JP2000347452A - 電子写真用トナーバインダー - Google Patents

電子写真用トナーバインダー

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JP2000347452A
JP2000347452A JP11156984A JP15698499A JP2000347452A JP 2000347452 A JP2000347452 A JP 2000347452A JP 11156984 A JP11156984 A JP 11156984A JP 15698499 A JP15698499 A JP 15698499A JP 2000347452 A JP2000347452 A JP 2000347452A
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vinyl resin
amino group
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JP11156984A
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Koji Yamakawa
浩二 山川
Toshiro Suzuki
敏朗 鈴木
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Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー化した際に、低温定着性が良好で、ホ
ットオフセット発生温度が高く、かつ画像性に優れるト
ナーバインダーの提供。 【解決手段】 アミノ基含有ビニル系樹脂(A)と、エ
ポキシ基含有ビニル系樹脂(B)と,その他のビニル系
樹脂(C)からなる電子写真用トナーバインダー。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真用トナーバ
インダーに関する。
【0002】
【従来の技術】粉体の乾式トナーによる電子写真用プロ
セスでは紙等の上に転写されたトナーを定着するため
に、接触加熱型定着器(ヒートロールを用いる方法、加
熱体と紙等の間にフィルムまたはベルトを介する方法が
広く採用されている。この方法では、定着下限温度(以
下MFTと略す)は低いことが望ましく(低温定着
性)、また、ヒートロール表面、フィルムまたはベルト
へのホットオフセットが発生する温度(以下HOTと略
す)は高いことが望ましい(耐ホットオフセット性)。
また、鮮明な画像を得るためには、摩擦帯電量の高いト
ナーが好ましい(帯電特性)。
【0003】従来、この乾式トナーのバインダー成分と
して、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が一般に使用され、
中でも粉砕性、帯電性等の性能と、コストの点からポリ
スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂が、広く使
用されている。低温定着性、耐ホットオフセット性を満
足させるためには、樹脂の分子量分布を広くすることに
より改良する方法が多く提案されている。分子量分布を
広げる方法としては、アミノ基含有ビニル樹脂を多官能
エポキシ化合物で架橋させたバインダー(特開平2−2
87555号公報)などがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、単にアミノ基含有ビニル系樹脂を多官能エポキ
シ化合物で架橋させた従来のバインダー樹脂では、樹脂
の凝集力が不十分であり、良好なホットオフセット性
と,低温定着性が得られず又、顔料の分散性が悪いた
め、良好な画像性が得られない欠点を持っている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題を解
決するものであって、ホットオフセット性と,低温定着
性が従来より優れたトナーバインダーを得ることを第1
の目的とする。また、本発明はトナー製造時に、カーボ
ンブラック等の着色材料や荷電調整剤等の添加物が均一
に分散し、コピー時のランニング特性に優れた電子写真
用トナーバインダーを提供することを第2の目的とす
る。かかる目的を達成するため鋭意検討した結果本発明
に到達した。すなわち本発明は、アミノ基含有ビニル系
樹脂(A)と、エポキシ基含有ビニル重合系樹脂
(B),およびその他のビニル重合系樹脂(C)からな
る電子写真用トナーバインダーである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳述する。本発明
のアミノ基含有ビニル系樹脂(A)としては、(a−
1)アミノ基含有ビニル単量体を他の単量体と共重合し
たもの、(a−2)アミノ基を含まないビニル樹脂にア
ミノ基含有ビニル単量体をグラフト付加したもの、(a
−3)樹脂中の官能基を変成してアミノ化したものが挙
げられる。
【0007】アミノ基を有するビニル単量体としては、
炭素数が2〜30のビニル基含有1〜3級アミン類が挙
げられる。具体的には、アミノエチル(メタ)アクリレ
ート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジ
エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチル
アミノエチルメタクリレート、N−アミノエチル(メ
タ)アクリレート、t−ブチルアミノエチルメタクリレ
ート、N−アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メ
タ)アリルアミン、4−ビニルピリジン、2−ビニルピ
リジン、N,N−ジメチルアミノスチレン、メチルα−
アセトアミノアクリレートなどが挙げられ、好ましいも
のは3級アミノ基含有(メタ)アクリレートである。
【0008】共重合体(A)を構成する他の単量体とし
ては、スチレン系単量体及び/または(メタ)アクリル
酸アルキルエステル類が挙げられる。共重合体(A)に
用いるスチレン系単量体としては、スチレン、α−メチ
ルスチレン、p−メトキシスチレン、p−アセトキシス
チレン等が挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエ
ステル類として、具体的には(メタ)アクリル酸メチ
ル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プ
ロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル
酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)ア
クリル酸ステアリル等が挙げられる。また、これらのス
チレン系単量体、(メタ)アクリル酸アルキルエステル
類以外のその他のビニル系単量体を共重合させても良
い。その他のビニル系単量体としては、モノビニル系単
量体、およびポリビニル系単量体が挙げられる。モノビ
ニル系単量体としては、アルキル基の炭素数が1〜18
のビニルエステル類{例えば、酢酸ビニルなど};ビニ
ルエーテル類{例えば、ビニルエチルエーテルなど}、
ニトリル系単量体{例えば、アクリロニトリルなど}、
などが挙げられる。ポリビニル系単量体としては、ジビ
ニルベンゼン、ジビニルトルエン、エチレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メ
タ)アクリレートなどが挙げられる。(A)中のスチレ
ン系単量体の含量は、通常50〜98重量%、好ましく
は75〜95重量%であり、アルキル(メタ)アクリレ
ートの含量は、通常5〜30重量%、好ましくは7〜2
5重量%である。(A)中のその他のビニル系単量体の
含量は、通常0〜25重量%、好ましくは1〜20重量
%である。
【0009】アミノ基を含まないビニル樹脂にアミノ基
含有ビニル単量体をグラフト付加する方法として、ビニ
ル樹脂に、パーオキサイド系の開始剤およびアミノ基含
有単量体を用いてグラフトさせる方法が例示できる。パ
ーオキサイド系開始剤としては、ベンゾイルパーオキサ
イド、ジ−t-ブチルパーオキサイド、ラウロイルパー
オキサイド、ジクミルパーオキサイドなどが挙げられ
る。
【0010】樹脂中の官能基を変成してアミノ化する方
法として、ハロゲン基含有ビニル樹脂のハロゲン基をア
ミンで置換する方法が例示できる。
【0011】共重合体(A)の重量平均分子量はHOT
及びMFTの観点から、3000〜100万であり、好
ましくは10万〜100万、更に好ましくは40万〜6
0万である。重量平均分子量は、ゲルパーミエーション
クロマトグラフィー(以下、GPCと略)によって測定
される。(A)のガラス転移点は通常40〜80℃であ
る。ガラス転移点は、DSCで得られる吸熱ピークのベ
ースラインと接線の交点を読み取り求めた。(A)中の
アミノ基の含量はHOTを高くするためには通常0.0
1mEq/g〜0.5mEq/gである。好ましくは
0.015mEq/g〜0.4mEq/gであり帯電特
性の面から0.02mEq/g〜0.2mEq/gが更
に好ましい。
【0012】エポキシ基含有ビニル系樹脂(B)として
は、エポキシ基含有ビニル単量体を他の単量体と共重合
したものが挙げられる。エポキシ基を有する単量体とし
ては(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル
酸メチルグリシジル、アリルグリシジルエーテルなどが
挙げられる。これらの中で好ましいのは(メタ)アクリ
ル酸グリシジルである。他の単量体としては、前記
(A)で挙げられたものと同じものが挙げられる。
(B)の重量平均分子量はHOTの観点から、通常30
00〜100万であり、好ましくは5000〜10万で
あり、更に好ましくは7000〜20000である。
(B)のガラス転移点は通常40〜150℃であり、好
ましくは50〜130℃であり、更に好ましくは55〜
80℃である。
【0013】(B)中のエポキシ基当量は通常10g/
mEq〜10000g/mEqである。好ましくは65
g/mEq〜5000g/mEqであり。帯電特性の面
から500g/mEq〜3000g/mEqが更に好ま
しい。
【0014】本発明のその他のビニル系樹脂(C)とし
ては、スチレン系樹脂及びスチレン−アクリル系樹脂が
挙げられる。スチレン系樹脂及びスチレン−アクリル系
樹脂を構成するスチレン系単量体としては、スチレン、
α−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等があげられ
る。アクリル系単量体にはメタクリル系単量体も含ま
れ、例としては、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)
アクリル酸2ーエチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラ
ウリル、(メタ)アクリル酸ステアリルなどの、アルキ
ル基の炭素数が1〜18のアルキル(メタ)アクリレー
トが挙げられる。(C)中のスチレン系単量体の量は、
通常40重量%以上、好ましくは60重量%以上、さら
に好ましくは80重量%以上である。(C)の重量平均
分子量はMFTの観点から、通常1000〜50000
であり、好ましくは2500〜20000に、更に好ま
しくは3000〜15000である。(C)のガラス転
移点は通常40〜80℃である。
【0015】(A)、(B)および(C)を製造する重
合方法としては、溶液重合、塊状重合、懸濁重合、乳化
重合などの任意の方法を選択できる。重合開始剤として
は、特に限定されないが、例えば、アゾビスイソブチロ
ニトリル、アゾビスイソバレロニトリルなどのアゾ系開
始剤;ベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパー
オキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジクミルパー
オキサイドなどの過酸化物系開始剤;2,2−ビス
(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)
プロパン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,
3,5−トリメチルシクロヘキサン、ジ−t−ブチルパ
ーオキシヘキサヒドロテレフタレートなどの1分子内に
2つ以上のパーオキシド基を有する多官能性重合開始
剤;ジアリルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパ
ーオキシアリルカーボネートなどの1分子内に1つ以上
のパーオキシド基と1つ以上の重合性不飽和基を有する
多官能性重合開始剤などが挙げられる。これらのうち、
好ましいのは多官能性重合開始剤である。
【0016】(A),(B)および(C)を溶液重合に
よって得る場合の溶剤としては、特に限定されないが、
トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族系溶
剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、メチルエ
チルケトンなどが挙げられる。好ましくは、ジメチルホ
ルムアミド、キシレン、トルエンである。
【0017】また(A),(B)および(C)を懸濁重
合によって得る場合、炭酸カルシウム、リン酸カルシウ
ムなどの無機塩系分散剤、ポリビニルアルコール、メチ
ル化セルロースなどの有機系分散剤を用いて水中で重合
することができる。重合温度は通常50〜200℃、好
ましくは60〜190℃である。重合中の雰囲気は窒素
のような不活性ガスの存在下で行うことが好ましい。
【0018】本発明のバインダー樹脂組成物は(A)、
(B)及び(C)を混合することにより製造できる。混
合する方法としては、:(A)、(B)、(C)から
なるバインダー樹脂を50〜99.5%含有する溶液状
態で均一に混合し、次いで溶剤を除去する方法、:
(A)、(B)、(C)からなるバインダー樹脂を溶融
状態下で混合することによって得る方法があげられる。
これらのうち好ましいのはの方法である。本発明のバ
インダー樹脂組成物において、(A)中のアミノ基と
(B)中のエポキシ基の少なくとも一部が反応している
ことが好ましい。かかる反応は(A)と(C)の混合物
に(B)を配合後加熱することで得られる。反応槽中で
(A)、(B)、(C)を加熱、反応させる方法、
(A)と(C)の混合物と別途製造した(B)をニーダ
ー等を使用し加熱溶融状態で混練しながら(A)と
(B)を反応させる方法が挙げられる。反応槽中で加熱
する場合は、増粘するため(A)(B)あるいは(C)
を重合させるとき使用した溶剤中で加熱することが望ま
しい。ニーダー等を使用する場合は(A)、(B)およ
び(C)の溶剤を除去しておくことが望ましい。また、
(A)と(C)の混合物と(B)を粉体で配合しトナー
を作成する際に加熱、反応させることもできる。バイン
ダー組成物中の(A)、(B)及び(C)の含量は通常
(A)が5〜60重量%、好ましくは13.5〜50重
量%、(B)が0.1〜40重量%、好ましくは0.2
〜30重量%、(C)が40〜94.6重量%、好まし
くは50〜85重量%である。
【0019】本発明の電子写真用トナーの製法の一例を
示すと、トナー重量に基づいてバインダー樹脂が通常4
5〜95重量%、公知の着色剤(カーボンブラック、鉄
黒、ベンジジンイエロー、キナクドリン、ローダミン
B、フタロシアニン等)が通常5〜10重量%、離型剤
が通常0.1〜20重量%、および磁性粉(鉄、コバル
ト、ニッケル、ヘマタイト、フェライトなどの化合物)
が通常0〜50重量%の割合で用い、さらに種々の添加
剤[荷電調整剤(金属錯体、ニグロシンなど)など]を
加えることができる。これらの添加剤の量はトナー重量
に基づいて通常0〜10重量%である。電子写真用トナ
ーは上記成分を乾式ブレンドした後、溶融混練され、そ
の後粗粉砕され、最終的にジェット粉砕機などを用いて
微粉砕され粒径5〜20μmの微粒子として得る。前記
電子写真用トナーは、必要に応じて鉄粉、ガラスビー
ズ、ニッケル粉、フェライトなどのキャリア粒子と混合
されて電気的潜像の現像剤として用いられる。また粉体
の流動性改良のために疎水性コロイダルシリカ微粉末を
用いることもできる。前記電子写真用トナーは支持体
(紙、ポリエステルフィルムなど)に定着され使用され
る。定着方法については前述の通りである。
【0020】
【実施例】以下実施例により本発明を更に説明するが本
発明はこれに限定されるものではない。以下、部は重量
部を示す。また、合成例、実施例および比較例で得られ
た樹脂の性質の測定法を次に示す。
【0021】分子量測定 装置 :東ソー株式会社製 HLC−802A 条件 :カラム 東ソー株式会社製 TSK ge
l GMHXL2本 測定温度 :40℃ 試料溶液 :0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液 溶液注入量:100μl 検出機 :屈折率検出機 なお分子量校正曲線は標準ポリスチレンを用いて作成。
【0022】ガラス転移点(Tg)測定 装置:セイコー電子工業株式会社製 DSC20、SS
C/580 条件:ASTM(D3418−2)法
【0023】樹脂(A)の作成 製造例1 温度計、撹拌機、窒素導入管の付いたオートクレーブ反
応槽中にキシレン250部を加え、スチレン805部、
アクリル酸n−ブチル189.5部、アクリル酸ジメチ
ルアミノエチル5.5部の混合モノマー、キシレン25
0部と、開始剤として、ジ−t−ブチルパーオキシド5
部を、窒素気流中で、140℃で6時間で滴下した後、
150℃で2時間加熱し重合を完結させ、次いで減圧下
で脱溶剤することによって樹脂(A1)を得た。(A
1)のGPCによる重量平均分子量は20万、ガラス転
移点は62℃、アミノ基の含有量は0.032mEq/
gであった。
【0024】製造例2 温造例1と同様の装置にスチレン776.5部、アクリ
ル酸n−ブチル218部、アクリル酸ジメチルアミノエ
チル5.5部、ジビニルベンゼン0.15部の混合モノ
マーと、開始剤として、2,2−ビス(4,4−ジ−t
−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン0.5部
を入れ、窒素気流中で、90℃で5時間重合した後、キ
シレン245部を投入し、90℃で1時間重合後、温度
110℃で1時間重合した。更に2,2−ビス(4,4
−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン
0.1部とキシレン122部を投入し110℃で4時間
重合した後、150℃でジ−t−ブチルパーオキサイド
1部とキシレン25部を投入し2時間重合し重合を完結
させ、減圧下で脱溶剤することによって樹脂(A−2)
を得た。樹脂のGPCによる重量平均分子量は70万、
ガラス転移点は62℃、アミノ基の含有量は0.034
mEq/gであった。
【0025】樹脂Bの作成 製造例3 製造例1と同様の装置にキシレン452部を入れ、窒素
置換後170℃でスチレン782部、アクリル酸n−ブ
チル155部、メタクリル酸グリシジル63部の混合モ
ノマーと、開始剤としてジ−t−ブチルパーオキサイド
6.4部とキシレン125部の混合物を3時間で滴下し
た。滴下後1時間170℃で熟成させ、重合を完結させ
た。その後減圧下で脱溶剤することによって樹脂(B
1)を得た。(B1)のGPCによる重量平均分子量は
1万4000、ガラス転移点は56℃,エポキシ当量は
2210g/mEqであった。
【0026】樹脂Cの作成 製造例4 製造例1と同様の装置にキシレン452部を入れ、窒素
置換後170℃でスチレン845部、アクリル酸n−ブ
チル155部の混合モノマーと、開始剤としてジ−t−
ブチルパーオキサイド6.4部と、キシレン125部の
混合物を3時間で滴下した。滴下後1時間170℃で熟
成させ、重合を完結させた。その後減圧下で脱溶剤する
ことによって樹脂(C1)を得た。(C1)のGPCに
よる重量平均分子量は14000、ガラス転移点は59
℃であった。
【0027】製造例5 製造例1と同様の装置にキシレン452部を入れ、窒素
置換後170℃でスチレン856部、アクリル酸n−ブ
チル144部の混合モノマーと、開始剤としてジ−t−
ブチルパーオキサイド8.4部と、キシレン125部の
混合物を3時間で滴下した。滴下後1時間170℃で熟
成させ、重合を完結させた。その後減圧下で脱溶剤する
ことによって樹脂(C2)を得た。(C2)のGPCに
よる重量平均分子量は10000、ガラス転移点は60
℃であった。。
【0028】バインダー樹脂の作成 実施例1〜3 冷却管、撹拌機付コルベンにキシレン100部を仕込
み、表1に記載した量の(A)および(C)を加え、窒
素置換後、撹拌しながら150℃で2時間撹拌し均一に
熔解させた。その後170℃で減圧脱溶剤し、室温まで
冷却後粉砕し、製造例3で得られた樹脂(B)を表1に
記載した配合比で粉体ブレンドし内温180℃の二軸押
出機で溶融混練し、(A)と(B)を反応させ本発明の
バインダー樹脂(D1)〜(D3)を得た。
【0029】
【表1】
【0030】比較例1 実施例1において、樹脂(B1)に代えてエチレングリ
コールジグリシジルエステル(B2)を使用した他は同
様にして反応を行い比較のバインダー樹脂(D4)を得
た。
【0031】比較例2 実施例1において、樹脂(B1)に代えてクレゾールノ
ボラックエポキシ樹脂(B3)を使用した他は同様にし
て反応を行い比較のバインダー樹脂(D5)を得た。
【0032】
【表2】
【0033】実施例1〜3および比較例1〜2 トナーバインダーの評価を下記の方法で評価した。実施
例1〜3のバインダー樹脂および比較例1〜2のバイン
ダー樹脂の各々88部にカーボンブラック(三菱化成
(株)製 MA100)7部、離型剤として融点が14
0℃、Mwが18000のポリプロピレン3部、及び荷
電調整剤(保土ヶ谷化学工業(株)製スピロンブラック
TRH)2部を均一混合した後、内温150℃の二軸押
出機で混練、冷却物をジェットミルで微粉砕し、ディス
パージョンセパレータで分級し平均粒径12μmの本発
明のトナー(TN1)〜(TN3)及び比較トナー(T
N4)〜(TN5)を得た。
【0034】試験例1 トナー(TN1)〜(TN5)の各々3部にフェライト
キャリア(パウダーテック(株)製 F−100)97
部を均一混合し、市販複写機((株)東芝製BD−77
20)を用いて紙上にトナー像を転写し、転写された紙
上のトナーを市販複写機(シャープ(株)製 SF84
00A)の定着部を改造して、A4紙35枚/分のスピ
ードで定着テストを行った。画像性は定着後の画像濃度
で判定した。テスト結果は表3に示した通りである。
【0035】
【表3】
【0036】*1 画像濃度1.2の黒ベタ部を学振式
堅牢度試験機(摩擦部=紙)により5回の往復回数で摩
擦し、摩擦後のベタ部の画像濃度が70%以上残存して
いたコピーを得た時のヒートロール温度。 *2 トナーがホットオフセットした時のヒートロール
温度 *3 ◎:画像濃度(I.D)>1.4、○:(I.D)1.0〜1.4、
△:(I.D)<1.0
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、画像性を損なうことな
く、低温定着性、耐ホットオフセット性のバランスに優
れたトナーを得ることができる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アミノ基含有ビニル系樹脂(A)と、エ
    ポキシ基含有ビニル系樹脂(B)と,その他のビニル系
    樹脂(C)からなる電子写真用トナーバインダー。
  2. 【請求項2】 (A),(B)および(C)のビニル系
    樹脂が、スチレン系樹脂又はスチレン−アクリル系樹脂
    である請求項1記載のバインダー。
  3. 【請求項3】 (A)および(B)の重量平均分子量が
    3000〜100万であり、(C)の重量平均分子量
    が、1000〜5万である請求項1または2記載のバイ
    ンダー。
  4. 【請求項4】 (A)のアミノ基含有量0.01mEq
    /g〜0.5mEq/gであり、(B)のエポキシ当量
    が10g/mEq〜10000g/mEqである請求項
    1または2記載のバインダー。
  5. 【請求項5】 (A)中のアミノ基と(B)中のエポキ
    シ基のうち少なくとも一部が反応してなる請求項1記載
    のバインダー。
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JP (1) JP2000347452A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012118271A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Nippon Zeon Co Ltd 静電荷像現像用トナー及びその製造方法

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