11338189 A JPH11338189 A JP H11338189A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 剥離及び剥がれ問題の生じないトナー組成物
を経済的に直接製造する。 【解決手段】 (i)着色剤分散物を調製する工程と、(i
i)非イオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤またはそ
の混合物を有する分散混合物中に含まれる機能性ろうを
含む機能性ろう分散物を調製する工程と、(iii)機能性
ろう分散物(ii)と着色剤分散物(i)から得られた混合物
を、アニオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤の混
合物中に含まれる樹脂を含むラテックスまたはエマルジ
ョン混合物と共にせん断する工程と、(iv)(iii)で得ら
れたせん断混合物を樹脂粒子の約ガラス転移温度よりも
低い温度で加熱する工程と、(v)必要に応じて、追加の
アニオン性界面活性剤を(iv)で得られた凝集懸濁液に
添加し、合体(iv)中に静電結合したトナーサイズの凝集
体粒子が更に成長するのを防ぐ工程と、(vi)(v)で得ら
れた混合物を樹脂の約Tgよりも高い温度で加熱する工
程と、必要に応じて、(vii)トナー粒子を分離する工程
と、を含むトナー調製プロセスである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は一般に、トナー及
びトナープロセスに関し、より詳細には、着色剤を含む
ろう、及びトナー組成物を調製するための凝集合体プロ
セスに関する。実施の形態においては、この発明はトナ
ーの経済的、化学的なin−situ調製法に関する。
この調製方法では、体積平均直径が約1から約25、好
ましくは1から約10μmであり、GSDが狭い、例え
ばクールターカウンタで測定した場合約1.15から約
1.25であるトナー組成物を得ることができる。この
トナーは、必要に応じて、非機能性ろう成分、例えば分
子量(Mw)が約800から20,000(これらの数
値の間の値は完全に含まれる)の低分子量ろうなどを含
み、更に、改良機能性ろう、適したポリエチレン及びポ
リプロピレンなどのポリアルキレン類など、あるいは炭
化水素を含む。この改良機能性ろうあるいは炭化水素は
それぞれ、ポリマー骨格上でフッ素などのハロゲン化
物、アミドイミド類、エステル類、第四級アミン、カル
ボン酸、それらの混合物などの官能基を含み、このた
め、例えば、機能性ろうをトナー粒子中に実質的に完全
に混入することができる。選択した機能性ろうの量は様
々な適した量、例えば約1から約20重量%、好ましく
は約2から約10重量%であり、これらのろうは多くの
供給源、例えば、ペトロライト(Petrolite)、ドウコ
ーニング(Dow Corning)、E.I.デュポン(Dupo
n)、S.C.ジョンソンワックス(Johnson Wax)、日
本の三洋化成から入手可能である。完全に全ての機能性
ろうをホストトナー樹脂中に混入させる(対照的に、従
来技術では、完全な混入が行われず、例えば非機能性ろ
うの約20から約40%が混入された場合、イメージと
トナーの融解中に剥離と剥がれの問題が生じる)こと
が、そのようなトナーを周知の電子写真イメージングプ
ロセスのために選択した場合の剥離目的においては重要
である。
【0002】実施の形態における本発明のプロセスを用
いると、分級プロセスに頼らずに、平均トナー粒子サイ
ズが小さい、例えば約3μmから約12μm、好ましく
は約5μmのものを得ることができる。この場合、狭い
トナーのサイズ幾何平均、例えば約1.16から約1.
30、好ましくは約1.16から約1.25、が達成で
きる。また、本発明のプロセスを用いると高いトナー収
率、例えば約90%から約98%、を得ることができ
る。
【0003】
【従来の技術】非機能性ポリプロピレンまたはポリエチ
レンなどのろうはトナー調製物中の水相中に約40から
約70重量%の範囲で混入させると、ろうの拒否反応が
現れる。これらのトナーは融解させると、主にろう濃度
が低いため、剥離が悪くなる。一般に、バンベリー(Ba
nbury)あるいは押し出し成形機において溶融混合する
間に従来プロセスにより、ろうが樹脂/着色剤混合物に
添加される場合、相溶化剤が通常トナーに添加され、確
実に許容程度にホストトナー樹脂中にろうが分散され
る。ろうがトナー樹脂中によく分散されないと、樹脂−
ろう混合物においてろうの広いドメインが形成される。
このろうのドメインは直径が約10μmより大きくなる
ことがあり、この場合、微粉状にし、樹脂/着色剤/ろ
う混合物を噴射させると、トナー粒子の中にはろうと着
色剤のみを含むものが生じ、更に遊離したろうが形成さ
れ逸出することがある。遊離したろうによりトナーの流
動性及びトナーの摩擦電気が著しく変化することが知ら
れている。対照的に、本発明のプロセスにより生成した
トナーでは、機能性ろうを有し、ろうの剥離及びトナー
のろうの拒否反応を避けるあるいは最小に抑えることが
できる。このように、機能性ろう、及び水に対する親和
性が低くトナー/樹脂/ラテックスに対する親和性が高
いろうが重要である。より詳細には、直径サイズの範囲
が約0.05から約0.5、好ましくは約0.1から約
0.3μmのサブミクロンのろう粒子を含む分散物の型
でろうを導入するようにして、更に、ろうの粒子サイズ
がホスト樹脂と着色剤と同じサイズ範囲になるようにし
て、機能性ろうを用いると、従来の問題の幾つかを避け
ることができ、また、相溶化剤が必要でなくなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ろうの剥離及び剥がれ
問題の生じないトナー組成物を、経済的に直接製造する
プロセスを提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のトナー調製プロ
セスは、(i)着色剤分散物を調製、または提供する工
程と、(ii)非イオン性界面活性剤、イオン性界面活性
剤、またはその混合物を有する分散混合物中に含まれる
機能性ろうを含む機能性ろう分散物を調製、または提供
する工程と、(iii)機能性ろう分散物(ii)と着色剤
分散物(i)から得られた混合物を、アニオン性界面活
性剤と非イオン性界面活性剤の混合物中に含まれる樹脂
を含むラテックスまたはエマルジョン混合物と共にせん
断する工程と、(iv)(iii)で得られたせん断混合物
を樹脂粒子の約ガラス転移温度(Tg)よりも低い温度
で加熱する工程と、(v)必要に応じて、追加のアニオ
ン性界面活性剤を(iv)で得られた凝集懸濁液に添加
し、合体(iv)中に、静電結合したトナーサイズの凝集
体粒子が更に成長するのを防ぐ、あるいはその成長を最
小に抑える工程と、(vi)(v)で得られた混合物を樹
脂の約Tgよりも高い温度で加熱する工程と、必要に応
じて、(vii)トナー粒子を分離する工程と、を含む。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明においては、紙基質に固着
させた後、トナー及び紙に適合した、ガードナーグロス
(Gardner Gloss)計測器により測定すると約20GG
U(ガードナーグロス単位)から約70GGUの光沢を
有する像が得られるトナー組成物の調製プロセスを提供
する。
【0007】さらに、本発明においては、着色剤と、ト
ナー摩擦強化剤として機能することができる機能性ろう
と、を有する高分子樹脂の複合トナーであって、約90
%から約100%の高収率で得ることができると共に分
級の要らないトナーを提供する。
【0008】さらに、本発明においては、機能性ろう成
分を含むトナー組成物であって、該トナーの融解温度は
低く、例えば約110℃から約150℃であり、約50
℃から約60℃でのトナーの粘着(blocking)特性が優
れ、とりわけ静電イメージングシステムに存在するヒュ
ーザーロールからの剥離特性が優れているトナー組成物
を提供する。
【0009】本発明のこれらの及び他の特徴はろうを含
むトナーとそのプロセスを提供することにより達成され
る。より詳細には、この発明は、綿状凝集あるいはヘテ
ロ凝固及び合体によりトナー組成物を経済的に直接調製
するためのプロセスに関する。このプロセスでは、合体
の温度を利用して最終的な粒子サイズ、すなわち平均体
積直径を制御することができる。この発明は、例えば、
着色剤の分散性が優れ、トナーのGSDが狭い、黒色及
び着色トナー組成物を直接調製するためのプロセスに関
する。この場合、機能性ろうとしては、例えばアクア
スーパースリップ(Aqua Superslip)6550、スーパ
ースリップ6530、マイクロパウダー(Micro powde
r)社から入手可能なポリエチレン/アミドのようなア
ミン類およびアミド類を含むろう;例えば、ポリフルオ
(Polyfluo)190、ポリフルオ200、ポリフルオ5
23XF、アクアポリフルオ411、ポリエチレン/P
TFE(ポリテトラフルオロエチレン)機能性ろう、ア
クア ポリシルク19、ポリシルク14、マイクロパウ
ダー社から入手可能なポリエチレン/PTFE/アミド
機能性ろう;例えば、マイクロパウダー社から入手可能
なマイクロスパーション(Microspersion)19、混合
したフッ素化アミドろう;イミド類、エステル類、第四
級アミン類、カルボン酸類あるいはアクリルポリマーエ
マルション類、例えば、ジョンソン&サン(Johnson &
Son)からのジョンクリル(Joncryl)74、89、13
0として入手可能なフッ素化ろう、塩素化ポリプロピレ
ン類、塩素化ポリエチレン類、などが挙げられる。この
発明は、(i)アニオン性及び非イオン性界面活性剤を
含む水溶性媒質中で、好ましくはサブミクロンサイズの
高分子粒子を含むラテックスエマルジョンを調製あるい
は提供する工程と、(ii)カチオン性界面活性剤を含む
水中で分散させた、機能性ろうと着色剤の分散混合物、
好ましくはサブミクロンの機能性ろうとサブミクロンの
着色剤粒子を含む混合物を調製あるいは提供する工程
と、(iii)得られたろう/着色剤分散物をラテックス
エマルジョンと共にせん断し、ラテックス粒子とろう及
び着色剤との綿状凝集体を形成させる工程であって、該
綿状凝集体をさらに撹拌して、クールターカウンタで計
測すると体積平均直径が約2から約20μmの静電的に
安定した凝集体を形成することができる工程と、(iv)
必要に応じて、しかしながら、好ましくは、追加の、例
えば約1から約10重量%のアニオン性または非イオン
性界面活性剤を形成した凝集体に添加して、例えば、そ
の安定性を向上させると共に加熱中にその粒子サイズ及
び粒子サイズ分布を実質的に保持する工程と、(v)ト
ナー組成物、あるいは樹脂,着色剤,機能性ろうを含む
トナー組成物を加熱することにより凝集した粒子混合物
を合体及び/または融解させる工程であって、実質的に
はろうの拒否反応は起こらない工程と、を含む黒色及び
着色トナー組成物のためのプロセスに関する。この発明
は(i)アニオン性及び非イオン性界面活性剤を含む水
溶性媒質中で、サイズが直径約0.1から約0.3μm
の範囲である樹脂粒子を含むラテックスエマルジョンを
調製する工程と、(ii)イオン性界面活性剤と、好まし
くは非イオン性界面活性剤と、非イオン性界面活性剤中
の着色剤分散物と、を含む機能性ろう分散物を調製する
工程と、(iii)ポリハロゲン化アルミニウム、とりわ
け希硝酸のような希酸などの酸中では塩化物、の凝固溶
液を調製する(明細書全体において調製には提供を含
む)工程であって、この酸濃度は、例えば水の約3から
約10重量%である工程と、(iv)ラテックスをろう着
色剤分散物と共にせん断し、ポリハロゲン化アルミニウ
ムと共に凝固させ、樹脂粒子と着色剤とろう粒子との綿
状凝集体を得る工程と、(v)得られた(iv)混合物を
約ラテックス樹脂のTgより約2から約10℃以下の温
度まで撹拌、加熱し、サイズが約2から約25μm、よ
り具体的には約4から約8μmの範囲で、粒子サイズ分
布が狭いトナーを得る工程と、(vi)凝集混合物(v)
のpHを約3.0から約7.0まで、約0.5から約1
0重量%、好ましくは約1.0から約8.0重量%の濃
度の水酸化ナトリウムのような塩基を用いて、調整ある
いは増加させ、例えば凝集粒子が合体中に安定化するよ
うにする工程と、(vii)凝集体を樹脂のTgより約1
5から約25℃より高い温度で加熱し、凝集体を融解あ
るいは合体させ、樹脂と、着色剤と、機能性ろうとを含
むトナーを形成する工程と、を含むプロセスに関する。
この発明は、(i)イオン性界面活性剤及び非イオン性
界面活性剤中で、サブミクロン、例えば約0.05から
約0.99μmの樹脂粒子を含むラテックスエマルジョ
ンを調製する工程と、(ii)水中で機能性ろう/着色剤
分散物を調製する工程であって、該分散物は、イオン性
界面活性剤と好ましくは非イオン性界面活性剤とを含む
水相中に懸濁させた、直径がサブミクロン、約0.05
から約0.99μmの機能性ろう粒子と、非イオン性界
面活性剤を含む水相中に懸濁させたサブミクロンの着色
剤粒子を含む着色剤分散物と、を含み、これに、ラテッ
クスで使用した界面活性剤とは反対の符号の電荷極性を
有する対イオン界面活性剤が添加される工程と、(ii
i)得られた機能性ろう/着色剤分散物を、樹脂とアニ
オン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤と水とを含む
ラテックスと共にせん断する工程であって、樹脂を含む
ラテックスの固体分と、機能性ろうと、着色剤とによ
り、アニオン性、非イオン性及びカチオン性界面活性剤
を含む水性(この明細全体において好ましくは水)混合
物中で機能性ろうと、着色剤と、樹脂粒子との綿状凝集
体を形成させる工程と、(iv)せん断し、綿状凝集させ
て得られた混合物を、連続撹拌しながら、樹脂の大体ガ
ラス転移温度(Tg)より約5から約25℃低い温度ま
で加熱し、サイズ分布の狭いトナーサイズの凝集体を形
成させる工程と、(v)静電的に形成した凝集体にアニ
オン性安定化剤を添加し、凝集した粒子を樹脂のTgよ
り約5から約50℃、好ましくは約6から約25℃高い
温度まで加熱し、その後冷却して、樹脂と、機能性ろう
と、着色剤とを含むトナー組成物を提供する工程であっ
て、ろうのトナー中への混入量は約90から約100で
ある工程と、を含むプロセスに関する。この発明は、
(i)アニオン性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤
混合物中で、サブミクロンの樹脂粒子のラテックスエマ
ルジョンを調製(この明細書全体を通して提供を含む)
する工程と、(ii)水中で機能性ろうを調製する工程で
あって、該分散物は、イオン性界面活性剤と好ましくは
非イオン性界面活性剤とを含む水相中に懸濁させたサブ
ミクロンのろう粒子と、非イオン性界面活性剤を含む水
相中に懸濁させたサブミクロンの着色剤粒子を含む着色
剤分散物とを含む工程と、(iii)塩化物凝固媒質など
のポリハロゲン化アルミニウムの酸性水溶液を調製する
工程であって、ポリ塩化アルミニウムの量は約1.5か
ら約3.0gであり、固体量は水の約10重量%であ
り、その後、この溶液を酸、例えば希硝酸溶液に添加
し、この酸は約3から約10gの量で選択され、酸濃度
は水の約3から約10重量%である工程と、(iv)得ら
れた機能性ろう/着色剤分散物を、樹脂とアニオン性界
面活性剤と非イオン性界面活性剤と水とを含むラテック
スと共にせん断し、これにより、アニオン性、非イオン
性界面活性剤と、ポリ塩化アルミニウム、あるいはハロ
ゲン化物を含む水性媒質中で機能性ろうと、着色剤と、
樹脂粒子との綿状凝集体を形成させる工程と、(v)せ
ん断し、綿状凝集させて得られた混合物を、連続撹拌し
ながら、樹脂のガラス転移温度(Tg)よりの約2から
約10℃低い温度で加熱し、サイズ分布の狭いトナーサ
イズの凝集体を形成させる工程と、(vi)前記凝集体混
合物のpHを、約2.3から3.3の範囲のpHから、
約6.5から約7.0のpHまで、濃度が約0.5から
約10重量%の塩基、例えば、水酸化ナトリウム溶液の
ようなアルカリ金属水酸化物を添加することにより調整
する工程と、(vii)約樹脂のTgより約15から約3
5℃高いが100℃より低い温度で、凝集した粒子を加
熱し、樹脂と、機能性ろうと、着色剤とを含むトナー組
成物を提供する工程であって、ろうは実質的に完全にト
ナー中に混入されている工程と、を含むトナー調製プロ
セスに関する。この発明は、着色剤と必要に応じて電荷
制御剤のようなトナー添加剤あるいは添加剤とを、約
0.5%(特に指示がなければこの明細書全体を通して
重量%を示す)から約10%の量のカチオン性界面活性
剤を含む水性混合物中で分散させる工程と、約0.5%
から約10%の量の非イオン性あるいはイオン性界面活
性剤を含む水性混合物、あるいは水混合物中で機能性ろ
うを分散させる工程と、着色剤とろうの分散物を乳化重
合により生成させたラテックスまたは樹脂と共にせん断
する工程であって、樹脂は、着色剤分散物のイオン性界
面活性剤とは反対の電荷を有し量が約1%から約10%
である対イオン界面活性剤と、約0%から約5%の量の
非イオン性界面活性剤とを含む水溶液中に懸濁させた、
例えば、体積平均直径(特に指示がなければこの明細書
全体を通してこの意味である)が約0.01から約1μ
mのサブミクロン粒子を含む工程と、樹脂粒子と、ろう
と、着色剤粒子と、必要に応じて電荷制御剤とを綿状凝
集させる工程と、続いて、樹脂のTgより約5から約4
0℃低い温度、好ましくは樹脂のTgより約5から約2
5℃低い温度で加熱しながら撹拌することにより、樹脂
と、ろうと、着色剤とを含む体積平均直径が約1から約
10μmの静電的に結合した凝集体を形成させる工程
と、その後、アニオン性安定化剤を添加する工程と、続
いて、形成した結合凝集体を樹脂のTg(ガラス転移温
度)よりも高い温度で加熱する工程と、を含むプロセス
に関する。この発明は、サイズ直径範囲が約0.1から
約0.4μmで、非イオン性界面活性剤により安定化さ
れた機能性ろうを、サイズ直径範囲が約0.1から約
0.5μmで、アニオン性界面活性剤と非イオン性界面
活性剤により安定化されたサブミクロン樹脂粒子を含む
ラテックスと共に混合する工程と、この混合物を、サイ
ズ直径範囲が約0.08から約0.2μmで、非イオン
性界面活性剤とカチオン性界面活性剤混合物中で安定化
されたサブミクロン着色剤粒子を含む着色剤分散物と共
に、ポリトロンなどの高せん断装置を用いてせん断し、
これにより、樹脂粒子と、ろうと、着色剤との綿状凝集
体またはヘテロ凝固体を形成させる工程と、その後、さ
らに加熱、撹拌することにより、サイズが約1から約1
0μmの範囲の静電的に結合した凝集体を形成させる工
程であって、凝集体のサイズ及び分布は温度により、例
えば樹脂のTgよりも約5から約20℃低い温度で加熱
することにより制御することができる工程と、アニオン
性安定化剤を添加する工程と、続いてTgより約20か
ら約50℃高い温度で加熱し、樹脂と、着色剤と、ろう
粒子とを焼結あるいは合体させる工程と、を含むプロセ
スに関する。
【0010】本発明の観点においては、この発明は、ろ
うポリマー骨格に付着させたあるいは共有結合させた官
能基(そのような官能基の例としては、アミン類、アミ
ド類、イミド類、エステル類、第四級アミン類、カルボ
ン酸基などが挙げられる)を含むろうなどの機能性ろう
であって該機能性ろうのサイズは例えば直径が約0.1
から約0.4μm、好ましくは約0.08から約0.3
μmの範囲であって、ろう粒子はイオン性界面活性剤と
好ましくは非イオン性界面活性剤により安定化されてい
る機能性ろうを、例えばポリ(スチレンブチルアクリレ
ートアクリル酸)、ポリ(スチレンブタジエンアクリル
酸)、ポリ(スチレンイソプレンアクリル酸)、ポリ
(スチレンブチルアクリレートイソプレンアクリル
酸)、ポリ(スチレンアクリロニトリルアクリル酸)、
ポリ(スチレンブチルアクリレートイソプレンアクリロ
ニトリルアクリル酸)であって、サイズ範囲は約0.1
から約0.5μmであり、ネオゲン(Neogen)Rまたは
ネオゲンRKなどのアニオン性界面活性剤とアントロッ
クス(Anthrox)CA897などの非イオン性界面活性
剤により安定化されたサブミクロンの懸濁樹脂粒子を含
むラテックスと共に混合する工程と、前記混合物をポリ
トロンなどの高せん断装置を用いて、サイズ範囲が約
0.08から約0.2μmであり、非イオン性界面活性
剤とカチオン性界面活性剤中で安定化されたサブミクロ
ン着色剤粒子の着色剤分散物と共にせん断し、これによ
り、樹脂粒子と、ろうと、着色剤粒子との綿状凝集体ま
たはヘテロ凝固体を形成させる工程と、その後、さら
に、室温より高いが樹脂のTgよりは低い温度で加熱、
撹拌し、例えば約1から約10μmのサイズの静電的に
結合した凝集体を形成させる工程であって、凝集体のサ
イズおよび分布は加熱温度により制御される工程と、そ
の後アニオン性安定化剤を添加する工程と、続いて、約
1から約6時間樹脂のTgよりも約20から約50℃高
い温度で加熱することにより樹脂と、着色剤と、ろう粒
子とを融解あるいは合体させる工程とを含み、クロロパ
ラフィン類、フルオロパラフィン類及びアミン類、アミ
ド類、エステル類、第四級アミン類及びカルボン酸類を
含むろうを含む機能性ろうの選択されたろうは、合体温
度では移動性を有するにも関わらず、合体中に樹脂と着
色剤粒子と共にそのまま残存し、これによりろうが水相
中に移動するのを防ぐあるいは最小に抑えることができ
る、トナー粒子を含むろうの調製プロセスに関する。こ
の発明は、(i)着色剤分散物を調製あるいは提供する
工程と、(ii)非イオン性界面活性剤、イオン性界面活
性剤あるいはこれらの混合物を含む分散混合物中に含ま
れる機能性ろうを含むろう分散物を調製あるいは提供す
る工程と、(iii)ろう分散物(ii)と着色剤分散物
(i)から得られた混合物をアニオン性界面活性剤と非
イオン性界面活性剤の混合物中に懸濁させた樹脂粒子を
含むラテックスまたはエマルジョン混合物と共にせん断
する工程と、(iv)(iii)で得られたせん断混合物を
樹脂粒子の約ガラス転移温度(Tg)より低い温度で加
熱する工程と、(v)必要に応じて、(iv)で得られた
凝集懸濁液に追加のアニオン性界面活性剤を添加して、
得られた静電的に結合したトナーサイズの凝集体が合体
(iv)中にさらに粒子成長するのを防ぐあるいはその粒
子成長を最小に抑える工程と、(vi)(v)で得られた
混合物を樹脂粒子のTgよりも高い温度で加熱する工程
と、必要に応じて、(vii) トナー粒子を分離する工
程と、を含むトナー調製プロセスに関する。この発明
は、機能性ろうがポリエチレン/アミド、ポリエチレン
/ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン/ポリエ
チレンテトラフルオロエチレン/アミド、及びそれらの
混合物からなるグループから選択され、(v)において
追加のアニオン性界面活性剤が添加され、冷却後にトナ
ーが分離されるトナープロセスに関する。この発明は、
(i)非イオン性界面活性剤により安定化された着色剤
粒子と水とを含む水性分散物を調製あるいは提供する工
程と、(ii)非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活
性剤あるいはこれらの混合物により安定化されたろう粒
子を含む機能性ろう分散物を調製あるいは提供する工程
と、(iii)ろうと、着色剤と、樹脂を含むラテックス
混合物とをポリハロゲン化アルミニウム溶液と共にせん
断し、前記ろうと、着色剤と、ラテックス粒子の綿状凝
集体を形成させる工程と、(iv)得られたせん断混合物
を樹脂ラテックスのガラス転移温度(Tg)以下の温度
で加熱し、静電的に結合したトナーサイズの凝集体を形
成させる工程と、(v)塩基を用いて、トナー凝集体
(iv)のpHを約2から約7.5に調整する工程と、
(vi)得られた混合物をラテックス樹脂のTgよりも約
10から30℃高い温度で加熱する工程と、必要に応じ
て、(vii) 得られた水溶性スラリーからトナー粒子
を分離し、必要に応じて洗浄する工程と、を含むトナー
組成物調製プロセスに関する。この発明は、(i)イオ
ン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤中で、サイズ範
囲が体積平均直径で約0.1から約0.4μmであるサ
ブミクロン樹脂粒子を含むラテックスエマルジョンを提
供、または調製する工程と、(ii)水中で機能性ろう/
顔料分散物を調製する工程であって、該分散物は、イオ
ン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤を含む水相中に
懸濁させたサイズ範囲が体積平均直径で約0.1から約
0.3μmであるサブミクロンのろう粒子と、非イオン
性界面活性剤を含む水相中に懸濁させたサブミクロン顔
料粒子を含む顔料分散物とを含み、これに、ラテックス
において使用したイオン性界面活性剤とは反対の符号の
電荷極性を有する対イオン界面活性剤が添加される工程
と、(iii)ろう/顔料分散物を、樹脂とアニオン性界
面活性剤と非イオン性界面活性剤と水とを含むラテック
スと共にせん断する工程であって、樹脂を含むラテック
ス固体量は約50重量%から約20重量%であり、ろう
の固体分は約20重量%から約50重量%であり、顔料
の固体量は約20から約55重量%であり、これによ
り、アニオン性、非イオン性、カチオン性界面活性剤を
含む水性媒質中でろうと、顔料と、樹脂粒子との綿状凝
集体を形成させる工程と、(iv)前記せん断した綿状凝
集混合物を樹脂の約ガラス転移温度(Tg)よりも約5
から約25℃低い温度で加熱する工程と、(v)静電的
に形成した凝集体にアニオン性安定化剤を添加し、樹脂
の約Tgよりも約5から約50℃高い温度で加熱し、樹
脂と、ろうと、顔料とを含むトナー組成物を提供する工
程であって、ろうは完全に、必要に応じて約95%から
約100%、トナー中に混入される工程と、を含むトナ
ー組成物調製プロセスに関する。この発明は、前記サブ
ミクロン顔料粒子はそのサイズ範囲が体積平均直径で約
0.08μmから約0.3μmであると共に、非イオン
性界面活性剤を含む水相中に懸濁されており、さらに、
凝固媒質としてポリ塩化アルミニウムの酸性水溶液が調
製され、そのポリアルミニウムの量は約1.0から3.
0gであり、これが約3.0から約10gの範囲の酸性
溶液中に添加される工程と、ろう/顔料分散物を、樹脂
とアニオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤と水と
を含むラテックスと共にせん断する工程と、ラテックス
固体は樹脂を含み、機能性ろう、顔料により、アニオン
性、非イオン性界面活性剤とポリ塩化アルミニウムを含
む水性媒質中でろうと、顔料と、樹脂粒子との綿状凝集
体が形成される工程と、せん断して得られた綿状混合物
を樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも約1から約10
℃低い温度で加熱し、トナーサイズの凝集体を形成させ
る工程と、塩基を添加して凝集体混合物のpHを、約
2.3から約3.3の間にあるものから約6.3から約
7.0のpHに調整する工程と、凝集体粒子を樹脂の約
Tgよりも約15から約25℃高い温度で加熱し、樹脂
と、機能性ろうと、顔料とを含むトナー組成物を提供す
る工程であって、ろうは全体的に、約95から約100
%、トナー粒子中に混入される工程と、(v)トナー生
成物を冷却及び単離する工程と、を含むプロセスに関す
る。この発明は、(i)着色剤分散物と、(ii)非イオ
ン性界面活性剤、イオン性界面活性剤あるいはそれらの
混合物を含む分散物中にろうを含むろう分散物とを(ii
i)アニオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤の混
合物中に懸濁させた樹脂を含むラテックスまたはエマル
ジョン混合物と共に、せん断する工程と、(iv)(ii
i)で得られたせん断混合物を樹脂の約ガラス転移温度
(Tg)より低い温度で加熱する工程と、(v)(iv)
で得られた凝集体懸濁液に追加のアニオン性界面活性剤
を添加する工程と、(vi)(v)の混合物を樹脂の約T
gよりも高い温度で加熱する工程と、(vii)トナーを
分離する工程と、を含むトナープロセスに関する。この
発明は、最初に顔料分散物とイオン性または非イオン性
界面活性剤中にサブミクロンサイズの安定化された機能
性ろう粒子を含むろう分散物の両方を生成する工程であ
って、顔料分散物は非イオン性界面活性剤中に、例え
ば、リーガル(REGAL)330(登録商標)、のような
カーボンブラック、フタロシアニン、キナクリドンある
いはローダミン(RHODAMINE)B(登録商標)型を含む
工程と、それらをポリ(スチレンブタジエン)またはポ
リ(スチレンブチルアクリレート)などのポリマー成分
を含む懸濁樹脂混合物と共に混合する工程であって、懸
濁させた樹脂混合物の粒子サイズは、例えば約0.01
から約0.5μmであり、その懸濁樹脂混合物はドデシ
ルベンゼン硫酸ナトリウムなどのアニオン性界面活性剤
と非イオン性界面活性剤とを含む水性界面活性剤混合物
中にあり、希硝酸溶液などの酸中のポリハロゲン化アル
ミニウム、例えば塩化物を添加し、ポリマーまたは樹脂
粒子と、顔料と、ろう粒子の綿状凝集体またはヘテロ凝
固体を形成させる工程と、さらに、機械的な撹拌機を用
いて約250から約500rpmで混合物を撹拌しなが
ら樹脂のTg以下の温度、例えば約2から約10℃低い
温度で加熱し、約3μmから約10μmの範囲の静電的
に安定化された凝集体を形成させる工程と、凝集体混合
物のpHを約3.0から約6.5まで調整あるいは増加
させる工程と、続いて、樹脂のTgより高い温度、例え
ば約12から約50℃、好ましくは約15から約25℃
高い温度で加熱し、ラテックスと、顔料と、ろう粒子と
を合体させ、更に安定化剤を添加することなしにろうを
完全に混入する工程と、分離する工程と、例えば熱水で
洗浄することにより、例えば界面活性剤を除去する工程
と、エアロマチック流動床乾燥機、凍結乾燥機、または
噴霧乾燥機を使用するなどの乾燥を行う工程と、を含む
プロセスであって、これにより、様々な粒子サイズ直
径、例えばクールターカウンタで測定すると平均体積粒
子直径が約3から約20μm、の樹脂と、顔料と、必要
に応じて電荷制御添加剤とを含むトナー粒子が得られる
プロセスに関する。この発明は、(i)ブリンクマン
(Brinkmann)ポリトロンまたはIKAホモジナイザー
などの高せん断装置を約3,000回転/分から約1
0,000回転/分の速度で約1分から約120分の間
使用して、トナーの約2から約10重量%のリーガル3
30(登録商標)、ホスタパームピンク(登録商標)、
またはPVファースト(FAST)ブルー(登録商標)のよ
うなカーボンブラックなどの顔料を、花王から入手可能
なサニゾール(SANIZOL)B‐50(登録商標)または
アルカリルケミカルズ(Alkaril Chemicals)から入手
可能なミラポル(MIRAPOL)(登録商標)のようなジア
ルキルベンゼンジアルキルアンモニウムクロリドなどの
カチオン性界面活性剤を水の約0.5から約2重量%の
量で含む水性混合物中に分散させることによりイオン性
顔料混合物を調製する工程と、(ii)機能性ろうの水性
分散物を添加する工程と、(iii)前記イオン性顔料混
合物をろう分散物と共に、ろう成分がトナーの最終質量
の約1から約20%、好ましくは約2から約10%とな
るような量で、例えば、ポリ(スチレン−ブチルメタク
リレート)、プリオトン(PLIOTONE)(登録商標)また
はポリ(スチレン−ブタジエン)と、水の約0.5から
約2重量%のドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼ
ンスルホン酸またはネオゲンR(登録商標)のようなア
ニオン性界面活性剤などの対イオン界面活性剤と、水の
約0.5から約3重量%のポリエチレングリコールまた
はポリオキシエチレングリコールノニルフェニルエーテ
ルまたはGAFケミカル社から入手可能なイゲパル(IG
EPAL)897(登録商標)などの非イオン性界面活性剤
とを含む樹脂粒子(この樹脂粒子は、有効量、例えばト
ナーの約40から約98重量%の量で存在しており、ポ
リマー樹脂ラテックス粒子サイズは体積平均直径が約
0.1μmから約3μmである)の懸濁水溶液中に添加
し、これにより、高せん断ホモジナイザーを用いて顔料
と、ろうと、樹脂粒子との綿状凝集体を形成させる工程
と、(iv)さらに機械的撹拌機を用いて、樹脂のTgよ
り低い温度、例えば樹脂のTgよりも約5から約15℃
低い温度で、約35から約50℃の温度で、約250か
ら約500rpmで撹拌し、平均体積直径が約0.5μ
mから約5μmの静電的に安定な凝集体を形成させる工
程と、(v)さらにアニオン性界面活性剤または非イオ
ン性界面活性剤を水の約0.5から10重量%の量で添
加し形成した凝集体を安定化させる工程と、静電的に結
合した凝集体組成物粒子を約60℃から約100℃の温
度で、例えば約60分から約600分の間加熱し、体積
平均直径が約1から約25、より具体的には、約3μm
から約7μmでクールターカウンタで測定した場合の幾
何サイズ分布が約1.2から約1.3のトナーサイズ粒
子を形成する工程と、(vi)トナーサイズの粒子を分離
し、洗浄し、濾過し、乾燥させることにより、樹脂と顔
料を含む複合トナー粒子を提供する工程と、を含むトナ
ー組成物の調製プロセスに関する。流動性添加剤は流動
特性を改善する。そのような添加剤としては例えばアエ
ロシルス(AEROSILS)(登録商標)またはシリカ、す
ず、チタンなどのような金属酸化物、脂肪酸の金属塩、
例えばステアリン酸亜鉛などが挙げられる。これらの添
加剤はそれぞれ様々な有効量で、例えばトナーの約0.
1から約10重量%の量で、その後、トナー生成物に添
加することができる。
【0011】機能性ろうの例はこの中で例示してある。
例としては、ジョンクリル(Joncryl)74、89、1
30、537、538(全てSCジョンソンワックス
(Jonson Wax)から入手可能)、アライド(Allied)ケ
ミカル、ペトロライト(Petrolite)コーポレーション
及びSCジョンソンワックスから市販されている塩素化
ポリプロピレン及びポリエチレン;例えば約8から約4
0、好ましくは約8から約40の炭素原子を含み、末端
官能基を含む炭化水素ろう、例えば無水マレイン酸、ポ
リイミド類、ポリアミン類、ポリ第四級アミン類、ポリ
酸類、ポリエステル類、ポリエステル酸類など、これら
の分子量Mwは約2,000から約10,000の範囲
である;機能性ウニリン(UNILIN)(登録商標)アルコ
ール、例えばユニリン350、425、550、ウニト
ックス(UNITHOX)(登録商標)、エキルオキシル化ア
ルコール、例えば、ウニトックス420、450、48
0、520、ウニシド(UNICID)(登録商標)カルボン
酸、例えば、ウニシド350、425、550、ブイバ
ー(VYBAR)(登録商標)炭化水素、例えばブイバー1
03、253、260、マレイン機能性ポリマー、例え
ばポリマー骨格上に無水マレイン酸の半エステルを含む
セラマー(CERAMER)R67、5005、5075、及
びアルファオレフィン/無水マレイン酸のコポリマー、
例えばX−8043、X−8044、Q−0048、X
−8040(これらは全て高い酸価をし、酸価は例えば
約150から約400の範囲である)、などが挙げられ
る。一般に、非機能性ろう、例えばポリエチレン100
Pろうを含むトナー凝集体を樹脂のTgより高い温度、
例えば約90から約105℃の範囲の温度で加熱する
と、その温度ではろうは移動性を有し、通常かなりのろ
うの拒否反応、例えば約25から約60%、が起こる。
官能基、例えばアミン類、アミド類、イミド類、エステ
ル類、第四級アミン類、アルコール類、カルボン酸類、
炭化水素類などを有するろうを使用すると、水に対する
親和性が低くラテックス樹脂に対する親和性が高くな
り、実質的には、合体する間に水相中に移動または逸出
しない。
【0012】本発明のプロセスのために選択され、ラテ
ックス及び最終トナー中に存在する特定の樹脂粒子、樹
脂またはポリマーの例示的な例としては、ポリ(スチレ
ン−ブタジエン)、ポリ(パラ−メチルスチレン−ブタ
ジエン)、ポリ(メタ−メチルスチレン−ブタジエ
ン)、ポリ(アルファ−メチルスチレン−ブタジエ
ン)、ポリ(メチルメタクリレート−ブタジエン)、ポ
リ(エチルメタクリレート−ブタジエン)、ポリ(プロ
ピルメタクリレート−ブタジエン)、ポリ(ブチルメタ
クリレート−ブタジエン)、ポリ(メチルアクリレート
−ブタジエン)、ポリ(エチルアクリレートブタジエ
ン)、ポリ(プロピルアクリレート−ブタジエン)、ポ
リ(ブチルアクリレート−ブタジエン)、ポリ(スチレ
ン−イソプレン)、ポリ(パラ−メチルスチレン−イソ
プレン)、ポリ(メタ−メチルスチレン−イソプレ
ン)、ポリ(アルファメチルスチレン−イソプレン)、
ポリ(メチルメタクリレート−イソプレン)、ポリ(エ
チルメタクリレート−イソプレン)、ポリ(プロピルメ
タクリレート−イソプレン)、ポリ(ブチルメタクリレ
ート−イソプレン)、などの周知のポリマーが挙げられ
る。選択された樹脂、実施の形態においては一般にスチ
レンアクリレート、スチレンブタジエン、スチレンメタ
クリレートまたはポリエステル、は有効量、例えばトナ
ーの約85重量%から約98重量%の量で存在してお
り、その平均粒子サイズは小さく、例えば、ブルックヘ
ーブン(Brookhaven)ナノサイズ粒子アナライザーで測
定すると平均体積直径が約0.01から約1μmであ
る。実施の形態においては、樹脂粒子、例えばポリ(ス
チレンブチルアクリレートアクリル酸)またはポリ(ス
チレンブタジエンアクリル酸)のコポリマーに対し、そ
れ以外のサイズ及び有効量を選択してよい。
【0013】本発明のプロセスのために選択された樹脂
は、好ましくは乳化重合法により調製される。そのよう
なプロセスにおいて使用されるモノマーとしては、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、及び必要に応じて、酸または塩基性オレフィ
ンモノマー、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アク
リルアミド、メタクリルアミド、ジアルキルまたはトリ
アルキルアクリルアミドまたはメタクリルアミドの第四
級アンモニウムハロゲン化物、ビニルピリジン、ビニル
ピロリドン、ビニル‐N‐メチルピリジウムクロリド、
などが挙げられる。必要に応じて、ポリマー上に酸また
は塩基性官能基が存在するが、存在する場合、そのよう
な官能基はポリマー樹脂の約0.1から約10重量%の
様々な量で存在することができる。乳化重合により樹脂
粒子を調製する場合、周知の連鎖移動剤、例えばドデカ
ンチオールを、約1から約10%の量で、ブタンチオー
ル、プロパンチオールまたは四臭化炭素などの水溶性チ
オールを有効量、例えば約1から約10%の量で選択す
ることもできる。
【0014】トナー中に有効量、例えばトナーの約1か
ら約25重量%、好ましくは約1から約15重量%の量
で存在している、選択可能な様々な周知の着色剤として
は、リーガル330(登録商標)のようなカーボンブラ
ック;モーベイ(Mobay)磁鉄鉱MO8029(登録商
標)、MO8060(登録商標)などの磁鉄鉱;コロン
ビア磁鉄鉱;マピコブラック(登録商標)及び表面処理
磁鉄鉱;ファイザー(Pfizer)磁鉄鉱CB4799(登
録商標)、などが挙げられる。着色顔料としては、藍色
(シアン)、紫紅色(マジェンタ)、黄色、赤色、緑
色、茶色、青色またはこれらの混合物を選択することが
できる。選択した着色剤は、様々な有効量、例えばトナ
ーの約1重量%から約65重量%、好ましくは約2から
約12重量%の量で存在する。
【0015】着色剤としては、顔料、染料、顔料と染料
の混合物、染料混合物、顔料混合物、などが挙げられ
る。
【0016】非機能性ろうである第2のろうの例として
は、この中で例示したものが挙げられ、例えば、アライ
ドケミカル及びぺトライトコーポレーションから市販さ
れているポリプロピレン及びポリエチレン、ミカエルマ
ン(Michaelman)社及びダニエルスプロダクトカンパニ
ーから入手可能なろうエマルジョン、イーストマンケミ
カルプロダクト社から市販されているエポレン(Epole
n)N−15、三洋化成株式会社から入手可能な重量平
均分子量が1,000から20,000と低いポリプロ
ピレンであるビスコール550−P、及び同様の材料が
挙げられる。選択される市販のポリエチレンの分子量
は、約1,000から約1,500であり、一方、本発
明のトナー組成物のために使用される市販のポリプロピ
レンの分子量は約4,000から約6,000であると
考えられる。本発明において有効なポリエチレン及びポ
リプロピレン組成物の多くは英国特許第1,442,8
35号において説明されている。この特許の開示内容は
全てこの中で引用され、参照される。
【0017】第2の低分子量ろう材料は本発明のトナー
組成物中に様々な量で存在している。一般に、これらの
ろうはトナー組成物中に、約1重量%から約15重量%
の量で、好ましくは約1重量%から約5重量%の量で存
在する。トナーはまた、有効量の、例えば約0.1から
5重量%の周知の電荷添加剤、例えばアルキルピリジニ
ウムハロゲン化物、重硫酸塩、米国特許第3,944,
493号、第4,007,293号、第4,079,0
14号、第4,394,430号及び第4,560,6
35号の電荷制御添加剤、アルミニウム錯体のような負
電荷強化添加剤、E84、E88、ブロマット(Broma
t)S1、などを含んでも良い。
【0018】実施の形態においては、例えば0.1から
約25重量%の量の界面活性剤としては、例えば、ロン
−ポーレナク(Rhone-Poulenac)からイゲパルCA−2
10(登録商標)、イゲパルCA−520(登録商
標)、イゲパルCA−720(登録商標)、イゲパルC
O−890(登録商標)、イゲパルCO−720(登録
商標)、イゲパルCO−290(登録商標)、イゲパル
CA−210(登録商標)、アンタロックス890(登
録商標)及びアンタロックス897(登録商標)として
入手可能なジアルキルフェノキシポリ(エチレンオキ
シ)エタノールなどの非イオン性界面活性剤が挙げられ
る。非イオン性界面活性剤の有効濃度は実施の形態にお
いては、例えば、コポリマー樹脂を調製するのに使用さ
れるモノマーの約0.01から約10重量%、好ましく
は約0.1から約5重量%である。
【0019】イオン性界面活性剤の例としてはアニオン
性及びカチオン性界面活性剤が挙げられる。アニオン性
界面活性剤の例としては、例えば、ドデシル硫酸ナトリ
ウム(SDS)、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム、ドデシルナフタレン硫酸ナトリウム、ジアルキルベ
ンゼンアルキル、硫酸塩及びスルホン酸塩、アビチン
酸、これらはアルドリッチから入手可能、及び花王から
入手可能なネオゲンR(登録商標)、ネオゲンSC(登
録商標)、などが挙げられる。一般に使用されるアニオ
ン性界面活性剤の有効濃度は、エマルジョンまたはラテ
ックス混合物のコポリマー樹脂粒子を調製するために使
用されるモノマーの、例えば約0.01から約10重量
%、好ましくは約0.1から約5重量%である。
【0020】カチオン性界面活性剤は通常正に帯電して
おり、本発明のトナー及びプロセスのために選択される
カチオン性界面活性剤の例としては、例えば、ジアルキ
ルベンゼンアルキルアンモニウムクロリド、ラウリルト
リメチルアンモニウムクロリド、アルキルベンジルメチ
ルアンモニウムクロリド、アルキルベンジルジメチルア
ンモニウムブロミド、ベンズアルコニウムクロリド、セ
チルピリジニウムブロミド、C12、C15、C17トリメチ
ルアンモニウムブロミド、第四ポリオキシエチルアルキ
ルアミンのハロゲン化物塩、ドデシルベンジルトリエチ
ルアンモニウムクロリド、アルカリルケミカル社から入
手可能なミラポール(MIRAPOL)及びアルカクワット(A
LKAQUAT)(登録商標)、花王化学から入手可能なサニ
ゾール(登録商標)(ベンズアルコニウムクロリド)、
など、及びこれらの混合物が挙げられる。この界面活性
剤は様々な有効量、例えば、水の約0.1から約5重量
%の量で使用される。好ましくは、綿状凝集のために使
用されるカチオン性界面活性剤の、ラテックスの調製に
おいて使用されるアニオン性界面活性剤に対するモル比
は約0.5から約4、好ましくは約0.5から2の範囲
である。B6608対イオン界面活性剤はこの中で説明
したようなアニオン性あるいはカチオン性界面活性剤の
いずれかを指示した量で含み、工程(i)のイオン性界
面活性剤がアニオン性界面活性剤である場合、対イオン
性界面活性剤はカチオン性界面活性剤である。
【0021】凝集粒子に添加され、粒子サイズ及び凝集
体において達成されたGSDを凍結させるあるいは保持
する、または粒子の成長を最小に抑える界面活性剤の例
としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ド
デシルナフタレン硫酸ナトリウム、ジアルキルベンゼン
アルキル、硫酸塩及びスルホン酸塩、アビチン酸、これ
らはアルドリッチから入手可能、及び花王から入手可能
なネオゲンR(登録商標)、ネオゲンSC(登録商
標)、などのアニオン性界面活性剤から選択することが
できる。これらの界面活性剤はまた、ポリビニルアルコ
ール、ポリアクリル酸、メタロース、メチルセルロー
ス、エチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキ
シエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポ
リオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレン
ラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテ
ル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポ
リオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレ
ンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンステ
アリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエ
ーテル、ジアルキルフェノキシポリ(エチレンオキシ)
エタノール、これらはロン−ポーレナクからイゲパルC
A−210(登録商標)、イゲパルCA−520(登録
商標)、イゲパルCA−720(登録商標)、イゲパル
CO−890(登録商標)、イゲパルCO−720(登
録商標)、イゲパルCO−290(登録商標)、イゲパ
ルCA−210(登録商標)、アンタロックス890
(登録商標)及びアンタロックス897(登録商標)と
して入手可能である、などの非イオン性界面活性剤から
選択することもできる。一般に凍結剤または安定化剤と
して使用されるアニオン性または非イオン性界面活性剤
の有効濃度は、例えば、樹脂ラテックスと、顔料粒子
と、水と、イオン性及び非イオン性界面活性剤混合物を
含む凝集体の総重量の約0.01から約10重量%、好
ましくは約0.5から約5重量%である。
【0022】洗浄または乾燥後にトナー組成物に添加す
ることができる表面添加剤としては、例えば、金属塩、
脂肪酸の金属塩、コロイド状シリカ、それらの混合物、
などが挙げられる。これらの添加剤はそれぞれ通常、約
0.1から約2重量%の量で存在する。米国特許第3,
590,000号、第3,720,617号、第3,6
55,374号、第3,983,045号を参照のこ
と。好ましい添加剤としては、二酸化チタン、チタノチ
クス、例えばストロンチウムチタナイト、ステアリン酸
亜鉛シリカ、及びコートシリカ、例えばデグッサから入
手可能なアエロシルR972(登録商標)などが挙げら
れる。それぞれ、約0.1から約2%の量で、凝集プロ
セス中に添加され、あるいは形成したトナー生成物中に
混入される。
【0023】現像液組成物は、本発明のプロセスを用い
て得られたトナーを周知のキャリヤ粒子と共に混合する
ことにより調製することができる。キャリヤ粒子として
は、コートキャリヤ、例えば鋼、フェライト、などが挙
げられる。米国特許第4,937,166号及び第4,
935,326号を参照のこと。その量は約2%トナー
濃度から約8%トナー濃度である。
【0024】ラテックスの調製:ラテックスは、以下の
ように、水中の非イオン性界面活性剤とアニオン性界面
活性剤の混合物中、スチレン:ブチルアクリレートの比
が82:18であり、アクリル酸が2pphの組成物の
乳化重合により調製した。1,408gのスチレンと、
192gのブチルアクリレートと、32gのアクリル酸
と、48gのドデカンチオールを2,400mlの脱イ
オン水と共に混合し、室温、全体を通して約25℃で、
30分の間撹拌した。この脱イオン水には、36gのド
デシルベンゼンスルホン酸ナトリウムアニオン性界面活
性剤(60%の活性成分を含むネオゲンR(登録商
標))と、34.4gのポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテル非イオン性界面活性剤(アンタロックス8
97(登録商標)‐70%の活性)と、16gの過硫酸
アンモニウム開始剤が溶解してあった。その後、エマル
ジョンを70℃で6時間重合させた。得られたラテック
スは60%の水と、ポリスチレン/ポリブチルアクリレ
ート/ポリアクリル酸、82/18/2pphのコポリ
マーを含む40%の(全体を通して重量%)固体とを含
んでいた。ラテックスの乾燥サンプルのTgは、デュポ
ンのDSCで測定すると、53.1℃であった。ヒュー
レットパッカードGPCで定量すると、Mwは26,6
00、及びMnは9,000であった。ブルックヘブン
BI‐90粒子ナノサイザーで測定すると、ラテックス
の粒子サイズは160ナノメートルであった。以下の実
施例全てにおいて、前記ラテックスを用いてトナー調製
を行った。
【0025】
【実施例】実施例1. トナーの調製:反応器において、水の40重量%の固体
分を含む上記ラテックス260gに、水中53.4重量
%の固体分を有するブルー15.3顔料分散物7.6g
と、水150gと、カチオン性界面活性剤(サニゾール
B)1.5gとを含む顔料溶液と、ベイカーペトロライ
トから得られ、水/非イオン性界面活性剤溶液中で40
重量%の固体分を有するフッ素化パラフィンろう分散物
(LX1118)の機能性ろう30gと、水100g
と、カチオン性界面活性剤(サニゾールB)0.7gとを
添加し、IKAホモジナイザーを用いて350gの水
中、5000RPMの速度でポリトロン処理を行った。
得られた混合物をその後、反応ケトルに移した。ケトル
内の内容物を撹拌しながら温度を50℃まで上げると、
6.2μm(全体を通して体積平均を示す)で、GSD
が1.20の凝集体が得られた。2時間後、20重量%
の水を50ml添加し、凝集体を安定化させた。その
後、温度を83℃まで上げ、その温度で4時間保持し
た。得られた粒子は、クールターカウンタで測定する
と、サイズが6.4μm、GSDは1.21であった。
反応器の内容物をその後冷却し、濾過すると、澄んだ濾
過液が得られた。このことから、ろうは約95から約1
00%、ラテックスのホスト樹脂中に混入されたことが
示唆された。pH11の水酸化カリウムを用いて2回ト
ナーを洗浄し、さらに、脱イオン水で2回洗浄した。そ
の後粒子を凍結乾燥させ、摩擦評価のために送り出し
た。その評価はファラデー箱を用いるもので、トナーの
摩擦値は−33uC/gであることが示された。ろうを
有しない同じ藍色トナーでは摩擦値は−26uC/gで
あった。
【0026】この機能性ろうトナーの融解挙動を、ゼロ
ックス5765コピー/プリンタから取り出した融解サ
ブアセンブリを基にし、加熱された融解ロールの温度の
制御と測定ができるように改良されたベンチ融解取り付
け具を用いて評価した。トナー層の加熱ヒューザーロー
ルからの剥離挙動を評価するために、オイリングシステ
ムを使用せずにユニットを操作させた。このトナーを用
いると、130から200℃の間の温度範囲では、加熱
トナー層とヒューザーロールの間の接着あるいはトナー
の剥がれの兆候は見られなかった。
【0027】実施例2. トナーの調製:水の40重量%の固体分を含む上記ラテ
ックス260gに、水中53.4重量%の固体分を有す
るブルー15.3顔料分散物7.6gと、水150g
と、カチオン性界面活性剤(サニゾールB)1.5gと
を含む顔料溶液と、ベイカーペトロライトから得られた
エステル‐無水マレイン酸ろう分散物(LX1306)
を有し水/非イオン性界面活性剤溶液中で40重量%の
固体分を有するポリプロピレン機能性ろう30gと、水
100gと、カチオン性界面活性剤(サニゾールB)0.
7gとを添加し、IKAホモジナイザーを用いて350
gの水中、5000RPMの速度でポリトロン処理を行
った。
【0028】得られた混合物をその後、反応ケトルに移
した。ケトル内の内容物を撹拌しながら温度を50℃ま
で上げると、6.0μmで、GSDが1.20の凝集体
が得られた。2.2時間後、20重量%の水を50ml
添加し、凝集体を安定化させた。その後、温度を83℃
まで上げ、その温度で4時間保持した。得られた凝集粒
子は、クールターカウンタで測定すると、サイズが6.
3μm、GSDは1.21であった。内容物をその後2
5℃まで冷却し、濾過すると、澄んだ濾過液が得られ
た。このことから、ろうは約97%、ラテックスのホス
ト樹脂中に混入されたことが示唆された。pH11の水
酸化カリウムを用いて2回トナーを洗浄し、さらに、脱
イオン水で2回洗浄した。その後粒子を凍結乾燥させ、
摩擦評価のために送り出した。トナーの摩擦値は−29
uC/gであり、それとは対照的に、ろうを含まない同
じ藍色トナーでは摩擦値は−26uC/gであった。
【0029】上記機能性ろうトナーの剥離挙動を実施例
1と同様にして評価した。130から200℃の間の温
度範囲では、加熱トナー層とヒューザーロールの間の接
着の兆候は見られなかった。
【0030】実施例3. トナーの調製:水の40重量%の固体分を含む上記ラテ
ックス260gに、水中53.4重量%の固体分を有す
るブルー15.3顔料分散物7.6gと、水150g
と、カチオン性界面活性剤(サニゾールB)1.5gと
を含む顔料溶液と、水/非イオン性界面活性剤溶液中で
30重量%の固体分を有するベイカーペトロライトから
得られた無水マレイン酸ろう分散物(LX1306)
(30g)と、水100gと、カチオン性界面活性剤
(サニゾールB)0.7gとを添加し、IKAホモジナイ
ザーを用いて350gの水中、5000RPMの速度で
ポリトロン処理を行った。得られた混合物をその後、反
応ケトルに移した。ケトル内の内容物を撹拌しながら温
度を50℃まで上げると、6.5μmで、GSDが1.
21の凝集体が得られた。2.5時間後、20重量%の
水を50ml添加し、凝集体を安定化させた。その後、
温度を80℃まで上げ、その温度で4時間保持した。得
られた凝集粒子は、クールターカウンタで測定すると、
サイズが6.8μm、GSDは1.23であった。反応
器内容物をその後25℃まで冷却し、濾過すると、澄ん
だ濾過液が得られた。このことから、ろうは約95から
約100%、ラテックスのホスト樹脂中に混入されたこ
とが示唆された。pH11の水酸化カリウムを用いて2
回トナーを洗浄し、さらに、脱イオン水で2回洗浄し
た。その後粒子を凍結乾燥させ、摩擦評価のために送り
出した。トナーの摩擦値は−35uC/gであり、これ
に比べ、ろうを含まない同じ藍色トナーでは摩擦値は−
26uC/gであった。
【0031】上記機能性ろうトナーの剥離挙動を実施例
1と同様にして評価した。130から200℃の間の温
度範囲では、加熱トナー層とヒューザーロールの間の接
着の兆候は見られなかった。
【0032】実施例4. トナーの調製:水の40重量%の固体分を含む上記ラテ
ックス260gに、水中53.4重量%の固体分を有す
るブルー15.3顔料分散物7.6gと、水150g
と、カチオン性界面活性剤(サニゾールB)1.5gと
を含む顔料溶液と、水/非イオン性界面活性剤溶液中で
30重量%の固体分を有するミクロパウダーズ社から得
られたポリエチレン/アミドろう分散物(アクアスーパ
ースリップ6650)30gと、水100gと、カチオ
ン性界面活性剤(サニゾールB)0.7gとを添加し、I
KAホモジナイザーを用いて、5000RPMの速度で
ポリトロン処理を行った。得られた混合物をその後、反
応ケトルに移した。ケトル内の内容物を撹拌しながら温
度を48℃まで上げると、6.1μmで、GSDが1.
22の凝集体が得られた。2.0時間後、20重量%の
水を60ml添加し、凝集体を安定化させた。その後、
温度を80℃まで上げ、その温度で4時間保持した。得
られた粒子(実施例全体を通してトナー)は、クールタ
ーカウンタで測定すると、サイズが6.5μm、GSD
は1.23であった。ケトル内容物をその後、室温、約
25℃まで冷却し、濾過すると、澄んだ濾過液が得られ
た。このことから、ろうは全体として、約100%、ラ
テックスのホスト樹脂中に混入されたことが示唆され
た。pH11の水酸化カリウムを用いて2回トナーを洗
浄し、さらに、脱イオン水で2回洗浄した。その後、
6.5μmのトナー粒子を凍結乾燥させ、摩擦評価のた
めに送り出した。トナーの摩擦値は−30uC/gであ
り、これに比べ、ろうを含まない同じ藍色トナーでは摩
擦値は−26uC/gであった。
【0033】上記ろうトナーの剥離挙動を実施例1と同
様にして評価した。130から200℃の間の温度範囲
では、加熱トナー層とヒューザーロールの間の接着の兆
候は見られなかった。
【0034】実施例5. トナーの調製:水の40重量%の固体分を含む上記ラテ
ックス260gに、水中53.4重量%の固体分を有す
るブルー15.3顔料分散物7.6gと、水150g
と、カチオン性界面活性剤(サニゾールB)1.5gと
を含む顔料溶液と、水/非イオン性界面活性剤溶液中で
30重量%の固体分を有するミクロパウダーINCから
得られたポリエチレン/PTFE/アミドろう分散物
(ポリシルク14)30gと、水100gと、カチオン
性界面活性剤(サニゾールB)0.7gとを添加し、IK
Aホモジナイザーを用いて350gの水中、5000R
PMの速度でポリトロン処理を行った。得られた混合物
をその後、反応ケトルに移した。ケトル内の内容物を撹
拌しながら温度を48℃まで上げると、6.4μm(全
体を通して体積平均)で、GSDが1.22の凝集体が
得られた。2.3時間後、20重量%の水を50ml添
加し、凝集体を安定化させた。その後、温度を82℃ま
で上げ、その温度で3.5時間保持した。得られたトナ
ー粒子は、クールターカウンタで測定すると、サイズが
6.3μm、GSDは1.22であった。内容物をその
後冷却し、濾過すると、澄んだ濾過液が得られた。この
ことから、ろうは、約95から約100%、ラテックス
のホスト樹脂中に混入されたことが示唆された。pH1
1の水酸化カリウムを用いて2回トナーを洗浄し、さら
に、脱イオン水で2回洗浄した。その後、粒子を凍結乾
燥させ、摩擦評価のために送り出した。トナーの摩擦値
は−31uC/gであり、これとは対照的に、ろうを含
まない同じ藍色トナーでは摩擦値は−26uC/gであ
った。上記本発明のろうトナーの剥離挙動を実施例1と
同様にして評価した。130から200℃の間の温度範
囲では、加熱トナー層とヒューザーロールの間の接着の
兆候は見られなかった。
【0035】実施例6. トナーの調製:水の40重量%の固体分を含む上記ラテ
ックス260gに、水中53.4重量%の固体分を有す
るブルー15.3顔料分散物7.6gと、水150g
と、カチオン性界面活性剤(サニゾールB)1.5gと
を含む顔料溶液と、水/非イオン性界面活性剤溶液中で
30重量%の固体分を有するS.C.ジョンソンワック
スから得られたスチレンアクリルろう分散物(ジョンク
リル130)30gと、水100gと、カチオン性界面
活性剤(サニゾールB)0.7gとを添加し、IKAホモ
ジナイザーを用いて350gの水中、5000RPMの
速度でポリトロン処理を行った。得られた混合物をその
後、反応ケトルに移した。ケトル内の内容物を撹拌しな
がら温度を48℃まで上げると、2.3時間後、6.2
μmで、GSDが1.21の凝集体が得られた。20重
量%の水を50ml添加し、凝集体を安定化させた。そ
の後、温度を82℃まで上げ、その温度で3.5時間保
持した。得られた粒子は、クールターカウンタで測定す
ると、サイズが6.3μm、GSDは1.21であっ
た。ケトルの内容物をその後冷却し、濾過すると、澄ん
だ濾過液が得られた。このことから、ろうは、約95か
ら約100%、ラテックスのホスト樹脂中に混入された
ことが示唆された。pH11の水酸化カリウムを用いて
2回トナーを洗浄し、さらに、脱イオン水で2回洗浄し
た。その後、粒子を凍結乾燥させ、摩擦評価のために送
り出した。トナーの摩擦値は−30uC/gであり、こ
れと比べて、ろうを含まない藍色トナーでは摩擦値は−
26uC/gであった。以上のように調製したろうトナ
ーの剥離挙動を実施例1と同様にして評価した。130
から200℃の間の温度範囲では、加熱トナー層とヒュ
ーザーロールの間の接着の兆候は見られなかった。
【0036】実施例7. ポリ塩化アルミニウム(PAC)を用いたトナーの調
製:水の40重量%の固体分を含む上記ラテックス26
0gに、水中53.4重量%の固体分を有するブルー1
5.3顔料分散物7.6gと、水150gとを含む顔料
溶液と、水/非イオン性界面活性剤溶液中で40重量%
の固体分を有するベイカーペトロライトから得られたフ
ッ素化パラフィン機能性ろう30gと、水550gと、
10重量%の濃度のPAC2.3gとを添加し、IKA
ホモジナイザーを用いて350gの水中、5000RP
Mの速度でポリトロン処理を行った。得られた混合物を
その後、反応ケトルに移した。ケトル内の内容物を撹拌
しながら温度を54℃まで上げると、2.3時間後、
5.8μmで、GSDが1.20の凝集体が得られた。
混合物のpHを、水の約4重量%の水酸化ナトリウム溶
液を用いて3.0から6.5に調整し、温度を82℃ま
で上げ、その温度で3.5時間保持した。得られた粒子
は、クールターカウンタで測定すると、サイズが6.0
μm、GSDは1.21であった。ケトルの内容物をそ
の後冷却し、濾過すると、澄んだ濾過液が得られた。こ
のことから、ろうは、約100%、ラテックスのホスト
樹脂中に混入されたことが示唆された。pH11の水酸
化カリウムを用いて2回トナーを洗浄し、さらに、脱イ
オン水で2回洗浄した。その後、粒子を凍結乾燥させ、
摩擦評価のために送り出した。トナーの摩擦値は−30
uC/g(全体を通して、マイクロカラム/gである)
であり、これと比べて、ろうを含まない藍色トナーでは
摩擦値は−26uC/gであった。以上のように調製し
た機能性ろうトナーの剥離挙動を実施例1と同様にして
評価した。130から200℃の間の温度範囲では、加
熱トナー層とヒューザーロールの間の接着の兆候は見ら
れなかった。
【0037】比較例1. トナーの調製(ろうなし):水の40重量%の固体分を
含む上記ラテックス260gに、水中53.4重量%の
固体分を有する藍色分散物7.6gと、水200gと、
カチオン性界面活性剤(サニゾールB)2.3gとを含
む顔料溶液を添加し、IKAホモジナイザーを用いて4
00gの水中、5000RPMの速度でポリトロン処理
を行った。得られた混合物をその後、反応ケトルに移し
た。ケトル内の内容物を撹拌しながら温度を48℃まで
上げると、6.2μmで、GSDが1.21の凝集体が
得られた。2.3時間後、20重量%の水50mlを添
加して凝集体を安定化させた後、温度を83℃まで上
げ、その温度で3.5時間保持した。得られた粒子は、
クールターカウンタで測定すると、サイズが6.5μ
m、GSDは1.21であった。pH11の水酸化カリ
ウムを用いて2回トナーを洗浄し、さらに、脱イオン水
で2回洗浄した。その後、粒子を凍結乾燥させた。トナ
ーの摩擦は(全体を通して、周知のファラデー箱法によ
り決定すると)26uC/gであった。以上のように調
製したトナーの加熱ヒューザーロールからの剥離挙動を
実施例1と同様にして評価した。ヒューザーロールの保
持温度が160℃を超えると、加熱トナー層は重大な相
互作用を示し、剥がれ問題が生じることがわかった。
【0038】比較例2. トナーの調製(機能性ろうなし):水の40重量%の固
体分を含む上記ラテックス260gに、水中53.4重
量%の固体分を有するブルー15.3顔料分散物7.6
gと、水150gと、カチオン性界面活性剤(サニゾー
ルB)1.5gとを含む顔料溶液と、水/非イオン性界
面活性剤溶液中で30重量%の固体分を有するベイカー
ペトロライトから得られた非機能性ポリプロピレンろう
分散物(P1,000)40gと、水100gと、カチ
オン性界面活性剤(サニゾールB)0.7gとを添加
し、IKAホモジナイザーを用いて350gの水中、5
000RPMの速度でポリトロン処理を行った。得られ
た混合物をその後、反応ケトルに移した。ケトル内の内
容物を撹拌しながら温度を48℃まで上げると、6.2
μmで、GSDが1.21の凝集体が得られた。2.3
時間後、20重量%の水50mlを添加して凝集体を安
定化させた後、温度を82℃まで上げ、その温度で3.
5時間保持した。得られた粒子は、クールターカウンタ
で測定すると、サイズが6.3μm、GSDは1.21
であった。ケトルの内容物を室温まで冷却すると、ろう
の拒否反応が見られ、濾過すると、濾過液中に白色粒子
が観察された。pH11の水酸化カリウムを用いて2回
トナーを洗浄し、さらに、脱イオン水で2回洗浄した。
その後、粒子を凍結乾燥させ、摩擦評価のために送り出
した。トナーの摩擦は−30uC/gであった。これと
は反対に、ろうを含まない藍色トナーでは−26uC/
gであった。以上のように調製した非機能性ろうトナー
の加熱ヒューザーロールからの剥離挙動を実施例1と同
様にして評価した。ヒューザーロールの保持温度が17
0℃を超えると、加熱トナー層は重大な相互作用を示
し、剥がれ問題が生じることがわかった。
【0039】比較例3. トナーの調製(機能性ろうなし):水の40重量%の固
体分を含む上記ラテックス260gに、非イオン性界面
活性剤を含まない水中21重量%の固体分を有するブラ
ック顔料(リーガル330)分散物32gと、水150
gと、カチオン性界面活性剤(サニゾールB)1.5g
とを含む顔料溶液と、水/非イオン性界面活性剤溶液中
で30重量%の固体分を有するベイカーペトロライトか
ら得られた非機能性ろう、ポリエチレンろう分散物(P
725)40gと、水100gと、カチオン性界面活性
剤(サニゾールB)0.7gとを添加し、IKAホモジ
ナイザーを用いて350gの水中、5000RPMの速
度でポリトロン処理を行った。得られた混合物をその
後、反応ケトルに移した。ケトル内の内容物を撹拌しな
がら温度を48℃まで上げると、2.3時間後、6.5
μmで、GSDが1.21の凝集体が得られた。20重
量%の水50mlを添加して凝集体を安定化させた後、
温度を80℃まで上げ、その温度で4時間保持した。得
られた粒子は、クールターカウンタで測定すると、サイ
ズが6.7μm、GSDは1.22であった。内容物を
冷却すると、ろうの拒否反応が見られ、濾過すると、濾
過液中に白色粒子が観察された。pH11の水酸化カリ
ウムを用いて2回トナーを洗浄し、さらに、脱イオン水
で2回洗浄した。その後、粒子を凍結乾燥させ、摩擦評
価のために送り出した。トナーの摩擦値は−24uC/
gであった。これと比較して、ろうを含まない同じ藍色
トナーでは−20uC/gであった。以上のように調製
したろうトナーの加熱ヒューザーロールからの剥離挙動
を実施例1と同様にして評価した。ヒューザーロールの
保持温度が170℃を超えると、加熱トナー層は重大な
相互作用を示し、例えば、トナーイメージがヒューザー
ロールに付着したり、剥がれ問題が生じる、すなわち、
像と紙がヒューザーロールの周りに巻きついたままとな
ることがわかった。
【0040】機能性ろうとしては、変性ポリエチレンま
たはポリプロピレンまたは炭化水素が挙げられ、それら
は各々、ポリマー骨格上にハロゲン化物、好ましくはフ
ッ素、アミド、イミド、エステル、第四級アミン、カル
ボン酸、及びそれらの混合物などの官能基を含む。トナ
ー中のそのようなろうは、水に対する親和性が小さく、
ラテックス樹脂粒子に対する親和性がより大きいことが
示されており、ろうは移動しない、あるいは移動量が最
小であり、また、トナー合体中に水相中に逸出しない。
【0041】非機能性ろうとしては、例えば、骨格鎖上
に付着した官能基を有しないポリエチレン、ポリプロピ
レン及び炭化水素が挙げられる。これらのろうは水に対
し親和性を示し、通常トナー粒子中へのろうの混入は約
20から約40重量%しか達成されない。そのため、こ
の中で指摘したような剥離及び剥がれの問題が生じる。
フロントページの続き (72)発明者 ポール エフ スミス カナダ オンタリオ州 トロント ガーデ ン アベニュー 12 (72)発明者 ベング エス オング カナダ オンタリオ州 ミッシソーガ ハ ーベイ クレセント 2947 (72)発明者 アラン ケー チェン カナダ オンタリオ州 オークビル バリ ーブルック ドライブ 1137

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (i)着色剤分散物を調製または提供す
    る工程と、 (ii)非イオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤、ま
    たはその混合物を有する分散混合物中に含まれる機能性
    ろうを含む機能性ろう分散物を調製または提供する工程
    と、 (iii)機能性ろう分散物(ii)と着色剤分散物(i)
    から得られた混合物を、アニオン性界面活性剤と非イオ
    ン性界面活性剤の混合物中に含まれる樹脂を含むラテッ
    クスまたはエマルジョン混合物と共にせん断する工程
    と、 (iv)(iii)で得られたせん断混合物を樹脂粒子の約
    ガラス転移温度よりも低い温度で加熱する工程と、 (v)必要に応じて、追加のアニオン性界面活性剤を
    (iv)で得られた凝集懸濁液に添加し、合体(iv)中
    に、静電結合したトナーサイズの凝集体粒子が更に成長
    するのを防ぐ、あるいはその成長を最小に抑える工程
    と、 (vi)(v)で得られた混合物を樹脂の約ガラス転移温
    度よりも高い温度で加熱する工程と、 必要に応じて、(vii)トナー粒子を分離する工程と、 を含むことを特徴とするトナー調製プロセス。
  2. 【請求項2】 機能性ろうは、ポリエチレン/アミド、
    ポリエチレン/ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチ
    レン/ポリエチレンテトラフルオロエチレン/アミド、
    及びそれらの混合物からなるグループから選択し、
    (v)において追加のアニオン性界面活性剤を添加し、
    冷却し、冷却後トナーを分離することを特徴とする請求
    項1記載のトナー調製プロセス。
  3. 【請求項3】 (i)着色剤分散物、機能性ろう、と (ii)非イオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤、ま
    たはその混合物と、を (iii)樹脂と、アニオン性界面活性剤と非イオン性界
    面活性剤の混合物とを含むラテックスと共に、混合する
    工程と、 (iv)(iii)で得られた混合物を樹脂の約ガラス転移
    温度(Tg)以下の温度で加熱する工程と、 (v)必要に応じて、(iv)で得られた凝集体懸濁液に
    追加のアニオン性界面活性剤と添加する工程と、 (vi)(v)で得られた混合物を樹脂の約ガラス転移温
    度以上の温度で加熱する工程と、 (vii)トナーを分離する工程と、 を含むことを特徴とするトナー調製プロセス。
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