(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
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
を含み、
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、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記少なくとも1つの非晶性樹脂は、下記式で表され、
【化1】
式中、mは、5〜1000であり、
前記少なくとも1つの結晶性樹脂は、下記式で表され、
【化2】
式中、bは5〜2000であり、dは5〜2000であり、
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%までの量で存在するトナー。
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
を含み、
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、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記少なくとも1つの非晶性樹脂は、下記式で表され、
【化5】
式中、mは、5〜1000であり、
前記少なくとも1つの結晶性樹脂は、下記式で表され、
【化6】
式中、bは5〜2000であり、dは5〜2000であり、
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%までの量で存在する
プロセス。
【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】
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】
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D
50v、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(Al
2(SO
4)
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、Al
3+架橋剤を含むことができる。イオン架橋剤の程度は、Al
3+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Al
3+、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。
また、本発明は、以下の事項として捉えることもできる。
〔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。
〔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前記〔1〕に記載のトナー。
〔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。
〔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。
〔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。
〔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前記〔5〕のプロセス。
〔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。