JP2002055477A - トナー - Google Patents

トナー

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JP2002055477A
JP2002055477A JP2001166052A JP2001166052A JP2002055477A JP 2002055477 A JP2002055477 A JP 2002055477A JP 2001166052 A JP2001166052 A JP 2001166052A JP 2001166052 A JP2001166052 A JP 2001166052A JP 2002055477 A JP2002055477 A JP 2002055477A
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Nobuyuki Okubo
信之 大久保
Tsuneo Nakanishi
恒雄 中西
Katsuhisa Yamazaki
克久 山崎
Kaori Hiratsuka
香織 平塚
Hirohide Tanigawa
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温定着性と耐オフセット性を向上し、定着
部材へのトナー付着を生じず、厳しい環境下においても
優れた画像特性を持つトナーを提供することにある。 【解決手段】 結着樹脂、着色剤および炭化水素系ワッ
クスを少なくとも含有するトナーであって、前記ワック
スは水酸基価(HV)が5〜150mgKOH/gであ
り、エステル価(EV)が1〜50mgKOH/gであ
り、その関係が HV>EV であり、前記トナーのテトラハイドロフラン可溶成分
が、ゲル透過クロマトグラフィにより測定される分子量
分布において、分子量3,000〜50,000の領域
に少なくとも一つピークを有し、分子量100,000
〜10,000,000の領域に少なくとも一つピーク
又はショルダーを有することを特徴とする。

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,静電荷
像を顕像化するための画像形成方法に使用されるトナー
及びトナージェットに使用されるトナーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真法としては米国特許第
2,297,691号明細書、特公昭42−23910
号公報及び特公昭43−24748号公報等に記載され
ているごとく多数の方法が知られている。一般には光導
電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的
潜像を形成し、次いで、該潜像をトナーで現像を行っ
て、可視像とし、必要に応じて紙の如き転写材にトナー
を転写させた後、加熱,加圧又は加熱加圧により転写材
上にトナー画像を定着して複写物又はプリントを得るも
のである。そして転写せず感光体上に残ったトナーは種
々の方法でクリーニングされ、上述の工程が繰り返され
る。
【0003】近年このような画像形成装置は、単なるオ
リジナル原稿を複写するための事務処理用複写機という
だけでなく、コンピュータの出力としてのプリンターあ
るいは個人向けのパーソナルコピーという分野で使われ
始めた。
【0004】そのため、より小型化、より軽量化そし
て、より高速化、より高信頼性が追求されてきており、
装置は種々な点で、よりシンプルな要素で構成されるよ
うになってきている。その結果、トナーに要求される性
能はより高度になり、トナーの性能向上が達成できなけ
れば、よりすぐれた機械が成り立たなくなってきてい
る。
【0005】例えば、トナー像を紙の如きシートに定着
する工程に関して種々の方法や装置が開発されている。
熱ローラーによる圧着加熱方式や、フィルムを介して加
熱体に加圧部材により密着させる加熱定着方法が提案さ
れている。
【0006】加熱ローラーやフィルムを介した加熱方式
は、トナーに対し離型性を有する材料で表面を形成した
熱ローラー或いはフィルムの表面に被定着シートのトナ
ー像面を接触させながら通過せしめることにより定着を
行なうものである。この方法は、熱ローラーやフィルム
の表面と被定着シートのトナー像とが接触するため、ト
ナー像を被定着シート上に融着する際の熱効率が極めて
良好であり、迅速に定着を行うことができ、電子写真複
写機又はプリンタにおいて非常に良好である。しかしな
がら上記方法では、熱ローラーやフィルム表面とトナー
像とが溶融状態で接触するためにトナー像の一部が定着
ローラーやフィルム表面に付着・転移し、次の被定着シ
ートにこれが再転移してオフセット現象を生じ、被定着
シートを汚すことがある。熱定着ローラーやフィルム表
面に対してトナーが付着しないようにすることが加熱定
着方式の重要な条件の一つとされている。
【0007】従来、定着ローラー表面にトナーを付着さ
せない目的で、例えばローラー表面をトナーに対して離
型性の優れたシリコーンゴムや弗素系樹脂の如き材料で
形成し、さらにその表面にオフセット防止及びローラー
表面の疲労を防止するためにシリコーンオイルの如き離
型性の良い液体の薄膜でローラー表面を被覆することが
行われている。しかしながら、この方法はトナーのオフ
セットを防止する点では極めて有効であるが、オフセッ
ト防止用液体を供給するための装置が必要なため、定着
装置が複雑になるという問題点を有している。また、こ
れは小型化・軽量化と逆方向であり、しかもシリコーン
オイルなどが熱により蒸発し、機内を汚染する場合があ
る。
【0008】そこでシリコーンオイルの供給装置を用い
ないで、かわりにトナー中から加熱時にオフセット防止
液体を供給しようという考えから、トナー粒子中に低分
子量ポリエチレン,低分子量ポリプロピレンの如き離型
剤を添加する方法が提案されている。しかし、充分な効
果を出すために多量にこのような添加剤を加えると、感
光体へのフィルミングや、キャリアや現像スリーブの如
きトナー担持体の表面を汚染し画像の劣化の原因とな
る。
【0009】こうしたことから、画像を劣化させない程
度に少量の離型剤をトナー粒子中に添加し、若干の離型
性オイルの供給、もしくはオフセットしたトナーを巻き
とり式のウェブの如き部材を用いた装置でクリーニング
する装置を併用することが行われている。しかし最近の
小型化・軽量化・高信頼性の要求を考慮すると、これら
の補助的な装置を除去することが必要であり好ましい。
従ってトナーの定着性や耐オフセット性のさらなる性能
向上が必要であり、それはトナーのバインダー樹脂や離
型剤のさらなる改良が待望されている。
【0010】トナー粒子中に離型剤としてワックスを含
有させることは知られている。例えば、特公昭52−3
304号公報、特公昭52−3305号公報、特公昭5
7−52574号公報に開示されている。
【0011】これらのワックスは、トナーの低温時や高
温時の耐オフセット性の向上のために用いられている。
しかしながら、これらの性能を向上させる反面、耐ブロ
ッキング性が低下したり、現像性が低下したりしてい
た。
【0012】また、特開昭63−113558号公報、
特開昭63−188158号公報、特開平2−1346
48号公報、特開平4−97162号公報、特開平4−
97163号公報に、トナー粒子中にアルコール成分を
含有させる技術が開示されている。これらのアルコール
成分は、トナーの低温時の定着性や高温時の耐オフセッ
ト性を向上させる効果は認められるものの、トナーの現
像性を低下させる場合があった。
【0013】また、特開平1−109359号公報に
は、トナー粒子中に低分子量ポリオレフィン系ポリオー
ルを含有させる技術が開示されている。このようなワッ
クスはトナーの定着性や現像性には効果を与えるもの
の、耐ブロッキング性や高温での耐オフセット性が不十
分となる場合があった。
【0014】また、特開平4−184350号公報、特
開平4−194947号公報、特開平4−194946
号公報、特開平4−194948号公報には、トナー粒
子中にポリグリセリン部分エステル化物を含有させる技
術が開示されている。このようなポリグリセリン化合物
を添加することによっても、未だ十分な定着性と耐オフ
セット性を満足するには至っていない。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の問題点を解消したトナーを提供することにある。
【0016】本発明の目的は、低温定着性と耐オフセッ
ト性を向上し、良好な定着性能を示すトナーを提供する
ことにある。
【0017】本発明の目的は、長期間の使用において
も、定着部材へのトナー付着を生じず、初期と同様な優
れた画像特性を持つトナーを提供することにある。
【0018】更に本発明の目的は、トナー粒子中にワッ
クスが均一に分散し、長期間の使用においても、初期と
同様な優れた画像特性を持つトナーを提供することにあ
る。
【0019】更に本発明の目的は、高速なプロセススピ
ードにおいてもトナーの低温定着性と高耐久性を両立す
るトナーを提供することにある。
【0020】本発明の目的は、長期の保存性に優れたト
ナーを提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するためにトナーの組成について鋭意研究を重ね
た結果、水酸基価(HV)が5〜150mgKOH/
gであり、エステル価(EV)が1〜50mgKOH/
gであり、その関係が HV>EV である炭化水素系ワックスをトナーに用い、且つ、ト
ナーが、テトラハイドロフラン可溶成分のゲル透過クロ
マトグラフィにより測定される分子量分布において、分
子量3,000〜50,000の領域に少なくとも一つ
ピークを有し、分子量100,000〜10,000,
000の領域に少なくとも一つピーク又はショルダーを
有することとすることにより、低温領域から高温領域ま
での幅広い温度領域での良好な定着性を示し、且つ、長
期に亘るトナーの帯電安定性やトナーの混合時の帯電均
一性を維持しつつ、高温高湿,低温低湿環境下において
も良好な現像性を示すトナーが得られることを見いだし
た。
【0022】すなわち、本発明は、結着樹脂、着色剤お
よび炭化水素系ワックスを少なくとも含有するトナーで
あって、前記ワックスは水酸基価(HV)が5〜150
mgKOH/gであり、エステル価(EV)が1〜50
mgKOH/gであり、その関係が HV>EV であり、前記トナーのテトラハイドロフラン可溶成分
が、ゲル透過クロマトグラフィにより測定される分子量
分布において、分子量3,000〜50,000の領域
に少なくとも一つピークを有し、分子量100,000
〜10,000,000の領域に少なくとも一つピーク
又はショルダーを有することを特徴とするトナーに関す
る。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明者らは鋭意検討の結果、水
酸基価(HV)が5〜150mgKOH/g(好ましく
は10〜100mgKOH/g、より好ましくは20〜
90mgKOH/g)であり、エステル価(EV)が1
〜50mgKOH/g(好ましくは1〜30mgKOH
/g、より好ましくは1〜20mgKOH/g、特に好
ましくは1〜15mgKOH/g)である炭化水素系ワ
ックスをトナーに用い、且つ、前記トナーのテトラハイ
ドロフラン(THF)可溶成分のゲル透過クロマトグラ
フィ(GPC)により測定される分子量分布において、
分子量3,000〜50,000の領域に少なくとも一
つピークを有し、分子量100,000〜10,00
0,000の領域に少なくとも一つピーク又はショルダ
ーを有することにより、低温領域から高温領域までの幅
広い温度領域での良好な定着性能を示し、高温高湿,低
温低湿環境下においても長期の使用に亘って良好な現像
性を示すトナーが得られることを見いだした。
【0024】本発明に使用する炭化水素系ワックスは、
以下の構造を有する炭化水素分子鎖を好ましくは含むも
のである。少なくとも下記部分構造式Aで表せる二級炭
素に水酸基を有する二級アルコールの構造を有する分子
鎖及び下記部分構造式Bで表せるエステル結合を有する
エステルの構造を有する分子鎖をワックス分子の中に有
するもので、一つの分子鎖に両方の構造を有していても
良い。
【0025】さらに、下記部分構造式C及びDで表せる
一級または二級の炭素にカルボキシル基を有する酸基の
構造を有する分子鎖をワックス分子の中に有するものも
好ましい。また、下記部分構造式Eで表せる一級炭素に
水酸基を有する一級アルコールの構造を有する分子鎖を
有していても良い。一つの炭化水素鎖に任意の下記部分
構造式A、B、C、D及びEの構造を有していても良
い。
【0026】
【化4】
【0027】本発明で用いられるワックスは、分子中に
適度な水酸基を有していることにより、ワックスが結着
樹脂中に微粒子状に分散できるので、適度な可塑効果が
得られ、定着性が向上する。更に、微粒子状に分散して
いることにより、トナーの加熱定着時にワックスがトナ
ー表面に迅速に染み出し易くなり、トナーの耐オフセッ
ト性が向上する。ワックスの水酸基価が5mgKOH/
g未満だと、ワックスが十分に微分散せず、トナーの定
着性と耐オフセット性が低下する。また、ワックスの水
酸基価が150mgKOH/gより大きいと、ワックス
の可塑効果が大きくなりすぎ、トナーの耐ブロッキング
性が低下する。
【0028】更に、ワックス中のエステル基はトナーの
結着樹脂成分との親和性が高いので、トナー粒子中にワ
ックスを均一に存在させることができ、ワックスの作用
を効果的に発揮できるようになる。ワックスのエステル
価が1mgKOH/g未満だと、トナーの定着性と耐オ
フセット性に対するワックスの効果が低下する。また、
ワックスのエステル価が50mgKOH/gより大きい
と、ワックスの結着樹脂に対する親和性が高くなりす
ぎ、ワックスの有する離型作用が低下することで十分な
耐オフセット性が得られにくくなる。
【0029】また、本発明のトナーのTHF可溶成分の
GPCにより測定される分子量分布において、分子量
3,000〜50,000の領域、好ましくは分子量
3,000〜30,000の領域、特に好ましくは5,
000〜20,000の領域に少なくとも一つピークを
有することが好ましい。この領域のピークが最大ピーク
であることが好ましく、良好な定着性を得ることができ
る。ピークが3,000未満では、良好な耐ブロッキン
グ性が低下し、50,000を超える場合には良好な定
着性が得られにくい。また、分子量100,000〜1
0,000,000の領域、好ましくは、100,00
0〜5,000,000の領域に少なくとも一つのピー
ク又はショルダーが存在することが好ましく、良好な耐
オフセット性が得られる。10,000,000を超え
る領域にピークが存在する場合には、弾性が大きくなり
定着性が低下する。
【0030】本発明において、例えば「分子量3,00
0〜50,000の領域にピークを有する」とは、GP
C測定によって得られた分子量分布を示すチャートにお
いて上記領域中にピークの頂点が存在することを意味す
る。
【0031】また、本発明におけるワックスは、エステ
ル基を有するので結着樹脂成分との親和性が高く、水酸
基を有しているのでトナーを可塑化しやすい。特に本発
明の分子量3,000〜50,000の低分子量の領域
の結着樹脂成分を効果的に可塑化することで、より良好
な定着性をトナーに付与することができる。また、本発
明のトナーは分子量100,000〜10,000,0
00の高分子量の領域の成分を有し、且つ本発明のワッ
クス中の水酸基は滑り性が高いため、高分子量成分の弾
性とワックスの滑り性の相乗効果で、効果的にトナーの
定着部材からの離型性を高めることができ、耐オフセッ
ト性をより向上させることができる。本発明においては
更に、分子量100,000〜10,000,000の
高分子量の領域の成分が、エステル基を有するワックス
によって適度に可塑化され、分子量3,000〜50,
000の低分子量の領域の成分との相溶性が向上する。
更にワックスが水酸基を有することでトナー表面が適度
な滑り性を有し、トナーの摩擦帯電能力が高められる。
その結果、トナーの帯電性が均一化・安定化し、高温高
湿,低温低湿などの厳しい環境下においても、長期の使
用に亘って高い画像濃度を示し、且つカブリも少ない良
好な現像性を維持することができる。
【0032】本発明において、トナー又は結着樹脂の、
テトラハイドロフラン(THF)を溶媒としたGPCに
よる分子量分布は次の条件で測定される。
【0033】40℃のヒートチャンバ中でカラムを安定
化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラ
ハイドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流し、
試料のTHF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数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、たとえ
ば、東ソー社製あるいは、昭和電工社製の分子量が10
2〜107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のが適当である。検出器に
はRI(屈折率)検出器を用いる。カラムとしては、市
販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるの
が良い。たとえば昭和電工社製のshodex GPC
KF−801,802,803,804,805,8
06,807,800Pの組み合わせや、東ソー社製の
TSKgel G1000H(HXL),G2000H
(HXL),G3000H(H XL),G4000H
(HXL),G5000H(HXL),G6000H
(HXL),G7000H(HXL),TSKguardc
olumnの組み合わせを挙げることができる。
【0034】試料は以下のようにして作製する。
【0035】試料をTHFに入れ、数時間放置した後、
十分振とうしTHFと良く混ぜ(試料の合一体がなくな
るまで)、更に12時間以上静置する。このときTHF
中への試料の放置時間が24時間以上となるようにす
る。その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.
45〜0.5μm、例えば、マイショリディスクH−2
5−5東ソー社製、エキクロディスク25CR ゲルマ
ン サイエンス ジャパン社製などが利用できる)を通
過させたものを、GPCの測定試料とする。試料濃度
は、樹脂成分が0.5〜5mg/mlとなるように調整
する。
【0036】更に、ワックスは、酸価(AV)が1〜3
0mgKOH/g(好ましくは1〜15mgKOH/
g、より好ましくは1〜10mgKOH/g)であるこ
とが好ましい。ワックスが酸基を有していることによ
り、トナーを構成する他の成分との界面接着力が大きく
なり、ワックスがトナーを可塑化する効果が高くなり、
トナーの定着性が向上する。ワックスの酸価が1mgK
OH/g未満だと、トナーを構成する他成分との界面接
着力が小さくなり、ワックスの遊離が発生しやすく、ワ
ックスの作用が十分に得られない場合がある。また、ワ
ックスの酸価が30mgKOH/gより大きいと、逆に
界面接着力が大きくなりすぎ、トナーの可塑化が大きく
進み、十分な離型性を保持できなくなる場合がある。
【0037】また、本発明におけるワックスは、水酸基
価(HV)とエステル価(EV)を適度に有し、且つ以下
の関係を満たすことを特徴とする。 HV>EV 更に、 HV>2EV の関係を満たすことが好ましい。より好ましくは、HV
/EV=2.5〜20である。
【0038】また、本発明におけるワックスは、酸価
(AV)、水酸基価(HV)が以下の関係を満たすことが
好ましい。 HV>AV 更に、 HV>2AV の関係を満たすことが好ましい。より好ましくは、HV
/AV=2.5〜20である。
【0039】本発明におけるワックス中の水酸基はトナ
ーの滑り性を高めるので、定着部材からのトナーの離型
性を高める。また、ワックス中のエステル基は結着樹脂
との親和性が高く、且つワックスが水酸基を同時に有し
ていることで、定着部材とトナー中に均一にワックスが
存在するようになり、トナーの定着部材との滑り性を良
くし、定着部材へのトナーの付着を軽減することができ
る。ワックスのエステル価が水酸基価以上だと、ワック
スと結着樹脂の親和性が高くなり、ワックスがトナー表
面に染み出しにくくなり、ワックスの作用が働きにくく
なり、トナーの定着部材への付着に起因する画像汚れが
発生しやすい。また、ワックス中のエステル基は結着樹
脂成分との親和性が高く、水酸基は紙の如き被定着シー
トとの親和性が高いので、トナーを定着部材から排出さ
せる効果をもたらす。以上の結果、トナーの定着部材と
の離型性及び被定着シートヘの排出性が向上し、トナー
の定着部材への蓄積に起因する画像汚れを軽減すること
ができる。
【0040】また、ワックスの酸基はトナーの他成分と
の接着力が高いので、定着部材上のトナー表面にワック
ス成分が保持される。その結果、トナーと定着部材との
界面で効果的にワックスの作用が働くようになる。ワッ
クスの酸価が水酸基価以上だと、ワックスの滑り性が低
下し、トナーの定着部材への付着に起因する画像汚れが
発生する場合がある。また、ワックスが酸基とエステル
基を同時に有していることにより、ワックスがトナー粒
子中で適度な分散径を有することができ、ワックスの作
用を効果的に働かせることができる。酸基又はエステル
基のどちらかが欠けると、ワックスのトナー粒子中での
分散径が不均一になり、ワックスの作用が十分に働かな
い場合がある。
【0041】更に、本発明のトナーのGPCにより測定
される高分子量の成分は定着部材との離型性が高く、且
つ本発明においては高分子量成分と低分子量成分の優れ
た相溶性をトナーに付与するという本発明で使用するワ
ックスの作用により高分子量成分がトナー粒子中に均一
に分散されるため、トナーの定着部材に対する離型効果
を更に向上させる効果をもたらすのである。
【0042】また、本発明で使用する炭化水素系ワック
スは離型作用、また、適度にトナー粒子中で微分散され
た場合の可塑作用に優れるとともに、本発明において
は、ワックスの主鎖が炭素の結合(すなわち、メチレン
基の長鎖)を有することで酸基,水酸基,エステル基の
各置換基がトナー粒子中で機能しやすくなり、効果的に
定着性と耐オフセット性を向上させることができる。ワ
ックスの主鎖中に他の元素が含まれている場合、例え
ば、ポリグリセリンのように酸素が含まれたエーテル結
合が存在すると、ワックスの持つ作用効果が小さくな
り、更には本発明の特徴とする各置換基の機能が妨げら
れ、好ましい定着性と耐オフセット性を得ることができ
ない。
【0043】本発明におけるワックスは、脂肪族炭化水
素系ワックスから該ワックスのホウ酸エステルを生成
し、該ワックスのホウ酸エステルを加水分解して水酸基
を有するワックスを生成することが好ましい。脂肪族炭
化水素系ワックスから水酸基を有するワックスを生成す
る一連の工程をアルコール転化と称する。アルコール転
化の工程を利用して所望の特性を有するワックスを得る
ことが、ワックスの酸基,水酸基,エステル基の転化率
をコントロールしやすいという点で好ましい。
【0044】脂肪族炭化水素系ワックスとしては、ゲル
パーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により
測定される数平均分子量(Mn)がポリエチレン換算で
100〜3000、好ましくは200〜2000、より
好ましくは250〜1000の範囲にある飽和または不
飽和の脂肪族炭化水素が好ましく用いられる。
【0045】本発明においてワックスの分子量分布は、
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)に
より次の条件で測定される。
【0046】(GPC測定条件) 装置 :HLC−8121GPC/HT(東ソー社製) カラム:TSKgel GMHHR−H HT 7.8
cmI.D×30cm2連(東ソー社製) 検出器:高温用RI 温度 :135℃ 溶媒 :o−ジクロロベンゼン(0.05%アイオノー
ル添加) 流速 :1.0ml/min 試料 :0.1%の試料を0.4ml注入
【0047】以上の条件で測定し、試料の分子量算出に
あたっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した
分子量較正曲線を使用する。さらに、Mark−Hou
wink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン
換算をすることによって算出される。
【0048】脂肪族炭化水素ワックスとしては、例え
ば、(A)エチレン重合法または石油系炭化水素の熱分
解によるオレフィン化法で得られる二重結合を1個以上
有する高級脂肪族不飽和炭化水素、(B)石油留分から
得られるn−パラフィン混合物、(C)エチレン重合法
により得られるポリエチレンワックス、(D)フィッシ
ャートロプシュ合成法により得られる高級脂肪族炭化水
素の1種または2種以上、などが好ましく用いられる。
【0049】本発明におけるワックスの製造例として
は、例えば、脂肪族炭化水素系ワックスを、好ましくは
ホウ酸および無水ホウ酸の存在下で、分子状酸素含有ガ
スで液相酸化することにより得られる。得られたワック
スは、さらにプレス発汗法による精製、溶剤を使用した
精製、水添処理、硫酸での洗浄後に活性白土による処理
をおこなってもよい。触媒としてはホウ酸と無水ホウ酸
の混合物を使用することができる。ホウ酸と無水ホウ酸
との混合比(ホウ酸/無水ホウ酸)はモル比で1〜2、
好ましくは1.2〜1.7の範囲が好ましい。無水ホウ
酸の割合が前記範囲より少ないと、ホウ酸の過剰分が凝
集現象を引き起し好ましくない。また無水ホウ酸の割合
が前記範囲より多いと、反応後無水ホウ酸に由来する粉
末物質が回収され、また過剰の無水ホウ酸は反応に寄与
せず経済的な面からも好ましくない。
【0050】使用されるホウ酸と無水ホウ酸の添加量
は、その混合物をホウ酸量に換算して、原料の脂肪族炭
化水素1モルに対して0.001〜10モル、とくに
0.1〜1モルが好ましい。
【0051】ホウ酸/ホウ酸無水物以外に、メタホウ酸
及びピロホウ酸も使用可能である。また、アルコールと
エステルを形成するものとしてホウ素の酸素酸、リンの
酸素酸、及びイオウの酸素酸が挙げられる。具体的に
は、ホウ酸、硝酸、リン酸又は硫酸が挙げられる。
【0052】反応系に吹き込む分子状酸素含有ガスとし
ては酸素、空気、またはそれらを不活性ガスで希釈した
広範囲ものが使用可能である。ガスは酸素濃度が1〜3
0体積%であるのが好ましく、より好ましくは3〜20
体積%である。
【0053】液相酸化反応は通常溶媒を使用せず、原料
の脂肪族炭化水素の溶融状態下で行なわれる。反応温度
は120〜280℃、好ましくは150〜250℃であ
る。反応時間は1〜15時間が好ましい。
【0054】ホウ酸と無水ホウ酸は予め混合して、反応
系に添加するのが好ましい。ホウ酸のみを単独で添加す
ると、ホウ酸の脱水反応などが起り好ましくない。また
ホウ酸と無水ホウ酸の混合触媒の添加温度は100〜1
80℃がよく、好ましくは110〜160℃であり、1
00℃より低い場合には系内に残存する水分などに起因
して、無水ホウ酸の触媒能が低下するので好ましくな
い。
【0055】反応終了後反応混合物に水を加え、生成し
たワックスのホウ酸エステルを加水分解・精製して、所
望の官能基を有するワックスが得られる。
【0056】本発明において、ワックスの酸価、水酸基
価、エステル価、ケン化価は以下の方法により求める。
基本操作はJ1S K 0070に準じる。
【0057】酸価の測定 ・装置及び器具 三角フラスコ(300ml) ビュレット(25ml) 水浴又は熱板・試薬 0.1kmol/m3塩酸 0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液
(標定は、0.1kmol/m3塩酸25mlを全ピペ
ットを用いて三角フラスコに取り、フェノールフタレイ
ン溶液を加え、0.1kmol/m3水酸化カリウムエ
タノール溶液で滴定し、中和に要した量からファクター
を求める。) フェノールフタレイン溶液 溶剤(ジエチルエーテルとエタノール(99.5)を体
積比で1:1又は2:1で混合したもの。これらは、使
用直前にフェノールフタレイン溶液を指示薬として数滴
加え、0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール
溶液で中和する。)・測定法 (a)ワックス1〜20gを三角フラスコに精秤する。 (b)溶剤100ml及び指示薬としてフェノールフタ
レイン溶液を数滴加え、水浴上でワックスが完全に溶け
るまで十分に振り混ぜる。 (c)0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール
溶液で滴定し、指示薬の薄い紅色が30秒間続いたとき
を終点とする。・計算 A=5.611×B×f/S ただし、A:酸価(mgKOH/g) B:滴定に用いた0.1kmol/m3水酸化カリウム
エタノール溶液の量(ml) f:0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶
液のファクター S:ワックスの質量(g) 5.611:水酸化カリウムの式量56.11×1/1
【0058】水酸基価の測定 ・装置及び器具 メスシリンダー(100ml) 全量ピペット(5ml) 平底フラスコ(200ml) グリセリン浴・試薬 アセチル化試薬(無水酢酸25gを全量フラスコ100
mlに取り、ピリジンを加えて全量を100mlにし、
十分に振り混ぜる。) フェノールフタレイン溶液 0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液・測定法 (a)ワックスを0.5〜6.0g平底フラスコに精秤
し、これにアセチル化試薬5mlを全量ピペットを用い
て加える。 (b)フラスコの口に小さな漏斗を置き、温度95〜1
00℃のグリセリン浴中に底部約1cmを浸して加熱す
る。フラスコの首がグリセリン浴の熱を受けて温度が上
がるのを防ぐために、中に丸い穴をあけた厚紙の円板を
フラスコの首の付け根にかぶせる。 (c)1時間後フラスコをグリセリン浴から取り出し、
放冷後漏斗から水1mlを加えて振り動かして無水酢酸
を分解する。 (d)更に、分解を完全にするため、再びフラスコをグ
リセリン浴中で10分間加熱し、放冷後エタノール(9
5)5mlで漏斗及びフラスコの壁を洗う。 (e)フェノールフタレイン溶液数滴を指示薬として加
え、0.5kmol/m 3水酸化カリウムエタノール溶
液で滴定し、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたとき
を終点とする。 (f)空試験は、ワックスを入れないで(a)〜(e)
を行う。 (g)試料が溶解しにくい場合は、少量のピリジンを追
加するか、キシレン又はトルエンを加えて溶解する。・計算 A=[{(B−C)×28.05×f}/S]+D ただし、A:水酸基価(mgKOH/g) B:空試験に用いた0.5kmol/m3水酸化カリウ
ムエタノール溶液の量(ml) C:滴定に用いた0.5kmol/m3水酸化カリウム
エタノール溶液の量(ml) f:0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶
液のファクター S:ワックスの質量(g) D:酸価 28.05:水酸化カリウムの式量56.11×1/2
【0059】エステル価の測定 次の式によって算出する。
【0060】(エステル価)=(ケン化価)−(酸価)
【0061】ケン化価の測定 ・装置及び器具 三角フラスコ(200〜300ml) 空気冷却器(外径6〜8mm,長さ100cmのガラス
管又は環流冷却器で、いずれも三角フラスコの口にすり
あわせ接続できるもの) 水浴、砂浴又は熱板(約80℃の温度に調節できるも
の) ビュレット(50ml) 全量ピペット(25ml)・試薬 0.5kmol/m3塩酸 0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液 フェノールフタレイン溶液・測定法 (a)ワックス1.5〜3.0gを三角フラスコに1m
gの桁まで精秤する。 (b)0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール
溶液25mlを全量ピペットを用いて加える。 (c)三角フラスコに空気冷却器を取り付け、ときどき
内容物を振り混ぜながら30分間水浴、砂浴又は熱板上
で穏やかに加熱して反応させる。加熱するときは、環流
するエタノールの環が空気冷却器の上端に達しないよう
に加熱温度を調節する。 (d)反応が終わった後、直ちに冷却し、内容物が寒天
状に固まらないうちに空気冷却器の上から少量の水、又
はキシレン:エタノール=1:3混合溶液を吹き付けて
その内壁を洗浄した後、空気冷却器を外す。 (e)指示薬としてフェノールフタレイン溶液1mlを
加えて、0.5kmol/m3塩酸で滴定し、指示薬の
薄い紅色が約1分間現れなくなったときを終点とする。 (f)空試験は、ワックスを入れないで(a)〜(e)
を行う。 (g)試料が溶解しにくい場合は、予めキシレン、又は
キシレン−エタノール混合溶媒を用いて溶解する。・計算 A={(B−C)×28.05×f}/S ただし、A:ケン化価(mgKOH/g) B:空試験に用いた0.5kmol/m3塩酸の量(m
l) C:滴定に用いた0.5kmol/m3塩酸の量(m
l) f:0.5kmol/m3塩酸のファクター S:ワックスの質量(g) 28.05:水酸化カリウムの式量56.11×1/2
【0062】本発明においてトナーに含有されているワ
ックスの酸価、水酸基価、エステル価、ケン化価を測定
する場合には、ワックスをトナーから分取した後、上記
測定方法に準じて測定を行っても良い。
【0063】また、本発明におけるワックスは、融点が
65〜130℃、好ましくは70〜125℃、更に好ま
しくは75〜120℃であることが好ましい。融点が上
記範囲であるワックスをトナーに用いることにより、ワ
ックスがトナーを可塑化させる効果を更に向上させるこ
とができ、トナーの定着性を高めることができる。ま
た、ワックスの融点が上記範囲内であることで、定着部
材が過度に加熱された場合にワックスがトナーから染み
出し易くなり、トナーの耐高温オフセット性を高めるこ
とができる。ワックスの融点が65℃未満だと、トナー
の耐ブロッキング性が低下する場合がある。融点が13
0℃を超えると、トナーの定着性能に悪影響を与える場
合がある。
【0064】本発明において、ワックスの融点は示差熱
分析測定装置(DSC測定装置)、DSC−7(パーキ
ンエルマー社製)を用い、下記の条件にて測定すること
ができる。
【0065】ワックスの融点の測定方法 ASTM D3418に準拠して測定する。 試料:0.5〜2mg、好ましくは1mg 測定法:試料をアルミパン中に入れ、リファレンスとし
て空のアルミパンを用いる。 温度曲線:昇温I(20℃〜180℃、昇温速度10℃/min) 降温I(180℃〜10℃、降温速度10℃/min) 昇温II(10℃〜180℃、昇温速度10℃/min) 上記温度曲線において昇温IIで測定される吸熱ピーク
温度を融点とする。
【0066】また、本発明におけるワックスは、25℃
における針入度が15以下(好ましくは12以下、より
好ましくは10以下)であることが、トナーの帯電性能
を高め、高温高湿環境下においてもより高い現像性を得
るために好ましい。ワックスの25℃における針入度が
15よりも大きいと、トナーの耐ブロッキング性が低下
する場合がある。本発明において、ワックスの針入度は
JIS K−2235−5.4により求められる。
【0067】本発明におけるワックスのトナーへの好ま
しい添加量としては、結着樹脂100質量部に対して
0.2〜20質量部、好ましくは0.5〜15質量部、
より好ましくは1〜15質量部の範囲で用いられる。
【0068】また、本発明におけるワックスは、120
℃における粘度が500mPa・s以下、好ましくは2
00mPa・s以下、より好ましくは100mPa・s
以下であることが、トナーの溶融粘度を下げ、良好な定
着性を達成するという点で好ましい。120℃における
粘度が500mPa・sを超えると、トナーの定着性が
不十分になる場合がある。本発明において、ワックスの
粘度はJIS K−6862−7.2により求められ
る。
【0069】また、本発明におけるワックスは、軟化点
が65〜140℃、好ましくは70〜130℃、より好
ましくは75〜120℃であることが、トナーの良好な
定着性、耐オフセット性、耐ブロッキング性を得るとい
う点で好ましい。ワックスの軟化点が65℃よりも低い
と、トナーの耐ブロッキング性や耐オフセット性が低下
する場合がある。ワックスの軟化点が140℃を超える
と、トナーの定着性が不十分になる場合がある。本発明
において、ワックスの軟化点はJIS K−2207−
6.4により求められる。
【0070】本発明におけるワックスは、従来技術の説
明において述べたものを始めとして、従来よりトナーに
一般に用いられる公知のワックスと組み合わせて使用し
てもよい。例えば、パラフィンワックス及びその誘導
体、モンタンワックス及びその誘導体、マイクロクリス
タリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシ
ュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及
びその誘導体、カルナバワックス及びその誘導体などで
ある。誘導体としては酸化物や、ビニル系モノマーとの
ブロック共重合物、グラフト変性物が挙げられる。
【0071】これらの任意のワックスは、結着樹脂10
0質量部に対して0.2〜20質量部、好ましくは0.
5〜15質量部、より好ましくは1〜15質量部の範囲
で用いられる。
【0072】本発明に使用される結着樹脂の種類として
は、スチレン系樹脂、スチレン系共重合樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリオール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、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
酸ビニール、シリコーン樹脂、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、テルペン樹脂、クマロンイ
ンデン樹脂又は石油系樹脂が挙げられる。
【0073】スチレン系共重合体のスチレンモノマーに
対するコモノマーとしては、ビニルトルエンの如きスチ
レン誘導体;アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、ア
クリル酸オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、ア
クリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル;メタクリ
ル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸ブチル、メタクリル酸オクチルの如きメタクリ
ル酸エステル;マレイン酸;マレイン酸ブチル、マレイ
ン酸メチル、マレイン酸ジメチルの如き二重結合を有す
るジカルボン酸エステル;アクリルアミド、アクリロニ
トリル、メタクリロニトリル、ブタジエン;塩化ビニ
ル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルの如きビニルエステ
ル;エチレン、プロピレン、ブチレンの如きエチレン系
オレフィン;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケト
ンの如きビニルケトン;ビニルメチルエーテル、ビニル
エチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニ
ルエーテルが挙げられる。これらのビニル系単量体が単
独もしくは2つ以上用いられる。
【0074】また、本発明のトナーは、酸価が0.5〜
100mgKOH/gであることが好ましく、更には
0.5〜50mgKOH/g、特には1.0〜40mg
KOH/gであることが好ましい。トナーの酸価が上記
範囲にあることで、本発明のワックスの分散性がより向
上し、より良好な現像性と長期の現像安定性が達成され
る。
【0075】トナーが上記酸価を有する手段として、結
着樹脂が酸価を有していてもよい。この場合、結着樹脂
の酸価は1〜100mgKOH/gであることが好まし
く、1〜70mgKOH/gであることが更に好まし
く、更には1〜50mgKOH/gであることが好まし
く、特には2〜40mgKOH/gであることが好まし
い。
【0076】本発明において、トナー、結着樹脂の酸価
は以下の方法により求める。
【0077】酸価の測定 基本操作はJIS K−0070に準ずる。 1)トナー又は結着樹脂の粉砕品0.5〜2.0(g)
を精秤し、トナー又は結着樹脂の重さW(g)とする。 2)300(ml)のビーカーに試料を入れ、トルエン
/エタノール(4/1)の混合液150(ml)を加え
溶解する。 3)0.1規定のKOHのメタノール溶液を用いて、電
位差滴定装置を用いて滴定する(例えば、京都電子株式
会社製の電位差滴定装置AT−400(winwork
station)とABP−410電動ビュレットを用
いての自動滴定が利用できる。) 4)この時のKOH溶液の使用量S(ml)とし、同時
にブランクを測定しこの時のKOH溶液の使用量をB
(ml)とする。 5)次式により酸価を計算する。fはKOHのファクタ
ーである。
【0078】酸価(mgKOH/g)=((S−B)×
f×5.61)/W
【0079】結着樹脂の酸価を調整するモノマーとして
は、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル
酸、クロトン酸、ケイヒ酸、ビニル酢酸、イソクロトン
酸、アンゲリカ酸などのアクリル酸及びそのα−或いは
β−アルキル誘導体;フマル酸、マレイン酸、シトラコ
ン酸、アルケニルコハク酸、イタコン酸、メサコン酸、
ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸などの不飽和ジ
カルボン酸及びそのモノエステル誘導体又は無水物など
が挙げられる。このようなモノマーを単独、或いは混合
して他のモノマーと共重合させることにより所望の重合
体を作ることができる。この中でも、特に不飽和ジカル
ボン酸のモノエステル誘導体を用いることが酸価値をコ
ントロールする上で好ましい。
【0080】より具体的には、例えば、マレイン酸モノ
メチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチ
ル、マレイン酸モノオクチル、マレイン酸モノアリル、
マレイン酸モノフェニル、フマル酸モノメチル、フマル
酸モノエチル、フマル酸モノブチル、フマル酸モノフェ
ニルのようなα,β−不飽和ジカルボン酸のモノエステ
ル類;n−ブテニルコハク酸モノブチル、n−オクテニ
ルコハク酸モノメチル、n−ブテニルマロン酸モノエチ
ル、n−ドデセニルグルタル酸モノメチル、n−ブテニ
ルアジピン酸モノブチルのようなアルケニルジカルボン
酸のモノエステル類が挙げられる。
【0081】以上のようなカルボキシル基含有モノマー
は、結着樹脂を生成するための全モノマー100質量部
に対し0.1〜20質量部、好ましくは0.2〜15質
量部添加すればよい。
【0082】上記のようなジカルボン酸のモノエステル
モノマーが選択される理由としては、水系媒体の懸濁液
に対して溶解度が低く、一方、有機溶媒や他のモノマー
への溶解度の高いエステルの形で用いるのが好ましいか
らである。
【0083】本発明で使用する結着樹脂又は樹脂組成物
は、保存性の観点から、ガラス転移温度(Tg)が45
〜80℃、好ましくは50〜70℃である。Tgが45
℃より低いと高温雰囲気下でのトナーの劣化や定着時で
のオフセットの原因となりやすい。また、Tgが80℃
を超えると、定着性が低下する傾向にある。
【0084】本発明の結着樹脂の重合法としては、溶液
重合法、乳化重合法や懸濁重合法が挙げられる。
【0085】このうち、乳化重合法は、水にほとんど不
溶の単量体(モノマー)を乳化剤で小さい粒子として水
相中に分散させ、水溶性の重合開始剤を用いて重合を行
う方法である。この方法では反応熱の調節が容易であ
り、重合の行われる相(重合体と単量体からなる油相)
と水相とが別であるから停止反応速度が小さく、その結
果重合速度が大きく、高重合度のものが得られる。更
に、重合プロセスが比較的簡単であること、及び重合生
成物が微細粒子であるために、トナーの製造において、
着色剤及び荷電制御剤その他の添加物との混合が容易で
あること等の理由から、トナー用バインダー樹脂の製造
方法として有利な点がある。
【0086】しかし、添加した乳化剤のため生成重合体
が不純になり易く、重合体を取り出すには塩析などの操
作が必要で、この不便を避けるためには懸濁重合が好都
合である。
【0087】懸濁重合においては、水系溶媒100質量
部に対して、モノマー100質量部以下(好ましくは1
0〜90質量部)で行うのが良い。使用可能な分散剤と
しては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール
部分ケン化物、リン酸カルシウム等が用いられ、一般に
水系溶媒100質量部に対して0.05〜1質量部で用
いられる。重合温度は50〜95℃が適当であるが、使
用する開始剤、目的とするポリマーによって適宜選択さ
れる。
【0088】本発明に用いられる結着樹脂は、以下に例
示する様な多官能性重合開始剤単独あるいは単官能性重
合開始剤と併用して生成することが好ましい。
【0089】多官能構造を有する多官能性重合開始剤の
具体例としては、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−
3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,3−ビス
−(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、
2,5−ジメチル−2,5−(t−ブチルパーオキシ)
ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチ
ルパーオキシ)ヘキサン、トリス−(t−ブチルパーオ
キシ)トリアジン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ
シクロヘキサン、2,2−ジ−t−ブチルパーオキシブ
タン、4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレリックア
シッド−n−ブチルエステル、ジ−t−ブチルパーオキ
シヘキサハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパー
オキシアゼレート、ジ−t−ブチルパーオキシトリメチ
ルアジペート、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、2,2−t−
ブチルパーオキシオクタン及び各種ポリマーオキサイド
の1分子内に2つ以上のパーオキサイド基の如き重合開
始機能を有する官能基を有する多官能性重合開始剤;及
びジアリルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパー
オキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシアリルカーボ
ネート及びt−ブチルパーオキシイソプロピルフマレー
ト等の1分子内に、パーオキサイド基の如き重合開始機
能を有する官能基と重合性不飽和基の両方を有する多官
能性重合開始剤から選択される。
【0090】これらの内、より好ましいものは、1,1
−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチル
シクロヘキサン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシシ
クロヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイド
ロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼレー
ト、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、及びt−ブチルパーオキ
シアリルカーボネートである。
【0091】これらの多官能性重合開始剤は、トナー用
バインダーとして要求される種々の性能を満足する為に
は、単官能性重合開始剤と併用されることが好ましい。
特に該多官能性重合開始剤の半減期10時間を得る為の
分解温度よりも低い半減期10時間を有する重合開始剤
と併用することが好ましい。
【0092】具体的には、ベンゾイルパーオキシド、
1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−ト
リメチルシクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ジ(t
−ブチルパーオキシ)バレレート、ジクミルパーオキシ
ド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシジイソプロ
ピル)ベンゼン、t−ブチルパーオキシクメン、ジ−t
−ブチルパーオキシドの如き有機過酸化物;アゾビスイ
ソブチロニトリル、ジアゾアミノアゾベンゼン等のアゾ
およびジアゾ化合物が挙げられる。
【0093】これらの単官能性重合開始剤は、前記多官
能性重合開始剤と同時にモノマー中に添加しても良い
が、該多官能性重合開始剤の効率を適正に保つ為には、
重合工程において該多官能性重合開始剤の示す半減期を
経過した後に添加するのが好ましい。
【0094】これらの重合開始剤は、効率の点からモノ
マー100質量部に対し0.05〜2質量部で用いるの
が好ましい。
【0095】結着樹脂は架橋性モノマーで架橋されてい
ることも好ましい。
【0096】架橋性モノマーとしては主として2個以上
の重合可能な二重結合を有するモノマーが用いらる。具
体例としては、芳香族ジビニル化合物(例えば、ジビニ
ルベンゼン、ジビニルナフタレン等);アルキル鎖で結
ばれたジアクリレート化合物類(例えば、エチレングリ
コールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジ
アクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレー
ト、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6
−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリ
コールジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレー
トをメタクリレートに代えたもの);エーテル結合を含
むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類(例え
ば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレ
ングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコー
ルジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジ
アクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアク
リレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、及
び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代え
たもの);芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれ
たジアクリレート化合物類(例えば、ポリオキシエチレ
ン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プ
ロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジア
クリレート、及び、以上の化合物のアクリレートをメタ
クリレートに代えたもの);更には、ポリエステル型ジ
アクリレート化合物類(例えば、商品名MANDA(日
本化薬))が挙げられる。多官能の架橋剤としては、ペ
ンタエリスリトールアクリレート、トリメチロールエタ
ントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアク
リレート、テトラメチロールプロパントリアクリレー
ト、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリ
ゴエステルアクリレート、及び以上の化合物のアクリレ
ートをメタアクリレートに代えたもの;トリアリルシア
ヌレート、トリアリルトリメリテート;等が挙げられ
る。
【0097】これらの架橋剤は、他のモノマー成分10
0質量部に対して、0.00001〜1質量部、好まし
くは0.001〜0.05質量部の範囲で用いることが
好ましい。
【0098】これらの架橋性モノマーのうち、トナーの
定着性,耐オフセット性の点から好適に用いられるもの
として、芳香族ジビニル化合物(特にジビニルベンゼ
ン)、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジ
アクリレート化合物が挙げられる。
【0099】その他の合成方法としては、塊状重合方法
や溶液重合方法を用いることができる。しかし、塊状重
合法では、高温で重合させて停止反応速度を速めること
で、低分子量の重合体を得ることができるが、反応をコ
ントロールしにくい問題点がある。その点、溶液重合法
は、溶媒によるラジカルの連鎖移動の差を利用して、ま
た、開始剤量や反応温度を調整することで、所望の分子
量の重合体を温和な条件で容易に得ることができるので
好ましい。特に、重合開始剤使用量を最小限に抑え、重
合開始剤が残留することによる影響を極力抑えるという
点で、加圧条件下での溶液重合法も好ましい。
【0100】結着樹脂組成物を製造する方法として、溶
液重合法により高分子量重合体と低分子量重合体を別々
に合成した後にこれらを溶液状態で混合し、次いで脱溶
剤する溶液ブレンド法、また、押出機等により溶融混練
するドライブレンド法、溶液重合法等により得られた低
分子量重合体を溶解した高分子量重合体を構成するモノ
マーに溶解し、懸濁重合を行い、洗浄・乾燥し、樹脂組
成物を得る二段階重合法等が挙げられる。但し、ドライ
ブレンド法では、均一な分散・相溶の点で改善すべき点
がある。二段階重合法だと均一な分散性等に利点が多い
が、低分子量分を高分子量分以上に増量することがで
き、分子量の大きい高分子量重合体の合成ができ、不必
要な低分子量重合体が副生成するという問題が少ないこ
とから、溶液ブレンド法が最も好適である。また、低分
子量重合体成分に所定の酸価を導入する方法としては、
水系媒体を使用するの重合法に比べて酸価の設定が容易
である溶液重合が好ましい。
【0101】本発明で、結着樹脂として用いられるポリ
エステル樹脂の組成の例を以下に示す。
【0102】2価のアルコール成分としては、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジ
オール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオ
ール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオ
ール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−
ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、また式
(A)で表わされるビスフェノール及びその誘導体;
【0103】
【化5】 (式中、Rはエチレンまたはプロピレン基であり、x及
びyはそれぞれ0以上の整数であり、かつ、x+yの平
均値は0〜10である。) 式(B)で示されるジオール類;
【0104】
【化6】
【0105】2価の酸成分としては、フタル酸、テレフ
タル酸、イソフタル酸、無水フタル酸の如きベンゼンジ
カルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステル;
こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸の如
きアルキルジカルボン酸類又はその無水物、又は低級ア
ルキルエステル;n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシ
ルコハク酸の如きアルケニルコハク酸もしくはアルキル
コハク酸、又はその無水物、又は低級アルキルエステ
ル;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸
の如き不飽和ジカルボン酸又はその無水物、又は低級ア
ルキルエステル;等のジカルボン酸類及びその誘導体が
挙げられる。
【0106】また、架橋成分として働く3価以上のアル
コール成分と3価以上の酸成分を併用することが好まし
い。
【0107】3価以上の多価アルコール成分としては、
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、1,3,5−ト
リヒドロキシベンゼン等が挙げられる。
【0108】また、本発明における三価以上の多価カル
ボン酸成分としては、トリメリット酸、ピロメリット
酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5
−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレント
リカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン
酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−
ヘキサントリカルボン酸、1,3−シカルボキシル−2
−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ
(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オ
クタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、及びこ
れらの無水物、低級アルキルエステル;次式
【0109】
【化7】 (式中、Xは炭素数3以上の側鎖を1個以上有する炭素
数5〜30のアルキレン基又はアルケニレン基であ
る。)で表わされるテトラカルボン酸、及びこれらの無
水物、又は低級アルキルエステルの如き多価カルボン酸
類及びその誘導体が挙げられる。
【0110】アルコール成分としては40〜60mol
%、好ましくは45〜55mol%、酸成分としては6
0〜40mol%、好ましくは55〜45mol%であ
ることが好ましい。
【0111】また三価以上の多価の成分は、全成分中の
5〜60mol%であることが好ましい。該ポリエステ
ル樹脂も通常一般に知られている縮重合によって得られ
る。
【0112】本発明のトナーには、荷電制御剤を含有さ
せることが好ましい。
【0113】トナーを負荷電性に制御するものとして下
記化合物が挙げられる。
【0114】例えば有機金属錯体、キレート化合物が有
効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯
体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボ
ン酸系の金属錯体がある。他には、芳香族ハイドロキシ
カルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金
属塩、無水物、エステル類、ビスフェノールの如きフェ
ノール誘導体類などがある。
【0115】中でも、下記一般式(1)で表わされるア
ゾ系金属錯体が好ましい。
【0116】
【化8】
【0117】特に中心金属としてはFe又はCrが好ま
しく、置換基としてはハロゲン、アルキル基又はアニリ
ド基が好ましく、カウンターイオンとしては水素、アル
カリ金属、アンモニウム又は脂肪族アンモニウムが好ま
しい。またカウンターイオンの異なる錯塩の混合物も好
ましく用いられる。
【0118】あるいは次の一般式(2)に示した塩基性
有機酸金属錯体も負帯電性を与える荷電制御剤として好
ましい。
【0119】
【化9】
【0120】特に中心金属としてはFe,Cr,Si,
Zn又はAlが好ましく、置換基としてはアルキル基、
アニリド基、アリール基、ハロゲンが好ましく、カウン
ターイオンは水素、アンモニウム、脂肪族アンモニウム
が好ましい。
【0121】トナーを正荷電性に制御するものとして下
記の化合物がある。
【0122】ニグロシン及び脂肪酸金属塩による変成
物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ
−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウ
ムテトラフルオロボレートの如き四級アンモニウム塩、
及びこれらの類似体であるホスホニウム塩の如きオニウ
ム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料
及びこれらのレーキ顔料、(レーキ化剤としては、りん
タングステン酸、りんモリブデン酸、りんタングステン
モリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フ
ェリシアン化物、フェロシアン化物など);高級脂肪酸
の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオ
キサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオ
ルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオク
チルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートの如
きジオルガノスズボレート;グアニジン化合物、イミダ
ゾール化合物。これらを単独で或いは2種類以上組合せ
て用いることができる。これらの中でも、トリフェニル
メタン化合物、カウンターイオンがハロゲンでない四級
アンモニウム塩が好ましく用いられる。また一般式
(3)
【0123】
【化10】
【0124】で表わされるモノマーの単重合体:前述し
たスチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ルの如き重合性モノマーとの共重合体を正荷電性制御剤
として用いることができる。この場合これらの荷電制御
剤は、結着樹脂(の全部または一部)としての作用をも
有する。
【0125】特に下記一般式(4)で表わされる化合物
が本発明の正荷電制御剤として好ましい。
【0126】
【化11】
【0127】電荷制御剤をトナーに含有させる方法とし
ては、トナー粒子内部に添加する方法とトナー粒子の外
部に外添する方法がある。これらの電荷制御剤の使用量
としては、結着樹脂の種類、他の添加剤の有無、分散方
法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、
一義的に限定されるものではないが、好ましくは結着樹
脂100質量部に対して0.1〜10質量部、より好ま
しくは0.1〜5質量部の範囲で用いられる。
【0128】本発明のトナーは磁性材料をトナー粒子中
に含有させ磁性トナーとして使用しうる。この場合、磁
性材料は着色剤の役割をかねることもできる。磁性トナ
ーに使用される磁性材料としては、マグネタイト、ヘマ
タイト、フェライトの如き酸化鉄;鉄、コバルト、ニッ
ケルのような金属或いはこれらの金属とアルミニウム、
コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチ
モン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウ
ム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジ
ウムのような金属との合金及びその混合物が挙げられ
る。
【0129】これらの磁性体は個数平均粒径が0.05
〜1.0μmが好ましく、更には0.1〜0.5μmの
ものが好ましい。磁性体はBET比表面積が2〜40m
2/g(より好ましくは4〜20m2/g)のものが好ま
しく用いられる。形状には特に制限はなく、任意の形状
のものが用いられる。磁気特性としては、磁場795.
8kA/m下で飽和磁化が10〜200Am2/kg
(より好ましくは70〜100Am2/kg)、残留磁
化が1〜100Am2/kg(より好ましくは2〜20
Am2/kg)、抗磁力が1〜30kA/m(より好ま
しくは2〜15kA/m)であるものが好ましく用いら
れる。これらの磁性体は結着樹脂100質量部に対し、
20〜200質量部で用いられる。好ましくは40〜1
50質量部で用いられる。
【0130】個数平均径は、透過電子顕微鏡等により拡
大撮影した写真をデジタイザー等で測定することにより
求めることができる。磁性体の磁気特性は、「振動試料
型磁力計VSM−3S−15」(東英工業社製)を用い
て外部磁場795.8kA/mの下で測定することがで
きる。比表面積は、BET法に従って、比表面積測定装
置オートソープ1(湯浅アイオニクス社製)を用いて試
料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて比
表面積を算出することができる。
【0131】本発明のトナーに使用し得るその他の着色
剤としては、任意の適当な顔料又は染料が挙げられる。
顔料としてカーボンブラック、アニリンブラック、アセ
チレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロ
ー、ローダミンレーキ、アリザリンレーキ、ベンガラ、
フタロシアニンブルー、インダンスレンブルー等が挙げ
られる。これらは定着画像の光学濃度を維持するのに必
要充分な量が用いられ、結着樹脂100質量部に対し
0.1〜20質量部、好ましくは0.2〜10質量部の
添加量が良い。染料としては、アゾ系染料、アントラキ
ノン染料、キサンテン系染料、メチン系染料等が挙げら
れる。染料は結着樹脂100質量部に対し、0.1〜2
0質量部、好ましくは0.3〜10質量部の添加量が良
い。
【0132】本発明のトナーには、無機微粉体または疎
水性無機微粉体が外添されることが好ましい。例えば、
シリカ微粉末、酸化チタン微粉末又はそれらの疎水化物
が挙げられる。それらは、単独あるいは併用して用いる
ことが好ましい。
【0133】シリカ微粉体としては、ケイ素ハロゲン化
合物の蒸気相酸化により生成された乾式法またはヒュー
ムドシリカと称される乾式シリカ、及び、水ガラス等か
ら製造される湿式シリカの両方が挙げられる。表面及び
内部にあるシラノール基が少なく、製造残渣のない乾式
シリカの方が好ましい。
【0134】さらにシリカ微粉体は疎水化処理されてい
るものが好ましい。疎水化処理するには、シリカ微粉体
と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物で化学的
に処理することによって付与される。好ましい方法とし
ては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成さ
れた乾式シリカ微粉体をシラン化合物で処理した後、あ
るいはシラン化合物で処理すると同時にシリコーンオイ
ルの如き有機ケイ素化合物で処理する方法が挙げられ
る。
【0135】疎水化処理に使用されるシラン化合物とし
ては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、ト
リメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジ
メチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリ
ルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラ
ン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメ
チルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラ
ン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチル
ジメチルクロルシラン、トリオルガノシランメルカプタ
ン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリ
ルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジ
メチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジ
フェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサ
ン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,
3−ジフェニルテトラメチルジシロキサンが挙げられ
る。
【0136】有機ケイ素化合物としては、シリコーンオ
イルが挙げられる。好ましいシリコーンオイルとして
は、25℃における粘度がおよそ30〜1,000mm
2/sのものが用いられる。例えば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、α−メチル
スチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコ
ーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルが好ましい。
【0137】シリコーンオイル処理の方法は、シラン化
合物で処理されたシリカ微粉体とシリコーンオイルとを
ヘンシェルミキサーの如き混合機を用いて直接混合して
も良いし、べースとなるシリカへシリコーンオイルを噴
射する方法によっても良い。あるいは適当な溶剤にシリ
コーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、べースの
シリカ微粉体とを混合し、溶剤を除去して作製しても良
い。
【0138】シリカ微粉体の好ましい疎水化処理とし
て、ジメチルジクロロシランで処理し、次いでヘキサメ
チルジシラザンで処理し、次いでシリコーンオイルで処
理することにより調製する方法が挙げられる。
【0139】上記のようにシリカ微粉体を2個以上のシ
ラン化合物で処理し、後にオイル処理することが疎水化
度を効果的に上げることができ、好ましい。
【0140】上記シリカ微粉体における疎水化処理、更
には、オイル処理を酸化チタン微粉体に施したものも、
シリカ系同様に好ましい。
【0141】本発明のトナーには、必要に応じてシリカ
微粉体又は酸化チタン微粉体以外の添加剤を外添しても
よい。
【0142】例えば帯電補助剤、導電性付与剤、流動性
付与剤、ケーキング防止剤、熱ロール定着時の離型剤、
滑剤、研磨剤の働きをする樹脂微粒子や無機微粒子であ
る。
【0143】樹脂微粒子としては、その平均粒径が0.
03〜1.0μmのものが好ましい。その樹脂を構成す
る重合性単量体としては、スチレン;o−メチルスチレ
ン,m−メチルスチレン,p−メチルスチレン,p−メ
トキシスチレン,p−エチルスチレン誘導体;アクリル
酸;メタクリル酸;アクリル酸メチル,アクリル酸エチ
ル,アクリル酸n−ブチル,アクリル酸イソブチル,ア
クリル酸n−プロピル,アクリル酸n−オクチル,アク
リル酸ドデシル,アクリル酸2−エチルヘキシル,アク
リル酸ステアリル,アクリル酸2−クロルエチル,アク
リル酸フェニルの如きアクリル酸エステル;メタクリル
酸メチル,メタクリル酸エチル,メタクリル酸n−プロ
ピル、メタクリル酸n−ブチル,メタクリル酸イソブチ
ル,メタクリル酸n−オクチル,メタクリル酸ドデシ
ル,メタクリル酸2−エチルヘキシル,メタクリル酸ス
テアリル,メタクリル酸フェニル,メタクリル酸ジメチ
ルアミノエチル,メタクリル酸ジエチルアミノエチルの
如きメタクリル酸エステル;アクリロニトリル,メタク
リロニトリル,アクリルアミド等の単量体が挙げられ
る。
【0144】重合法としては、懸濁重合、乳化重合、ソ
ープフリー重合が挙げられる。より好ましくは、ソープ
フリー重合によって得られる粒子が良い。
【0145】その他の微粒子としては、弗素樹脂、ステ
アリン酸亜鉛、ポリ弗化ビニリデンの如き滑剤(中でも
ポリ弗化ビニリデンが好ましい);酸化セリウム、炭化
ケイ素、チタン酸ストロンチウムの如き研磨剤(中でも
チタン酸ストロンチウムが好ましい);酸化チタン、酸
化アルミニウムの如き流動性付与剤(中でも特に疎水性
のものが好ましい);ケーキング防止剤;カーボンブラ
ック、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化スズの如き導電
性付与剤が挙げられる。さらに、トナーと逆極性の白色
微粒子及び黒色微粒子を現像性向上剤として少量用いて
も良い。
【0146】トナーと混合される樹脂微粒子または無機
微粉体または疎水性無機微粉体は、トナー100質量部
に対して0.1〜5質量部(好ましくは0.1〜3質量
部)使用するのが良い。
【0147】本発明のトナーは、好ましくは重量平均粒
径を2.5〜10μmとした場合に十分な効果が発揮さ
れ、好ましい。
【0148】トナーの重量平均粒径及び粒度分布はコー
ルターカウンター法を用いて行うが、例えばコールター
マルチサイザー(コールター社製)を用いることが可能
である。電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%Na
Cl水溶液を調製する。例えばISOTON R−II
(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使
用できる。測定法としては、前記電解水溶液100〜1
50ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアル
キルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加え、
更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電
解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前
記測定装置によりアパーチャーとして100μmアパー
チャーを用いて、2.00μm以上のトナー粒子の体積
・個数を測定して体積分布と個数分布とを算出する。そ
れから本発明に係る体積分布から求めた重量基準の重量
平均粒径(D4)を算出する。チャンネルとしては、
2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm
未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.0
4μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜
8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;1
0.08〜12.70μm未満;12.70〜16.0
0μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.
20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μ
m未満;32.00〜40.30μm未満の13チャン
ネルを用いる。
【0149】本発明のトナーは、キャリアと併用して二
成分現像剤として用いることができる。二成分現像方法
に用いる場合のキャリアとしては、従来知られているも
のが使用可能である。具体的には、表面酸化または未酸
化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土
類の如き金属及びそれらの合金または酸化物で形成され
る平均粒径20〜300μmの粒子がキャリア粒子とし
て使用される。
【0150】キャリア粒子の表面は、スチレン系樹脂、
アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポ
リエステル樹脂の如き物質を付着または被覆されている
ものが好ましい。
【0151】本発明に係るトナーを作製するには、上述
したようなトナー構成材料をボールミルその他の混合機
により十分混合した後、熱ロール,ニーダー,エクスト
ルーダーの如き熱混練機を用いてよく混練し、冷却固化
後、機械的な粉砕・分級によってトナーを得る方法が好
ましく、他には、結着樹脂を構成すべき単量体に所定の
材料を混合して乳化懸濁液とした後に、重合させてトナ
ーを得る重合トナー製造法、あるいはコア材,シェル材
から成るいわゆるマイクロカプセルトナーにおいてコア
材あるいはシェル材、あるいはこれらの両方に所定の材
料を含有させる方法、結着樹脂溶液中に構成材料を分散
した後、噴霧乾燥によりトナーを得る方法等が応用出来
る。さらに必要に応じ所望の添加剤をヘンシェルミキサ
ーの如き混合機により十分混合し、本発明に係るトナー
を製造することができる。
【0152】例えば混合機としては、ヘンシェルミキサ
ー(三井鉱山社製);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)が挙げら
れ、混練機としては、KRCニーダー(栗本鉄工所社
製);ブス・コ・ニーダー(Buss社製);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);三本
ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー(井上製
作所社製);ニーデックス(三井鉱山社製);MS式加
圧ニーダー、ニダールーダー(森山製作所社製);バン
バリーミキサー(神戸製鋼所社製)が挙げられる。粉砕
機としては、カウンタージェットミル、ミクロンジェッ
ト、イノマイザ(ホソカワミクロン社製);IDS型ミ
ル、PJMジェット粉砕機(日本ニューマチック工業社
製);クロスジェットミル(栗本鉄工所社製);ウルマ
ックス(日曹エンジニアリング社製);SKジェット・
オー・ミル(セイシン企業社製);クリプトロン(川崎
重工業社製);ターボミル(ターボ工業社製)が挙げら
れる。分級機としては、クラッシール、マイクロンクラ
ッシファイアー、スペディッククラッシファイアー(セ
イシン企業社製);ターボクラッシファイアー(日清エ
ンジニアリング社製);ミクロンセパレータ、ターボフ
レックス(ATP)、TSPセパレータ(ホソカワミク
ロン社製);エルボージェット(日鉄鉱業社製)、ディ
スパージョンセパレータ(日本ニューマチック工業社
製);YMマイクロカット(安川商事社製)が挙げられ
る。粗粒などをふるい分けるために用いられる篩い装置
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(徳寿工作所杜);バイブラ
ソニックシステム(ダルトン社製);ソニクリーン(新
東工業社製);ターボスクリーナー(ターボ工業社
製);ミクロシフター(槙野産業社製);円形振動篩い
等が挙げられる。
【0153】
【実施例】以上本発明の基本的な構成と特色について述
べたが、以下実施例にもとづいて具体的に本発明につい
て説明する。しかしながら、これによって本発明の実施
の態様がなんら限定されるものではない。実施例中の部
数は質量部である。
【0154】ワックスの合成例 ワックス合成例1 原料物質としてフィッシャートロプシュワックス〔数平
均分子量(Mn)718,平均炭素数50.5〕100
0gをガラス製の円筒反応器に入れ、窒素ガスを少量
(3リットル/分)吹き込みながら、140℃まで昇温
した。ホウ酸/無水ホウ酸=1.45(モル比)の混合
触媒26.3g(0.41モル)を加えた後、空気(2
1リットル/分)と窒素(16リットル/分)を吹き込
みながら、180℃で2.5時間反応を行った。反応終
了後反応混合物に等量の温水(95℃)を加え、反応混
合物を加水分解後、静置して上層に分離したワックスを
分取し、分取したワックスを水洗いしてワックス1を得
た。ワックス1の水酸基価は59.1mgKOH/g、
エステル価は14.2mgKOH/g、酸価は8.3m
gKOH/g、融点は91℃、針入度は6、粘度は1
2.7mPa・s、軟化点は93℃、Mnは616であ
った。ワックス1の合成条件及び物性を表1に示す。
【0155】ワックス合成例2 原料物質としてポリエチレンワックス(Mn=145
0)1000gを用い、ホウ酸/無水ホウ酸混合触媒の
添加量と反応時間をかえた以外はワックス合成例1と同
様にしてワックス2(Mn=1230)を得た。ワック
ス2の合成条件及び物性を表1に示す。
【0156】ワックス合成例3 原料物質としてパラフィンワックス(Mn=397)1
000gを用い、ホウ酸/無水ホウ酸混合触媒の添加量
と反応時間をかえた以外はワックス合成例1と同様にし
てワックス3(Mn=324)を得た。ワックス3の合
成条件及び物性を表1に示す。
【0157】ワックス合成例4 原料物質としてα−オレフィンワックス(Mn=46
2)1000gを用い、ホウ酸/無水ホウ酸混合触媒の
添加量と反応時間をかえた以外はワックス合成例1と同
様にしてワックス4(Mn=373)を得た。ワックス
4の合成条件及び物性を表1に示す。
【0158】ワックス合成例5 原料物質としてフィッシャートロプシュワックス(Mn
=502)1000gを用い、ホウ酸/無水ホウ酸混合
触媒の添加量と反応時間をかえた以外はワックス合成例
1と同様にしてワックス5(Mn=424)を得た。ワ
ックス5の合成条件及び物性を表1に示す。
【0159】ワックス合成例6 原料物質としてパラフィンワックス(Mn=370)1
000gを用い、ホウ酸/無水ホウ酸混合触媒の添加量
と反応時間をかえた以外はワックス合成例1と同様にし
てワックス6(Mn=309)を得た。ワックス6の合
成条件及び物性を表1に示す。
【0160】ワックス合成例7 原料物質としてパラフィンワックス(Mn=295)1
000gを用い、ホウ酸/無水ホウ酸混合触媒の添加量
と反応時間をかえた以外はワックス合成例1と同様にし
てワックス7(Mn=265)を得た。ワックス7の合
成条件及び物性を表1に示す。
【0161】ワックス合成例8 原料物質としてポリエチレンワックス(Mn=905)
1000gを用い、ホウ酸/無水ホウ酸混合触媒の添加
量と反応時間をかえた以外はワックス合成例1と同様に
してワックス8(Mn=738)を得た。ワックス8の
合成条件及び物性を表1に示す。
【0162】ワックス合成例9 触媒をメタホウ酸17.17g(0.39モル)とし、
反応時間を1.5時間にした以外はワックス合成例1と
同様にしてワックス9(Mn=535)を得た。ワック
ス9の合成条件及び物性を表1に示す。
【0163】ワックス合成例10 原料物質としてポリエチレンワックス(Mn=112
6)1000gを用い、ホウ酸/無水ホウ酸混合触媒の
添加量と反応時間をかえた以外はワックス合成例1と同
様にしてワックス10(Mn=907)を得た。ワック
ス10の合成条件及び物性を表1に示す。
【0164】ワックス合成例11 原料物質としてフィッシャートロプシュワックス(Mn
=615)1000gを用い、ホウ酸/無水ホウ酸混合
触媒の添加量と反応時間をかえた以外はワックス合成例
1と同様にしてワックス11(Mn=524)を得た。
ワックス11の合成条件及び物性を表1に示す。さら
に、後述の比較例4で使用したワックス12の物性も表
1に併記する。
【0165】
【表1】
【0166】結着樹脂合成例を以下に示す。
【0167】重合体合成例1 四つ口フラスコ内にキシレン300部を投入し、撹拌し
ながら容器内を十分に窒素で置換した後、昇温して還流
させこの還流下で、スチレン69.0部、アクリル酸n
−ブチル22部、マレイン酸モノブチル9.0部、及び
ジ−tert−ブチルパーオキサイド1.8部の混合液
を4時間かけて滴下した後、2時間保持し重合を完了し
た後、脱溶剤し重合体(L1)を得た。この重合体L1
のGPC及び酸価測定を行ったところ、ピーク分子量1
5200、酸価29.6であった。結果を表2に示す。
【0168】重合体合成例2〜7 重合体合成例1と同様に、マレイン酸モノブチル、スチ
レン、アクリル酸n−ブチル量及び開始剤量を調整し、
更に適宜ジビニルベンゼンを添加し重合体L2〜L5と
H4を得た。そのピーク分子量及び酸価の値を表2に示
す。
【0169】重合体合成例8 四つ口フラスコ内に脱気水180部とポリビニルアルコ
ールの2質量%水溶液20部を投入した後、スチレン7
0.9部、アクリル酸n−ブチル25部、マレイン酸モ
ノブチル4.1部、及び2,2−ビス(4,4−ジ−t
ert−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン
0.18部の混合液を加え、撹拌し懸濁液とした。フラ
スコ内を十分に窒素で置換した後、90℃まで昇温して
重合を開始した。同温度に24時間保持して重合を完了
し、重合体H1を得た。その後重合体H1を濾別し、水
洗・乾燥した後、GPC及び酸価測定を行ったところ、
ピーク分子量820000、酸価5.3であった。その
ピーク分子量及び酸価の値を表2に示す。
【0170】重合体合成例9及び10 重合体合成例8と同様に、マレイン酸モノブチル、スチ
レン、アクリル酸n−ブチル量及び開始剤量を調整し、
重合体H2とH3を得た。そのピーク分子量及び酸価の
値を表2に示す。
【0171】結着樹脂合成例1 重合体L1と重合体H1を70:30の質量比でキシレ
ン溶液中で混合して、結着樹脂1を得た。
【0172】結着樹脂合成例2〜6 表3に示すように、混合する重合体を変えた以外は結着
樹脂合成例1と同様にして、結着樹脂2〜6を得た。
【0173】
【表2】
【0174】
【表3】
【0175】 実施例1 結着樹脂1 100部 磁性酸化鉄 100部 モノアゾ鉄錯体 2部 ワックス1 4部 上記混合物を、130℃に加熱された二軸エクストルー
ダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗
粉砕し、粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた
微粉砕粉を固定壁型風力分級機で分級して分級粉を生成
した。さらに、得られた分級粉を、コアンダ効果を利用
した多分割分級装置(日鉄鉱業社製エルボジェット分級
機)で超微粉及び粗粉を同時に厳密に分級除去して重量
平均粒径(D4)6.8μmの負帯電性磁性トナーを得
た。
【0176】この磁性トナー100質量部と疎水性シリ
カ微粉体1.2質量部とをヘンシェルミキサーで混合し
て現像剤1を調製した。
【0177】実施例2〜13、比較例1〜3、5及び参
考例 用いるワックスをワックス2〜12に、あるいは結着樹
脂を結着樹脂2〜6及び重合体L5にかえた以外は実施
例1と同様にして、表4に示す現像剤2〜16、18及
び20を得た。
【0178】比較例4 用いるワックスをワックス12(ポリグリセリン部分エ
ステル化物;融点66℃,針入度12、Mn=381)
にかえた以外は実施例1と同様にして、表4に示す現像
剤17を得た。
【0179】比較例6 用いるワックスをワックス12(ポリグリセリン部分エ
ステル化物;融点66℃、針入度12、Mn=381)
にかえた以外は比較例5と同様にして、表4に示す現像
剤19を得た。
【0180】次に、この調製された現像剤1〜20を以
下に示すような方法によって評価した。評価結果を表5
に示す。
【0181】画出し試験:上記現像剤をプロセスカート
リッジに入れ、キヤノン製レーザービームプリンターL
BP−3260をA4横送りで32枚/分から50枚/
分に改造し、更に定着器の加熱ローラーと加圧ローラー
間の総圧を333N(34kgf)、ニップを9mmに
設定した。この時のプロセススピードは235mm/s
ecであった。
【0182】以上の設定条件で常温常湿(23℃,60
%RH)、高温高湿環境下(32.5℃,80%RH)
及び低温低湿環境下(15℃,10%RH)において連
続で20000枚の画出し試験を行い、得られた画像を
下記の項目について評価した。
【0183】(1)画像濃度 通常の複写機用普通紙(75g/m2)に20000枚
プリントアウトし、開始時及び終了時の画像濃度の評価
を行った。なお、画像濃度は「マクベス反射濃度計」
(マクベス社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地
部分のプリントアウト画像に対する相対濃度を測定し
た。
【0184】(2)カブリ 通常の複写機用普通紙(75g/m2)に、低温低湿環
境下(15℃,10%RH)で20000枚プリントア
ウトし、終了時のカブリの評価を行った。リフレクトメ
ーター(東京電色(株)製)により測定した転写紙の白
色度と、ベタ白をプリント後の転写上の白色度との比較
からカブリを算出した。
【0185】(3)定着部材へのトナー付着に起因する
画像黒ポチ評価 低温低湿環境下(温度15℃,10%RH)で2000
0枚プリントアウトした後の加圧ローラー及び画像を目
視で評価した。 A 黒ポチは見られない。 B 定着ローラーにトナー付着が見られるが、画像上に
は現れない。 C 画像上に1〜2点の黒ポチが見られる。 D 画像上に3点以上の黒ポチが見られる。
【0186】低温定着性、耐高温オフセット性:上記現
像剤をプロセスカートリッジに入れ、キヤノン製レーザ
ービームプリンターLBP−3260をA4横送りで3
2枚/分から50枚/分に改造し、更に加熱加圧ローラ
ー定着器の加熱ローラーの表面温度を120〜250℃
まで外部から変更できるように改造する以外は上述の画
出し試験機と同様の条件を設定し、設定温度を5℃刻み
に変更させながら常温常湿環境下(23℃,60%R
H)にて画像サンプルのプリントアウトを行った。
【0187】(4)低温定着性 4.9kPaの加重をかけ、柔和な薄紙により定着画像
を摺擦し、摺擦前後での画像濃度の低下率(%)が10
%以下である最低の温度を最低定着温度として評価を行
った。試験紙として定着性に厳しい複写機用普通紙(9
0g/m2)を使用した。
【0188】(5)耐高温オフセット性 画像面積率約5%のサンプル画像をプリントアウトし、
画像上の汚れの程度により評価した。画像上の汚れの発
生しない最高温度を示した。なお、試験紙としてオフセ
ットの発生しやすい複写機用普通紙(60g/m2)を
使用した。
【0189】耐ブロッキング性試験:約10gの現像剤
を100ccポリコップに入れ、50℃で3日放置した
後、目視で評価した。 A 凝集物は見られない。 B 凝集物は見られるが、容易に崩れる。 C 凝集物は見られるが、振れば崩れる。 D 凝集物をつかむことができ、用意に崩れない。
【0190】
【表4】
【0191】
【表5】
【0192】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、低温定着性
及び耐高温オフセット性を高度に満足し、且つ、高温高
湿,低温低湿のような厳しい環境下においても高い現像
性を維持し、耐ブロッキング性に優れ、定着部材へのト
ナー付着を起こさないトナーを提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 恒雄 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山崎 克久 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 平塚 香織 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 谷川 博英 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H005 AA01 AA06 CA04 CA08 CA14 DA06 EA03 EA06 EA07 EA10

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結着樹脂、着色剤および炭化水素系ワッ
    クスを少なくとも含有するトナーであって、前記ワック
    スは水酸基価(HV)が5〜150mgKOH/gであ
    り、エステル価(EV)が1〜50mgKOH/gであ
    り、その関係が HV>EV であり、 前記トナーのテトラハイドロフラン可溶成分が、ゲル透
    過クロマトグラフィにより測定される分子量分布におい
    て、分子量3,000〜50,000の領域に少なくと
    も一つピークを有し、分子量100,000〜10,0
    00,000の領域に少なくとも一つピーク又はショル
    ダーを有することを特徴とするトナー。
  2. 【請求項2】 前記ワックスの酸価(AV)が1〜30
    mgKOH/gであることを特徴とする請求項1に記載
    のトナー。
  3. 【請求項3】 前記トナーのテトラハイドロフラン可溶
    成分のゲル透過クロマトグラフィにより測定される分子
    量分布において、分子量3,000〜30,000の領
    域に少なくとも一つピークを有し、分子量100,00
    0〜5,000,000の領域に少なくとも一つピーク
    又はショルダーを有することを特徴とする請求項1又は
    2に記載のトナー。
  4. 【請求項4】 前記ワックスは、水酸基価(HV)と酸
    価(AV)の関係が、 HV>AV であることを特徴とする請求項2又は3に記載のトナ
    ー。
  5. 【請求項5】 前記ワックスの融点が65〜130℃で
    あることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載
    のトナー。
  6. 【請求項6】 前記ワックスが、脂肪族炭化水素系ワッ
    クスをアルコール転化して得られたワックスであること
    を特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のトナ
    ー。
  7. 【請求項7】 前記トナーの酸価が0.5〜100mg
    KOH/gであることを特徴とする請求項1乃至6のい
    ずれかに記載のトナー。
  8. 【請求項8】 前記ワックスのエステル価(EV)が1
    〜15mgKOH/gであることを特徴とする請求項1
    乃至7のいずれかに記載のトナー。
  9. 【請求項9】 前記ワックスの酸価(AV)が1〜10
    mgKOH/gであることを特徴とする請求項1乃至8
    のいずれかに記載のトナー。
  10. 【請求項10】 前記ワックスは、水酸基価(HV)が
    10〜100mgKOH/gであり、エステル価
    (EV)が1〜30mgKOH/gであり、酸価(AV
    が1〜15mgKOH/gであることを特徴とする請求
    項1乃至7のいずれかに記載のトナー。
  11. 【請求項11】 前記ワックスは、水酸基価(HV)が
    20〜90mgKOH/gであり、エステル価(EV
    が1〜20mgKOH/gであり、酸価(AV)が1〜
    10mgKOH/gであることを特徴とする請求項1乃
    至7のいずれかに記載のトナー。
  12. 【請求項12】 前記ワックスは、HV>2EVの条件を
    満足していることを特徴とする請求項1乃至11のいず
    れかに記載のトナー。
  13. 【請求項13】 前記ワックスは、HV>2AVの条件を
    満足していることを特徴とする請求項1乃至11のいず
    れかに記載のトナー。
  14. 【請求項14】 前記ワックスは、融点が70〜125
    ℃であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか
    に記載のトナー。
  15. 【請求項15】 前記ワックスは、融点が75〜120
    ℃であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか
    に記載のトナー。
  16. 【請求項16】 前記ワックスは、針入度が15以下で
    あることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記
    載のトナー。
  17. 【請求項17】 前記ワックスは、温度120℃におけ
    る粘度が500mPa・s以下であることを特徴とする
    請求項1乃至16のいずれかに記載のトナー。
  18. 【請求項18】 前記ワックスは、軟化点が65〜14
    0℃であることを特徴とする請求項1乃至17のいずれ
    かに記載のトナー。
  19. 【請求項19】 前記ワックスは、下記部分構造式
    (A)及び(B) 【化1】 を有する成分を含有していることを特徴とする請求項1
    乃至18のいずれかに記載のトナー。
  20. 【請求項20】 前記ワックスは、下記部分構造式
    (C)及び(D) 【化2】 を有する成分を含有していることを特徴とする請求項1
    乃至19のいずれかに記載のトナー。
  21. 【請求項21】 前記ワックスは、下記部分構造式
    (E) 【化3】 を有する成分を含有していることを特徴とする請求項1
    乃至20のいずれかに記載のトナー。
  22. 【請求項22】 結着樹脂は、酸価が1〜100mgK
    OH/gであることを特徴とする請求項1乃至21のい
    ずれかに記載のトナー。
  23. 【請求項23】 結着樹脂は、酸価が1〜70mgKO
    H/gであることを特徴とする請求項1乃至21のいず
    れかに記載のトナー。
  24. 【請求項24】 結着樹脂は、酸価が1〜50mgKO
    H/gであることを特徴とする請求項1乃至21のいず
    れかに記載のトナー。
  25. 【請求項25】 トナーの酸価が0.5〜50mgKO
    H/gであることを特徴とする請求項1乃至24のいず
    れかに記載のトナー。
  26. 【請求項26】 トナーの酸価が1.0〜40mgKO
    H/gであることを特徴とする請求項1乃至24のいず
    れかに記載のトナー。
  27. 【請求項27】 結着樹脂はガラス転移温度(Tg)が
    45〜80℃であることを特徴とする請求項1乃至26
    のいずれかに記載のトナー。
  28. 【請求項28】 結着樹脂は、スチレン−アクリル酸エ
    ステル共重合体を含有していることを特徴とする請求項
    1乃至27のいずれかに記載のトナー。
  29. 【請求項29】 結着樹脂は、スチレン−メタクリル酸
    エステル共重合体を含有していることを特徴とする請求
    項1乃至27のいずれかに記載のトナー。
  30. 【請求項30】 結着樹脂は、ポリエステル樹脂を含有
    していることを特徴とする請求項1乃至27のいずれか
    に記載のトナー。
  31. 【請求項31】 前記ワックスは、結着樹脂100質量
    部に対して0.2〜20質量部含有されていることを特
    徴とする請求項1乃至30のいずれかに記載のトナー。
  32. 【請求項32】 前記ワックスは、結着樹脂100質量
    部に対して0.5〜15質量部含有していることを特徴
    とする請求項1乃至30のいずれかに記載のトナー。
  33. 【請求項33】 前記ワックスは、結着樹脂100質量
    部に対して1〜15質量部含有されていることを特徴と
    する請求項1乃至30のいずれかに記載のトナー。
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