(57)【要約】      （修正有）【課題】機械超微粒子（UFP)の排出削減を示すトナーおよびトナーの形成方法を提供する。【解決手段】少なくとも１つの樹脂と、少なくとも１つのワックスと、任意選択的に少なくとも１つの着色剤との混合物からトナーを形成することであって、少なくとも１つのワックスが、ある種類のものであり、トナーに所定のＰＥＲ１０値を提供するように選択される量で存在するように形成することと、トナーのＰＥＲ１０値を測定することであって、測定されたトナーのＰＥＲ１０値が、所定のＰＥＲ１０値以下であることと、を含む。トナーをこれらの方法を使用して形成する。【選択図】図１
2019139218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを形成する方法であって、
少なくとも１つの樹脂と、少なくとも１つのワックスと、任意選択的に少なくとも１つの着色剤との混合物からトナーを形成することであって、前記少なくとも１つのワックスが、ある種類のものであり、前記トナーに所定のＰＥＲ１０値を提供するように選択される量で存在する、形成することと、
前記トナーのＰＥＲ１０値を測定することであって、前記測定された前記トナーのＰＥＲ１０が、前記所定のＰＥＲ１０値以下である、測定することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記形成するステップが、乳化凝集プロセスである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記所定のＰＥＲ１０値が、１×１０１１粒子／ｃｍ３以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記トナーが、１４５℃〜１５６℃の範囲の最小定着温度、１９５℃を超えるホットオフセット温度、またはそれらの両方をさらに特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記トナーが、同じ方法によって形成され、前記少なくとも１つのワックスを除いて前記トナーと同じ組成を有する比較用トナーのものと同じである、最小定着温度、ホットオフセット温度、またはそれらの両方をさらに特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記比較用トナーが、単一のワックスを含み、前記単一のワックスが、前記比較用トナーの約１１重量％の量のパラフィンである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記測定された前記トナーのＰＥＲ１０値が、同じ方法によって形成され、前記少なくとも１つのワックスを除いて前記トナーと同じ組成を有する比較用トナーのものより少なくとも５倍低い、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記トナーが、前記比較用トナーのものと同じである、最小定着温度、ホットオフセット温度、またはそれらの両方をさらに特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのワックスが、少なくとも９０℃であるＴｍを特徴とし、前記少なくとも１つのワックスの量が、前記トナーの１０重量％以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのワックスが、ポリメチレン、モンタン酸エステル、ポリエチレン、およびそれらの組み合わせから選択され、前記少なくとも１つのワックスの量が、前記トナーの１０重量％以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記トナーが、単一のワックスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記単一のワックスが、ポリメチレン、モンタン酸エステル、およびポリエチレンから選択され、前記単一のワックスの量が、前記トナーの１０重量％以下である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの樹脂が、スチレン／ｎ‐ブチルアクリレート／β‐ＣＥＡコポリマーである、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記トナーが、コアシェルトナーである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの樹脂が、スチレン／ｎ‐ブチルアクリレート／β‐ＣＥＡコポリマーであり、前記少なくとも１つのワックスが、ポリメチレン、モンタン酸エステル、ポリエチレン、およびそれらの組み合わせから選択され、前記少なくとも１つのワックスの量が、前記トナーの１０重量％以下であり、前記トナーが、コアシェルトナーである、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記トナーが、単一のワックスを含み、前記単一のワックスが、ポリメチレンまたはポリエチレンである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記測定された前記トナーのＰＥＲ１０値が、同じ方法によって形成され、前記比較用トナーが前記比較用トナーの約１１重量％の量のパラフィンを含むことを除いて前記トナーと同じ組成を有する比較用トナーのものより少なくとも５倍低い、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記トナーが、前記比較用トナーのものと同じである、最小定着温度、ホットオフセット温度、またはそれらの両方をさらに特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの樹脂、少なくとも１つのワックス、および任意選択的に少なくとも１つの着色剤を含むコアシェルトナーであって、前記少なくとも１つのワックスが、ある種類のものであり、前記トナーに所定のＰＥＲ１０値を提供するように選択される量で存在し、さらに、前記コアシェルトナーが、前記所定のＰＥＲ１０値以下である測定されたＰＥＲ１０値を特徴とする、コアシェルトナー。
【請求項２０】
前記所定のＰＥＲ１０値が、１×１０１１粒子／ｃｍ３以下である、コアシェルトナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
超微粒子（ＵＦＰ）は、典型的には、１００ｎｍ以下のサイズを有するナノ粒子を特徴とする。電子写真印刷装置は、通常の動作中にＵＦＰ排出源となり得る。しかしながら、装置の本体を構成するプラスチック材料由来のトナー成分、定着器ロール潤滑剤、または油、紙、および可塑剤を含む、ＵＦＰ排出の可能性のある供給源は数多く存在する。ＵＦＰ排出を削減する従来のアプローチは、電子写真印刷装置の定着温度を低下させることに集中してきた。
【０００２】
本開示は、超微粒子（ＵＦＰ）の排出の削減を示すトナーおよび関連する方法の例証的な例を提供する。
【０００３】
一態様では、トナーを形成する方法を提供する。実施形態では、このような方法は、少なくとも１つの樹脂と、少なくとも１つのワックスと、任意選択的に少なくとも１つの着色剤との混合物からトナーを形成することであって、少なくとも１つのワックスが、ある種類のものであり、トナーに所定のＰＥＲ１０値を提供するように選択される量で存在する、形成することと、トナーのＰＥＲ１０値を測定することであって、測定されたトナーのＰＥＲ１０値が、所定のＰＥＲ１０値以下である、測定することと、を含む。
【０００４】
別の態様では、トナーを提供する。実施形態では、コアシェルトナーであって、コアシェルトナーが、少なくとも１つの樹脂、少なくとも１つのワックス、および任意選択的に少なくとも１つの着色剤を含み、少なくとも１つのワックスが、ある種類のものであり、トナーに所定のＰＥＲ１０値を提供するように選択される量で存在し、さらに、コアシェルトナーが、所定のＰＥＲ１０値以下である測定されたＰＥＲ１０値を特徴とする、コアシェルトナーを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】各々が異なる種類のワックスおよび／またはワックスの量を有する、いくつかのトナーの粒子数対温度のプロットを示す。
【０００６】
本開示は、超微粒子（ＵＦＰ）の排出の削減を示すトナーおよび関連する方法を提供する。以下にさらに説明するように、本開示のトナーは、関連する比較用トナーと比較して、電子写真印刷装置において使用される場合、有意に低いＵＦＰ排出をもたらす（例えば、実施形態では、５倍超低い）。しかしながら、同時に、少なくともいくつかの実施形態では、本開示のトナーは、それらの関連する比較用トナーと同じ定着特性を示す。
【０００７】
本開示のトナーは、少なくとも１つの樹脂、少なくとも１つのワックス、および任意選択的に少なくとも１つの着色剤を含む。トナーは、コアシェルトナーであり得る。本開示全体を通して、トナーは、比較用トナーと比較され得る。「比較用トナー」とは、トナーの組成およびその比較用トナーの組成が、トナーおよび比較用トナーの異なるワックスを除いて、同じであることを意味する。ワックスの種類、ワックスの量、またはそれらの両方が、その比較用トナーと比較して、トナーにおいて異なっていてもよい。「組成」という用語は、他のトナー成分ならびにこれらの成分の量を指す。加えて、「比較用トナー」とは、トナーおよびその比較用トナーを作製するプロセスが同じであることを意味する。両方の場合において、「同じ」という用語は、同一の成分／量／プロセス、ならびに同一であることからわずかに逸脱するが、トナーの特性に影響を与えるには逸脱が小さすぎる、成分／量／プロセスを包含することを意味する。
【０００８】
例証として、実施例１および３のトナーは、同じ組成（ワックスの種類を除く）を有し、同じプロセスを使用して調製されたと考えられる。したがって、実施例３は、本開示のトナーであると考えることができ、実施例１は、その関連する比較用トナーであると考えることができる。同様に、実施例４は、本開示のトナーであると考えることができ、実施例１は、その関連する比較用トナーであると考えることができる。
【０００９】
樹脂
様々な樹脂を本開示のトナーに利用することができる。そのような樹脂は、利用される特定のポリマーに依存して、任意の好適なモノマーから作製され得る。好適なモノマーは、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、それらの混合物などを含むが、これらに限定されない。
【００１０】
樹脂の例には、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、ポリプロピレンなど、ならびにそれらの混合物が含まれる。使用され得る樹脂の追加の例には、ポリ（スチレン‐アクリレート）樹脂、架橋ポリ（スチレン‐アクリレート）樹脂、ポリ（スチレン‐メタクリレート）樹脂、架橋ポリ（スチレン‐メタクリレート）樹脂、ポリ（スチレン‐ブタジエン）樹脂、架橋ポリ（スチレン‐ブタジエン）樹脂、ポリエステル樹脂、アルカリスルホン化ポリエステル樹脂、分岐アルカリスルホン化ポリエステル樹脂、アルカリスルホン化ポリイミド樹脂、分岐アルカリスルホン化ポリイミド樹脂、アルカリスルホン化ポリ（スチレン‐アクリレート）樹脂、架橋アルカリスルホン化ポリ（スチレン‐アクリレート）樹脂、ポリ（スチレン‐メタクリレート）樹脂、架橋アルカリスルホン化ポリ（スチレン‐メタクリレート）樹脂、アルカリスルホン化ポリ（スチレン‐ブタジエン）樹脂、架橋アルカリスルホン化ポリ（スチレン‐ブタジエン）樹脂など、ならびにそれらの混合物が含まれる。しかしながら、いくつかの実施形態では、ポリエステル樹脂を使用しない。
【００１１】
他の樹脂の例には、ポリ（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（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（エチルアクリレート‐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）、ポリ（メチルアクリレート‐イソプレン）、ポリ（エチルアクリレート‐イソプレン）、ポリ（プロピルアクリレート‐イソプレン）、ポリ（ブチルアクリレート‐イソプレン）、ポリ（スチレン‐プロピルアクリレート）、ポリ（スチレン‐ブチルアクリレート）、ポリ（スチレン‐ブタジエン‐アクリル酸）、ポリ（スチレン‐ブタジエン‐メタクリル酸）、ポリ（スチレン‐ブタジエン‐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‐アクリル酸）、ポリ（スチレン‐ブチルアクリレート‐メタクリル酸）、ポリ（スチレン‐ブチルアクリレート‐アクリロニトリル）、ポリ（スチレン‐ブチルアクリレート‐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‐β‐カルボキシエチルアクリレート）など、ならびにそれらの混合物が挙げられる。
【００１２】
他の樹脂の例には、ポリ（スチレン‐アルキルアクリレート）、ポリ（スチレン‐１，３‐ジエン）、ポリ（スチレン‐アルキルメタクリレート）、ポリ（スチレン‐アルキルアクリレート‐アクリル酸）、ポリ（スチレン‐１，３−ジエン‐アクリル酸）、ポリ（スチレン‐アルキルメタクリレート‐アクリル酸）、ポリ（アルキルメタクリレート‐アルキルアクリレート）、ポリ（アルキルメタクリレート‐アリールアクリレート）、ポリ（アリールメタクリレート‐アルキルアクリレート）、ポリ（アルキルメタクリレート‐アクリル酸）、ポリ（スチレン‐アルキルアクリレート‐アクリロニトリル‐アクリル酸）、ポリ（スチレン‐１，３‐ジエン‐アクリロニトリル‐アクリル酸）、ポリ（アルキルアクリレート‐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‐アクリロノニトリル）、ポリ（スチレン‐ブチルメタクリレート）、ポリ（スチレン‐ブチルメタクリレート‐アクリル酸）、ポリ（ブチルメタクリレート‐ブチルアクリレート）、ポリ（ブチルメタクリレートアクリル酸）、ポリ（アクリロニトリル‐ブチルアクリレート‐アクリル酸）など、ならびにそれらの混合物が挙げられる。この段落において使用される「アルキル」という用語は、約１〜約１２個の炭素原子、約１〜約１０個の炭素原子、または約１〜約６個の炭素原子を含有し得る。
【００１３】
樹脂のポリマーは、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、または交互コポリマー、ならびにそれらの組み合わせであり得る。実施形態では、樹脂は、スチレン／ｎ‐ブチルアクリレート／β‐カルボキシエチルアクリレートコポリマーであり、モノマーのモル比は、約６９〜約９０部のスチレン、約９〜約３０部のｎ‐ブチルアクリレート、および約１〜約１０部のβ‐カルボキシエチルアクリレートであり、重量平均分子量（Ｍｗ）値は、約３０，０００〜約４０，０００であり、数平均分子量（Ｍｎ）値は、約８，０００〜約１５，０００である。ＭｗおよびＭｎの両方が、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を使用して決定され得る。実施形態では、樹脂は、約３５℃〜約７５℃、約４０℃〜約７０℃、または約４５℃〜約６５℃の範囲のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。Ｔｇは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を使用して決定され得る。
【００１４】
トナーを形成する際には、上記に説明される樹脂のうちのいずれかを、ラテックスとして利用することができる。このようなラテックスは、利用される樹脂（複数可）に依存して、上記に説明されるモノマーのうちのいずれかを様々な量で利用して調製することができる。半連続乳化重合を含む、このようなラテックスを形成するために、様々な乳化重合プロセスを使用することができる。様々な異なる種類の界面活性剤、開始剤、連鎖移動剤、架橋剤、安定剤、およびそれらの組み合わせが、様々な量で、このようなラテックスを形成するためのプロセスにおいて使用され得る。
【００１５】
トナー
上記に説明されるラテックスを利用して、本開示のトナーを形成し得る。以下にさらに説明されるように、トナーは、ワックスおよび着色剤などの他の成分を含み得る。このようなワックスおよび着色剤は、界面活性剤を含有する分散液に利用され得る。陰イオン性、陽イオン性、および非イオン性界面活性剤を含む、様々な異なる種類の界面活性剤および界面活性剤の組み合わせを使用することができる。
【００１６】
ワックス
ワックスが、本開示のトナーに含まれる。ワックスの機能は、定着ステップ中の定着器ロールへのトナー層の付着を最小にするための離型機能を提供することである。ワックス（複数可）の選択およびトナー中のワックス（複数可）の量は、この離型機能を達成することに部分的に基づいている。しかしながら、本開示では、ワックス（複数可）の種類およびワックス（複数可）の量は、例えば、電子写真印刷装置に使用される場合、トナーからの超微粒子（ＵＦＰ）の排出を抑制するように選択される。以下の実施例に示されるように、離型機能のみを達成するための選択は、必ずしもＵＦＰの排出の抑制を達成するものではない。ＵＦＰの排出の抑制に関しては、ワックス（複数可）の種類およびワックス（複数可）の量は、所定のＴＵＦＰ開始値（粒子数がゼロより上に上昇し始める温度）および／または所定のＰＥＲ１０値（電子写真印刷装置の１０分の印刷段階で排出される超微粒子の総数）を達成するように選択され得る。「所定の」値は、トナーの形成前に決定されるように得られるべき所望の値を指す。トナー中のワックス（複数可）の種類および量は、特定の定着特性（以下にさらに説明されるような）を確実にするように選択され得る。
【００１７】
本開示のトナーに使用されるワックス（複数可）は、例えば、それらの関連する比較用トナーのワックス（複数可）と比較して、比較的高い融解温度（Ｔｍ）を有する。実施形態では、トナーのワックス（複数可）は、その関連する比較用トナーのワックス（複数可）のＴｍよりも、少なくとも１３℃、少なくとも１５℃、または少なくとも１７℃高いＴｍを特徴とする。実施形態では、トナーのワックス（複数可）は、少なくとも８７℃、少なくとも９０℃、または少なくとも９３℃のＴｍを特徴とする。使用することができる例証的なワックスは、ポリメチレンワックス分散液（例えば、Ｃｙｔｅｃｈ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能なポリメチレンワックス分散液）である。使用することができる別の例証的なワックスは、モンタン酸エステルワックス（例えば、Ｃｌａｒｉａｎｔから入手可能なＬｉｃｏｗａｘ  ＷＥ４、ＷＥ４０、またはＷＭ３１）である。使用することができる例証的なワックスは、ポリエチレンワックス分散液（例えば、Ｏｍｎｏｖａから入手可能なＤ１５０９）である。実施形態では、トナーは、単一のワックス（すなわち、唯一の種類のワックス）を含む。
【００１８】
本開示のトナー中に使用されるワックス（複数可）は、例えば、それらの関連する比較用トナー中のワックス（複数可）の量と比較して、比較的低い量で存在する。実施形態では、トナーは、その関連する比較用トナーと比較して、少なくとも１６％低い総ワックスを含有する。これは、トナーが、その比較用トナーと比較して、少なくとも１８％低いワックスまたは少なくとも２０％低い総ワックスを含有する実施形態を含む。実施形態では、ワックス（複数可）は、トナー中に、トナーの１０重量％以下、トナーの９重量％以下の量で、トナーの１重量％〜１０重量％、トナーの２重量％〜１０重量％、またはトナーの５重量％〜１０重量％の範囲で存在する。
【００１９】
実施形態では、比較用トナーのワックスは、パラフィンワックス、例えば、７５℃のＴｍを有するパラフィンワックスである。実施形態では、比較用トナーのワックスは、比較用トナーの約１１重量％の量で存在する。
【００２０】
着色剤
着色剤は、本開示のトナーに含まれ得る。着色剤は、例えば、顔料、染料、染料の混合物、顔料の混合物、染料と顔料との混合物などのそれらの混合物を含む。着色剤は、所望の色、色相、陰影などを付与するのに十分な量で添加され得る。着色剤は、例えば、トナーの約０重量％〜約２０重量％、トナーの約１重量％〜約１５重量％、またはトナーの約２重量％〜約１０重量％の量で存在し得る。
【００２１】
ファーネスブラック、サーマルブラックなどの形態で入手可能なカーボンブラックは、好適な着色剤である。カーボンブラックは、所望の色相を生成するために、シアン着色剤などの１つ以上の他の着色剤と共に使用され得る。
【００２２】
シアン顔料の例としては、銅テトラ（オクタデシルスルホンアミド）フタロシアニン、Ｐａｕｌ  Ｕｈｌｉｃｈ＆Ｃｏ．，Ｉｎｃ．から入手可能なＣＩ７４１６０、ＨＥＬＩＯＧＥＮ  ＢＬＵＥ  Ｌ６９００（商標）、Ｄ６８４０（商標）、Ｄ７０８０（商標）、Ｄ７０２０（商標）、ＰＹＬＡＭ  ＯＩＬ  ＢＬＵＥ（商標）、ＰＹＬＡＭ  ＯＩＬ  ＹＥＬＬＯＷ（商標）、およびＰＩＧＭＥＮＴ  ＢＬＵＥ  Ｉ（商標）として色指数（ＣＩ）に列挙されている銅フタロシアニン着色剤、ＣＩ  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ（ＰＢ）、ＰＢ１５：３、ＰＢ１５：４、ＣＩ６９８１０として識別されるＡｎｔｈｒａｚｉｎｅ  Ｂｌｕｅ着色剤、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌｕｅ  Ｘ‐２１３７、それらの混合物などが含まれる。
【００２３】
マゼンタ顔料の例には、Ｃ．Ｉ．２６０５０として識別されるジアゾ染料、２，９‐ジメチル置換キナクリドン、Ｃ．Ｉ．６０７１０として識別されるアントラキノン染料、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｒｅｄ  １５、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏ．から入手可能なＣＩＮＱＵＡＳＩＡ  ＭＡＧＥＮＴＡ（商標）、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｒｅｄ  １９、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ（ＰＲ）１２２、ＰＲ  ２６９、ＰＲ  １８５、それらの混合物などが挙げられる。
【００２４】
黄色の着色剤の例には、ジアリーリドイエロー３，３‐ジクロロベンジデンアセトアセトアニリド、Ｃ．Ｉ．１２７００として色指数で識別されるモノアゾ顔料、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １６、Ｆｏｒｏｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＳＥ／ＧＬＮとして色指数で識別されるニトロフェニルアミンスルホンアミド、ＬＥＭＯＮ  ＣＨＲＯＭＥ  ＹＥＬＬＯＷ  ＤＣＣ  １０２６（商標）ＣＩ、サノフィ製のＮＯＶＡＰＥＲＭ  ＹＥＬＬＯＷ  ＦＧＬ（商標）、Ｐａｌｉｏｇｅｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５２、１５６０（ＢＡＳＦ）、Ｌｉｔｈｏｌ  Ｆａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ０９９１Ｋ（ＢＡＳＦ）、Ｐａｌｉｏｔｏｌ  Ｙｅｌｌｏｗ  １８４０（ＢＡＳＦ）、Ｎｅｏｐｅｎ  Ｙｅｌｌｏｗ（ＢＡＳＦ）、Ｎｏｖｏｐｅｒｍ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＦＧ  １（サノフィ）、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＹＥ  ０３０５（Ｐａｕｌ  Ｕｈｌｉｃｈ）、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ７４、Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄ０７９０（ＢＡＳＦ）、Ｓｕｎｓｐｅｒｓｅ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＹＨＤ  ６００１（Ｓｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、ＳＵＣＤ‐Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄ１３５５（ＢＡＳＦ）、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＦＧＬ、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｙｅｌｌｏｗ、３，２，５‐ジメトキシ‐４‐スルホンアニリドフェニルアゾ‐４’‐クロロ‐２，５‐ジメトキシアセトアセトアニリド、それらの混合物などが挙げられる。
【００２５】
トナーの調製
本開示のトナーは、当業者の知識の範囲内の任意の方法によって調製することができる。トナー調製に関連する実施形態は、乳化凝集（ＥＡ）プロセスに関して以下に説明されるが、懸濁プロセスおよびカプセル封入プロセスなどの化学プロセスを含む、トナーを調製する任意の好適な方法を使用することができる。実施形態では、トナーは、ワックスと、樹脂を含有するラテックスと、任意選択的に着色剤との混合物を凝集させて凝集粒子を形成し、次に凝集粒子を合体させることを含むプロセスなどのＥＡプロセスによって調製される。本プロセスは、例えば、約６００〜約６，０００回転／分で混合することによる均質化を伴い得る。ワックスは、均質化ループを介して添加され得る。
【００２６】
凝集剤が、ワックスと、ラテックスと、任意選択的に着色剤との混合物に添加され得る。任意の好適な凝集剤を利用してもよい。凝集剤は、例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）などのポリアルミニウムハライドまたは対応する臭化物、フッ化物、もしくはヨウ化物などの無機陽イオン性凝集剤；ポリアルミニウムスルホシリケート（ＰＡＳＳ）などのポリアルミニウムシリケート；または、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、酢酸カルシウム、塩化カルシウム、亜硝酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、硫酸カルシウム、酢酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、酢酸亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、臭化亜鉛、臭化マグネシウム、塩化銅、および硫酸銅、またはそれらの組み合わせを含む水溶性金属塩であり得る。凝集剤は、樹脂のＴｇ未満である温度で混合物に添加され得る。
【００２７】
凝集剤は、様々な量で混合物に添加され得る。実施形態では、凝集剤の量は、混合物の約０．１重量％〜約８重量％、混合物の約０．２重量％〜約５重量％、または混合物の約０．５重量％〜約２重量％である。凝集剤は、硝酸または類似の酸の溶液中に添加され得る。粒子の凝集を制御するために、凝集剤を経時的に混合物中に計量してもよい。凝集剤の添加は、連続的な均質化を用いて達成することができる。添加後、混合物をさらに均質化してもよい。
【００２８】
混合物の粒子は、所定の粒子サイズが得られるまで凝集することを可能にされ得る。所定のサイズは、形成前に決定されるように得られる所望の粒子サイズを指し、粒子サイズは、成長プロセス中に観察され得る。サンプルは、成長プロセス中に採取され得、例えば、コールターカウンターを用いて分析され得る。所定の所望の粒子サイズに到達すると、成長プロセスは停止される。凝集粒子の体積平均粒径は、例えば、約３μｍ〜約１０μｍ、実施形態では、約５μｍ〜約９μｍ、または約６μｍ〜約８μｍであり得る。
【００２９】
シェル樹脂
凝集後であるが合体前に、樹脂被覆を凝集粒子に適用して、その上にシェルを形成し得る。上記に説明される任意の樹脂をシェルに利用することができる。実施形態では、シェルに利用される樹脂は、スチレン‐アルキルアクリレート‐β‐ＣＥＡコポリマーを含有する。実施形態では、樹脂は、上記に説明される特性を有するスチレン／ｎ‐ブチルアクリレート／β‐カルボキシエチルアクリレートコポリマーを含むスチレン／ｎ‐ブチルアクリレート／β‐カルボキシエチルアクリレートコポリマーである。しかしながら、コア中の樹脂およびシェル中の樹脂は、同じである必要はない。シェル樹脂は、上記に説明されるようなラテックスの形態で利用することができる。
【００３０】
所望の最終サイズのトナー粒子が得られると、混合物のｐＨを、ｐＨ制御剤を用いて、約３〜約１０、実施形態では、約４〜約９、または約４〜約６の値に調整し得る。好適なｐＨ制御剤には、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、それらの組み合わせなどのアルカリ金属水酸化物を含む様々な塩基が含まれる。ｐＨを所望の値に調整するのを助けるために、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）またはＥＤＴＡの塩基などのキレート剤を添加してもよい。合体の前に、混合物の温度を、例えば、所望の合体温度まで上げることができ、混合物のｐＨを、酸性水溶液、例えば、ＨＮＯ３を添加することによって、所望の合体ｐＨに調整することができる。
【００３１】
合体
シェルの凝集および適用に続いて、次に、粒子を所望の最終形状に合体させることができ、合体は、例えば、トナー粒子を形成するために利用される樹脂（複数可）のＴｇ以上であり得る、約８０℃〜約１１０℃、実施形態では、約８５℃〜約１００℃の温度で混合物の温度を加熱／維持することによって達成される。温度の特定の選択は、使用される樹脂の関数である。合体は、例えば、約１分〜約１０時間または約５分〜約５時間の期間にわたって達成され得る。粒子は、所望の円形度が達成されるまで合体され得る。合体の間、ｐＨ制御剤を使用して、例えば、約３〜約１０、実施形態では、約５〜約１０、または約５〜約７の値にｐＨを調整することができる。
【００３２】
凝集後、混合物を室温まで冷却し得る。所望されるように、冷却は、急速でも緩徐であってもよい。冷却中、ｐＨ制御剤を使用して、例えば、約３〜約１０、実施形態では、約４〜約９、または約６〜約９の値にｐＨを調節することができる。冷却後、トナー粒子を篩い分けし、洗浄し、次に乾燥させることができる。
【００３３】
トナー粒子は、例えば、トナーの約６０重量％〜約９５重量％、トナーの約６５重量％〜約９０重量％、またはトナーの約７５重量％〜約８５重量％の量で様々な総量の樹脂を含有し得る。
【００３４】
添加剤
本開示のトナーは、トナーの特性を向上させるために、様々な添加剤をさらに含有し得る。電荷添加剤は、例えば、トナーの約０．１重量％〜約１０重量％、またはトナーの約０．５重量％〜約７重量％の量で存在し得る。好適な電荷添加剤としては、アルキルピリジニウムハライド、重硫酸塩、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、および同第４，５６０，６３５号の電荷制御添加剤であって、それらの各々の全体的な開示が、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる、電荷制御添加剤、アルミニウム錯体のような負電荷増強添加剤、任意の他の電荷添加剤、それらの混合物などが挙げられる。
【００３５】
本開示のトナーは、表面添加剤を含有し得る。洗浄または乾燥後にトナー粒子に添加することができる表面添加剤には、例えば、金属塩、脂肪酸の金属塩、コロイド状シリカ、金属酸化物、チタン酸ストロンチウム、それらの混合物などが含まれ、これらは各々、トナーの約０．１重量％〜約１０重量％またはトナーの約０．５重量％〜約７重量％の量で存在し得る。そのような添加剤の例には、例えば、米国特許第３，５９０，０００号、同第３，７２０，６１７号、同第３，６５５，３７４号、および同第３，９８３，０４５号に開示されているものが含まれ、これらの各々の開示は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。他の添加剤には、ステアリン酸亜鉛およびＤｅｇｕｓｓａから入手可能なＡＥＲＯＳＩＬ  Ｒ９７２（登録商標）が含まれる。米国特許第６，１９０，８１５号および同第６，００４，７１４号の被覆シリカはまた、それらの各々の開示が、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれ、例えば、トナーの約０．０５重量％〜約５重量％、またはトナーの約０．１重量％〜約２重量％の量で選択され得、この添加剤は、凝集プロセスの間に添加され得るか、または形成されたトナー粒子中にブレンドされ得る。
【００３６】
トナー特性
実施形態では、外面添加剤を除いた乾式トナーの粒子は、以下の特性を有する。
【００３７】
（１）約４μｍ〜約１０μｍ、約５μｍ〜約９μｍ、または約６μｍ〜約８μｍの体積平均粒径。
【００３８】
（２）約０．９〜約１．０、約０．９２〜約０．９９、または約０．９５〜約０．９８の円形度。
【００３９】
（３）約４０℃〜６０℃、約４２℃〜５８℃、または約４５℃〜約５５℃のガラス転移温度（Ｔｇ）。
【００４０】
これらの特性は、以下のようにして決定することができる。体積平均粒径は、製造者の指示に従って操作されるＢｅｃｋｍａｎ  Ｃоｕｌｔｅｒ  Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ  ３によって測定することができる。代表的なサンプリングは、以下のようにして行い得る。少量のトナーサンプル、約１グラムを得て、２５μｍのスクリーンを通してろ過し、次にサンプルを約１０％の濃度になるように等張液中に入れ、次にＢｅｃｋｍａｎ  Ｃоｕｌｔｅｒ  Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ  ３にかける。円形度は、ＦＰＩＡ‐Ｓｙｓｍｅｘ  ３０００を使用して決定され得る。Ｔｇは、ＤＳＣを使用して決定され得る。
【００４１】
上述のように、本開示のトナーは、例えば、関連する比較用トナーと比較して、削減されたＵＦＰ排出を示すトナーである。ＵＦＰ排出は、ＴＵＦＰ開始値（粒子数がゼロより上に上昇し始める温度）およびＰＥＲ１０値（電子写真印刷装置の１０分の印刷段階で排出された超微粒子の総数）のうちの１つ以上によって定量化され得る。これらの両方の値の測定を、以下の実施例に詳細に説明する。加えて、「測定されたＴＵＦＰ開始値」および「測定されたＰＥＲ１０値」への言及は、以下の実施例に説明されるような測定を意味する。
【００４２】
本開示のトナーは、所定のＴＵＦＰ開始値および／または所定のＰＥＲ１０値を達成するように（例えば、ワックスの種類／量の選択によって）設計され得る。実施形態では、所定のＴＵＦＰ開始値は、少なくとも１６５℃、少なくとも１７０℃、または少なくとも１７５℃である。トナーの測定されたＴＵＦＰ開始値は、概して、所定のＴＵＦＰ開始値と等しいが、所定のＴＵＦＰ開始値よりも高くてもよい。本開示のトナーは、それらの関連する比較用トナーのものよりも高い、測定されたＴＵＦＰ開始値を特徴とする。実施形態では、トナーは、その関連する比較用トナーよりも、少なくとも１０℃、少なくとも１３℃、または少なくとも１６℃高い測定されたＴＵＦＰ開始値を特徴とする。
【００４３】
実施形態では、所定のＰＥＲ１０値は、３×１０１０粒子／ｃｍ３以下、７×１０１０粒子／ｃｍ３以下、または１×１０１１粒子／ｃｍ３以下である。トナーの測定されたＰＥＲ１０値は、概して、所定のＰＥＲ１０値と等しいが、所定のＰＥＲ１０値よりも低くてもよい。本開示のトナーはまた、それらに関連する比較用トナーのものよりも小さい測定されたＰＥＲ１０値を特徴とする。実施形態では、トナーは、その関連する比較用トナーよりも、少なくとも２倍低い、少なくとも３倍低い、または少なくとも５倍低い、測定されたＰＥＲ１０値を特徴とする。
【００４４】
本開示のトナーは、それらの関連する比較用トナーと比較して、より高い（より低い）測定されたＴＵＦＰ開始値（ＰＥＲ１０値）を示すが、少なくとも実施形態では、トナーおよびそれらの関連する比較用トナーは、最小定着温度（ＭＦＴ）およびホットオフセット温度（ＨＯＴ）のうちの１つ以上によって反映されるものと同じ定着性能を示す。。これらの特性は、以下の実施例に説明される技術により測定され得る。「同じ」とは、トナーおよびそれらの関連する比較用トナーの測定された値が、互いの少なくとも±８％、少なくとも±６％、少なくとも±４％以内であることを意味する。実施形態では、外面添加剤を含むトナーは、１４５℃〜１５６℃、１５０℃〜１５６℃、または１５２℃〜１５５℃の範囲のＭＦＴを示す。実施形態では、外添剤を含むトナーは、１９５℃を超えるＨＯＴを示す。
【００４５】
現像剤および担体
本開示のトナーは、現像剤組成物に配合され得る。現像剤組成物は、本開示のトナーを、スチール、フェライトなどの被覆担体を含む既知の担体粒子と混合することによって調製され得る。そのような担体としては、米国特許第４，９３７，１６６号および同第４，９３５，３２６号に開示されているものが含まれ、それらの各々の全体的な開示は、参照により本明細書に組み込まれる。担体は、トナーの約２重量％〜約８重量％またはトナーの約４重量％〜約６重量％存在し得る。担体粒子はまた、導電性カーボンブラックのような導電性成分を内部に分散させた、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのポリマー被覆をその上に有するコアを含み得る。担体被覆としては、メチルシルセスキオキサンなどのシリコーン樹脂、ポリビニリデンフルオライドなどのフルオロポリマー、ポリビニルジフルオライドおよびアクリルなどの帯電列に近接していない樹脂の混合物、アクリルなどの熱硬化性樹脂、それらの混合物、および他の既知の成分などが挙げられる。
【００４６】
撮像
本開示のトナーは、様々な電子写真印刷装置を使用する様々な電子写真印刷プロセスにおいて使用することができる。例証のために、電子写真印刷プロセスは、帯電成分、撮像成分、光導電性成分、現像成分、転写成分、および定着成分を含む電子写真印刷装置を用いて画像を形成することを含み得る。実施形態では、現像成分は、担体を、本明細書で説明されるトナーのうちのいずれかと混合することによって調製された現像剤を含み得る。電子写真印刷装置は、高速プリンタ、白黒高速プリンタ、カラープリンタなどを含み得る。
【００４７】
好適な画像現像方法（例えば、磁気ブラシ現像、飛び散り単一成分現像、ハイブリッド無掃除現像（ＨＳＤ）など）を使用して画像が形成されると、次に、画像を紙などの画像受容媒体に転写し得る。実施形態では、定着器ロール部材を利用することによって画像を現像する際に、トナーのうちのいずれも使用することができる。定着器ロール部材は、当業者の知識の範囲内にある接触定着装置であり、ロールからの熱および圧力を使用して、トナーを画像受容媒体に定着させることができる。実施形態では、定着器部材は、画像受容基材上に融解した後または融解する間、トナーの定着温度よりも高い温度、例えば、約７０℃〜約１６０℃、約８０℃〜約１５０℃、または約９０℃〜約１４０℃の温度に加熱され得る。
【００４８】
以下の実施例は、本開示の様々な種をさらに定義するために提出されている。これらの実施例は、例証に過ぎないことを意図し、本開示の範囲を限定することを意図していない。また、部分およびパーセンテージは、特に指示がない限り、重量によるものである。本明細書で使用される場合、「室温」とは、約２０℃〜約２５℃の温度を指す。
【００４９】
以下の実施例１〜５に説明されるように、５つのトナーを調製した。各場合で、Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃоｕｌｔｅｒ  Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ  ＩＩＩを使用して粒子サイズを決定し、ＦＰＩＡ‐Ｓｙｓｍｅｘ  ３０００を使用して円形度を決定した。
【００５０】
実施例１
乳化凝集プロセスによって、トナーを調製した。反応器には、最初に、２９．６ｋｇの脱イオン水、ラテックス乳剤中の１３．４ｋｇのスチレン‐ブチルアクリレート樹脂、０．７１ｋｇのシアン顔料分散液、および１．３６ｋｇのカーボンブラック顔料分散液が充填された。反応器の内容物を混合し、次に、４．１７ｋｇのパラフィンワックス（Ｔｍ＝７５℃）の分散液およびポリ塩化アルミニウム凝集剤を有する１．３９ｋｇの酸溶液を反応器に添加した。ワックス分散液を、均質化ループを通して添加して、より大きな凝集体がより小さなサイズの粒子に分解されることを確実にした。ワックス分散剤および凝集剤溶液を反応器に添加した後、反応器中の成分のうちの全てを、１０分間または分散液中の粒子のサイズが３μｍ未満になるまで均質化した。平均凝集体サイズが６．９μｍに到達するまで、混合物をおよそ１１０分間凝集させた。プレシェル凝集体が６．９μｍの平均粒径に到達した後、シェル樹脂（ラテックス乳剤中の追加の７．６９ｋｇのスチレン‐ブチルアクリレート樹脂）を混合物に添加した。最終標的サイズに達成すると、スラリーが約５．５のｐＨに到達するまで、水酸化ナトリウムの添加によって、粒子の成長を停止させた。次に、バッチ標的温度を９６℃に上昇させた。スラリーが８０℃の温度に到達したら、硝酸を５．０のｐＨに到達するまで添加した。バッチが９６℃に到達したら、スラリーの温度を維持し、粒子の円形度を経時的に観察した。円形度が０．９５８の標的値に到達したら、水酸化ナトリウムを添加することによって、スラリーのｐＨの標的値を６．３に調整した。９６℃で３時間後、スラリーの温度を、０．６℃／分の速度で５３℃に下げた。スラリーの温度が５３℃に到達したら、スラリーのｐＨが８．８の値に到達するまで、水酸化ナトリウムの添加によって、そのｐＨを調整した。所望のサイズおよび円形度を有する粒子を含有するスラリーを作製した後、スラリーを、下流操作と呼ばれる一連のステップにかけた。これらの操作には、反応器内の高温により形成され得る特大の粒子を除去するためにスラリーを篩い分けすることと、粒子を洗浄して望ましくない帯電特性を与え得る界面活性剤または他のイオン種を除去することと、粒子を乾燥させることによって過剰な湿気を除去することと、が含まれた。次に、乾燥粒子を、様々な表面添加剤とブレンドして、トナーの所望の帯電特性を付与した。
【００５１】
実施例２
乳化凝集プロセスによって、トナーを調製した。反応器には、最初に、２９．６ｋｇの脱イオン水、ラテックス乳剤中の１４．０ｋｇのスチレン‐ブチルアクリレート樹脂、０．７１ｋｇのシアン顔料分散液、および１．３６ｋｇのカーボンブラック顔料分散液が充填された。反応器の内容物を混合し、次に、３．３３ｋｇのパラフィンワックス（Ｔｍ＝７５℃）の分散液およびポリ塩化アルミニウム凝集剤を有する１．３９ｋｇの酸溶液を反応器に添加した。ワックス分散液を、均質化ループを通して添加して、より大きな凝集体がより小さなサイズの粒子に分解されることを確実にした。ワックス分散剤および凝集剤溶液を反応器に添加した後、反応器中の成分のうちの全てを、１０分間または分散液中の粒子のサイズが３μｍ未満になるまで均質化した。平均凝集体サイズが６．９μｍに到達するまで、混合物をおよそ１１０分間凝集させた。プレシェル凝集体が６．９μｍの平均粒径に到達した後、シェル樹脂（ラテックス乳剤中の追加の７．６９ｋｇのスチレン‐ブチルアクリレート樹脂）を混合物に添加した。最終標的サイズに達成すると、スラリーが約５．５のｐＨに到達するまで、水酸化ナトリウムの添加によって、粒子の成長を停止させた。次に、バッチ標的温度を９６℃に上昇させた。スラリーが８０℃の温度に到達したら、硝酸を５．０のｐＨに到達するまで添加した。バッチが９６℃に到達したら、スラリーの温度を維持し、粒子の円形度を経時的に観察した。円形度が０．９５８の標的値に到達したら、水酸化ナトリウムを添加することによって、スラリーのｐＨの標的値を６．３に調整した。９６℃で３時間後、スラリーの温度を、０．６℃／分の速度で５３℃に下げた。スラリーの温度が５３℃に到達したら、スラリーのｐＨが８．８の値に到達するまで、水酸化ナトリウムの添加によって、そのｐＨを調整した。所望のサイズおよび円形度を有する粒子を含有するスラリーを作製した後、スラリーを、下流操作と呼ばれる一連のステップにかけた。これらの操作には、反応器内の高温により形成され得る特大の粒子を除去するためにスラリーを篩い分けすることと、粒子を洗浄して望ましくない帯電特性を与え得る界面活性剤または他のイオン種を除去することと、粒子を乾燥させることによって過剰な湿気を除去することと、が含まれた。次に、乾燥粒子を、様々な表面添加剤とブレンドして、トナーの所望の帯電特性を付与した。使用される表面添加剤は、実施例１で使用されたものと同じであった。
【００５２】
実施例３
乳化凝集プロセスによって、トナー粒子を調製した。反応器には、最初に、２９．３ｋｇの脱イオン水、ラテックス乳剤中の１３．４ｋｇのスチレン‐ブチルアクリレート樹脂、０．７１ｋｇのシアン顔料分散液、および１．３６ｋｇのカーボンブラック顔料分散液が充填された。反応器の内容物を混合し、次に、４．３１ｋｇのポリメチレンワックス（Ｔｍ＝９２℃）の分散液とポリ塩化アルミニウム凝集剤を有する１．３９ｋｇの酸溶液を反応器に添加した。ワックス分散液を、均質化ループを通して添加して、より大きな凝集体がより小さなサイズの粒子に分解されることを確実にした。ワックス分散剤および凝集剤溶液を反応器に添加した後、反応器中の成分のうちの全てを、１０分間または分散液中の粒子のサイズが３μｍ未満になるまで均質化した。平均凝集体サイズが６．９μｍに到達するまで、混合物をおよそ１１０分間凝集させた。プレシェル凝集体が６．９μｍの平均粒径に到達した後、シェル樹脂（ラテックス乳剤中の追加の７．６９ｋｇのスチレン‐ブチルアクリレート樹脂）を混合物に添加した。最終標的サイズに達成すると、スラリーが約５．５のｐＨに到達するまで、水酸化ナトリウムの添加によって、粒子の成長を停止させた。次に、バッチ標的温度を９６℃に上昇させた。スラリーが８０℃の温度に到達したら、硝酸を５．０のｐＨに到達するまで添加した。バッチが９６℃に到達したら、スラリーの温度を維持し、粒子の円形度を経時的に観察した。円形度が０．９５８の標的値に到達したら、水酸化ナトリウムを添加することによって、スラリーのｐＨの標的値を６．３に調整した。９６℃で３時間後、スラリーの温度を、０．６℃／分の速度で５３℃に下げた。スラリーの温度が５３℃に到達したら、スラリーのｐＨが８．８の値に到達するまで、水酸化ナトリウムの添加によって、そのｐＨを調整した。所望のサイズおよび円形度を有する粒子を含有するスラリーを作製した後、スラリーを、下流操作と呼ばれる一連のステップにかけた。これらの操作には、反応器内の高温により形成され得る特大の粒子を除去するためにスラリーを篩い分けすることと、粒子を洗浄して望ましくない帯電特性を与え得る界面活性剤または他のイオン種を除去することと、粒子を乾燥させることによって過剰な湿気を除去することと、が含まれた。次に、乾燥粒子を、様々な表面添加剤とブレンドして、トナーの所望の帯電特性を付与した。使用される表面添加剤は、実施例１で使用されたものと同じであった。
【００５３】
実施例４
乳化凝集プロセスによって、トナーを調製した。反応器には、最初に、２９．５ｋｇの脱イオン水、ラテックス乳剤中の１３．４ｋｇのスチレン‐ブチルアクリレート樹脂、０．７１ｋｇのシアン顔料分散液、および１．３６ｋｇのカーボンブラック顔料分散液が充填された。反応器の内容物を混合し、次に、３．４４ｋｇのポリメチレンワックス（Ｔｍ＝９２℃）の分散液およびポリ塩化アルミニウム凝集剤を有する１．３９ｋｇの酸溶液を反応器に添加した。ワックス分散液を、均質化ループを通して添加して、より大きな凝集体がより小さなサイズの粒子に分解されることを確実にした。ワックス分散剤および凝集剤溶液を反応器に添加した後、反応器中の成分のうちの全てを、１０分間または分散液中の粒子のサイズが３μｍ未満になるまで均質化した。平均凝集体サイズが６．９μｍに到達するまで、混合物をおよそ１１０分間凝集させた。プレシェル凝集体が６．９μｍの平均粒径に到達した後、シェル樹脂（ラテックス乳剤中の追加の７．６９ｋｇのスチレン‐ブチルアクリレート樹脂）を混合物に添加した。最終標的サイズに達成すると、スラリーが約５．５のｐＨに到達するまで、水酸化ナトリウムの添加によって、粒子の成長を停止させた。次に、バッチ標的温度を９６℃に上昇させた。スラリーが８０℃の温度に到達したら、硝酸を５．０のｐＨに到達するまで添加した。バッチが９６℃に到達したら、スラリーの温度を維持し、粒子の円形度を経時的に観察した。円形度が０．９５８の標的値に到達したら、水酸化ナトリウムを添加することによって、スラリーのｐＨの標的値を６．３に調整した。９６℃で３時間後、スラリーの温度を、０．６℃／分の速度で５３℃に下げた。スラリーの温度が５３℃に到達したら、スラリーのｐＨが８．８の値に到達するまで、水酸化ナトリウムの添加によって、そのｐＨを調整した。所望のサイズおよび円形度を有する粒子を含有するスラリーを作製した後、スラリーを、下流操作と呼ばれる一連のステップにかけた。これらの操作には、反応器内の高温により形成され得る特大の粒子を除去するためにスラリーを篩い分けすることと、粒子を洗浄して望ましくない帯電特性を与え得る界面活性剤または他のイオン種を除去することと、粒子を乾燥させることによって過剰な湿気を除去することと、が含まれた。次に、乾燥粒子を、様々な表面添加剤とブレンドして、トナーの所望の帯電特性を付与した。使用される表面添加剤は、実施例１で使用されたものと同じであった。
【００５４】
実施例５
乳化凝集プロセスによって、無ワックストナーを調製した。反応器には、最初に、２９．６ｋｇの脱イオン水、ラテックス乳剤中の１６．８ｋｇのスチレン‐ブチルアクリレート樹脂、０．７１ｋｇのシアン顔料分散液、および１．３６ｋｇのカーボンブラック顔料分散液が充填された。反応器の内容物を混合し、次に、ポリ塩化アルミニウム凝集剤を有する１．３９ｋｇの酸溶液を反応器に添加した。凝集剤溶液を反応器に添加した後、反応器中の成分のうちの全てを、１０分間または分散液中の粒子のサイズが３μｍ未満になるまで均質化した。平均凝集体サイズが６．９μｍに到達するまで、混合物をおよそ１１０分間凝集させた。プレシェル凝集体が６．９μｍの平均粒径に到達した後、シェル樹脂（ラテックス乳剤中の追加の７．６９ｋｇのスチレン‐ブチルアクリレート樹脂）を混合物に添加した。最終標的サイズに達成すると、スラリーが約５．５のｐＨに到達するまで、水酸化ナトリウムの添加によって、粒子の成長を停止させた。次に、バッチ標的温度を９６℃に上昇させた。スラリーが８０℃の温度に到達したら、硝酸を５．０のｐＨに到達するまで添加した。バッチが９６℃に到達したら、スラリーの温度を維持し、粒子の円形度を経時的に観察した。円形度が０．９５８の標的値に到達したら、水酸化ナトリウムを添加することによって、スラリーのｐＨの標的値を６．３に調整した。９６℃で３時間後、スラリーの温度を、０．６℃／分の速度で５３℃に下げた。スラリーの温度が５３℃に到達したら、スラリーのｐＨが８．８の値に到達するまで、水酸化ナトリウムの添加によって、そのｐＨを調整した。所望のサイズおよび円形度を有する粒子を含有するスラリーを作製した後、スラリーを、下流操作と呼ばれる一連のステップにかけた。これらの操作には、反応器内の高温により形成され得る特大の粒子を除去するためにスラリーを篩い分けすることと、粒子を洗浄して望ましくない帯電特性を与え得る界面活性剤または他のイオン種を除去することと、粒子を乾燥させることによって過剰な湿気を除去することと、が含まれた。次に、乾燥粒子を、様々な表面添加剤とブレンドして、トナーの所望の帯電特性を付与した。使用される表面添加剤は、実施例１で使用されたものと同じであった。
【００５５】
実施例１〜５のトナー配合物を以下の表１に要約する。
【００５６】
【表１】
2019139218.tif 000003
【００５７】
ベンチスケール超微粒子（ＵＦＰ）試験
実施例１〜５により作製されたトナーからのＵＦＰ排出速度を、製造者の指示により操作されるＴＳＩによって製造されたＰ‐ＴＲａｋ超微粒子分析器を使用して測定した。全てのトナー調製に同じ手順を使用した。１００グラムのトナーを、ガラスバイアル内に入れ、散布管を上部に取り付けた。加熱ブロックを、加熱ブロック温度を測定する温度計を備えたホットプレート上に置いた。ホットプレートの電源を入れ、温度ダイヤルを公称値に設定して、加熱ブロックの温度上昇速度を制御した。加熱ブロックの温度が８０℃に到達したら、バイアルをブロック内に挿入して、トナーサンプルが融解することを可能にした。温度が９０℃に到達したら、粒子計数器を、トナーサンプルを含有するガラスバイアルの頂部にある散布管の出口に接続した。温度が１００℃に到達したら、タイマーをスタートさせ、温度が２００℃に到達するまで、装置からの粒子数の読み取りを４℃間隔で行った。粒子数および温度データを使用して、図１のプロットを生成した。表面添加剤と共にブレンドされたトナーおよび表面添加剤と共にブレンドされないトナーの両方を試験した。表面添加剤の存在は、結果に有意な影響を及ぼさなかった。
【００５８】
図１に示すように、より低い温度では、粒子数は低い。温度が上昇すると、粒子数は増加し始め、最大に到達する。粒子数がゼロより上に上昇し始める温度は、ＵＦＰ開始温度（ＴＵＦＰ開始）と呼ばれる。トナーに依存して、ＴＵＦＰ開始は変化し得る。その結果、異なるトナーの曲線は、互いに対してシフトされる。より高い温度にシフトされた曲線（すなわち、ＴＵＦＰ開始のより高い値）は、これが同じ設定条件下で比較的高い温度でＵＦＰが放出されることを意味するので望ましい。換言すれば、同じ定着器温度では、より高いＴＵＦＰ開始および右シフト曲線を有するトナーは、より低いＵＦＰを排出する。
【００５９】
図１に示されるように、無ワックストナー（実施例５）は、最も高いＴＵＦＰ開始を有する。換言すれば、このトナーは、任意の所与の温度で最も低いＵＦＰを排出する。実施例３および４（ポリメチレンワックスを有する）の両方が、実施例１および２のもの（パラフィンワックスを有する）よりも高いＴＵＦＰ開始を有する。したがって、パラフィンワックスの代わりにより高いＴｍのポリメチレンワックスを使用することにより、ＵＦＰの全体的な排出が低下する。両方のワックスについて、より低い濃度（９．００％対１１．２８％）を使用すると、ＴＵＦＰ開始がわずかに改善（すなわち、増加）する。このデータから、１１．２８％のパラフィンを有するトナーと比較して、９．００％のポリメチレンワックスを有するトナーは、ＵＦＰ性能において最大の改善を示すことが明らかである。
【００６０】
機械超微粒子（ＵＦＰ）試験
実施例１および実施例４のトナーからの超微粒子排出速度を、現在実施例１のトナーを使用している電子写真印刷装置で実施した後に評価した。電子写真印刷装置は、毎分５０枚の印刷で動作するモノクロ印刷装置であった。試験手順およびＰＥＲ１０の決定（１０分の印刷段階で放出された総ＵＦＰ粒子）は、Ｔｈｅ  Ｂｌｕｅ  Ａｎｇｅｌ（特定の環境基準を満たす製品のドイツ認定）によって説明されたものに従っている。その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Ｍ．Ｂａｒｔｈｅｌら、「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｆｉｎｅ  ａｎｄ  Ｕｌｔｒａｆｉｎｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｏｆｆｉｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｄｕｒｉｎｇ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｉｎ  ｏｒｄｅｒ  ｔｏ  Ｄｅｖｅｌｏｐ  ａ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｂｌｕｅ  Ａｎｇｅｌ  Ｅｃｏｌａｂｅｌ  ｆｏｒ  Ｏｆｆｉｃｅ−Ｂａｓｅｄ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，」Ｔｅｘｔｅ  ７５／２０１３、Ｕｍｗｅｌｔｂｕｎｄｅｓａｍｔ、Ａｕｇｕｓｔ  ２０１３を参照されたい。しかしながら、試験手順は以下の表２に要約され、ＰＥＲ１０の決定の要約が直ちに続く。
【００６１】
【表２】
2019139218.tif 000004
【００６２】
ＰＥＲ１０の決定の要約は以下の通りである。排出試験チャンバ内のエアロゾル（すなわち、排出された超微粒子）のモデル化は、良好な近似で単純化された条件を仮定することができる。主な測定は、特定された粒子サイズ範囲内の累積粒子数濃度Ｃｐ（ｔ）である。Ｃｐ（ｔ）の絶対的なレベルおよびダイナミクスは、本質的に、以下の要因：印刷装置の供給源強度、チャンバサイズ、およびチャンバ内の粒子損失によって、主に空気交換速度を通して決定される。
【００６３】
印刷装置の供給源強度は、その特定の製品特徴および印刷動作（長さ、ページ数、および印刷モード）によって影響される。異なる装置に特異的な印刷動作について、製品の比較には、印刷動作の長さ、印刷ページ数、または他のベンチマークの標準化が必要である。チャンバのサイズは、どの濃度範囲が検出限界Ｃｐ（ｔ）内で測定されるべきかを決定する。
【００６４】
チャンバ内の粒子損失は、ある種類のチャンバ応答関数を調整することによって、粒子損失速度βによって説明することができる。
【００６５】
【数１】
2019139218.tif 000005
【００６６】
排出終了後のＣｐ（ｔ）に変換する。供給源強度は、速度ＰＥＲ（ｔ）（単位時間当たりに排出される粒子）として計算することができる。Ｃｐ（ｔ）およびＰＥＲ（ｔ）は、応答関数Ｒ（ｔ）を含む、畳み込み積分を介してリンクされる。
【００６７】
【数２】
2019139218.tif 000006
【００６８】
応答関数が上述の単純な形式を有する場合、速度ＰＥＲ（ｔ）は、畳み込み積分をデコンボリューションすることによって、［粒子／単位時間］で分析的に決定することができる。時間微分は、数値的に決定することができる。
【００６９】
【数３】
2019139218.tif 000007
【００７０】
式（３）および（３ａ）は、数学的に等価であり、チャンバ体積ＶｃｈおよびＣｐ（ｔ）のような既知量のみを含む。式３ａにおいて、Δｔは、連続する２つのデータ点間の時間差である。ＰＥＲ（ｔ）と体積補正との積分によって、印刷動作中に排出された粒子の総数ＴＰが得られる。
【００７１】
【数４】
2019139218.tif 000008
【００７２】
時間ｔｓｔａｒｔは、印刷段階の開始をマークし、時間ｔｓｔоｐは、排出速度の低下を、ゼロまたは選択可能な限界未満にマークする。ＴＰ値は、点ｔｓｔоｐにおけるＴＰ対時間の積分曲線から採取されることができ、または式４により数値的に計算することができる。
【００７３】
粒子排出の終了ｔｓｔоｐは、印刷動作の終了と常に同じではないが、ＴＰの計算前の粒子排出速度ＰＥＲ（ｔ）の曲線から決定されなければならない。排出時間は、差
ｔｓｔоｐ‐ｔｓｔａｒｔ                              式５
によって決定される。
【００７４】
ＴＰは、粒子状物質の排出の定量分析のベンチマークを提供する。ＴＰは、ベンチマークＴＰ／ｐｐ［‐］（ｐｐは印刷ページを表す）を定義する印刷ページ数に関連し得る。ベンチマークの代替的な定義も可能である。例えば、印刷動作の標準的な長さ１０分を基準として使用して、平均排出速度ＰＥＲ１０［粒子／１０分］を特定することができる。
【００７５】
【数５】
2019139218.tif 000009
【００７６】
式６において、ｔｐｒｉｎｔ［分］は、印刷動作の実際の持続時間を表す。
【００７７】
実施例１および実施例４のトナーの機械ＵＦＰ試験の結果を以下の表３に示す。
【００７８】
【表３】
2019139218.tif 000010
【００７９】
表３の結果は、パラフィンワックス（Ｔｍ＝７５℃）の代替として低濃度でポリメチレンワックス（Ｔｍ＝９２℃）を使用することによって、電子写真印刷装置からのＵＦＰの排出を有意に抑制することができる（この場合、平均係数５．３で）ことを示している。
【００８０】
トナーの定着性能も評価し、具体的には、トナーの最小定着温度（ＭＦＴ）およびホットオフセット温度（ＨＯＴ）を決定した。ＭＦＴ測定は、テープ剥離法を使用して行われた。この方法を使用する場合、画像は異なる温度で基材上に定着され、画像濃度が測定される。１枚のテープを様々な画像の特定の場所に置き、その後剥離する。テープを剥離した領域の画像濃度を測定する。ＭＦＴは、テープを剥離した後とテープを剥離する前との画像濃度の比が０．９０である最低温度として決定される。実施例１のＭＦＴは、１４５℃であり、実施例２のＭＦＴは、１４９℃であり、実施例３のＭＦＴは、１５４℃であり、実施例４のＭＦＴは、１５５℃であった。ホットオフセット温度（ＨＯＴ）は、定着器ロールを汚染したトナーが紙に転写されることがわかる温度である。それを観察するために、定着された画像を印刷した直後に、定着器を通して、１枚の白紙である追跡シートを送る。画像オフセットが特定の定着器温度で白紙の追跡シート上に認められた場合、これが、ホットオフセット温度である。実施例１〜４のトナーは、１９５℃を超えるＨＯＴを示し、印刷装置の定着器の温度範囲（１４０℃〜１９５℃）にわたってホットオフセットを示さなかった。
【図１】
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