JP7350565B2 - トナー - Google Patents
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Description
高画質化を達成させるためには、現像・転写・定着といったプロセスにおいて、高い画像再現性を達成することが不可欠である。特に転写プロセスにおいて静電潜像担持体に現像されたトナーが効率良く中間転写体あるいはメディア上に転写されることで高い画像再現性を獲得することが可能となる。
高い転写性を獲得するためには、個々のトナーが転写バイアスによって受ける電界の力がトナーと転写前駆体との付着力よりも大きくなる必要がある。付着力は、ファンデルワールス力に代表される非静電付着力と、静電的な鏡映力に代表される静電付着力とに大別される。
そこで、転写性を高めるため、トナー粒子表層に低抵抗材料を添加することにより、鏡映力を下げるといった手段が報告されている(特許文献1及び2)。
また、特許文献2に記載のトナーは、転写性が良化する一方で、鏡映力を低減させるための添加剤がメインバインダーと相溶し、トナーのガラス転移温度(以下、単に「Tg」ともいう)が低下して、保存性(例えば、耐ブロッキング性)が低下することがわかった。
本発明は、転写性、帯電維持性及び保存性の全てを高いレベルで発現するトナーを得ることを目的とする。
すなわち、本発明は、
結着樹脂及びスチレンアクリル系樹脂を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該スチレンアクリル系樹脂は脂肪族炭化水素化合物部位及びスチレンアクリル部位を有するグラフト重合体であり、
該スチレンアクリル部位が、下記式(1)で示されるモノマーユニットを有し、
該スチレンアクリル系樹脂中の下記式(1)で示されるモノマーユニットの含有割合が、50質量%以上80質量%以下であり、
該スチレンアクリル部位の融点が、30℃以上80℃以下であり、
該トナーをFT-IR ATR法で測定したとき、下記式(2)から求められる値Zが、1.5以上9.0以下であることを特徴とするトナー。
。]
Z=(Ge-a/Ge-r)/(Dy-a/Dy-r) (2)
Ge-a;ATR結晶としてゲルマニウムを用いた時の該スチレンアクリル系樹脂由来の強度
Ge-r;ATR結晶としてゲルマニウムを用いた時の該結着樹脂由来の強度
Dy-a;ATR結晶としてダイアモンドを用いた時の該スチレンアクリル系樹脂由来の強度
Dy-r;ATR結晶としてダイアモンドを用いた時の該結着樹脂由来の強度
本発明のトナーは、
結着樹脂及びスチレンアクリル系樹脂を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該スチレンアクリル系樹脂は脂肪族炭化水素化合物部位及びスチレンアクリル部位を有するグラフト重合体であり、
該スチレンアクリル部位が、下記式(1)で示されるモノマーユニットを有し、
該スチレンアクリル部位の融点が、30℃以上80℃以下であり、
該トナーをFT-IR ATR法で測定したとき、下記式(2)から求められる値Zが、1.5以上9.0以下であることを特徴とする。
Z=(Ge-a/Ge-r)/(Dy-a/Dy-r) (2)
Ge-a;ATR結晶としてゲルマニウムを用いた時の該スチレンアクリル系樹脂由来の強度
Ge-r;ATR結晶としてゲルマニウムを用いた時の該結着樹脂由来の強度
Dy-a;ATR結晶としてダイアモンドを用いた時の該スチレンアクリル系樹脂由来の強度
Dy-r;ATR結晶としてダイアモンドを用いた時の該結着樹脂由来の強度
<スチレンアクリル系樹脂>
トナー粒子はスチレンアクリル系樹脂を含む。スチレンアクリル系樹脂は脂肪族炭化水素部位及びスチレンアクリル部位を有するグラフト重合体である。また、スチレンアクリル部位は、結晶性を有する。結晶性を有するとは、示差走査熱量測定において明確な吸熱ピークを有することをいう。
スチレンアクリル系樹脂はトナー用ワックス分散剤(以下、単にワックス分散剤ともいう)として用いることもできる。
脂肪族炭化水素化合物の示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される最大吸熱ピークのピーク温度は、60℃以上110℃以下であることが好ましい。また、脂肪族炭化水素化合物の重量平均分子量(Mw)は、900以上50000以下であることが好ましい。
また、スチレンアクリル系樹脂の製造時の反応性の観点から、ポリプロピレンのように枝分かれ構造を持つことが好ましい。
脂肪族炭化水素化合物部位及びスチレンアクリル部位を有するグラフト重合体は、脂肪族炭化水素化合物部位にスチレンアクリル部位がグラフト重合したグラフト重合体、又はスチレンアクリル部位に脂肪族炭化水素化合物部位がグラフト重合したグラフト重合体が好ましい。より好ましくはスチレンアクリル部位に脂肪族炭化水素化合物部位がグラフト重合したグラフト重合体である。
なお、グラフト変性する方法は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。
スチレンアクリル系樹脂において、スチレンアクリル部位は、下記式(1)で表されるモノマーユニットを有し、結晶性を有していれば特に限定されることはない。なお、「モノマーユニット」とは、ポリマー中のモノマー物質の反応した形態をいう。
式(1)中、nは、好ましくは20以上28以下であり、より好ましくは22以上28以下であり、さらに好ましくはnが22である。すなわち、ベヘニルアクリレート又はベヘニルメタクリレートに由来する構造である。
nで表される炭素数が上記範囲となることでトナーの電荷を拡散させる効果が得られるとともに、結晶化した時の融点が保存性を満足しながら定着温度が高くなってしまうことを抑えることができる。
式(1)で表されるモノマーユニットの含有割合が前記範囲となることで、スチレンアクリル部位が結晶性を有し、保存性が良化する。
その他のモノマー(b)としては、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メトキシスチレン、p-ヒドロキシスチレン、p-アセトキシスチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、フェニルスチレン、ベンジルスチレンなどのスチレン系モノマー;酢酸ビニルなどのビニルエステル系モノマー;ビニルメチルエーテルのようなビニルエーテル系モノマー;塩化ビニルのようなハロゲン元素含有ビニル系モノマー;ブタジエン、イソブチレンなどのジエン系モノマー及びこれらの併用が挙げられる。好ましくは、スチレン系モノマーが挙げられ、より好ましくはスチレンを含む。
上記範囲であると、スチレンアクリル部位が結晶性を有することによる保存性の良化効果が得られる。
スチレンアクリル系樹脂の含有量は、結着樹脂100質量部に対して10質量部以上30質量部以下であることが好ましく、20質量部以上30質量部以下であることがより好ましい。上記範囲であると、転写性、保存性、及び帯電維持性を両立しやすく、低温定着性が良好になる。
値Zが上記範囲となることは、スチレンアクリル系樹脂がトナー粒子表面に偏在していることを意味する。これにより、トナー表面の電荷を拡散しやすくなるため、転写性が良化する。また、スチレンアクリル系樹脂の脂肪族炭化水素化合物部位とスチレンアクリル部位のどちらも結晶化することで帯電維持性と保存性を両立することができる。
Zは、5.0以上9.0以下であることが好ましい。Zは、トナー製造工程で制御でき、乾式トナー製法の場合は加熱による熱球形化工程の加熱時間と加熱温度により制御でき、湿式トナー製法の場合はシェル化により制御できる。
シェルの厚み及び被覆率はトナー粒子の断面の形態を測定することによって測定することができる。
トナー粒子の断面の形態を測定する具体的方法としては、まず、光硬化性のエポキシ樹脂中にトナー粒子を十分分散させた後、紫外線を照射してエポキシ樹脂を硬化さる。得られた硬化物を、ダイアモンド刃を備えたミクロトームを用いて切断し、薄片状のサンプルを作製する。
該サンプルに四酸化ルテニウムを用い染色を施した後、透過電子顕微鏡(TEM)(HITACHI社製 H7500)を用い、加速電圧120kVの条件でトナーの断層形態を観察する。この観察方法において、四酸化ルテニウムによりトナー粒子の非晶部が強く染色される。その結果、非晶性樹脂が主成分であるコアが強く染色され、シェルである結晶性を有するスチレンアクリル系樹脂が染色されないことでコントラストができ、シェルの厚み及び被覆率が測定可能となる。
該トナー粒子断面の周囲長のうち、スチレンアクリル系樹脂の厚みが5nm以上になっている部分の割合が、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上であるとき、トナー粒子がシェルを有すると判断できる。
D50が上記範囲であると、電荷拡散効果による転写性の良化がより顕著に得られる。
トナー粒子は結着樹脂を含む。結着樹脂として特に制限はなく、トナーに通常用いられている公知の重合体を目的に応じて適宜選択することができる。メインバインダーとしては非晶性樹脂を用いることが好ましいが、低温定着性を良化させるために結晶性樹脂を併用してもよい。
結着樹脂中の非晶性樹脂の含有量は、50質量%~100質量%が好ましく、80質量%~100質量%がより好ましく、90質量%~100質量%がさらに好ましい。
非晶性樹脂として特に制限はなく、具体的には、下記の重合体を用いることが可能である。
ポリスチレン、ポリ-p-クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン-p-クロルスチレン共重合体、スチレン-ビニルトルエン共重合体、スチレン-ビニルナフタリン共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-メタクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルメチルケトン共重合体、スチレンーアクリロニトリルーインデン共重合体などのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、クマロン-インデン樹脂、石油系樹脂などが挙げられる。
ポリエステル樹脂は非晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。ポリエステル樹脂は、特に限定されるものではないが、アルコール成分とカルボン酸成分を縮重合して得られるものが挙げられる。
ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)-ポリオキシエチレン(2.0)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンなどのビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-ブテンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ソルビトール、1,2,3,6-ヘキサンテトロール、1,4-ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,5-ペンタントリオール、グリセロール、2-メチルプロパントリオール、2-メチル-1,2,4-ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、及び1,3,5-トリヒドロキシメチルベンゼン、並びに、これらの誘導体。誘導体としては、前記縮重合により同様の樹脂構造が得られるものであれば特に限定されない。例えば、前記アルコール成分をエステル化した誘導体が挙げられる。
フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸のような芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸のようなアルキルジカルボン酸
類又はその無水物;炭素数6~18のアルキル基若しくはアルケニル基で置換されたコハク酸又はその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸のような不飽和ジカルボン酸類又はその無水物;トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸やその無水物等の多価カルボン酸類;並びに、これらの誘導体。誘導体としては、前記縮重合により同様の樹脂構造が得られるものであれば特に限定されない。例えば、前記カルボン酸成分をメチルエステル化、エチルエステル化、又は酸クロライド化した誘導体が挙げられる。
非晶性ポリエステル樹脂の好適な例として、下記式(1)で表されるビスフェノール及びその誘導体からなる群より選ばれた化合物を含有するアルコール成分と、2価以上のカルボン酸及びその誘導体からなる群から選ばれた化合物(例えば、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸など)を含有するカルボン酸成分とを縮重合して得られる樹脂が挙げられる。
さらには、下記式(3)で表されるビスフェノール及びその誘導体からなる群より選ばれた化合物を含有するアルコール成分と、芳香族ジカルボン酸及びその誘導体からなる群より選ばれた化合物(例えば、イソフタル酸、テレフタル酸)を含有するカルボン酸成分とを縮重合して得られる樹脂が挙げられる。
また、式(3)で表されるビスフェノール及びその誘導体からなる群より選ばれた化合物の含有量は、アルコール成分中に総量で50モル%以上100モル%以下であることが好ましく、90モル%以上100モル%以下であることがより好ましい。
さらに、非晶性ポリエステル樹脂の含有量が、非晶性樹脂中の25質量%以上100質量%以下であることが好ましく、50質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。
アルキル基の側鎖は、ポリエステル樹脂のモノマーとして、ドデシルコハク酸などアルキル基を有するモノマーを用いることでポリエステル樹脂に導入することができる。
このような側鎖を有することで、スチレンアクリル系樹脂との相溶性が高まり、スチレンアクリル系樹脂が分離せず、より均一なシェルが形成できる。
ガラス転移温度が、30℃以上の場合は、保存性が向上する。
また、高温高湿度環境下で樹脂の分子運動に起因した抵抗低下が誘起されにくくなるため、帯電性も向上する。
一方、ガラス転移温度が、80℃以下の場合は低温定着性が向上する。
また、ガラス転移温度は、40℃以上であることが保存性の観点からより好ましい。一方、ガラス転移温度は、70℃以下であることが低温定着性の観点からより好ましい。
軟化温度(Tm)が上記範囲内であれば、耐ブロッキング性と耐オフセット性との両立が良好に図られ、さらに、高温時において定着時のトナー溶融成分の紙への染込みが適切となり、良好な表面平滑性が得られる。
また、非晶性樹脂の酸価は、3mgKOH/g~35mgKOH/gであることが好ましく8mgKOH/g~25mgKOH/gであることがより好ましい。
非晶性樹脂の酸価が上記範囲内であれば、高湿環境下及び低湿環境下のいずれにおいても良好な帯電量が得られる。なお、酸価とは試料1g中に含有されている遊離脂肪酸、樹脂酸などを中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。測定方法は、JIS-K0070に準じて測定する。
トナー粒子には着色剤を用いてもよい。着色剤としては、以下のものが挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック;イエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤を用いて黒色に調色したものが挙げられる。着色剤には、顔料を単独で使用してもかまわないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点からより好ましい。
マゼンタトナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、146、147、150、163、184、202、206、207、209、238、269、282;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35。
マゼンタトナー用染料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121;C.I.ディスパースレッド9;C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27;C.I.ディスパーバイオレット1のような油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40;C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28のような塩基性染料。
換した銅フタロシアニン顔料。
シアントナー用染料としては、C.I.ソルベントブルー70がある。
イエロートナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185;C.I.バットイエロー1、3、20。
イエロートナー用染料としては、C.I.ソルベントイエロー162がある。
これらの着色剤は、単独又は混合して、さらには固溶体の状態で用いることができる。
着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー粒子への分散性の点から選択するとよい。
着色剤の含有量は、トナー粒子を構成する樹脂成分100質量部に対して、1~20質量部であることが好ましい。
トナー粒子は離型剤を含有してもよく、離型剤としては以下のものが挙げられる。
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキレン共重合体、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、及びフィッシャートロプシュワックスのような炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスのような炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合物;カルナバワックスのような脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスのような脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの。
本発明において、ワックスの含有量は、結着樹脂100.0質量部に対して、1.0質
量部以上20.0質量部以下であることが好ましい。
また、ワックスの示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される最大吸熱ピークのピーク温度は、45℃以上140℃以下であることが好ましく、70℃以上100℃以下であることがより好ましい。ワックスの最大吸熱ピークのピーク温度が前記範囲内である場合、トナーの耐ブロッキング性と耐ホットオフセット性を両立させる観点からより好ましい。
トナー粒子は、必要に応じて荷電制御剤を含有してもよい。
前記荷電制御剤としては、公知のものが利用できるが、特に、無色でトナーの帯電スピードが速く、且つ、一定の帯電量を安定して保持できる芳香族カルボン酸の金属化合物が好ましい。
ネガ系荷電制御剤としては、サリチル酸金属化合物、ナフトエ酸金属化合物、ジカルボン酸金属化合物、スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物、スルホン酸塩又はスルホン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、カルボン酸塩又はカルボン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーンが挙げられる。
ポジ系荷電制御剤としては、四級アンモニウム塩、前記四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。
荷電制御剤は、トナー粒子に対して内添してもよいし外添してもよい。
荷電制御剤の含有量は、結着樹脂100.0質量部に対して、0.2質量部以上10.0質量部以下であることが好ましい。
トナーは、必要に応じて無機微粒子を含有してもよい。
無機微粒子は、トナー粒子に内添してもよいし、外添剤としてトナー粒子と混合してもよい。
外添剤として含有する場合は、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、酸化アルミニウム微粒子のような無機微粒子が好ましい。
無機微粒子は、シラン化合物、シリコーンオイル又はそれらの混合物のような疎水化剤で疎水化されていることが好ましい。
一方、前記無機微粒子がトナーの耐久性向上のために使用される場合は、その比表面積が10m2/g以上50m2/g以下であることが好ましい。
流動性向上や耐久性向上を両立させるためには、比表面積が前記範囲の無機微粒子を併用してもよい。
無機微粒子を外添剤とする場合、含有量は、トナー粒子100.0質量部に対して、0.1質量部以上10.0質量部以下であることが好ましい。トナー粒子と無機微粒子との混合は、ヘンシェルミキサーのような公知の混合機を用いるとよい。
トナーは、一成分系現像剤としても使用できるが、ドット再現性をより向上させるために、また、長期にわたり安定した画像を供給するために、磁性キャリアと混合して、二成分系現像剤として用いることもできる。
磁性キャリアとしては、例えば、酸化鉄;鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、及び希土類のような金属粒子、それらの合金粒子、それらの酸化物粒子;フェライトなどの磁性体;磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持するバインダー樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる
樹脂キャリア);など、一般に公知のものを使用できる。
磁性キャリアとトナーの混合比率は、二成分系現像剤中のトナー濃度が、2質量%以上15質量%以下であることが好ましく、より好ましくは4質量%以上13質量%以下である。
懸濁重合法、混練粉砕法、乳化凝集法、及び溶解懸濁法などの公知のトナーの製造方法を採用することが可能であり、いずれかの方法に限定されるものではない。
以下、混練粉砕法及び乳化凝集法における、トナーの製造方法について具体的に例示するが、これらに限定されるものではない。
まず、原料混合工程では、トナー原料として、スチレンアクリル系樹脂、結着樹脂、必要に応じてワックスなどの添加剤を所定量秤量して配合し、混合する。
混合に使用される装置の一例としては、ヘンシェルミキサー(日本コークス社製);スーパーミキサー(カワタ社製);リボコーン(大川原製作所社製);ナウターミキサー、タービュライザー、サイクロミックス(ホソカワミクロン社製);スパイラルピンミキサー(太平洋機工社製);レーディゲミキサー(マツボー社製)などがある。
溶融混練に使用される装置の一例としては、TEM型押し出し機(東芝機械社製);TEX二軸混練機(日本製鋼所社製);PCM混練機(池貝鉄工所社製);ニーデックス(三井鉱山社製)などが挙げられる。連続生産できるなどの優位性から、バッチ式練り機よりも、1軸又は2軸押出機といった連続式の練り機が好ましい。
得られた冷却物は、所望の粒径にまで粉砕される。まず、クラッシャー、ハンマーミル、又はフェザーミルなどで粗粉砕され、さらに、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、スーパーローター(日清エンジニアリング社製)などで微粉砕され、樹脂粒子を得る。
得られた樹脂粒子を、所望の粒径に分級して、トナー粒子としてもよい。分級に使用される装置としては、ターボプレックス、ファカルティ、TSP、TTSP(ホソカワミクロン社製);エルボージェット(日鉄鉱業社製)などがある。
さらに、熱処理の実施後に粗大な粒子が存在する場合、必要に応じて、分級又は篩分によって粗大粒子を除去してもよい。分級に使用される装置としては、前記装置が挙げられる。一方、篩分に使用される装置としては、ウルトラソニック(晃栄産業社製);レゾナシーブ、ジャイロシフター(徳寿工作所社);ターボスクリーナー(ターボ工業社製);ハイボルター(東洋ハイテック社製)などが挙げられる。
一方、熱処理工程の前に、得られた樹脂粒子に、必要に応じて無機微粒子などを添加してもよい。
原料定量供給手段1により定量供給された樹脂粒子は、圧縮気体流量調整手段2により
調整された圧縮気体によって、原料供給手段の鉛直線上に設置された導入管3に導かれる。導入管3を通過した混合物は、原料供給手段の中央部に設けられた円錐状の突起状部材4により均一に分散され、放射状に広がる8方向の供給管5に導かれ熱処理が行われる処理室6に導かれる。
このとき、処理室6に供給された樹脂粒子は、処理室6内に設けられた樹脂粒子の流れを規制するための規制手段9によって、その流れが規制される。このため処理室6に供給された樹脂粒子は、処理室6内を旋回しながら熱処理された後、冷却される。
処理室6内に供給される熱風は、熱風供給手段7の出口部における温度が100℃以上300℃以下であることが好ましく、130℃以上170℃以下であることがより好ましい。熱風供給手段7の出口部における温度が前記の範囲内であれば、樹脂粒子を加熱しすぎることによる粒子の融着や合一を防止しつつ、粒子を均一に処理することが可能となる。
次に、冷却された熱処理樹脂粒子は、処理室6の下端にある回収手段10によって回収される。なお、回収手段10の先にはブロワー(不図示)が設けられ、それにより吸引搬送される構成となっている。
粉体粒子供給口14から供給される熱処理前樹脂粒子の旋回方向、冷風供給手段8から供給された冷風の旋回方向、熱風供給手段7から供給された熱風の旋回方向がすべて同方向である。そのため、処理室内で乱流が起こらず、装置内の旋回流が強化され、熱処理前樹脂粒子に強力な遠心力がかかり、熱処理前樹脂粒子の分散性がさらに向上するため、合一粒子の少ない、形状の揃った熱処理樹脂粒子を得ることができる。
乳化凝集法とは、目的の粒子径に対して、十分に小さい、トナー粒子の構成材料から成る微粒子の水系分散液を前もって準備し、その微粒子を水系媒体中でトナーの粒子径になるまで凝集し、加熱により樹脂を融着させてトナーを製造する方法である。
すなわち、乳化凝集法では、トナー粒子の構成材料から成る微粒子分散液を作製する分散工程、トナー粒子の構成材料から成る微粒子を凝集させて、トナーの粒子径になるまで
粒子径を制御する凝集工程、得られた凝集粒子に含まれる樹脂を融着させる融合工程、及びその後の冷却工程、を経てトナーが製造される。
スチレンアクリル系樹脂及び結着樹脂などの樹脂の微粒子の水系分散液は、公知の方法により調製できるが、これらの手法に限定されるものではない。公知の方法としては、例えば、乳化重合法、自己乳化法、有機溶剤に溶解させた樹脂溶液に水系媒体を添加していくことで樹脂を乳化する転相乳化法、又は、有機溶剤を用いず、水系媒体中で高温処理することで強制的に樹脂を乳化する強制乳化法が挙げられる。
有機溶媒としては、前記樹脂を溶解できるものであればどのようなものでも使用可能であるが、テトラヒドロフランなどの水と均一相を形成する有機溶媒を用いることが、粗粉の発生を抑える観点から好ましい。
体積分布基準の50%粒径(d50)を前記範囲に調整することで、好ましい体積平均粒径である4.0~7.0μmのトナー粒子を得ることが容易になる。
なお、体積分布基準の50%粒径(d50)の測定には、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラックUPA-EX150:日機装製)を使用する。
着色剤、水系媒体及び分散剤を公知の撹拌機、乳化機、及び分散機のような混合機により混合することで調製できる。ここで用いる分散剤は、界面活性剤及び高分子分散剤といった公知のものを使用できる。
界面活性剤及び高分子分散剤のいずれの分散剤も後述する洗浄工程において除去できるが、洗浄効率の観点から、界面活性剤が好ましい。界面活性剤の中でも、アニオン系界面活性剤、及び非イオン性界面活性剤がより好ましい。
着色剤微粒子の水系分散液における着色剤の含有量は特に制限はないが、着色剤微粒子の水系分散液の全質量に対して1質量%~30質量%であることが好ましい。
着色剤を水系媒体中に分散させる際に用いる公知の撹拌機、乳化機、及び分散機のような混合機としては、超音波ホモジナイザー、ジェットミル、圧力式ホモジナイザー、コロイドミル、ボールミル、サンドミル、ペイントシェーカーが挙げられる。これらを単独又は組み合わせて用いてもよい。
離型剤微粒子の水系分散液は、界面活性剤を含有した水系媒体に離型剤を加え、離型剤の融点以上に加熱するとともに、強い剪断付与能力を有するホモジナイザー(例えば、エム・テクニック社製の「クレアミックスWモーション」)や圧力吐出型分散機(例えば、ゴーリン社製の「ゴーリンホモジナイザー」)で粒子状に分散させた後、融点以下まで冷却することで作製することができる。
離型剤微粒子の分散粒径が前記範囲内であることで、定着時の離型剤の溶出が良好となり、ホットオフセット温度を上昇させることができ、かつ、感光体へのフィルミングの発生を抑制することが可能となる。
なお、水系媒体中に分散した離型剤微粒子の分散粒径は、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラックUPA-EX150:日機装製)で測定する。
凝集工程では、スチレンアクリル系樹脂微粒子の水系分散液、結着樹脂微粒子の水系分散液、並びに、必要に応じて離型剤微粒子の水系分散液、及び着色剤微粒子の水系分散液を混合した混合液を調製する。ついで、調製された混合液中に含まれる微粒子を凝集し、目的とする粒径の凝集体を形成させる。このとき、凝集剤を添加混合し、必要に応じて加熱及び/又は機械的動力を適宜加えることにより、樹脂微粒子、着色剤微粒子、及び離型剤微粒子が凝集した凝集粒子を形成させることが好ましい。
前記凝集剤としては、2価以上の金属イオンを含有する凝集剤を用いることが好ましい。
2価以上の金属イオンを含有する凝集剤は、凝集力が高く、少量の添加により、樹脂微粒子の酸性極性基、並びに、樹脂微粒子の水系分散液、着色剤微粒子の水系分散液及び離型剤微粒子の水系分散液中に含まれるイオン性界面活性剤をイオン的に中和することができる。その結果、塩析及びイオン架橋の効果により、樹脂微粒子、着色剤微粒子及び離型剤微粒子を凝集させる。
前記凝集剤は、乾燥粉末及び水系媒体に溶解させた水溶液のいずれの形態で添加してもよいが、均一な凝集を起こさせるためには、水溶液の形態で添加するのが好ましい。
凝集工程において形成される凝集粒子の平均粒径としては、特に制限はないが、通常、最終的に得ようとするトナーの平均粒径と同じ程度になるように制御することが好ましい。なお、凝集粒子の粒径制御は、温度、固形分濃度、凝集剤の濃度及び撹拌の条件を適宜調整することにより容易に行うことができる。
融合工程においては、まず、凝集工程で得られた凝集粒子を含む分散液に、凝集工程と同様の撹拌下で、凝集停止剤が添加される。凝集停止剤としては、樹脂微粒子の酸性極性基を解離側へ平衡を移動させ、凝集粒子を安定化する塩基性化合物;樹脂微粒子の酸性極性基と凝集剤である金属イオンとのイオン架橋を部分的に解離し、金属イオンと配位結合を形成させることで、凝集粒子を安定化するキレート剤などが挙げられる。これらのうち、凝集停止の効果がより大きいキレート剤が好ましい。
凝集停止剤の作用により、分散液中での凝集粒子の分散状態が安定となった後、結着樹脂のガラス転移温度以上に加熱し、凝集粒子を融合する。
前記キレート剤は、凝集粒子の分散液中に存在する凝集剤の金属イオンに配位することで、この分散液中の環境を、静電的に不安定で凝集しやすい状態から、静電的に安定で更なる凝集が生じにくい状態へと変化させることができる。これにより、分散液中の凝集粒子の更なる凝集を抑え、凝集粒子を安定化させることができる。
また、キレート剤の添加量は、凝集状態からの安定化と洗浄効率を両立する観点から、樹脂粒子100質量部に対して、1質量部~30質量部であることが好ましく、2.5質量部~15質量部であることがより好ましい。
融合工程により、所望の円形度が得られたところで結着樹脂のガラス転移温度以下まで
冷却することで球形ではない異形の粒子を得ることもできる。
シェル化工程とは、コア粒子となる凝集工程後の粒子又は融合化工程後の粒子に所望の樹脂微粒子を付着させ、コア粒子を被覆する工程である。ここではスチレンアクリル系樹脂をシェルとして用いているが、別の結着樹脂をシェル化後、スチレンアクリル系樹脂を更にシェル化してもよい。
凝集工程で形成された凝集粒子にスチレンアクリル系樹脂の水分散液を添加する。添加方法は特に制限されず、一度に添加してもよいし、分割して添加してもよい。また、凝集剤が足りない場合、追加で凝集剤を添加してもよく、スチレンアクリル系樹脂の水分散液を添加する前でも添加中でも添加後でもいずれでもよいし、複数回添加してもよい。
シェル化後、前記融合工程を実施することでコアシェル化粒子を得る。
融合工程で得られた粒子にスチレンアクリル系樹脂の水分散液を添加する。添加は冷却後でもよい。添加方法は特に制限されず、一度に添加してもよいし、分割して添加してもよい。
その後、必要に応じて凝集剤を添加し、スチレンアクリル系樹脂を融合させた粒子に付着させる。さらに融合工程を実施することでコアシェル化粒子を得る。
得られたトナー粒子はそのままトナーとして用いてもよい。必要に応じて、トナー粒子に、シリカ、アルミナ、チタニア、及び炭酸カルシウム等の無機微粒子や、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、及びシリコーン樹脂等の樹脂微粒子を、乾燥状態で剪断力を印加して添加してもよい。これらの無機微粒子や樹脂微粒子は、流動性助剤やクリーニング助剤等の外添剤として機能する。
<樹脂のガラス転移温度(Tg)の測定>
樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量分析装置「Q2000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418-82に準じて測定する。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、樹脂約5mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定範囲30℃以上180℃以下の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。
一度、180℃まで昇温させ10分間保持し、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程で、温度30℃以上100℃以下の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインを延長した直線から縦軸方向に等距離にある直線と、DSC曲線におけるガラス転移の階段状変化部分の曲線とが交わる点の温度を、樹脂のガラス転移温度(Tg:℃)とする。
樹脂の軟化温度(Tm)は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターCFT-500D」(島津製作所社製)を用いて測定することができる。
尚、CFT-500Dは、上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに
充填した測定試料を昇温させながら溶融してシリンダ底部の細管孔から押し出し、この際のピストンの降下量(mm)と温度(℃)から流動曲線をグラフ化できる装置である。
本発明においては、「流動特性評価装置 フローテスターCFT-500D」に付属のマニュアルに記載の「1/2法における溶融温度」を軟化温度(Tm)とする。
なお、1/2法における溶融温度とは、次のようにして算出されたものである。
まず、流出が終了した時点におけるピストンの降下量(流出終了点、Smaxとする)と、流出が開始した時点におけるピストンの降下量(最低点、Sminとする)との差の1/2を求める(これをXとする。X=(Smax-Smin)/2)。そして、ピストンの降下量がXとSminの和となるときの流動曲線の温度を、1/2法における溶融温度とする。
測定における具体的な操作は、装置に付属のマニュアルに従って行う。
CFT-500Dの測定条件は、以下の通りである。
試験モード:昇温法
開始温度:60℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/min
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):5.0kgf
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
スチレンアクリル系樹脂など樹脂の最大吸熱ピークのピークトップ温度は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TAインストルメント社製)を用いて、ASTM D3418-82に準じて測定する。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、試料約5mgを精秤し、銀製のパンの中に入れ、一回測定を行う。リファレンスとしては銀製の空パンを用いる。測定条件は以下の通りである。
昇温速度:10℃/min
測定開始温度:20℃
測定終了温度:180℃
一方、トナーを試料とする場合において、スチレンアクリル系樹脂の吸熱ピークとワックスの吸熱ピーク、結晶性樹脂の吸熱ピークの判別は、トナーからヘキサン溶媒を使用したソックスレー抽出によってスチレンアクリル系樹脂とワックスを抽出し、その後THF溶媒を使用したソックスレー抽出によってスチレンアクリル系樹脂単体の示査走査熱量測定を前記方法で行い、得られた吸熱ピークとヘキサンによって抽出した成分の吸熱ピーク、トナーの吸熱ピークを比較することにより行う。
なお、最大吸熱ピークとは、ピークが複数あった場合に、吸熱量が最大となるピークのことを意味する。また、前記最大吸熱ピークのピーク温度を、融点とする。
以下の方法で、トナーからスチレンアクリル部位の融点を測定することもできる。後述の方法でトナーからスチレンアクリル系樹脂を分取して、DSC測定後、複数の融点を確認する。確認された複数の融点のうちスチレンアクリル部位に由来するものをNMRで同定する。NMRの条件は、例えば、後述のものを採用しうる。
スチレンアクリル系樹脂、結着樹脂などの分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、以下のようにして測定する。
まず、試料をテトラヒドロフラン(THF)中に入れ、25℃で数時間放置した後、十分振とうし、THFとよく混ぜ、試料の合一体が無くなるまで、さらに12時間以上静置する。
その時、THF中への放置時間が24時間となるようにする。その後、得られた溶液をサンプル処理フィルター(ポアサイズ0.2μm以上0.5μm以下、例えばマイショリディスクH-25-2(東ソー社製))を通過させたものをGPCの試料とする。
また、試料濃度は、0.5mg/ml以上5.0mg/ml以下となるように調製する。この試料溶液を用いて、以下の条件で測定する。
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流し、前記試料溶液を約100μl注入して測定する。
試料の分子量測定にあたっては試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント値との関係から算出する。
検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、東ソー社製又は昭和電工社製の分子量が1×102~1×107程度のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いる。なお、検出器はRI(屈折率)検出器を用いる。
トナー表面近傍及び内部の結着樹脂に対するスチレンアクリル系樹脂比率は、FT-IR-ATR法において、ATR結晶としてゲルマニウム(以下、Ge)とダイアモンド(以下、Dy)を用いた測定によって求める。
Geはトナー表面から深さ数百nmの情報を測定でき、Dyはトナー表面から1μm程度の深さまでの情報が得られることからGeとDyで測定した強度比からトナー表面近傍と内部の存在比を算出することができる。以下の条件で測定した結着樹脂とスチレンアクリル系樹脂の特徴的なピークの強度を比較することで、結着樹脂とスチレンアクリル系樹脂の構成比を求めることができる。
ATR法によるFT-IRスペクトルは、Universal ATR Sampling Accessory(ユニバーサルATR測定アクセサリー)を装着したSpectrum One(フーリエ変換赤外分光分析装置)PerkinElmer社製を用いて行った。
赤外光の入射角は45°に設定した。
ATR結晶としては、GeのATR結晶(屈折率=4.0)、DyのATR結晶(屈折率=2.4)を用いて行った。
Range
Start:4000cm-1
End:600cm-1(GeのATR結晶)
Duration
Scan number:4
Resolution:4.00cm-1
Advanced:CO2/H2O補正あり
非晶性ポリエステル樹脂(L1及びH1)は、820cm-1~840cm-1の間に芳香環に由来するピークを有し、スチレンアクリル系樹脂A1は、2840cm-1~2860cm-1の間にアクリル酸のCH3に由来するピークを有することから、下記手法により算出することが可能である。
(1)GeのATR結晶(屈折率=4.0)を装置に装着する。
(2)Scan typeをBackground、UnitsをEGYに設定し、バックグラウンドを測定する。
(3)Scan typeをSample、UnitsをAに設定する。
(4)トナーをATR結晶の上に、0.01g精秤する。
(5)圧力アームでサンプルを加圧する(Force Gaugeは100)。
(6)サンプルを測定する。
(7)得られたFT-IRスペクトルを、Automatic Correctionでベースライン補正をする。
(8)820cm-1以上840cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値を算出する(Ge-r1)。
(9)790cm-1と860cm-1の吸収ピーク強度の平均値を算出する(Ge-r2)。
(10)(Ge-r1)-(Ge-r2)=Ge-rとする。
Ge-r=820cm-1以上840cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度
(11)2840cm-1以上2860cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値を算出する(Ge-a1)。
(12)2600cm-1と3100cm-1の吸収ピーク強度の平均値を算出する(Ge-a2)。
(13)(Ge-a1)-(Ge-a2)=Ge-aとする。
Ge-a=2840cm-1以上2860cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度
(14)DyのATR結晶(屈折率=4.0)を装置に装着する。
(15)(2)~(13)と同様の作業を行い、Dy-rとDy-aを算出する。
(16)得られた値から、式(2)により値Zを算出する。
Z=(Ge-a/Ge-r)/(Dy-a/Dy-r) (2)
Ge用いて測定し、算出したGe-aとGe-rの比でトナー表面近傍の結着樹脂に対するスチレンアクリル系樹脂A1の存在比率が求められ、Dyを用いて測定し、算出したDy-aとDy-rの比でトナー内部の結着樹脂に対するスチレンアクリル系樹脂A1の存在比率が求められる。さらにトナー表面近傍の存在比とトナー内部の存在比の比からトナー表面近傍に偏在しているスチレンアクリル系樹脂A1の比率を求めることができる。
トナー粒子のメジアン径(D50)は、50μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3
Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出する。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
なお、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解水溶液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を1μm以上30μm以下に設定する。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーチューブのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れ、この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー粒子約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、メジアン径(D50)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、分析/個数統計値(算術平均)画面の「50%D径」がメジアン径(D50)である。
まず、トナーからスチレンアクリル系樹脂を単離する。トナーをテトラヒドロフラン溶解し、ろ過することで不要溶分を分離する。その後、溶解物を撹拌しながらヘキサンを滴下して不溶要分を析出させる。析出物をろ過して分離することでヘキサンに溶解したスチレンアクリル系樹脂が得られる。ヘキサンを減圧蒸留することでスチレンアクリル系樹脂と分離し、得られたスチレンアクリル系樹脂の重質量を測定することでトナー中のスチレンアクリル系樹脂の含有量が求められる。その後、単離したスチレンアクリル系樹脂を核磁気共鳴法(NMR)で測定することでモノマーユニット及びスチレンアクリル部位の含有割合を測定することができる。
1H NMRによる測定は以下の方法で行う。試料5mgを、テトラメチルシランを化学シフト0.00ppmの内部標準として含む重クロロホルム0.5mlに溶解させた溶液を試料管に入れ、繰り返し時間を2.7秒、積算回数を16回の条件で1H NMRを測定する。測定装置としては、JEOL社製のECA400MHzを用いる。
炭化水素化合物に由来するアルケニルの水素、スチレンアクリル部位に由来するスチレン基の水素、式(1)で表されるモノマーユニットで示される酸素に結合したエチレン基の水素の積分比をそれぞれ比較することでモノマーユニット及びスチレンアクリル部位の含有割合が算出できる。
上記、スチレンアクリル系樹脂を単離する方法と同様にしてヘキサンで析出し、ろ過で回収した不要分がトナー中のポリエステル樹脂である。単離したポリエステル樹脂を上記、スチレンアクリル系樹脂を1H NMRで測定した方法と同様に測定し、長鎖アルキル由来のピークから炭素数を測定する。
トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA-3000」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約20mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.2ml加える。
さらに測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(「VS-150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
なお、本願実施例では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用する。解析粒子径を円
相当径1.985μm以上39.69μm未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行う。
温度計及び攪拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、キシレン300.0部、ポリプロピレン(融点75℃)15.0部を入れ充分溶解し、窒素置換後、スチレン15.0部、ベヘニルアクリレート45.0部、及びキシレン250.0部の混合溶液を180℃で3時間滴下し重合する。さらにこの温度で30分間保持し、脱溶剤を行い、スチレンアクリル系樹脂A1を得た。得られたスチレンアクリル系樹脂の組成を表1に示す。
スチレンアクリル系樹脂A1の製造例において、表1に示す脂肪族炭化水素化合物の種類、アクリル酸エステルの種類、式(1)のモノマーユニットの質量%、スチレンアクリル系樹脂中のスチレンアクリル部位の質量%となるように適宜条件を変更した以外は、スチレンアクリル系樹脂A1の製造例と同様の操作を行い、スチレンアクリル系樹脂A2~A11を得た。得られたスチレンアクリル系樹脂の組成を表1に示す。
<低分子量の非晶性ポリエステル樹脂(L)の製造例>
・ポリオキシプロピレン(2.8)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン
:76.6部
(0.17モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・テレフタル酸 :17.4部
(0.10モル;多価カルボン酸総モル数に対して72.0mol%)
・アジピン酸 : 6.0部
(0.04モル;多価カルボン酸総モル数に対して28.0mol%)
・チタンテトラブトキシド(エステル化触媒) : 0.5部
冷却管、攪拌機、窒素導入管、及び、熱電対を備えた反応槽に、前記材料を秤量した。
次に反応槽内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、4時間反応させた。
さらに、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、1時間維持した後、180まで冷却し、大気圧に戻した(第1反応工程)。
・tert-ブチルカテコール(重合禁止剤) :0.1部
その後、前記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度180℃に維持したまま、1時間反応させ、ASTM D36-86に従って測定した反応物の軟化点が90℃に達したのを確認してから温度を下げて反応を止め(第2反応工程)、非晶性ポリエステル樹脂(L1)を得た。
得られた非晶性ポリエステル樹脂(L)は、ピーク分子量(Mp)が7300、軟化点(Tm)が90℃、ガラス転移温度(Tg)が52℃であった。
・ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン
:72.2部
(0.20モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・テレフタル酸 :13.2部
(0.08モル;多価カルボン酸総モル数に対して48.0mol%)
・アジピン酸 : 8.2部
(0.06モル;多価カルボン酸総モル数に対して34.0mol%)
・チタンテトラブトキシド(エステル化触媒):0.5質量部
冷却管、攪拌機、窒素導入管、及び、熱電対を備えた反応槽に、前記材料を秤量した。
次に反応槽内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、2時間反応させた。
さらに、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、1時間維持した後、160℃まで冷却し、大気圧に戻した(第1反応工程)。
・トリメリット酸 : 6.3部
(0.03モル;多価カルボン酸総モル数に対して18.0mol%)
・tert-ブチルカテコール(重合禁止剤) : 0.1部
その後、前記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度160℃に維持したまま、15時間反応させ、ASTM D36-86に従って測定した反応物の軟化点が140℃に達したのを確認してから温度を下げて反応を止め(第2反応工程)、非晶性ポリエステル樹脂(H1)を得た。
得られた非晶性ポリエステル樹脂(H1)は、ピーク分子量(Mp)が9000、軟化点(Tm)が142℃、ガラス転移温度(Tg)が57℃であった。
非晶性ポリエステル樹脂(H1)の成分を組成(モル%)〔ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン:ポリオキシエチレン(2.0)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸:ドデシルコハク酸:トリメリット酸=33:17:24:20:6〕とした以外は同様にして非晶性ポリエステル樹脂(H2)を得た。
得られた非晶性ポリエステル樹脂(H2)は、ピーク分子量(Mp)が8500、軟化点(Tm)が120℃、ガラス転移温度(Tg)が56℃であった。
(トナー1の製造:熱処理工程を含む溶融混練法)
・低分子量の非晶性ポリエステル樹脂(L1) 70.0部
・高分子量の非晶性ポリエステル樹脂(H1) 30.0部
・スチレンアクリル系樹脂A1 20.0部
・フィッシャートロプシュワックス 5.0部
(炭化水素ワックス、最大吸熱ピークのピーク温度が90℃)
・C.I.ピグメントブルー15:3 7.0部
・3,5-ジ-t-ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.3部
(ボントロンE101 オリエント化学工業社製)
前記材料をヘンシェルミキサー(FM-75型、三井鉱山(株)製)を用いて、回転数20s-1、回転時間5minで混合した後、温度150℃に設定した二軸混練機(PCM-30型、株式会社池貝製)にて溶融及び混練した。得られた溶融混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機(T-250、ターボ工業(株)製)にて微粉砕した。
さらにファカルティF-300(ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、樹脂粒子1を得た。ファカルティF-300の運転条件は、分級ローター回転数を130s-1、分散ローター回転数を70s-1とした。
得られた樹脂粒子1を用い、図1で示す熱処理装置によって熱処理を行い、トナー粒子1を得た。運転条件は、フィード量を5kg/hr、熱風温度を180℃、熱風流量を6m3/min.、冷風温度を-5℃、冷風流量を4m3/min.、ブロワー風量を20m3/min.、インジェクションエア流量を1m3/min.とした。
100部のトナー粒子1に、疎水性シリカ(BET:200m2/g)1.0部、及び、イソブチルトリメトキシシランで表面処理した酸化チタン微粒子(BET:80m2/g)1.0部を、ヘンシェルミキサー(FM-75型、三井鉱山(株)製)で回転数30s-1、回転時間10min.で混合して、トナー1を得た。
得られたトナー1をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが7.0であった。
(トナー2の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1をスチレンアクリル系樹脂A2に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー2を得た。
得られたトナー2をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが7.0であった。
(トナー3の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1をスチレンアクリル系樹脂A3に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー3を得た。
得られたトナー3をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが7.0であった。
(トナー4の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1の量を10.0部に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー4を得た。
得られたトナー4をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが1.5であった。
(トナー5の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1の量を30.0部に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー5を得た。
得られたトナー5をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが9.0であった。
(トナー6の製造)
ファカルティの分散ローター回転数を100s-1とし、熱処理装置の熱風温度を150℃とした以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー6を得た。
得られたトナー6をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが5.0であった。
(トナー7の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1をスチレンアクリル系樹脂A4に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー7を得た。
得られたトナー7をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが7.0であった。
(トナー8の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1をスチレンアクリル系樹脂A5に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー8を得た。
得られたトナー8をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが7.0であった。
(トナー9の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1をスチレンアクリル系樹脂A6に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー9を得た。
得られたトナー9をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが7.0であった。
(トナー10の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1をスチレンアクリル系樹脂A7に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー10を得た。
得られたトナー10をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが7.0であった。
(トナー11の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1をスチレンアクリル系樹脂A8に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー11を得た。
得られたトナー11をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが7.0であった。
(トナー12の製造)
高分子量の非晶性ポリエステル樹脂(H1)を非晶性ポリエステル樹脂(H2)に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー12を得た。
得られたトナー12をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが7.0であった。
(トナー13の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1をスチレンアクリル系樹脂A9に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー13を得た。
得られたトナー13をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが7.0であった。
(トナー14の製造:乳化凝集法)
・非晶性ポリエステル樹脂分散液の製造
テトラヒドロフラン(和光純薬製) 200部
低分子量の非晶性ポリエステル樹脂(L1) 84部
高分子量の非晶性ポリエステル樹脂(H1) 36部
アニオン界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 0.6部
前記を混合後、12時間攪拌し、樹脂を溶解した。
次いで、N,N-ジメチルアミノエタノール2.7部を加え、超高速攪拌装置T.K.ロボミックス((株)プライミクス製)を用いて4000rpmで攪拌した。
さらに、イオン交換水360部を1g/minの速度で添加し、樹脂微粒子を析出させた。その後、エバポレーターを用いて、テトラヒドロフランを除去し、非晶性ポリエステル樹脂分散液を得た。得られた非晶性ポリエステル樹脂分散液における非晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径D50は0.11μmであった。
スチレンアクリル系樹脂A1 20.0部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 1.0部
イオン交換水 79.0部
以上を攪拌装置付きの混合容器に投入した後、90℃に加熱し、クレアミックスWモーション(エム・テクニック製)へ循環させて分散処理を60分間行った。分散処理の条件は、以下のようにした。
・ローター外径3cm
・クリアランス0.3mm
・ローター回転数19000r/min
・スクリーン回転数19000r/min
分散処理後、ローター回転数1000r/min、スクリーン回転数0r/min、冷却速度10℃/minの冷却処理条件にて40℃まで冷却することで、スチレンアクリル系樹脂A1の濃度20質量%の水系分散液(スチレンアクリル系樹脂分散液)を得た。得られたスチレンアクリル系樹脂分散液におけるスチレンアクリル系樹脂粒子の体積平均粒径D50は0.23μmであった。
C.I.ピグメントブルー15:3 100部
アニオン界面活性剤 10部
イオン交換水 890部
以上を混合し、溶解した後、高圧衝撃式分散機を用いて分散した。
得られた着色剤分散液における着色剤粒子の体積平均粒径D50は0.16μmであった。
フィッシャートロプシュワックス 100部
(炭化水素ワックス、最大吸熱ピークのピーク温度が90℃)
アニオン性界面活性剤 10部
イオン交換水 390部
以上を95℃に加熱して、ホモジナイザーを用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、ワックス分散液を得た。得られたワックス分散液におけるワックス粒子の体積平均粒径D50は0.21μmであった。
非晶性ポリエステル樹脂分散液 333部
着色剤分散液 50部
ワックス分散液 50部
イオン交換水 400部
前記の各材料を丸型ステンレス製フラスコに投入、混合した後、ここに98部のイオン交換水に対し、硫酸マグネシウム2部を溶解させた水溶液を添加し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて5000rpmで10分間分散した。
その後、加熱用ウォーターバス中で撹拌翼を用いて、混合液が撹拌されるような回転数を適宜調節しながら58℃まで加熱した。50℃で1時間保持し、体積平均粒径が約5.0μmである凝集粒子を得た。
前記凝集粒子を含む分散液に、380部のイオン交換水に対し、クエン酸三ナトリウム20部を溶解させた水溶液を追加した後、85℃まで加熱した。
85℃で2時間保持し、個数基準のメジアン径が約4.0μm、平均円形度が0.966の融合粒子(コア粒子)が得られた。
なお、粒子の体積平均粒径は、コールターマルチサイザーIII(コールター社製)を用い、前記装置の操作マニュアルに従い測定した。また、平均円形度は、フロー式粒子像測定装置「FPIA-3000」(シスメックス社製)を用い、前記装置の操作マニュアルに従って測定を行い、算出した。
ろ液が透明になったのを確認後、スチレンアクリル系樹脂分散液22部を再度添加し、撹拌を続けた。再び、ろ液が透明になったのを確認後、スチレンアクリル系樹脂分散液23部を再度添加し、撹拌を続けた。ろ液が透明になったのを確認後、回転数を適宜調整しながら85℃まで加熱した。その際に、粒径を随時確認し、粒径が大きくなったら5質量%のエチレンジアミン四酢酸ナトリウム水溶液を加え、凝集進行を防いだ。
85℃で1時間保持し、個数基準のメジアン径が約5.6μm、平均円形度が0.968のトナー粒子分散液(コアシェル粒子分散液)が得られた。
その後、トナー粒子水分散液を25℃まで冷却し、ろ過・固液分離した後、ろ物をイオン交換水で十分に洗浄し、真空乾燥機を用いて乾燥することにより、個数基準のメジアン径が5.5μmのトナー粒子を得た。
100部のトナー粒子に、疎水性シリカ(BET:200m2/g)1.0部、及びイソブチルトリメトキシシランで表面処理した酸化チタン微粒子(BET:80m2/g)1.0部を、ヘンシェルミキサー(FM-75型、三井鉱山(株)製)で回転数30s-
1、回転時間10min.で混合して、トナー14を得た。
得られたトナー14をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが9.0であった。
(トナー15の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1をスチレンアクリル系樹脂A10に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー15を得た。
得られたトナー15をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが7.0であった。
(トナー16の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1をスチレンアクリル系樹脂A11に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー16を得た。
得られたトナー16をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが7.0であった。
(トナー17の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1の量を8.0部に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー17を得た。
得られたトナー17をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが1.3であった。
(トナー18の製造)
スチレンアクリル系樹脂A1の量を40.0部に変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー18を得た。
得られたトナー18をFT-IR ATR法で測定したとき、式(2)で示される値Zが10.0であった。
・工程1(秤量・混合工程):
Fe2O3 62.7部
MnCO3 29.5部
Mg(OH)2 6.8部
SrCO3 1.0部
前記材料を前記組成比となるようにフェライト原材料を秤量した。その後、直径1/8インチのステンレスビーズを用いた乾式振動ミルで5時間粉砕・混合した。
・工程2(仮焼成工程):
得られた粉砕物をローラーコンパクターにて、約1mm角のペレットにした。このペレットを目開き3mmの振動篩にて粗粉を除去し、次いで目開き0.5mmの振動篩にて微粉を除去した後、バーナー式焼成炉を用いて、窒素雰囲気下(酸素濃度0.01体積%)で、温度1000℃で4時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。得られた仮焼フェライトの組成は、下記の通りである。
(MnO)a(MgO)b(SrO)c(Fe2O3)d
前記式において、a=0.257、b=0.117、c=0.007、d=0.393
得られた仮焼フェライトをクラッシャーで0.3mm程度に粉砕した後に、直径1/8インチのジルコニアビーズを用い、仮焼フェライト100部に対し、水を30部加え、湿式ボールミルで1時間粉砕した。得られたスラリーを、直径1/16インチのアルミナビーズを用いた湿式ボールミルで4時間粉砕し、フェライトスラリー(仮焼フェライトの微粉砕品)を得た。
・工程4(造粒工程):
フェライトスラリーに、仮焼フェライト100部に対して分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム1.0部、バインダーとしてポリビニルアルコール2.0部を添加し、スプ
レードライヤー(製造元:大川原化工機)で、球状粒子に造粒した。得られた粒子を粒度調整した後、ロータリーキルンを用いて、650℃で2時間加熱し、分散剤やバインダーの有機成分を除去した。
焼成雰囲気をコントロールするために、電気炉にて窒素雰囲気下(酸素濃度1.00体積%)で、室温から温度1300℃まで2時間で昇温し、その後、温度1150℃で4時間焼成した。その後、4時間をかけて、温度60℃まで降温し、窒素雰囲気から大気に戻し、温度40℃以下で取り出した。
・工程6(選別工程):
凝集した粒子を解砕した後に、磁力選鉱により低磁力品をカットし、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、体積分布基準の50%粒径(D50)37.0μmの磁性コア粒子1を得た。
シクロヘキシルメタクリレートモノマー 26.8質量%
メチルメタクリレートモノマー 0.2質量%
メチルメタクリレートマクロモノマー 8.4質量%
(片末端にメタクリロイル基を有する重量平均分子量5000のマクロモノマー)
トルエン 31.3質量%
メチルエチルケトン 31.3質量%
アゾビスイソブチロニトリル 2.0質量%
前記材料のうち、シクロヘキシルメタクリレートモノマー、メチルメタクリレートモノマー、メチルメタクリレートマクロモノマー、トルエン、メチルエチルケトンを、還流冷却器、温度計、窒素導入管及び攪拌装置を取り付けた四つ口のセパラブルフラスコに入れ、窒素ガスを導入して充分に窒素雰囲気にした。その後、80℃まで加温し、アゾビスイソブチロニトリルを添加して5時間還流し重合させた。得られた反応物にヘキサンを注入して共重合体を沈殿析出させ、沈殿物を濾別後、真空乾燥して被覆樹脂1を得た。
次いで、30部の被覆樹脂1を、トルエン40部及びメチルエチルケトン30部に溶解させて、重合体溶液1(固形分30質量%)を得た。
重合体溶液1(樹脂固形分濃度30%) 33.3質量%
トルエン 66.4質量%
カーボンブラックRegal330(キャボット製) 0.3質量%
(一次粒径25nm、窒素吸着比表面積94m2/g、DBP吸油量75mL/100g)
を、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、ペイントシェーカーで1時間分散した。得られた分散液を、5.0μmのメンブランフィルターで濾過し、被覆樹脂溶液1を得た。
(樹脂被覆工程):
常温で維持されている真空脱気型ニーダーに、磁性コア粒子1及び被覆樹脂溶液1を投入した(被覆樹脂溶液1の投入量は、100部の磁性コア粒子1に対して樹脂成分として2.5部になる量)。
投入後、回転速度30rpmで15分間撹拌し、溶媒が一定以上(80質量%)揮発した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、2時間かけてトルエンを留去した後冷却した。得られた磁性キャリアを、磁力選鉱により低磁力品を分別し、開口70μmの篩を通した後、風力分級器で分級し、体積分布基準の50%粒径(D50)38.2μmの磁性キ
ャリア1を得た。
92.0部の磁性キャリア1と8.0部のトナー1をV型混合機(V-20、セイシン企業製)により混合し、二成分系現像剤1を得た。
二成分系現像剤1の製造例において、トナーを表3のように変更する以外は同様の操作を行い、二成分系現像剤2~18を得た。
二成分現像剤1~18又はトナー1~18を用いて、後述の評価を実施した。結果は表4に示す。尚、実施例2及び7は参考例として評価を行った。
二成分系現像剤1~18を用いて、転写性の評価を行った。
紙:GF-C081(81.0g/m2)(キヤノンマーケティングジャパン株式会社)ベタ画像におけるトナーの載り量:0.35mg/cm2
一次転写電流:30μA
試験環境:常温常湿環境(温度23℃/湿度50%RH)
プロセススピード:377mm/sec
評価する二成分現像剤を、画像形成装置(市販のフルカラーデジタル複写機(CLC1100、キヤノン社製)のシアン用現像器に入れて後述の評価を行った。
一次転写後に感光体上に残ったトナーと一次転写前のトナーをそれぞれ透明なポリエステル製の粘着テープによりテーピングしてはぎ取った。はぎ取った粘着テープを紙上に貼り、その濃度を分光濃度計500シリーズ(X-Rite社)で測定した。
(一次転写前の濃度-転写残の濃度)/一次転写前の濃度×100を転写効率とし、下記の評価基準に基づいて評価を行った。C以上を本発明の効果が得られていると判断した。
A:転写効率;90%以上
B:転写効率;85%以上90%未満
C:転写効率;80%以上85%未満
D:転写効率;80%未満
二成分系現像剤1~18を用いて、トナーの摩擦帯電量を測定し、下記基準でトナーの帯電性を評価した。
トナーの摩擦帯電量は、ホソカワミクロン(株)のEspartアナライザーにて測定した。Espartアナライザーは、電場と音響場を同時に形成させた検知部(測定部)に試料粒子を導入し、レーザードップラー法で粒子の移動速度を測定して、粒径と帯電量を測定する装置である。
装置の測定部に入った試料粒子は、音響場と電場の影響を受け、水平方向に偏倚しながら落下し、この水平方向の速度のビート周波数がカウントされる。カウント値は、コンピュータに割り込みで入力され、リアルタイムでコンピュータ画面に粒子径分布又は単位粒径当たりの帯電量分布が示される。そして、所定の個数分の帯電量が測定されると画面は停止し、その後、帯電量と粒子径の3次元分布や粒径別の帯電量分布、平均帯電量(クーロン/重量)などが画面に表示される。Espartアナライザーの測定部に試料粒子として二成分現像剤を導入することで、トナーの摩擦帯電量を測定できる。
前記手法にて初期トナーの摩擦帯電量を測定後、二成分現像剤を恒温恒湿槽中(温度30℃、湿度80%RH)で一週間静置し、再度摩擦帯電量を測定した。
測定結果を下記式に代入して摩擦帯電量の保持率を算出し、後記基準で評価した。B以上を本発明の効果が得られていると判断した。
式:トナーの摩擦帯電保持率(%)=[1週間後のトナーの摩擦帯電量]/[初期トナーの摩擦帯電量]×100
(評価基準)
A:トナーの摩擦帯電保持率が80%以上。
B:トナーの摩擦帯電保持率が60%以上80%未満。
C:トナーの摩擦帯電保持率が60%未満。
市販のフルカラーデジタル複写機(CLC1100、キヤノン社製)を使用し、受像紙(64g/m2)上に未定着のトナー画像(0.6mg/cm2)を形成した。
市販のフルカラーデジタル複写機(imageRUNNER ADVANCE C5051、キヤノン製)から取り外した定着ユニットを定着温度が調節できるように改造し、これを用いて未定着のトナー画像の定着試験を行った。
常温常湿下、プロセススピードを246mm/秒に設定し、前記未定着のトナー画像を定着させたときの様子を目視にて評価した。B以上を本発明の効果が得られていると判断した。
A:120℃以下の温度で定着が可能
B:120℃より高く、140℃以下の温度で定着が可能
C:140℃より高い温度で定着が可能、又は定着可能な温度領域がない
トナー1~18を恒温恒湿槽中で3日間静置し、目開き75μmの篩を用いて、振とう幅1mmで300秒間篩がけを行った際に篩の上に残存するトナーの量を後記基準にて評価した。B以上を本発明の効果が得られていると判断した。
(評価基準)
A:温度55℃、湿度10%RHの恒温恒湿槽中で3日間静置後、篩処理した際、篩上に残存したトナー量が10質量%未満。
B:温度55℃、湿度10%RHの恒温恒湿槽中で3日間静置後、篩処理した際、篩上に残存したトナー量が10質量%以上だが、温度50℃、湿度10%RHの恒温恒湿槽中で3日間静置後、篩処理した際、篩上に残存したトナー量は10質量%未満。
C:温度50℃、湿度10%RHの恒温恒湿槽中で3日間静置後、篩処理した際、篩上に残存したトナー量は10質量%以上。
Claims (9)
- 結着樹脂及びスチレンアクリル系樹脂を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該スチレンアクリル系樹脂は脂肪族炭化水素化合物部位及びスチレンアクリル部位を有するグラフト重合体であり、
該スチレンアクリル部位が、下記式(1)で示されるモノマーユニットを有し、
該スチレンアクリル系樹脂中の下記式(1)で示されるモノマーユニットの含有割合が、50質量%以上80質量%以下であり、
該スチレンアクリル部位の融点が、30℃以上80℃以下であり、
該トナーをFT-IR ATR法で測定したとき、下記式(2)から求められる値Zが、1.5以上9.0以下であることを特徴とするトナー。
[式(1)中、R1は水素原子又はメチル基を表し、nは22以上30以下の整数を表す。]
Z=(Ge-a/Ge-r)/(Dy-a/Dy-r) (2)
Ge-a;ATR結晶としてゲルマニウムを用いた時の該スチレンアクリル系樹脂由来の強度
Ge-r;ATR結晶としてゲルマニウムを用いた時の該結着樹脂由来の強度
Dy-a;ATR結晶としてダイアモンドを用いた時の該スチレンアクリル系樹脂由来の強度
Dy-r;ATR結晶としてダイアモンドを用いた時の該結着樹脂由来の強度 - 前記スチレンアクリル系樹脂中の前記スチレンアクリル部位の含有割合が、70質量%以上95質量%以下である請求項1に記載のトナー。
- 前記式(1)のnが、22である請求項1又は2に記載のトナー。
- 前記スチレンアクリル系樹脂の含有量が、前記結着樹脂100質量部に対して10質量部以上30質量部以下である請求項1~3のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記結着樹脂が、ポリエステル樹脂を含む請求項1~4のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記ポリエステル樹脂が、アルキル基の側鎖を有し、
該アルキル基の炭素数が、10以上20以下である請求項5に記載のトナー。 - 前記脂肪族炭化水素化合物部位に含まれる脂肪族炭化水素化合物が、ポリプロピレン及びパラフィンワックスからなる群から選択される少なくとも一である請求項1~6のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記トナーの個数基準におけるメジアン径D50が、3.0μm以上6.0μm以下である請求項1~7のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記トナー粒子の表面が、前記スチレンアクリル系樹脂によるシェルを有する請求項1~8のいずれか一項に記載のトナー。
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