JP2012007169A - 磁気インク組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】多くの利点を有する磁気インクを提供する。
【解決手段】磁気インク組成物は、炭素ナノ発泡体および流体キャリアを含む。炭素ナノ発泡体は、好ましくは全トナー組成物の約０．１〜約４５重量％の量で存在し、より好ましくは、全トナー組成物の約０．１〜約１０重量％の量で存在する。
【選択図】なし

Description

本発明は印刷のための磁気組成物（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ）に関し、より詳しくは、磁気画像形成文字認識能力（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｍａｇｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）を有する組成物に関する。

磁気印刷法は、磁性粒子を含有するインクまたはトナーを用いる。種々の磁気インクおよび磁性トナーが小切手、紙幣または通貨上の数字、文字または美術デザインを印刷する際に用いられてきた。これらのプロセスのために用いられる磁気インクは、例えば、流体媒体中の磁鉄鉱などの磁性粒子、ならびに結合剤および可塑剤を含むビヒクルに分散された酸化鉄、二酸化クロムまたは類似材料の磁気塗料を含有してよい。

例えば有利な処理時間を含む多くの利点を有する磁気インクおよび磁性トナーを提供することが有利であろう。

米国特許第３，５９０，０００号明細書 米国特許第３，６５５，３７４号明細書 米国特許第３，７２０，６１７号明細書 米国特許第３，９８３，０４５号明細書 米国特許第３，９９８，１６０号明細書 米国特許第４，９３５，３２６号明細書 米国特許第４，９３７，１６６号明細書 米国特許第５，２７８，０２０号明細書

本発明は、有利な処理時間などの多くの利点を有する磁気インク組成物を提供する。

本発明は、磁性インク組成物であって、炭素ナノ発泡体および流体キャリア（ｆｌｕｉｄ ｃａｒｒｉｅｒ）を含む。

また、炭素ナノ発泡体は、好ましくは全トナー組成物の約０．１〜約４５重量％の量で存在し、より好ましくは、全トナー組成物の約０．１〜約１０重量％の量で存在する。

本開示は、炭素ナノ発泡体（ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｆｏａｍ）およびポリマーを含む磁性トナー組成物を提供する。炭素ナノ発泡体および流体キャリアを含む磁気インク組成物も記載する。

炭素ナノ発泡体（磁気すす（ｍａｇｎｅｔ ｓｏｏｔ）としても知られている）は炭素の強磁性同素体（ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ａｌｌｏｔｒｏｐｅ）である。炭素ナノ発泡体粒子は、規則的な六角形のパターンの間に七角形を包含することにより負の湾曲（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）を与えられ、繋ぎ合わされてウェブ様発泡体（ｗｅｂ−ｌｉｋｅ ｆｏａｍ）を形成させるグラファイト様シート（ｇｒａｐｈｉｔｅ−ｌｉｋｅ ｓｈｅｅｔｓ）で連結された炭素原子のクラスタである。炭素ナノ発泡体粒子は、直径約１〜約５０ナノメートルであることが可能であり、実施の形態において直径約５〜約１０ナノメートルであることが可能である。炭素ナノ発泡体の磁気特性により、一般的なインクおよびトナー配合物において典型的に用いられる磁気粒子成分とカーボンブラック着色顔料の両方の一部または全部を本開示の炭素ナノ発泡体と置き換えることが可能となる。従って、本発明の実施の形態における組成物は磁鉄鉱とカーボンブラック顔料の両方を実質的に含まない。実施の形態において、「実質的に含まない」とは、例えば、全組成物の約５重量％〜約０．０００１重量％、実施の形態において全組成物の約３重量％〜約１重量％の磁性物質（ｍａｇｎｅｔｉｃ）またはカーボンブラックの量を意味する。従って、炭素ナノ発泡体を使用すると、より少ない成分しか必要としないので、通常の配合物と比べてインクまたはトナー組成物を単純化することが可能である。

炭素ナノ発泡体は、ダイヤモンドに典型的な４員ｓｐ^３結合（４−ｍｅｍｂｅｒｅｄ ｓｐ^３ ｂｏｎｄｓ）の効率的な形成のために適する蒸気温度および密度を作り出す、レーザプルーム（ｌａｓｅｒ ｐｌｕｍｅ）中の炭素原子およびイオンとチャンバ内のアルゴン原子との間で高い衝突頻度（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）をもたらすアルゴン雰囲気内での高反復速度（ｈｉｇｈ−ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ−ｒａｔｅ）レーザ融触によって製造することが可能である。パルスレーザ沈着は、排気されているか、アルゴン、酸素または窒素などの特定のガスで満たされているチャンバ内でターゲットに高強度パルスレーザビーム（ｈｉｇｈ−ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｐｕｌｓｅｄ ｌａｓｅｒ ｂｅａｍ）の焦点を当てるプロセスである。レーザパルスはターゲット材料を融触し（ａｂｌａｔｅ）、融触された蒸気はチャンバに広がる。基材をレーザ発生プルームの通路に入れる時、蒸気は基材に接着する。反復プルームは融触された材料の薄膜を作り、融触された炭素の場合、それは煤の一般的外観を有する。パルスレーザ沈着のためのプロセスおよび装置は、例えば米国特許第６，３１２，７６８号に記載されている。不活性ガス雰囲気中のグラファイトターゲットの超高速蒸発は、フラクタルナノメートルサイズ粒状材料（ｆｒａｃｔａｌ ｎａｎｏｍｅｔｅｒ−ｓｉｚｅ ｇｒａｎｕｌａｒ ｍａｔｅｒｉａｌ）の形への炭素原子の拡散律速凝集につながる。超高速レーザ融触技術は、ほぼ約１ｃｍ^３／分の炭素ナノ発泡体形成速度を提供することが可能である。炭素ナノ発泡体の見掛け密度は、約２×１０^−３ｇ／ｃｍ^−３〜約１０×１０^−３ｇ／ｃｍ^−３であることが可能であり、比表面積は炭素エーロゲル（ａｅｒｏｇｅｌ）の比表面積に匹敵する（約３００ｍ^２／ｇ〜約４００ｍ^２／ｇ）。

低温で、沈着したままの（ａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ）炭素ナノ発泡体は、強い正の静電荷と、強いヒステリシスを有する非線形電流−電圧特性を示し、その絶縁性を示唆する。アニール後、低電圧（±３０Ｖ）で測定された炭素ナノ発泡体の固有抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）は、室温で約１×１０^９Ｏｈｍ・ｃｍ〜約３×１０^９Ｏｈｍ・ｃｍであり、８０Ｋ（ケルビン）で約１×１０^１３Ｏｈｍ・ｃｍ〜約１０×１０^１３Ｏｈｍ・ｃｍであって、ヒステリシスは実質的に有しない。炭素ナノ発泡体は、位相的欠陥および結合欠陥（ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｂｏｎｄｉｎｇ ｄｅｆｅｃｔｓ）で分かる３つの結合のみを有する炭素原子に明らかに起因する無数の不対電子を含み、炭素ナノ発泡体は磁石にくっつく（ａｔｔｒａｃｔ）ようになる。−１８３℃未満で（ｂｅｌｏｗ −１８３℃）、炭素ナノ発泡体自体を磁性にすることが可能である。

炭素ナノ発泡体は、適切なＭＩＣＲ信号を提供するのに十分な量で本明細書に記載された組成物中に存在することが可能である。信号は、バンカーズ・アソシエーション・スタンダード（Ｂａｎｋｅｒ’ｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）およびＭＩＣＲ符号化文書（ＭＩＣＲ Ｅｎｃｏｄｅｄ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ）に関する仕様によって定義されるように標準校正文書（ｓｔａｎｄａｒｄ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄｏｃｕｍｅｎｔ）によって決定される。一般に、各国は、最小％信号レベル（ｍｉｎｉｍｕｍ ｐｅｒｃｅｎｔ ｓｉｇｎａｌ ｌｅｖｅｌ）を設定している。例えば、ＵＳＡにおける最小信号レベルは公称（ｎｏｍｉｎａｌ）の５０％である一方で、カナダにおいては公称の８０％である。印刷プロセスにおける許容範囲（ｌａｔｉｔｕｄｅ）を確保するために、文書不合格率を最少にするために公称仕様を超えることが一般に望ましく、例えばターゲット信号を公称の約１１５〜約１３０％にする。本明細書で用いられる「適切なＭＩＣＲ」とは、約５０％〜約１３０％の磁気信号を意味し、ここで１００％は、例えばチェックリーダ（ｃｈｅｃｋ ｒｅａｄｅｒ）による可読性のための公称信号を意味し、実施の形態において、約７０〜約１１５％である。炭素ナノ発泡体は、有利なことに、約７０エルステッド（以下、「Ｏｅ」と略す）〜約８００Ｏｅ、および実施の形態において約２５０Ｏｅ〜約５００Ｏｅの保磁度（ｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙ）、約１０〜約７５ｅｍｕ／グラム、および実施の形態において約２３〜約３９ｅｍｕ／グラムの残留磁気（ｒｅｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ）（Ｂｒ）および約５０〜約１００ｅｍｕ／グラム、および実施の形態において約７０〜約９０ｅｍｕ／グラムの飽和磁化（Ｂｍ）を有することが可能である。炭素ナノ発泡体は、トナー成分の約０．１〜約４５重量％の量で、および実施の形態においてトナー成分の約０．１〜約１０重量％の量で、および他の実施の形態においてトナー成分の約０．５〜約５．０重量％の量で存在することが可能である。

炭素ナノ発泡体を、好適な、いかなる技術を使用するインクまたはトナーに配合し処理してよい。実施の形態において、磁気インクは炭素ナノ発泡体および液体キャリア（ｌｉｑｕｉｄ ｃａｒｒｉｅｒ）を含む。通常用いる、いかなる液体キャリアに適用することも可能である。適する液体キャリアには、約１〜約１８個の炭素原子を有する芳香族アルコールおよび脂肪族アルコールが挙げられるが、それらに限定されない。適する液体キャリアの特定の例には、常水または高純水（ｒｅｇｕｌａｒ ｏｒ ｈｉｇｈ ｐｕｒｉｔｙ ｗａｔｅｒ）、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、オクタン、ドデカン、ヘプタン、ヘキサン、アセトン、酢酸ブチル、グリコール、グリセロールおよびフェノールなどの少なくとも１つが挙げられる。この液体キャリアは、全組成物の約５０〜約９５重量％、実施の形態において、全組成物重量に対し約７０〜９０重量％の量で磁気インク中に存在することが可能である。磁気インクは、磁気印刷が望まれる基材に被着させることが可能であり、一旦液体キャリアが蒸発し、インクが乾燥すると、磁気画像またはテキスト（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｍａｇｅ ｏｒ ｔｅｘｔ）は基材上に残る。

電子複写（ｒｅｐｒｏｇｒａｐｈｉｃ）プリントデバイスまたは電子写真（ｘｅｒｏｇｒａｐｈｉｃ）プリントデバイスとともに用いるトナー組成物を形成するプロセスは知られている。例えば、乾式トナー（ｄｒｙ ｔｏｎｅｒｓ）の調製のための乳化／凝集／融合プロセス（ｅｍｕｌｓｉｏｎ／ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ／ｃｏａｌｅｓｃｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）は、米国特許第５，２９０，６５４号、米国特許第５，２７８，０２０号、米国特許第５，３０８，７３４号、米国特許第５，３７０，９６３号、米国特許第５，３４４，７３８号、米国特許第５，４０３，６９３号、米国特許第５，４１８，１０８号、米国特許第５，３６４，７２９号、米国特許第５，３４６，７９７号などの多くの特許で例示され、米国特許第５，３４８，８３２号、米国特許第５，４０５，７２８号、米国特許第５，３６６，８４１号、米国特許第５，４９６，６７６号、米国特許第５，５２７，６５８号、米国特許第５，５８５，２１５号、米国特許第５，６５０，２５５号、米国特許第５，６５０，２５６号、米国特許第５，５０１，９３５号、米国特許第５，７２３，２５３号、米国特許第５，７４４，５２０号、米国特許第５，７６３，１３３号、米国特許第５，７６６，８１８号、米国特許第５，７４７，２１５号、米国特許第５，８２７，６３３号、米国特許第５，８５３，９４４号、米国特許第５，８０４，３４９号、米国特許第５，８４０，４６２号、米国特許第５，８６９，２１５号、米国特許第５，８６３，６９８号、米国特許第５，９０２，７１０号、米国特許第５，９１０，３８７号、米国特許第５，９１６，７２５号、米国特許第５，９１９，５９５号、米国特許第５，９２５，４８８号および米国特許第５，９７７，２１０号も関連する場合がある。

実施の形態において、本開示のプロセスは、炭素ナノ発泡体分散液（水、界面活性剤および任意に着色剤を含む）をラテックス分散液（界面活性剤、水および樹脂を含む）により凝集させる工程と、発生した凝集物を融合する工程と、その後、得られた磁性トナーを単離する工程と、洗浄する工程と、乾燥させる工程とを含む。

界面活性剤は、例えば、トナー成分の約０．００１〜約１５重量％、実施の形態においてトナー成分の約０．００１〜約０．１重量％の有効量でトナー組成物を形成するために用いられる炭素ナノ発泡体分散液およびラテックス分散液中に存在することが可能である。トナー組成物中で用いられる界面活性剤は、事実上アニオン性、非イオン性またはカチオン性であることが可能である。アニオン性界面活性剤の例には、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｄｏｄｅｃｙｌｓｕｌｆａｔｅ、ＳＤＳ）を含む硫酸塩（ｓｕｌｆａｔｅｓ）、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを含むスルホン酸塩、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およびアビ（エ）チン酸（ａｂｉｔｉｃ ａｃｉｄ）など、ならびにそれらの混合物が挙げられる。一般に用いられるアニオン性界面活性剤の有効濃度は、例えば、トナーポリマー樹脂（ｔｏｎｅｒ ｐｏｌｙｍｅｒ ｒｅｓｉｎ）を調製するために用いられるモノマーの約０．０１〜約１０重量％、実施の形態において約０．１〜約５重量％の量である。

例えば樹脂ラテックス分散液中に含めてよい非イオン性界面活性剤の例には、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、メタロース（ｍｅｔｈａｌｏｓｅ）、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およびジアルキルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノールなど、ならびにそれらの混合物が挙げられる。非イオン性界面活性剤の適する濃度は、例えば、トナーポリマー樹脂を調製するために用いられるモノマーの約０．０１〜約１０重量％、実施の形態において約０．１〜約５重量％である。

本開示のトナーおよびプロセスのために選択される、通常は正に帯電されているカチオン性界面活性剤の例には、例えば、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、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、ベンズアルコニウムクロリド、セチルピリジニウムブロミド、Ｃ_１２，Ｃ_１５，Ｃ_１７トリメチルアンモニウムブロミド、第四化ポリオキシエチルアルキルアミン（ｑｕａｔｅｒｎｉｚｅｄ ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌａｌｋｙｌａｍｉｎｅｓ）のハロゲン化物塩（ｈａｌｉｄｅ ｓａｌｔｓ）およびドデシルベンジルトリエチルアンモニウムクロリドなどならびにそれらの混合物が挙げられる。界面活性剤の適する量は、トナー成分の約０．１〜約１０重量％、実施の形態においてトナー成分の約０．２〜約５重量％の量のように選択することが可能である。特定の界面活性剤または界面活性剤の組み合わせおよび用いられる各々の量の選択は当業者の権限の範囲内である。

トナー組成物は任意に着色剤も含んでよい。着色剤には、顔料、染料、顔料と染料の混合物、顔料の混合物および染料の混合物などが挙げられる。適する着色剤は当業者に知られており、様々な商業供給業者（ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｓｏｕｒｃｅｓ）から入手できる。顔料などの種々の既知の着色剤は、例えば、トナーの約１〜約１５重量％、実施の形態において約３〜約１０重量％の有効量でトナー中に存在することが可能である。適する着色剤には、カーボンブラックが挙げられるが、それに限定されない。一般に、選択することができる着色顔料は、シアン、マゼンタ、レッド、ブラウン、オレンジまたはイエロー顔料およびそれらの混合物である。選択してよいマゼンタの例には、例えば、ＣＩ６０７１０としてカラーインデックスにおいて特定された２，９−ジメチル−置換キナクリドンおよびアントラキノン染料、ＣＩディスパースドレッド１５（ＣＩ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｒｅｄ １５）、ＣＩ２６０５０としてカラーインデックスにおいて特定されたジアゾ染料およびＣＩソルベントレッド１９（ＣＩ Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ １９）などが挙げられる。用いてよいシアンの例証的な例（ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｖｅ ｅｘａｍｐｌｅｓ）には、銅テトラ（オクタデシルスルホンアミド）フタロシアニン、ＣＩ７４１６０としてカラーインデックスにおいてリストされたｘ−銅フタロシアニン顔料、ＣＩ６９８１０としてカラーインデックスにおいて特定されたＣＩピグメントブルーおよびアントラセンブルー、スペシャルブルーＸ−２１７３などが挙げられる。一方、選択してよいイエローの例証的な例として、ジ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（ｄｉａｒｙｌｉｄｅ ｙｅｌｌｏｗ ３，３−ｄｉｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｉｄｅｎｅ ａｃｅｔｏａｃｅｔａｎｉｌｉｄｅｓ）、ＣＩ１２７００としてカラーインデックスにおいて特定されたモノアゾ顔料、ＣＩソルベントイエロー１６、フォロンイエローＳＥ／ＧＬＮ（Ｆｏｒｏｎ Ｙｅｌｌｏｗ ＳＥ／ＧＬＮ）としてカラーインデックスにおいて特定されたニトロフェニルアミンスルホンアミド、ＣＩディスパースドイエロー３３、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−２，５−ジメトキシアセトアセトアニリドおよびパーマネントイエローＦＧＬが挙げられる。

樹脂またはポリマーの例証的な例には、スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、スチレンメタクリレートおよびより詳しくは、ポリ（スチレン−ブタジエン）、ポリ（メチルメタクリレート−ブタジエン）、ポリ（エチルメタクリレート−ブタジエン）、ポリ（プロピルメタクリレート−ブタジエン）、ポリ（ブチルメタクリレート−ブタジエン）、ポリ（メチルアクリレート−ブタジエン）、ポリ（エチルアクリレート−ブタジエン）、ポリ（プロピルアクリレート−ブタジエン）、ポリ（ブチルアクリレート−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（メチルメタクリレート−イソプレン）、ポリ（エチルメタクリレート−イソプレン）、ポリ（プロピルメタクリレート−イソプレン）、ポリ（ブチルメタクリレート−イソプレン）、ポリ（メチルアクリレート−イソプレン）、ポリ（エチルアクリレート−イソプレン）、ポリ（プロピルアクリレート−イソプレン）、ポリ（ブチルアクリレート−イソプレン）、ポリ（スチレン−ブチルアクリレート）、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−ブチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブチルアクリレート−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブタジエン−アクリル酸）、ポリ（スチレン−イソプレン−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブチルメタクリレート−アクリル酸）、ポリ（ブチルメタクリレート−ブチルアクリレート）、ポリ（ブチルメタクリレート−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸）およびポリ（アクリロニトリル−ブチルアクリレート−アクリル酸）など、ならびにそれらの混合物が挙げられる。

また、本発明の他の実施の形態において、ポリマーは、ポリ（スチレン−アルキルアクリレート）、ポリ（スチレン−１，３‐ジエン）、ポリ（スチレン−アルキルメタクリレート）、ポリ（スチレン−アルキルアクリレート−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−アルキルメタクリレート−アクリル酸）、ポリ（アルキルメタクリレート−アルキルアクリレート）、ポリ（アルキルメタクリレート−アリールアクリレート）、ポリ（アリールメタクリレート−アルキルアクリレート）、ポリ（アルキルメタクリレート−アクリル酸）、ポリ（スチレン−アルキルアクリレート−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（アルキルアクリレート−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（メチルメタクリレート−ブタジエン）、ポリ（エチルメタクリレート−ブタジエン）、ポリ（プロピルメタクリレート−ブタジエン）、ポリ（ブチルメタクリレート−ブタジエン）、ポリ（メチルアクリレート−ブタジエン）、ポリ（エチルアクリレート−ブタジエン）、ポリ（プロピルアクリレート−ブタジエン）、ポリ（ブチルアクリレート−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（メチルメタクリレート−イソプレン）、ポリ（エチルメタクリレート−イソプレン）、ポリ（プロピルメタクリレート−イソプレン）、ポリ（ブチルメタクリレート−イソプレン）、ポリ（メチルアクリレート−イソプレン）、ポリ（エチルアクリレート−イソプレン）、ポリ（プロピルアクリレート−イソプレン）、ポリ（ブチルアクリレート−イソプレン）；ポリ（スチレン−プロピルアクリレート）、ポリ（スチレン−ブチルアクリレート）、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−ブチルアクリレート−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ブチルアクリレート−メタクリル酸）、ポリ（スチレン−ブチルアクリレート−アクリロニトリル）、ポリ（スチレン−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸）、および、必要に応じて、これらの混合物からなる群から選択される。

ラテックスポリマーは、一般に、トナー成分の約３０重量％〜約９８重量％、実施の形態において約７５重量％〜約９８重量％、他の実施の形態において約８５重量％〜約９６重量％などの種々の有効量で本開示のトナー組成物中に存在する。本開示のプロセスのために適するラテックスポリマーサイズは、例えば、「ブルックハーベン（Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ）」ナノサイズ粒子分析器によって測定すると、体積平均直径が約０．０１〜約１．５マイクロメートル、実施の形態において体積平均直径が約０．０５〜約１マイクロメートルであることが可能である。ラテックスポリマーの他のサイズおよび有効量を実施の形態において選択してもよい。

トナー組成物の処理を助けるために、ラテックス中のイオン性界面活性剤に対して逆の極性を有する対イオン性凝固剤（ｃｏｕｎｔｅｒｉｏｎｉｃ ｃｏａｇｕｌａｎｔ）を、必要に応じてトナー組成物中で用いてよい。凝固剤の量は、例えば最終的なスラリー（ｆｉｎａｌ ｓｌｕｒｒｙ）中の微粉（ｆｉｎｅｓ）の出現を防ぐまたは最少化する程度に存在する。微粉（ｆｉｎｅｓ）とは、トナー収率に悪影響を及ぼしうる平均体積直径約１マイクロメートル未満の小サイズ粒子を意味する。対イオン性凝固剤は有機物または無機物であってよい。例えば、本開示の実施の形態において、樹脂ラテックス分散液のイオン性界面活性剤はアニオン性界面活性剤であることが可能であり、対イオン性凝固剤は多金属ハロゲン化物（ｐｏｌｙｍｅｔａｌ ｈａｌｉｄｅ）または多金属スルホシリケート（ｐｏｌｙｍｅｔａｌ ｓｕｌｆｏ ｓｉｌｉｃａｔｅ、特にＰＡＳＳ）であることが可能である。トナーに含めることができる例証的な凝固剤には、多金属ハロゲン化物、多金属スルホシリケート、必要に応じてカチオン性界面活性剤と組み合わせた１価塩、２価塩または多価塩（ｍｏｎｏｖａｌｅｎｔ， ｄｉｖａｌｅｎｔ ｏｒ ｍｕｌｔｉｖａｌｅｎｔ ｓａｌｔｓ）などが挙げられる。無機カチオン性凝固剤（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｃａｔｉｏｎｉｃ ｃｏａｇｕｌａｎｔｓ）には、例えば、ポリアルミニウムクロリド（ｐｏｌｙａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＡＣ）、ポリアルミニウムスルホシリケート（ｐｏｌｙａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｕｌｆｏ ｓｉｌｉｃａｔｅ、ＰＡＳＳ）、硫酸アルミニウム、硫酸亜鉛または硫酸マグネシウムが挙げられる。凝固剤が用いられるとき、凝固剤は、全トナー組成物の約０．０５〜約１０重量％の量で、実施の形態において約０．０７５〜約２重量％の量で存在する。

さらに、必要に応じて、添加剤、表面添加剤および色強化剤などを用いてもよい。表面添加剤には、例えば、金属塩、脂肪酸の金属塩、コロイドシリカ（ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｓｉｌｉｃａ）、金属酸化物およびそれらの混合物などが挙げられ、こうした添加剤は、全トナー組成物の約０．０５〜５％の量で、実施の形態において約０．１〜約２重量％の量で存在してよい。

本明細書で例示した乾式トナー組成物は、トナー樹脂粒子、炭素ナノ発泡体および界面活性剤の機械的ブレンドおよび溶融ブレンド、その後の機械的磨砕（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｔｔｒｉｔｉｏｎ）を含む多くの既知の方法によって調製することが可能である。他の方法としては、噴霧乾燥、機械的分散、溶融分散、分散重合および懸濁重合などの技術上周知の方法が挙げられる。より詳しくは、トナー組成物は、炭素ナノ発泡体、高分子樹脂および添加剤粒子を加熱しつつ単純に混合し、その後、冷却することによって調製してよい。冷却後、組成物を超微粉化に供して、例えば、平均直径が約５マイクロメートル〜約２５マイクロメートルのトナーサイズ粒子を得てよい。そして、微粉、例えば約４マイクロメートル以下の直径を有する粒子、および例えば約３０マイクロメートルを上回る直径を有する非常に大きな粗粒子を除去する主目的のために後でこれらの粒子を分級する。前述したトナーは、押出装置（ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）を用いて、同様の方式で調製することが可能である。押出装置から出る製品は、ばらばらに切断され、その後、超微粉化され、分級される。

現像剤組成物は、本開示によるトナーをスチールおよびフェライトなどの被覆されたキャリアを含む既知のキャリア粒子と混合することにより調製することが可能である。実施の形態において、現像剤組成物は、例えば約２％のトナー濃度（２ ｐｅｒｃｅｎｔ ｔｏｎｅｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）〜８％のトナー濃度を含んでよい。

本開示は、分散剤（ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ）の存在下で水またはアルコール中に炭素ナノ発泡体粒子を含む磁気インク濃縮物（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ）およびこうしたインクの調製の方法も提供する。これらの磁気インクは、例えばインクジェットプリンタと関連して用いるのに適している。

磁気インクは、少なくとも１種の高分子電解質を含む分散剤の存在下で水またはアルコール中の炭素ナノ発泡体粒子の分散液の形を取ってよい。磁気インク濃縮物のために適する高分子電解質は、約１，０００〜約２５，０００の分子量、実施の形態において約３，５００〜約１０，０００の分子量を有する。適する高分子電解質の特定の例には、ポリアクリル酸、アクリル酸／アクリルアミドコポリマーおよびポリビニルホスホン酸、ならびにこれらの化合物のアルカリ金属塩が挙げられる。水またはアルコールなどの従来のキャリアを本発明の実施の形態における磁気インク濃縮物のためのキャリアとして用いることが可能である。アルコールの例は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセロール、およびこれらのアルコールと水との混合物である。これらの物質の量は、炭素ナノ発泡体粒子の比表面積（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ）に基づき、表面積１ｍ^２当たり約０．７ｍｇ（０．７ｍｇ／ｍ^２とあらわす）以上、実施の形態において約１．５〜約５ｍｇ／ｍ^２は特に有利であることが可能である。

これらの成分に加えて、本開示の磁気インク濃縮物は、この濃縮物の流動挙動（ｆｌｏｗ ｂｅｈａｖｉｏｒ）を調節するための添加剤、例えばアルキルフェノレート（ａｌｋｙｌ ｐｈｅｎｏｌａｔｅｓ）も含んでよい。有利な流動特性および乾燥特性を確立するために、ジエチレングリコール、エチレングリコール、グリセロールおよびポリエチレングリコールなどの高沸点溶剤（ｈｉｇｈ ｂｏｉｌｅｒｓ）を少量添加することも可能である。着色剤または染料を添加することにより、飽和磁化が悪影響を受けないかぎりインク濃縮物の深度（ｄｅｐｔｈ）を変えることも可能である。

本開示の磁気インク濃縮物を従来の方式で調製することが可能である。実施の形態において、水またはアルコールと、約１０〜約９０重量％の濃度（ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を有する溶液の形を取った高分子電解質および／またはそのアルカリ金属塩との混合物は、炭素ナノ発泡体と合わせて攪拌され、その後、懸濁液は高剪断力の作用下で約３０分〜約２時間にわたり分散される。温度はこの手順中に約７０℃まで上げてもよい。成分はいかなる順序でも添加してよい。その後、遠心分離（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｉｎｇ）は、約２００Ｇ〜約２，０００Ｇで約１０分〜約２時間にわたり行われ、沈殿した（ｓｅｄｉｍｅｎｔｅｄ）いかなる粒子も分離除去される。得られた生成物は磁気インク濃縮物に対応する。

本開示の磁気インク濃縮物は、例えばインクジェットプリンタなどの書き込み装置のための磁気インクとして非常に有用である。得られたテキスト画像は耐擦傷性を有し（ｍａｒ−ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）、くっきりしており（ｃｒｉｓｐ）、ぼやけていない（ｎｏｔ ｂｌｕｒｒｅｄ）。磁気インク濃縮物は磁気バーコードによって情報記憶装置（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ）として用いることが可能である。磁気インク濃縮物は高い磁気感受性（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）を有しているため、この目的のために特に適している。

好ましい電子写真プロセスは、例えば、炭素ナノ発泡体を含むトナー組成物を静電潜像に被着させる工程（ｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ）と、支持面（ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｕｒｆａｃｅ）に画像を転写する工程（ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ）と、基材に画像を付着させる工程（ａｆｆｉｘｉｎｇ）と、を含む。

また、好ましい磁気画像形成文字認識（ＭＩＣＲ）プロセスは、例えば、炭素ナノ発泡体を含む磁気組成物を有する基材を提供し、少なくとも一つの認識可能な特性（ｒｅｃｏｇｎｉｚａｂｌｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ）を形成する工程と、読取装置（ｒｅａｄｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）でこの基材をスキャンする工程と、を含む。

また、好ましい電子写真システムは、例えば帯電部材（ｃｈａｒｇｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）と、画像形成部材と、現像部材と、転写部材と、定着部材と、を含み、現像部材（素子）には、炭素ナノ発泡体およびポリマーを含む磁性トナー組成物を有する。

また、本発明の実施の形態として、少なくともその部分と関連付けられる、炭素ナノ発泡体を含む磁気組成物を有する基材を含む、磁気的に読み取り可能な構造（体）が提供される。この基材には、例えば小切手、紙幣および通貨（貨幣）を含んでよい。

以下の実施例は本開示の実施の形態を例示している。これらの実施例は例示のみを意図しており、本開示の範囲の限定を目的としない。また、部および百分率は特に指示がないかぎり重量による。

［出発材料（ｓｔａｒｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）の調製］
アニオン性界面活性剤を含む水相に懸濁されたスチレン／ブチルアクリレート／β−ＣＥＡの、サブミクロンオーダーであって、直径０．５マイクロメートルの樹脂粒子４０重量％を含む非架橋ラテックス（ｎｏｎ−ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ ｌａｔｅｘ）（「ラテックスＡ」とする）と、架橋樹脂（樹脂比は、スチレン：ブチルアクリレート：β−ＣＥＡ：ＤＶＢ＝６５：３５：３ｐｐｈ：１ｐｐｈである）４０％、水５８．５％およびアニオン性界面活性剤１．５％を含む架橋ラテックス（「ラテックスＢ」）と、固形物装填率（ｓｏｌｉｄ ｌｏａｄｉｎｇ）３０％（全体を通して重量％）の、低分子量ワックスおよびアニオン界面活性剤／分散剤を含むワックス分散液と、カーボンブラック１９％、アニオン性界面活性剤２％および水７９％を含む顔料分散液とを、米国特許第６，７６７，６８４号に記載されたように調製する。

［磁性トナーの調製］
磁性トナー組成物を次の通り調製する。

１．３グラムの２０％水性アニオン性界面活性剤（「ネオゲン・アール・ケイ（ＮＥＯＧＥＮ ＲＫ（商標））」）を含む水６００グラムに炭素ナノ発泡体１１０グラムを添加する。その後、得られた混合物を５，０００ｒｐｍの速度で３分間にわたりポリトロンまたはホモジナイズする（ｐｏｌｙｔｒｏｎｅｄ ｏｒ ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｄ）。得られた炭素ナノ発泡体分散液に前述のサブミクロンポリエチレンＰ８５０ワックス粒子分散液（固形物３０％）９０グラムを添加し、その後、スチレン／ブチルアクリレート／ベータＣＥＡのサブミクロンラテックス粒子を含む、上で調製されたアニオン性のラテックスＡ（固形物４０％）２８５グラム、およびスチレン／ブチルアクリレート／ジビニルベンゼン・ベータＣＥＡの架橋ラテックスＢ３７．５グラムを添加し、その後、５，０００ｒｐｍの速度で５分間にわたりポリトロンする。その後、３００グラムの水を添加して、得られたブレンドの粘度を下げ、その後、得られたブレンドに０．３ｍｏｌ・ｄｍ^−３（０．３Ｍ）硝酸２３グラムに入れた１０％固形物を含む水性ポリアルミニウムクロリド（ＰＡＣ）凝固剤溶液２．２５グラムを添加する。

その後、得られたブレンドを３０分間にわたり攪拌しつつ５０℃の温度まで加熱して、約５．０〜約５．５（マイクロメートル）の粒子サイズを得る。これに１５グラムの水に溶解させた１．６グラムの、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロリドを含む「サニゾール・ビー（ＳＡＮＩＺＯＬ Ｂ（商標））」（固形物５０％）のカチオン性界面活性剤を添加する。その後、混合物を９０分間にわたり攪拌して、約５．５〜約６．０マイクロメートルのトナーサイズ凝集体を製造する。その後、前述の非架橋ラテックス１２０グラムを凝集体混合物（ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｍｉｘｔｕｒｅ）に添加し、５０℃で更に３０分間にわたり攪拌すると、粒子サイズ約６．０〜約７．０マイクロメートルのものが得られる。その後、４％水酸化ナトリウムの水溶液を使用して混合物のｐＨを約２．６から約７．３に変えることにより凝集体混合物をさらに成長させて、安定化させる。その後、得られた混合物を９３℃まで加熱する。なお、加熱中、４％水酸化ナトリウム水溶液の添加によりｐＨは約７．２から約７．４である。１．２５％の硝酸水溶液の添加により、９３℃で１時間経過後、ｐＨを６．５まで徐々に低下させて、その後、更に３０分後に５．７まで低下させる。９３℃で６時間後、測定された粒子サイズは約６．０〜約７．５マイクロメートルである。得られた混合物（ｒｅｓｕｌｔａｎｔ ｍｉｘｔｕｒｅ）を冷却し、得られたトナーを水で４回洗浄し、凍結乾燥機で乾燥させた。得られたトナーは、電子写真プロセスにより文書上に現像された時、カーボンブラック顔料および磁鉄鉱も実質的にない状態で符号化文書（ｅｎｃｏｄｅｄ ｄｏｃｕｍｅｎｔ）のために適切なＭＩＣＲ信号を提供する。

［磁性トナー組成物の調製］
磁性トナー組成物を次の通り調製する。

前述の１９％カーボンブラック顔料分散液８２．５グラムが添加され、２０％水性アニオン性界面活性剤（「ネオゲン・アール・ケイ」）１．３グラムを含む水６００グラムに、１１０グラムの炭素ナノ発泡体を添加する。その後、得られた混合物を５，０００ｒｐｍの速度で３分間にわたりポリトロンまたはホモジナイズすると、炭素ナノ発泡体／顔料分散液が得られる。得られた炭素ナノ発泡体／顔料分散液に前述のサブミクロンポリエチレンＰ８５０ワックス粒子の分散液（固形物３０％）９０グラムを添加し、その後、スチレン／ブチルアクリレート／ベータＣＥＡのサブミクロンラテックス粒子を含む、上で調製されたアニオン性のラテックスＡ（固形物４０％）２８５グラム、およびスチレン／ブチルアクリレート／ジビニルベンゼン・ベータＣＥＡの架橋ラテックスＢ（固形物４０％）３７．５グラムを添加し、その後、５，０００ｒｐｍの速度で５分間にわたりポリトーンする。その後、３００グラムの水を添加して、得られたブレンドの粘度を下げ、その後、得られたブレンドに０．３ｍｏｌ・ｄｍ^−３硝酸２３グラムに入れた１０％固形物を含むＰＡＣ凝固剤溶液２．２５グラムを添加する。

その後、得られたブレンドを３０分間にわたり攪拌しつつ５０℃の温度まで加熱して、約５．０〜約５．５（マイクロメートル）の粒子サイズを得る。これに１５グラムの水に溶解させた１．６グラムの、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロリドを含む「サニゾール・ビー」（固形物５０％）のカチオン性界面活性剤を添加する。その後、混合物を９０分間にわたり攪拌して、約５．５〜約６．０マイクロメートルのトナーサイズ凝集体を製造する。その後、前述の非架橋ラテックス１２０グラムを凝集体混合物に添加し、５０℃で更に３０分間にわたり攪拌して、粒子サイズ約６．０〜約７．０マイクロメートルのものが得られる。その後、４％水酸化ナトリウムの水溶液を使用して混合物のｐＨを約２．６から約７．３に変えることにより凝集体混合物をさらに成長させて、安定化させる。その後、得られた混合物を９３℃まで加熱する。なお、加熱中、４％水酸化ナトリウム水溶液の添加によりｐＨは約７．２から約７．４である。１．２５％の硝酸水溶液の添加により、９３℃で１時間経過後、ｐＨを６．５まで徐々に低下させて、その後、更に３０分後に５．７まで低下させる。９３℃で６時間後、測定された粒子サイズは約６．０〜約７．５マイクロメートルである。得られた混合物（ｒｅｓｕｌｔａｎｔ ｍｉｘｔｕｒｅ）を冷却し、得られたトナーを水で４回洗浄し、凍結乾燥機で乾燥させた。得られたトナーは、電子写真プロセスにより文書上に現像された時、符号化文書のために適切なＭＩＣＲ信号を提供する。

Claims (2)

1. 炭素ナノ発泡体および流体キャリアを含む磁気インク組成物。
2. 請求項１に記載の磁気インク組成物において、
   前記炭素ナノ発泡体は、全トナー組成物の約０．１〜約４５重量％の量で存在する、磁気インク組成物。