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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-13
(45)【発行日】2024-12-23
(54)【発明の名称】二種ワックストナー組成物
(51)【国際特許分類】
   G03G 9/097 20060101AFI20241216BHJP
   G03G 9/087 20060101ALI20241216BHJP
   G03G 9/093 20060101ALI20241216BHJP
【FI】
G03G9/097 365
G03G9/087 331
G03G9/093
【請求項の数】 19
(21)【出願番号】P 2021018208
(22)【出願日】2021-02-08
(65)【公開番号】P2021135500
(43)【公開日】2021-09-13
【審査請求日】2024-02-08
(31)【優先権主張番号】16/800,176
(32)【優先日】2020-02-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】596170170
【氏名又は名称】ゼロックス コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】XEROX CORPORATION
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【弁理士】
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(72)【発明者】
【氏名】ジョーダン・エー.・フランク
(72)【発明者】
【氏名】ダニエル・ダブリュー.・アザレス
(72)【発明者】
【氏名】ポール・ケー.・アクアヴィヴァ
(72)【発明者】
【氏名】チーミン・チェン
(72)【発明者】
【氏名】マイケル・エフ.・ゾナ
(72)【発明者】
【氏名】リチャード・ピー.エヌ.・ヴェレジン
【審査官】中澤 俊彦
(56)【参考文献】
【文献】特開2003-043729(JP,A)
【文献】特開2019-035807(JP,A)
【文献】特開2007-304276(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2015/0104742(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03G 9/097
G03G 9/087
G03G 9/093
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1のワックスと、
前記第1のワックスとは異なる第2のワックスと、
少なくとも1種のポリエステルと、
任意選択の着色剤と、を含むトナー組成物であって、
前記第1のワックスが、パラフィンワックスを含み、
前記第2のワックスが、ポリメチレンワックスを含み
前記トナー組成物が、スチレン及びアクリレートを含ま
前記少なくとも1種のポリエステルが、少なくとも1種の非晶性ポリエステル及び少なくとも1種の結晶性ポリエステルを含む、トナー組成物。
【請求項2】
第1のワックスと、
前記第1のワックスとは異なる第2のワックスと、
少なくとも1種のポリエステルと、
任意選択の着色剤と、を含むトナー組成物であって、
前記第1のワックスが、パラフィンワックスを含み、
前記第2のワックスが、ポリメチレンワックスを含み
前記トナー組成物が、スチレン及びアクリレートを含まず、
前記少なくとも1種のポリエステルが、第1の非晶性ポリエステルと、前記第1の非晶性ポリエステルとは異なる第2の非晶性ポリエステルと、結晶性ポリエステルとを含む、トナー組成物。
【請求項3】
第1のワックスと、
前記第1のワックスとは異なる第2のワックスと、
少なくとも1種のポリエステルと、
任意選択の着色剤と、を含むトナー組成物であって、
前記第1のワックスが、パラフィンワックスを含み、
前記第2のワックスが、ポリメチレンワックスを含み
前記トナー組成物が、スチレン及びアクリレートを含まず、
前記トナー組成物が、前記トナー組成物の総重量を基準にして、6~7重量パーセントの量で存在する結晶性ポリエステルを含む、トナー組成物。
【請求項4】
第1のワックスと、
前記第1のワックスとは異なる第2のワックスと、
少なくとも1種のポリエステルと、
任意選択の着色剤と、を含むトナー組成物であって、
前記第1のワックスが、パラフィンワックスを含み、
前記第2のワックスが、ポリメチレンワックスを含み
前記トナー組成物が、スチレン及びアクリレートを含まず、
コアシェル構成を更に含み、
前記コアが、少なくとも1種の非晶性ポリエステル及び少なくとも1種の結晶性ポリエステルを含み、
前記シェルが、少なくとも1種の非晶性ポリエステルを含む、トナー組成物。
【請求項5】
第1のワックスと、
前記第1のワックスとは異なる第2のワックスと、
少なくとも1種のポリエステルと、
任意選択の着色剤と、を含むトナー組成物であって、
前記第1のワックスが、パラフィンワックスを含み、
前記第2のワックスが、ポリメチレンワックスを含み
前記トナー組成物が、スチレン及びアクリレートを含まず、
コアシェル構成を更に含み、
前記コアが、少なくとも1種の非晶性ポリエステル及び少なくとも1種の結晶性ポリエステルを含み、
前記シェルが、第1の非晶性ポリエステルと、前記第1の非晶性ポリエステルとは異なる第2の非晶性ポリエステルと、を含む、トナー組成物。
【請求項6】
第1のワックスと、
前記第1のワックスとは異なる第2のワックスと、
少なくとも1種のポリエステルと、
任意選択の着色剤と、を含むトナー組成物であって、
前記第1のワックスが、パラフィンワックスを含み、
前記第2のワックスが、ポリメチレンワックスを含み
前記トナー組成物が、スチレン及びアクリレートを含まず、
コアシェル構成を更に含み、
前記コアが、ポリ(プロポキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-フマレート-ドデセニルスクシネート)を含む第1の非晶性ポリエステルと、ポリ(プロポキシル化-エトキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-ドデセニルスクシネート-トリメリト酸無水物)を含む第2の非晶性ポリエステルと、を含む、トナー組成物。
【請求項7】
第1のワックスと、
前記第1のワックスとは異なる第2のワックスと、
少なくとも1種のポリエステルと、
任意選択の着色剤と、を含むトナー組成物であって、
前記第1のワックスが、パラフィンワックスを含み、
前記第2のワックスが、ポリメチレンワックスを含み
前記トナー組成物が、スチレン及びアクリレートを含まず、
コアシェル構成を更に含み、
前記コアが、次式の結晶性ポリエステルを含み、
【化1】
式中、a及びbの各々が1~12の範囲であり、pが10~100の範囲である、トナー組成物。
【請求項8】
第1のワックスと、
前記第1のワックスとは異なる第2のワックスと、
少なくとも1種のポリエステルと、
任意選択の着色剤と、を含むトナー組成物であって、
前記第1のワックスが、パラフィンワックスを含み、
前記第2のワックスが、ポリメチレンワックスを含み
前記トナー組成物が、スチレン及びアクリレートを含まず、
コアシェル構成を更に含み、
前記シェルが、樹脂を含み、前記シェル樹脂が、コア及びシェルを含む前記トナー組成物の総重量を基準にして、前記トナー組成物の28重量パーセントを構成する、トナー組成物。
【請求項9】
前記トナー組成物が、前記トナー組成物の総重量を基準にして、2重量パーセントの量の、前記第1のワックス及び前記第2のワックスを含むワックスの総量を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載のトナー組成物。
【請求項10】
前記パラフィンワックスが、前記パラフィンワックス及び前記ポリメチレンワックスの総重量を基準にして、5~5重量パーセントの量で存在する、請求項1~8のいずれか1項に記載のトナー組成物。
【請求項11】
前記第1のワックスが、0~0℃のピーク融点を有するパラフィンワックスを含む、請求項1~8のいずれか1項に記載のトナー組成物。
【請求項12】
前記第1のワックスが、0超の炭素/酸素比を有するパラフィンワックスである、請求項1~8のいずれか1項に記載のトナー組成物。
【請求項13】
前記第1のワックスが、00グラム/モル~600グラム/モルの数平均分子量を有するパラフィンワックスである、請求項1~8のいずれか1項に記載のトナー組成物。
【請求項14】
前記第2のワックスが、00グラム/モル~800グラム/モルの数平均分子量を有するポリメチレンワックスである、請求項1~8のいずれか1項に記載のトナー組成物。
【請求項15】
前記トナー組成物が、前記トナー組成物の総重量を基準にして、3~8重量パーセントの量で存在する非晶性ポリエステルを含む、請求項1~8のいずれか1項に記載のトナー組成物。
【請求項16】
前記任意選択の着色剤が存在し、前記着色剤が、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、又はこれらの組み合わせから選択される、請求項1~8のいずれか1項に記載のトナー組成物。
【請求項17】
前記任意選択の着色剤が存在し、前記着色剤が、前記トナー組成物の総重量を基準にして、重量パーセントの量で存在する顔料を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載のトナー組成物。
【請求項18】
前記任意選択の着色剤が存在し、前記着色剤が、カーボンブラック及びシアンの組み合わせを含む、請求項1~8のいずれか1項に記載のトナー組成物。
【請求項19】
前記第2のワックスが、Fischer-Tropschワックスである、請求項1~8のいずれか1項に記載のトナー組成物。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
本明細書では、第1のワックスと、第1のワックスとは異なる第2のワックスと、少なくとも1種のポリエステルと、任意選択の着色剤とを含むトナー組成物が開示され、前記第1のワックスは、パラフィンワックスを含み、前記第2のワックスは、ポリメチレンワックスを含む。
【0002】
ポリエステルトナー組成物は、トナー及びトナー/現像剤にとって望ましい。トナーは、高温オフセット又は剥離特性を含む、意図される機械のいくつかの要件を満たすことが望ましい。高温オフセットは、ワックス又はゲルラテックスなどの剥離剤の添加によって制御することができる。代替として、トナー結合剤樹脂の分子量を増加させることによって、剥離特性を修正することができる。しかしながら、これは、他のレオロジー特性に影響を及ぼし、最終的な印刷画像の質に悪影響を及ぼす可能性がある。
【0003】
現在入手可能なトナーは、それらの意図される目的に好適である。しかしながら、貯蔵特性、光沢特性、定着ラチチュード特性、及び高温オフセット特性を含む許容可能な特性を有する、改善されたトナーが必要とされている。
【0004】
上記の米国特許及び特許出願公開のそれぞれの適切な構成要素及びプロセスの態様は、その実施形態において本開示のために選択され得る。更に、本出願全体を通して、様々な刊行物、特許、及び公開された特許出願は、特定の引用によって参照される。本出願において参照される刊行物、特許、及び公開された特許出願の開示は、本発明が関係する最新技術をより完全に説明するために、参照により本開示に組み込まれる。
【発明の概要】
【0005】
トナー組成物であって、第1のワックスと、第1のワックスとは異なる第2のワックスであって第1のワックスが、パラフィンワックスを含み、第2のワックスが、ポリメチレンワックスを含む、第2のワックスと、少なくとも1種のポリエステルと、任意選択の着色剤と、を含む、トナー組成物について記載される。
【発明を実施するための形態】
【0006】
二種ワックスを含むエマルション凝集トナーが提供される。トナーは、許容可能な貯蔵特性、光沢特性、定着ラチチュード特性、及び高温オフセット特性を提供する。二種ワックスのトナーは、パラフィンワックス及びポリメチレンワックスを含む。
【0007】
実施形態では、第1のワックスと、第1のワックスとは異なる第2のワックスであって、第1のワックスが、パラフィンワックスを含み、第2のワックスが、ポリメチレンワックスを含む、第2のワックスと、少なくとも1種のポリエステルと、任意選択の着色剤と、を含む、トナー組成物が提供される。
【0008】
二種ワックス。
【0009】
本明細書のトナー組成物は、第1のワックスと、第1のワックスとは異なる第2のワックスとを含む。実施形態では、第1のワックスは、パラフィンワックスであり、第2のワックスは、ポリメチレンワックスである。
【0010】
実施形態では、第1のワックスは、パラフィンワックスであり、実施形態では、約50℃超又は約60℃超の低開始融点を有する。実施形態では、第1のワックスは、約60~約80℃、又は約70~約80℃、又は約65~約75℃のピーク融解温度を有するパラフィンワックスである。特定の実施形態では、第1のワックスは、約70~約75℃の低開始融点を有するパラフィンワックスである。特定の実施形態では、第1のワックスは、約55℃超の開始融解温度を有するパラフィンワックスである。
【0011】
任意の好適な又は所望のパラフィンワックスを、本明細書の実施形態のために選択することができる。実施形態では、パラフィンワックスは、本明細書に記載のピーク融解温度、低開始融点特性、又はこれらの組み合わせを有する。実施形態では、パラフィンワックスは、BW-422及びBW-436(Blended Waxes,Inc.製);IGI 1245A、IGI 1250A、IGI 1297A、IGI 1266A(全てthe International Group,Inc.製);Indrawax 6062-F、Indrawax 6264-F、Indrawax 6466-F、Indrawax 6668-F、Indrawax 6870-F、Indrawax 7072-F、Indrawax 8070、Indrawax 6062-S 140-144、Indrawax 6062-S(全てIndustrial Raw Materials LLC製);Sell Sarawax SX70(Alpha Wax製);Strahl & Pitschの434及び674パラフィンワックス;CHEMBEAD(登録商標)30、CHEMBEAD(登録商標)30-AM、PARAFINE30、PARAFFIN60、PARAFFIN EMULSION 135-45FDA、PARAFFIN EMULSION150-45 FDAを含むパラフィンワックスの分散液(全てBYK Additives & Instruments製);並びにこれらの組み合わせからなる群から選択することができる。
【0012】
実施形態では、第1のワックスは、約100~約200、又は約50~約150、又は約100~約200の炭素対酸素比(C/O比)を有するパラフィンワックスである。実施形態では、第1のワックスは、約50を超える炭素対酸素比を有するパラフィンワックスである。
【0013】
特定の実施形態では、第1のワックスは、約400グラム/モル~600グラム/モル、又は約500グラム/モル~600グラム/モル、又は約500グラム/モル~約530グラム/モルの数平均分子量を有するパラフィンワックスである。
【0014】
実施形態では、第2のワックスは、約92℃の融点を有する蒸留合成ポリメチレンワックス(Fischer-Tropsch)ワックスである。
【0015】
特定の実施形態では、ポリメチレンワックスは、約600グラム/モル~800グラム/モル、又は約600グラム/モル~700グラム/モル、又は約670グラム/モル~約700グラム/モルの数平均分子量を有する。
【0016】
実施形態では、トナーは、トナー組成物の総重量を基準にして、約7~約14、又は約7~約10、又は約9~約10重量パーセントの、パラフィンワックス及びポリメチレンワックスの両方を含むワックスの総量を含む。特定の実施形態では、トナー組成物は、トナー組成物の総重量を基準にして、約9~約12重量パーセントの量の、第1のワックス及び第2のワックスを含むワックスの総量を含む。
【0017】
実施形態では、パラフィンワックスは、パラフィンワックス及びポリメチレンワックスの総重量を基準にして、約3~約10、又は約5~約9、又は約6~約8重量パーセントの量で存在する。特定の実施形態では、パラフィンワックスは、パラフィンワックス及びポリメチレンワックスの総重量を基準にして、約25~約75重量パーセントの量で存在する。
【0018】
特定の実施形態では、パラフィンワックス及びポリメチレンワックスは、3:1のパラフィン:ポリメチレンの比で存在する。
【0019】
結晶性樹脂。
【0020】
本明細書のトナーは、結晶性ポリエステルを含む。本明細書での結晶性樹脂は、任意選択の触媒の存在下でジオールと二酸とを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樹脂であってもよい。結晶性ポリエステルを形成するのに好適な有機ジオールとしては、構造異性体を含む、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、2,2-ジメチルプロパン-1,3-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、これらの組み合わせなどの、約2~約36個の炭素原子を有する脂肪族ジオールが挙げられる。脂肪族ジオールは、例えば、樹脂の約40~約60モルパーセント、樹脂の約42~約55モルパーセント、樹脂の約45~約53モルパーセントの量で選択され得、第2のジオールは、樹脂の約0~約10モルパーセント、又は樹脂の約1~4モルパーセントの量で選択され得る。
【0021】
結晶性樹脂の調製のために選択されるビニル二酸又はビニルジエステルを含む有機二酸又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、セバシン酸、フマル酸、ジメチルフマレート、ジメチルイタコネート、シス-1,4-ジアセトキシ-2-ブテン、ジエチルフマレート、ジエチルマレエート、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、アフタレン-2,7-ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸及びメサコン酸、これらのジエステル又は無水物が挙げられる。有機二酸は、例えば、樹脂の約40~約60モルパーセント、樹脂の約42~約52モルパーセント、樹脂の約45~約50モルパーセントの量で選択され得、第2の二酸は、樹脂の約0~約10モルパーセントの量で選択され得る。
【0022】
結晶性(並びに非晶性)ポリエステルを形成するのに利用され得る重縮合触媒としては、テトラアルキルチタネート、ジブチルスズオキシドなどのジアルキルスズオキシド、ジブチルスズジラウレートなどのテトラアルキルスズ、及びブチルスズオキシド水酸化物などのジアルキルスズオキシド水酸化物、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、酸化第一スズ、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。このような触媒は、例えば、ポリエステル樹脂を生成するために使用される出発二酸又はジエステルを基準にして、約0.01モルパーセント~約5モルパーセントの量で利用されてもよい。
【0023】
結晶性樹脂の例としては、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-酢酸ビニルコポリマー、ポリプロピレン、これらの混合物などが挙げられる。具体的な結晶性樹脂は、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(ヘキシレン-アジペート)、ポリ(オクチレン-アジペート)、ポリ(エチレン-サクシネート)、ポリ(プロピレン-サクシネート)、ポリ(ブチレン-サクシネート)、ポリ(ペンチレン-サクシネート)、ポリ(ヘキシレン-サクシネート)、ポリ(オクチレン-サクシネート)、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(ヘキシレン-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)、コポリ(2,2-ジメチルプロパン-1,3-ジオール-デカノエート)-コポリ(ノニレン-デカノエート)、ポリ(オクチレン-アジペート)、及びこれらの混合物などの、ポリエステル系であってもよい。ポリアミドの例としては、ポリ(エチレン-アジパミド)、ポリ(プロピレン-アジパミド)、ポリ(ブチレン-アジパミド)、ポリ(ペンチレン-アジパミド)、ポリ(ヘキシレン-アジパミド)、ポリ(オクチレン-アジパミド)、ポリ(エチレン-スクシンイミド)、ポリ(プロピレン-セバカミド)、及びこれらの混合物が挙げられる。ポリイミドの例としては、ポリ(エチレン-アジピミド)、ポリ(プロピレン-アジピミド)、ポリ(ブチレン-アジピミド)、ポリ(ペンチレン-アジピミド)、ポリ(ヘキシレン-アジピミド)、ポリ(オクチレン-アジピミド)、ポリ(エチレン-スクシンイミド)、ポリ(プロピレン-スクシンイミド)、ポリ(ブチレンス-クシンイミド)、及びこれらの混合物が挙げられる。
【0024】
実施形態では、結晶性ポリエステルは、次式のものであり、
【化1】
【0025】
a及びbの各々は、1~12、2~12、又は4~12の範囲としてよく、更に、pは、10~100、20~80、又は30~60の範囲としてもよい。実施形態では、結晶性ポリエステルは、ポリ(1,6-ヘキシレン-1,12-ドデカノエート)であり、ドデカン二酸と1,6-ヘキサンジオールとの反応によって生成され得る。
【0026】
表記、「CX:CY」、「CX:Y」、「X:Y」、及びこれらの形態は、本明細書で使用するとき、結晶性樹脂を示し、ここで、Cは、炭素であり、Xは、結晶性ポリエステル(crystalline polyester、CPE)を生成するために使用される酸/エステルモノマーのメチレン基の数を特定する正の非ゼロ整数であり、Yは、CPEを生成するために使用されるアルコールモノマーのメチレン基の数を特定する正の非ゼロの整数である。したがって、例えば、C10は、例えばドデカンジオン酸を表すことができ、C6は、例えばヘキサンジオールを表すことができる。X及びYは各々、10以下である。実施形態では、X及びYの合計は、16以下である。特定の実施形態では、合計及びX及びYは、14以下である。
【0027】
実施形態では、結晶性ポリエステルは、ドデカン二酸(C10)及び1,9-ノナンジオール(C9)から作製されたポリエステルを含むC10:9樹脂である。
【0028】
上記のように、結晶性ポリエステルは、重縮合触媒の存在下で、好適な有機ジオールと好適な有機二酸とを反応させることによる重縮合プロセスによって調製され得る。有機ジオールと有機二酸との化学量論的等モル比を利用し得るが、有機ジオールの沸点が約180℃~約230℃である場合には、約0.2~1モル当量のエチレングリコール又はプロピレングリコールなどの過剰量のジオールを利用し、蒸留によって重縮合プロセス中に除去することができる。利用される触媒の量は様々であってもよく、例えば、結晶性ポリエステル樹脂の約0.01~約1又は約0.1~約0.75モルパーセントなどの量で選択することができる。
【0029】
結晶性樹脂は、任意の好適な又は所望の量でトナー中に存在し得る。実施形態では、結晶性樹脂は、例えば、トナーの約1~約85重量%、トナーの約5~約50重量%、又はトナーの約10~約35重量%の量で存在してもよい。特定の実施形態では、結晶性ポリエステルは、トナー組成物の総重量を基準にして、約6~約7重量パーセントの量で存在する。特定の実施形態では、結晶性ポリエステルは、トナー組成物の総重量を基準にして、約6~約7重量パーセントの量でトナー中に存在するC10:9樹脂である。
【0030】
結晶性樹脂は、様々な融点を有してよく、例えば、約30℃~約120℃、約50℃~約90℃、約60℃~約80℃とすることができる。結晶性樹脂は、ゲル透過クロマトグラフィー(gel permeation chromatography、GPC)によって測定する場合、例えば、約1,000~約50,000、約2,000~約25,000、又は約5,000~約20,000の数平均分子量(number average molecular weight、Mn)、及びGPCによって決定する場合、約2,000~約100,000、約3,000~約80,000、又は約10,000~約30,000の重量平均分子量(weight average molecular weight、Mw)を有してもよい。結晶性樹脂の分子量分布(Mw/Mn)は、例えば、約2~約6、約3~約15約5、又は約2~約4であり得る。
【0031】
非晶性樹脂。
【0032】
実施形態では、トナー組成物は、少なくとも1種の非晶性ポリエステルを含む。実施形態では、トナー組成物は、少なくとも1種の非晶性ポリエステル及び少なくとも1種の結晶性ポリエステルを含む。特定の実施形態では、少なくとも1種のポリエステルは、第1の非晶性ポリエステルと、第1の非晶性ポリエステルとは異なる第2の非晶性ポリエステルとを含む。更なる実施形態では、トナー中の少なくとも1種のポリエステルは、第1の非晶性ポリエステルと、第1の非晶性ポリエステルとは異なる第2の非晶性ポリエステルと、結晶性ポリエステルと、を含む。
【0033】
非晶性樹脂を、任意選択の触媒の存在下でジオールと二塩基酸とを反応させることによって形成される非晶性ポリエステル樹脂であってもよい。非晶性ポリエステルの調製のために利用されるビニル二酸又はビニルジエステルを含む二酸又はジエステルの例としては、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、フマル酸、トリメリト酸、ジメチルフマレート、ジメチルイタコネート、シス-1,4-ジアセトキシ-2-ブテン、ジエチルフマレート、ジエチルマレエート、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、無水ドデシルコハク酸、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、ドデカンジ二酸、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、無水フタル酸、ジエチルフタレート、ジメチルサクシネート、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、ジメチルドデシルサクシネート、及びこれらの組み合わせなどの、ジカルボン酸又はジエステルが挙げられる。有機二塩基酸又はジエステルは、例えば、樹脂の約40~約60モルパーセント、樹脂の約42~約52モルパーセント、樹脂の約45~約50モルパーセントの量で存在してもよい。
【0034】
非晶性ポリエステルの生成に利用され得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、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)オキシド、ジプロピレングリコール、ジブチレン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。選択される有機ジオールの量は様々であってもよく、有機ジオールは、例えば、樹脂の約40~約60モルパーセント、樹脂の約42~約55モルパーセント、又は樹脂の約45~約53モルパーセントの量で存在してもよい。
【0035】
好適な非晶性樹脂の例としては、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、ポリプロピレンなど、及びこれらの混合物が挙げられる。
【0036】
不飽和非晶性ポリエステル樹脂が樹脂として利用されてよい。このような樹脂の例としては、米国特許第6,063,827号に開示されるものが挙げられ、その開示の全容が、参照により本明細書に組み込まれる。例示的な不飽和非晶性ポリエステル樹脂としては、ポリ(プロポキシル化ビスフェノールコフマレート)、ポリ(エトキシル化ビスフェノールコフマレート)、ポリ(ブチルオキシル化ビスフェノールコフマレート)、ポリ(コプロポキシル化ビスフェノールコエトキシル化ビスフェノールコフマレート)、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コマレエート)、ポリ(エトキシル化ビスフェノールコマレエート)、ポリ(ブチルオキシル化ビスフェノールコマレエート)、ポリ(コプロポキシル化ビスフェノールコエトキシル化ビスフェノールコマレエート)、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コイタコネート)、ポリ(エトキシル化ビスフェノールコイタコネート)、ポリ(ブチルオキシル化ビスフェノールコイタコネート)、ポリ(コプロポキシル化ビスフェノールコエトキシル化ビスフェノールコイタコネート)、ポリ(1,2-プロピレンイタコネート)、及びこれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
【0037】
好適なポリエステル樹脂は、ポリ(プロポキシ化ビスフェノールAコフマレート)樹脂などの非晶性ポリエステルであってもよい。このような樹脂及びその製造プロセスの例としては、参照により開示全体が本明細書に組み込まれる米国特許第6,063,827号に開示されているものが挙げられる。
【0038】
好適なポリエステル樹脂としては、非晶性酸性ポリエステル樹脂が挙げられる。非晶性酸ポリエステル樹脂は、プロポキシル化ビスフェノールA、エトキシル化ビスフェノールA、テレフタル酸、フマル酸、及びドデセニルコハク酸無水物の任意の組み合わせ、例えばポリ(プロポキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-フマレート-ドデセニルスクシネート)の系統としてもよい。使用し得る別の非晶性酸ポリエステル樹脂は、ポリ(プロポキシレート-エトキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-ドデセニルコハク酸-トリメリト酸無水物)である。
【0039】
樹脂として利用され得る直鎖状プロポキシル化ビスフェノールAフマレート樹脂の例は、Resana S/A Industrias Quimicas,Sao Paulo,Brazilから商品名SPAMIIで入手可能である。利用され得る、市販されている、他のプロポキシル化ビスフェノールAフマレート樹脂としては、Kao Corporation,JapanからのGTUF及びFPESL-2、並びにReichhold,Research Triangle Park,N.C.からのEM181635などが挙げられる。
【0040】
結晶性樹脂又は非晶性樹脂の組み合わせは、例えば、トナーの約5~約95重量%、トナーの約30~約90重量%、又はトナーの約35~約85重量%の量で存在してもよい。
【0041】
実施形態では、トナー組成物は、トナー組成物の総重量を基準にして、約73~約78重量パーセントの量で非晶性ポリエステルを含む。特定の実施形態では、トナー組成物は、第1の非晶性ポリエステルと、第1の非晶性ポリエステルとは異なる第2の非晶性ポリエステルとを含み、第1及び第2の非晶性ポリエステルの両方を含む非晶性ポリエステルの総量は、トナー組成物の総重量を基準にして、約73~約78重量パーセントである。
【0042】
非晶性樹脂又は非晶性樹脂の組み合わせは、約30℃~約80℃、約35℃~約70℃、又は約40℃~約65℃のガラス転移温度を有してもよい。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)を用いて測定し得る。非晶性樹脂は、GPCによって測定する場合、例えば、約1,000~約50,000、約2,000~約25,000、又は約1,000~約10,000のMnを有してもよく、GPCによって決定する場合、例えば、約2,000~約100,000、約5,000~約90,000、約10,000~約90,000、約10,000~約30,000、又は約70,000~約100,000のMwを有してもよい。
【0043】
実施形態では、1つ、2つ、又はそれ以上の樹脂を使用してもよい。2つ以上の樹脂が使用される場合、樹脂は、例えば、約1%(第1の樹脂)/99%(第2の樹脂)~約99%(第1の樹脂)/1%(第2の樹脂)、約10%(第1の樹脂)/90%(第2の樹脂)~約90%(第1の樹脂)/10%(第2の樹脂)などの任意の好適な比(例えば、重量比)であってもよい。樹脂が非晶性樹脂と結晶系樹脂との組み合わせを含む場合、樹脂は、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)、又は約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)の重量比であってもよい。いくつかの実施形態では、樹脂の重量比は、約80%~約60%の非晶性樹脂及び約20%~約40%の結晶性樹脂である。このような実施形態では、非晶性樹脂は、非晶性樹脂、例えば、2つの非晶性樹脂の組み合わせであってもよい。
【0044】
実施形態では、トナーは、コアシェル構成を含み、コアは、少なくとも1種の非晶性ポリエステル及び少なくとも1種の結晶性ポリエステルを含み、シェルは、少なくとも1種の非晶性ポリエステルを含む。
【0045】
他の実施形態では、トナーは、コアシェル構成を含み、コアは、少なくとも1種の非晶性ポリエステル及び少なくとも1種の結晶性ポリエステルを含み、シェルは、第1の非晶性ポリエステルと、第1の非晶性ポリエステルとは異なる第2の非晶性ポリエステルとを含む。
【0046】
他の実施形態では、トナーは、ポリ(プロポキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-フマレート-ドデセニルスクシネート)を含む第1の非晶性ポリエステルと、ポリ(プロポキシル化-エトキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-ドデセニルスクシネート-トリメリト酸無水物)を含む第2の非晶性ポリエステルと、を含む。
【0047】
実施形態では、トナーコアは、第3の非晶性ポリエステル及び第4の非晶性ポリエステルを更に含む。実施形態では、第3及び第4の非晶性ポリエステル樹脂は異なる。実施形態では、第3の非晶性ポリエステル樹脂は、トナーの総重量を基準にして、約1~約20、又は約3~約18、又は約5~約15重量パーセントの量で存在する。実施形態では、第4の非晶性ポリエステル樹脂は、トナーの総重量を基準にして、約1~約20、又は約3~約18、又は約5~約15重量パーセントの量で存在する。特定の実施形態では、第3の非晶性ポリエステルは、ポリ(プロポキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-フマレート-ドデセニルスクシネート)であり、第4の非晶性ポリエステルは、ポリ(プロポキシル化-エトキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-ドデセニルスクシネート-トリメリト酸無水物)である。
【0048】
実施形態では、第3の非晶性ポリエステル樹脂及び第4の非晶性ポリエステル樹脂は、等量でトナーコア中に存在する。
【0049】
特定の実施形態では、トナーは、コアシェル構成を含み、シェルは、樹脂を含み、シェル樹脂は、コア及びシェルを含むトナー組成物の総重量を基準にして、トナー組成物の約28重量パーセントを構成する。トナーの28パーセントを構成するシェル樹脂又は複数のシェル樹脂は、本明細書に記載の樹脂のいずれかから選択することができる。実施形態では、シェル樹脂は、トナー粒子質量の28パーセントを構成し、実施形態では、シェル樹脂は、2つの異なる非晶性ポリエステルの組み合わせを含み、実施形態では、シェルは、低分子量非晶性ポリエステル及び高分子量非晶性ポリエステルの組み合わせを含む。
【0050】
実施形態では、非晶性樹脂は、少なくとも1種の低分子量非晶性ポリエステル樹脂を含み得る。多数の供給源から入手可能な低分子量非晶性ポリエステル樹脂は、例えば、約30℃~約120℃、実施形態では約75℃~約115℃、実施形態では約100℃~約110℃、又は実施形態では約104℃~約108℃の様々な融点を有し得る。本明細書で使用するとき、低分子量非晶性ポリエステル樹脂は、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定されるとき、例えば、約1,000~約10,000、実施形態では、約2,000~約8,000、実施形態では、約3,000~約7,000、及び実施形態では、約4,000~約6,000の、数平均分子量(Mn)を有する。樹脂の重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン標準を使用するGPCによって決定されるとき、50,000以下、例えば、実施形態では、約2,000~約50,000、実施形態では、約3,000~約40,000、実施形態では、約10,000~約30,000、及び実施形態では、約18,000~約21,000である。低分子量非晶性樹脂の分子量分布(Mw/Mn)は、例えば、約2~約6、実施形態では約3~約4である。低分子量非晶性ポリエステル樹脂は、約8~約20mg KOH/g、実施形態では、約9~約16mg KOH/g、及び実施形態では、約10~約14mg KOH/gの酸価を有し得る。
【0051】
実施形態では、本開示のトナーはまた、少なくとも1種の高分子量分枝状又は架橋非晶性ポリエステル樹脂を含んでもよい。この高分子量樹脂としては、実施形態では、例えば、分枝状非晶性樹脂若しくは非晶性ポリエステル、架橋非晶性樹脂若しくは非晶性ポリエステル、又はこれらの混合物、又は架橋を受けた非架橋非晶性ポリエステル樹脂を挙げることができる。本開示によれば、高分子量非晶性ポリエステル樹脂の約1重量%~約100重量%は、分枝状であっても、又は架橋されてもよく、実施形態では、高分子量非晶性ポリエステル樹脂の約2重量%~約50%重量%は分枝状であっても、又は架橋されていてもよい。
【0052】
本明細書で使用するとき、高分子量非晶性ポリエステル樹脂は、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定されるとき、例えば、約1,000~約10,000、実施形態では、約2,000~約9,000、実施形態では、約3,000~約8,000、及び実施形態では、約6,000~約7,000の、数平均分子量(Mn)を有してよい。樹脂の重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン標準を使用するGPCによって決定されるとき、55,000超、例えば、約55,000~約150,000、実施形態では、約60,000~約100,000、実施形態では、約63,000~約94,000、及び実施形態では、約68,000~約85,000である。多分散指数(PD)は、GPCによって標準ポリスチレン標準樹脂に対して測定されるとき、例えば、約4超、実施形態では約4~約20、実施形態では約5~約10、及び実施形態では約6~約8など、約4を超える。PD指数は、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比である。低分子量非晶性ポリエステル樹脂は、約8~約20mg KOH/g、実施形態では、約9~約16mg KOH/g、及び実施形態では、約11~約15mg KOH/gの酸価を有し得る。多数の供給源から入手可能な高分子量非晶性ポリエステル樹脂は、例えば、約30℃~約140℃、実施形態では約75℃~約130℃、実施形態では約100℃~約125℃、及び実施形態では約115℃~約121℃の様々な融点を有し得る。
【0053】
多数の供給源から入手可能な高分子量非晶性樹脂は、示差走査熱量計(DSC)によって測定されるとき、例えば、約40℃~約80℃、実施形態では、約50℃~約70℃、及び実施形態では、約54℃~約68℃の様々なガラス転移開始温度(Tg)を有し得る。実施形態では、直鎖状及び分枝状非晶性ポリエステル樹脂は、飽和又は不飽和樹脂であってもよい。
【0054】
高分子量非晶性ポリエステル樹脂は、直鎖状ポリエステル樹脂を分岐又は架橋することによって調製することができる。三官能性又は多官能性モノマーなどの分岐剤を利用することができ、これらの薬剤は、通常、ポリエステルの分子量及び多分散性を増加させる。好適な分岐剤としては、グリセロール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ジグリセロール、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7-ナフタレントリカルボン酸、1,2,4-ブタントリカルボン酸、これらの組み合わせなどが挙げられる。これらの分岐剤は、樹脂を作製に使用される出発材料である二酸又はジエステルを基準にして、約0.1モル%~約20モル%の有効量で利用することができる。
【0055】
高分子量ポリエステル樹脂の形成に利用され得る多塩基性カルボン酸を有する変性ポリエステル樹脂を含有する組成物としては、米国特許第3,681,106号に開示されているもの、並びに米国特許第4,863,825号、同第4,863,824号、同第4,845,006号、同第5,143,809号、同第5,057,596号、同第4,988,794号、同第4,981,939号、同第4,980,448号、同第4,933,252号、同第4,931,370号、同第4,917,983号、及び同第4,973,539号に例示されている多価酸又はアルコール由来の分枝状又は架橋ポリエステルが含まれ、これらの各々の開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0056】
実施形態では、架橋ポリエステル樹脂は、フリーラジカル条件下で反応できる不飽和部位を含有する、直鎖非晶性ポリエステル樹脂から作製され得る。このような樹脂の例としては、米国特許第5,227,460号、同第5,376,494号、同第5,480,756号、同第5,500,324号、同第5,601,960号、同第5,629,121号、同第5,650,484号、同第5,750,909号、同第6,326,119号、同第6,358,657号、同第6,359,105号、及び同第6,593,053号に開示されているものが挙げられ、これらの各々の開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。実施形態では、好適な不飽和ポリエステル系樹脂は、例えば、無水マレイン酸、テレフタル酸、トリメリット酸、フマル酸など、及びこれらの組み合わせなどの二酸及び/又は無水物、並びに、例えば、ビスフェノールAエチレンオキシド付加物、ビスフェノールA-プロピレンオキシド付加物など、及びこれらの組み合わせなどのジオールから調製することができる。実施形態では、好適なポリエステルは、ポリ(プロポキシル化ビスフェノールAコ-フマル酸)である。
【0057】
実施形態では、架橋分枝状ポリエステルは、高分子量非晶性ポリエステル樹脂として利用され得る。このようなポリエステル樹脂は、2つ以上のヒドロキシル基又はそのエステルを有する少なくとも1種のポリオールと、少なくとも1種の脂肪族又は芳香族多官能性酸又はそのエステル又は少なくとも3つの官能基を有するこれらの混合物と、任意選択で、少なくとも1種の長鎖脂肪族カルボン酸若しくはそのエステル、又は芳香族モノカルボン酸若しくはそのエステル、又はこれらの混合物と、を含む、少なくとも2種のプレゲル組成物から形成されてもよい。2つの成分を反応させて、別々の容器内で実質的に完了させ、第1の反応器において、カルボキシル末端基を有するプレゲルを含む第1の組成物、及び第2の反応器において、ヒドロキシル末端基を有するプレゲルを含む第2の組成物を生成してもよい。次いで、2つの組成物を混合して、架橋分枝状ポリエステル高分子量樹脂を作製してもよい。このようなポリエステル及びその合成のための方法の例としては、参照により開示全体が本明細書に組み込まれる米国特許第6,592,913号に開示されているものが挙げられる。
【0058】
好適なポリオールは、約2~約100個の炭素原子を含有し、少なくとも2つ以上のヒドロキシル基、又はこれらのエステルを含有してもよい。ポリオールとしては、グリセロール、ペンタエリスリトール、ポリグリコール、ポリグリセロールなど、又はこれらの混合物を含んでもよい。ポリオールはグリセロールを含んでもよい。グリセロールの好適なエステルとしては、グリセロールパルミテート、グリセロールセバケート、グリセロールアジペート、トリアセチントリプロピオニンなどが挙げられる。ポリオールは、反応混合物の約20重量%~約30重量%、実施形態では、反応混合物の約22重量%~約26重量%の量で存在してもよい。
【0059】
少なくとも2つの官能基を有する脂肪族多官能性酸としては、約2~約100個の炭素原子、いくつかの実施形態では、約4~約20個の炭素原子を含有する、飽和及び不飽和酸、又はこれらのエステルを挙げてよい。他の脂肪族多官能性酸としては、マロン酸、コハク酸、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、セバシン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸など、又はこれらの混合物が挙げられる。利用され得る他の脂肪族多官能性酸としては、C~C環状構造及びその位置異性体を含有するジカルボン酸が挙げられ、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロブタンジカルボン酸、又はシクロプロパンジカルボン酸が挙げられる。
【0060】
利用され得る少なくとも2つの官能基を有する芳香族多官能性酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、及びナフタレン1,4-、2,3-、及び2,6-ジカルボン酸が挙げられる。
【0061】
脂肪族多官能性酸又は芳香族多官能性酸は、反応混合物の約40重量%~約65重量%、実施形態では、反応混合物の約44重量%~約60重量%の量で存在してもよい。
【0062】
長鎖脂肪族カルボン酸又は芳香族モノカルボン酸としては、約12~約26個の炭素原子を含有するもの、実施形態では、約14~約18個の炭素原子を含有するもの、又はこれらのエステルを挙げることができる。長鎖脂肪族カルボン酸は、飽和又は不飽和であってもよい。好適な飽和長鎖脂肪族カルボン酸としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、セロチン酸など、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。好適な不飽和長鎖脂肪族カルボン酸としては、ドデシレン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エルカ酸など、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。芳香族モノカルボン酸としては、安息香酸、ナフトエ酸、及び置換ナフトエ酸を挙げることができる。好適な置換ナフトエ酸としては、1-メチル-2ナフトエ酸及び/又は2-イソプロピル-1-ナフトエ酸などの、約1~約6個の炭素原子を含有する直鎖状又は分枝状アルキル基で置換されたナフトエ酸を挙げることができる。長鎖脂肪族カルボン酸又は芳香族モノカルボン酸は、反応混合物の約0重量%~約70重量%、実施形態では、反応混合物の約15重量%~約30重量%の量で存在してもよい。
【0063】
所望であれば、追加のポリオール、イオン種、オリゴマー、又はこれらの誘導体を使用してもよい。これらの追加のグリコール又はポリオールは、反応混合物の約0重量%~約50重量%の量で存在してもよい。追加のポリオール又はその誘導体としては、プロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオールジエチレングリコール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、トリアセチン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、セルロースエーテル、酢酸セルロース、スクロース酢酸イソブチルなどのセルロースエステルなどを挙げることができる。
【0064】
実施形態では、高分子量非晶性ポリエステル樹脂の架橋分枝状ポリエステルは、ジメチルテレフタレート、1,3-ブタンジオール、1,2-プロパンジオール、及びペンタエリスリトールの反応から生じるものを含んでもよい。
【0065】
実施形態では、高分子量樹脂、例えば分枝状ポリエステルは、本開示のトナー粒子の表面上に存在してもよい。トナー粒子の表面上の高分子量樹脂はまた、本来粒子状であってもよく、約100ナノメートル~約300ナノメートル、実施形態では約110ナノメートル~約150ナノメートルの直径を有する高分子量樹脂粒子であってもよい。
【0066】
本開示のトナー粒子中の高分子量非晶性ポリエステル樹脂の量は、任意のコア、任意のシェル、又はその両方において、トナーの約25重量%~約50重量%、実施形態では、約30重量%~約45重量%、他の実施形態では、あるいはトナーの約40重量%~約43重量%(すなわち、外部添加剤及び水を除くトナー粒子)であってよい。
【0067】
結晶性樹脂対低分子量非晶性樹脂対高分子量非晶性ポリエステル樹脂の比は、約1:1:98~約98:1:1~約1:98:1、実施形態では約1:5:5~約1:9:9、実施形態では約1:6:6~約1:8:8の範囲であり得る。
【0068】
本トナー中の樹脂(複数可)は、樹脂の末端に存在し得る酸基を有してもよい。存在し得る酸基としては、カルボン酸基などが挙げられる。カルボン酸基の数は、樹脂を形成するために利用される材料及び反応条件を調整することによって制御してもよい。実施形態では、樹脂は、約2mgのKOH/gの樹脂~約200mgのKOH/g、約5mgのKOH/gの樹脂~約50mgのKOH/gの樹脂、又は約5mgのKOH/gの樹脂~約15mgのKOH/gの樹脂の酸価を有するポリエステル樹脂であってもよい。酸含有樹脂は、テトラヒドロフラン溶液中に溶解してもよい。酸価は、指示薬としてフェノールフタレインを含有するKOH/メタノール溶液で滴定することによって検出してもよい。酸価は、次に、滴定の終点として同定された樹脂上の全ての酸基を中和するのに必要なKOH/メタノールの相当量を基準にして計算してもよい。
【0069】
着色剤。
【0070】
トナーは、任意選択で、着色剤を含有し得る。任意の好適な又は所望の界面活性剤を選択することができる。実施形態では、着色剤は、顔料、染料、顔料と染料との混合物、顔料の混合物、染料の混合物等であり得る。簡潔にするために、本明細書で使用するとき、用語「着色剤」は、特定の顔料又は他の着色剤成分として指定されない限り、そのような着色剤、染料、顔料、及び混合物を包含することを意味する。実施形態では、着色剤は、顔料、染料、これらの混合物、実施形態では、カーボンブラック、マグネタイト、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、赤、緑、青、茶、これらの混合物を、トナー組成物の総重量を基準にして約1重量パーセント~約25重量パーセントの量で含む。実施形態では、着色剤は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、又はこれらの組み合わせから選択される。特定の実施形態では、着色剤は、カーボンブラック及びシアンの組み合わせを含む。他の有用な着色剤が、本開示を基準にして容易に明らかになることを理解されたい。
【0071】
特定の実施形態では、着色剤は、トナー組成物の総重量を基準にして、約5~約8重量パーセントの量で存在する顔料を含む。
【0072】
有用な着色剤には、Paliogen(登録商標)Violet5100及び5890(BASF)、Normandy MagentaRD-2400(Paul Uhlrich)、Permanent Violet VT2645(Paul Uhlrich)、Heliogen(登録商標)Green L8730(BASF)、Argyle Green XP-111-S(Paul Uhlrich)、Brilliant Green Toner GR 0991(Paul Uhlrich)、Lithol(登録商標)Scarlet D3700(BASF)、Toluidine Red(Aldrich)、Scarlet for Thermoplast NSD Red(Aldrich)、Lithol(登録商標)Rubine Toner(Paul Uhlrich)、Lithol(登録商標)Scarlet 4440、NBD3700(BASF)、Bon Red C(Dominion Color)、Royal Brilliant Red RD-8192(Paul Uhlrich)、Oracet(登録商標)Pink RF(Ciba Geigy)、Paliogen(登録商標)Red 3340及び3871K(BASF)、Lithol(登録商標)Fast Scarlet L4300(BASF)、Heliogen(登録商標)Blue D6840、D7080、K7090、K6910、及びL7020(BASF)、Sudan Blue OS(BASF)、Neopen(登録商標)Blue FF4012(BASF)、PV Fast Blue B2G01(American Hoechst)、Irgalite(登録商標)Blue BCA(Ciba Geigy)、Paliogen(登録商標)Blue6470(BASF)、SudanII、III、及びIV(Matheson、Coleman、Bell)、Sudan Orange(Aldrich)、Sudan Orane 220 (BASF)、Paliogen(登録商標)Orange 3040(BASF)、Ortho Orange OR 2673(Paul Uhlrich)、Paliogen(登録商標)Yellow 152及び1560(BASF)、Lithol(登録商標)Fast Yellow 0991K(BASF)、Paliotol(登録商標) Yellow 1840(BASF)、Novaperm(登録商標)Yellow FGL(Hoechst)、Permanent Yellow YE 0305(Paul Uhlrich)、Lumogen(登録商標)Yellow 00790(BASF)、Suco-Gelb 1250(BASF)、Suco-Yellow D1355(BASF)、Suco Fast Yellow D1165、D1355、及びD1351(BASF)、Hostaperm(登録商標)Pink E(Hoechst)、Fanal(登録商標)Pink D4830(BASF)、Cinquasia(登録商標)Magenta(DuPont)、Paliogen(登録商標)BlackL9984(BASF)、Pigment Black K801(BASF)、並びに特に、REGAL(登録商標)330(Cabot)、Carbon Black 5250及び5750(Columbian Chemicals)などのカーボンブラック、又はこれらの混合物が含まれる。
【0073】
追加の有用な着色剤には、例えばSun Chemicalから市販されているもののような水系分散液中の顔料、例えば、SUNSPERSE(登録商標)BHD 6011X(Blue 15 Type)、SUNSPERSE(登録商標)BHD9312X(Pigment Blue 15 74160)、SUNSPERSE(登録商標)BHD6000X(Pigment Blue 15:3 74160)、SUNSPERSE(登録商標)GHD9600X及びGHD6004X(Pigment Green7 74260)、SUNSPERSE(登録商標)QHD6040X(Pigment Red122 73915)、SUNSPERSE(登録商標)RHD 9668X(Pigment Red185 12516)、SUNSPERSE(登録商標)RHD9365X及び9504X(Pigment Red57 15850:1)、SUNSPERSE(登録商標)YHD6005X(Pigment Yellow83 21108)、FLEXIVERSE(登録商標)YFD 4249(Pigment Yellow17 21105)、SUNSPERSE(登録商標)YHD 6020X及び6045X(Pigment Yellow74 11741)、SUNSPERSE(登録商標)YHD600X及び9604X(Pigment Yellow14 21095)、FLEXIVERSE(登録商標)LFD4343及びLFD9736(Pigment Black7 77226)等、又はこれらの混合物が含まれる。他の有用な水ベースの着色剤分散液には、Clariantから市販されているもの、例えば、HOSTAFINE(登録商標)Yellow GR、HOSTAFINE(登録商標)Black T及びBlack TS、HOSTAFINE(登録商標)Blue B2G、HOSTAFINE(登録商標)Rubine F6B、及び使用前に水及び/又は界面活性剤に分散させることができるToner Magenta6BVP2213やToner MagentaEO2のようなマゼンタ乾燥顔料が含まれる。
【0074】
他の有用な着色剤には、MobayマグネタイトM08029、M98960、Columbianマグネタイト、MAPICO(登録商標)BLACKS、及び表面処理されたマグネタイト;PfizerマグネタイトCB4799、CB5300、CB5600、MXC6369、Bayerマグネタイト、BAYFERROX(登録商標)8600、8610;Northern Pigmentsマグネタイト、NP-604、NP-608;MagnoxマグネタイトTMB-100若しくはTMB-104などのマグネタイト、又はこれらの混合物が含まれる。顔料の追加例には、フタロシアニンHELIOGEN(登録商標)BLUE L6900、D6840、D7080、D7020、Paul Uhlrich & Company,Inc.から入手可能なPYLAM(登録商標)OIL BLUE、PYLAM(登録商標)OIL YELLOW、PIGMENT BLUE 1、Paul Uhlrich & Company,Inc.から入手可能な、PIGMENT VIOLET 1、PIGMENT RED 48、LEMON CHROME YELLOW DCC 1026、ED.TOLUIDINE RED、及びBON RED C、HoechstからのNOVAPERM(登録商標)YELLOW FGL、HOSTAPERM(登録商標)PINK E、及びCINQUASIA(登録商標)MAGENTA(DuPont)等が含まれる。マゼンタの例としては、CI 60710、CI Dispersed Red 15としてカラーインデックスで識別される2,9-ジメチル置換キナクリドン及びアントラキノン染料、CI 26050、CI Solvent Red 19としてカラーインデックスで識別されるジアゾ染料等及びこれらの混合物が挙げられる。シアンの例としては、銅テトラ(オクタデシルスルホンアミド)フタロシアニン、CI 74160としてカラーインデックスに列挙されているx銅フタロシアニン顔料、DI 69810、スペシャルブルーX-2137としてカラーインデックスに特定されている、Cl Pigment Blue、Anthrathrene Blue等、又はこれらの混合物が挙げられる。選択され得るイエローの実例としては、ダイアリーライドイエロー3,3-ジクロロベンジデンアセトアセトアニリド、カラーインデックスでCI12700で特定されるモノアゾ顔料、CI Solvent Yellow16、カラーインデックスでForon Yellow SE/GLNとして特定されるニトロフェニルアミンスルホンアミド、CI Dispersed Yellow33、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-2,4-ジメトキシアセトアセトアニリド、及びPermanent Yellow FGLが挙げられる。MAPICO(登録商標)BLACK及びシアン成分の混合物のような着色されたマグネタイトも顔料として選択され得る。
【0075】
カーボンブラック、シアン、マゼンタ、及び/又はイエロー着色剤などの着色剤は、所望の色をトナーに付与するのに十分な量で組み込まれる。一般に、顔料又は染料は、固形分基準でトナー粒子の約1重量パーセント~約35重量パーセント、又は約5重量パーセント~約25重量パーセント、又は約5重量パーセント~約15重量パーセントの量で用いられる。しかしながら、実施形態では、これらの範囲外の量も使用することができる。
【0076】
実施形態では、トナーは、カーボンブラック着色剤を含む。特定のエマルション凝集トナーには、NIPex(登録商標)35の非酸化低ストラクチャファーネスブラックが含まれるが、他のエマルション凝集トナーは、Regal(登録商標)330を使用する。誘電損失を可能な限り低くするために、NIPex(登録商標)35などの低導電性カーボンブラックが選択される。カーボンブラックは半導体であるため、カーボンブラックを可能な限り純粋に維持することが望ましい。酸素及び硫黄などのヘテロ原子は、カーボンブラック半導体をドープし、導電性を増加させる。NIPex(登録商標)35は、XPSによって決定されるように、表面上に非常に高い炭素含有量、99.5%超を有し、O及びSの非常に低いAt%、全体で0.5%未満を有する。カーボンブラックは、非常に純粋であり、非常に強いドーパント酸素及び硫黄が表面上にほとんどないため、導電性は非常に低い。これによって、1%超の酸素及び硫黄を有するRegal(登録商標)330などの低純度カーボンブラックよりも低い誘電損失が提供される。純度の差は、炭素によって最も劇的に示される。カーボンブラックの酸素比は、Regal(登録商標)330の139:1と比較して、NIPex(登録商標)35では499:1である。
【0077】
実施形態では、着色剤は、カーボンブラックと、シアン、実施形態では、シアンPB 15:3との組み合わせを含む。
【0078】
実施形態では、トナーは、5~8重量パーセントの顔料を含む。特定の実施形態では、トナーは、5~8重量パーセントの顔料であって、顔料がカーボンブラック及びシアンの組み合わせである、顔料と、73~78重量パーセントの非晶性ポリエステルであって、非晶性ポリエステルが第1の非晶性ポリエステル及び第1の非晶性ポリエステルとは異なる第2の非晶性ポリエステルを含む、非晶性ポリエステルと、6~7重量パーセントの結晶性ポリエステルとを含み、実施形態では、結晶性ポリエステルは、C10:C9結晶性ポリエステルであり、重量パーセントは、トナー組成物の総重量に基づく。実施形態では、トナーは、トナー組成物の総重量を基準にして、約1重量パーセントで存在するシアン顔料と、約6.9重量パーセントの量で存在するカーボンブラック顔料と、を含む。
【0079】
他の実施形態では、トナーは、シアン、実施形態では、シアンPB15:3、マゼンタ、実施形態では、マゼンタPR269及びマゼンタRE05のうちの1つ又は両方、イエロー、実施形態では、イエローPY74、並びにカーボンブラックのうちの2つ以上の組み合わせを含む、着色剤を含む。他の実施形態では、トナーは、シアン、実施形態では、シアンPB15:3、マゼンタ、実施形態では、マゼンタPR269及びマゼンタRE05のうちの1つ又は両方、イエロー、実施形態では、イエローPY74、並びにカーボンブラックのうちの2つ以上の組み合わせを含む、5~8パーセントの顔料を含む。
【0080】
任意選択の添加剤。
【0081】
所望に応じて、トナー粒子は、他の任意選択の添加剤を含有し得る。例えば、トナーは、正又は負の電荷制御剤を、任意の所望又は有効量、一実施形態ではトナーの少なくとも約0.1重量パーセント、別の実施形態ではトナーの少なくとも約1重量パーセント、一実施形態ではトナーの約10重量パーセント以下、別の実施形態ではトナーの約3重量パーセント以下の量で含むことができる。好適な電荷制御剤の例としては、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許第4,298,672号に開示されているものを含む、アルキルピリジニウムハロゲン化物、重硫酸塩、アルキルピリジニウム化合物などの第四級アンモニウム化合物;参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許第4,338,390号に開示されているものを含む、有機硫酸塩及びスルホン酸塩組成物;セチルピリジニウムテトラフルオロボレート;ジステアリルジメチルアンモニウムメチルサルフェート、BONTRON E84(商標)又はE88(商標)(Hodogaya Chemical)などのアルミニウム塩;など、並びにこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。このような電荷制御剤は、シェル樹脂と同時に適用されても、シェル樹脂の適用後に適用されてもよい。
【0082】
また、流動助剤添加剤を含むトナー粒子外部添加剤粒子とブレンドすることもでき、これは、トナー粒子の表面上に存在することができる。これらの添加剤の例としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化スズなどの金属酸化物、並びにこれらの混合物;AEROSIL(登録商標)などのコロイド状及び非晶性シリカ、金属塩、及びステアリン酸亜鉛、酸化アルミニウム、酸化セリウムなどを含む脂肪酸金属塩、並びにこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。これらの外部添加剤の各々は、任意の所望の又は有効な量、実施形態では、トナーの少なくとも約0.1重量パーセント、又はトナーの少なくとも約0.25重量パーセント、又はトナーの約5重量パーセント以下、又はトナーの約3重量パーセント以下、の量で存在することができる。好適な添加剤には、各々が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第3,590,000号及び同第6,214,507号に開示されているものが含まれるが、これらに限定されない。このような添加剤は、シェル樹脂と同時に適用されても、シェル樹脂の適用後に適用されてもよい。
【0083】
エマルション凝集ポリエステルトナーは、一般に、トナー中のNIPex(登録商標)カーボンブラック分散のための分散剤として、約7.2百分率(parts per hundred、pph)のTaycaPowerB2060界面活性剤、ドデシルベンゼンスルホネートのナトリウム塩を用いる。
【0084】
実施形態では、TaycaPower界面活性剤の量は、ブチルナフタレンスルホン酸/2-ナフタレンスルホン酸/ホルムアルデヒド、ナトリウム塩(花王株式会社)のポリマー界面活性剤である3.2pphのDEMOL SN-Bを添加しながら、顔料分散液中でたった2pphまで低下させることができる。次いで、分散液を使用して、トナーを作製することができる。
【0085】
同様の製品を使用して、誘電損失を低下させることができる。例えば、DEMOL M、アリルスルホン酸ナトリウムホルムアルデヒド縮合体粉末、DEMOL SS-L、アリルスルホン酸ナトリウムホルムアルデヒド縮合体、DEMOL N、DEMOL RN、DEMOL T及びDEMOL T-45ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルムアルデヒド縮合体粉末、DEMOL NLナフタレンスルホン酸ナトリウムホルムアルデヒド縮合液。他の製造業者は、Anyang Double Circle Auxiliary Co.,LTD(中国)から入手可能な1-ナフタレンスルホン酸、ホルムアルデヒドポリマー、ナトリウム塩CAS NO.32844-36-3及びChemtrade International(中国)から入手可能なナフタレンスルホン酸ナトリウムホルムアルデヒドCAS NO.9084-06-4などの同様のスルホネートホルムアルデヒド縮合体を提供する。
【0086】
凝固剤。
【0087】
本明細書におけるトナーはまた、一価金属凝固剤、二価金属凝固剤、ポリイオン凝固剤等の凝固剤を含有し得る。様々な凝固剤が当該技術分野において既知である。本明細書で使用するとき、「ポリイオン凝固剤」は、少なくとも3、望ましくは少なくとも4又は5の価数を有する金属種から形成される金属塩又は金属酸化物のような塩又は酸化物である凝固剤を指す。したがって、好適な凝固剤には、例えば、フッ化アルミニウムや塩化ポリアルミニウム(polyaluminum chloride、PAC)のようなポリハロゲン化アルミニウムのようなアルミニウムをベースとした凝固剤、ポリアルミニウムスルホシリケート(polyaluminum sulfosilicate、PASS)、ポリ水酸化アルミニウム、ポリリン酸アルミニウムのようなポリアルミニウムシリケートが含まれる。他の好適な凝固剤には、テトラアルキルチチネート、ジアルキルスズオキシド、テトラアルキルスズ酸化水酸化物、ジアルキルスズ酸化水酸化物、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、酸化スズ、酸化ジブチルスズ、酸化ジブチルスズ酸化水酸化物、テトラアルキルスズ、これらの組み合わせ等も含まれるが、これらに限定されない。凝固剤がポリイオン凝固剤である場合、凝固剤は、存在する任意の所望の数のポリイオン原子を有し得る。例えば、実施形態では、好適なポリアルミニウム化合物は、化合物中に約2~約13、又は約3~約8のアルミニウムイオンが存在し得る。
【0088】
このような凝固剤は、粒子凝集中にトナー粒子に組み込むことができる。このように、凝固剤は、トナー粒子の約0~約5重量パーセント、又は約0重量パーセント~約3重量パーセントの量で、外部添加剤を除いて、乾燥重量基準で、トナー粒子中に存在することができる。
【0089】
界面活性剤。
【0090】
エマルション凝集手順によってトナーを調製する際、1つ以上の界面活性剤をプロセス中で使用し得る。好適な界面活性剤には、アニオン性、カチオン性、及び非イオン性界面活性剤が含まれる。実施形態では、アニオン性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤の使用は、凝固剤の存在下で凝集プロセスを安定化させるのに役立ち、他のものでは凝集不安定性につながる可能性がある。
【0091】
アニオン性界面活性剤には、ドデシル硫酸ナトリウム(sodium dodecylsulfate、SDS)、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルナフタレン硫酸ナトリウム、ジアルキルベンゼンアルキル硫酸塩及びスルホン酸塩、アビエチン酸、及びNEOGEN(登録商標)ブランドのアニオン性界面活性剤が含まれる。好適なアニオン性界面活性剤の例は、Daiichi Kogyo Seiyaku co.Ltd.から入手可能なNEOGEN(登録商標)RK、又は主に分岐ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムで構成されている、Tayca Corporation(日本)からのTAYCA POWER BN2060である。
【0092】
カチオン性界面活性剤の例としては、ジアルキルベンゼンアルキルアンモニウムクロリド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド、アルキルベンジルメチルアンモニウムクロリド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムブロミド、塩化ベンザルコニウム、エチルピリジニウムブロミド、C12、C15、C17臭化トリメチルアンモニウム、四級化ポリオキシエチルアルキルアミンのハロゲン化物塩、ドデシルベンジルトリエチルアンモニウムクロリドが挙げられる。Alkaril Chemical Companyから入手可能なMIRAPOL(登録商標)及びALKAQUAT(登録商標)、Kao Chemicalsから入手可能なSANISOL(登録商標)(塩化ベンザルコニウム)等。好適なカチオン性界面活性剤の例は、主にベンジルジメチルアルコニウムクロリドからなる、Kao Corp.から入手可能なSANISOL(登録商標)B-50である。
【0093】
非イオン性界面活性剤の例としては、IGEPAL(登録商標)CA-210、IGEPAL(登録商標)CA-520、IGEPAL(登録商標)CA-720、IGEPAL(登録商標)CO-890、IGEPAL(登録商標)CO-720、IGEPAL(登録商標)CO-290、IGEPAL(登録商標)CA-210、ANTAROX(登録商標)890及びANTAROX(登録商標)897としてRhone-Poulenc Inc.から入手可能な、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、メタロース、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキシルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ジアルキルフェノキシポリ(エチレンオキシ)エタノールが挙げられる。好適な非イオン性界面活性剤の例は、主にアルキルフェノールエトキシレートからなるRhone-Poulenc Inc.から入手可能なANTAROX(登録商標)897である。
【0094】
pHを上昇させ、したがって凝集粒子をイオン化させ、安定性を提供し、それによって凝集体のサイズ成長を防止するために使用される塩基の例は、とりわけ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化セシウム等から選択することができる。
【0095】
使用することができる酸の例としては、例えば、硝酸、硫酸、塩酸、酢酸、クエン酸、トリフルロ酢酸、コハク酸、サリチル酸等が挙げられ、これらの酸は、実施形態では、希釈された形態で、約0.5~約10重量パーセントの範囲の水、又は約0.7~約5重量パーセントの範囲の水で使用される。
【0096】
実施形態では、ナフタレンスルホン酸ポリマー界面活性剤が選択される。
【0097】
トナーの調製。
【0098】
実施形態では、本発明のトナーは、エマルション凝集(emulsion aggregation、EA)プロセスによって調製され、例えば、1つ以上のエマルションであって、実施形態では、各エマルションが、樹脂を含み、実施形態では、エマルションが、樹脂の組み合わせを含み、実施形態では、エマルションが、第1の非晶性ポリエステルを含み、エマルションが、第2の非晶性ポリエステルを含み、エマルションが、結晶性ポリエステルを含み、エマルションが、パラフィンワックスを含み、エマルションが、ポリメチレンワックスを含む、エマルションと、顔料分散液との混合物を凝集させることと、次いで、混合物を合体させることと、を含むプロセスによって、調製される。実施形態では、結晶性ポリエステルは、別々のエマルションで提供される。実施形態では、結晶性ポリエステルは、C10:C9ポリエステルである。第1の非晶性ポリエステル及び第2の非晶性ポリエステルは、別々の水性分散液として利用され得る。実施形態では、第1の非晶性ポリエステル、第2の非晶性ポリエステル、及び結晶性ポリエステルを含むラテックスが使用される。
【0099】
実施形態では、本明細書のプロセスは、第1のワックスと、第1のワックスとは異なる第2のワックスであって、第1のワックスが、パラフィンワックスを含み、第2のワックスが、ポリメチレンワックスを含む、第2のワックスと、少なくとも1種のポリエステルと、任意選択の着色剤と、を組み合わせることと、凝集させて凝集粒子を形成することと、任意選択で、シェル樹脂を添加してコアシェル粒子を形成することと、合体させて、合体したトナー粒子を形成することと、を含む。
【0100】
実施形態では、本明細書のプロセスは、第1の非晶性ポリエステルと、第2の非晶性ポリエステルであって、第1の非晶性ポリエステル及び第2の非晶性ポリエステルが、異なる、水、パラフィンワックスである、第2の非晶性ポリエステルと、ポリメチレンワックスと、結晶性ポリエステルと、着色剤と、を組み合わせて、ラテックスを調製することと、任意選択で、凝集剤をラテックスに添加することと、ラテックスを加熱して凝集粒子を形成することと、シェル樹脂を凝集トナー粒子に添加することであって、シェルが、少なくとも1種の非結晶性ポリエステルを含む、添加することと、加熱して、合体したトナー粒子を形成する粒子を合体させることと、合体したトナー粒子を回収することと、を含む。
【0101】
実施形態では、本明細書のプロセスは、凝集前に第3の非晶性ポリエステル及び第4の非晶性ポリエステルを添加することを更に含み、第3の非晶性ポリエステル、第3の非晶性ポリエステル及び第4の非晶性ポリエステルは、異なる。実施形態では、第3の非晶性ポリエステルは、ポリ(プロポキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-フマレート-ドデセニルスクシネート)であり、第4の非晶性ポリエステルは、ポリ(プロポキシル化-エトキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-ドデセニルスクシネート-トリメリト酸無水物)である。
【0102】
混合物は、約600~約6,000回転/分で混合するなどによって、任意の好適な又は所望のプロセスによって達成され得て、均質化されてもよい。均質化は、例えば、IKA ULTRA TURRAX TSOプローブホモジナイザーを用いることを含む任意の好適な手段によって達成してもよい。
【0103】
上記混合物の調製に続いて、凝集剤を混合物に添加してもよい。代替として、結晶性ポリエステルを、非晶性ポリエステル含有ラテックスのうちの1つ又は両方に添加してもよい。任意の好適な凝集剤を利用してもよい。好適な凝集剤としては、例えば、二価の薬剤の水溶液、例えば、ポリ塩化アルミニウム(polyaluminum chloride、PAC)などのポリアルミニウムハライド、又は対応する臭化物、フッ化物、若しくはヨウ化物などの無機カチオン性凝集剤、ポリアルミニウムスルホシリケート(polyaluminum sulfosilicate、PASS)などのポリアルミニウムシリケート、又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、オキシ酸カルシウム、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、及び硫酸銅を含む水溶性金属塩、又はこれらの組み合わせが挙げられる。凝集剤は、樹脂(複数可)のガラス転移温度(glass-transition temperature、Tg)未満の温度で混合物に添加されてもよい。凝集剤は、均質化下で混合物に添加されてもよい。
【0104】
凝集剤は、任意の適切な又は所望の量で、実施形態では、例えば、樹脂の約0重量%~約10重量%、樹脂の約0.2%~約8重量%、又は樹脂の約0.5%~約5重量%の量で混合物に添加されてもよい。
【0105】
混合物の粒子を、所定の所望の粒径が得られるまで凝集してもよい。所定の所望のサイズとは、形成前に決定される際に得られる所望の粒径を指し、粒径は、そのような粒径に達するまで成長プロセス中に監視される。サンプルは、成長プロセス中に採取され、体積平均粒径について、例えば、Coulter Counterで分析してもよい。したがって、凝集は、高温を維持すること、又は温度を、例えば、実施形態では約30℃~約100℃、実施形態では約30℃~約80℃、又は実施形態では約30℃~約50℃に維持することによって進行し得る。温度は、凝集粒子を提供するために、撹拌しながら、約0.5時間~約6時間、又は実施形態では約1~約5時間の期間保持されてもよい。所定の所望の粒径に達すると、シェルを添加してもよい。シェルの適用前の粒子の体積平均粒径は、例えば、約3マイクロメートル(μm)~約10μm、実施形態では約4μm~約9μm、又は約6μm~約8μmであってもよい。
【0106】
シェル樹脂。
【0107】
本明細書に記載のように、トナーは、コアシェル構成を含み得る。実施形態では、凝集後であるが合体前に、凝集粒子に樹脂コーティングを適用して、その上にシェルを形成し得る。上述した任意の樹脂をシェルに利用してもよい。実施形態では、非晶性ポリエステル樹脂がシェルに利用される。実施形態では、シェルは、第1の非晶性ポリエステル及び第2の非晶性ポリエステルを含む。実施形態では、シェルは、第1の非晶性ポリエステル及び第2の非晶性ポリエステルを含み、他の樹脂を含まない。実施形態では、2つの非晶性ポリエステル樹脂は、例えば、実質的に等しい量でシェルに利用される。実施形態では、結晶性ポリエステル樹脂及び2つの異なる種類の非晶性ポリエステル樹脂がコアに利用され、同じ2つの種類の非晶性ポリエステル樹脂がシェルに利用される。
【0108】
特定の実施形態では、本明細書のトナー組成物は、ポリエステルトナー組成物を含み、他の種類の樹脂を含まず、実施形態では、スチレン、アクリレート、又は他の樹脂を含まない。
【0109】
特定の実施形態では、シェルは、ポリ(プロポキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-フマレート-ドデセニルスクシネート)を含む第1の非晶性ポリエステルと、ポリ(プロポキシル化-エトキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-ドデセニルスクシネート-トリメリト酸無水物)を含む第2の非晶性ポリエステルと、を含む。
【0110】
シェルは、上述したようにエマルション(複数可)の形態でシェル樹脂を使用することによって、凝集粒子に適用され得る。このようなエマルションは、凝集粒子上にコーティングを形成するのに十分な条件下で凝集粒子と組み合わされてもよい。例えば、凝集粒子上のシェルの形成は、約30℃~約80℃、又は約35℃~約70℃の温度まで加熱しながら生じ得る。シェルの形成は、約5分~約10時間、又は約10分~約5時間の期間にわたって行われてもよい。
【0111】
トナー粒子の所望のサイズが達成されると、混合物のpHを、pH制御剤で、塩基を用いて、約3~約10、又は実施形態では約5~約9の値に調整してもよい。pHの調整は、トナー成長を停止させる凍結に利用されてもよい。トナー成長を停止するために利用される塩基としては、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、これらの組み合わせなどのアルカリ金属水酸化物などの任意の好適な塩基を挙げることができる。実施形態では、上記の所望の値にpHを調整するのを助けるために、エチレンジアミン四酢酸(ethylene diamine tetraacetic acid、EDTA)などのキレート剤を添加してもよい。他のキレート剤が使用されてもよい。
【0112】
実施形態では、コアシェルトナー粒子のサイズ(合体前)は、約3μm~約10μm、約4μm~約10μm、又は約6μm~約9μmであってもよい。
【0113】
合体。
【0114】
所望の粒径への凝集及び任意選択的なシェルの適用に続いて、粒子は次に所望の最終形状に合体されてもよく、その合体は、例えば、約45℃~約150℃、約55℃~約99℃、又は約60℃~約90℃の温度に混合物を加熱する(この温度は、トナー粒子を形成するために利用される樹脂のガラス転移温度以上であってもよい)。加熱は継続してもよく、又は混合物のpHは、所望の円形度に達するように一定時間にわたって調節(例えば、低減)されてもよい。その時間は、約1時間~約5時間、又は約2時間~約4時間であってもよい。合体中に様々な緩衝剤を使用し得る。合体の総期間は、約1~約9時間、約1~約8時間、又は約1~約5時間としてもよい。攪拌は、合体中において、例えば、約20rpm~約1000rpm、又は約30rpm~約800rpmが利用され得る。
【0115】
凝集及び/又は合体後、混合物を室温まで冷却してもよい。冷却は、所望に応じて急速であっても遅くてもよい。好適な冷却プロセスは、反応器の周囲のジャケットに冷水を導入することを含んでもよい。冷却後、所望のサイズのふるいでトナー粒子を篩分けし、濾過し、水で洗浄し、次いで乾燥させてもよい。乾燥は、例えば凍結乾燥を含む任意の好適な乾燥プロセスによって達成されてもよい。
【0116】
トナーの特性。
【0117】
実施形態では、乾燥トナー粒子は、外部表面添加剤を除いて、以下の特性のうちの1つ以上を呈する。
【0118】
(1)約5.0μm~約10.0μm、約5.0μm~約9.0μm、又は約5.0μm~約7.0μmの体積平均粒径。
【0119】
(2)約1.05~約1.55、約1.10~約1.40、又は約1.10~約1.35の平均幾何学的サイズ分布(GSDn)及び/又は体積平均幾何学的サイズ分布(GSDv)。
【0120】
(3)約0.90~約1.00、又は約0.92~約0.99、又は約0.95~約0.98の円形度。
【0121】
これらの特性は、以下の実施例に記載される技術に従って、又は当業者に既知の技術に従って測定され得る。
【0122】
本発明のトナーは、様々な相対湿度(RH)条件下で、例えば、21.1℃/10%RHの低湿度ゾーン(J-zone)及び約28℃/85%RHの高湿度ゾーン(A-zone)で優れた帯電特性を有し得る。同様に、本発明のトナーは、優れた流動性及びブロッキング特性を有し得る。実施形態では、外部表面添加剤を除くトナー粒子は、以下の特性のうちの1つ以上を呈する。
【0123】
(4)約1μC/g~約20μC/g、約5μC/g~約15μC/g、又は約10μC/g~約15C/gのA-zone電荷質量比(Q/M)。
【0124】
(5)約40μC/g~約80μC/g、約40μC/g~約70μC/g、又は約50μC/g~約70μC/gのJ-zone電荷質量比(Q/M)。
【0125】
実施形態では、外部表面添加剤を含むトナー粒子は、以下の特性のうちの1つ以上を呈する。
【0126】
(6)約20~約40、約22~約38、又は約23~約35の範囲の誘電損失(xl000)。
【0127】
本発明のトナーは、光沢度40、ピーク光沢、低温オフセット温度、高温オフセット温度、及び最小固定温度(MFT)に達する光沢温度のうちの1つ以上によって反映される優れた定着特性を有し得る。実施形態では、外部表面添加剤を含むトナー粒子は、約130℃以下、約128℃以下、約127℃以下のMFT、又は約120℃~約130℃の範囲のMFTを呈する。
【0128】
現像剤及び担体。
【0129】
本発明のトナーは、現像剤組成物に配合されてもよい。現像剤組成物は、本開示のトナーを、鋼、フェライトなどのコーティングされた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することができる。このような担体としては、米国特許第4,937,166号及び同第4,935,326号に開示されているものが挙げられ、これらのそれぞれの開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0130】
トナーは、約1重量%~約15%重量%、約2重量%~約8重量%、又は約4重量%~約6重量%の量で担体内に存在してもよい。担体粒子はまた、ポリメチルメタクリレート(polymethylmethacrylate、PMMA)などのポリマーコーティングを有するコアも含むことができ、その中に導電性カーボンブラックのような導電性成分が分散されている。担体コーティングとしては、メチルシルセスキオキサンなどのシリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデンなどのフルオロポリマー、ポリフッ化ビニリデン及びアクリルなどの摩擦電気系列表(triboelectric series)で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、これらの組み合わせ、及びその他の既知成分が挙げられる。
【0131】
適用。
【0132】
本発明のトナーは、様々な電子写真式プロセスで、様々な電子写真式プリンタと共に使用し得る。電子写真式イメージングプロセスには、例えば、帯電構成要素、イメージング構成要素、光導電性構成要素、現像構成要素、転写構成要素、及び定着構成要素を含む電子写真式プリンタで画像を調製することが含まれる。実施形態では、現像構成要素は、担体を本明細書に記載のいずれかのトナーと混合することによって調製される現像剤を含んでもよい。電子写真式プリンタは、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んでもよい。画像がトナー/現像剤で形成されると、画像はその後、紙などの画像受容媒体に転写され得る。定着機ロール部材は、熱及び圧力を使用することによって、トナーを画像受容媒体に定着させるために使用され得る。電子写真式印刷プロセスで本発明のトナーを使用することにより、本明細書に記載の特性及び他の望ましい特性を有する印刷画像を提供することができる。
【0133】
本発明のトナーは、本発明のトナーのいずれかを含有する粉末スプレーガン(例えば、トリボガン)が、基材にトナーを供給するために使用される粉末コーティング適用などの他の適用での使用が見出される。
【0134】
実施形態では、本明細書のプロセスは、電子写真式プリンタを使用して本明細書に記載のトナーで画像を形成することと、トナーを含む画像を画像受容媒体に転写することと、トナーを画像受容媒体に定着させてトナー画像を形成することと、を含む。
【実施例
【0135】
以下の実施例は、本開示の様々な種類を更に定義するために提示される。これらの実施例は、例示のみを意図しており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。また、別途記載のない限り、割合及び百分率は重量による。
【0136】
以下のように、エマルション凝集合体プロセスを使用して、トナー粒子を調製した。
【0137】
コアポリエステルラテックス、顔料、ワックス、及び脱イオン水を反応器中で混合した。硝酸溶液を使用してpHを4.2に調整した。
【0138】
フロック生成剤を添加し、スラリーを均質化した。
【0139】
混合物を凝集のために45~50℃に加熱した。Coulter Multisizer-3器具を使用して粒径(D50v)を監視した。
【0140】
約4.9~5.1μm(マイクロメートル)μmのD50vで、約5.8~6.0μmのD50vを達成するために、計量ポンプを使用してシェルラテックスを混合物に添加した。
【0141】
水酸化ナトリウム溶液及びキレート剤を添加することによって反応を停止させて、pHを約7.8~8.2に上昇させた。
【0142】
混合物を、合体のために85~90℃に加熱した。pH7.8~8.2を維持するために、上昇中に水酸化ナトリウム溶液をゆっくりとスラリーに添加した。
【0143】
混合物を合体して保持し、FPIA Sysmex3000器具を使用して円形度を監視した。いくつかの実施形態では、合体中に、合体の速度を増加させるために、硝酸溶液などの酸を添加することによってpHを低下させた。
【0144】
約0.972の円形度が達成されると、混合物を熱交換器に通して、温度をトナーのTg未満に迅速に低下させた。
【0145】
次いで、典型的な方法を使用して、トナーを濾過し、洗浄し、乾燥させた。
【0146】
表1に示すように、異なるワックス配合物の特性を定量化するために5回実施した。
【表1】
【0147】
結果から、高温オフセットがワックスの総量によって有意に影響を受け、より低い程度で、使用するワックスの種類によって影響を受けたことが分かる。比較トナーAと比較して、実施例のトナーの各々は、高温オフセットの改善を示した。
【0148】
したがって、パラフィンワックス及びポリメチレンワックスを含む二種ワックスを用いる本発明のトナー組成物は、従来のトナーよりも改善された高温オフセットを提供した。本発明のトナーは、超微細粒子(ultra-fine particle、UFP)放出目標も満たす。
実施例6~9
【0149】
シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナーをそれぞれ含む実施例6、7、8、及び9を、表2に示す組成物を有することを除いて、上記実施例1~5のプロセスに従って調製した。
【表2】
実施例10~11
【0150】
イエロートナーを含む実施例10及び11を、表3に示す組成物を有することを除いて、上記実施例1~5のプロセスに従って調製した。
【表3】
【0151】
トナーデータを、トナーの湿性沈着によって得て、その後、X-Rite Spectrodensitometerを使用して分析した。
【0152】
ポリメチレンワックスのみを9%の量で含有することを除いて、実施例1と同じ成分を有する比較トナーAを調製した。
【0153】
表4は、比較トナーA及び実施例1~5の高温オフセット温度の結果を示す。
【表4】
【表5】
【0154】
様々な上記で開示された及び他の特徴及び機能、又はこれらの代替物が、他の異なるシステム又は用途に組み合わされ得ることが理解されるであろう。また、様々な現在予期されない、又は先行例のない代替物、修正、変形、又は改善が、当業者によって行われてよく、これらはまた、以下の「特許請求の範囲」によって包含されることが意図されている。特許請求の範囲に具体的に列挙されない限り、特許請求の範囲の工程又は構成要素は、本明細書又は任意の他の特許請求の範囲から、特定の順序、数、位置、サイズ、形状、角度、色、又は材料に関して、暗示又は意味されるべきではない。
本発明のまた別の態様は、以下の通りであってもよい。
〔1〕第1のワックスと、
前記第1のワックスとは異なる第2のワックスと、
少なくとも1種のポリエステルと、
任意選択の着色剤と、を含むトナー組成物であって、
前記第1のワックスが、パラフィンワックスを含み、
前記第2のワックスが、ポリメチレンワックスを含む、トナー組成物。
〔2〕前記トナー組成物が、前記トナー組成物の総重量を基準にして、約9~約12重量パーセントの量の、前記第1のワックス及び前記第2のワックスを含むワックスの総量を含む、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔3〕前記パラフィンワックスが、前記パラフィンワックス及び前記ポリメチレンワックスの総重量を基準にして、約25~約75重量パーセントの量で存在する、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔4〕前記第1のワックスが、約60~約80℃のピーク融点を有するパラフィンワックスを含む、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔5〕前記第1のワックスが、約50超の炭素/酸素比を有するパラフィンワックスである、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔6〕前記第1のワックスが、約400グラム/モル~600グラム/モルの数平均分子量を有するパラフィンワックスである、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔7〕前記第2のワックスが、約600グラム/モル~800グラム/モルの数平均分子量を有するポリメチレンワックスである、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔8〕前記少なくとも1種のポリエステルが、少なくとも1種の非晶性ポリエステル及び少なくとも1種の結晶性ポリエステルを含む、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔9〕前記少なくとも1種のポリエステルが、第1の非晶性ポリエステルと、前記第1の非晶性ポリエステルとは異なる第2の非晶性ポリエステルと、を含む、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔10〕前記トナー組成物が、前記トナー組成物の総重量を基準にして、約73~約78重量パーセントの量で存在する非晶性ポリエステルを含む、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔11〕前記少なくとも1種のポリエステルが、第1の非晶性ポリエステルと、前記第1の非晶性ポリエステルとは異なる第2の非晶性ポリエステルと、結晶性ポリエステルとを含む、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔12〕前記トナー組成物が、前記トナー組成物の総重量を基準にして、約6~約7重量パーセントの量で存在する結晶性ポリエステルを含む、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔13〕コアシェル構成を更に含み、
前記コアが、少なくとも1種の非晶性ポリエステル及び少なくとも1種の結晶性ポリエステルを含み、
前記シェルが、少なくとも1種の非晶性ポリエステルを含む、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔14〕コアシェル構成を更に含み、
前記コアが、少なくとも1種の非晶性ポリエステル及び少なくとも1種の結晶性ポリエステルを含み、
前記シェルが、第1の非晶性ポリエステルと、前記第1の非晶性ポリエステルとは異なる第2の非晶性ポリエステルと、を含む、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔15〕コアシェル構成を更に含み、
前記コアが、ポリ(プロポキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-フマレート-ドデセニルスクシネート)を含む第1の非晶性ポリエステルと、ポリ(プロポキシル化-エトキシル化ビスフェノール-co-テレフタレート-ドデセニルスクシネート-トリメリト酸無水物)を含む第2の非晶性ポリエステルと、を含む、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔16〕コアシェル構成を更に含み、
前記コアが、次式の結晶性ポリエステルを含み、
【化1】
式中、a及びbの各々が1~12の範囲であり、pが10~100の範囲である、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔17〕前記任意選択の着色剤が存在し、前記着色剤が、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、又はこれらの組み合わせから選択される、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔18〕前記任意選択の着色剤が存在し、前記着色剤が、前記トナー組成物の総重量を基準にして、約5~約8重量パーセントの量で存在する顔料を含む、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔19〕前記任意選択の着色剤が存在し、前記着色剤が、カーボンブラック及びシアンの組み合わせを含む、前記〔1〕に記載のトナー組成物。
〔20〕コアシェル構成を更に含み、
前記シェルが、樹脂を含み、前記シェル樹脂が、コア及びシェルを含む前記トナー組成物の総重量を基準にして、前記トナー組成物の約28重量パーセントを構成する、前記〔1〕に記載のトナー組成物。