JP2016224422A - トナー - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明の目的は、高速での低温定着性、ブロッキング性、及び帯電性に優れたトナーを提供することである。
【解決手段】 樹脂成分を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
前記樹脂成分が、オレフィン系共重合体及び結晶性ポリエステル樹脂を有し、
前記オレフィン系共重合体は
下記式(1)で示されるユニットY1と、
下記式(2)で示されるユニットおよび下記式(3)で示されるユニットの群から選択される少なくとも1種のユニットY2と
を有し、
前記樹脂成分に含まれる前記オレフィン系共重合体の含有量が、樹脂成分の全質量に対し40質量%以上であって、
前記ユニットBの含有量が、オレフィン系共重合体の全質量に対し3質量%以上35質量%以下であり、
前記オレフィン系共重合体は、メルトフローレートが30g/10分以下であることを特徴とするトナー。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電子写真方式に用いられる乾式トナーに関する。
近年、画像形成に際して、省エネルギー化への要求の高まりに伴い、トナーの定着温度をより低温化させる取り組みが採られるようになってきている。その一つとして、軟化温度の低いポリエステル樹脂を用いることで、さらに定着温度を下げることが提案されている。ところが、軟化温度が低いために、保存時や輸送時等の静置状態下でトナー同士が融着してブロッキングが発生することがある。
そこでブロッキング特性と低温定着性の両立の手段として、融点を超えると粘度が大きく低下するシャープメルト性を有した結晶性ポリエステル樹脂を用いる技術が提案されている(特許文献1乃至3)。
また、定着性を良化させるためにエチレン−酢酸ビニル共重合体や、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、あるいはエチレン−メタアクリル酸メチル共重合体のようなエステル含有エチレン系共重合体を含有したトナーの提案もなされている(特許文献4乃至10)。
特公昭56−13943号公報 特公昭62−39428号公報 特開平4−120554号公報 特開2011−107261号公報 特開平11−202555号公報 特開平8−184986号公報 特開平4−21860号公報 特開平3−150576号公報 特開昭59−18954号公報 特開昭58−95750号公報
従来の結晶性ポリエステル樹脂を、電子写真用トナーのメインの結着樹脂として使用すると、樹脂のシャープメルト性により定着性とブロッキング特性の両立の観点からは優れていた。しかし、結晶性ポリエステル樹脂は電気抵抗が低く帯電性に課題があった。
そこで、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂を併用する提案もなされている。しかしながら、ブロッキング性を満足させるためにはマトリクスを形成する非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度を保管環境温度以上にする必要があり、その場合、高速印刷条件での低温定着性を満足することは困難であった。
また、エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−アクリル酸エチル共重合体をトナー中に一部含有させる提案が特許文献4〜8でなされているが、これらの共重合体を一部含有させるだけでは、高速印刷条件での低温定着性を満足することは困難であった。
本発明者らの検討により、高速での低温定着性を良化させるためには、トナーのメイン成分である結着樹脂のガラス転移温度を下げることが最も有効であることを見出した。
しかし、結着樹脂のガラス転移温度を低下させることは保管性の低下、および電気抵抗の低下につながりトナーとしての帯電性が劣ってしまう欠点があった。そこで、本発明者らは、体積抵抗が高くガラス転移温度が室温以下であるオレフィン系共重合体に着目した。具体的には、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のエチレン−酢酸エステル系共重合体や、エチレン−アクリル酸メチル等のエチレン−アクリル酸エステル系共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル等のエチレン−メタクリル酸エステル系共重合体等をメイン樹脂にし、帯電性と定着性の両立を試みた。しかし、特許文献9にあるように低分子量のオレフィン系共重合体をトナーのメイン樹脂として使用するには、樹脂としての強度が低く保存性に問題があった。一方、特許文献10にあるように高分子量のオレフィン系共重合体をメイン樹脂にするには、定着時の溶融粘度が高すぎて得られた画像の光沢性が低下する。さらに、高分子量のオレフィン系共重合体をメイン樹脂として使用すると顔料の分散性が悪く、定着物の画像濃度が低下する課題もあった。
そこで、本発明の目的は、画像品位に優れ、高速印刷での低温定着性、ブロッキング性、及び帯電性に優れたトナーを提供することである。
そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、樹脂成分として高分子量のオレフィン系共重合体、具体的には、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のエチレン−酢酸エステル系共重合体や、エチレン−アクリル酸メチル等のエチレン−アクリル酸エステル系共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル等のエチレン−メタクリル酸エステル系共重合体およびこれらの混合物をメインの樹脂成分として使用し、更に結晶性ポリエステルを併用することによって、画像品位に優れかつ保管時のブロッキング性が良化し、高速での低温定着性と帯電性を両立できることが明らかとなった。
即ち、樹脂成分を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
前記樹脂成分が、オレフィン系共重合体及び結晶性ポリエステル樹脂を有し、
前記オレフィン系共重合体は
下記式(1)で示されるユニットY1と、
下記式(2)で示されるユニットおよび下記式(3)で示されるユニットの群から選択される少なくとも1種のユニットY2と
を有し、
前記樹脂成分に含まれる前記オレフィン系共重合体の含有量が、樹脂成分の全質量に対し50質量%以上であって、
前記ユニットBの含有量が、オレフィン系共重合体の全質量に対し3質量%以上35質量%以下であり、
前記オレフィン系共重合体は、メルトフローレートが30g/10分以下であることを特徴とするトナー。
Figure 2016224422
(式中、RはHまたはCHであり、RはHまたはCHであり、RはCHまたはCであり、RはHまたはCHであり、RはCHまたはCである。)
本発明によれば、画像品位に優れ、高速印刷での低温定着性、保存性、および帯電性に優れたトナーを提供することができる。
本発明において樹脂成分とは、主に定着性能に寄与する高分子成分をいう。以下、好ましい成分として、オレフィン系共重合体、結晶性ポリエステルを挙げることができる。
以下、本発明の式(1)で示されるユニットY1と、下記式(2)で示されるユニットおよび下記式(3)で示されるユニットの群から選択される少なくとも1種のユニットY2とを有するオレフィン系共重合体に関して説明する。
本発明の前記オレフィン系共重合体としては、例えば、式(1)および式(2)で示されるユニットの共重合体であって、式中のRがH、RがH、RがCHであるエチレン−酢酸ビニル共重合体が挙げられる。また、式(1)および式(3)で示されるユニットの共重合体であって、RがH、RがH、RがCHであるエチレン−アクリル酸メチル共重合体が挙げられる。また、式(1)および式(3)で示されるユニットの共重合体であって、RがH、RがH、RがCであるエチレン−アクリル酸エチル共重合体があげられる。また、式(1)および式(3)で示されるユニットの共重合体であって、RがH、RがCH、RがCHであるエチレン−メタアクリル酸メチル共重合体が挙げられる。
前記オレフィン系共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体が、エステル基濃度が低い場合でも融点が低いため、低温定着性と帯電保持性の両立が容易である観点から好ましい。また、エチレン−アクリル酸エチルまたはエチレン−アクリル酸メチル共重合体またはエチレン−メタクリル酸メチル共重合体のようなアクリル酸エステル共重合体が、高い化学的安定性のために高温高湿下における保管性が高い観点から好ましい。
前記樹脂成分中に前記オレフィン系共重合体は1種または複数含有されてもよい。
前記オレフィン系共重合体の質量の総和をW、式(1)、式(2)、式(3)で示されるユニットの質量をそれぞれl、m、nとする。結着樹脂中に含有される前記オレフィン系共重合体の(l+m+n)/Wの値は0.8以上であることが低温定着性や電荷保持性の観点から好ましく、0.95以上であることがより好ましい。
式(1)、式(2)および式(3)で示されるユニット以外で、前記オレフィン系共重合体中に含まれてもよいユニットの例としては、例えば、式(4)で示されるユニットや、式(5)で示されるユニットが挙げられる。これらは前記オレフィン系エステル基含有共重合体を製造する共重合反応の際に相当するモノマーを添加したり、前記オレフィン系エステル基含有共重合体を高分子反応により変性させることで導入することができる。
Figure 2016224422
前記オレフィン系共重合体は、樹脂成分の全質量に対して50質量%以上含有されることが必要であり、より好ましくは70質量%以上含有されることが、高速での低温定着の観点から好ましい。前記オレフィン系共重合体は、ガラス転移温度が0℃以下であるために、樹脂成分中に40質量%以上含有されることによって、高速での低温定着性が良好になる。
前記オレフィン系共重合体の全質量に対しユニットBの含有量は、3質量%以上35質量%以下である必要があり、5質量%以上20質量%以下が好ましい。前記オレフィン系共重合体のユニットY1の含有量が35質量%以下であることでトナーとしての帯電保持性が良化し、20質量%以下でさらに良化する。一方、前記オレフィン系共重合体のユニットY2の含有量が3質量%以上であることで紙への密着性が良化し、低温定着性が良好になり、5質量%以上でさらに良化する。
前記ユニットの質量l、m、nや、前記式(2)および(3)で表わされるユニットBの含有量は一般的な分析手法を用いて測定することができ、例えば、核磁気共鳴法(NMR)や熱分解ガスクロマトグラフィー法などの手法が適用できる。
H NMRによる測定は以下の方法でおこなわれる。ユニット(1)で示されるアルケニルの水素、ユニット(2)で示されるアセチル基の水素、ユニット(3)で示される酸素に結合したメチル基またはエチレン基の水素の積分比をそれぞれ比較することでそれぞれのユニット比率が算出できる。
具体的には、エチレン−酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニルに由来するユニット比率:15質量%)のユニット比率の算出は、試料約5mgをテトラメチルシランが0.00ppmの内部標準として含まれる重アセトン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H NMRを測定し、1.14−1.36ppmのピークがエチレンユニットのCH−CHに相当し、2.04ppm付近のピークが酢酸ビニルユニットのCHに相当するため、それらのピークの積分値の比を計算して行なった。
前記オレフィン系共重合体は、メルトフローレートが30g/10分以下である必要がある。それより大きい場合は、トナーとしての強度が低く、保管時にブロッキングしてしまう。また、トナー使用時の衝撃や圧力に耐える観点から、20g/10分以下がより好ましい。また、前記オレフィン系共重合体は、メルトフローレートが5g/10分以上であることが画像の光沢性の観点から好ましい。
メルトフローレートは、JIS K 7210に基づき、190℃、2160g荷重の条件で測定した。樹脂成分中に複数の前記オレフィン系共重合体を含有する場合は、溶融混合した後に上記条件により測定を行なった。
メルトフローレートは、前記オレフィン系共重合体の分子量を変えることで制御することが可能であり、分子量を大きくすることでメルトフローレートを下げることができる。具体的には、前記オレフィン系共重合体の分子量は、重量平均分子量50000以上であることが好ましく、100000以上がより好ましい。また、前記オレフィン系共重合体の分子量は500000以下であることが画像の光沢性の観点から好ましい。
前記オレフィン系共重合体は、破断伸度が300%以上であることが好ましく、500%以上であることがより好ましい。破断伸度が300%以上になることによって定着物の折り曲げ耐性が良好になる。
破断伸度は、JIS K 7162に基づいた条件で測定した。結着樹脂中に複数の前記オレフィン系共重合体を含有する場合は、溶融混合した後に上記条件により測定を行なった。
本発明のトナーは、樹脂成分として、結晶性ポリエステル樹脂を含む。結晶性ポリエステル樹脂を含有することによって、メルトフローレートの高い前記オレフィン系共重合体を含むトナーの加熱溶融時の粘度が低下し高い光沢性の画像を得ることができる。さらに、結晶性ポリエステル樹脂が顔料分散剤として作用し、高分子量の前記オレフィン系共重合体中においても顔料の分散性を高め、画像濃度の高い定着物を得ることができる。さらに、結晶性ポリエステル樹脂が、前記オレフィン系共重合体の結晶核剤として働き、保管時のブロッキング性および帯電性が良好になる。
結晶性ポリエステル樹脂は、樹脂成分100質量部に、10質量部以上30質量部以下含有されることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂の含有量が上記の範囲であると、帯電性を低下させることなく、粘度低下効果や結晶核剤としての効果を十分に得ることができる。
本発明に使用する結晶性ポリエステル樹脂は特に限定されるものではないが、少なくとも1種のジカルボン酸成分と少なくとも1種のジオール成分を縮重合して得られる構造が挙げられる。
前記ジオールとしては、具体的には以下のものが挙げられるが、エステル基濃度および融点の観点から、炭素数4以上20以下の脂肪族ジオールが好ましい。脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、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、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
また、前記ジカルボン酸としては、具体的には以下のものを挙げられるが、融点の観点から、炭素数4〜20の脂肪族ジカルボン酸が好ましい。脂肪族カルボン酸としてはシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、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、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
本発明に使用する結晶性ポリエステル樹脂の酸価は5〜30mgKOH/gであることが好ましい。酸価が5mgKOH/g以上であることで顔料の分散性が向上し、30mgKOH/g以下にすることで高湿環境での帯電性が良化する。
なお、酸価とは、試料1g中に含有されている遊離脂肪酸、樹脂酸の如き酸成分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に準じ以下のように測定する。
(1)試薬
・溶剤:テトラヒドロフラン−エチルアルコール混液(2:1)を、使用直前にフェノールフタレインを指示薬として0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液で中和しておく。
・フェノールフタレイン溶液:フェノールフタレイン1gをエチルアルコール(95体積%)100mLに溶かす。
・0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液:水酸化カリウム7.0gをできるだけ少量の水に溶かしエチルアルコール(95体積%)を加えて1Lとし、2〜3日放置後ろ過する。標定はJIS K 8006(試薬の含量試験中滴定に関する基本事項)に準じて行う。
(2)操作
試料としてコア用樹脂1〜20gを正しくはかりとり、これに上記溶剤100mL及び指示薬として上記フェノールフタレイン溶液数滴を加え、試料が完全に溶けるまで十分に振る。固体試料の場合は水浴上で加温して溶かす。冷却後これを上記0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液で滴定し、指示薬の微紅色が30秒間続いたときを中和の終点とする。
(3)計算式
次の式によって酸価を算出する。
A=B×f×5.611/S
A:酸価(mgKOH/g)
B:0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(mL)
f:0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液のファクター
S:試料(g)
本発明に使用する結晶性ポリエステル樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定された重量平均分子量(Mw)は、5000〜50000であることが好ましく、より好ましくは、5000〜20000である。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)を50000以下にすることで、前記オレフィン系共重合体を可塑化し、後述の方法でトナー化が容易にできるようになり、低温定着性も良化する。また、重量平均分子量(Mw)を5000以上にすることで、トナーとしての強度を上げることができる。
なお、結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、結晶性樹脂の種々公知の製造条件によって容易に制御が可能である。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、以下のように測定する。
ゲルクロマトグラフ用のo−ジクロロベンゼンに、特級2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)を濃度が0.10質量%となるように添加し、室温で溶解する。サンプルビンに結晶性樹脂と上記BHTを添加したo−ジクロロベンゼンとを入れ、150℃に設定したホットプレート上で加熱し、結晶性ポリエステル樹脂を溶解する。
結晶性ポリエステル樹脂が溶けたら、予め加熱しておいたフィルターユニットに入れ、本体に設置する。フィルターユニットを通過させたものをGPCのサンプルとする。
尚、サンプル溶液は、濃度が約0.15質量%となるように調整する。
このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:HLC−8121GPC/HT(東ソー社製)
検出器:高温用RI
カラム:TSKgel GMHHR−H HT 2連(東ソー社製)
温度:135.0℃
溶媒:ゲルクロマトグラフ用o−ジクロロベンゼン
(BHT 0.10質量%添加)
流速:1.0mL/min
注入量:0.4mL
結晶性ポリエステル樹脂の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソ−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
本発明において、結晶性ポリエステルの融点は、低温定着性及び保存性の観点から、50℃以上100℃以下であることが好ましい。融点が100℃以下であることによって低温定着性がより向上する。また、融点が90℃以下であることによって低温定着性がさらに向上する。一方、融点が50℃より低い場合は保存性が低下する傾向にある。
該結晶性樹脂の融点は示査走査熱量計「Q2000」(TA Instruments社製)(DSC)を用いて測定することができる。
具体的には、0.01〜0.02gの試料をアルミパンに精秤し、昇温速度10℃/minで、0℃から200℃まで昇温し、DSC曲線を得る。
得られたDSC曲線より、吸熱ピークのピーク温度を融点とする。
本発明に使用する結晶性ポリエステル樹脂の結晶化度は10%以上であることが好ましく、20〜60%であることがより好ましい。結晶化度が10%以上あることによって、結晶性ポリエステル樹脂が前記オレフィン系共重合体の核剤となり、トナーの全体の結晶性を高め、保管時のブロッキングを防止できる。
なお、広角X線回折法を用いた結晶化度は、次の条件で測定できる。
X線回折装置:Bruker AXS製 D8 ADVANCE
X線源:Cu−Kα線(グラファイトモノクロメータにより単色化)
出力:40kV、40mA
スリット系:スリットDS、SS=1°、RS=0.2mm、
測定範囲:2θ=5°〜60°
ステップ間隔:0.02°
スキャン速度:1°/min
測定結果から、試料のX線回折プロファイルを結晶ピークと非晶散乱に分離し、それらの面積から下式により算出できる。
結晶化度(%)=Ic/(Ic+Ia)×100
Ic:各結晶ピーク面積の和
Ia:非晶散乱面積の和
本発明のトナーにおいては、樹脂成分として、前記オレフィン系共重合体以外に、他の重合体を併用してもよい。具体的には、下記の重合体など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、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂が挙げられる。
また、本発明のトナーは、融点が50〜100℃の脂肪族炭化水素を、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上40質量部以下含有することが好ましい。より好ましくは10質量部以上40質量部以下の場合である。
脂肪族炭化水素は加熱すると前記オレフィン系共重合体を可塑化することができる。そのために、トナー中に脂肪族炭化水素を含有させることで、トナーを加熱定着時にマトリックスを形成している前記オレフィン系共重合体が可塑化し、低温定着性を高めることができる。脂肪族炭化水素の融点は、上記の結晶性ポリエステルの融点の測定と同様にDSCの吸熱ピークのピーク温度を融点とする。融点が50〜100℃の脂肪族炭化水素は前記オレフィン系共重合体の核剤としても作用する。そのために、前記オレフィン系共重合体のミクロな運動性が抑制され帯電性が良化する。脂肪族炭化水素は、1質量部以上30質量部以下含有することが好ましいが、10質量部以上30質量以下含有されることが低温定着性と帯電性の観点からより好ましい。
具体的な脂肪族炭化水素としては、ヘキサコサンや、トリアコサン、ヘキサトリアコサンなどの炭素数が20〜60の飽和炭化水素が挙げられる。
また、本発明のトナーは、シリコーンオイルを離型剤として含有することが好ましい。アルキルワックスなどのトナーに一般に使用される離型剤は、前記オレフィン系共重合体に相溶してしまいやすく、離型効果が得られにくい。また、シリコーンオイルを添加することによってトナー中の顔料分散性が良化し、高濃度の画像が得られやすくなる。
シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルを用いることができる。シリコーンオイルの粘度は、5〜1000cPであることが好ましく、20〜1000cPであることがより好ましい。
シリコーンオイルの添加量は、流動性の低下を抑えつつ、良好な分離性を得るという点で、樹脂成分100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下含有されることが好ましい。より好ましくは、5質量部20質量部以下の場合である。
本発明のトナーは、着色剤を含有していてもよい。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;イエロー着色剤とマゼンタ着色剤及びシアン着色剤と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。
シアントナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー2、3、15:2、15:3、15:4、16、17;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1個以上5個以下置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、単独または混合して、さらには固溶体の状態で用いることができる。上記着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、及びトナーへの分散性の点から選択される。
本発明において、着色剤の含有量は、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。
また、本発明のトナーは、高精細な画像を得るという観点から、体積基準のメジアン径が4.0〜7.0μmであることが好ましい。
また、本発明のトナーは、DSC測定における吸熱量が70J/g以上150J/g以下であることが好ましく、80J/g以上150J/g以下であることが好ましい。吸熱量は、前記オレフィン系共重合体および結晶性ポリエステルの結晶化の状態を示しており、吸熱量70J/g以上になることで結晶化による物理架橋の効果で保管時のブロッキング性が良化する。また、吸熱量が150J/gより大きくなると低温定着性が低下する。吸熱量は結晶核剤となる結晶性ポリエステルや脂肪族炭化水素の添加量および後述のアニーリングにより制御することが可能である。
トナーの吸熱量上記DSCを用いて測定される。
具体的には、トナー約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200℃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。得られた温度―吸熱量曲線において、温度30℃以上100℃以下の範囲における温度−吸熱量曲線の最大吸熱ピークの面積から求める。
本発明のトナーの製造方法について説明する。本発明のトナーは、任意の方法で製造することができるが、後述の乳化凝集法で製造される乳化凝集トナーであることが好ましい。
乳化凝集法とは、目的の粒子径に対して、十分に小さい樹脂微粒子分散液を前もって準備し、その樹脂微粒子を水系媒体中で凝集することによりトナー粒子を製造する製造方法である。
乳化凝集法では、樹脂微粒子の乳化工程、凝集工程、融合工程、冷却工程、及び洗浄工程を経てトナーが製造される。以下、乳化凝集法を用いたトナーの製造方法を具体的に記載するが、これに限定されるわけではない。
<樹脂微粒子の乳化工程>
乳化凝集法においては、初めに樹脂微粒子を準備する。樹脂微粒子は公知の方法で製造できるが、以下の方法で作製することが好ましい。
前記オレフィン系共重合体と結晶性ポリエステルとを有機溶媒に溶解し、均一な溶解液を形成する。その後、塩基性化合物および必要に応じて界面活性剤を添加する。さらに、この溶解液に水系媒体を添加し微粒子を形成する。最後に溶剤を除去し樹脂微粒子が分散された樹脂微粒子分散液を作製させることが好ましい。前記オレフィン系共重合体と結晶性ポリエステルとを共乳化手法で樹脂微粒子を形成した場合には、結晶性ポリエステルが可塑剤となりメルトフローレートの低い前記オレフィン系共重合体を含む有機相を微粒化することが容易になる。さらに、微粒化した有機相の中で結晶性ポリエステルと前記オレフィン系共重合体とが微粒子中で混ざりあい、結晶性ポリエステルの極性基が乳化液の分散安定性を高めることできる。その結果として、トナーとしての粒度分布制御が容易になる。
より具体的には、前記オレフィン系共重合体と結晶性ポリエステルを有機溶媒に加熱溶解し、界面活性剤や塩基を加える。続いて、ホモジナイザーなどによりせん断を付与しながら水系媒体をゆっくり添加することで樹脂を含む共乳化液(樹脂微粒子分散液)を作成する。または、水系媒体を添加後にホモジナイザーなどによりせん断を付与することで樹脂を含む共乳化液を作製する。その後、加熱又は減圧して溶剤を除去することにより、樹脂微粒子の共乳化液(樹脂微粒子分散液)を作製する。
有機溶媒に溶解させる樹脂成分の濃度としては有機溶媒に対して10〜50質量%が好ましく、30〜50質量%がより好ましい。溶解させるために使用す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、トルエン、キシレン、酢酸エチルなどの前記オレフィン系共重合体に対する溶解度の高い溶媒が好ましい。
上記乳化時に使用する界面活性剤としては、特に限定されるものでは無い。例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、カルボン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系の非イオン系界面活性剤が挙げられる。後述の凝集工程の粒子径制御性の観点から、スルホン酸塩系、カルボン酸塩系の2種類を併用することが好ましい。
乳化時に使用する塩基としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの無機塩基やトリエチルアミン、トリメチルアミン、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノールの有機塩基が挙げられる。該塩基は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
樹脂微粒子の体積基準のメジアン径は0.05〜1.0μmであることが好ましく、0.1〜0.6μmがより好ましい。メジアン径が上記の範囲内である場合、所望の粒径を有するトナー粒子が得られやすくなる。なお、体積基準のメジアン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)を使用することで測定可能である。
<凝集工程>
凝集工程とは、上述の樹脂微粒子分散液に、着色剤微粒子分散液や、離型剤微粒子分散液を混合し、混合液を調製し、ついで、調製された混合液中に含まれる粒子を凝集し、凝集体を形成させる工程である。凝集体を形成させる方法としては、例えば凝集剤を上記混合液中に添加・混合し、温度を上げたり、機械的動力等を適宜加えたりする方法が好適に例示できる。
凝集工程で使用する着色剤微粒子分散液は、上述の着色剤を分散させて調製される。着色剤微粒子は公知の方法で分散されるが、例えば、回転せん断型ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、アトライターのメディア式分散機、高圧対向衝突式の分散機が好ましく用いられる。また、必要に応じて分散安定性を付与する界面活性剤や高分子分散剤を添加することができる。
凝集工程で使用する離型剤微粒子分散液は、上述の離型剤を水系媒体中に分散させて調製される。離型剤は公知の方法で分散されるが、例えば、回転せん断型ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、アトライターのメディア式分散機、高圧対向衝突式の分散機が好ましく用いられる。また、必要に応じて分散安定性を付与する界面活性剤や高分子分散剤を添加することができる。
凝集工程で使用する凝集剤としては、例えば、ナトリウム、カリウム等の1価の金属の金属塩;カルシウム、マグネシウム等の2価の金属の金属塩;鉄、アルミニウム等の3価の金属;ポリ塩化アルミなどの多価金属塩が挙げられる。凝集工程の粒子径制御性の観点から塩化カルシウムや硫酸マグネシウムの2価の金属塩およびポリ塩化アルミなどの多価金属塩を併用することが好ましい。
前記凝集剤の添加・混合は、室温以上から65℃の温度範囲で行うことが好ましい。この温度条件下で上記混合を行うと、凝集が安定した状態で進行する。上記混合は、公知の混合装置、ホモジナイザー、ミキサーを用いて行うことができる。
凝集工程で形成される凝集体の平均粒径としては、特に制限はないが、通常、得ようとするトナー粒子の平均粒径と同じ程度になるよう4.0〜7.0μmに制御するとよい。制御は、例えば、上記凝集剤等の添加・混合時の温度と上記攪拌混合の条件を適宜設定・変更することにより容易に行うことができる。なお、トナー粒子の粒度分布はコールター法による粒度分布解析装置(コールターマルチサイザーIII:コールター製)にて測定できる。
<融合工程>
融合工程とは、上記凝集体を、結晶性ポリエステル樹脂の融点以上に加熱し融合することで、凝集体表面を平滑化した粒子を製造する工程である。一次融合工程に入る前に、トナー粒子間の融着を防ぐため、キレート剤、pH調整剤、界面活性剤等を適宜投入することができる。
キレート剤の例としては、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)及びそのNa塩等のアルカリ金属塩、グルコン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、クエン酸カリウム及びクエン酸ナトリウム、ニトロトリアセテート(NTA)塩、COOH及びOHの両方の官能性を含む多くの水溶性ポリマー類(高分子電解質)が挙げられる。
上記加熱の温度としては、凝集体に含まれる結晶性ポリエステル樹脂の融点以上から、前記オレフィン系共重合体または結晶性ポリエステル樹脂が熱分解する温度の間であればよい。加熱・融合の時間としては、加熱の温度が高ければ短い時間で足り、加熱の温度が低ければ長い時間が必要である。即ち、加熱・融合の時間は、加熱の温度に依存するので一概に規定することはできないが、一般的には10分〜10時間である。
<冷却工程>
冷却工程とは、上記粒子を含む水系媒体の温度を、前記オレフィン系共重合体の結晶化温度より低い温度まで冷却する工程である。冷却を結晶化温度より低い温度まで行わないと、粗大粒子が発生してしまう。具体的な冷却速度は0.1〜50℃/分である。
また、冷却中または冷却後に前記オレフィン系共重合体の結晶化速度が速い温度に保持し、結晶化を促進させるアニーリングを行うことが好ましい。30〜70℃の温度で保持することで結晶化が促進されてトナーの保管時のブロッキング性が良化する。
<洗浄工程>
上記工程を経て作製した粒子を、洗浄、ろ過、を繰り返すことによりトナー中の不純物を除去することができる。具体的には純水またはメタノールやエタノールなどのアルコール溶剤を用いてトナーを洗浄し、ろ過を複数回繰り返すことによりトナー中の金属塩や界面活性剤などを除くことができる。ろ過の回数は3〜20回が製造効率の点から好ましく、3〜10回がより好ましい。
<乾燥工程>
上記工程で得た粒子の乾燥を行い、必要に応じて、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム等の無機粒体や、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂粒子を、乾燥状態で剪断力を印加して添加してもよい。これらの無機粒体や樹脂粒子は、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。
以下、本発明を実施例と比較例を用いて更に詳細に説明するが、本発明の態様はこれらに限定されない。なお、実施例及び比較例の部数及び%は特に断りが無い場合、すべて質量基準である。
<樹脂微粒子1分散液の製造>
・トルエン(和光純薬製)300g
・エチレン−酢酸ビニル共重合体A(酢酸ビニルに由来するユニット比率:15質量%、重量平均分子量:110000、メルトフローレート:12g/10分、融点:86℃、破断伸度=700%、(l+m+n)/W=0.99)100g
・結晶性ポリエステル樹脂A(組成(モル比)〔1,9−ノナンジオール:セバシン酸=100:100〕、数平均分子量(Mn)=5,500、重量平均分子量(Mw)=15,500、ピーク分子量(Mp)=11,400、融点=72℃、酸価=13mgKOH/g)25g
以上の処方を混合し、90℃で溶解させた。
別途、イオン交換水700gにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム12g、ラウリン酸ナトリウム6.0g、N,N−ジメチルアミノエタノール1gを加え90℃で加熱溶解させた。次いで上記のトルエン溶液と水溶液を混ぜ合わせ、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7000rpmで攪拌した。さらに、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)用いて200MPaの圧力で乳化した。その後、エバポレーターを用いて、トルエンを除去し、イオン交換水で濃度調整を行い樹脂微粒子1の濃度20%の水系分散液(樹脂微粒子1分散液)を得た。
該樹脂微粒子1の体積基準のメジアン径を動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装製)を用いて測定したところ、0.45μmであった。
<樹脂微粒子2分散液の製造>
結晶性ポリエステル樹脂Aの使用量を15gに変更した以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様にして、樹脂微粒子2分散液を得た。得られた樹脂微粒子2の体積基準のメジアン径は、0.55μmであった。
<樹脂微粒子3分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aをエチレン−酢酸ビニル共重合体B(酢酸ビニルに由来するユニット比率:20質量%、メルトフローレート:14g/分、融点:75℃、破断伸度=800%、(l+m+n)/W=0.99)に変更した以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様にして、樹脂微粒子3分散液を得た。得られた樹脂微粒子3の体積基準のメジアン径は、0.41μmであった。
<樹脂微粒子4分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aをエチレン−酢酸ビニル共重合体C(酢酸ビニルに由来するユニット比率:28質量%、メルトフローレート:20g/10分、融点:69℃、破断伸度=800%、(l+m+n)/W=0.99)に変更した以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様にして、樹脂微粒子4分散液を得た。得られた樹脂微粒子4の体積基準のメジアン径は、0.41μmであった。
<樹脂微粒子5分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aをエチレン−酢酸ビニル共重合体D(酢酸ビニルに由来するユニット比率:6質量%、メルトフローレート:75g/10分、融点:96℃、破断伸度=460%、(l+m+n)/W=0.99)に変更した以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様に樹脂微粒子5分散液を得た。得られた樹脂微粒子5の体積基準のメジアン径は、0.38μmであった。
<樹脂微粒子6分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aをエチレン−酢酸ビニル共重合体E(酢酸ビニルに由来するユニットの比率:20質量%、メルトフローレート:200g/10分、融点:75℃、破断伸度=210%、(l+m+n)/W=0.99)に変更し、結晶性ポリエステル樹脂Aを使用しなかった以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様にして、樹脂微粒子6分散液を得た。得られた樹脂微粒子5の体積基準のメジアン径は、0.22μmであった。
<樹脂微粒子7分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aをエチレン−酢酸ビニル共重合体F(酢酸ビニルに由来するユニットの比率:41質量%、メルトフローレート:2.0g/10分、融点:40℃、破断伸度=870%、(l+m+n)/W=0.99)に変更した以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様にして、樹脂微粒子7分散液を得た。得られた樹脂微粒子7の体積基準のメジアン径は、0.27μmであった。
<樹脂微粒子8分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aをエチレン−酢酸ビニル共重合体G(エチレン−酢酸ビニルに由来するユニット比率:2質量%、メルトフローレート:3.0g/10分、融点:113℃、破断伸度=600%、(l+m+n)/W=0.99)に変更した以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様に樹脂微粒子8分散液を得た。得られた樹脂微粒子8の体積基準のメジアン径は、0.38μmであった。
<樹脂微粒子9分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aをエチレン−アクリル酸エチル共重合体H(アクリル酸エチルに由来するユニット比率:25質量%、メルトフローレート:20g/10分、融点:91℃、破断伸度=900%、(l+m+n)/W=0.99)に変更した以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様に樹脂微粒子9分散液を得た。得られた樹脂微粒子9の体積基準のメジアン径は、0.44μmであった。
<樹脂微粒子10分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aをエチレン−アクリル酸メチル共重合体I(アクリル酸メチルに由来するユニット比率:14質量%、メルトフローレート:14g/10分、融点:87℃、破断伸度=800%、(l+m+n)/W=0.99)に変更した以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様に樹脂微粒子10分散液を得た。得られた樹脂微粒子10の体積基準のメジアン径は、0.42μmであった。
<樹脂微粒子11分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aをエチレン−メタアクリル酸エチル共重合体J(メタアクリル酸エチルに由来するユニット比率:18質量%、メルトフローレート:7.0g/10分、融点:89℃、破断伸度=750%、(l+m+n)/W=0.99)に変更した以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様に樹脂微粒子11分散液を得た。得られた樹脂微粒子11の体積基準のメジアン径は、0.45μmであった。
<樹脂微粒子12分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aをエチレン−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体K(酢酸ビニルに由来するユニット比率:14質量%、ビニルアルコールに由来するユニット比率:6質量%、メルトフローレート:14g/10分、融点:83℃、破断伸度=750%、(l+m+n)/W=0.94)に変更した以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様に樹脂微粒子12分散液を得た。得られた樹脂微粒子12の体積基準のメジアン径は、0.85μmであった。
<樹脂微粒子13分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aをエチレン−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体L(酢酸ビニルに由来するユニット比率:8質量%、ビニルアルコールに由来するユニット比率:20質量%、メルトフローレート:11g/10分、融点:89℃、破断伸度=800%、(l+m+n)/W=0.80)に変更した以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様に樹脂微粒子13分散液を得た。得られた樹脂微粒子13の体積基準のメジアン径は、0.91μmであった。
<樹脂微粒子14分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aをエチレン−酢酸ビニル−アクリル酸エチル共重合体M(酢酸ビニルに由来するユニット比率:7.5質量%、アクリル酸エチルに由来するユニット比率:7.5質量%、メルトフローレート:13g/10分、融点:86℃、破断伸度=700%、(l+m+n)/W=0.99)に変更した以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様に樹脂微粒子14分散液を得た。得られた樹脂微粒子14の体積基準のメジアン径は、0.55μmであった。
<樹脂微粒子15分散液の製造>
結晶性ポリエステル樹脂Aを使用しなかった以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様にして、樹脂微粒子15分散液を得た。得られた樹脂微粒子15の体積基準のメジアン径は、5.51μmであった。
<樹脂微粒子16分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aを使用せず、結晶性ポリエステル樹脂Aの使用量を100gにした以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様にして、樹脂微粒子16分散液を得た。得られた樹脂微粒子16の体積基準のメジアン径は、0.33μmであった。
<樹脂微粒子17分散液の製造>
エチレン−酢酸ビニル共重合体Aをポリエステル樹脂A[組成(モル比)〔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:イソフタル酸:テレフタル酸=100:50:50〕、数平均分子量(Mn)=4,600、重量平均分子量(Mw)=16,500、ピーク分子量(Mp)=10,400、ガラス転移温度(Tg)=70℃、酸価=13mgKOH/g]に変更した以外は樹脂微粒子1分散液の製造方法と同様にして、樹脂微粒子17分散液を得た。得られた樹脂微粒子17の体積基準のメジアン径は、0.15μmであった。
<樹脂微粒子18分散液の製造>
結晶性ポリエステル樹脂Aを使用しなかった以外は樹脂微粒子9分散液の製造方法と同様にして、樹脂微粒子18分散液を得た。得られた樹脂微粒子18の体積基準のメジアン径は、4.95μmであった。
<着色剤微粒子分散液の製造>
・着色剤 10.0質量部
(シアン顔料 大日精化製:Pigment Blue 15:3)
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 1.5質量部
・イオン交換水 88.5質量部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)を用いて約1時間分散して、着色剤を分散させてなる着色剤微粒子の濃度10%の水系分散液(着色剤微粒子の分散液)を調製した。得られた着色剤微粒子の体積基準のメジアン径は動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装製)を用いて測定し、0.20μmであった。
<脂肪族炭化水素の微粒子分散液の製造>
・脂肪族炭化水素(HNP−51、融点78℃、日本精蝋製)20.0質量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 1.0質量部
・イオン交換水 79.0質量部
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、脂肪族炭化水素の微粒子の濃度20%の水系分散液(脂肪族炭化水素の微粒子分散液)を得た。脂肪族炭化水素の微粒子の体積分布基準の50%粒径(d50)は動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装製)を用いて測定し、0.15μmであった。
<シリコーンオイル乳化液の製造>
・シリコーンオイル 20.0質量部
(ジメチルシリコーンオイル 信越化学製:KF96−50CS)
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 1.0質量部
・イオン交換水 79.0質量部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)を用いて約1時間分散して、シリコーンオイルを分散させてなるシリコーンオイルの濃度20%の水系分散液を調製した。得られたシリコーンオイル乳化液中のシリコーンオイル粒子の体積基準のメジアン径を動的光散乱式粒度分布計(ナノトラック:日機装製)を用いて測定したところ、0.09μmであった。
<実施例1>
・樹脂微粒子1の分散液 50g
・着色剤微粒子の分散液 5g
・脂肪族炭化水素の微粒子分散液 5g
・イオン交換 10g
上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、2%ポリ塩化アルミ水溶液3g、2%硫酸マグネシウム水溶液30gを添加した。続いてホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて5000r/min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で60℃まで加熱した。60℃で20分保持した後、形成された凝集粒子の体積平均粒径を、コールターマルチサイザーIIIを用い、体積平均粒径が約6.0μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
上記凝集粒子の分散液に、5%エチレンジアミン4酢酸ナトリム水溶液120gを追加した後、イオン交換水2000gを添加し、攪拌を継続しながら、95℃まで加熱した。そして、95℃で1時間保持することで凝集粒子を融合させた。
その後、50℃まで冷却し3時間保持することでエチレン−酢酸ビニル共重合体の結晶化を促進させた。その後、25度まで冷却し、ろ過・固液分離した後、ろ物をエタノールで十分に洗浄し、さらにイオン交換水で洗浄を行った。洗浄終了後に真空乾燥機を用いて乾燥することで、体積基準のメジアン径が5.4μmのトナー粒子1を得た。
得られたトナー粒子100質量部に対して、一次粒子径が10nmの疎水化処理されたシリカ微粉体1.5質量部および1次粒子径が100nmの疎水化処理されたシリカ微粉体2.5質量部をヘンシェルミキサー(三井鉱山製)で乾式混合し外添トナーを得た。また、得られたトナー粒子1のDSC測定を行った。
<実施例2>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子2とし、脂肪族炭化水素の微粒子の分散液を4.6gとした以外は、実施例1と同様にして、トナー2を得た。得られたトナー2の体積基準のメジアン径は5.6μmであった。
<実施例3>
脂肪族炭化水素の微粒子分散液を使用しなかった以外は、実施例1と同様にして、トナー3を得た。得られたトナー3の体積基準のメジアン径は5.5μmであった。
<実施例4>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子3とした以外は、実施例1と同様にして、トナー4を得た。得られたトナー4の体積基準のメジアン径は5.6μmであった。
<実施例5>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子4とした以外は、実施例1と同様にして、トナー5を得た。得られたトナー5の体積基準のメジアン径は5.7μmであった。
<実施例6>
上記シリコーンオイル乳化液5gを凝集工程にて加えた以外は実施例1と同様にして、トナー6を得た。得られたトナー6の体積基準のメジアン径は5.2μmであった。
<実施例7>
樹脂微粒子1分散液50gを、樹脂微粒子1の分散液40gと樹脂微粒子17の分散液10gとした以外は実施例1と同様にして、トナー7を得た。得られたトナー7の体積基準のメジアン径は6.2μmであった。
<実施例8>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子9とした以外は、実施例1と同様にして、トナー8を得た。得られたトナー8の体積基準のメジアン径は5.6μmであった。
<実施例9>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子10とした以外は、実施例1と同様にして、トナー9を得た。得られたトナー9の体積基準のメジアン径は5.2μmであった。
<実施例10>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子11とした以外は、実施例1と同様にして、トナー10を得た。得られたトナー10の体積基準のメジアン径は5.5μmであった。
<実施例11>
樹脂微粒子1の分散液50gを、樹脂微粒子1の分散液25gと樹脂微粒子3の分散液25gとした以外は実施例1と同様にして、トナー11を得た。得られたトナー11の体積基準のメジアン径は6.2μmであった。
<実施例12>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子12とした以外は実施例1と同様にして、トナー12を得た。得られたトナー12の体積基準のメジアン径は5.2μmであった。
<実施例13>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子13とした以外は実施例1と同様にして、トナー13を得た。得られたトナー13の体積基準のメジアン径は5.0μmであった。
<実施例14>
脂肪族炭化水素の微粒子分散液を使用しなかった以外は、実施例8と同様にして、トナー14を得た。得られたトナー14の体積基準のメジアン径は5.0μmであった。
<実施例15>
上記シリコーンオイル乳化液5gを凝集工程にて加えた以外は実施例8と同様にして、トナー15を得た。得られたトナー15の体積基準のメジアン径は5.1μmであった。
<実施例16>
樹脂微粒子1分散液50gを、樹脂微粒子1の分散液35gと樹脂微粒子17の分散液15gとした以外は実施例1と同様にして、トナー17を得た。得られたトナー17の体積基準のメジアン径は6.3μmであった。
<実施例17>
樹脂微粒子1分散液50gを、樹脂微粒子1の分散液25gと樹脂微粒子9の分散液25gとした以外は実施例1と同様にして、トナー17を得た。得られたトナー17の体積基準のメジアン径は5.6μmであった。
<実施例18>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子14とした以外は実施例1と同様にして、トナー18を得た。得られたトナー18の体積基準のメジアン径は5.2μmであった。
<比較例1>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子5に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー19を得た。得られたトナー19の体積基準のメジアン径は5.1μmであった。
<比較例2>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子6に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー20を得た。得られたトナー20の体積基準のメジアン径は5.3μmであった。
<比較例3>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子7に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー18を得た。得られたトナー21の体積基準のメジアン径は7.2μmであった。
<比較例4>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子8に変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー22を得た。得られたトナー22の体積基準のメジアン径は10.5μmであった。
<比較例5>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子15に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー23を得た。得られたトナー23の体積基準のメジアン径は7.0μmであった。
<比較例6>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子16に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー21を得た。得られたトナー24の体積基準のメジアン径は5.5μmであった。
<比較例7>
樹脂微粒子1を樹脂微粒子17に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー25を得た。得られたトナー25の体積基準のメジアン径は5.0μmであった。
<比較例8>
樹脂微粒子1分散液50gを、樹脂微粒子1分散液15gと樹脂微粒子17分散液35gとに変更した以外は実施例1と同様にして、トナー26を得た。得られたトナー26の体積基準のメジアン径は6.2μmであった。
<比較例9>
樹脂微粒子1を、樹脂微粒子18とした以外は実施例1と同様にして、トナー27を得た。得られたトナー27の体積基準のメジアン径は6.9μmであった。
上記各トナーを用いて、下記の評価試験を行った。評価結果を表2に示す。
<保存安定性(耐ブロッキング性)の評価>
上記トナーを、40℃、湿度95%の条件の恒温恒湿槽中で2週間静置し目視によりブロッキングの程度を評価した。
A:ブロッキングが発生しないか、ブロッキングが発生しても軽い振動により容易に分散する。
B:ブロッキングが発生するが、振動し続けると分散する。
C:ブロッキングが発生し、力を加えても分散しない。
<過酷環境下保管安定性の評価>
上記トナーを、40℃、湿度95%の条件の恒温恒湿槽中で30日静置し目視によりブロッキングの程度を評価した。
A:ブロッキングが発生しないか、ブロッキングが発生しても軽い振動により容易に分散する。
B:ブロッキングが発生するが、振動し続けると分散する。
C:ブロッキングが発生し、力を加えても分散しない。
<低温定着性の評価>
上記トナーと、シリコーン樹脂で表面コートしたフェライトキャリア(平均粒径42μm)とを、トナー濃度が8質量%になるように混合し、二成分現像剤を調製した。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/m)上に未定着のトナー画像(0.6mg/cm)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、前記未定着画像を定着させたときの様子を目視にて評価した。
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、または定着可能な温度領域がない。
<電荷保持率の評価>
トナー0.01gをアルミパンに計量し、ストロコロン帯電装置を用いて−600Vに帯電させた。続いて、温度25℃湿度50%の雰囲気下で表面電位計(トレックジャパン製model347)を用いて表面電位の変化挙動を30分間測定した。測定した結果より、電荷保持率を以下の式より算出した。
30分後の電荷保持率(%)=(30分後の表面電位/初期表面電位)×100
A:電荷保持率が90%以上
B:電荷保持率が50%以上90%未満
C:電荷保持率が10%以上50%未満
D:電荷保持率が10%未満
<光沢度の評価>
上記トナーと、シリコーン樹脂で表面コートしたフェライトキャリア(平均粒径42μm)とを、トナー濃度が8質量%になるように混合し、二成分現像剤を調製した。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/m)上に未定着のトナー画像(0.6mg/cm)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、加熱ローラの温度を140℃に設定し、前記未定着画像を定着させ、光沢度計(日本電色工業製:VG7000)で75°光沢度を測定し評価した。
A:75°光沢度が10以上
B:75°光沢度が10未満
<画像濃度の評価>
上記光沢評価で定着させた画像を画像濃度計(X−rite社製:分光濃度計)で測定し評価した。
A:画像濃度が0.6以上
B:画像濃度が0.6未満
Figure 2016224422
Figure 2016224422

Claims (14)

  1. 樹脂成分を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
    前記樹脂成分が、オレフィン系共重合体及び結晶性ポリエステル樹脂を有し、
    前記オレフィン系共重合体は
    下記式(1)で示されるユニットY1と、
    下記式(2)で示されるユニットおよび下記式(3)で示されるユニットの群から選択される少なくとも1種のユニットY2と
    を有し、
    前記樹脂成分に含まれる前記オレフィン系共重合体の含有量が、樹脂成分の全質量に対し50質量%以上であって、
    前記ユニットBの含有量が、オレフィン系共重合体の全質量に対し3質量%以上35質量%以下であり、
    前記オレフィン系共重合体は、メルトフローレートが30g/10分以下であることを特徴とするトナー。
    Figure 2016224422

    (式中、RはHまたはCHであり、RはHまたはCHであり、RはCHまたはCであり、RはHまたはCHであり、RはCHまたはCである。)
  2. 前記オレフィン系共重合体の質量の総和をW、前記式(1)、前記式(2)および前記式(3)で示されるユニットの質量をそれぞれl、m、nとしたとき、結着樹脂中に含有される前記オレフィン系共重合体の(l+m+n)/Wの値は0.8以上である請求項1に記載のトナー。
  3. 前記オレフィン系共重合体が、前記式(1)で示されるユニットおよび前記式(2)で示されるユニットの共重合体であって、RがH、RがH、RがCHであるエチレン−酢酸ビニル共重合体である請求項1または2に記載のトナー。
  4. 前記トナーは、融点が50℃以上100℃以下の脂肪族炭化水素を含有しており、
    前記脂肪族炭化水素は、前記結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下含まれる請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー。
  5. 前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量が、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1〜4のいずれか1項に記載のトナー。
  6. 前記オレフィン系共重合体の前記式(2)で示されるユニットおよび/または前記式(3)で示されるユニットの比率の平均が前記オレフィン系共重合体の5質量%以上20質量%以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載のトナー。
  7. 前記トナーは、シリコーンオイルを含有しており、前記シリコーンオイルは、前記結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下含まれる請求項1〜6のいずれか1項に記載のトナー。
  8. 前記トナーは、DSC測定における吸熱量が70J/g以上150J/g以下である請求項1〜7のいずれか1項に記載のトナー。
  9. 前記前記オレフィン系共重合体が、前記式(1)および前記式(3)で示されるユニットにおいて、RがH、RがH、RがCHであるエチレン−アクリル酸メチル共重合体、前記式(1)および前記式(3)で示されるユニットにおいてRがH、RがH、RがCであるエチレン−アクリル酸エチル共重合体、および前記式(1)および前記式(3)で示されるユニットにおいて、RがH、RがCH、RがCHであるエチレン−メタアクリル酸メチル共重合体の群より選択される少なくとも1種である請求項1または2のいずれか1項に記載のトナー。
  10. 前記トナーは、融点が50℃以上100℃以下の脂肪族炭化水素を含有しており、
    前記脂肪族炭化水素は、前記結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下含有される請求項9に記載のトナー。
  11. 前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量が、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9または10のいずれかに記載のトナー。
  12. 前記オレフィン系共重合体の前記式(2)で示されるユニットおよび/または(3)で示されるユニットの比率の平均が5質量%以上20質量%以下である、請求項9〜11のいずれか1項に記載のトナー。
  13. 前記トナーは、シリコーンオイルを含有しており、前記シリコーンオイルは、前記結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下含有される請求項9〜12のいずれか1項に記載のトナー。
  14. 前記トナーは、DSC測定における吸熱量が70J/g以上150J/g以下である請求項9〜13のいずれか1項に記載のトナー。
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