(57)【要約】      （修正有）【課題】自然光の下で観測したときは不可視であるが、紫外線光を照射したとき、それらを可視化させる蛍光剤を構成成分としたトナーおよび該トナーの製造方法。【解決手段】非晶性樹脂、結晶性樹脂、ワックス、凝集剤、および紫外線光照射により発光する蛍光剤を含むトナー。適した蛍光剤を選択し、イオン性架橋剤を用いることにより、トナーの光沢を転写紙の光沢に一致するよう調整すれば、可視光の下での不可視性をさらに高めることができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの非晶性樹脂と、
少なくとも１つの結晶性樹脂と、
約１０ｎｍから約４００ｎｍまでの波長の紫外線光に露光することで光を放つことができる少なくとも１つのコンポーネントと、
ワックス、凝集剤、およびこれらの組み合わせからなるグループから選択される任意の１つまたはそれ以上の成分と
を含むトナー。
【請求項２】
前記トナーが、それが適用される基板の光沢に実質的に適合する光沢を有し、
ここで、前記少なくとも１つの非晶性樹脂と前記結晶性樹脂が、前記非晶性樹脂が約９９％から約９０％まで、前記結晶性樹脂が約１％から約１０％までの重量比で存在し、
前記紫外線光に露光することで光を放つことができる少なくとも１つのコンポーネントが、前記トナーの約０．１％から前記トナーの約２０％までの量で存在し、
さらにイオン架橋剤を含み、前記イオン架橋剤および前記紫外線光に露光することで光を放つことができる少なくとも１つのコンポーネントは、前記トナーが、前記トナーを適用する基板の光沢に実質的に適合する光沢を有するように選択される請求項１に記載のトナー。
【請求項３】
少なくとも１つの非晶性樹脂と、
少なくとも１つの結晶性樹脂と、
約１０ｎｍから約４００ｎｍまでの波長の紫外線光に露光することで光を放つことができる少なくとも１つのコンポーネント
ここで、前記紫外線光に露光することで光を放つことができる少なくとも１つのコンポーネントは、４，４´‐ビス（スチリル）ビフェニル、２‐（４‐フェニルスチルベン‐４‐イル）‐６‐ブチルベンゾオキサゾール、２‐（２‐ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール、ベータ‐メチルウンベリフェロン、４，‐メチル‐７‐ジメチルアミノクマリン、４‐メチル‐７‐アミノクマリン、Ｎ‐メチル‐４‐メトキシ‐１，８‐ナフタルイミド、９，１０‐ビス（フェネチニル）アントラセン、５，１２‐ビス（フェネチニル）ナフタセン、９，１０‐ジフェニルアントラセンおよびこの誘導体、Ｎ‐サリチリデン‐４‐ジメチルアミノアニリン、２‐（２‐ヒドロキシフェニル）ベンズイミダゾール、２‐（２‐ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾール、ランタニド配位化合物、ならびにこれらの組み合わせから選択される
と、
任意のワックスと
を含むトナー。
【請求項４】
少なくとも１つの非晶性樹脂および少なくとも１つの結晶性樹脂を、エマルジョンにおいて接触させるステップと、
前記エマルジョンを、前記約１０ｎｍから約４００ｎｍまでの波長の紫外線光に露光することで光を放つことができる少なくとも１つのコンポーネントと接触させるステップと、
前記エマルジョンを前記任意のワックスと接触させることで、任意の凝集剤が混合物を形成するステップと、
前記混合物内の小粒子を凝集することで複数の大きな凝集物を形成するステップと、
前記大きな凝集物を融合することでトナー粒子を形成するステップと、
前記粒子を回収するステップと
を含むプロセス。
【請求項５】
少なくとも１つの非晶性樹脂および少なくとも１つの結晶性樹脂、任意の着色剤、ならびに任意のワックスを、約１０ｎｍから約４００ｎｍまでの波長の紫外線光に露光することで光を放つことができる少なくとも１つのコンポーネントとともに含む第１トナー組成物を形成するステップと、
少なくとも１つの非晶性樹脂および少なくとも１つの結晶性樹脂、任意の着色剤、ならびに任意のワックスを、約１０ｎｍから約４００ｎｍまでの波長の紫外線光に露光することで光を放つことができる少なくとも１つのコンポーネントとともに含む少なくとも１つの追加のトナー組成物を形成するステップと、
前記第１トナーおよび前記少なくとも１つの追加のトナーを基板に適用するステップと、
前記第１トナーおよび前記少なくとも１つの追加のトナーを約１０ｎｍから約４００ｎｍまでの波長の光に露光するステップと
を含み、
ここで、前記第１トナーおよび前記少なくとも１つの追加のトナーを約１０ｎｍから約４００ｎｍまでの波長の光に露光することで、前記第１トナーが第１色を放ち、前記少なくとも１つの追加のトナーが前記第１色と異なる色を放つ
プロセス。
【請求項６】
前記第１トナー、前記少なくとも１つの追加のトナー、またはこれらの両方が、さらにシアン、マゼンタ、黄および黒のグループから選択される着色剤を含み、
前記第１トナーが赤、緑、青およびこれらの組み合わせからなるグループから選択される色を有する光を放ち、前記少なくとも１つの追加のトナーが赤、緑、青およびこれらの組み合わせからなるグループから選択される色を有する光を放ち、前記基板に適用した前記第１トナーおよび前記少なくとも１つの追加のトナーの量を調整し、約１０ｎｍから約４００ｎｍまでの波長の光に露光して所望の色を発光する請求項５のプロセス。
【請求項７】
少なくとも１つの非晶性樹脂および少なくとも１つの結晶性樹脂、任意の着色剤、ならびに任意のワックスを、約１０ｎｍから約４００ｎｍまでの波長の紫外線光に露光することで赤色を放つことができる少なくとも１つのコンポーネントとともに含む第１トナー組成物を形成するステップと、
少なくとも１つの非晶性樹脂および少なくとも１つの結晶性樹脂、任意の着色剤、ならびに任意のワックスを、約１０ｎｍから約４００ｎｍまでの波長の紫外線光に露光することで緑色を放つことができる少なくとも１つのコンポーネントとともに含む第２トナー組成物を形成するステップと、
少なくとも１つの非晶性樹脂および少なくとも１つの結晶性樹脂、任意の着色剤、ならびに任意のワックスを、約１０ｎｍから約４００ｎｍまでの波長の紫外線光に露光することで青色を放つことができる少なくとも１つのコンポーネントとともに含む第３トナー組成物を形成するステップと、
前記第１トナー、前記第２トナーおよび前記第３トナーを基板に適用するステップと、
前記第１トナー、前記第２トナーおよび前記第３トナーを約１０ｎｍから約４００ｎｍまでの波長の光に露光するステップと
を含み、
ここで、前記第１トナー、前記第２トナーおよび前記第３トナーを約１０ｎｍから約４００ｎｍまでの波長の光に露光することで、前記第１トナーが赤色を放ち、前記第２トナーが緑色を放ち、前記第３トナーが青色を放つ、
プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、静電写真装置に適したトナーおよびこのようなトナーを製造するプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非晶性樹脂と共に結晶性または半結晶性ポリエステル樹脂を含有するトナー混合物が、高速印刷および低い定着電力消費の両立に重要な、非常に望ましい超低温溶解定着をもたらすことが見出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願番号第２００６／０２２２９９１号
【特許文献２】米国特許第５，２９０，６５４号明細書
【特許文献３】米国特許第５，３０２，４８６号明細書
【特許文献４】米国特許第３，５９０，０００号明細書
【特許文献５】米国特許第３，８００，５８８号明細書
【特許文献６】米国特許第６，２１４，５０７号明細書
【特許文献７】米国特許第５，２３６，６２９号明細書
【特許文献８】米国特許第５，３３０，８７４号明細書
【特許文献９】米国特許第４，２９５，９９０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
安全な文書作成に適するよう改良したトナーの製造方法が、依然望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、トナーおよび該トナーを製造するプロセスを提供する。実施形態において、本開示のトナーは、少なくとも１つの非晶性樹脂、少なくとも１つの結晶性樹脂、約１０ｎｍ〜約４００ｎｍの波長の紫外線光を照射することで光を放つことができる少なくとも１つのコンポーネント、およびワックス、凝集剤、およびこれらの組み合わせからなるグループから選択した、随意の１つまたはそれ以上の成分を含むことができる。
【０００６】
他の実施形態において、本開示のトナーは、少なくとも１つの非晶性樹脂、少なくとも１つの結晶性樹脂、約１０ｎｍ〜約４００ｎｍの波長の紫外線光を照射することで光を放つことができる少なくとも１つのコンポーネントで、４，４´‐ビス（スチリル）ビフェニル、２‐（４‐フェニルスチルベン‐４‐イル）‐６‐ブチルベンゾオキサゾール、２‐（２‐ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール、β‐メチルウンベリフェロン、４，‐メチル‐７‐ジメチルアミノクマリン、４‐メチル‐７‐アミノクマリン、Ｎ‐メチル‐４‐メトキシ‐１，８‐ナフタルイミド、９，１０‐ビス（フェネチニル）アントラセン、５，１２‐ビス（フェネチニル）ナフタセン、９，１０‐ジフェニルアントラセンおよびこの誘導体、Ｎ‐サリチリデン‐４‐ジメチルアミノアニリン、２‐（２‐ヒドロキシフェニル）ベンズイミダゾール、２‐（２‐ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾール、ランタニド配位化合物、ならびにこれらの組み合わせから選択した紫外線光を照射することで光を放つことができる少なくとも１つのコンポーネント、ならびに随意のワックスを含むことができる。
【０００７】
実施形態において、本開示のプロセスは、少なくとも１つの非晶性樹脂および少なくとも１つの結晶性樹脂をエマルジョンにおいて接触させるステップと、エマルジョンを約１０ｎｍ〜約４００ｎｍの波長の紫外線光を照射することで光を放つことができる少なくとも１つのコンポーネントと接触させるステップと、エマルジョンを随意のワックスと接触させることで、随意の凝集剤が混合物を形成するステップと、混合物内の小粒子を凝集することで複数の大きな凝集物を形成するステップと、大きな凝集物を融合することでトナー粒子を形成するステップと、粒子を回収するステップとを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】Ａ領域およびＣ領域において、本開示のトナーにおける電荷特性を示したグラフである。
【図２】Ａ領域およびＣ領域において、対照のトナーにおける電荷特性を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示は、超低溶解乳化重合凝集（ＥＡ）トナー組成物およびこれらのトナーを製造するプロセスを提供する。実施形態において、本開示のトナーによる像は、通常の正視下において不可視であるが、紫外線（ＵＶ）光下において検出可能である。実施形態における像の検出のメカニズムは、それ以外は基本的に不可視トナーによるＵＶ光の照射による。本開示のトナーに適切な蛍光剤が存在することで、少なくとも部分的にＵＶ光の照射が生じる。
【００１０】
本開示のトナーは、蛍光剤および随意のワックスと組み合わせた樹脂ラテックスから調製することができる。当業者に既知のいかなる方法を用いても樹脂ラテックスを調製することができるが、実施形態において、樹脂ラテックスは、半継続的な乳化重合を含む乳化重合法と同様の溶媒フラッシュ法により調製することができ、トナーは、乳化重合凝集トナーを含むことができる。乳化重合凝集は、トナーサイズの粒子内にサブミクロンラテックスおよび顔料粒子の両方の凝集を含み、ここにおいて粒子サイズの成長は、例えば実施形態において、約０．１ミクロン〜約１５ミクロンである。
【００１１】
本開示のトナーは、実施形態のセキュリティ印字を含む種々の用途を有することができる。本開示のトナーは、透明とすることができ、塗着する基材、例えば紙、の光沢に適合するよう設計することができる。本開示のトナーは、このように正視下の肉眼では不可視であるが、ＵＶ光を放つ有機および／または無機材料を備え、ＵＶ光に照射することで像を生じる。
【００１２】
本開示のトナーは、トナーの形成に用いるのに適した任意のラテックス樹脂も含むことができる。このような樹脂は、同様に、任意の適切なモノマーを原料とすることができる。使用する任意のモノマーも、利用するポリマーに応じて選択することができる。
【００１３】
実施形態において、樹脂を形成するのに利用するポリマーは、ポリエステル樹脂とすることができる。適切なポリエステル樹脂として、例えば、スルホン化、非スルホン化、結晶性、非晶性、およびこれらの組み合わせ等を含むことができる。ポリエステル樹脂は、線状、分岐、およびこれらの組み合わせ等とすることができる。実施形態において、樹脂は、随意の触媒の存在下で二酸またはジエステルとジオールとが反応して形成されたポリエステル樹脂とすることができる。
【００１４】
有機二酸を、例えば、実施形態において約４０〜約６０モル％、実施形態において約４２〜約５５モル％、実施形態において約４５〜約５３モル％とすることができる。
【００１５】
結晶性樹脂は多様な融点を有しており、例えば、約３０℃〜約１２０℃、実施形態において約５０℃〜約９０℃とすることができる。結晶性樹脂は、ゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）により測定される数平均分子量（Ｍｎ）が、例えば、約１，０００〜約５０，０００、実施形態において約２，０００〜約２５，０００を有することができ、ポリスチレン標準を用いるゲル浸透クロマトグラフィにより測定される重量平均分子量（Ｍｗ）が、例えば、約２，０００〜約１００，０００、実施形態において約３，０００〜約８０，０００を有することができる。結晶性樹脂の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、例えば、約２〜約６、実施形態において約３〜約４とすることができる。
【００１６】
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％、実施形態において樹脂の約４２〜約５５モル％、実施形態において樹脂の約４５〜５３モル％の量を占めることができる。
【００１７】
実施形態において、不飽和非晶性ポリエステル樹脂をラテックス樹脂として利用することができる。
【００１８】
実施形態において、適切な非晶性ポリエステル樹脂は、次式（I）を有するポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡコ‐フマレート）樹脂とすることができる。
【化１】
2011123487.tif 000002
ここにおいて、ｍは、約５〜約１０００とすることができる。
【００１９】
実施形態において、本開示のトナーに利用される適切な非晶性樹脂は、約１０，０００〜約１００，０００、実施形態において約１５，０００〜約３０，０００の分子量を有することができる。
【００２０】
適切な結晶性樹脂は、特許文献１（米国特許出願番号第２００６／０２２２９９１号）に開示のそれを含んでおり、適切な結晶性樹脂は、エチレングリコールならびに次式を有するドデカン二酸およびフマル酸コモノマーの混合物から構成することができる。
【化２】
2011123487.tif 000003
ここにおいて、ｂは約５〜約２０００、およびｄは約５〜約２０００である。
【００２１】
実施形態において、本開示のトナーに利用される適切な結晶性樹脂は、約１０，０００〜約１００，０００、実施形態において約１５，０００〜３０，０００の分子量を有することができる。
【００２２】
トナーの形成に、１つ、２つ、またはそれ以上の樹脂を用いる。２つまたはそれ以上の樹脂を用いた実施形態において、樹脂は、随意の適切な比（例えば重量比）、例えば約１％（結晶性樹脂）／９９％（非晶性樹脂）〜約９９％（結晶性樹脂）／１％（非晶性樹脂）、実施形態において、約１０％（結晶性樹脂）／９０％（非晶性樹脂）〜約９０％（結晶性樹脂）／１０％（非晶性樹脂）とすることができる。一部の実施形態において、樹脂の重量比は、約９９％〜約９０％の非晶性樹脂に対して約１％〜約１０％の結晶性樹脂とすることができる。
【００２３】
実施形態において、本開示の適切なトナーは、２つの非晶性ポリエステル樹脂および１つの結晶性ポリエステル樹脂を含むことができる。３つの樹脂の重量比は、約２９％の第１高分子量非晶性樹脂／６９％の第２低分子量非晶性樹脂／２％の結晶性樹脂〜約６０％の第１高分子量非晶性樹脂／２０％の第２低分子量非晶性樹脂／２０％の結晶性樹脂とすることができる。
【００２４】
２つの非晶性ポリエステル樹脂を利用するが、非晶性ポリエステル樹脂の１つは高分子量であり、第２非晶性ポリエステル樹脂は低分子量とすることができる。ここで使用のように、例えば、高分子量非晶性樹脂は、ポリスチレン標準を用いるゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）により測定される重量平均分子量（Ｍｗ）が５５，０００より大きく、例えば約５５，０００〜約１５０，０００、実施形態において約５０，０００〜約１００，０００、他の実施形態において約６３，０００〜約９４，０００、他の実施形態において約６８，０００〜約８５，０００を有することができる。高分子量非晶性樹脂は、約８〜約２０ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有することができ、実施形態において約９〜約１６ｍｇＫＯＨ／ｇ、他の実施形態において約１１〜約１５ｍｇＫＯＨ／ｇである。複数の原料から入手可能な高分子量非晶性ポリエステル樹脂は、多様な融点を有することができ、例えば、約３０℃〜約１４０℃、実施形態において約７５℃〜約１３０℃、実施形態において約１００℃〜約１２５℃、他の実施形態において約１１５℃〜約１２１℃である。
【００２５】
ここで使用のように、例えば、低分子量非晶性樹脂は、ポリスチレン標準を用いるＧＰＣにより測定される重量平均分子量（Ｍｗ）が５０，０００より小さく、例えば約２，０００〜約５０，０００、実施形態において約３，０００〜約４０，０００、実施形態において約１０，０００〜約３０，０００、他の実施形態において約１８，０００〜約２１，０００を有することができる。低分子量非晶性樹脂は、約８〜約２０ｍｇＫＯＨ／ｇｓの酸価を有することができ、実施形態において約９〜約１６ｍｇＫＯＨ／ｇ、他の実施形態において約１０〜約１４ｍｇＫＯＨ／ｇである。低分子量非晶性樹脂は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定の様々なガラス転移開始温度（Ｔｇ）を有し、例えば約４０℃〜約８０℃、実施形態において約５０℃〜約７０℃、他の実施形態において約５８℃〜約６２℃である。
【００２６】
上述のように、実施形態において、乳化重合凝集法により樹脂を形成することができる。このような方法を利用することで、樹脂を樹脂エマルジョンに曝すことができ、他のコンポーネントおよび添加剤と結合することで本開示のトナーを形成することができる。
【００２７】
実施形態において、トナー組成物の形成に利用する樹脂、ワックスおよび他の添加剤は、界面活性剤を含む分散液に入れることができる。さらに、トナー粒子は、樹脂およびトナーの他の成分を１つまたはそれ以上の界面活性剤中に入れ、エマルジョンを形成し、トナー粒子を凝集させ、融合させ、随意に洗浄および乾燥し、回収する、乳化重合凝集法により形成することができる。
【００２８】
１つ、２つ、またはそれ以上の界面活性剤を利用することができる。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から選択することができる。陰イオンおよび陽イオン界面活性剤は、用語「イオン性界面活性剤」により包含される。実施形態において、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％、実施形態においてトナー組成物の約１重量％〜約３重量％の量で存在するよう利用することができる。
【００２９】
上述の樹脂エマルジョンの樹脂、実施形態においてはポリエステル樹脂、を用いてトナー組成物を形成することができる。このようなトナー組成物は、随意のワックスおよび他の添加物を含むことができる。トナーは、当業者の認識の範囲内のいかなる方法を用いても形成することができるが、乳化重合凝集法に限定されない。
【００３０】
本開示によれば、ここで製造のトナーは、基本的に無色、すなわち適切に選択した紙基材に該トナーを用いて印刷した印字は正視下において不可視である。しかし、実施形態において、これらのトナーは適切な波長の光、実施形態において所定の波長の紫外線（ＵＶ）光、を用いることで可視となる。この可視性は、実施形態において参照の、ＵＶ光の照射においてのみ可視となる材料である発光体および／またはＵＶ発光体のような、蛍光剤または添加剤をトナーに添加することでもたらされる。実施形態において、ＵＶ発光体は、発光コンポーネントまたは約１０ｎｍ〜約４００ｎｍの、実施形態において約２００ｎｍ〜約３９５ｎｍの、ＵＶスペクトル領域の波長のＵＶ光を放つことで蛍光を発するコンポーネントとすることができる。
【００３１】
さらに、他の適切なＵＶ発光体は、さらにランタニド配位化合物を含む。不可視の蛍光剤として用いるランタニド化合物は、いかなるランタニド元素からも調製することができる。
【００３２】
実施形態において、上述のようにＵＶ発光体を樹脂に添加することができ、随意に上述の界面活性剤を含む分散液に入れることができる。ＵＶ発光体は、上述のトナー組成物を形成する樹脂に添加することができ、例えば、混合、配合、およびこれらの組み合わせ等を含むがこれに限定されない、当業者の認識範囲のいかなる方法においても用いることができる。ＵＶ発光体と樹脂との組み合わせは、トナーの形成に用いることができる。
【００３３】
ＵＶ発光体は、本開示のトナー内に、トナーの約０．１重量％〜約２０重量％、実施形態においてトナーの約２重量％〜約６重量％の量で存在する。
【００３４】
本開示によるＵＶ発光体が有するトナーの蛍光は、このように調整することができるため、異なるＵＶ発光体を用いて、約４００ｎｍ〜約８００ｎｍの波長、実施形態において約４５０ｎｍ〜約７５０ｎｍの波長のＵＶ光を照射することで現れる。異なるＵＶ発光体の選択および使用ならびに異なる波長の光を放つことで、随意のセキュリティレベルを設定することができる。
【００３５】
随意に、ワックスもまたトナー粒子形成の際に樹脂およびＵＶ発光体と共に結合させることができる。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％、実施形態においてトナー粒子の約５重量％〜約２０重量％の量で存在することができる。
【００３６】
選択することのできるワックスは、例えば、約５００〜２０，０００、実施形態において約１，０００〜約１０，０００の重量平均分子量を有する。
【００３７】
トナー粒子は、当業者の認識の範囲内のいかなる方法によっても調製することができる。トナー粒子の製造に関する実施形態は、以下で乳化重合凝集プロセスに関して説明するが、特許文献２（米国特許第５，２９０，６５４号）および特許文献３（米国特許第５，３０２，４８６号）に開示の懸濁および封入プロセスといった化学的プロセスを含む、任意の適切なトナー粒子調整方法を用いることができる。実施形態において、トナー組成物およびトナー粒子は、小さい粒径の樹脂粒子を凝集させて適切なトナー粒径にし、次いで融合させて最終的なトナー粒子形状および形態を達成する、凝集および融合プロセスによって調製することができる。
【００３８】
実施形態において、トナー組成物は、随意のワックスおよび任意の他の好適なまたは所望の添加剤の混合物と、上述の樹脂を含むエマルジョンとを、随意に上述のように界面活性剤中において凝集させること、次いで凝集混合物を融合させることを含むプロセスといった乳化重合凝集プロセスによって調製することができる。混合物は、随意に界面活性剤を含む分散液にすることもできる、随意のワックスまたは他の材料を、樹脂を含んだ２つまたはそれ以上のエマルジョンの混合物とすることができるエマルジョンに加えることで調製することができる。得られた混合物のｐＨは、例えば酢酸または硝酸等といった酸により調整することができる。実施形態において、混合物のｐＨは、約２〜約４．５に調整することができる。さらに、実施形態において、混合物を均質化することができる。混合物を均質化する場合、均質化は、毎分約６００〜約４，０００回転で混合することで達成することができる。均質化は、例えばＩＫＡ  ＵＬＴＲＡ  ＴＵＲＲＡＸ  Ｔ５０プローブ型ホモジナイザーを含む、任意の適切な手段により達成することができる。
【００３９】
上記混合物の調製後、凝集剤を混合物に添加することができる。任意の適切な凝集剤を用いてトナーを形成することができる。
【００４０】
凝集剤は、トナーの形成に用いられる混合物に、例えば、混合物中の樹脂の約０．１重量％〜８重量％、実施形態において約０．２重量％〜５重量％、他の実施形態において約０．５重量％〜約５重量％の量を添加することができる。このことは、凝集に十分な量の凝集剤を供給する。
【００４１】
粒子の凝集および融合を制御するため、実施形態において、凝集剤を混合物に時間をかけて計量しながら添加することができる。例えば、試剤は、約５〜約２４０分、実施形態において約３０〜約２００分の時間をかけて混合物に計量しながら添加することができる。試剤の添加は、また、混合物を攪拌条件下、実施形態において約５０ｒｐｍ〜約１，０００ｒｐｍ、他の実施形態において約１００ｒｐｍ〜約５００ｒｐｍ、および、上述の樹脂のガラス転移温度より低い温度、実施形態において約３０℃〜約９０℃、実施形態において約３５℃〜約７０℃に維持して行うことができる。
【００４２】
粒子は、所定の所望の粒径が得られるまで凝集させることができる。所望の粒径とは、形成前に定めた得られるべき所望の粒径を指し、この粒径に達するまで成長プロセス中に粒径がモニターされる。成長プロセス中にサンプルを採取し、例えばＣｏｕｌｔｅｒ  Ｃｏｕｎｔｅｒを用いて平均粒径を分析することができる。従って凝集は、高温を維持しながら、または温度を例えば約４０℃〜約１００℃まで徐々に上昇させて、混合物をこの温度に約０．５時間〜約６時間、実施形態において約１時間〜約５時間維持すると同時に攪拌し続けることにより進行させて凝集粒子を生成することができる。一度、所定の所望の粒径に達すると、成長プロセスを停止させる。実施形態において、所定の所望の粒径は、上述のトナー粒径の範囲内とする。
【００４３】
凝集剤の添加に続く粒子の成長および成形は、任意の適切な条件下で達成することができる。例えば、成長および成形は、融合とは別の凝集が生じる条件下で行うことができる。別々の凝集および融合段階に対して、凝集プロセスは、例えば、約４０℃〜約９０℃、実施形態において約４５℃〜約８０℃の高温で上述の樹脂のガラス転移温度とすることができる温度における剪断条件下において実施することができる。
【００４４】
実施形態において、随意のシェルを形成された凝集トナー粒子に塗着することができる。コア樹脂に適した上述のいずれの樹脂も、シェル樹脂として用いることができる。シェル樹脂は、当業者の認識の範囲内の任意の方法によって凝集粒子に塗着することができる。実施形態において、シェル樹脂は、上述の任意の界面活性剤を含むエマルジョンにすることができる。上述の凝集粒子を前記エマルジョンと混合することで、形成した凝集体の上に樹脂がシェルを形成することができる。実施形態において、非晶性ポリエステルを用いて凝集体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形成することができる。
【００４５】
一度、トナー粒子の所望の最終粒径に達すると、混合物のｐＨは、塩基を用いて約６〜約１０、実施形態において約６．２〜約７の値に調整することができる。ｐＨの調整は、トナーの成長を凍結、つまり停止させるのに用いることができる。トナーの成長を停止させるために用いる塩基は、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、およびこれらの組み合わせ等といったアルカリ金属水酸化物といった、任意の適切な塩基を含むことができる。実施形態において、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を添加して、ｐＨを上記の所望の値に調整することができる。塩基は、混合物の約２〜約２５重量％、実施形態において混合物の約４〜約１０重量％の量で添加することができる。
【００４６】
上記の随意のシェルの形成を伴う所望の粒径への凝集の後、粒子を融合させて所望の最終形状にすることができ、融合は、例えば、約５５℃〜約１００℃、実施形態において約６５℃〜約７５℃、実施形態において約７０℃の温度で、結晶質樹脂の融点よりも低くして可塑化を防ぐことができる温度まで混合物を加熱することにより達成することができる。より高温度または低温度を用いることができ、温度は、結合剤に用いる樹脂の関数であることを理解されたい。
【００４７】
融合は、約０．１〜約９時間、実施形態において約０．５〜約４時間にわたり進行させ達成することができる。
【００４８】
融合後、混合物を、例えば約２０℃〜約２５℃といった室温まで冷却することができる。冷却は、好適には、急速または緩速とすることができる。適切な冷却法は、反応器の周りのジャケットに冷水を導入することを含むことができる。冷却後、トナー粒子を随意に水洗し、次いで乾燥させることができる。乾燥は、例えば凍結乾燥を含む任意の適切な乾燥法で達成することができる。
【００４９】
実施形態において、トナー粒子はまた、所望または必要に応じて他の随意の添加剤を含むことができる。例えば、トナーは、正電荷または負電荷制御剤を、例えばトナーの約０．１〜約１０重量％、実施形態においてトナーの約１〜約３重量％の量含むことができる。
【００５０】
トナー粒子に、流動補助添加剤を含む外部添加剤粒子を混合することもでき、この添加剤はトナー粒子の表面上に存在させることができる。これらの添加剤の例として、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化スズ、およびこれらの混合物、ＡＥＲＯＳＩＬ(R)といったコロイダルおよび非晶性シリカ、金属塩およびステアリン酸亜鉛を含む脂肪酸金属塩、酸化アルミニウム、酸化セリウム、およびこれらの混合物といった金属酸化物を含む。これらの外部添加剤のそれぞれは、トナーの約０．１重量％〜約５重量％、実子形態においてトナーの約０．２５重量％〜約３重量％の量存在させることができる。適切な添加剤には、参考文献４（米国特許第３，５９０，０００号）、参考文献５（米国特許第３，８００，５８８号）、および参考文献６（米国特許第６，２１４，５０７号）に開示のものを含む。また、これらの添加剤は、上述のシェル樹脂と同時にまたはシェル樹脂の塗着後に塗着することができる。
【００５１】
実施形態において、本開示のトナーは、超低温溶解（ＵＬＭ）トナーとして用いることができる。実施形態において、外部表面添加剤を除いた乾燥トナー粒子は、以下の特性を有することができる。
【００５２】
（１）約３〜約２０μｍ、実施形態において約４〜約１５μｍ、他の実施形態において約５〜約９μｍの体積平均直径（「体積平均粒径」とも称される）。
【００５３】
（２）約１．０５〜約１．５５、実施形態において約１．１〜約１．４の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）。
【００５４】
（３）約０．９〜約１、実施形態において約０．９５〜約０．９８５、他の実施形態において約０．９６〜約０．９８の真円度（例えば、Ｓｙｓｍｅｘ  ＦＰＩＡ  ２１００分析器を用いて測定する）。
【００５５】
（４）約４０℃〜約６５℃、実施形態において約５５℃〜約６２℃のガラス転移温度。
【００５６】
トナー粒子の特性は、任意の適切な技法および装置によって測定することができる。体積平均粒径Ｄ５０ｖ、ＧＳＤｖ、およびＧＳＤｎは、製造業者の取扱説明書に従い操作するＢｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ  Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３といった計測機器により計測することができる。代表的なサンプリングは、以下のように行うことができる。約１ｇの少量のトナーサンプルを採取し、２５μｍのスクリーンを通して濾過し、次いで等張溶液に入れて約１０％の濃度とし、次いでこのサンプルをＢｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ  Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３に通す。本開示により製造されるトナーは、極端な相対湿度（ＲＨ）に曝露したときに優れた帯電特性を有することができる。低湿度領域（Ｃ領域）は約１０℃／１５％ＲＨとすることができる一方、高湿度領域（Ａ領域）は約２８℃／８５％ＲＨとすることができる。本開示のトナーは、また、約−３μＣ／ｇ〜約−９０μＣ／ｇ、実施形態において約−１０μＣ／ｇ〜約−８０μＣ／ｇの親トナー電荷対質量比（Ｑ／ｍ）を有することができ、表面添加剤を混合した後に約−１０μＣ／ｇ〜約−７０μＣ／ｇ、実施形態において約−１５μＣ／ｇ〜約−６０μＣ／ｇの最終的なトナー電荷を有することができる。
【００５７】
場合により、イオン架橋剤をトナー組成物に添加することで、さらにトナー組成物の所望の光沢を調整することができる。このようなイオン架橋剤は、例えば、硫酸アルミニウム（Ａｌ２（ＳＯ４）３）、ポリ塩化アルミニウム、ポリアルミニウムスルホシリケート、およびこれらの組み合わせを含む、Ａｌ３＋架橋剤を含むことができる。イオン架橋剤の程度は、Ａｌ３＋といった粒子中の残留金属イオンの量に影響される。残留金属イオンの量は、上述のように調製したＥＤＴＡの添加によりさらに調整することができる。実施形態において、本開示のトナー粒子中の残留架橋剤、例えばＡｌ３＋、の量は、約５０パーツパーミリオン（ｐｐｍ）〜約１０００ｐｐｍ、実施形態において約５００ｐｐｍ〜約８００ｐｐｍとすることができる。
【００５８】
実施形態において、製造のトナーは、ＵＶ領域において光を放つ材料を含み、低く調整可能な光沢度を有するクリアトナーとすることができる。本開示の材料および方法の利用により、このようにトナーの光沢度をトナーが塗着する基材と調和させることで不可視印字をもたらすことができる。例えば、本開示のトナーの光沢度は、ガードナー光沢単位（ｇｇｕ）を用いて約５ｇｇｕ〜約９０ｇｇｕ、実施形態において約１５ｇｇｕ〜約８０ｇｇｕと測定された光沢を有する紙の艶消しから光沢まで調整することができる。
【００５９】
実施形態において、本開示のトナーを用いて供給した電子写真像は不可視とすることができ、可視光に曝してもトナーとトナーを塗着した紙との間に光沢の差は基本的に存在しないが、上述のＵＶ光に曝すとトナーは可視化する。実施形態において、本開示のトナーがもたらす像は、約２００ｎｍ〜約４００ｎｍ、実施形態において約２５０ｎｍ〜約３７５ｎｍの波長の光に曝すと可視化する。ここで用いた「光沢の差は存在しない」とは、紙とトナーとの間の光沢単位の差が約１５ｇｇｕ以下、実施形態において約１０ｇｇｕ以下、他の実施形態において約５ｇｇｕ以下であることを意味する。
【００６０】
インクジェット式プリンタの使用とは異なる、不可視透かしの調製に用いることができる本開示のトナーの１つの利点は、電子写真機器の簡略化した設計およびこのような電子写真機器に本開示のトナーを適用する能力を有することである。
【００６１】
このように形成したトナー粒子は、現像剤組成物に配合することができる。トナー粒子は、キャリア粒子と混合して、２成分現像剤組成物とすることができる。現像剤中のトナー濃度は、現像剤総重量の約１重量％〜２５重量％、実施形態において現像剤総重量の約２重量％〜１５重量％とすることができる。
【００６２】
選択したキャリア粒子は、コーティングの有無に関わらず用いることができる。実施形態において、キャリア粒子は、帯電列内でさほど近接しないポリマーの混合物から形成することができるコーティングを有するコアを含むことができる。実施形態において、ポリフッ化ビニリデンおよびポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）を、約３０重量％対約７０重量％〜約７０重量％対約３０重量％、実施形態において約４０重量％対約６０重量％〜約６０重量％対約４０重量％の割合で混合することができる。コーティングは、例えば、キャリアの約０．１〜約５重量％、実施形態において約０．５〜約２重量％のコーティング重量を有することができる。
【００６３】
実施形態において、ＰＭＭＡは、得られるコポリマーが適切な粒径を保持する限り、随意に、任意の所望のコモノマーを用いて共重合することができる。キャリア粒子は、ｋｙリアコアを、コーティングしたキャリア粒子の重量に基づいて約０．０５〜１０重量％、実施形態において約０．０１〜約３重量％の量のポリマーと混合し、機械的衝撃および／または静電引力によってポリマーがキャリアコアに付着するまで混合することで調製することができる。
【００６４】
種々の効果的で適切な手段、例えば、カスケードロール混合、タンブリング、ミリング、振盪、静電パウダークラウド噴霧、流動床、静電ディスク処理、静電カーテン、およびこれらの組み合わせ等を用いて、ポリマーをキャリアコア粒子の表面に塗着することができる。次いで、キャリアコア粒子およびポリマーの混合物を加熱して、ポリマーが融解してキャリアコア粒子に融着できるようにすることができる。コーティングしたキャリア粒子は、次いで冷却され、その後所望の粒径に分類される。
【００６５】
実施形態において、適切なキャリアはスチールコアを含むことができ、例えば、粒径が約２５〜約１００μｍ、実施形態において粒径が約５０〜約７５μｍであり、約０．５重量％〜約１０重量％、実施形態において約０．７重量％〜約５重量％の、例えば特許文献７（米国特許第５，２３６，６２９号）および特許文献８（米国特許第５，３３０，８７４号）に記載のプロセスを用いたアクリル酸メチルおよびカーボンブラックを含む導電性ポリマー混合物である。
【００６６】
キャリア粒子は、トナー粒子と種々の適切な組み合わせで混合することができる。濃度は、トナー組成物の約１重量％〜約２０重量％とすることができる。しかし、異なるトナーおよびキャリアの割合を用いて、所望の特性を有する現像剤組成物を達成することができる。
【００６７】
トナーは、特許文献９（米国特許第４，２９５，９９０号）に開示のプロセスを含む静電写真または電子写真プロセスに用いることができる。実施形態において、例えば、電気ブラシ現像法、ジャンピング単成分現像法、ハイブリッドスキャベンジレス現像法（ＨＳＤ）等を含むいかなる既知の種類の画像現像システムも画像現像装置内で用いることができる。これらおよび類似の現像システムは、当業者の認識の範囲内である。
【００６８】
画像形成プロセスは、例えば、帯電コンポーネント、画像形成コンポーネント、光伝導コンポーネント、現像コンポーネント、転写コンポーネント、および定着コンポーネントを含む電子写真装置を用いて画像を作成することを含む。実施形態において、現像コンポーネントは、キャリアを本願明細書に記載のトナー組成物と混合することによって調製した現像液を含むことができる。電子写真装置は、高速印刷機、白黒高速印刷機、およびカラー印刷機等を含むことができる。
【００６９】
上述の方法のいずれか１つのような適切な画像現像法により、トナー／現像剤を用いて画像が一旦形成されると、次いで画像を紙等の受像媒体に転写することができる。実施形態において、トナーは、定着ロール部材を使用する画像現像装置内で画像を現像するのに用いることができる。定着ロール部材は、当業者の認識の範囲内にあり、ロールからの熱および圧力を用いてトナーを受像媒体に定着させることができる接触定着装置である。実施形態において、定着部材は、トナーが受像基材上で溶融した後または溶融中に、トナーの融解温度を超える温度、例えば宅７０℃〜約１６０℃、実施形態において約８０℃〜約１５０℃、他の実施形態において約９０℃〜約１４０℃に加熱することができる。
【００７０】
トナー樹脂が架橋することができる実施形態において、このような架橋は、任意の適切な方法で達成することができる。例えば、トナー樹脂は、基材へのトナーの定着中に架橋することができ、ここにおいてトナー樹脂は定着温度において架橋することができる。架橋はまた、例えば定着後操作において、定着した画像を、トナー樹脂が架橋する温度まで加熱することにより達成することができる。実施形態において、架橋は、約１６０℃またはそれ以下、実施形態において約７０℃〜約１６０℃、他の実施形態において約８０℃〜約１４０℃の温度で達成することができる。
【図１】
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【図２】
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