(57)【要約】      （修正有）【課題】効率的で内部構造に影響を与えず、エネルギー消費の削減を可能にする、球形状の従来型トナー粒子製造システムとその方法を提供する。【解決手段】従来型トナー粒子を丸めるための連続法は、分散剤および／または液体をトナー粒子と混合することによりスラリーを形成し、ガラス転移温度を超える第一の温度に加熱して、融着トナー粒子スラリーを形成し、滞留時間の経過後、ガラス転移温度よりも低い第二の温度に融着粒子スラリーを急冷し、出口で回収することによる。トナー粒子の真円度は、約０．９４０〜０．９９９で、加熱、急冷、および回収段階に必要な時間は、２０分未満である。トナー粒子の新規な連続融着を実践するための装置は、流入通路、流入通路に連結された第一の熱交換器、第一の熱交換器に連結された滞留時間コイル、滞留時間コイルに連結された冷却装置、および、冷却装置に連結された流出通路を具備する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
従来型トナー粒子を丸めるための連続法であって、分散剤および／または液体（溶液）を、乾燥トナー粒子と混ぜ合わせることによって、従来型トナー粒子スラリーを形成し；第一の熱交換器において、前記従来型トナー粒子スラリーを、そのガラス転移温度を超える第一の温度に加熱して、融着トナー粒子スラリーを形成し；滞留時間の後、前記ガラス転移温度よりも低い第二の温度に前記融着トナー粒子スラリーを急冷し；前記急冷粒子スラリーを出口で回収するとともに、前記急冷トナー粒子スラリーにおける前記従来型トナー粒子の真円度は、おおよそ０．９４０から０．９９９であり、前記加熱、急冷、および回収段階に必要な時間は、２０分未満であることを特徴とする、従来型トナー粒子を丸めるための連続法。
【請求項２】
前記従来型トナー粒子の内部構造が、前記従来型トナー粒子を丸めるための連続法によって、最小限にしか攪乱されない、請求項１に記載の連続法。
【請求項３】
前記トナー粒子スラリーは、前記第一の熱交換器に入る前の開始温度が、常温から約６５℃である、請求項１に記載の連続法。
【請求項４】
前記トナー粒子スラリーは、予熱され、前記第一の熱交換器に入る前の開始温度が、Ｔｇより約５度高い温度から、Ｔｇより約３０度高い温度までである、請求項１に記載の連続法。
【請求項５】
前記第一の温度が、約７０から約１１０℃である、請求項１に記載の連続法。
【請求項６】
前記急冷が、コイル、第二の熱交換器、または、冷却された受入タンクで起こる、請求項１に記載の連続法。
【請求項７】
流入通路；前記流入通路に連結された第一の熱交換器；前記第一の熱交換器に連結された滞留時間コイル；前記滞留時間コイルに連結された冷却装置；および、前記冷却装置に連結された流出通路を備えたトナー粒子の連続融着のための装置であって、トナー粒子スラリーが、前記流入通路から前記第一の熱交換器および前記滞留時間コイルに移送されて融着トナー粒子スラリーとなり、かつ、前記融着トナー粒子スラリーは、前記冷却装置に移送されて前記急冷トナー粒子スラリーとなり、その後、前記流出通路へ移送され、前記急冷トナー粒子スラリーにおける、前記従来型トナー粒子の真円度は、おおよそ０．９４０から０．９９９であり、前記加熱、急冷、および回収段階に必要な時間は、２０分未満であることを特徴とする、トナー粒子の連続融着のための装置。
【請求項８】
前記冷却装置は、第二の熱交換器、または、冷却された受入タンクである、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
さらに、再循環ループであって、熱エネルギーが、前記滞留時間コイルと前記冷却装置の間でとらえられ、前記熱エネルギーが、前記滞留時間コイルの上流の流体へ伝えられる再循環ループを含む、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記再循環ループが、前記滞留時間コイルと前記冷却装置の間に設置された第三の熱交換器と、前記第一の熱交換器の上流に設置された第四の熱交換器を含むとともに、伝熱流体が、前記第三の熱交換器と前記第四の熱交換器の間のループを流れる、請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、押出し、粉砕、および分級後のトナー母粒子を、高生産性かつ低滞留時間型の熱交換器システムを用いて、迅速かつ効率的に丸めることに関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー組成物は、静電複写方式、電子写真方式、または、乾式複写方式の印刷または複写装置で用いられる。かかる装置では、導電層上に光伝導性絶縁層を含む結像部材またはプレートは、最初に光伝導性絶縁層の表面を均一に帯電させることにより結像される。プレートはその後、例えば、光である、活性化電磁放射線のパターンに露光され、光伝導性絶縁層の照射領域で選択的に電荷を消散させ、非照射領域で静電潜像を残す。静電潜像はその後、例えば現像剤組成物からの、しっかりと分割された検電トナー粒子を光伝導性絶縁層の表面に堆積させることによって可視画像を形成するため、現像されうる。得られた可視トナー画像は、紙等の適切な受容基材に転写されうる。
【０００３】
ゼロックスは、そのトナー母粒子製品の製造において、２つの製造戦略、化学的トナー法（ＥＡすなわち“乳化凝集”技術として知られる）および従来型の製造法を用いている。丸められたトナー粒子は、主として、ＥＡ化学的トナー法によって製造される。
【０００４】
ＥＡ化学的トナー法では、原料は、水、界面活性剤、および、高負荷の均質化機器を用いて溶液に分散される。このＥＡ化学的トナー法は、水を大量に消費し、多大な時間を必要とする。化学的凝集法は、目的の大きさまでトナー粒子を成長させるために用いられる。これらのトナー粒子は、その後バッチ法で丸められ、これは融合として知られている。この融合処理では、薬品スラリーの１回分は、容器または反応器で混合され、ラテックス樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）より高い温度に加熱される。この処理の目的は、丸い粒子を得ることである。丸い粒子は、形状係数０．９７から１．０を有し、製品によって異なる。
【０００５】
従来型のトナー粒子製造に関しては、この従来型トナー技術では、押出しと物理的な粉砕処理によって、不規則な形状のトナー粒子を製造する。この方法では、押し出し機の材料は、物理的に粉砕され、分級されて、所望の粒度と分布を達成する。他のトナー粒子製造業者は、従来型で製造されたトナー粒子を、特殊な粉砕と混合処理によって表面改質するための方法を探索している。ゼロックスは、かかる従来型粒子を丸めるための機器、例えば、ホソカワサイクロミックスの使用の実現可能性を研究している。ホソカワサイクロミックスを用いたこの方法においては、この機器は、添加剤、熱、機械的せん断、および撹拌を用いて、丸い粒子を作ることを試みる。これは、極めて時間がかかり、非効率的で、大量のエネルギーを必要とする。従来型で製造されたトナー粒子を丸い粒子にするために改質する方法は、例えば、多数の時間、通常３時間超を要する。さらに、従来型で製造されたトナー粒子を丸い粒子にするために改質する方法は、従来型で製造されたトナー粒子の内部構造を損傷しうる。
【０００６】
より効率的で、時間がはるかにかからず、一貫したトナー製品が得られ、従来型トナー粒子の内部構造に影響を与えず、エネルギー消費の削減を可能にする、丸い粒子の製造を可能にする従来型トナー粒子法を提供することが望まれるであろう。
【０００７】
同様に、磁気インク文字認識（ＭＩＣＲ）用の乾式複写方式のトナーは、検査スキャナ（またはＭＩＣＲ読取機）に磁気的に符号化された文字列を読み取らせるため、いくらかの残留磁気と保磁力を必要とする。これらのトナーは、通常、マグネタイト（例えば、酸化鉄）をトナー粒子にドープすることによって得られる。マグネタイトは、典型的には針状で、０．１ミクロンから０．６ミクロンの範囲の比較的大きな寸法を有する。低保持性のマグネタイトの要求を実現するため、これら粒子の大量の添加（３０から５０％）が必要とされる。ゼロックスでは、現在、従来の”バンバリー”法によって、または、押出し技術を用いてＭＩＣＲ粒子を製造している。そして、微粉砕および分級のようなエネルギーを大量に消費する方法が、粒子を必要な大きさに解体するために採用される。しかしながら、これらエネルギーを大量に消費する方法は、高コストにつながる。例えば、現在の磁性トナーは、通常、従来の手順で製造され、ここでは、マグネタイトは樹脂およびワックスと混合されかつ、押出されるか、または、機械的に破壊されるこの混合物の厚板を伴うバンバリー法によって製造される。
【０００８】
長年にわたって、磁気ＥＡトナーの製造が望まれている。ＥＡ  ＭＩＣＲトナーは、この方法が水系であり、過度の加熱が少なく、従来の方法よりも環境に優しいことから望ましい。このすべては、より低いトナーコストにつながる。
【０００９】
ＭＩＣＲトナー粒子に求められる主なＥＡ特性の一つは、高真円度のＭＩＣＲ粒子を形作ることである。これは、従来のトナー法では達成するのが困難なことが証明されている。その理由は、針状マグネタイトの大きな粒度（すなわち、０．１から０．６ミクロン）が、ラテックス（粒度はおおよそ０．２ミクロン）への取り込みを極めて困難にしているためである。これは、マグネタイトをＥＡ粒子に取り込み、かつ、順調に凝集、その後融合されることへの課題につながる。より大きなマグネタイト粒度は、より良い摩擦および画像密度をもたらしうる。より高いマグネタイトの読み込みは、ＭＩＣＲトナーの可読性にも役立つ。しかしながら、この大きなマグネタイトのサイズ、添加量要求、および高密度は、これらのタイプの粒子が分散および安定化するのを困難にする。それ故、ＥＡトナーへの組み込みは困難である。
【００１０】
さらに、マグネタイトの添加量と真円度は、通常反比例する。高マグネタイト濃度は、粒子形成に使用可能なラテックスの量を減じる可能性があり、粒子を球状化するために十分な樹脂をその表面に確保することは、一番の関心事の一つである。球状の形状を実現することは、ＥＡトナーの機械性能を改良する。別の問題は、要求されるマグネタイトの添加量が、受け入れがたい粒子形態と、起伏のある表面構造をもたらす可能性があり、これが、トナー添加物の混合に負の影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本開示は、迅速かつ効率的にトナー母粒子を丸めるための新規な方法に関する。この方法は、ゼロックスの従来のトナー法の一部として、トナー母粒子を押出し、粉砕、および分級した後に行われる。本方法は、高生産性かつ低滞留時間型の熱交換器システムを利用する。この新しい方法は、粒子を迅速に球状化しかつ、均一性を高めることによって、従来型で生産された粒子をよりＥＡに近づける連続法である。これは、最終的には、既存のトナー用の機械やその部分組立品における流れや転写効率等の、または新製品での使用のためのトナー特性を改良する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の典型的な実施の形態において、従来型トナー粒子を丸めるための連続法は、分散剤および／または液体を、乾燥トナー粒子と混ぜ合わることによって従来型トナー粒子スラリーを形成し、この従来型トナー粒子スラリーをそのガラス転移温度を超える第一の温度に加熱して、融着トナー粒子スラリーを形成し、滞留時間の経過後、前記ガラス転移温度よりも低い第二の温度にこの融着トナー粒子スラリーを急冷し、この急冷粒子スラリーを出口で回収することを具備し、この急冷トナー粒子スラリーにおける従来型トナー粒子の真円度は、おおよそ０．９４０から０．９９９であり、前記加熱、急冷、および回収段階に必要な時間は、２０分未満である。さらに、本発明の連続法は、前記従来型トナー粒子の内部構造の攪乱を最小限にする。本発明の連続法はまた、ＭＩＣＲトナー粒子に適用することも可能である。
【００１３】
本発明の実施の形態において、加熱、急冷、および回収段階に必要な時間は、２０分未満である。本発明の実施の形態において、滞留時間は、約１０秒から１５分である。本発明の実施の形態において、第二の熱交換器で融着トナースラリーの急冷に先だってとらえられた熱エネルギーは、トナー粒子スラリーのその後の流れでの融着に先立って、トナー粒子スラリーに伝達される。
【００１４】
トナー粒子の新規な連続融着を実践するための装置は、流入通路、流入通路に連結された第一の熱交換器、第一の熱交換器に連結された滞留時間コイル、滞留時間コイルに連結された冷却装置、および、冷却装置に連結された流出通路を具備し、トナー粒子スラリーは、流入通路から第一の熱交換器と滞留時間コイルに移されて融着トナー粒子スラリーとなり、融着トナー粒子スラリーは、冷却装置に移されて急冷トナー粒子スラリーとなり、その後、流出通路に移され、ここで、急冷トナー粒子スラリーの従来型トナー粒子の真円度は、おおよそ０．９４０から０．９９９であり、加熱、急冷、および回収段階に必要な時間は、２０分未満である。さらに、本発明の連続法は、従来型トナー粒子の内部構造の攪乱を最小限にする。
【００１５】
プリントヘッドでのインクジェット不全を視覚的に検出可能にする、インクジェット印刷装置の上記の態様とその他の特徴は、以下の記述において添付の図面と関連させて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本開示の方法を実践するために適した第一の典型的な装置を説明する概略図である。
【図２】図２は、本開示の方法を実践するために適した第二の典型的な装置を説明する概略図を示す。
【図３】図３は、本開示の方法を実践するために適した第三の典型的な装置を説明する概略図を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、従来技術についての、真円度の結果を示す表と粒子の写真である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、トナー粒子が、本発明の連続融着処理にかけられた後の真円度の結果を示す表と粒子の写真である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、トナー粒子が、本発明の連続融着処理にかけられた後の真円度の結果を示す表と粒子の写真である。
【図５Ａ】図５Ａは、未融着の粒子の光学顕微鏡写真である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、融着後の急冷粒子の光学顕微鏡写真である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、未融着の粒子のＳＥＭ像である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、融着後の急冷粒子のＳＥＭ像である。
【図６Ａ】図６Ａは、異なる倍率における未融着の粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、異なる倍率における融着後の急冷粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、異なる倍率における未融着の粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、異なる倍率における融着後の急冷粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、異なる倍率における未融着の粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、異なる倍率における融着後の急冷粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施の形態に従う、注入口における最初のトナー粒子の、異なる倍率における透過型電子顕微鏡写真である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の実施の形態に従う、出口における融着後の急冷トナー粒子の、異なる倍率における透過型電子顕微鏡写真である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の実施の形態に従う、注入口における最初のトナー粒子の、異なる倍率における透過型電子顕微鏡写真である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、本発明の実施の形態に従う、出口における融着後の急冷トナー粒子の、異なる倍率における透過型電子顕微鏡写真である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、本発明の実施の形態に従う、注入口における最初のトナー粒子の、異なる倍率における透過型電子顕微鏡写真である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、本発明の実施の形態に従う、出口における融着後の急冷トナー粒子の、異なる倍率における透過型電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本書に開示されたシステムと方法のための環境、および前記システムと方法の詳細の概略的把握のため、図面を参照する。図面においては、全般にわたって、同種の参照番号は、同種の要素を指定するために使用されている。ここで、置き換え可能に使用されてもよい”印刷装置“と”画像装置“という単語は、デジタル複写機、製本機械、ファクシミリ装置、多機能機等の、あらゆる目的のためのプリント出力機能を行うあらゆる装置を包含する。さらに、印刷装置とは、媒体上に材料を構成して画像を形成し、この媒体が、回収または次の印刷装置によるさらなる印刷のために、この印刷装置を出る前に、この画像を固定および／または硬化させる装置である。
【００１８】
トナー製造
実施の形態において、本開示のトナーは、当業者の知識の範囲内の方法と装置を用いた溶融混合によって形成されうる。例えば、トナー材料の溶融混合は、上記成分の粒子を物理的に混ぜ合わせ、またはブレンドし、その後、例えば、押し出し機またはバンバリー／二段圧延装置で溶融混合することによって達成されうる。適温を前記押し出し機または同様の装置に適用することができ、例えば、約６５℃から約２００℃、実施の形態において、約８０℃から約１２０℃である。
【００１９】
樹脂（類）、ワックス、もしあれば、着色剤、およびその他の添加剤を含むトナーの成分は、トナー押出し物が所望の着色剤と添加剤の組成を有するように混合されうる。実施の形態では、このトナー押出し物は、その後、当業者の知識の範囲内の方法、例えば造粒機、フィッツミル、ピンミル、グラインダー、分類器、添加剤混合機、選別機、それらの組合せ、および同様のものによる方法を用いて、ここでは時々”造粒“と言うが、ペレットまたは粗粉砕形状に分けられうる。ここで、”造粒“とは、トナー押出し物をペレット、粗粉砕形状、または粗粒子にするために使用されうる、当業者の知識の範囲内の任意の方法を含んでよく、また、”ペレット“は、ペレット形状、粗粉砕形状、粗粒子、または、任意の他の同様の形状に分けられたトナー押出し物を含む。
【００２０】
樹脂
任意の適切な樹脂が、本開示のトナーの形成において使用されうる。かかる樹脂は、同様に、任意の適切なモノマーからなりうる。任意の採用モノマーは、使用される特定のポリマーに応じて選択されうる。
【００２１】
実施の形態において、前記樹脂は、例えば、スチレンアクリレート系樹脂、スチレンブタジエン系樹脂、スチレンメタクリレート系樹脂、および、より具体的には、ポリ（スチレン−アクリル酸アルキル）、ポリ（スチレン−１，３−ジエン）、ポリ（スチレン−メタクリル酸アルキル）、ポリ（スチレン−アクリル酸アルキル−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−メタクリル酸アルキル−アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸アルキル−アクリル酸アルキル）、ポリ（メタクリル酸アルキル−アクリル酸アリール）、ポリ（メタクリル酸アリール−アクリル酸アルキル）、ポリ（メタクリル酸アルキル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸アルキル−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（アクリル酸アルキル−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン）、ポリ（メチルスチレン−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸メチル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸エチル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸プロピル−ブタジエン）、ポリ（メタクリル酸ブチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸メチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸エチル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸プロピル−ブタジエン）、ポリ（アクリル酸ブチル−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（メタクリル酸メチル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸エチル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸プロピル−イソプレン）、ポリ（メタクリル酸ブチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸メチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸エチル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸プロピル−イソプレン）、ポリ（アクリル酸ブチル−イソプレン）、ポリ（スチレン−アクリル酸プロピル）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル）、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−アクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−メタクリル酸）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリロニトリル）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン）、ポリ（スチレン−イソプレン）、ポリ（スチレン−メタクリル酸ブチル）、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（スチレン−メタクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸ブチル−アクリル酸ブチル）、ポリ（メタクリル酸ブチル−アクリル酸）、ポリ（アクリロニトリル−アクリル酸ブチル−アクリル酸）、およびそれらの組合せを含むポリマー樹脂でよい。前記ポリマーは、ブロック、ランダム、または交互共重合体であってよい。
【００２２】
別の実施の形態では、本開示のトナーを形成するために使用される樹脂は、ポリエステル樹脂でよい。かかるポリエステル樹脂は、非晶性樹脂、結晶性樹脂、および／またはそれらの組合せでよい。別の実施の形態では、前記樹脂を形成するために使用されるポリマーは、米国特許第６，５９３，０４９号明細書および米国特許第６，７５６，１７６号明細書に記載の樹脂を含むポリエステル樹脂でよい。適切な樹脂は、米国特許第６，８３０，８６０号明細書に記載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混合物もまた含みうる。
【００２３】
実施の形態において、適切な非晶性樹脂は、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、ポリイソブチレン、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、それらの組合せ、等を含む。使用されうる非晶性樹脂の例としては、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、および分岐アルカリスルホン化ポリイミド樹脂が挙げられる。コポリ（エチレン−テレフタレート）−コポリ（エチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ（プロピレン−テレフタレート）−コポリ（プロピレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ（ジエチレン−テレフタレート）−コポリ（ジエチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ（プロピレン−ジエチレン−テレフタレート）−コポリ（プロピレン−ジエチレン−５−−スルホイソフタレート）、コポリ（プロピレン−ブチレン−テレフタレート）−コポリ（プロピレン−ブチレン−５−スルホイソフタレート）、コポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡ−フマレート）−コポリ（プロポキル化ビスフェノールＡ−５−スルホイソフタレート）、コポリ（エトキシル化ビスフェノールＡ−フマレート）−コポリ（エトキシル化ビスフェノールＡ−５−スルホイソフタレート）、およびコポリ（エトキシル化ビスフェノールＡ−マレエート）−コポリ（エトキシル化ビスフェノールＡ−５−スルホイソフタレート）の金属またはアルカリ塩等のアルカリスルホン化ポリエステル樹脂が実施の形態において有用であってよく、ここでアルカリ金属は、例えば、ナトリウム、リチウム、またはカリウムイオンである。
【００２４】
実施の形態において、不飽和非晶性ポリエステル樹脂が樹脂として使用されうる。かかる樹脂の例としては、米国特許第６，０６３，８２７号明細書に記載のものが挙げられる。典型的な不飽和非晶性ポリエステル樹脂としては、これに限定されないが、ポリ（プロポキシル化ビスフェノール−ｃｏ−フマレート）、ポリ（エトキシル化ビスフェノール−ｃｏ−フマレート）、ポリ（ブチロキシル化ビスフェノール−ｃｏ−フマレート）、ポリ（ｃｏ−プロポキシル化ビスフェノール−ｃｏ−エトキシル化ビスフェノール−ｃｏ−フマレート）、ポリ（１，２−プロピレンフマレート）、ポリ（プロポキシル化ビスフェノール−ｃｏ−マレエート）、ポリ（エトキシル化ビスフェノール−ｃｏ−マレエート）、ポリ（ブチロキシル化ビスフェノール−ｃｏ−マレエート）、ポリ（ｃｏ‐プロポキシル化ビスフェノール−ｃｏ−エトキシル化ビスフェノール−ｃｏ−マレエート）、ポリ（１，２−プロピレンマレエート）、ポリ（プロポキシル化ビスフェノール−ｃｏ−イタコネート）、ポリ（エトキシル化ビスフェノール−ｃｏ−イタコネート）、ポリ（ブチロキシル化ビスフェノール−ｃｏ−イタコネート）、ポリ（ｃｏ−プロポキシル化ビスフェノール−ｃｏ−エトキシル化ビスフェノール−ｃｏ−イタコネート）、ポリ（１，２−プロピレンイタコネート）、およびそれらの組合せが挙げられる。
【００２５】
ビニル二塩基酸またはビニルジエステルを含む、非晶性ポリエステルの製造に使用される二塩基酸あるいはジエステルの例としては、ジカルボン酸やジエステルが挙げられ、例えば、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、フマル酸、フマル酸ジメチル、イタコン酸ジメチル、シス−１，４−ジアセトキシ−２−ブテン、フマル酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸、コハク酸、イタコン酸、コハク酸、無水コハク酸、ドデシルコハク酸、ドデシルコハク酸無水物、グルタル酸、無水グルタル酸、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、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、イソフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル、無水フタル酸、フタル酸ジエチル、コハク酸ジメチル、フマル酸ジメチル、マレイン酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、ドデシルコハク酸ジメチル、およびこれらの組合せ等である。前記有機二塩基酸またはジエステルは、例えば、樹脂の約４０から約６０モル％、実施の形態において、樹脂の約４２から約５２モル％、実施の形態において、樹脂の約４５から約５０モル％の量存在しうる。
【００２６】
前記非晶性ポリエステルの生成において使用されうるジオールの例としては、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、へプタンジオール、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）オキシド、ジプロピレングリコール、ジブチレングリコール、およびこれらの組合せが挙げられる。選択された有機ジオールの量は可変で、例えば、樹脂の約４０から約６０モル％、実施の形態において、樹脂の約４２から約５５モル％、実施の形態において、樹脂の約４５から約５３モル％の量存在しうる。
【００２７】
実施の形態において、適切なポリエステル樹脂は、下記式（Ｉ）＃＃ＳＴＲ００００１＃＃のポリ（プロポキシル化ビスフェノールＡ−ｃｏ−フマレート）樹脂等の非晶性ポリエステルでよく、ｍは約５〜約１０００であってよい。かかる樹脂とそれらの製造方法の例としては、米国特許第６，０６３，８２７号明細書に開示されたものが挙げられる。
【００２８】
いくつかの実施の形態において、前記非晶性樹脂は、架橋されてもよい。一例が米国特許第６，３５９，１０５号明細書に記載されている。例えば、架橋は、非晶性樹脂を、ここでは実施の形態において開始剤とも言う、架橋剤と組み合わせることによって実践されうる。適切な架橋剤の例としては、これに限定されないが、例えば、有機過酸化物およびアゾ化合物等の、フリーラジカルまたは熱開始剤が挙げられる。
【００２９】
実施の形態において、本開示のトナーを形成するために使用される非晶性樹脂は、１以上のバイオ系非晶性ポリエステル樹脂の、任意に上記の別の非晶性樹脂との組合せであってよい。ここで、バイオ系樹脂とは、石油化学製品の代わりに植物油等の生物学的資源由来の、樹脂または樹脂処方である。環境影響が少ない再生可能ポリマーとして、それらの主な利点は、それらが、限りある資源である石油化学製品への依存を減らすということであり、それらは、大気から炭素を隔離する。バイオ樹脂は、実施の形態において、例えば、樹脂の少なくとも一部が、動物、植物、それらの組合せ等の天然生物学的材料由来である樹脂を含む。実施の形態において、前記樹脂の少なくとも一部は、天然トリグリセリド植物油（例えば、菜種油、大豆油、ヒマワリ油）または、カシューナッツ殻液（ＣＮＳＬ）等のフェノール系植物油、それらの組合せ等の材料由来でよい。適切なバイオ系非晶性樹脂は、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリイソブチレート、およびポリオレフィン、それらの組合せ等を含む。いくつかの実施の形態では、前記バイオ系樹脂は、生分解性でもある。
【００３０】
使用されうる非晶性バイオ系ポリマー樹脂の例としては、米国特許第５，９５９，０６６号明細書、米国特許第６，０２５，０６１号明細書、米国特許第６，０６３，４６４号明細書、ならびに米国特許第６，１０７，４４７号明細書、および、米国特許出願公開第２００８／０１４５７７５号明細書ならびに米国特許出願公開第２００７／００１５０７５号明細書に記載されているように、大豆油の脂肪ダイマー酸、脂肪ダイマー二塩基酸、または脂肪ダイマージオール、Ｄ−イソソルビド、および／または、Ｌ−チロシンおよびグルタミン酸等のアミノ酸を含むモノマー由来のポリエステルが挙げられる。実施の形態において、先の何れかの組合せも使用されうる。適切な非晶性バイオ系樹脂は、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ（ＡＩＲ）より、ＢＩＯＲＥＺ（商標）１３０６２およびＢＩＯＲＥＺ（商標）１５０６２の商品名で市販のものを含む。実施の形態において、使用されうる適切な非晶性バイオ系ポリマー樹脂は、大豆油ダイマー酸、イソソルビド（トウモロコシデンプンから得られうる）を含んでいてもよく、この非晶性バイオ系ポリマー樹脂の残りがテレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）であってよい。別の適切なバイオ系ポリマー樹脂は、Ｄ−イソソルビド約４３．８重量％、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸約４２．７重量％、および大豆油ダイマー酸約１３．４重量％を含みうる。
【００３１】
実施の形態において、適切な非晶性バイオ系樹脂は、ガラス転移温度が約４５℃から約７０℃、実施の形態において約５０℃から約６５℃、重量平均分子量（Ｍｗ）が約２，０００から約２００，０００、実施の形態において約５，０００から約１００，０００、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した数平均分子量（Ｍｎ）が約１，０００から約１０，０００、実施の形態において約２，０００から約８，０００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が約２から約２０、実施の形態において約３から約１５、および約１３０℃における粘度が約１０Ｐａ・Ｓから約１０００００Ｐａ・Ｓ、実施の形態において約５０Ｐａ・Ｓから約１００００Ｐａ・Ｓを有しうる。
【００３２】
前記バイオ系ポリマー樹脂は、酸価約７ｍｇＫＯＨ／ｇから約５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、実施の形態において、約９ｍｇＫＯＨ／ｇから約４８ｍｇＫＯＨ／ｇ、実施の形態において、約９．４ｍｇＫＯＨ／ｇを有しうる。
【００３３】
使用される場合には、前記非晶性バイオ系樹脂は、例えば、トナー粒子を形成するために用いられる成分の約１から約９５重量％、実施の形態において、トナー粒子を形成するために用いられる成分の約５から約５０重量％の量存在しうる。実施の形態において、前記非晶性バイオ系ポリエステル樹脂は、粒度が直径約５０ｎｍから約２５０ｎｍ、実施の形態において、直径約７５ｎｍから２２５ｎｍを有しうる。
【００３４】
実施の形態において、適切なラテックス樹脂粒子は、上記ＢＩＯＲＥＺ（商標）樹脂等の１以上の非晶性バイオ系樹脂を、任意に上記非晶性樹脂の１以上との組合せで、任意に下記結晶性樹脂との組合せで含みうる。
【００３５】
上記のように、前記非晶性樹脂は、結晶性樹脂と組み合わせてもよい。前記結晶性樹脂は、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、またはエチレン−プロピレンコポリマー等、ポリイソブチレート、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、それらの組合せ、等でよい。実施の形態において、前記結晶性樹脂は、スルホン化されていてもよい。
【００３６】
前記結晶性樹脂は、有機ジオールと有機二塩基酸を重縮合触媒の存在下で反応させる、重縮合法で製造されうる。
【００３７】
有機ジオールの例としては、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−へプタンジオール、１，８−オクタンジオール等の、炭素数約２から約８の脂肪族ジオール；ナトリウム２−スルホ−１，２−エタンジオール、リチウム２−スルホ−１，２−エタンジオール、カリウム２−スルホ−１，２−エタンジオール、ナトリウム２−スルホ−１，３−プロパンジオール、リチウム２−スルホ−１，３−プロパンジオール、カリウム２−スルホ−１，３−プロパンジオール等のアルカリスルホ脂肪族ジオール、それらの混合物、等が挙げられる。前記脂肪族ジオールは、樹脂の約４５から約５０モル％、実施の形態において、樹脂の約４７から約４９モル％の量存在してもよく、前記アルカリスルホ脂肪族ジオールは、樹脂の約１から約１０モル％、実施の形態において、樹脂の約２から約８モル％の量存在することができる。
【００３８】
前記結晶性樹脂の製造に適する有機二塩基酸またはジエステルの例としては、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、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸、およびメサコン酸；それらのジエステルまたは無水物；および、アルカリスルホ有機二塩基酸、例えば、ナトリウム、リチウム、またはカリウム塩である、５−スルホイソフタル酸ジメチル、５−スルホイソフタル酸ジアルキル、４−スルホ−１，８−ナフタル酸無水物、４−スルホフタル酸、４−スルホフタル酸ジメチル、４−スルホフタル酸ジアルキル、４−スルホフェニル−３，５−ジカルボメトキシベンゼン、６−スルホ−２−ナフチル−３，５−ジカルボメトキシベンゼン、スルホテレフタル酸、スルホテレフタル酸ジメチル、５−スルホイソフタル酸、スルホテレフタル酸ジアルキル、スルホエタンジオール、２−スルホプロパンジオール、２−スルホブタンジオール、３−スルホペンタンジオール、２−スルホヘキサンジオール、３−スルホ−２−メチルペンタンジオール、２−スルホ−３，３−ジメチルペンタンジオール、スルホ−ｐ−ヒドロキシ安息香酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−２−アミノエタンスルホネート、またはそれらの組合せが挙げられる。前記有機二塩基酸は、例えば、樹脂の約４０から約５０モル％、実施の形態において、樹脂の約４２から約４８モル％の量存在してもよく、前記アルカリスルホ脂肪族二塩基酸は、樹脂の約１から約１０モル％、実施の形態において、樹脂の約２から約８モル％の量存在することができる。
【００３９】
実施の形態において、前記結晶性ポリエステル材料は、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、およびそれらの組合せ等のアルコールと、フマル酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、およびそれらの組合せ等のジカルボン酸を含むモノマー系に由来してもよい。例えば、実施の形態において、前記結晶性ポリエステルは、１，４−ブタンジオール、アジピン酸、およびフマル酸に由来してもよい。
【００４０】
実施の形態において、有機ジオールと有機二塩基酸の化学量論的等モル比が利用されうる。しかしながら、場合によっては、有機ジオールの沸点が約１８０℃から約２３０℃の場合に、過剰量のジオールを使用して、重縮合過程で除去してもよい。
【００４１】
前記結晶性または非晶性ポリエステルの製造のために適切な重縮合触媒は、テトラアルキルチタネート、ジブチル錫オキシド等のジアルキル錫オキシド、ジブチル錫ジラウレート等のテトラアルキル錫、ブチル錫オキシドヒドロキシド等のアルキル錫オキシドヒドロキシド、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、酸化亜鉛、酸化第一錫、あるいはそれらの組合せを含む。触媒は、例えば、ポリエステル樹脂を生成するために使用される原料二塩基酸またはジエステルに基づいて約０．０１モル％から約５モル％、実施の形態において、ポリエステル樹脂を生成するために使用される原料二塩基酸またはジエステルに基づいて、樹脂の約０．５から約４モル％の量使用されうる。
【００４２】
使用される触媒の量は変わることがあり、例えば、樹脂の約０．０１から約１モル％の量で選択可能である。さらに、有機二塩基酸の代わりに、前記過程中でアルコール副産物を生成する有機ジエステルもまた選択することができる。
【００４３】
適切な結晶性樹脂は、実施の形態においては、ポリ（エチレン−アジペート）、ポリ（プロピレン−アジペート）、ポリ（ブチレン−アジペート）、ポリ（ペンチレン−アジペート）、ポリ（へキシレン−アジペート）、ポリ（オクチレン−アジペート）、ポリ（エチレン−スクシネート）、ポリ（プロピレン−スクシネート）、ポリ（ブチレン−スクシネート）、ポリ（ペンチレン−スクシネート）、ポリ（へキシレン−スクシネート）、ポリ（オクチレン−スクシネート）、ポリ（エチレン−セバケート）、ポリ（プロピレン−セバケート）、ポリ（ブチレン−セバケート）、ポリ（ペンチレン−セバケート）、ポリ（へキシレン−セバケート）、ポリ（オクチレン−セバケート）、ポリ（デシレン−セバケート）、ポリ（デシレン−デカノエート）、ポリ（エチレン−デカノエート）、ポリ（エチレン−ドデカノエート）、ポリ（ノニレン−セバケート）、ポリ（ノニレン−デカノエート）、コポリ（エチレン−フマレート）‐コポリ（エチレン−セバケート）、コポリ（エチレン−フマレート）−コポリ（エチレン−デカノエート）、コポリ（エチレン−フマレート）−コポリ（エチレン−ドデカノエート）、およびそれらの組合せを含む。
【００４４】
実施の形態において、前記結晶性樹脂は、炭素数約８未満、実施の形態において、炭素数約２から約８、実施の形態において、炭素数約４から約６の炭素鎖を有するモノマーに基づく、短鎖長ポリエステルでよい。かかる樹脂は、例えば、花王株式会社（日本）から市販されている、１，４−ブタンジオール、フマル酸、およびアジピン酸の独自のブレンド、ＣＰＥＳ−Ａ３Ｃを含む。
【００４５】
前記結晶性樹脂は、例えば、トナー成分の約５から約５０重量％、実施の形態において、トナー成分の約１０から約３５重量％の量存在しうる。前記結晶性樹脂は、様々な融点、例えば、約７０℃から約１５０℃、実施の形態において、約８０℃から約１４０℃を有しうる。前記結晶性樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した数平均分子量（Ｍｎ）が、例えば、約１，０００から約５０，０００、実施の形態において約２，０００から約２５，０００、かつ、ポリスチレン標準を用いてゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した重量平均分子量（Ｍｗ）が、例えば、約２，０００から約１００，０００、実施の形態において、約３，０００から約８０，０００を有しうる。前記結晶性樹脂の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、例えば、約１から約６、実施の形態において約２から約４でありうる。
【００４６】
１または２以上の樹脂が使用されうる。実施の形態において、２以上の樹脂が使用される場合、前記樹脂は、任意の適切な比（例えば、重量比）、例えば、約１％（第一の樹脂）／９９％（第二の樹脂）から約９９％（第一の樹脂）／１％（第二の樹脂）、実施の形態において、約４％（第一の樹脂）／９６％（第二の樹脂）から約９６％（第一の樹脂）／４％（第二の樹脂）でよい。前記樹脂が非晶性樹脂、結晶性樹脂、およびバイオ系非晶性樹脂を含む場合、前記３つの樹脂の重量比は、約９７％（非晶性樹脂）：２％（結晶性樹脂）：１％（バイオ系非晶性樹脂）から約９２％（非晶性樹脂）：４％（結晶性樹脂）：４％（バイオ系非晶性樹脂）でよい。
【００４７】
実施の形態において、前記樹脂は、縮合重合法で形成されうる。別の実施の形態では、前記樹脂は、乳化重合法で形成されてもよい。
【００４８】
着色剤
添加される着色剤として、染料、顔料、染料混合物、顔料混合物、染料と顔料の混合物、等の様々な既知の適切な着色剤が前記トナーに含まれうる。
【００４９】
適切な着色剤の例として、ＲＥＧＡＬ  ３３０（登録商標）のようなカーボンブラック；マグネタイト類、例えば、ＭｏｂａｙマグネタイトＭＯ８０２９（商標）、ＭＯ８０６０（商標）；Ｃｏｌｕｍｂｉａｎマグネタイト；ＭＡＰＩＣＯ  ＢＬＡＣＫＳ（商標）および表面処理マグネタイト；ＰｆｉｚｅｒマグネタイトＣＢ４７９９（商標）、ＣＢ５３００（商標）、ＣＢ５６００（商標）、ＭＣＸ６３６９（商標）；Ｂａｙｅｒマグネタイト、ＢＡＹＦＥＲＲＯＸ  ８６００（商標）、８６１０（商標）；Ｎｏｒｔｈｅｒｎ  Ｐｉｇｍｅｎｔｓマグネタイト、ＮＰ−６０４（商標）、ＮＰ−６０８（商標）；ＭａｇｎｏｘマグネタイトＴＭＢ−１００（商標）またはＴＭＢ−１０４（商標）；等に言及できる。着色顔料としては、シアン、マゼンタ、黄、赤、緑、茶、青、またはそれらの混合物が選択されうる。通常、シアン、マゼンタ、または黄色顔料または染料またはそれらの混合物が使われる。前記顔料または顔料類は、通常水系顔料分散体として使用される。
【００５０】
具体的な顔料の例としては、ＳＵＮ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製ＳＵＮＳＰＥＲＳＥ  ６０００、ＦＬＥＸＩＶＥＲＳＥ、およびＡＱＵＡＴＯＮＥ水系顔料分散体、Ｐａｕｌ  Ｕｈｌｉｃｈ  ＆  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．より入手可能なＨＥＬＩＯＧＥＮ  ＢＬＵＥ  Ｌ６９００（商標）、Ｄ６８４０（商標）、Ｄ７０８０（商標）、Ｄ７０２０（商標）、ＰＹＬＡＭ  ＯＩＬ  ＢＬＵＥ（商標）、ＰＹＬＡＭ  ＯＩＬ  ＹＥＬＬＯＷ（商標）、ＰＩＧＭＥＮＴ  ＢＬＵＥ  １（商標）、オンタリオ州トロントＤｏｍｉｎｉｏｎ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｌｔｄ．より入手可能なＰＩＧＭＥＮＴ  ＶＩＯＬＥＴ  １（商標）、ＰＩＧＭＥＮＴ  ＲＥＤ  ４８（商標）、ＬＥＭＯＮ  ＣＨＲＯＭＥ  ＹＥＬＬＯＷ  ＤＣＣ  １０２６（商標）、Ｅ．Ｄ．ＴＯＬＵＩＤＩＮＥ  ＲＥＤ（商標）、およびＢＯＮ  ＲＥＤ  Ｃ（商標）、Ｈｏｅｃｈｓｔ製ＮＯＶＯＰＥＲＭ  ＹＥＬＬＯＷ  ＦＧＬ（商標）、ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ  ＰＩＮＫ  Ｅ（商標）、および、Ｅ．Ｉ．  ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ＆  Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能なＣＩＮＱＵＡＳＩＡ  ＭＡＧＥＮＴＡ（商標）等が挙げられる。通常、選択されうる着色剤は、黒、シアン、マゼンタ、または黄、およびそれらの混合物である。マゼンタの例としては、２，９−ジメチル置換キナクリドン、およびＣ．Ｉ．６０７１０としてカラーインデックスに識別されるアントラキノン染料Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｒｅｄ  １５、Ｃ．Ｉ．２６０５０としてカラーインデックスに識別されるジアゾ染料Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｒｅｄ  １９等が挙げられる。シアンの具体例としては、テトラ（オクタデシルスルホンアミド）フタロシアニン銅、Ｃ．Ｉ．７４１６０としてカラーインデックスに記載されるｘ−銅フタロシアニン顔料Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：３、および、Ｃ．Ｉ．６９８１０としてカラーインデックスに識別されるＡｎｔｈｒａｔｈｒｅｎｅ  Ｂｌｕｅ，Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌｕｅ  Ｘ−２１３７等が挙げられる。黄の具体例は、ジアリライドイエロー３，３’−ジクロロベンジジンアセトアセトアニリド、Ｃ．Ｉ．１２７００としてカラーインデックスに識別されるモノアゾ顔料Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １６、Ｆｏｒｏｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＳＥ／ＧＬＮとしてカラーインデックスに識別されるニトロフェニルアミンスルホンアミドＣ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３３、２，５‐ジメトキシ−４−スルホアニリドフェニルアゾ−４’−クロロ−２，５−ジメトキシフェニルアセトアセトアニリド、および、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＦＧＬである。ＭＡＰＩＣＯ  ＢＬＡＣＫ（商標）とシアン成分の混合物等の着色マグネタイトもまた着色剤として選択されうる。その他の既知の着色剤、例えば、Ｌｅｖａｎｙｌ  Ｂｌａｃｋ  Ａ−ＳＦ（Ｍｉｌｅｓ，Ｂａｙｅｒ）およびＳｕｎｓｐｅｒｓｅ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｂｌａｃｋ  ＬＨＤ  ９３０３（Ｓｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ），および、有色色素、例えば、Ｎｅｏｐｅｎ  Ｂｌｕｅ（ＢＡＳＦ）、Ｓｕｄａｎ  Ｂｌｕｅ  ＯＳ（ＢＡＳＦ）、ＰＶ  Ｆａｓｔ  Ｂｌｕｅ  Ｂ２Ｇ０１（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｈｏｅｃｈｓｔ）、Ｓｕｎｓｐｅｒｓｅ  Ｂｌ���ｅ  ＢＨＤ  ６０００（Ｓｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、Ｉｒｇａｌｉｔｅ  Ｂｌｕｅ  ＢＣＡ（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）、Ｐａｌｉｏｇｅｎ  Ｂｌｕｅ  ６４７０（ＢＡＳＦ）、Ｓｕｄａｎ  ＩＩＩ（Ｍａｔｈｅｓｏｎ，Ｃｏｌｅｍａｎ，Ｂｅｌｌ）、Ｓｕｄａｎ  ＩＩ（Ｍａｔｈｅｓｏｎ，Ｃｏｌｅｍａｎ，Ｂｅｌｌ）、Ｓｕｄａｎ  ＩＶ（Ｍａｔｈｅｓｏｎ，Ｃｏｌｅｍａｎ，Ｂｅｌｌ）、Ｓｕｄａｎ  Ｏｒａｎｇｅ  Ｇ（Ａｌｄｒｉｃｈ）、Ｓｕｄａｎ  Ｏｒａｎｇｅ  ２２０（ＢＡＳＦ）、Ｐａｌｉｏｇｅｎ  Ｏｒａｎｇｅ  ３０４０（ＢＡＳＦ）、Ｏｒｔｈｏ  Ｏｒａｎｇｅ  ＯＲ  ２６７３（Ｐａｕｌ  Ｕｈｌｉｃｈ）、Ｐａｌｉｏｇｅｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５２、１５６０（ＢＡＳＦ）、Ｌｉｔｈｏｌ  Ｆａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ０９９１Ｋ（ＢＡＳＦ）、Ｐａｌｉｏｔｏｌ  Ｙｅｌｌｏｗ  １８４０（ＢＡＳＦ）、Ｎｅｏｐｅｎ  Ｙｅｌｌｏｗ（ＢＡＳＦ）、Ｎｏｖｏｐｅｒｍ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＦＧ  １（Ｈｏｅｃｈｓｔ）、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＹＥ  ０３０５（Ｐａｕｌ  Ｕｈｌｉｃｈ）、Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄ０７９０（ＢＡＳＦ）、Ｓｕｎｓｐｅｒｓｅ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＹＨＤ  ６００１（Ｓｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、Ｓｕｃｏ−Ｇｅｌｂ  Ｌ１２５０（ＢＡＳＦ）、Ｓｕｃｏ−Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄ１３５５（ＢＡＳＦ）、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｐｉｎｋ  Ｅ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｈｏｅｃｈｓｔ）、Ｆａｎａｌ  Ｐｉｎｋ  Ｄ４８３０（ＢＡＳＦ）、Ｃｉｎｑｕａｓｉａ  Ｍａｇｅｎｔａ（ＤｕＰｏｎｔ）、Ｌｉｔｈｏｌ  Ｓｃａｒｌｅｔ  Ｄ３７００（ＢＡＳＦ）、Ｔｏｌｕｉｄｉｎｅ  Ｒｅｄ（Ａｌｄｒｉｃｈ）、Ｓｃａｒｌｅｔ  ｆｏｒ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔ  ＮＳＤ  ＰＳ  ＰＡ（Ｕｇｉｎｅ  Ｋｕｈｌｍａｎｎ  ｏｆ  Ｃａｎａｄａ）、Ｅ．Ｄ．Ｔｏｌｕｉｄｉｎｅ  Ｒｅｄ（Ａｌｄｒｉｃｈ）、Ｌｉｔｈｏｌ  Ｒｕｂｉｎｅ  Ｔｏｎｅｒ（Ｐａｕｌ  Ｕｈｌｉｃｈ）、Ｌｉｔｈｏｌ  Ｓｃａｒｌｅｔ  ４４４０（ＢＡＳＦ）、Ｂｏｎ  Ｒｅｄ  Ｃ（Ｄｏｍｉｎｉｏｎ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、Ｒｏｙａｌ  Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｒｅｄ  ＲＤ−８１９２（Ｐａｕｌ  Ｕｈｌｉｃｈ）、Ｏｒａｃｅｔ  Ｐｉｎｋ  ＲＦ（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）、Ｐａｌｉｏｇｅｎ  Ｒｅｄ  ３８７１Ｋ（ＢＡＳＦ）、Ｐａｌｉｏｇｅｎ  Ｒｅｄ  ３３４０（ＢＡＳＦ）、Ｌｉｔｈｏｌ  Ｆａｓｔ  Ｓｃａｒｌｅｔ  Ｌ４３００（ＢＡＳＦ）、それらの組合せ、等も選択されうる。
【００５１】
ワックス
任意に、ワックスは、前記樹脂と任意成分の着色剤とともにトナー粒子の形成に組み合わせられてもよい。含まれるとき、前記ワックスは、例えば、トナー粒子の約１重量％から約２５重量％、実施の形態において、トナー粒子の約５重量％から約２０重量％の量存在しうる。
【００５２】
選択されうるワックスは、例えば、重量平均分子量約２００から約２０，０００、実施の形態において、約４００から約５，０００を有するワックスを含む。使用されうるワックスに含まれるのは、例えば、ポリオレフィンであり、Ａｌｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているようなポリエチレン、ポリプロピレン、およびポリブテンワックス等、例えば、Ｂａｋｅｒ  ＰｅｔｒｏｌｉｔｅのＰＯＬＹＷＡＸ（商標）ポリエチレンワックス、Ｍｉｃｈａｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．およびＤａｎｉｅｌｓ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なワックスエマルション、Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．より市販のＥＰＯＬＥＮＥ  Ｎ−１５（商標）、および、三洋化成株式会社より入手可能な低重量平均分子量ポリプロピレンＶＩＳＣＯＬ  ５５０−Ｐ（商標）；カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木蝋、およびホホバ油等の植物由来ワックス；蜜蝋等の動物系ワックス；鉱物系ワックスおよび石油系ワックス、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、マイクロクリスタリンワックス、およびフィッシャートロプシュワックス等；ステアリン酸ステアリルおよびベヘン酸ベヘニル等の、高級脂肪酸と高級アルコールから得られたエステルワックス；高級脂肪酸と一価または多価低級アルコールから得られたエステルワックス、例えば、ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、およびペンタエリスリトールテトラベヘネート等；高級脂肪酸と多価アルコール多量体から得られたエステルワックス、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、およびトリグリセリルテトラステアレート等；ソルビタンモノステアレート等のソルビタン高級脂肪酸エステルワックス、および、ステアリン酸コレステリル等のコレステロール高級脂肪酸エステルワックスである。使用されうる官能化ワックスの例として挙げられるのは、例えば、アミン類、アミド類、例えば、Ｍｉｃｒｏ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｉｎｃ．より入手可能なＡＱＵＡ  ＳＵＰＥＲＳＬＩＰ  ６５５０（商標）、ＳＵＰＥＲＳＬＩＰ６５３０（商標）、フッ素化ワックス、例えば、Ｍｉｃｒｏ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｉｎｃ．より入手可能なＰＯＬＹＦＬＵＯ  １９０（商標）、ＰＯＬＹＦＬＵＯ  ２００（商標）、ＰＯＬＹＳＩＬＫ  １９（商標）、ＰＯＬＹＳＩＬＫ  １４（商標）、混合フッ素化、アミドワックス、例えば、Ｍｉｃｒｏ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｉｎｃ．から同様に入手可能なＭＩＣＲＯＳＰＥＲＳＩＯＮ  １９（商標）、イミド類、エステル類、４級アミン類、カルボン酸類、またはアクリルポリマーエマルション、例えば、すべてＳＣ  Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｗａｘより入手可能なＪＯＮＣＲＹＬ  ７４（商標）、８９（商標）、１３０（商標）、５３７（商標）、および５３８（商標）、および、Ａｌｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎおよびＳＣ  Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｗａｘより入手可能な塩素化ポリプロピレンおよびポリエチレンである。上記のワックスの混合物と組合せもまた実施の形態において用いられうる。ワックスは、例えば、定着ロールの離型剤として含まれうる。
【００５３】
添加剤
本発明の実施の形態において、前記トナー粒子は、所望または必要に応じて、その他の任意成分の添加剤を含みうる。例えば、前記トナーは、任意の既知の電荷添加剤を約０．１から約１０重量％、実施の形態において、トナーの約０．５から約７重量％の量含んでもよい。かかる電荷添加剤の例としては、ハロゲン化アルキルピリジニウム類、重硫酸塩類、米国特許第３，９４４，４９３号明細書、米国特許第４，００７，２９３号明細書、米国特許第４，０７９，０１４号明細書、米国特許第４，３９４，４３０号明細書、および米国特許第４，５６０，６３５号明細書の電荷制御剤、アルミニウム錯体のような負電荷増大添加剤、等が挙げられる。さらに、前記トナー粒子は、トナー粒子の表面に存在しうる流動助剤を含む、外添粒子と混合されてもよい。これらの添加剤の例として挙げられるのは、金属酸化物、例えば、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化錫、それらの混合物等；コロイド状および非晶性シリカ類、例えば、ＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）、金属塩類、およびステアリン酸亜鉛を含めて脂肪酸金属塩類、酸化アルミニウム、酸化セリウム、およびそれらの混合物である。これら外部添加剤の各々は、トナーの約０．１重量％から約５重量％、実施の形態において、トナーの約０．２５重量％から約３重量％の量存在しうる。適切な添加剤は、米国特許第３，５９０，０００号明細書、米国特許第６，２１４，５０７号明細書、および米国特許第７，４５２，６４６号明細書に開示されたものを含む。
【００５４】
トナー粒子
上記のトナー製造後に得られるトナー粒子は、以下の特性を有しうる：１）平均体積粒径が約５ミクロンから約１５ミクロン、実施の形態において、約５．５ミクロンから約１２ミクロン；２）数平均幾何サイズ分布（ＧＳＤｎ）および／または体積平均幾何サイズ分布（ＧＳＤｖ）が約１．０から約１．７、実施の形態において、約１．１から約１．６；３）ガラス転移温度が約３０℃から約６５℃、実施の形態において、約３５℃から約５１℃。
【００５５】
前記トナー粒子の特性は、任意の適切な技術と装置で測定されうる。体積平均粒子径（Ｄ５０ｖ）、ＧＳＤｖ、およびＧＳＤｎは、メーカーの取扱説明書に従って操作される、ベックマンコールターマルチサイザー３等の計測器を用いて、測定されうる。代表的な試料採取は、次のようにして起こりうる：少量のトナー試料、約１ｇをとって２５マイクロメーターの篩にかけてもよく、その後等張液に入れて約１０％濃度とし、この試料をベックマンコールターマルチサイザー３で測定する。
【００５６】
本発明の実施の形態において、本発明は、上述の方法を用いて形成されたトナー粒子を使用しうる。例えば、本発明は、押出し、粉砕、および粒度仕様に分級されたシアンｉＧｅｎ母粒子であるトナー（Ｇｅｎｃｔｃ４１０−４３２３）を使用しうる。本開示によれば、前記トナー粒子は粉砕にかけられた後、下記の本発明の連続融着処理にかけられ、所望の真球度の粒子を得る。
【００５７】
本発明は、ＭＩＣＲトナー粒子（例えば、Ｎｕｖｅｒａ  ＭＩＣＲ粒子）等のトナー粒子に利用される。ＭＩＣＲトナー粒子は、押出し、粉砕、および分級された後、濡らされてから、本発明の連続融着処理にかけられる。これは、より平滑な表面カプセル化をもたらし、より高濃度のマグネタイトの十分な組み込みを可能にする。
【００５８】
トナー粒子の湿潤化
本発明の実施の形態において、乾燥トナー粒子は、トナー粒子スラリーを形成するために液体で濡らされてもよい。例えば、前記液体は、蒸留水、水酸化ナトリウム溶液等でよい。乾燥トナー粒子は、混合容器等の適切な反応器に入れられてもよい。従来技術の範囲内の混合容器が使用されうる。前記液体と前記乾燥トナー粒子は、前記混合容器で特定の時間混合されうる。この混合でトナー粒子スラリーが得られる。前記混合は、高速すなわち速い攪拌機速度で行われていてもよい。例えば、トナー粒子は、第一の量の液体と混合されうる。
【００５９】
一実施形態において、前記液体は、水酸化ナトリウム溶液（ｐＨ９）３７００グラムと、１０％Ｃａｌｆａｘ水溶液１００グラムからなっていた。最終的にはこの液体は、ｉＧｅｎトナー粒子５重量％とＣａｌｆａｘ０．２５重量％の分散体４リットルである。前記トナー粒子は、実験室用ミキサーで混合された。本発明の実施の形態において、追加の液体を、より良い性能のため、ｐＨを上げるために加えた。例えば、一実験では、ＮａＯＨをさらに４０グラム加えてｐＨを上げた。前記トナー粒子スラリーには、粗大物質（すなわち、２０ミクロンを超える）がなかった。本発明の実施の形態では、上記の混合は、２日間行われた。
【００６０】
連続融着処理
図１は、本開示の連続融着処理の実践に用いることのできる装置１００の様々な構成要素を説明する概略図である。図１は、本開示の方法を実践するために適切な第一の典型的な装置を説明する概略図である。この装置は、スラリーを加熱するための第一の熱交換器、滞留時間コイル、および、スラリーを急冷するための第二の熱交換器を具備する。図１に示すように、この装置は、注入口１０２、出口１０４、第一の熱交換器１１０、滞留時間コイル１２０、および第二の熱交換器１３０を具備する。前記熱交換器類は、流体が流れうる最初の、または第一の側と第二の側を有しうる。各側は、注入口と出口を有しうる。前記熱交換器類は、標準管形熱交換器、らせん状熱交換器、板状熱交換器、またはその他の熱交換装置でよい。本発明の実施の形態において、前記装置１００は、貯蔵タンク１７０、ポンプ１８０、および受入タンク１９０をも具備しうる。
【００６１】
トナー粒子スラリーは、貯蔵タンク１７０から第一の熱交換器１１０へ供給されうる。または、バッチ凝集法で、トナー粒子スラリーを直接第一の熱交換器１１０へ移してもよい。運転に先立って、トナー粒子スラリーは、約３５℃から６０℃の範囲の温度に熱してもよい。これは、トナー粒子スラリーの予備加熱と称してもよい。運転前のトナー粒子スラリーは、ｐＨが２．５から６．５の範囲であってよい。
【００６２】
本発明の実施の形態において、トナー粒子スラリーは、貯蔵タンク１７０から引出され、注入口１０２を通って第一の熱交換器１１０に移る。第一の熱交換器において、このトナー粒子スラリーは、トナー粒子のガラス転移温度よりも高い第一の温度にさらに加熱される。いくつかの実施の形態では、前記第一の温度は、７０℃から約１１０℃であり、より限定的には、８０℃からおおよそ９６℃である。ライン１１２は、トナー粒子スラリーを加熱するために用いられる熱二次流体を表し、ライン１１４は、第一の熱交換器１１０を出る、冷却された二次流体を表している。本発明の実施の形態において、前記熱二次流体は、温度が９０℃から１２０℃の範囲でよい。
【００６３】
本発明の実施の形態において、トナー粒子スラリーの投入流量は、２４０ｍｌ／分である。別の実施の形態では、トナー粒子スラリーの流量は、３６０ｍｌ／分である。本発明において、トナー粒子スラリーの流量は、２００から６００ｍｌ／分に及ぶ。
【００６４】
本発明の別の実施の形態では、最終的なトナー粒子スラリーは、粒子を連続的に融着させるための熱交換器システム（例えば、第一の熱交換器１１０）へトナースラリーを導入する前に、凝集容器にてバッチ法で、樹脂のガラス転移温度より高い温度に予備加熱されてもよい。言い換えれば、別の容器（例えば、前記凝集容器）を用いて、トナースラリーを、第一の熱交換器１１０へ引き込む前に予備加熱する。熱交換器システムへスラリーを添加する前に、凝集容器にてスラリーを予備加熱することで、予備加熱段階を行うための反応設備の追加の部品の必要がなくなる。これによって、前記熱二次流体の第一の熱交換器１１０への導入の必要もなくなる。
【００６５】
融着は、高温で生じる。加熱されたトナースラリーは、ｐＨ２．５から７．０を有する。すでに加熱されたトナー粒子スラリーは、この第一の温度を有しており、続いて、第一の熱交換器と搬送パイプ（第一の熱交換器１１０と滞留時間コイル１２０の間）で費やされた時間に加えて、凝集粒子が凝縮および融着するための局部的な融着滞留時間を要しうる。前記局部的な融着時間は、約１０秒から１０分でよく、約１０秒から約１０分を含み、約１５秒から５分、または、約３０秒から２分でもよい。この時間は、従来技術で２時間から３時間であった従来型トナー粒子を丸めるための時間からの顕著な改善である。
【００６６】
前記融着滞留時間とは、トナー粒子スラリーが目的の温度で滞在する時間を言う。本発明の実施の形態では、図１に示すように、融着滞留時間は、加熱されたトナー粒子スラリーを滞留時間コイル１２０を通して流すことによって得られる。滞留時間コイル１２０は、内部容積１２４を囲む筺体１２２を具備しうる。滞留時間コイル１２０は、大径の管であってもよいし、より小径の比較的長い管であってもよい。局部的な融着滞留時間を増やすための多数の方法がある。搬送パイプの長さを増加させてもよい。別の方法として、あるいはそれに加えて、滞留時間コイル１２０の長さを増加させてもよい。これらの手法のどちらも、局部的な融着滞留時間を増加させる。
【００６７】
滞留時間コイル１２０において、融着トナースラリーが形成される。融着トナー粒子の真円度は、融着トナースラリーのｐＨ、流量、および温度を調整することによって制御されうる。より高い（所望の）真円度は、より高い温度、より低い流量、および／または、より低いｐＨで達成される。より高い真円度を達成する要因は、温度、流量、低ｐＨの可能性があり、多数の異なる組合せが可能である。本発明のいくつかの実施の形態では、混合要素（すなわち、静的または回転）は滞留時間コイル１２０には存在しない。実施の形態では、滞留時間コイル１２０には、可動部がない。いくつかの実施の形態では、滞留時間コイル内での滞留時間の変動は、融着処理の出口における平均真円度分布の変動につながるため、流れのパターンは、栓流特性を有するべきである。
【００６８】
本発明の別の実施の形態では、第一の熱交換器は、特大であってよく、それ故、融着が第一の熱交換器１００で起こりうる。滞留時間コイル１２０は、あってもなくてもよい。滞留時間コイル１２０は、必要でないこともあり、これは、第一の熱交換器内で、高温の第一の温度が得られるように、第一の熱交換器が特大の場合でありうる。図２は、本開示の方法を実践するために適切な第二の典型的な装置を説明する概略図を示す。この装置２００は、スラリーを加熱するための特大の熱交換器１１０、スラリーを急冷するための第二の熱交換器１３０を具備し、滞留時間コイル１２０を具備してもよい。滞留時間コイル１２０は、この実施の形態では、必要な態様ではないため、点線で示されている。図２では、第一の熱交換器１１０が図１より大きなサイズを有するものとして示されている。
【００６９】
滞留時間コイル１２０または第一の熱交換器１１０（滞留時間コイル１２０がない実施の形態で）内に滞留後、融着トナースラリーは急冷される。急冷されるとは、温度がガラス転移温度未満の第二の温度に下げられることを意味する。本発明の実施の形態では、前記第二の温度、すなわち急冷温度は、４０℃未満である。図１と図２に示されるように、この急冷融着粒子スラリーは、その後出口１０４から前記装置を出る。前記融着粒子スラリーは、その後、受入タンク１９０へ送られてもよい。本発明の実施の形態では、前記融着粒子スラリーは、ポンプ装置１８０を利用して、受入タンク１９０へ移送されてもよい。
【００７０】
図１と図２に示されるように、急冷は第二の熱交換器１３０で起こる。本発明のその他の実施の形態では、その他の装置が使用されうる。本発明の別の実施の形態では、融着トナー粒子の温度をガラス転移温度未満に下げうる滞留時間コイルを使用してもよい。本発明の実施の形態では、冷却された受入タンク（例えば、ジャケット付ＣＳＴＲ）もまた、融着トナー粒子スラリーを急冷するために使用されうる。図１に示されるように、ライン１３２は、融着粒子スラリーを急冷するために用いられる冷二次流体を表し、ライン１３４は、第二の熱交換器１３０を出る、温められた二次流体を表している。前記冷二次流体は、エチレングリコールと水でよい。前記二次流体は、０℃から６０℃の範囲の温度を有しうる。
【００７１】
急冷融着粒子スラリーは、平均径約３ミクロンから約２５ミクロンの範囲、より具体的な実施の形態では、約４ミクロンから約１５ミクロンの径を有しうる融着粒子を含む。前記急冷融着トナー粒子スラリーは、ＧＳＤｖおよび／またはＧＳＤｎ値約１．１５から１．３０を有しうる。
【００７２】
前記急冷融着トナー粒子スラリーにおける粒子は、平均真円度０．９３０から約０．９９５を有しうる。これは、従来型トナー粒子の従来の粒子真円度０．９２から０．９３からの顕著な改善である。前記急冷融着トナー粒子スラリーは、固形分約１０から２０重量％、溶剤約８０から９０重量％を含む。本発明の実施の形態では、溶剤は水でよい。加えて、これらの真円度を得る（これは粒子を丸めることを表す）ための時間は顕著に減少される。初めに論じたように、出願第１４／０５７５０４号“Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｔｏｎｅｒ  Ｃｏａｌｅｓｅｎｃｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ｆｏｒ  ＥＡ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ”に概説された連続融着処理は、ＥＡ粒子を丸めるためのサイクル時間の削減と、エネルギー消費の削減をもたらした。本発明の、従来型、またはＭＩＣＲトナー粒子のための連続融着処理では、従来型、またはＭＩＣＲトナー粒子は、要求された真円度形状（０．９２から０．９８）と、従来技術の長い処理時間（例えば、３から４、５時間）と比べてより短い処理時間（３０秒から２０分）を有する。さらに、本発明の連続融着処理は、従来型トナー粒子の内部構造の攪乱を最小限にする。
【００７３】
前記スラリーは、加圧移動を利用して移送または、システムから引出すことができる。具体的には、図１のシステムに示されるように、流量は、前記システム装置の出口１０４を越えて配置されたポンプ１８０によって制御される。ポンプ１８０は、このシステムの入り口側に置くことで、非融着トナースラリーの操作を増やすため、貯蔵タンク１７０と注入口１０２の間よりもむしろ、このシステムの出口に配置される。非融着トナースラリーの操作は、入ってくるトナー粒子スラリーの粒度と粒度分布を劣化しうる。このシステムは、圧力約５ｐｓｉから約５０ｐｓｉで運転されてもよく、これは、ポンプ１８０によって動かされる。
【００７４】
本発明の実施の形態では、最初のトナー粒子スラリーが融着に先だって予備加熱段階で予備加熱された場合、粒度分布の劣化は、前記予備加熱によって軽減されうる。前記予備加熱は、前記粒子を部分的に互いに融着させうるため、ポンプのせん断作用に対してより弾力的になりうる。
【００７５】
本発明の実施の形態では、１００℃を超える温度が１以上の熱交換器で使用されると、前記融着システムは、水圧より高い圧力に加圧されてもよく、これは、前記トナースラリーの水性成分の沸点を抑えるという結果をもたらす。本発明の実施の形態では、このシステムの熱交換器の１以上および／またはシステム全体の圧力は、所定の温度で所定の圧力に維持されうる。前記所定の圧力は、水の蒸気圧（所定の温度における）より約１％から約８００％高くてもよく、例えば、水の蒸気圧（所定の温度における）より約１％から約２２０％、約５％から約１０％、約１０％から約３０％、あるいは約１５％から２５％高い等である。本発明の実施の形態では、所定温度に対しては、このシステムの熱交換器の１以上および／またはシステム全体の圧力は、水の蒸気圧より約１０％高くてよい。それ故、１００℃の水の蒸気圧は、１気圧であるので、この熱交換器システムの圧力は、１気圧より大きいであろうことに留意されたい。
【００７６】
実施の形態では、このシステムの圧力は、背圧調節器、ぜん動ポンプ、ギアポンプ、または、プログレッシブキャビティポンプを通して放出させることによって所定の圧力に維持されうる。このシステムは、背圧調節ダイヤフラム弁または、粒子を運ぶ水性スラリーの背圧調節を容易にする任意の他の手段であって、大気放出を可能にする手段を通して放出することによって所定の圧力を維持しうる。
【００７７】
図３は、本開示の方法を実践するために適切な第三の典型的な装置を説明する概略図を示す。本装置は、図１および図２に記載された装置またはシステムに第三と第四の熱交換器を追加している。第三の熱交換器１４０および第四の熱交換器１６０は、融着後に存在する熱エネルギーを再循環するためのループを形成し、流れを遡って凝集スラリーを加熱する。トナー粒子スラリーは、まず第四の熱交換器１６０を通過するが、加熱された帰還流体はまだ形成されていないため、加熱も冷却も起こらない。このトナー粒子スラリーは、その後、トナー粒子スラリーが融着トナー粒子スラリーになる（図１と図２に関して上述のように）第一の熱交換器１１０および滞留時間コイル１２０へ入る。この融着トナー粒子スラリーは、融着トナー粒子スラリーが、第二の熱交換器１３０で急冷される前に、前記融着トナー粒子スラリーを冷却する第三の熱交換器１４０を通過する。流体は、前記第三の熱交換器を流れ、かつ、第三の熱交換器１４０の熱エネルギーをとらえる。前記流体は、ライン１４４を通って第四の熱交換器１６０へ移動し、そこでこの熱エネルギーは入ってくる凝集粒子スラリーに移される。これまで論じたように、最初は、ライン１４４を通って流れる加熱された流体は形成されていないため、第四の熱交換器１６０は入ってくる凝集粒子スラリーを、加熱できない。加熱された流体は、その後、第四の熱交換器１６０をライン１４３経由で出て、第三の熱交換器１４０へ経路１４２を経由して戻る（ポンプ１８２を利用して）。熱損失のため、この再循環ループ１４０／１４４／１６０／１４３／１４２を移動するエネルギーは、約７０℃から約１１０℃の第一の温度まで、凝集粒子スラリーで融着の開始を引き起こすには不十分である。むしろ、融着は第一の熱交換器１１０で始まる。しかしながら、前記帰還流体は、最初のトナー粒子スラリーを予熱する。前記ループに存在するこの伝熱液体は、グリコールまたは高い吸熱能を有する別の油でよい。
【００７８】
本開示の連続融着法は、サイクル時間を削減し、洗浄のための中断時間を削減し、かつ、収量を増加させる。さらに、スラリーを加熱するのに使われるエネルギーを部分的に回収することが可能で、全体のエネルギー消費を削減し、かつ効率を上げる。
【００７９】
以下の実施例で、本開示をさらに詳しく説明する。これら実施例は、具体例に過ぎず、本開示を、ここで説明するこれらの材料、条件、または処理パラメータに限定するものではない。
【実施例】
【００８０】
最初のトナー粒子スラリーの製造
本発明の方法を用い、トナー粒子を液体に分散させ、連続融着処理に通し、そしてこの粒子を、真円度０．９７０から１．０００の球状に形状修正した。
【００８１】
この実験では、シアンｉＧｅｎ母トナー粒子（Ｇｅｎ  ｃｔ４１０−４３２３）を周知の方法で得た。このｉＧｅｎトナー粒子を、ｐＨ９の水酸化ナトリウム溶液３７００グラムと混合し、さらに１０％Ｃａｌｆａｘ水溶液１００グラムとも混合した。最終的にはこの組合せは、４リットルの分散体（これは、ｉＧｅｎ  ５重量％とＣａｌｆａｘ  ０．２５重量％であった）である。この粉体は、小型の実験室用ミキサーを用いて、１時間で容易に濡れた。混合後のｐＨは３．９であった。ｐＨを上げるため、０．４０Ｎ  ＮａＯＨ  ３２ｇをこの溶液に加えた。ｐＨは、最初６．９まで上がったが、時間とともに緩衝化され下がった。実験の直前、ｐＨは５．２であった。この溶液は、ロータ・ステータ方式の均質化を利用して混ぜ合わせ、得られた懸濁液には、粗粒子（２０ミクロン超の）は見られなかった。この懸濁液は、本発明の連続融着トナー処理に通される前に、混合のために高速の攪拌機速度を利用して２日間維持した。これが、最初の粒子スラリーであった。運転の直前、このトナー粒子スラリーは、４９℃の一定温度に維持した。
【００８２】
運転の前に、毎分２０ミリリットルの流量を開始して流し始めた。前記最初のトナースラリーをガラス転移温度より高い温度に加熱するために利用された、最初の加熱された液体は、サーミノールであり、１０２℃で循環した。これにより、第一の熱交換器から出る９９℃の出口温度を確保した。それ故、加熱されたトナー粒子スラリーは温度が９９℃であった。この加熱されたトナー粒子スラリーは、その後滞留時間コイルで融着させた。融着後、この融着トナー粒子スラリーを急冷した。この全過程で、第一の熱交換器に入ってから３分を要した。この出口材料を、球状化の程度を測定するため、およびあらゆる表面変化に注目するためのＳｙｓｍｅｘ  ３０００を含む多数の異なる手段を用いて評価した。
【００８３】
図４Ａは、本発明の連続融着前の、真円度の結果を示す表と粒子の写真である。図４Ｂ（２４０ミリリットル／分）および図４Ｃ（３６０ミリリットル／分）は、トナー粒子が本発明の連続融着処理にかけられた後の真円度の結果を示す表と粒子の写真である。図４Ｂおよび図４Ｃに示されるように、この従来型トナーの写真は、本発明の連続融着処理前の従来型トナー粒子（平均真円度０．９４２）（参照番号４１０）（図４Ａ）より高い真円度（平均真円度０．９７２）（参照番号４２０（図４Ｂ）および４３０（図４Ｃ））の従来型トナー粒子を示している。
【００８４】
図５Ａは、本発明の連続融着処理前の従来型トナー粒子の光学顕微鏡写真であり、図５Ｂは、本発明の連続融着処理後の光学顕微鏡写真である。図５Ａでは、従来型トナー粒子（５１０）は、ギザギザで凹凸があり、図５Ｂに示される従来型トナー粒子５２０より円形でない。
【００８５】
図６Ａ、６Ｃ、および６Ｅは、本発明の連続融着処理の適用前の、従来型トナー粒子（それぞれ、６１０、６３０、および６５０）の、６０００倍、１００００倍、および３００００倍の走査型電子顕微鏡写真である。図６Ｂ、６Ｄ、および６Ｆは、本発明の連続融着処理後の、従来型トナー粒子（それぞれ、６２０、６４０、および６６０）の、同倍率での走査型電子顕微鏡写真である。図６Ｂ、６Ｄ、および６Ｆの従来型トナー粒子は、図６Ａ、６Ｃ、および６Ｅの粒子より丸い。
【００８６】
図７Ａ、７Ｃ、および７Ｅは、本発明の装置の注入口における最初の従来型トナー粒子７１０、７２０、および７３０の、７００，０００倍、３５０万倍、および１２００万倍の３枚の走査型透過電子顕微鏡写真である。図７Ｂ、７Ｄ、および７Ｆは、本発明の連続融着処理後の、本発明の装置の出口における、従来型トナー粒子７４０、７５０、および７６０の、同倍率での３枚の走査型透過電子顕微鏡写真である。これら走査型透過電子顕微鏡写真は、本発明の連続融着処理後の、従来型トナー粒子の真円度を示している。これらの写真（特に、図７Ｂ、７Ｄ、および７Ｆ）は、本発明の連続融着処理の結果、従来型トナー粒子の内部構造が損傷されていないか、または、損傷が最小限であることをも示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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