(57)【要約】【課題】低温定着で紙に定着する改良トナーが望まれている。【解決手段】本開示の低温加圧定着可能なトナーは、少なくとも１つの非晶性樹脂と、任意の結晶性樹脂と、任意の着色剤と、ポリエチレンワックス、ポリメチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリブテンワックス、ウルシ蝋、ホホバオイル、蜜蝋、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、ミクロ結晶性ワックス、フィッシャー−トロプシュワックス、ステアリルステアレート、ベヘニルベヘネート、ブチルステアレートなど、及びそれら組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つのワックスとを含み、少なくとも１つのワックスが、トナーの約４重量％〜約９．５重量％の量で存在する。【選択図】図１
2012048240.tif 000002
【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、
結晶性樹脂と、
着色剤と、
ポリエチレンワックス、ポリメチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリブテンワックス、ウルシ蝋、ホホバオイル、蜜蝋、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、ミクロ結晶性ワックス、フィッシャー−トロプシュワックス、ステアリルステアレート、ベヘニルベヘネート、ブチルステアレート、プロピルオレエート、グリセリドモノステアレート、グリセリドジステアレート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、及びそれら組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つのワックスと、
を含み、
少なくとも１つのワックスが、トナーの約４重量％〜約９．５重量％の量で存在する低温加圧定着可能なトナー。
【請求項２】
請求項１に記載のトナーであって、
少なくとも１つの非晶性樹脂は、低分子量非晶性樹脂であるトナー。
【請求項３】
請求項１に記載のトナーであって、
コア／シェル構造を有し、
シェルは、少なくとも１つの低分子量非晶性樹脂を含むトナー。
【請求項４】
請求項１に記載のトナーであって、
ワックスは、トナーの約４．５重量％〜約９重量％の量で存在するトナー。
【請求項５】
少なくとも１つの低分子量非晶性ポリエステル樹脂と、
結晶性樹脂と、
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリブテンワックス、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つのワックスと、
着色剤と、
を含み、
少なくとも１つのワックスが、トナーの約４重量％〜約９．５重量％の量で存在する低温加圧定着可能なトナー。
【請求項６】
請求項５に記載のトナーであって、
コア／シェル構造を有し、
シェルは、少なくとも１つの低分子量非晶性樹脂を含むトナー。
【請求項７】
潜像を現像するためのトナーを含む現像剤ユニットと、
約５００ｐｓｉ〜約１４，０００ｐｓｉの圧力印加を介して、柔軟性のある基材にトナーを定着するための定着部材と、
を備え、
トナーは、その約４重量％〜約９．５重量％の量で含有される少なくとも１つのワックスが混合された少なくとも１つの低分子量非晶性ポリエステル樹脂と、着色剤とを含むエマルジョン凝集トナーである電子写真装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電子写真装置であって、
トナーは、コア／シェル構造を有し、
シェルは、少なくとも１つの低分子量非晶性樹脂を含む電子写真装置。
【請求項９】
請求項７に記載の電子写真装置であって、
少なくとも１つのワックスは、ポリエチレンワックス、ポリメチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリブテンワックス、ウルシ蝋、ホホバオイル、蜜蝋、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、ミクロ結晶性ワックス、フィッシャー−トロプシュワックス、ステアリルステアレート、ベヘニルベヘネート、ブチルステアレート、プロピルオレエート、グリセリドモノステアレート、グリセリドジステアレート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される電子写真装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の電子写真装置であって、
少なくとも１つのワックスは、トナーの約４．５重量％〜約９重量％の量で存在する電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、トナー及び電子写真装置に関し、より詳しくは、エマルジョン凝集及び合一プロセスによって形成されるトナー組成物及び該トナーを用いた現像プロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの電子写真装置では、トナー画像が基材に供給される。そして、トナーは、接触型定着又は非接触型定着を用いて、トナーを加熱することにより基材に定着される。トナー混合物は、基材上に溶融して定着する。これらのトナー樹脂は、定着ローラ内で溶融した時に、定着時にオフセットしないような粘弾性を有するように設計される。
【０００３】
トナーを基材に定着させる別の方法には、低温定着があり、低温加圧定着とも呼ばれる。このようなシステムは、エネルギー必要量をより低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，４９６，６７６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，５０１，９３５号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５２７，６５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、熱定着装置で使用されるトナーを最適に機能させる技術は、低温加圧定着装置に転用することができない。したがって、低温定着で紙等の媒体に定着する改良トナーが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、エマルジョン凝集トナー組成物（ＥＡトナー組成物）、及び低温加圧定着用途に好適なトナーの製造方法を提供する。つまり、低温加圧定着可能なトナーと言える。
低温加圧定着可能なトナーは、少なくとも１つの非晶性樹脂、着色剤、及び少なくとも１つのワックス、例えば、ポリエチレンワックス、ポリメチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリブテンワックス、ウルシ蝋、ホホバオイル、蜜蝋、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、ミクロ結晶性ワックス、フィッシャー−トロプシュワックス、ステアリルステアレート、ベヘニルベヘネート、ブチルステアレート、プロピルオレエート、グリセリドモノステアレート、グリセリドジステアレート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート；ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、及びそれらの混合物を含む。また、トナーは、結晶性樹脂を含むことも好適である。
ここで、少なくとも１つのワックスは、トナーの約４重量％〜約９．５重量％の量で存在する。
【０００７】
ワックス量は、トナーの約４重量％〜約１３．５重量％であり、より好適には、約４重量％〜約９．５重量％、特に好適には、約４．５重量％〜約９重量％、又は約５重量％〜約８．７５重量％である。ワックス含有量が、約４重量％〜約１３．５重量％、より好適には、約４重量％〜約９．５重量％、特に好適には、約４．５重量％〜約９重量％であれば、良好な定着性を有し、低温加圧定着装置に好適なトナーとなる。
【０００８】
また、本開示は、上記トナーを用いて画像を形成可能な電子写真装置を提供する。本開示の電子写真装置は、潜像を現像するためのトナーを含む現像剤ユニットと、約５００ｐｓｉ（ポンド・スクエア・インチ）〜約１４，０００ｐｓｉ（１ｐｓｉ＝６８９５Ｐａ）の圧力印加を介して、柔軟性のある基材にトナーを定着するための定着部材とを備え、現像剤を構成するトナーは、その約４重量％〜約９．５重量％の少なくとも１つのワックスと混合された少なくとも１つの低分子量非晶性ポリエステル樹脂、及び着色剤を含有するエマルジョン凝集トナーである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示のトナーの各種実施の形態についての定着圧力を示す。
【図２】本開示のトナーの各種実施の形態の線形摩擦及び圧力性能を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示によれば、低分子量樹脂、ワックス、任意の高分子量樹脂、任意の結晶性樹脂、及び任意の１以上の着色剤を含有する低温溶融エマルジョン凝集トナー（以下、ＥＡトナーとも称する）を提供する。本開示のトナーは、実施の形態では、低温加圧定着装置を使用した場合に、良好な定着性を有する。本開示のトナーにおいてワックスを使用することで、トナーを媒体に定着させるのに必要な圧力量と、摩擦性能の最適な組み合わせを達成することができる。
ワックス量は、トナーの約４重量％〜約１３．５重量％であり、より好適には、約４重量％〜約９．５重量％、特に好適には、約４．５重量％〜約９重量％、又は約５重量％〜約８．７５重量％である。ワックス含有量が、約４重量％〜約１３．５重量％から外れると、線形摩擦性能は大幅に低下する。
【００１１】
本開示のトナーを電子写真印刷に使用して、圧力のみを用いて、紙又はポリマー部材に付着させてもよい。実施の形態では、圧力は１０ｋｐｓｉ以下でもよい。また、いくつかの実施の形態では、本開示のトナーを電子写真印刷に使用して、５００ｐｓｉより大きいが１０ｋｐｓｉ未満の圧力と、１００℃未満の温度を用いて、媒体に付着させてもよい。低温加圧定着は、常套の熱定着が要するエネルギーの数分の１であり、低温加圧定着を使用することで、電子写真印刷に関するエネルギーコストをより低くすることができる。
【００１２】
本開示のトナーは、トナーの形成に好適なラテックス樹脂を含有してもよい。このような樹脂は、いずれの好適なモノマーから成るものでもよい。好適なモノマーは、特に限定されないが、アクリロニトリル、ジオール、二酸、ジアミン、ジエステル、ジイソシアネート、及びそれらの組み合わせ等がある。
【００１３】
ラテックス樹脂の形成に使用されるポリマーは、例えば、ポリエステル樹脂である。好適なポリエステル樹脂には、例えば、スルホネート化ポリエステル、非スルホネート化ポリエステル、結晶性ポリエステル、非晶性（アモルファス）ポリエステル、及びそれらの組み合わせ等がある。ポリエステル樹脂は、線形、分岐、それらの組み合わせ等であってもよい。好適な樹脂の一例は、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂との混合物である。
【００１４】
ポリエステル樹脂は、例えば、ジオールと、二酸又はジエステルとを、任意の触媒の存在中で反応させることによって形成される。結晶性ポリエステルを形成するのに好適なジオールには、約２〜約３６個の炭素原子を有する脂肪族ジオール、例えば、１，２−エタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１２−ドデカンジオール、エチレングリコール、及びそれらの組み合わせ等がある。脂肪族ジオールは、例えば、樹脂の約４０〜約６０ｍｏｌ％、約４２〜約５５ｍｏｌ％、又は約４５〜約５３ｍｏｌ％の量で選択される。
【００１５】
結晶性樹脂の調製のために選択される有機二酸又はジエステルの例には、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、ドデカンジオン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、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、メサコン酸、それらのジエステル又は無水物、及びそれらの組み合わせ等がある。有機二酸は、例えば、約４０〜約６０ｍｏｌ％、約４２〜約５５ｍｏｌ％、又は約４５〜約５３ｍｏｌ％の量で選択されてもよい。
【００１６】
結晶性樹脂の例には、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、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−ビニルアセテートコポリマー、ポリプロピレン、及びそれらの混合物等がある。結晶性樹脂は、例えば、トナーの約５〜約５０重量％、又は約１０〜約３５重量％の量で存在する。結晶性樹脂は、例えば、約３０℃〜約１２０℃、又は約５０℃〜約９０℃の様々な融点を有する。結晶性樹脂は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定されるように、例えば、約５００〜約５０，０００、又は約５００〜約２０，０００の数平均分子量（Ｍｎ）と、約１０００〜約２０，０００（ポリスチレン標準）の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する。結晶性樹脂の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、例えば、約２〜約６、又は約３〜約４である。
【００１７】
非晶性ポリエステルの調製のために選択される二酸又はジエステルの例には、ジカルボン酸又は無水物又はジエステル、例えば、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、イタコン酸、コハク酸、コハク酸無水物、ドデシルコハク酸、ドデシルコハク酸無水物、グルタル酸、グルタル酸無水物、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、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、フタル酸無水物、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、ジメチルグルタレート、ジメチルアジペート、ジメチルドデシルスクシネート、及びそれらの組み合わせ等がある。有機二酸又はジエステルは、例えば、樹脂の約４０〜約６０ｍｏｌ％、約４２〜約５５ｍｏｌ％、又は約４５〜約５３ｍｏｌ％である。
【００１８】
非晶性ポリエステルを形成するのに使用されるジオールの例には、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、２，２−ジメチルプロパンジオール、２，２，３−トリメチルヘキサンジオール、ヘプタンジオール、ドデカンジオール、ビス（ヒドロキシエチル）−ビスフェノールＡ、ビス（２−ヒドロキシプロピル）−ビスフェノールＡ、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、キシレンジメタノール、シクロヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ビス（２−ヒドロキシエチル）オキサイド、ジプロピレングリコール、ジブチレン、及びそれらの組み合わせがある。選択される有機ジオールの量は変化してもよく、例えば、樹脂の約４０〜約６０ｍｏｌ％、約４２〜約５５ｍｏｌ％、又は約４５〜約５３ｍｏｌ％である。
【００１９】
重縮合触媒（結晶性、非晶性のいずれのポリエステルにも適用可能）には、テトラアルキルチタネート、ジアルキル錫オキサイド、例えば、ジブチル錫オキサイド、テトラアルキル錫、例えば、ジブチル錫ジラウレート、及びジアルキル錫オキサイドヒドロキシド、例えば、ブチル錫オキサイドヒドロキシド、アルミニウムアルコキシド、アルキル亜鉛、ジアルキル亜鉛、亜鉛酸化物、酸化第一錫、又はそれらの組み合わせがある。このような触媒を、例えば、ポリエステル樹脂の原料である二酸又はジエステルに基づいて、約０．０１ｍｏｌ％〜約５ｍｏｌ％の量で使用してもよい。
【００２０】
好適な非晶性樹脂には、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、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−ビニルアセテートコポリマー、ポリプロピレン、及びそれらの混合物等がある。非晶性樹脂の一例として、非晶性ポリエステル樹脂が含まれる。実施の形態では、コアに使用される非晶性樹脂は線形であってもよい。
【００２１】
好適な非晶性ポリエステル樹脂は、以下の式（Ｉ）を有する、プロポキシレート化ビスフェノールＡコ−フマレート−プロポキシレート化ビスフェノールＡコ−テレフタレート樹脂である。
【化１】
2012048240.tif 000003
例えば、Ｒは水素又はメチル基であり、ｍ及びｎはコポリマーのランダムユニットを表し、ｍは約２〜１０、ｎは約２〜１０である。
他の好適な樹脂には、以下の式（ＩＩ）に示すターポリエステルの１つがある。
【化２】
2012048240.tif 000004
例えば、Ｒは水素又はメチル基であり、Ｒ’は約２〜約２０個の炭素原子のアルキル基であり、ｍ、ｎ及びｏはコポリマーのランダムユニットを表し、ｍは約２〜１０、ｎは約２〜１０、ｏは約２〜約１０である。
【００２２】
ラテックス樹脂として使用可能な線形プロポキシレート化ビスフェノールＡコ−フマレート−プロポキシレート化ビスフェノールＡコ−テレフタレートの例は、レサナＳ／Ａインダストリアルズ・クイミカス、サオ・パウロ・ブラジルから商品名ＳＰＡＲＩＩで入手可能である。市販入手可能な他のプロポキシレート化ビスフェノールＡフマレート樹脂には、花王、日本のＧＴＵＦ及びＦＰＥＳＬ−２、及びレイコールド、リサーチ・トライアングル・パーク、ノース・カロライナのＥＭ１８１６３５等がある。
【００２３】
本開示のトナーに好適な非晶性樹脂は、例えば、オリゴマーと呼ばれる、重量平均分子量（Ｍｗ）が約１０ｋｇ／ｍｏｌ〜約２５ｋｇ／ｍｏｌ、又は約１５ｋｇ／ｍｏｌ〜約２０ｋｇ／ｍｏｌである低分子量非晶性樹脂である。
【００２４】
低分子量非晶性樹脂は、例えば、約５０℃〜約６５℃、又は約５５℃〜約６０℃のガラス転移温度を有する。
【００２５】
低分子量非晶性樹脂は、例えば、約９０℃〜約１０５℃、又は約９５℃〜約１００℃の軟化点を有する。
【００２６】
本開示のトナーを形成するのに使用される低分子量の非晶性樹脂は、重量平均分子量（Ｍｗ）が約５０ｋｇ／ｍｏｌ〜約８０ｋｇ／ｍｏｌ、又は約６０ｋｇ／ｍｏｌ〜約７０ｋｇ／ｍｏｌの高分子量アモルファス樹脂とは対照的である。高低分子量非晶性樹脂は、例えば、約５０℃〜約６５℃、又は約５５℃〜約６０℃のガラス転移温度と、約１０５℃〜約１５０℃、又は約１１０℃〜約１３０℃の軟化点とを有する。
【００２７】
低い軟化点を有する低分子量の非晶性樹脂は、特に、低温加圧定着装置における現像剤として好適である。
【００２８】
好適な結晶性樹脂は、エチレングリコール、ドデカンジオン酸、及びフマル酸から成り、以下の式を有する。
【化３】
2012048240.tif 000005
ここで、ｂは約５〜約４０であり、ｄは約７〜約２０である。
【００２９】
本開示のトナーに好適な結晶性樹脂は、例えば、約５００〜約３，０００、又は約１０００〜約２，０００の数平均分子量を有する。
【００３０】
複数の樹脂をトナー形成に使用してもよい。２以上の樹脂を使用する場合、樹脂は、いずれの好適な割合（例えば、重量比）、例えば、約１％（第１樹脂）／９９％（第２樹脂）〜約９９％（第１樹脂）／１％（第２樹脂）、又は約１０％（第１樹脂）／９０％（第２樹脂）〜約９０％（第１樹脂）／１０％（第２樹脂）であってもよい。
【００３１】
上記のように、実施の形態では、樹脂はエマルジョン凝集法によって形成されてもよい。このような方法を使用する場合には、樹脂は樹脂エマルジョンで存在し、次にこれを他の成分及び添加剤と組み合わせて、本開示のトナーを形成してもよい。
【００３２】
樹脂は、固形分ベースで、例えば、トナー粒子（外側添加剤を除くトナー粒子）の約６５〜約９５重量％、好ましくは約７５〜約８５重量％である。結晶性樹脂を使用する場合、結晶性樹脂の非晶性樹脂に対する割合は、約１：９９〜約３０：７０、例えば、約５：９５〜約２５：７５であってもよく、約５：９５〜約１５：９５であってもよい。ワックスのような他の成分は、約５〜２５重量％の量で存在してもよい。
【００３３】
実施の形態では、例えば、低分子量の非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂の組み合わせを用いて、トナー組成物を形成してもよい。このようなトナー組成物は、任意の着色剤、ワックス、及び他の添加剤を含んでもよい。トナーは、これに限定されないが、エマルジョン凝集法を含む当業者の範囲内のいずれかの方法を用いて形成されてもよい。
【００３４】
実施の形態では、トナー組成物の形成に使用される着色剤、ワックス及び他の添加剤は、界面活性剤を含む分散体の状態であってもよい。さらに、トナー粒子は、エマルジョン凝集法によって形成されてもよく、例えば、樹脂及び他の成分は１以上の界面活性剤によりエマルジョンを形成し、トナー粒子は凝集し、合一し、任意に洗浄乾燥されて、回収される。
【００３５】
複数の界面活性剤を用いてもよい。界面活性剤は、イオン性界面活性剤、及び非イオン性界面活性剤から選択されてもよい。陰イオン性界面活性剤及び陽イオン性界面活性剤が「イオン性界面活性剤」という用語に含まれる。界面活性剤は、例えば、トナー組成物の約０．０１重量％〜約５重量％、約０．７５重量％〜約４重量％、又は約１重量％〜約３重量％の量で存在してもよい。
【００３６】
着色剤が添加される場合には、様々な公知の着色剤、例えば、染料、顔料、染料混合物、顔料混合物、染料と顔料の混合物等がトナーに含まれてもよい。着色剤は、例えば、トナーの約０．１〜約３５重量％、約１〜約１５重量％、又は約３〜約１０重量％の量でトナー中に含まれる。
【００３７】
ポリマーバインダ樹脂に加えて、本開示のトナーは、ワックスを含有し、ワックスは単一のタイプのワックスでも２以上の異なるワックスの混合物でもよい。例えば、単一のワックスをトナー配合物に添加して、特定のトナー特性、例えば、トナー粒子形状、トナー粒子表面上のワックスの存在とその量、帯電及び／又は定着特性、光沢、ストリッピング、オフセット特性等を改良してもよい。場合によっては、ワックスの混合物を添加し、トナー組成物に複数の特性を与えてもよい。
【００３８】
トナー粒子形成の際に、ワックスを樹脂と混合してもよい。ワックスは、例えば、トナー粒子の約０．１重量％〜約１５重量％、トナーの約４重量％〜約９．５重量％、約４．５重量％〜約９重量％、又は約５重量％〜約８．７５重量％の量で存在してもよい。着色剤の選択はワックスの量に影響し得る。トナーを、黒色着色剤を用いて形成する場合、その重量パーセントは、トナーの約５重量％〜約１５重量％、又は約７重量％〜約１１重量％であってもよい。トナーを、シアン着色剤を用いて形成する場合、ワックスの重量パーセントは、トナーの約０．１重量％〜約９重量％、又は約２重量％〜約７重量％であってもよい。
【００３９】
使用可能なワックスは、例えば、約５００〜約２０，０００、又は約６００〜約５，０００の重量平均分子量を有する。使用可能なワックスには、例えば、ポリオレフィン［例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリブテンワックス（例えば、アライド・ケミカル・アンド・ペトロライト社から市販入手可能、ベーカー・ペトロライトのＰＯＬＹＷＡＸ（登録商標）ポリエチレンワックス、マイケルマン社及びダニエル・プロダクツ社から入手可能なワックスエマルジョン、イーストマン・ケミカル・プロダクツ社から市販入手可能なＥＰＯＬＥＮＥ  Ｎ−１５（登録商標）、及びＶＩＳＣＯＬ  ５５０−Ｐ（登録商標）、三洋化成から入手可能な低重量平均分子量のポリプロピレン）］、植物ベースワックス［例えば、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリアワックス、ウルシ蝋、及びホホバオイル］、動物ベースワックス［例えば、蜜蝋］、鉱物ベースワックス及び石油ベースワックス［例えば、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、ミクロ結晶性ワックス、ポリメチレンワックス、及びフィッシャー−トロプシュワックス］、高級脂肪酸及び高級アルコールから得られるエステルワックス［例えば、ステアリルステアレート、ベヘニルベヘネート］、高級脂肪酸と一価又は多価低級アルコールから得られるエステルワックス［例えば、ブチルステアレート、プロピルオレエート、グリセリドモノステアレート、グリセリドジステアレート、及びペンタエリスリトールテトラベヘネート］、高級脂肪酸と多価アルコールマルティマーから得られるエステルワックス［例えば、ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、ジグリセリルジステアレート、及びトリグリセリルテトラステアレート］、ソルビタン高級脂肪酸エステルワックス［例えば、ソルビタンモノステアレート］、及びコレステロール高級脂肪酸エステルワックス［例えば、コレステリルステアレート］等がある。
使用可能な官能化ワックスの例には、アミン、アミド［例えば、ミクロ・パウダー社から入手可能なＡＱＵＡ  ＳＵＰＥＲＳＬＩＰ  ６５５０（登録商標）、ＳＵＰＥＲＳＬＩＰ  ６５３０（登録商標）］、フッ素化ワックス［例えば、ミクロ・パウダー社から入手可能なＰＯＬＹＦＬＵＯ  １９０（登録商標）、ＰＯＬＹＦＬＵＯ  ２００（登録商標）、ＰＯＬＹＳＩＬＫ  １９（登録商標）、ＰＯＬＹＳＩＬＫ  １４（登録商標）］、混合フッ素化アミドワックス［例えば、ミクロ・パウダー社から入手可能なＭＩＣＲＯＳＰＥＲＳＩＯＮ  １９（登録商標）］、イミド、エステル、４級アミン、カルボン酸、又はアクリルポリマーエマルジョン［例えば、ＳＣ・ジョンソン・ワックスから入手可能なＪＯＮＣＲＹＬ  ７４（登録商標）、８９（登録商標）、１３０（登録商標）、５３７（登録商標）及び５３８（登録商標）］、及び塩素化ポリプロピレン、ポリエチレン［例えば、アライド・ケミカル・アンド・ペトロライト社、ＳＣジョンソン・ワックスから入手可能ながある。また、上記ワックスの混合物及び組み合わせを実施の形態で用いてもよい。また、ワックスは、例えば、定着ロール剥離剤として含まれてもよい。
【００４０】
トナー粒子は、公知の方法によって調製できる。トナー粒子の製造に関する実施の形態は、エマルジョン凝集法に関して以下に記載するが、トナー粒子を調製するいずれの好適な方法、例えば、化学的処理（例えば、懸濁及びカプセル封止法）を用いてもよい。実施の形態では、トナー組成物及びトナー粒子を凝集及び合一法によって調製してもよく、小さいサイズの樹脂粒子を適当なトナー粒子サイズに凝集させ、合一させて、最終トナー粒子形状及び形態を得る。
【００４１】
トナー組成物は、例えば、ワックス及びいずれか他の所望の又は必要な添加剤と、上記樹脂を含有するエマルジョンとの混合物を、上記界面活性剤の存在下で凝集させ、凝集混合物を合一させるエマルジョン凝集法によって調製される。混合物は、ワックス又は他の材料（任意に界面活性剤を含んだ分散体状態でもよい）を、エマルジョンに添加することによって調製されてもよく、エマルジョンは、２以上の樹脂を含有するエマルジョンの混合物でもよい。得られた混合物のｐＨを酸（例えば、酢酸、硝酸等）によって調節してもよい。実施の形態では、混合物のｐＨを約２〜約４．５に調節してもよい。また、実施の形態では、混合物を均一化してもよい。混合物を均一化する場合、均一化は、例えば、約６００〜約４，０００ｒｐｍで混合することによって達成できる。均一化には、例えば、ＩＫＡ  ＵＬＴＲＡ  ＴＵＲＲＡＸ  Ｔ５０プローブホモジナイザーが用いられる。
【００４２】
上記混合物の調製後、例えば、凝集剤を混合物に添加してトナーを形成する。好適な凝集剤としては、２価陽イオン又は多価陽イオン材料の水溶液が例示できる。実施の形態では、凝集剤を、樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）未満の温度で混合物に添加する。
【００４３】
凝集剤は、トナー形成に使用される混合物に対して、例えば、約０．１ｐｐｈ〜約１ｐｐｈ、約０．２５ｐｐｈ〜約０．７５ｐｐｈ、又は約０．５ｐｐｈの量で添加してもよい。
【００４４】
トナーの光沢は、粒子中の保有金属イオン、例えば、Ａｌ3+の量に影響される。保有金属イオンの量は、ＥＤＴＡの添加によって調節されてもよい。本開示のトナー粒子内の保有架橋剤、例えば、Ａｌ3+の量は、約０．１ｐｐｈ〜約１ｐｐｈ、約０．２５〜約０．８ｐｐｈ、又は約０．５ｐｐｈである。
【００４５】
凝集剤の添加後、粒子の成長及び形成は、凝集と癒着とが別に起こるような条件下で行われてもよい。凝集段階と癒着段階とを別にする場合には、凝集処理を、例えば、約４０℃〜約９０℃、又は約４５℃〜約８０℃の温度であって樹脂のガラス転移温度未満で、せん断条件下で行う。
【００４６】
実施の形態では、凝集粒子は約２０μｍ未満、約３μｍ〜約１０μｍ、又は約４μｍ〜約９μｍのサイズ（体積平均粒子径）である。
【００４７】
実施の形態では、形成された凝集トナー粒子に任意のシェルを形成してもよい。シェルを構成する樹脂としては、コアを構成する樹脂と同様の樹脂を用いてもよい。シェル樹脂は。公知の方法で形成できる。実施の形態では、シェル樹脂は、上記界面活性剤を含有するエマルジョン状態でもよい。凝集粒子とこのエマルジョンとを混合して、凝集体上にシェルを形成するようにしてもよい。実施の形態では、非晶性ポリエステルを用いて、凝集体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できる。或いは、低分子量非晶性樹脂を用いて、凝集体上にシェルを形成してもよい。
【００４８】
シェル樹脂は、トナー粒子の約１０重量％〜約３２重量％、又は約２４重量％〜約３０重量％の量で存在してもよい。
【００４９】
＜合一（癒着）＞
所望の粒子サイズに凝集し、上記のように任意のシェルを形成した後、粒子を所望の最終形状となるように合一させる。この合一は、例えば、混合物を約５５℃〜約１００℃、約６５℃〜約７５℃、又は約７０℃の温度に加熱することによってなされ、この温度は可塑化を防ぐために、結晶性樹脂の融点未満が好適である。温度がバインダ用に使用される樹脂の相関的要素であることが理解されるなら、より高温又は低温を使用してもよい。
【００５０】
合一後、混合物を室温（例えば、約２０℃〜約２５℃）まで冷却してもよい。冷却は、早くても遅くてもよい。好適な冷却方法には、冷水を反応器周囲のジャケットに導入する方法が挙げられる。冷却後、トナー粒子を水洗して乾燥する。乾燥は、例えば、フリーズドライによってなされてもよい。
【００５１】
トナー粒子は、必要により、他の任意の添加剤を含有してもよい。例えば、トナーは、いずれか公知の電荷添加剤を、トナーの約０．１〜約１０重量％、又は約０．５〜約７重量％の量で含んでもよい。このような電荷添加剤の例には、アルキルピリジニウムハライド、ビスルフェート、負の電荷増進剤、例えば、アルミニウム錯体等がある。
【００５２】
洗浄及び乾燥後に、表面添加剤を本開示のトナー組成物に添加してもよい。このような表面添加剤の例には、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、ストロンチウムチタネート、及びそれらの混合物等がある。表面添加剤は、トナーの約０．１〜約１０重量％、又は約０．５〜約７重量％の量で存在してもよい。他の添加剤にとしては、亜鉛ステアレート［デグッサから入手可能なＡＥＲＯＳＩＬ  Ｒ９７２（登録商標）］、及びコートされたシリカが例示でき、これはトナーの約０．０５〜約５重量％、又は約０．１〜約２重量％の量で存在してもよい。この添加剤は凝集時に添加されても、又は形成されたトナー製品に混合されてもよい。
【００５３】
トナー粒子の特性は、いずれの好適な技術及び装置によって決定されてもよい。体積平均粒子直径Ｄ50、粒度分布（ＧＳＤｖ、ＧＳＤｎ）は、例えば、ベックマン・コールター・マルチサイザー３によって、メーカーの説明書に従って測定される。例えば、少量のトナー試料、約１ｇを得て、２５μｍのスクリーンを通じて濾過し、次に等張液に入れて、約１０％の試料濃度を調整し、ベックマン・コールター・マルチサイザー３にて測定する。本開示に従って製造されるトナーは、厳しい相対湿度（ＲＨ）条件に曝された場合に、優れた電荷特性を有し得る。低湿度ゾーン（Ｃゾーン）は、約１０℃／１５％ＲＨであり、一方、高湿度ゾーン（Ａゾーン）は約２８℃／８５％ＲＨである。本開示のトナーは約−３μＣ／ｇ〜約−３５μＣ／ｇの質量当たり元のトナー電荷比（Ｑ／Ｍ）と、約−１０μＣ／ｇ〜約−４５μＣ／ｇの表面添加剤混合後の最終トナー電荷を有し得る。
【００５４】
本開示のトナーを超低温溶融（ＵＬＭ）トナーとして使用してもよい。実施の形態では、外側表面添加剤を除く乾燥トナー粒子は、以下の特性を有し得る。
【００５５】
（１）約２．５〜約２０μｍ、約２．７５〜約１８μｍ、又は約５〜約１５μｍの体積平均直径（体積平均粒子径）。
【００５６】
（２）約１．１８〜約１．３０、又は約１．２１〜約１．２４の数平均幾何学標準偏差（ＧＳＤｎ）及び／又は体積平均幾何学標準偏差（ＧＳＤｖ）。
【００５７】
（３）約０．９〜約１、約０．９５〜約０．９８５、又は約０．９６〜約０．９８の真円度（例えば、シスメックスＦＰＩＡ  ２１００を用いて測定）。
【００５８】
形成されたトナー粒子は、現像剤組成物を構成する。トナー粒子をキャリア粒子と混合し、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、例えば、現像剤全重量の約１重量％〜約２５重量％、又は約２重量％〜約１５重量％である。
【００５９】
キャリア粒子の例には、トナー粒子の電荷と反対極性の電荷を摩擦電気として得ることができる粒子が含まれる。好適なキャリア粒子には、粒状ジルコン、粒状シリコン、ガラス、スチール、ニッケル、フェライト、鉄フェライト、二酸化珪素等がある。
【００６０】
選択されるキャリア粒子は、コーティングあり、又はコーティングなしで使用されてもよい。実施の形態では、キャリア粒子は、コーティングを備えるコアから成り、コーティングは、摩擦電気の連続する中で近接しないポリマー混合物から形成されてもよい。コーティングには、フルオロポリマー（例えば、ポリフッ化ビニリデン樹脂）、スチレン、メチルメタクリレート、及び／又はシランのターポリマー（例えば、トリエトキシシラン、テトラフルオロエチレン）、他の公知の樹脂が用いられてもよい。コーティングは、例えば、キャリアの約０．１〜約５重量％、又は約０．５〜約２重量％のコーティング重量を有してもよい。
【００６１】
キャリア粒子は、キャリアコアとポリマーとを、コートされたキャリア粒子の重量に基づいて、約０．０５〜約１０重量％、又は０．０１重量％〜約３重量％の量で、ポリマーがキャリアコアに機械的密着及び／又は静電気引力によって付着するまで、混合することによって調製されてもよい。
【００６２】
例えば、カスケードロール混合、タンブリング、ミリング、シェイキング、静電気パウダークラウドスプレイング、流動床、静電気ディスク処理、静電気カーテンそ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布してもよい。キャリアコア粒子とポリマーの混合物を次に加熱して、ポリマーを溶融させ、キャリアコア粒子に定着させてもよい。コートされたキャリア粒子は次に、冷却されその後所望の粒子サイズに分類されてもよい。
【００６３】
好適なキャリアは、例えば、約０．５重量％〜約１０重量％、約２５〜約１００μｍ、又は約５０〜約７５μｍの大きさのスチールコアが、約０．７重量％〜約５重量％の導電性ポリマー混合物でコートされて成るものでよい。
【００６４】
キャリア粒子は、トナー粒子と各種好適な組み合わせで混合されてもよい。濃度は、トナー組成物の約１重量％〜約２０重量％であってもよい。しかし、異なるトナー及びキャリアパーセンテージを用いて、所望の特性を有する現像剤組成物を調整してもよい。
【００６５】
実施の形態では、上記トナーを、いかなる公知のタイプの画像現像システム、例えば、磁気ブラシ現像、ジャンピング単一成分現像、ハイブリッド無掃気現像（ＨＳＤ）等で使用してもよい。
【００６６】
電子写真装置は、高速プリンタ、白黒高速プリンタ、カラープリンタ等のいずれであってもよい。
【００６７】
画像は、好適な画像現像法、例えば、上記方法のいずれか１つにより、トナー／現像剤により形成され、次に該画像を画像受容媒体、例えば、紙等に転写される。実施の形態では、トナーは、定着部材を用いた画像現像装置内で、画像を現像するのに使用されてもよい。定着部材は、例えば、ドラム、ローラ、ベルト、ウェブ、平坦な表面、又はプラテン等であってもよい。例えば、定着部材と背面部材によって形成されたニップ間に最終記録基材を通すことによって、定着部材を画像に適用してもよい。背面部材は、例えば、ドラム、ローラ、ベルト、ウェブ、平坦な表面、又はプラテン等であってもよい。実施の形態では、定着ロールを用いてもよい。定着ロール部材は、当業者の範囲内の接触型定着装置であり、任意に熱を印加しながらロールからの圧力を用いて、トナーを画像受容媒体に定着する。任意の液体、例えば、定着オイルを、定着前に定着部材に塗布してもよい。
【００６８】
実施の形態では、トナー画像を低温加圧定着によって、例えば、熱を印加せずに定着してもよい。定着は、いずれの所望又は有効な圧力、例えば、約５００ｐｓｉ〜約１４，０００ｐｓｉ、又は約１，０００ｐｓｉ〜約５，０００ｐｓｉで行われてもよい。低温加圧定着を用いるメリットは、熱ロール処理ではなく、低電力で、待機電力が不要であることである。したがって、本開示のトナーを、より環境に優しく、より必要エネルギーが少ないシステムで使用することができる。さらに、トナーに熱を印加しないので、トナーは溶融せず、したがって、定着時にオフセットしない（つまり、定着ローラにトナーが転移しない又は転移し難い）。
【００６９】
本明細書では、特に断らない限り、部及びパーセンテージは重量による。また、「室温」は、約２０℃〜約３０℃の温度を言う。
【００７０】
＜実施例１＞
約１０７０部の水と、アルコキシレート化ビスフェノールＡ、テレフタル酸、フマル酸、及びドデセニルコハク酸から調製した約５３０部のポリエステルラテックス（固形分３３％）と、約４５部のポリエチレンワックスエマルジョン（ＩＧＩ社製）と、約２０部の顔料ブルー１５：３分散体（Ｓｕｎ  ＢＴＤ−ＦＸ２８として市販入手可能）と、約１１５部のカーボンブラック分散体（固形分約１７％）と、約７部のＤＯＷＦＡＸ（登録商標）２Ａと、アルキルジフェニルオキサイドジスルホネート界面活性剤溶液（ダウ・ケミカル社から市販入手可能）とを室温で混合し、希硝酸でｐＨを約４．２に調節した。
次に、ウルトラタラックスホモジナイザーを用いて、約４０００ｒｐｍの混合速度で混合した。次に、約１５０部の水に約６部の硫酸アルミニウム溶液を添加した。続いて、約３５０ｒｐｍで攪拌し、室温から約３６℃にゆっくりと加熱して、体積平均粒子径約５．２μｍのトナースラリーを得た。
【００７１】
次に、約８０部の水と、アルコキシレート化ビスフェノールＡ、テレフタル酸、フマル酸、及びドデセニルコハク酸から調製した２６５部のポリエステルラテックス（固形分３３％）と、約ｐＨ３．３に予め調節された約４部のＤＯＷＦＡＸ２Ａ１とを含有する別の溶液を添加した。約３０分後、体積平均粒子径は約５．７μｍに達した。約１２部のエチレンジアミンテトラ酢酸のテトラナトリウム塩（Ｎａ4ＥＤＴＡ）（ダウ・ケミカル社からＶＥＲＳＥＮＥ  １００として市販入手可能）水溶液を添加し、４％水酸化ナトリウム溶液を用いてスラリーのｐＨを約７．８に調節した。攪拌速度を約１３０ｒｐｍに減らし、混合物を約８５℃にゆっくりと加熱して、この温度で約２．５時間保持した。次に、混合物を破砕氷上に注いで濾過し、蒸留水を用いて３回洗浄して乾燥した。これにより、９重量％のワックスを含有する体積平均粒子径が約５．７μｍ、幾何学サイズ分布（ＧＳＤ）が約１．１９／１．２５、真円度係数が約０．９７の粒子を得た。
【００７２】
この粒子を、デシルシランで処理された約０．８８重量％のＴｉＯ２（ＴａｙｃａからＪＭＴ  ２０００として市販入手可能）と、１．７３重量％のＸ２４（信越化学から市販入手可能なゾル−ゲルシリカ）と、約１．７１重量％のＲＹ５０シリカ（エボニック・デグッサから市販入手可能な多量のフリーのポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）でポリジメチルシロキサン処理されたシリカ）と、約０．８６重量％のＲＸ５０（エボニック・デグッサから市販入手可能なヘキサメチルシラザン処理されたシリカ）、及び約０．１８重量％の亜鉛ステアレート（ＺｎＳｔ）を含む添加剤パッケージと混合した。
【００７３】
得られたトナーをゼロックスＸＭ−４０７キャリアと混合し、約４質量％のトナーを有する現像剤を得た。
【００７４】
＜実施例２＞
アルコキシレート化ビスフェノールＡ、テレフタル酸、フマル酸、及びドデセニルコハク酸から調製したポリエステル、シアン着色剤、及び９％のワックスを用いて、実施例１と同様の方法に従ってトナーを製造した。
【００７５】
＜実施例３＞
９％のワックスに代えて、４．５％のワックスを用いた以外は、実施例２と同様にしてトナーを製造した。
【００７６】
＜実施例４＞
９％のワックスに代えて、１３．５％のワックスを用いた以外は、実施例２と同様にしてトナーを製造した。
【００７７】
＜比較例１＞
アルコキシレート化ビスフェノールＡ、テレフタル酸、フマル酸、及びドデセニルコハク酸から調製したポリエステルと、シアン顔料とを用いて、実施例１と同様の方法に従ってトナーを製造した。即ち、比較例１のトナーは、ワックスを含まない。
【００７８】
＜比較例２＞
アルコキシレート化ビスフェノールＡ、テレフタル酸、フマル酸、及びドデセニルコハク酸コモノマーから調製したポリエステルと、６．８％の結晶性ポリエステル（ＣＰＥ）と、シアン顔料とを用いて、実施例１と同様の方法に従ってトナーを製造した。即ち、比較例２のトナーは、ワックスを含まない。
【００７９】
実施例及び比較例のトナーについて試験を行った。試験結果を図に示す。図１は、ポリエステルトナーが許容可能な定着レベル［クリース領域（しわのある領域、折り曲げ部）、及び線形摩擦性能について測定］に達するのに必要な定着圧力（ｋｐｓｉ）を示す。比較例１（０％ワックス）、比較例２（ＣＰＥ、０％ワックス）、実施例２（９％ワックス＋シアン）及び実施例１（９％ワックス＋ブラック）のトナーの比較から、ワックスを含有することが、結晶性ポリエステルを含有するよりも、低温加圧定着において性能向上に大きく寄与することが解る。
【００８０】
図２は、比較例１、実施例２、実施例３、及び実施例４のトナーを比較したものである。図２は線形摩擦対圧力を示す。線形摩擦が４０ユニット以下の場合に、許容可能な性能と規定した。図２は、線形摩擦性能が定着圧力に伴って改良されたことを示している。いずれの圧力でも、線形摩擦性能は、ワックス量が約４．５％の場合に最良であった。図２の結果から、ワックス量は約４．５重量％〜約９．０重量％とすることが好適である。ワックス量が約４．５重量％〜約９．０重量％の範囲において、ワックス含有量が低いほど定着性は向上し得る。なお、ワックス含有量が、約４重量％〜約１３．５重量％から外れると、線形摩擦性能は大幅に低下する。
【図１】
2012048240.tif 000006
【図２】
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