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技術 改良されたトナー粒子処理

出願人 ゼロックスコーポレイション
発明者 スティーブン・エム・マホウスキエリック・ジョセフ・ヤングジェイ・エル・シュナイダー
出願日 2014年6月27日 (6年4ヶ月経過) 出願番号 2014-133052
公開日 2015年1月29日 (5年9ヶ月経過) 公開番号 2015-018235
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における現像剤
主要キーワード 流動効率 濾過プレス 費用低減 品質仕様 乱流エネルギー 混入濃度 マイクロジーメンス 風乾時間
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年1月29日)のものです。
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図面 (4)

課題

トナー添加剤の機能を広げ、トナー粒子の取り扱いプロセスのサイクル時間を改良することができるプロセスを提供する。

解決手段

粒状トナー添加剤をトナー粒子に加え、スラリーを作成することと、スラリーを濾過して濾過ケーキを作成し、このとき、粒状トナー添加剤が、濾過助剤として機能することと、濾過ケーキを洗浄し、この洗浄工程の後、トナー粒子は、トナー粒子に付着した粒状トナー添加剤の一部を有することと、トナー粒子を、添加剤を用いて解凝集/乾燥させ、この乾燥工程の後、トナー粒子は、トナー粒子に付着した粒状トナー添加剤の一部を有することとを含む、プロセス。

概要

背景

化学トナーの製造において、洗浄は、それによってトナー粒子脱水し、洗浄し、含水量および残留界面活性剤および残留イオンの除去を含む最終的な品質仕様を満たす処理工程である。例示的な洗浄プロセスでは、フィルタープレス板を、織り合わせた濾過布に対して強く加圧し、トナー粒子を含むスラリー受け入れるような構成の1つ以上のチャンバを作成する。スラリーは、チャンバに供給され、濾液として液体を流しつつ、濾過布の上に濡れ濾過ケーキを作成する。

保持されている粒子洗浄液を通し、次いで、必要な場合、さらなる洗浄のために濾過布に洗浄液を通すことによって、同じフィルタープレスの内側で動的洗浄を行うこともできる。次いで、典型的には、水分量の望ましい仕様を満たすために、洗浄したケーキに対して風乾を行なう。乾燥したトナー粒子をさらに処理し、典型的には、トナー粒子とブレンドしたトナー添加物を含むトナー組成物を製造することができる。これらの添加剤は、例えば、流動制御、全体的な電荷およびトナーの他の望ましい特徴を有する種々の特性を有するトナー組成物を与えるように設計される。

小さなトナー粒子を用いることの望ましさは、画質が向上し、必要なトナー量が減ることであり、潜在的な材料費節約となり得る。しかし、小さなトナー粒子を使用することから生じる課題は、濾過布が目詰まりしやすいことである。さらに、小さなトナー粒子は、濾過および動的洗浄のサイクル時間を長くすることがある。これらの影響は、ケーキの空隙率を小さくし、トナー粒子の濾過ケーキおよび濾過布への液体の経路を塞いでしまい、最終的に、洗浄効率が低下し、サイクル時間を長くするような小さなトナー粒子に起因する。

概要

トナー添加剤の機能を広げ、トナー粒子の取り扱いプロセスのサイクル時間を改良することができるプロセスを提供する。粒状トナー添加剤をトナー粒子に加え、スラリーを作成することと、スラリーを濾過して濾過ケーキを作成し、このとき、粒状トナー添加剤が、濾過助剤として機能することと、濾過ケーキを洗浄し、この洗浄工程の後、トナー粒子は、トナー粒子に付着した粒状トナー添加剤の一部を有することと、トナー粒子を、添加剤を用いて解凝集/乾燥させ、この乾燥工程の後、トナー粒子は、トナー粒子に付着した粒状トナー添加剤の一部を有することとを含む、プロセス。なし

目的

具体的な実施形態では、粒状ポリメタクリル酸メチル)をトナー粒子に加え、スラリーを作成することと、スラリーを濾過して濾過ケーキを作成することと、濾過ケーキを洗浄し、この洗浄工程の後、トナー粒子が、トナー粒子に付着した粒状トナー添加剤の一部を有するプロセスを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

粒状トナー添加剤トナー粒子に加え、スラリーを作成することと、前記スラリーを濾過して濾過ケーキを作成し、前記粒状トナー添加剤が、濾過助剤として機能することと、前記濾過ケーキを洗浄することと、を含み、前記洗浄する工程の後、前記トナー粒子が、前記トナー粒子に付着した前記粒状トナー添加剤の一部を有し、前記トナー粒子を、前記添加剤を用いて解凝集/乾燥させ、前記乾燥させる工程の後、前記トナー粒子が、前記トナー粒子に付着した前記粒状トナー添加剤の一部を有する、プロセス。

請求項2

前記粒状トナー添加剤が、有機スペーサ粒子シリカチタニアアルミナ金属脂肪酸塩希土類金属酸化物電荷制御剤、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載のプロセス。

請求項3

前記粒状トナー添加剤は、フッ素化ポリマーポリメタクリル酸メチル)およびラテックスからなる群から選択される有機ポリマーを含む、請求項1に記載のプロセス。

請求項4

前記粒状トナー添加剤は、スラリーの固体保持量の約0.1重量%〜約10重量%の範囲の量でポリ(メタクリル酸メチル)を含む、請求項1に記載のプロセス。

請求項5

前記粒状ポリ(メタクリル酸メチル)は、平均粒径が約0.15ミクロン〜約1.5ミクロンの範囲にある、請求項4に記載のプロセス。

請求項6

前記トナー粒子が、スチレンアクリレートメタクリレートブタジエンイソプレンアクリル酸メタクリル酸アクリロニトリルポリエステル、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つのポリマー樹脂を含む、請求項1に記載のプロセス。

請求項7

前記トナー粒子が、体積メジアン粒径(D50v)が約3ミクロン〜約9ミクロンの範囲にある、請求項1に記載のプロセス。

請求項8

前記洗浄する工程が、水、酸、腐食剤イオン含有量が低い水、逆浸透圧水、脱イオン水界面活性剤を含む低表面張力の水からなる群から選択される洗浄液を用いた1種類以上の動的洗浄を含む、請求項1に記載のプロセス。

請求項9

粒状ポリ(メタクリル酸メチル)を超微細トナー粒子に加え、スラリーを作成することと、前記スラリーを濾過して濾過ケーキを作成することと、前記濾過ケーキを洗浄することと、前記トナー粒子を乾燥させることと、を含み、前記洗浄する工程および乾燥する工程の後、前記超微細トナー粒子が、前記超微細トナー粒子に付着した前記粒状ポリ(メタクリル酸メチル)の一部を有する、プロセス。

請求項10

前記粒状ポリ(メタクリル酸メチル)が、前記スラリーの固体保持量の約0.1重量%〜約10重量%の範囲の量で存在する、請求項9に記載のプロセス。

技術分野

0001

本開示は、トナー粒子を取り扱うためのプロセスに関する。特に、本開示は、下流のトナー添加剤の機能を広げ、トナー粒子の取り扱いプロセスのサイクル時間を改良することに関する。

背景技術

0002

化学トナーの製造において、洗浄は、それによってトナー粒子を脱水し、洗浄し、含水量および残留界面活性剤および残留イオンの除去を含む最終的な品質仕様を満たす処理工程である。例示的な洗浄プロセスでは、フィルタープレス板を、織り合わせた濾過布に対して強く加圧し、トナー粒子を含むスラリー受け入れるような構成の1つ以上のチャンバを作成する。スラリーは、チャンバに供給され、濾液として液体を流しつつ、濾過布の上に濡れ濾過ケーキを作成する。

0003

保持されている粒子洗浄液を通し、次いで、必要な場合、さらなる洗浄のために濾過布に洗浄液を通すことによって、同じフィルタープレスの内側で動的洗浄を行うこともできる。次いで、典型的には、水分量の望ましい仕様を満たすために、洗浄したケーキに対して風乾を行なう。乾燥したトナー粒子をさらに処理し、典型的には、トナー粒子とブレンドしたトナー添加物を含むトナー組成物を製造することができる。これらの添加剤は、例えば、流動制御、全体的な電荷およびトナーの他の望ましい特徴を有する種々の特性を有するトナー組成物を与えるように設計される。

0004

小さなトナー粒子を用いることの望ましさは、画質が向上し、必要なトナー量が減ることであり、潜在的な材料費節約となり得る。しかし、小さなトナー粒子を使用することから生じる課題は、濾過布が目詰まりしやすいことである。さらに、小さなトナー粒子は、濾過および動的洗浄のサイクル時間を長くすることがある。これらの影響は、ケーキの空隙率を小さくし、トナー粒子の濾過ケーキおよび濾過布への液体の経路を塞いでしまい、最終的に、洗浄効率が低下し、サイクル時間を長くするような小さなトナー粒子に起因する。

課題を解決するための手段

0005

粒状トナー添加剤をトナー粒子に加え、スラリーを作成することと、スラリーを濾過して濾過ケーキを作成し、このとき、粒状トナー添加剤が、濾過助剤として機能することと、濾過ケーキを洗浄し、この洗浄工程の後、トナー粒子は、トナー粒子に付着した粒状トナー添加剤の一部を有することと、トナー粒子を、添加剤を用いて解凝集/乾燥させ、この乾燥工程の後、トナー粒子は、トナー粒子に付着した粒状トナー添加剤の一部を有することとを含む、プロセス。

0006

粒状ポリメタクリル酸メチル)をトナー粒子に加え、スラリーを作成することと、スラリーを濾過して濾過ケーキを作成することと、濾過ケーキを洗浄することと、トナー粒子を乾燥させることとを含み、洗浄工程および乾燥工程の後、トナー粒子は、トナー粒子に付着した粒状ポリ(メタクリル酸メチル)の一部を有する、プロセス。

0007

粒状ポリ(メタクリル酸メチル)を超微細トナー粒子に加え、スラリーを作成することと、スラリーを濾過して濾過ケーキを作成することと、濾過ケーキを洗浄することと、トナー粒子を乾燥させることとを含み、洗浄工程および乾燥工程の後、超微細トナー粒子は、超微細トナー粒子に付着した粒状ポリ(メタクリル酸メチル)の一部を有する、プロセス。

図面の簡単な説明

0008

図1は、濾過および動的洗浄のためのスラリー移動時間に及ぼすポリ(メタクリル酸メチル)(PMMA)添加剤混入の影響を示すプロットである。
図2Aは、PMMAが混入していない(2A)、およびPMMAが混入した(2B)乾燥したトナー粒子(D50v=3.80ミクロン)の走査型電子顕微鏡(SEM)画像である。拡大=6000倍。
図2Bは、PMMAが混入していない(2A)、およびPMMAが混入した(2B)乾燥したトナー粒子(D50v=3.80ミクロン)の走査型電子顕微鏡(SEM)画像である。拡大=6000倍。
図3は、PMMAが混入した乾燥したトナー粒子(D50v=3.8ミクロン)のSEM画像である。拡大=6000倍。

0009

本明細書に開示する実施形態は、トナー粒子、特に、濾過および洗浄工程中にトナー粒子の単離を妨害し得る小さなトナー粒子を取り扱うための改良されたプロセスに関する。本明細書に開示する実施形態によれば、濾過および洗浄の前にトナー添加剤を混入することによってトナー粒子の取り扱い性を高めてもよく、トナー添加剤が濾過助剤として作用する。本明細書に開示する実施形態によれば、トナー添加剤は、トナーを調製するときに外部添加剤として下流で通常用いられる任意の添加剤であってもよく、1種類の添加剤(または複数の添加剤)の具体的な選択は、トナー粒子の濾過および洗浄を助ける能力によって決定される。一例として、トナー粒子単離の濾過工程および洗浄工程の間にポリ(メタクリル酸メチル)(PMMA添加剤)を使用することができる。PMMAは、トナー添加剤として使用するとき、濾過工程および洗浄工程が終了した後に、下流にあるブレンドプロセスの間に通常は組み込まれるだろう。

0010

理論によって束縛されないが、濾過および洗浄の間にトナー添加剤に加えることによって、トナー添加剤の基本的な特性を利用し、トナー粒子間の距離を維持し、改良された流動効率および洗浄効率を与えると考えられる。有利なことに、本明細書で開示する実施形態は、以下のことを与えてもよい。(1)トナー粒子の最初の濾過で、母液除去中の供給時間の低減、例えば、最初の濾過工程は、供給時間を約30%低減してもよい、(2)フィルタープレスを通って再懸濁した材料を圧送するための供給時間の低減、例えば、再懸濁した材料を圧送するための供給時間を約15%低減してもよい、(3)動的洗浄サイクル時間の低減、例えば、動的洗浄時間を約5〜約10%低減してもよい。したがって、本明細書に開示するプロセスは、向上した製品品質を与えつつ、最終的なサイクル時間を低減するだろう。

0011

トナー添加剤を上流に配置することによって、プロセスの柔軟性が高まるだろう。フィルタープレス処理および乾燥プロセスの前に、トナースラリーにトナー添加剤を加えることによって、ブレンドプロセスの間にトナー添加剤を導入することと比較して、添加剤の嵌入を増やす手段を与えるだろう。したがって、ある実施形態では、濾過助剤として使用するトナー添加剤は、トナー粒子に付着することによって利点を与え、このようないくつかの実施形態では、トナー粒子にトナー添加剤をこのように付着すると、トナー組成物の製造における下流のブレンドプロセスで達成するよりも良好であろう。理論によって束縛されないが、トナー粒子へのトナー添加剤の付着の改良は、機械的なプレス力におよび/または乾燥システム中で、ブレンドプロセスに似た様式で粒子と粒子の衝突を作り出す乱流エネルギーによるものであろう。

0012

小さなトナー粒子(約5ミクロン未満)は、濾過プレスによる洗浄で、サイクル時間が長くなり得ることが観察された。また、これも理論によって束縛されないが、母液の濾液除去中に、製造され、その後に乾燥される濡れたケーキは、小さな粒径のために密に封入されると仮定する。濡れたトナーケーキの最初の層は、濾過媒体上に生成し、通常の粒径(約5ミクロンより大きい)を使用する同じ洗浄プロセスと比較して、流れをせき止めることによって後の洗浄がもっと困難になる。トナースラリーは、母液除去の間および動的洗浄の間に濾過布を通って供給するのに長い時間がかかることがある。動的洗浄も、通常のトナー粒径を用いるときよりも長い時間がかかることがある。したがって、ある実施形態では、本明細書に開示するプロセスは、小さなトナー粒子を取り扱うときに特に有利であろう。例えば、本明細書に開示するプロセスは、当該技術分野で超微細トナー粒子と考えられてもよいD50vが約3.80ミクロン以下のトナー粒子の取り扱い性を高めるだろう。超微細トナー粒子の使用を促進すると、例えば、同じ品質の画像を製造するのに少ないトナー塊を用い、費用低減の利益および材料節約となるだろう。

0013

本明細書に開示するプロセスは、ふるい分けしたトナー粒子のスラリーにトナー添加剤を混合し、流動性および潤滑性を高め、動的洗浄およびフィルタープレスへのスラリー供給のための空間を与え、濾過のサイクル時間が短いという利点を与え、所望な場合に、洗浄効率を高め、トナー粒子へのトナー添加剤の付着を改良する。

0014

いくつかの実施形態では、PMMAは、濾過および洗浄でのトナー粒子の流動性および潤滑性のために使用可能なトナー添加剤の一例である。このような例示的な一実施形態では、ふるい分けしたトナー粒子のスラリーに約1ミクロンのポリ(メタクリル酸メチル)粒子を加え、この利点を実現することができる。トナー添加剤を含むトナースラリーが、フィルタープレスのプレートチャンバの中に入ると、スペーサーとして機能し、濾過ケーキの空隙率を効率的に高めることができる。この空隙率の増加によって、目標となる固体含有量を達成するように特定の量の水を抜き出すのに必要な望ましい短い脱水時間およびプレス処理時間を与える。さらに、空隙率の増加によって、母液除去中の動的洗浄の水の流速およびスラリーの移動時間が高まるだろう。理論によって束縛されないが、PMMAまたは他のトナー添加剤は、トナー粒子の表面化学を効率的に変え、トナー添加剤の疎水性に少なくとも部分的に起因し、迅速に洗浄するのに役立つだろう。処理時間の低減は、以下の実施例で、図1グラフに示されるように示される。

0015

したがって、ある実施形態では、粒状トナー添加剤をトナー粒子に加え、スラリーを作成することと、スラリーを濾過して濾過ケーキを作成し、このとき、粒状トナー添加剤が、濾過助剤として機能することとを含むプロセスが提供され、このプロセスは、さらに、濾過ケーキを洗浄し、この洗浄工程の後、トナー粒子は、トナー粒子に付着した粒状トナー添加剤の一部を有することを含む。本明細書で使用する場合、「濾過ケーキ」は、圧縮し、凝集したトナー粒子を指す。しかし、圧縮−凝集の程度は、個々の粒子の一体性破壊しない。乾燥すると、例えば、自由に流動する個々の粒子を得ることができる。

0016

粒状トナー添加剤の一部は、後の乾燥工程を行った後でさえ、トナー粒子に付着したままである。したがって、本明細書に開示するプロセスは、有利には、下流でブレンドを行なう前でさえ、トナー添加剤を変えたトナー粒子を与える。本明細書で使用する場合、「付着した」は、トナー粒子表面に保持される物理的に衝突したトナー添加剤を指す。このような付着は、トナー粒子の周り分布した添加剤粒状物の非連続的なコーティングであると思われる。このことは、以下の実施例と組み合わせて与えられるSEM画像からわかるだろう。

0017

適切な粒状トナー添加剤は、トナー組成物の調製において、典型的には下流でブレンドする任意の添加剤を含んでいてもよい。このようなトナー添加剤は、典型的には、トナー粒子表面にコーティングされる。ある実施形態では、トナー添加剤は、有機スペーサー粒子、シリカチタニアアルミナ金属脂肪酸塩希土類金属酸化物電荷制御剤、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される1種を含む。ある実施形態では、トナー添加剤は、トナー粒子を濾過し、洗浄した後に、通常は下流でトナー粒子に塗布される表面添加剤パッケージ中に存在する1つ以上の添加剤であってもよい。このような添加剤は、トナー粒子の塊に組み込まれるのではなく、トナー粒子の外側表面に付着するように設計されてもよい(が、自由に流動してもよい)。このような添加剤は、優れたトナー流動特性、高いトナー電荷、電荷安定性、濃い画像、および/または低い装置汚染を与えるようにはたらくだろう。

0018

ある実施形態では、トナー添加剤は、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)で表面処理されたシリカを含む1つ以上のシリカを含んでいてもよい。ある実施形態では、シリカは、ゾルゲルシリカであってもよい。ある実施形態では、トナー添加剤は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)シリカを含んでいてもよい。

0019

ある実施形態では、本明細書に開示するプロセスで使用するトナー添加剤は、正または負の電荷制御剤を含んでいてもよい。適切な電荷制御剤の例としては、ハロゲン化アルキルピリジニウムを含む四級アンモニウム化合物硫酸水素塩アルキルピリジニウム化合物有機サルフェートおよびスルホネート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アルミニウム塩、例えば、BONTRON E88(商標)、または亜鉛塩、例えば、E−84(Orient Chemical)、これらの組み合わせなどが挙げられる。

0020

ある実施形態では、本明細書に開示するプロセスで使用するトナー添加剤は、有機スペーサー、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)を含んでいてもよい。

0021

濾過および洗浄中に使用する他のトナー添加剤としては、例えば、金属塩脂肪酸金属塩コロイド状シリカ金属酸化物チタン酸ストロンチウム、これらの組み合わせなどを挙げることができる。他のトナー添加剤としては、ステアリン酸亜鉛およびDegussaから入手可能なAEOSIL R972(登録商標)およびコーティングされたシリカが挙げられる。

0022

具体的な実施形態では、トナー添加剤は、潤滑性を付与し得る脂肪酸金属塩であってもよい。この目的に適した脂肪酸金属塩としては、限定されないが、ステアリン酸塩、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムまたはステアリン酸カルシウムを挙げることができる。

0023

ある実施形態では、粒状トナー添加剤は、フッ素化ポリマー、ポリ(メタクリル酸メチル)およびラテックスからなる群から選択される有機ポリマーを含んでいてもよい。

0024

ある実施形態では、粒状トナー添加剤は、スラリーの乾燥粒子保持量の約0.50重量%〜約10重量%の範囲の量でポリ(メタクリル酸メチル)を含む。ある実施形態では、スラリーに使用する量は、濾過および洗浄の後に、トナー粒子の目的の被覆率を与えるように選択されてもよい。例えば、プロセス終了時に添加剤の約30%がトナー粒子上に残るように特定の添加剤が付着する場合、スラリーに使用するトナー添加剤の量は、トナー粒子の目的のコーティング被覆率を与えるように調節されてもよい。ある実施形態では、濾過および洗浄プロセスの終了時にトナー粒子上のトナー添加剤の被覆率は、トナー粒子の表面積の約0%から、トナー粒子の表面積の約5%までであってもよい。

0025

このようないくつかの実施形態では、粒状トナー添加剤は、有効直径として測定する場合、約0.10〜約1.50ミクロンの範囲の粒径を有していてもよい。ある実施形態では、ポリ(メタクリル酸メチル)がトナー添加剤である場合、粒状PMMAは、平均粒径が約0.15ミクロン〜約1.5ミクロンの範囲であってもよい。具体的な実施形態では、PMMAは、平均粒径が約0.75〜約1.25ミクロンの範囲であってもよい。

0026

ある実施形態では、本明細書に開示するプロセスの洗浄工程は、水、酸溶液腐食剤溶液または溶媒(限定されないが、メタノール)から選択される洗浄液、または、いくつかの実施形態では、水、酸、腐食剤イオン含有量が低い水、逆浸透圧水、脱イオン水界面活性剤を含む低表面張力の水からなる群から選択される洗浄液を用いた1種類以上の動的洗浄を含んでいてもよい。ある実施形態では、望ましいトナー添加剤がトナー粒子に会合したまま保持されつつ、特定の汚染物質を除去するように洗浄を選択してもよい。ある実施形態では、スラリーを再懸濁することによって洗浄工程を行ってもよく、他の実施形態では、スラリーを適切に再懸濁することなく、濾過ケーキに対し、洗浄工程を直接行ってもよい。

0027

約3〜約12、いくつかの実施形態では、約7〜約11のpHで洗浄を行ってもよい。約20℃〜約70℃、いくつかの実施形態では、約35℃〜約50℃の温度で洗浄してもよい。洗浄は、濾過し、トナー粒子を含む濾過ケーキを脱イオン水で再懸濁することを含んでいてもよい。濾過ケーキを脱イオン水で1回以上洗浄してもよく、または、pH約4で脱イオン水洗浄液を用いて1回洗浄することによって洗浄し、スラリーのpHを酸で調節した後、場合により、1回以上の脱イオン水洗浄液によって洗浄してもよい。いくつかの実施形態では、粒子を水でほぼ3回洗浄してもよい。

0028

例えば、いくつかの実施形態では、トナー粒子を40℃の脱イオン水で洗浄し、濾過し、HNO3酸を添加して再懸濁させ、濾過し、新しい脱イオン水で再懸濁させてもよい。濾液の溶液導電性が低い(10マイクロジーメンスセンチメートル未満)であると測定されるまで洗浄を続けてもよく、このことは、イオン含有量が顕著に低下したことを示し、金属(いくつかの実施形態では、亜鉛)による処理を妨害しないだろう。

0029

金属イオン溶液を用いたトナー粒子の洗浄は、約20℃〜約50℃の温度で行われてもよい。金属イオン溶液(いくつかの実施形態では、亜鉛を含む)を約1〜約120滴の量でスラリーに滴下する。約1滴/分〜約120滴/分、いくつかの実施形態では、約5滴/分〜約100滴/分、いくつかの実施形態では、約10滴/分〜約60滴/分の速度で金属イオン溶液をスラリーに滴下し、約0.5時間〜約1.5時間、いくつかの実施形態では、約0.75時間〜約1.25時間、いくつかの実施形態では、約1時間混合する。この混合時間中に、スラリーを約20℃〜約60℃、他の実施形態では、約30℃〜約55℃、さらなる実施形態では、約35℃〜約45℃までわずかに加熱する。粒子同士が凝集することなく、制御された様式でトナー表面に亜鉛が接続する。

0030

いくつかの実施形態では、次いで、粒子に対し、帯電特徴を高めるために、溶液中に金属を含む、さらなる洗浄工程を行ってもよい。トナー粒子表面にある特定の金属に由来する帯電剤(いくつかの実施形態では、サリチル酸亜鉛または他の同様の薬剤)の量を増やすと、トナー粒子の帯電が増えるだろう。したがって、本開示によれば、このような金属を含む洗浄工程によって、トナー粒子の帯電は増えるだろう。

0031

具体的な実施形態では、粒状ポリ(メタクリル酸メチル)をトナー粒子に加え、スラリーを作成することと、スラリーを濾過して濾過ケーキを作成することと、濾過ケーキを洗浄し、この洗浄工程の後、トナー粒子が、トナー粒子に付着した粒状トナー添加剤の一部を有するプロセスを提供する。乾燥させた後に、改質したトナー粒子を回収した後であっても、粒状ポリ(メタクリル酸メチル)の一部が、トナー粒子に付着したままである。このようないくつかの実施形態では、粒状ポリ(メタクリル酸メチル)は、スラリーの固体保持量の約0.50重量%〜約10重量%の量で存在していてもよい。ある実施形態では、粒状ポリ(メタクリル酸メチル)は、平均粒径が約0.15ミクロン〜約1.5ミクロンの範囲にある。このようないくつかの実施形態では、トナー粒子は、体積メジアン粒径(D50v)が約3ミクロン〜約8ミクロンの範囲にあってもよい。ある実施形態では、トナー粒子は、体積メジアン粒径が約3〜約4ミクロンの範囲である。

0032

ある実施形態では、粒状ポリ(メタクリル酸メチル)を超微細トナー粒子に加え、スラリーを作成することと、スラリーを濾過して濾過ケーキを作成することと、濾過ケーキを洗浄し、洗浄工程の後に、超微細トナー粒子が、超微細トナー粒子に付着した粒状ポリ(メタクリル酸メチル)の一部を有する、プロセスを提供する。このようないくつかの実施形態では、粒状ポリ(メタクリル酸メチル)は、スラリーの固体保持量の約0.50%〜約10重量%の範囲の量で存在する。このようないくつかの実施形態では、粒状ポリ(メタクリル酸メチル)は、平均粒径が約0.15ミクロン〜約1.5ミクロンの範囲にある。ある実施形態では、超微細トナー粒子は、体積メジアン粒径が約3〜約4ミクロンの範囲である。

0033

ある実施形態では、トナー粒子は、スチレンアクリレートメタクリレートブタジエンイソプレンアクリル酸メタクリル酸アクリロニトリルポリエステル、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの樹脂を含んでいてもよい。トナー粒子の製造に使用する任意の適切な樹脂を使用してもよい。樹脂組成物は、1種類以上の樹脂、例えば、2種類以上の樹脂を含んでいてもよい。樹脂組成物中の樹脂の合計量は、樹脂組成物の約1重量%〜99重量%、例えば、約10重量%〜約95重量%、または約20重量%〜90重量%であってもよい。

0034

本明細書で開示するようにトナー粒子として使用する樹脂は、乳化凝集(EA)トナーを作成するときに利用される任意のラテックス樹脂であってもよい。また、このような樹脂は、任意の適切なモノマーから作られてもよい。使用される任意のモノマーは、使用する具体的なポリマーに依存して選択されてもよい。主な2種類のトナーを作成するEA方法が知られている。第1の方法は、アクリレート系(例えば、スチレンアクリレート)トナー粒子を生成するEAプロセスである。例えば、このようなプロセスの一実施例として、参照することでその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第6,120,967号を参照されたい。第2の方法は、ポリエステル(例えば、スルホン酸化ポリエステル)を生成するEAプロセスである。例えば、このようなプロセスの一実施例として、参照することでその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第5,916,725を参照されたい。

0035

トナー粒子のためのラテックス樹脂またはポリマーの具体例としては、限定されないが、スチレンアクリレート、スチレンメタクリレート、ブタジエン、イソプレン、アクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、β−カルボキシエチルアリレート、ポリエステル、既知のポリマー、例えば、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−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)など、およびこれらの混合物が挙げられる。樹脂またはポリマーは、スチレン/アクリル酸ブチル/カルボン酸ターポリマーであってもよい。架橋しつつある樹脂および架橋した樹脂を実質的に含まない樹脂の少なくとも1つは、架橋しつつある樹脂および架橋した樹脂を実質的に含まない樹脂の合計重量を基準として、約0.05〜約10重量%の量でカルボン酸を含んでいてもよい。

0036

選択したポリマーを入手するために用いられるモノマーは限定されず、利用されるモノマーとしては、例えば、スチレン、アクリレート、例えば、メタクリレート、ブチルアクリレート、β−カルボキシアクリル酸エチル(β−CEA)など、ブタジエン、イソプレン、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、アクリロニトリル、ベンゼン、例えば、ジビニルベンゼンなどのうち、任意の1つ以上を挙げることができる。既知の連鎖移動剤(例えば、ドデカンチオールまたは四臭化炭素)を利用し、ポリマーの分子量特性を制御することができる。このモノマーからラテックスポリマーを作成するための任意の適切な方法を制限なく使用してもよい。

0037

ある実施形態では、トナー粒子は、ポリエステル樹脂、例えば、アモルファスポリエステル樹脂結晶性ポリエステル樹脂、および/またはこれらの組み合わせを含んでいてもよい。適切な樹脂は、アモルファスポリエステル樹脂および結晶性ポリエステル樹脂の混合物も含む。

0038

樹脂は、任意要素触媒存在下、ジオールと二酸とを反応させることによって作られる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作るために、適切な有機ジオールとしては、約2〜約36個の炭素原子を含む脂肪族ジオール、例えば、1,2−エタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールなど、アルカリスルホ脂肪族ジオール、例えば、ソジオ2−スルホ−1,2−エタンジオール、リチオ2−スルホ−1,2−エタンジオール、ポタシオ2−スルホ−1,2−エタンジオール、ソジオ2−スルホ−1,3−プロパンジオール、リチオ2−スルホ−1,3−プロパンジオール、ポタシオ2−スルホ−1,3−プロパンジオール、これらの混合物などが挙げられる。脂肪族ジオールは、例えば、樹脂の約40〜約60モル%、例えば、約42〜約55モル%、または約45〜約53モル%の量になるように選択されてもよい(これらの範囲からはずれた量を使用してもよい)、アルカリスルホ脂肪族ジオールは、樹脂の約0〜約10モル%、例えば、約1〜約4モル%の量になるように選択されてもよい(これらの範囲からはずれた量を使用してもよい)。

0039

結晶性樹脂を調製するために選択される有機二酸とジエステルビニル二酸またはビニルジエステルを含む)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フマル酸ジメチルイタコン酸ジメチル、cis,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フタル酸イソフタル酸テレフタル酸ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸マロン酸およびメサコン酸、これらのジエステルまたは酸無水物、アルカリスルホ有機二酸、例えば、ジメチル−5−スルホ−イソフタレートジアルキル−5−スルホ−イソフタレート−4−スルホ−1,8−ナフタル酸無水物、4−スルホ−フタル酸、ジメチル−4−スルホ−フタレート、ジアルキル−4−スルホ−フタレート、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、ジメチル−スルホ−テレフタレート、5−スルホ−イソフタル酸、ジアルキル−スルホテレフタレート、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ナトリウム塩リチウム塩またはカリウム塩、またはこれらの混合物が挙げられる。有機二酸は、例えば、樹脂の約40〜約60モル%、いくつかの実施形態では、約42〜約52モル%、例えば、約45〜約50モル%の量になるように選択されてもよい(が、これらの範囲からはずれた量を使用してもよい)、アルカリスルホ脂肪族二酸は、樹脂の約1〜約10モル%の量になるように選択されてもよい(が、これらの範囲からはずれた量を使用してもよい)。

0040

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、ポリエステル系であってもよく、例えば、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)、アルカリコポリ(5−スルホイソフタロイル)−コポリ(エチレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホイソフタロイル)−コポリ(プロピレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホイソフタロイル)−コポリ(ブチレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(ペンチレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(ヘキシレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(オクチレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(エチレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(プロピレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(ブチレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(ペンチレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(ヘキシレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(オクチレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホイソフタロイル)−コポリ(エチレン−サクシネート)、アルカリコポリ(5−スルホイソフタロイル)−コポリ(プロピレン−サクシネート)、アルカリコポリ(5−スルホイソフタロイル)−コポリ(ブチレン−サクシネート)、アルカリコポリ(5−スルホイソフタロイル)−コポリ(ペンチレン−サクシネート)、アルカリコポリ(5−スルホイソフタロイル)−コポリ(ヘキシレン−サクシネート)、アルカリコポリ(5−スルホイソフタロイル)−コポリ(オクチレン−サクシネート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(エチレン−セバケート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(プロピレン−セバケート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(ブチレン−セバケート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(ペンチレン−セバケート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(ヘキシレン−セバケート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(オクチレン−セバケート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(エチレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(プロピレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(ブチレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(ペンチレン−アジペート)、アルカリコポリ(5−スルホ−イソフタロイル)−コポリ(ヘキシレン−アジペート)、ポリ(オクチレン−アジペート)であってもよく、ここで、アルカリは、ナトリウムリチウムまたはカリウムのような金属である。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−スクシンアミド)、ポリ(プロピレン−セバカミド)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)が挙げられる。

0041

結晶性樹脂は、例えば、トナー成分の約5〜約50重量%、例えば、約10〜約35重量%の量で存在していてもよい(これらの範囲からはずれた量を使用してもよい)。結晶性樹脂は、種々の融点を有していてもよく、例えば、約30℃〜約120℃、いくつかの実施形態では、約50℃〜約90℃であってもよい(これらの範囲からはずれた融点を使用してもよい)。結晶性樹脂は、数平均分子量(Mn)が、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)で測定した場合、例えば、約1,000〜約50,000、例えば、約2,000〜約25,000であってもよい(が、これらの範囲からはずれた数平均分子量を得ることができる)、重量平均分子量(MW)が、ポリスチレン標準を用いたゲル透過クロマトグラフィーによって決定した場合、例えば、約2,000〜約100,000、例えば、約3,000〜約80,000であってもよい(が、これらの範囲からはずれた重量平均分子量を得ることができる)。結晶性樹脂の分子量分布(MW/Mn)は、例えば、約2〜約6、いくつかの実施形態では、約3〜約4である(が、これらの範囲からはずれた分子量分布を得ることができる)。

0042

アモルファスポリエステルを調製するために選択される有機二酸とジエステル(ビニル二酸またはビニルジエステルを含む)の例としては、ジカルボン酸またはジエステル、例えば、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、フマル酸、フマル酸ジメチル、イタコン酸ジメチル、cis,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、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、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。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%、例えば、約42〜約52モル%、または約45〜約50モル%の量で存在していてもよい(が、これらの範囲からはずれた量を使用してもよい)。

0043

アモルファスポリエステルを作成するときに使用可能な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、およ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さまざまであってもよく、例えば、樹脂の約40〜約60モル%、例えば、約42〜約55モル%、または約45〜約53モル%の量で存在していてもよい(が、これらの範囲からはずれた量を使用してもよい)。

0044

適切なアモルファス樹脂としては、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、これらの組み合わせなどが挙げられる。使用可能なアモルファス樹脂の例としては、アルカリスルホン酸化−ポリエステル樹脂、分枝鎖アルカリスルホン酸化−ポリエステル樹脂、アルカリスルホン酸化−ポリイミド樹脂および分枝鎖アルカリスルホン酸化−ポリイミド樹脂が挙げられる。アルカリスルホン酸化ポリエステル樹脂、いくつかの実施形態では、例えば、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(プロポキシ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が有用な場合があり、アルカリ金属は、例えば、ナトリウムイオンリチウムイオンまたはカリウムイオンである。

0045

飽和アモルファスポリエステル樹脂をラテックス樹脂として使用することができる。例示的な不飽和アモルファスポリエステル樹脂としては、限定されないが、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)、およびこれらの組み合わせが挙げられる。適切なポリエステル樹脂は、ポリアルコキシル化ビスフェノールA−コ−テレフタル酸/ドデセニルコハク酸トリメリット酸樹脂、またはポリアルコキシル化ビスフェノールA−コ−テレフタル酸/フマル酸/ドデセニルコハク酸樹脂、またはこれらの組み合わせであってもよい。

0046

いくつかの実施形態では、適切な結晶性樹脂としては、ドデカン二酸と1,9−ノナンジオールから作られる樹脂を挙げることができる。例えば、ポリアルコキシル化ビスフェノールA−コ−テレフタル酸/ドデセニルコハク酸/トリメリット酸樹脂、またはポリアルコキシル化ビスフェノールA−コ−テレフタル酸/フマル酸/ドデセニルコハク酸樹脂、またはこれらの組み合わせを、ポリドデカン二酸−コ−1,9−ノナンジオール結晶性ポリエステル樹脂と合わせてもよい。

0047

樹脂は、ガラス転移温度が約30℃〜約80℃、例えば、約35℃〜約70℃であってもよい。樹脂は、約130℃での溶融粘度が約10〜約1,000,000Pa*S、例えば、約20〜約100,000Pa*Sであってもよい。1種類、2種類、またはそれより多種類のトナー樹脂を使用してもよい。2種類以上のトナー樹脂を使用する場合、トナー樹脂は、任意の適切な比(例えば、重量比)、例えば、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)であってもよい。

0048

ある実施形態では、トナー粒子は、体積メジアン粒径(D50v)が約3ミクロン〜約9ミクロンの範囲であってもよい。ある実施形態では、トナー粒子は、体積メジアン粒径が約3〜約4ミクロンの範囲であってもよい。本明細書に開示するプロセスは、任意の特定の粒径に限定されず、当該技術分野で使用される任意の粒径のトナー粒子を特定の利点を与えつつ使用してもよい。例えば、約4ミクロン未満のトナー粒子は、濾過ケーキに改良された空隙率を与えることによって、濾過および洗浄の改良されたサイクル時間を経験するだろう。同様に、約4ミクロンよりも大きいトナー粒子は、目詰まりおよび他の悪い影響を経験しないと思われるが、濾過、洗浄および乾燥の条件によって、下流の従来のブレンドプロセスと比較して、トナー添加剤の付着性を改良するだろう。さらに、粒径とは独立して、処理の上流で1種類以上のトナー添加剤を加えることによって、トナー粒子の上に層状なコーティングを与える改良された手段を与えるだろう。

0049

(実施例1)
トナースラリー中のふるい分けしたトナー粒子(平均粒径3.80ミクロン)で、PMMA添加剤混入試験を行なった。1つの実験は、異なる添加剤混入濃度の影響を調べるために行い、第2の実験は、名目上のプロセス(添加剤を加えない)と混入プロセスの違いを調べるために行った。PF 0.40 Laroxフィルタープレスユニットによってスラリーを処理し、これを洗浄し、名目上3.8ミクロンのトナー粒子の処理条件で乾燥させた。サイクル時間を綿密に監視した(最初の母液除去/濾過中の供給時間、再懸濁させた材料をLaroxに圧送するための供給時間、RO水動的洗浄のサイクル時間)。乾燥させた親粒子に対し、走査型電子顕微鏡(SEM)およびPMMA(PYR/GC分析を含む分析を行った。

0050

手順:20ガロンのトナー粒子のパイロットプラントバッチを作り、PMMA混入試験のために半分に分けた。このバッチの1つめの半分(第1パート)には、添加剤材料をいれず、2つめの半分(第2パート)には、PMMAを0.50%の濃度で混入させた(乾燥粒子保持量の0.50%)。

0051

ふるい分けしたスラリーにPMMAを加え、1.5時間かけてスラリーに完全に組み込んだ。この材料の下流での処理(母液(ML)の除去およびその後の動的洗浄(再懸濁洗浄後))のために、PF 0.40 Laroxを使用した。パイロットプラント洗浄のために、以下の名目上のプロセスの設定点を使用した。供給圧力1.8bar、プレス圧2.0bar、ML除去のためのプレス時間180秒、動的洗浄のためのプレス時間90秒、ML除去のための風乾時間150秒、動的洗浄のための風乾時間200秒。

0052

プロセスのデータを集め、独立して検証した。結果を図1にグラフで示す。全体として、混入していない材料と比較すると、トナーバッチのうちPMMAが混入した部分は、洗浄プロセス、母液除去の最初の部分の間の圧送する材料の供給時間について、サイクル時間の29%の短縮を示した。1回目の洗浄の再懸濁による洗浄の後、圧送する供給時間の16%の短縮が観察された。2回目の動的洗浄の場合、バッチのPMMA部分対PMMAのない部分で、RO水洗浄サイクルは7%短くなった。すべての場合に、PMMAを混入させた材料は、図1に示すように短いサイクル時間を示し、その効果は、母液分離のときに最も顕著であった。

0053

材料を乾燥させ、超微細親粒子を製造し、分析を行った。SEM画像を図2に示す。PMMA分析試験(PYR/GC)から、第2のバッチについて、PMMA添加剤保持量の最終量は、乾燥粒子の関数として、約0.12%であることがわかった。この材料は、元々0.50%の濃度で混入しており、そのため、このことは、プレスおよび洗浄の間の洗浄プロセス中に、濾液に対し、添加剤材料がほぼ70%失われたことをあらわす。

0054

SEM画像にPMMA添加剤は、トナー粒子表面に付着した白色に着色した小さな球として明らかにみられる(実験の第2部、PMMAが混入した部分)。洗浄中のプレス処理から作られる添加剤嵌入の特定の分布およびトロイダルフラッシュジェット乾燥プロセスの乱流エネルギーが存在するようである。ほぼ半分のPMMA粒子がトナーに付着していることが示され、残りは、平坦になっており、トナー粒子表面への多量の添加剤嵌入を示すようである。

0055

SEM画像に示されるように、混入していない材料と、PMMAが混入した材料(後者では、PMMA添加剤が、トナー表面に存在する)とでかなりの差が存在する。同様の処理として、従来の粒径のトナー粒子(Dv50=6ミクロン)を図3のSEMに示す。洗浄および乾燥のあいだのPMMA添加剤の付着は、従来の下流にあるブレンドによって達成される量よりも実質的に高いことが明らかであった。したがって、名目上のブレンドプロセスよりも、濾過プレスおよび乾燥器の中で、添加剤の嵌入が良好/強力であると思われる。

実施例

0056

まとめると、PMMAによって例示されるような流動し、潤滑する特性を有するトナー添加剤によって、小さなトナー粒子で観察される洗浄プロセスの長いサイクル時間を改良するだろう。いくつかの材料がこのプロセスで失われると予想されたが、残っているトナー添加剤は、トナー粒子に比較的良好に分布し、名目上のブレンドプロセスでみられるよりも、少なくとも良いか、またはより優れた嵌入を示した。特に、本発明のプロセスは、超微細トナーの処理に有効であることが示され、このことは、トナー粒子へのトナー添加剤の良好な嵌入も達成しつつ、サイクル時間の短縮を示す。この実施例でPMMAを試験したが、当業者は、本明細書に開示するようなプロセスで使用可能な代替的なトナー添加剤を理解するだろう。最後に、画質になんら実質的な悪い影響を示すことなく、このプロセスが良好な品質のトナー粒子を製造することがPMMAの実施例によって示された。

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