(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの樹脂を含むエマルジョンを、改質パラフィンワックス及び随意の着色剤と接触させ、粒子を形成し、
前記粒子を、ポリ塩化アルミニウムを含む凝集剤と接触させることにより前記粒子を凝集させて凝集粒子を形成し、ここで、前記ポリ塩化アルミニウムの含有量は、エマルジョン、改質パラフィンワックス及び随意の着色剤の混合物１００部に対して約０．１部から約０．１８部までであり、
前記凝集粒子を約１時間から約３時間の間融合させてトナー粒子を形成し、
前記トナー粒子を回収する
ステップを含み、
前記トナー粒子は約０．９８２から約０．９９５までの真円度を有する、
ことを特徴とするプロセス。
【請求項２】
前記改質パラフィンワックスは、直鎖炭素と組み合わせた分岐炭素を有し、
前記分岐炭素は、前記ワックスの約１重量％から約２０重量％までの量で存在し、約５２０から約６００までの数平均分子量を有し、
前記直鎖炭素は、前記ワックスの約８０重量％から約９９重量％までの量で存在し、約５０５から約５３０までの数平均分子量を有し、
前記樹脂は、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、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記改質パラフィンワックス中の前記分岐炭素は、約５３０から約５８０までの重量平均分子量を有し、
前記改質パラフィンワックス中の前記直鎖炭素は、約４８０から約５５０までの重量平均分子量を有し、
前記改質パラフィンワックス中の前記分岐炭素は、約３１から約５９までの数の炭素原子を有し、
前記改質パラフィンワックス中の前記直鎖炭素は、約２４から約５４までの数の炭素原子を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、トナー、並びに、デジタル装置、イメージ・オン・イメージ装置、及び類似の装置等の乾式電子写真装置を含む静電写真装置に適したトナーを準備するのに有益なプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー調製に関する多くのプロセスが当業者には知られている。乳化凝集（ＥＡ）はかかる方法の一つである。かかるトナーは当業者の認識範囲内にあり、トナーは、着色剤を乳化重合により形成されたラテックスポリマーと共に凝集させることにより形成することができる。
【０００３】
いくつかの高光沢ＥＡトナーには、低いガラス転移温度（Ｔｇ）の樹脂をコア内に、そして高いＴｇの樹脂をシェル内に有するコア−シェル構造を有する樹脂が使用される。かかるトナーは、ワックスを含むことができ、アルミニウムを基剤とする凝集剤を使用して生成することができる。かかるトナーを生成するプロセスでは、金属イオン封鎖剤を使用してアルミニウムイオンを除去し、より低レベルのイオン架橋を行うことにより、光沢を増す。これらトナーの一つの課題は、目詰まりを起こしやすく、また表面に多くのワックス突起を有する可能性があることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製造時間を短くし、トナー粒子の帯電の優れた制御を可能にする、改善されたトナー製造法が依然として望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、トナー、及びトナーを製造する方法を提供する。実施形態において、本開示のトナーは、樹脂と、随意の着色剤と、直鎖炭素と組み合わせた分岐炭素を有する改質パラフィンワックスとを含むことができ、ここで分岐炭素は、ワックスの約１％から約２０％までの量で存在し、約５２０から約６００までの数平均分子量を有し、直鎖炭素は、ワックスの約８０％から約９９％までの量で存在し、約５０５から約５３０までの数平均分子量を有する。
【０００６】
他の実施形態において、本開示のトナーは、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、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、及びこれらの組み合わせを含む樹脂と、随意の着色剤と、直鎖炭素と組み合わせた分岐炭素を有する改質パラフィンワックスと、を含むことができ、ここで分岐炭素は、ワックスの約１％から約２０％までの量で存在し、約５２０から約６００までの数平均分子量を有し、直鎖炭素は、ワックスの約８０％から約９９％までの量で存在し、約５０５から約５３０までの数平均分子量を有し、トナーを含む粒子は、約０．９８２から約０．９９５までの真円度を有する。
【０００７】
本開示のプロセスは、少なくとも１つの樹脂を含むエマルジョンを、改質パラフィンワックス及び随意の着色剤と接触させ、その粒子を、約百分の０．１部から約百分の０．１８部までの、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ臭化アルミニウム、ポリフッ化アルミニウム、ポリヨウ化アルミニウム、ポリケイ酸アルミニウム、ポリスルホケイ酸アルミニウム、塩化アルミニウム、亜硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、及びこれらの組み合わせ等の凝集剤と接触させることにより粒子を凝集させて凝集粒子を形成し、凝集粒子を約１時間から約３時間の間融合させてトナー粒子を形成し、トナー粒子を回収するステップを含むことができ、ここでトナー粒子は約０．９８２から約０．９９５までの真円度を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】種々異なる濃度のポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を有する本開示のトナーに対する測定された印刷光沢を示すグラフである。
【図２】種々異なる濃度のＰＡＣを有する本開示のトナーに対するメルト・フロー・インデックス（ＭＦＩ）を示すグラフである。
【図３】本開示のトナーに関する、短縮された融合時間をＰＡＣ添加量の関数として示すグラフである。
【図４】トナー内部にワックスの存在を示す市販のトナーの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図５】トナー内部にパラフィンワックス領域を有する本開示のＥＡトナーのＴＥＭ写真である。
【図６】滑らかな表面を有する市販のトナーの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である（表面上の粒子は、乾燥混合により添加された外部添加剤である）。
【図７】ワックスの突起がない、滑らかな表面を有する本開示のトナーのＳＥＭ写真である。
【図８】非パラフィンワックスを用いて作成されたＥＡトナーのＳＥＭ写真である（ワックスが表面に向かって移動し、ワックス突起を形成する傾向に注目されたい）。
【図９】非パラフィンタイプのワックスを使用したことを除いて、図７に示したものと類似のＥＡトナーのＳＥＭ写真である。
【図１０】本開示による使用に適した、改質結晶構造を有するワックスの高温ガスクロマトグラフ質量分析法（ＧＣＭＳ）による分析結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示は、優れた光沢特性を有するトナー、及びトナー粒子を調製するためのプロセスを提供する。本開示のトナーは、光沢を最適化すると同時に調製時間を短縮する条件下で調製することができる。
【００１０】
実施形態において、本開示のトナーは、ラテックスポリマー、ワックス、随意の着色剤、及び他の随意の添加剤を組み合わせることにより調製することができる。ラテックスポリマーは、当業者の認識範囲内の任意の方法により調製できるが、実施形態において、ラテックスポリマーは、半連続乳化重合を含む乳化重合法により調製することができ、トナーは、乳化凝集トナーを含むことができる。乳化凝集には、両方ともにミクロン以下のラテックス粒及び顔料粒子を凝集させてトナーサイズの粒子にすることを含み、ここで粒径の成長は、例えば実施形態において約０．１ミクロンから約１５ミクロンまでである。
【００１１】
トナー中に使用するラテックスを調製するのに適した任意のモノマーを使用することができる。上述の通り、実施形態においては、トナーは乳化凝集により調製することができる。
【００１２】
実施形態において、ラテックスポリマーは、少なくとも１つのポリマーを含むことができる。実施形態において、少なくとも１つとは、約１から約２０まで、実施形態においては、約３から約１０までとすることができる。
【００１３】
実施形態において、ラテックスは、界面活性剤又は共界面活性剤を含有する水相において調製することができる。
【００１４】
特定の界面活性剤又はそれらの組み合わせの選択、並びにそれぞれの使用量は、当業者には既知である。
【００１５】
実施形態において、開始剤を添加してラテックスポリマーの形成を行うことができる。
【００１６】
開始剤は、モノマーの約０．１重量％から約８重量％まで、実施形態においては、モノマーの約０．２重量％から約５重量％までのような適切な量を添加することができる。
【００１７】
実施形態において、ラテックスポリマーの形成に、連鎖移動剤を使用することもできる。好適な連鎖移動剤には、ドデカンチオール、オクタンチオール、四臭化炭素、これらの組み合わせ等が含まれ、モノマーの約０．１重量％から約１０重量％まで、実施形態においては、約０．２重量％から約５重量％までの量を用いて、本開示による乳化重合を実施するときに、ラテックスポリマーの分子量特性を制御する。
【００１８】
実施形態において、ラテックスポリマー及びポリマーを作成する粒子を形成するときに、安定剤を含めることは有利であり得る。好適な安定剤には、カルボン酸官能性を有するモノマーが含まれる。かかる安定剤は、以下の化学式（Ｉ）のものとすることができる。
【化１】
0005576233.tif 000002
（Ｉ）
ここで、Ｒ１は水素又はメチル基であり、Ｒ２及びＲ３は独立に、約１から約１２までの炭素原子を含有するアルキル基又はフェニル基から選択され、ｎは約０から約２０まで、実施形態においては約１から約１０までである。かかる安定剤の例としては、ベータ・カルボキシエチルアクリレート（β−ＣＥＡ）、ポリ（２−カルボキシエチル）アクリレート、２−カルボキシエチルメタクリレート、及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。使用することができる他の安定剤には、例えば、アクリル酸及びその誘導体が含まれる。
【００１９】
実施形態において、カルボン酸官能性を有する安定剤は、ナトリウム、カリウム及び/又はカルシウムのような少量の金属イオンを含有して、より良い乳化重合結果を達成することができる。金属イオンは、カルボン酸官能性を有する安定剤の約０．００１重量％から約１０重量％まで、実施形態においては、カルボン酸官能性を有する安定剤の約０．５重量％から約５重量％までの量で存在することができる。
【００２０】
存在する場合、安定剤は、トナーの約０．０１重量％から約５重量％まで、実施形態においてはトナーの約０．０５重量％から約２重量％までの量を添加することができる。
【００２１】
いくつかの実施形態において、ｐＨ調整剤を添加して、乳化凝集プロセスの速度を制御することができる。本開示のプロセスに使用されるｐＨ調整剤は、生成される製品に悪影響を及ぼさない任意の酸又は塩基とすることができる。好適な塩基には、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、及び随意的にこれらの組み合わせなどを挙げることができる。好適な酸には、硝酸、硫酸、塩酸、クエン酸、酢酸、及び随意的にこれらの組み合わせが含まれる。
【００２２】
乳化凝集合成において、ラテックスポリマーの形成中にワックス分散液を添加してもよい。
本開示の実施形態によるワックス分散液は、例えば、天然植物ワックス、天然動物ワックス、鉱物性ワックス、及び／又は合成ワックスを含むことができる。
【００２３】
さらに、かかる改質パラフィンワックス中に存在する異性体、すなわち、分岐炭素は、約５２０から約６００まで、実施形態においては約５５０から約５７０まで、実施形態においては約５６０の数平均分子量（Ｍｎ）を有することができる。本明細書において、かかるワックス中に存在する、実施形態においてノルマル体と呼ばれることがある直鎖炭素は、約５０５から約５３０まで、実施形態においては約５１２から約５２５まで、実施形態においては約５１８のＭｎを有することができる。改質パラフィンワックス中の分岐炭素の重量平均分子量（Ｍｗ）は、約５３０から約５８０まで、実施形態においては約５５５から約５７５までとすることができ、改質パラフィンワックス中の直鎖炭素のＭｗは、約４８０から約５５０まで、実施形態においては約５１５から約５３５までとすることができる。
【００２４】
分岐炭素について、改質パラフィンワックスの重量平均分子量（Ｍｗ）は、約４１個の炭素原子をピークとする、約３１個から約５９個までの炭素原子、実施形態においては約３４個から約５０個までの炭素原子の炭素原子数を示すことができ、直鎖炭素については、Ｍｗは、約３６個の炭素原子をピークとする、約２４個から約５４個までの炭素原子、実施形態においては約３０個から約５０個までの炭素原子の炭素原子数を示すことができる。
【００２５】
改質パラフィンワックスは、トナーの約３重量％から約１５重量％まで、実施形態においてはトナーの約６重量％から約１０重量％まで、実施形態においてはトナーの約８重量％の量で存在することができる。
【００２６】
ラテックス粒子を着色剤分散液に添加することができる。着色剤分散液は、例えば、体積平均粒径が約５０ナノメートルから約５００ナノメートルまで、実施形態においては体積平均粒径が約１００ナノメートルから約４００ナノメートルまでのサイズを有するミクロン以下の着色剤粒子を含むことができる。着色剤粒子は、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、又はこれらの組み合わせを含有する水相内に懸濁させることができる。実施形態においては、界面活性剤は、イオン性とすることができ、そして着色剤の約１重量％から約２５重量％まで、実施形態においては約４重量％から約１５重量％までとすることができる。
本開示によるトナーの形成に有用な着色剤は、顔料、染料、顔料と染料の混合物、顔料の混合物、及び染料の混合物などを含む。
【００２７】
乳剤凝集プロセスにおいては、反応物を混合容器のような好適な反応器に加えることができる。適当な量のラテックス樹脂、界面活性剤、ワックス、及び、もしあれば着色剤、などを反応器内で混合し、乳剤凝集プロセスを開始することができる。乳剤凝集を起こすために選択される反応条件には、例えば、約４５℃から約９０℃まで、実施形態においては約４７．５℃から約６０℃までの温度が含まれる。
【００２８】
実施形態において、ラテックス、ワックス、随意の添加剤、及び水性着色剤分散液の凝集中に又はその前に凝集剤を添加することができる。凝集剤は、プロセス条件に応じて、約１分から約６０分まで、実施形態においては約１．２５分から約２０分までの時間にわたって添加することができる。
【００２９】
実施形態において、好適な凝集剤にはＰＡＣが含まれるが、これは市販され、塩化アルミニウムの水酸化ナトリウムによる制御された加水分解により調製することができる。一般に、ＰＡＣは２モルの塩基を１モルの塩化アルミニウムに添加することにより調製することができる。この化学種は、ｐＨが約５より低い酸性条件下で溶解及び貯蔵したとき、可溶かつ安定である。溶液中でこの化学種は、ユニットあたり約７の正電荷を有するＡｌ13Ｏ4（ＯＨ）24（Ｈ2Ｏ）12の化学式を有するものと考えられる。
【００３０】
驚くべきことに、本開示によると、ＰＡＣのような凝集剤の量が少ないと、凝集に必要な時間が短縮される得ることがわかった。従って、凝集剤の適切な量は、百分の約０．０１部（ｐｐｈ）から約２２ｐｐｈまで、実施形態においては約０．１ｐｐｈから約０．１８ｐｐｈとすることができる。
【００３１】
結果として得られる、随意的に分散液中のラテックス、随意の着色剤分散液、ワックス、及び凝集剤の混合物は、次いで撹拌し、ラテックスのＴｇ付近の温度、実施形態において約３０℃から約７０℃まで、実施形態において約４０℃から約６５℃までの温度に、約０．２時間から約６時間まで、実施形態において約０．３時間から約５時間までの間加熱し、その結果、体積平均粒径が約３ミクロンから約１５ミクロンまで、実施形態においては体積平均粒径が約４ミクロンから約８ミクロンまでのトナー凝集物が得られる。
【００３２】
実施形態において、必須ではないが、凝集粒子の上にシェルを形成することができる。コアラテックスを形成するのに使用した上記のいずれかのラテックスを使用して、シェルラテックスを形成することができる。実施形態において、スチレン−ｎ−ブチルアクリレートコポリマーを用いてシェルラテックスを形成することができる。実施形態において、シェルラテックスを形成するのに使用するラテックスは、約３５℃から約７５℃まで、実施形態においては約４０℃から約７０℃までのガラス転移温度を有することができる。
【００３３】
存在する場合、シェルラテックスは、浸漬、スプレー等を含む当業者には既知の任意の方法により塗布することができる。シェルラテックスは、実施形態において約３ミクロンから約１２ミクロンまで、他の実施形態においては約４ミクロンから約８ミクロンまでのトナー粒子の所望の最終粒径が得られるまで塗布することができる。他の実施形態において、トナー粒子は、凝集粒子が形成されたら、シェルラテックスを添加して、ラテックスのインサイチュのシード半連続乳化共重合により調製することができる。
他の実施形態において、本開示のトナー粒子は、別個のシェルを含まなくてもよい。
【００３４】
トナー粒子が所望の最終粒径に達したら、混合物のｐＨを、塩基を用いて約３．５から約７まで、実施形態においては約４から約６．５までの値に調整することができる。塩基は、任意の適切な塩基、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化アンモニウム等のアルカリ金属水酸化物を含むことができる。アルカリ金属水酸化物は、混合物の約０．１重量％から約３０重量％まで、実施形態においては混合物の約０．５重量％から約１５重量％までの量を添加することができる。
【００３５】
続いて、ラテックス、随意の着色剤、及びワックスの混合物を融合させることができる。融合させるステップは、約８０℃から約９９℃まで、実施形態においては約８５℃から約９８℃までの温度で、約１５分から約６時間まで、実施形態においては約３０分から約５時間までの時間、撹拌し加熱するステップを含むことができる。
【００３６】
いくつかの実施形態において、ＰＡＣのような凝集剤の量を少なくすると、約０．５時間から約５時間まで、実施形態においては約１時間から約３時間までの融合に要する時間を、最大で約５０％短くすることができる。例えば、いくつかの実施形態においては、ＰＡＣのような凝集剤を約０．１２ｐｐｈ使用して、融合時間を約１．２５時間にすることができる。
【００３７】
次に、混合物のｐＨを、例えば酸を用いて約３．５から約６まで、実施形態においては約３．７から約５．５まで低下させて、トナー凝集物を融合させることができる。好適な酸には、例えば、硝酸、硫酸、塩酸、クエン酸及び／又は酢酸が含まれる。添加する酸の量は、混合物の約０．１重量％から約３０重量％まで、実施形態においては混合物の約１重量％から約２０重量％までとすることができる。
【００３８】
次に混合物を冷却又は凍結ステップにおいて冷却することができる。冷却は、約２０℃から約４０℃まで、実施形態においては約２２℃から約３０℃までの温度で、約１時間から約８時間まで、実施形態においては約１．５時間から約５時間までとすることができる。
【００３９】
実施形態において、融合したトナースラリーの冷却は、反応器のジャケットの温度を下げることによって実施することができる。代替的方法は、例えば、氷、ドライアイス等のような冷却媒体を添加することによって急冷し、約２０℃から約４０℃まで、実施形態においては約２２℃から約３０℃までの温度への急速冷却を行うステップを含むことができる。
【００４０】
次いでトナースラリーを洗浄することができる。洗浄は、約７から約１２までのｐＨ、実施形態においては約９から約１１までのｐＨにおいて実施することができる。洗浄は、約３０℃から約７０℃まで、実施形態においては約４０℃から約６７℃までの温度で実施することができる。洗浄は、ろ過し、トナー粒子を含むろ過ケーキを脱イオン水（ＤＩ水）中で再スラリー化するステップを含むことができる。ろ過ケーキは、脱イオン水で１回又はそれ以上洗浄するか、或は、スラリーのｐＨを酸で調整した約４のｐＨにおいて脱イオン水で１回洗浄し、次いで随意的に１回又はそれ以上脱イオン水で洗浄することができる。
【００４１】
乾燥は、約３５℃から約７５℃まで、実施形態においては約４５℃から約６０℃までの温度で実施することができる。乾燥は、粒子の水分レベルが、約１重量％、実施形態においては約０．７重量％未満の設定目標以下になるまで継続することができる。
【００４２】
本開示のトナーは、ガードナー光沢単位（ｇｇｕ）で測定した場合、Ｘｅｒｏｘ４２００紙上で測定される約１０から約３０まで、実施形態においては約１５から約２５までの光沢を有することができる。
【００４３】
トナーと組み合わせることができる、更に別の随意の添加剤には、トナー組成物の特性を強化する任意の添加剤が含まれる。例えば、トナーには、正又は負電荷制御剤を、例えばトナーの約０．１重量％から約１０重量％まで、実施形態においては約１重量％から約３重量％までの量を含めることができる。
【００４４】
本開示のラテックスを使用して生成されるトナー粒子は、約１ミクロンから約２０ミクロンまで、実施形態においては約２ミクロンから約１５ミクロンまで、実施形態においては約３ミクロンから約７ミクロンまでの粒径を有することができる。本開示のトナー粒子は、約０．９８２から約０．９９５まで、実施形態においては約０．９８４から約０．９９０までの真円度を有することができる。真円度は、Ｓｙｓｍｅｘ３０００粒子分析装置で測定することができる。
【００４５】
本開示の方法に従うと、従来のトナーと比較して、以下のいくつかの優位点を有するトナー粒子を得ることができる。それらは、（１）粒子の流動性のロバスト性、及び、部分的に粒子表面のワックスを減少させる清浄性を向上させて、トナーの欠陥を減少させ、機械の性能を向上させること、（２）実施が容易であり、既存の凝集／融合プロセスに対して大きな変更を必要としないこと、並びに（３）製造時間の短縮及び再加工の必要性の減少による生産性の向上及び単位製造コスト（ＵＭＣ）の削減（品質歩留まりの改善）である。
【００４６】
本開示の方法を用いて、他の従来のプロセスにより得られる滑らかさ及び真円度を有するトナー粒子をＥＡプロセスにより得ることができる。例えば、いくつかの製造業者により、樹脂をワックスの周りのシェルとして有するワックスコアを形成するのに懸濁プロセスが用いられる。懸濁プロセスにより、本質的に滑らかで、真円度の高い粒子が生成される。本開示は、他の従来のＥＡプロセスに比較して製造時間が短いＥＡプロセスによる、粒子内部にワックスを有し、真円度が高い滑らかな粒子を提供する。
【００４７】
本開示によるトナーは、プリンター、コピー機等を含む種々の画像形成装置に用いることができる。本開示により生成されたトナーは、画像形成プロセス、特に電子写真プロセスに対して優れており、優れた画像解像度、満足できる信号対雑音比、及び画像均一性を有する高い品質のカラー画像を提供することができる。さらに、本開示のトナーは、デジタル画像形成システム及びプロセスのような電子写真画像形成及び印刷プロセス用に選択することができる。
【００４８】
本明細書に開示するプロセスで得られたトナーを、スチール、フェライト等の被覆キャリアを含む既知のキャリア粒子と混合することにより、現像剤組成物を調製することができる。キャリアは、トナーの約２重量％から約８重量％まで、実施形態においてはトナーの約４重量％から約６重量％まで存在することができる。キャリア粒子はまた、導電性カーボンブラックのような導電成分を内部に分散させたポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のようなポリマー被覆を有するコアを含むことができる。キャリアの被覆物としては、メチルシルセスキオキサン等のシリコン樹脂、ポリビニリデンフロライド等のフルオロポリマー、ポリビニリデンフロライドとアクリル樹脂のような帯電列内で接近しない樹脂の混合物、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂、これらの組み合わせ、及び他の既知の成分が挙げられる。
【００４９】
現像は、放電領域現像により行うことができる。放電領域現像においては、感光体が帯電し、次いで現像される領域が放電される。現像電界とトナー帯電は、トナーが感光体上の帯電領域により反発され、放電領域に引きつけられるようにする。この現像プロセスはレーザスキャナーに使用されている。
【００５０】
本明細書に開示するトナーを用いた画像形成方法もまた構想される。画像形成プロセスは、電子印刷磁気画像文字認識装置における画像の生成、及びその後の本開示によるトナー組成物を用いて画像を現像するステップを含む。静電手段による光伝導材料の表面上の画像の形成及び現像は既知のことである。基本的電子写真プロセスは、均一な静電電荷を光伝導性絶縁層上に配置し、その層を光と影の画像に曝し、光に曝された層の領域上の電荷を放散させ、結果として得られた静電潜像を、画像上に微粉化された静電材料、例えばトナーを堆積させて現像するステップを含む。トナーは、通常、層上の電荷を保持した領域に引きつけられて静電潜像に対応するトナー画像を形成する。この粉末画像は、次に紙等の支持表面に転写される。転写された画像は、続いて熱により支持表面に恒久的に固定される。光伝導層を均一に帯電させ、次にその層を光と影の画像に曝して潜像を形成する代わりに、画像構成内の層を直接帯電させることにより潜像を形成することができる。その後、粉末画像を光伝導層に固定し、粉末画像の転写を無くすことができる。溶剤又は保護膜処理等の他の好適な固定手段で、上述の加熱固定ステップを置き換えることができる。
【実施例】
【００５１】
実施例１
トナーは、２リットルのガラス反応器を用いて調製した。配合物は、添加したＰＡＣの量を除いて同じであった。以下の表１に一般的配合をまとめる。水を添加して、反応器が約１４％の固形分を有するようにした。
表  １
0005576233.tif 000003
【００５２】
ＰＡＣの濃度は、０．１８ｐｐｈ（公称）、０．１４ｐｐｈ、及び０．１２ｐｐｈとした。ＰＡＣ添加量が少なくても、凝集プロセスには悪影響はなかった。トナーは、外部添加剤としてフジミル社製混合器により付着させた酸化シリコン外部添加剤を有していた。混合後、トナーを、市販のカラーが８ｐｐｍ、ブラックが１２ｐｐｍのプリンターに挿入し、定着印刷を行った。図１は、ＰＡＣ濃度が下がるに伴い印刷の光沢レベルがどのように上昇するかを示す。図２は、ＭＦＩすなわちメルトフローインデックスをＰＡＣ添加量の関数として示す（ＭＦＩは、トナーの流動性の尺度である）。図２からわかるように、ＭＦＩ値は、ＰＡＣ濃度が下がるに連れて上昇した。上昇した流動性によって、より高い光沢が生じた。
【００５３】
ＥＡトナーの作成中に、原料を、ＰＡＣのような凝集剤に添加する凝集ステップがあった。原料を樹脂のＴｇ（ガラス転移温度）近くの温度まで加熱して凝集物を形成した。適切な粒径に達したときに、塩基を添加してｐＨを上昇させ、粒径を凍結した。このステップの後、温度を上昇させ、個々の粒子を溶融させ共に融合させて単一の粒子になるようにした。同一の融合ｐＨ及び温度プロファイルを３つ全てのトナーに対して用いた。ＰＡＣ濃度の低下の驚くべき効果は、図３に示すように融合時間の顕著な改善であった。ＰＡＣの量を減らすことにより、５０％近くの融合時間の減少が観測された。これにより、トナーを作成する全体のサイクル時間が減少したが、これは製造に対する恩恵となる。
望ましい真円度は、Ｓｙｓｍｅｘ３０００で測定した場合に０．９８４以上であった。
【００５４】
本開示により作成されたトナーと、ポリエチレン又はポリメチレンワックスを使用した市販のトナーとの両方の、ＴＥＭ及びＳＥＭ画像を撮影した。これらのワックスは、トナーの表面近くに小板を形成する傾向があり、これが、トナーが均質で滑らかな表面を有することを妨げた。いくつかの場合、これらの粒子の表面にワックスが露出した。
【００５５】
対照的に、本開示のトナーは、上述のように改質パラフィンワックスを有し、これが処理中にトナーの中央に移動した。従って、本開示のトナーは、粒子内部の独特のワックス領域と均質で滑らかなトナー表面とを有していた。
【００５６】
図４は、懸濁プロセスにより作成された対照トナーのＴＥＭ断面図である。樹脂は、このようにワックスのコアの周囲で「成長」した。図５は、改質パラフィンワックスを使用して作成された本開示のトナーのＴＥＭ断面図である。図６は、対照トナーの滑らかな表面を示すＳＥＭ画像である。表面上の小さい粒子は、表面上に乾燥混合された外部添加剤である。図７は、ワックス突起のない非常に滑らかな表面を有する本開示のＥＡトナーを示すＳＥＭ画像である。図８は、外部流動及び帯電剤の添加前の母体粒子のＳＥＭ写真である。図８に示すトナーは、フィッシャー・トロプシュ・ワックス（非パラフィンタイプ）を用いて作成された。図８からわかるように、ワックスは表面に向かって移動し、トナー表面にワックス突起を形成した。図９は、パラフィンワックスの代わりに非パラフィンワックスを用いた、図７のものに類似したトナーを示す。繰り返すと、図７に示す改質パラフィンワックスを有するトナーは、図９に示す非パラフィンワックスを有するトナーよりも、外見が対照トナーに類似していた。
【００５７】
改質パラフィンワックスの分析を、高温ＧＣＭＳによって実施した。図１０は、高温ＧＣＭＳ分析の結果を示す。図１０からわかるように、ワックスは、ノルマル（直鎖）分子と異性体（分岐）分子に対して異なる分布を有していた。ノルマル体のＭｎは５１８、異性体のＭｎは５６０であった。さらに、Ｍｗの分布は、異性体についてはＣ４１に、ノルマル体についてはＣ３６にピークを示した。これは、ワックス粘度の最適な改質をもたらし、ワックスがトナー粒子の中央に向かって、トナー表面から離れるように移動することを可能にした。
【００５８】
改質パラフィンワックスに対してＮＭＲ分析を実施した。表２は、ＮＭＲ分析の結果を示し、この結果はワックス中の１００の炭素鎖につき７つの分岐があり、その７つの分岐のうち３つが鎖端に隣接していることを明らかにした。いかなる理論にも拘束されることを望まないが、この設計が、ワックスがトナー中にとどまることを可能にする独特の特性をもたらしたと考えられる。
表  ２
パラフィンワックスのＮＭＲ分析
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尚、本発明は以下の事項として捉えることもできる。
〔１〕樹脂と、随意の着色剤と、直鎖炭素と組み合わせた分岐炭素を有する改質パラフィンワックスと、を含み、
前記分岐炭素は、前記ワックスの約１重量％から約２０重量％までの量で存在し、約５２０から約６００までの数平均分子量を有し、
前記直鎖炭素は、前記ワックスの約８０重量％から約９９重量％までの量で存在し、約５０５から約５３０までの数平均分子量を有する、
ことを特徴とするトナー。
〔２〕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、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された樹脂と、随意の着色剤と、直鎖炭素と組み合わせた分岐炭素を有する改質パラフィンワックスと、を含むトナーであって、
前記分岐炭素は、前記ワックスの約１重量％から約２０重量％までの量で存在し、約５２０から約６００までの数平均分子量を有し、
前記直鎖炭素は、前記ワックスの約８０重量％から約９９重量％までの量で存在し、約５０５から約５３０までの数平均分子量を有し、
前記トナーを含む粒子は、約０．９８２から約０．９９５までの真円度を有する、
ことを特徴とするトナー。
〔３〕少なくとも一つの樹脂を含むエマルジョンを、改質パラフィンワックス及び随意の着色剤と接触させ、
前記粒子を、約百分の０．１部から約百分の０．１８部までの、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ臭化アルミニウム、ポリフッ化アルミニウム、ポリヨウ化アルミニウム、ポリケイ酸アルミニウム、ポリスルホケイ酸アルミニウム、塩化アルミニウム、亜硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された凝集剤と接触させることにより前記粒子を凝集させて凝集粒子を形成し、
前記凝集粒子を約１時間から約３時間の間融合させてトナー粒子を形成し、
前記トナー粒子を回収する
ステップを含み、
前記トナー粒子は約０．９８２から約０．９９５までの真円度を有する、
ことを特徴とするプロセス。
〔４〕前記改質パラフィンワックスは、直鎖炭素と組み合わせた分岐炭素を有し、
前記分岐炭素は、前記ワックスの約１重量％から約２０重量％までの量で存在し、約５２０から約６００までの数平均分子量を有し、
前記直鎖炭素は、前記ワックスの約８０重量％から約９９重量％までの量で存在し、約５０５から約５３０までの数平均分子量を有し、
前記樹脂は、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、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記改質パラフィンワックス中の前記分岐炭素は、約５３０から約５８０までの重量平均分子量を有し、
前記改質パラフィンワックス中の前記直鎖炭素は、約４８０から約５５０までの重量平均分子量を有し、
前記改質パラフィンワックス中の前記分岐炭素は、約３１から約５９までの数の炭素原子を有し、
前記改質パラフィンワックス中の前記直鎖炭素は、約２４から約５４までの数の炭素原子を有する、
ことを特徴とする前記〔３〕に記載のプロセス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図１０】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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