JP2011232738A - トナー及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐熱保存性に優れ、低速機であっても高速機であってもシステムスピードによらない低温定着性に優れ、現像などの耐ストレス性に優れる結晶性物質を有するトナー、及びその製造方法の提供。
【解決手段】少なくとも、非結晶性樹脂(R)、前記非結晶性樹脂(R)と相溶する融点が80℃以下の物質(A)、着色剤を有するトナーであって、前記(A)が、前記非結晶性樹脂(R)とは異なる樹脂(I)によってカプセル化された状態で、前記非結晶性樹脂(R)中に存在することを特徴とするトナー。
【選択図】図1
【解決手段】少なくとも、非結晶性樹脂(R)、前記非結晶性樹脂(R)と相溶する融点が80℃以下の物質(A)、着色剤を有するトナーであって、前記(A)が、前記非結晶性樹脂(R)とは異なる樹脂(I)によってカプセル化された状態で、前記非結晶性樹脂(R)中に存在することを特徴とするトナー。
【選択図】図1
Description
本発明は、複写機、レーザープリンターあるいはファクシミリ等の電子写真プロセスを用いる画像形成技術の省エネ化、高品質化に対応したトナーとその製造方法に関する。
電子写真プロセスによる画像形成は、一般に紙などの印字媒体へトナーによる像を形成した後、定着ローラや定着ベルトなどの定着部材を用いて印字媒体を加圧しながら加熱することにより、最終的な印字物を得る。一方、近年叫ばれている環境問題において、装置の消費するエネルギーを低減することが求められているが、電子写真プロセスでは多くのエネルギーをこの定着プロセスでの加熱で消費するため、定着に必要な温度を下げることが望まれている。
定着温度を下げる手段の一つとして、トナーを構成する結着樹脂の分子量やガラス転移温度を下げて、低い温度で溶融するように設計することが知られているが、樹脂はガラス転移温度を超えると昇温に伴って徐々に粘度が低下するため、紙などへの定着に必要な温度を下げるためにはある程度の低分子量化やガラス転移点低下といった設計が必要になる。しかし、極端な設計をすると、トナーそのものが保管中にブロッキングしたり、現像、転写プロセスでの割れや変形、各種部材への固着などが発生して印字画像品位を著しく損ねるため、この手段には限界がある。そこで、トナー中に結晶性物質を添加し、定着時に結着樹脂と相溶することでトナーの溶融粘度を低下させて低温で定着させる方法が提案されている(特許文献1)。
特許文献1には、低温定着システムに対応し、耐オフセット性が良好であり、定着装置及び画像を汚染することがなく、鮮鋭性の良好な高品質画像を長期にわたり形成することができるトナー、並びに該トナーを用いた現像剤、トナー入り容器、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法を提供する目的で、融点50℃以上150℃未満の前記ポリエステル樹脂と相溶性を有する定着助剤をトナー中に結晶ドメイン状態で存在させることが開示されている。しかし、製造過程において結晶性物質の一部は結着樹脂に相溶してしまうため、保存安定性が低下したり、現像、転写などのプロセスにおいて変形したり、各種部材に固着しやすくなったりしてしまう、という問題がある。
また、特許文献2には、結晶性物質とスチレンアクリル樹脂からなるトナーが開示されている。当該文献に記載のトナーにおいては、無定形高分子であるスチレンアクリル樹脂と結晶性ポリエステルはその骨格が大きく異なり相溶しにくいため、それぞれが互いの独立した状態で存在することができる。しかし、相溶性が悪いために低温定着をさせる効果が低いという問題がある。
また、特許文献3には、結晶性ポリエステルと非結晶性ポリエステルが相溶している状態で結着樹脂として使用される技術が記載されているが、この場合結着樹脂全体としてガラス転移温度や強靭性が低下するため、保存安定性に劣るという問題がある。
このように従来の結晶性物質を含むトナーにおいては、溶融粘度を低下させる目的で加える結晶性物質は結着樹脂に相溶するため、製造過程において結晶性物質の一部は結着樹脂に相溶してしまうため、結果的にトナー全体のガラス転移温度を低下させてしまい、保存安定性が低下したり、現像、転写などのプロセスにおいて変形したり、各種部材に固着しやすくなったりしてしまう、という問題があった。
本発明は、耐熱保存性に優れ、低速機であっても高速機であってもシステムスピードによらない低温定着性に優れ、現像などの耐ストレス性に優れる結晶性物質を有するトナーを提供することを目的とする。
本発明者らは上記問題点に鑑みて鋭意探求を重ねた結果、結着樹脂と相溶する物質をカプセル化してトナーに含有させることが有効であることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の構成を有する。
(1)少なくとも、非結晶性樹脂(R)、前記非結晶性樹脂(R)と相溶する融点が80℃以下の物質(A)、着色剤を有するトナーであって、
前記(A)が、前記非結晶性樹脂(R)とは異なる樹脂(I)によってカプセル化された状態で、前記非結晶性樹脂(R)中に存在することを特徴とするトナー。
(2)前記(R)が、非結晶性のポリエステル樹脂であることを特徴とする上記(1)に記載のトナー。
(3)前記(A)の融点が60℃未満であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のトナー。
(4)前記(A)の融点が50℃未満であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のトナー。
(5)前記(A)が、結晶性ポリエステルであることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載のトナー。
(6)前記(A)が、炭素数が8〜20の直鎖炭化水素カルボン酸であることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載のトナー。
(7)前記(A)が、炭素数の合計がエステルおよびアミドからなる2価の連結基ひとつあたり8〜20の、直鎖炭化水素エステル又は直鎖炭化水素アミドであることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載のトナー。
(8)少なくとも、
非結晶性樹脂(R)と相溶する融点が80℃以下の物質(A)を、(R)と異なる樹脂(I)でカプセル化する工程と、
前記(I)でカプセル化された物質(A)を(R)中に分散させる工程と、
を有することを特徴とするトナーの製造方法。
(9)少なくとも、前記(I)によってカプセル化された前記(A)が水系媒体中に分散している分散液と、
前記(R)が水系媒体中に分散している分散液と、
着色剤粒子の分散液とを混合し、
凝集剤を添加して前記のカプセル化された(A)と前記樹脂(R)と着色剤粒子とで凝集粒子を形成させる凝集工程と、
温度を上げて凝集粒子を合一する合一工程と
を有することを特徴とする上記(8)に記載のトナーの製造方法。
(10)有機溶媒中に少なくとも前記(I)によってカプセル化された前記(A)、前記(R)、及び着色剤を溶解あるいは分散させた油相を作製する工程、
水系媒体中に少なくとも界面活性剤を有する水相を作製する工程、
前記水相中に前記油相を分散させ、油相からなる粒子が分散した分散液を作製する工程、
前記溶媒を除去する工程、
粒子を洗浄する工程、
乾燥して水分を除去する工程
を少なくとも含むことを特徴とする上記(8)に記載のトナーの製造方法。
(11)前記(R)が、非結晶性のポリエステル樹脂であることを特徴とする上記(8)〜(10)のいずれかに記載のトナーの製造方法。
(12)前記(A)の融点が60℃未満であることを特徴とする上記(8)〜(11)のいずれかに記載のトナーの製造方法。
(13)前記(A)の融点が50℃未満であることを特徴とする上記(8)〜(11)のいずれかに記載のトナーの製造方法。
(14)前記(A)が、結晶性ポリエステルであることを特徴とする上記(8)〜(13)のいずれかに記載のトナーの製造方法。
(15)前記(A)が、炭素数が8〜20の直鎖炭化水素カルボン酸であることを特徴とする上記(8)〜(14)のいずれかに記載のトナーの製造方法。
(16)前記(A)が、炭素数の合計がエステルおよびアミドからなる2価の連結基ひとつあたり8〜20の、直鎖炭化水素エステル又は直鎖炭化水素アミドであることを特徴とする上記(8)〜(14)のいずれかに記載のトナーの製造方法。
(17)感光体と少なくとも感光体上の潜像を現像剤で現像する装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、
現像剤中に上記(1)〜(7)のいずれかに記載のトナーを含むことを特徴とするプロセスカートリッジ。
前記(A)が、前記非結晶性樹脂(R)とは異なる樹脂(I)によってカプセル化された状態で、前記非結晶性樹脂(R)中に存在することを特徴とするトナー。
(2)前記(R)が、非結晶性のポリエステル樹脂であることを特徴とする上記(1)に記載のトナー。
(3)前記(A)の融点が60℃未満であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のトナー。
(4)前記(A)の融点が50℃未満であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のトナー。
(5)前記(A)が、結晶性ポリエステルであることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載のトナー。
(6)前記(A)が、炭素数が8〜20の直鎖炭化水素カルボン酸であることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載のトナー。
(7)前記(A)が、炭素数の合計がエステルおよびアミドからなる2価の連結基ひとつあたり8〜20の、直鎖炭化水素エステル又は直鎖炭化水素アミドであることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載のトナー。
(8)少なくとも、
非結晶性樹脂(R)と相溶する融点が80℃以下の物質(A)を、(R)と異なる樹脂(I)でカプセル化する工程と、
前記(I)でカプセル化された物質(A)を(R)中に分散させる工程と、
を有することを特徴とするトナーの製造方法。
(9)少なくとも、前記(I)によってカプセル化された前記(A)が水系媒体中に分散している分散液と、
前記(R)が水系媒体中に分散している分散液と、
着色剤粒子の分散液とを混合し、
凝集剤を添加して前記のカプセル化された(A)と前記樹脂(R)と着色剤粒子とで凝集粒子を形成させる凝集工程と、
温度を上げて凝集粒子を合一する合一工程と
を有することを特徴とする上記(8)に記載のトナーの製造方法。
(10)有機溶媒中に少なくとも前記(I)によってカプセル化された前記(A)、前記(R)、及び着色剤を溶解あるいは分散させた油相を作製する工程、
水系媒体中に少なくとも界面活性剤を有する水相を作製する工程、
前記水相中に前記油相を分散させ、油相からなる粒子が分散した分散液を作製する工程、
前記溶媒を除去する工程、
粒子を洗浄する工程、
乾燥して水分を除去する工程
を少なくとも含むことを特徴とする上記(8)に記載のトナーの製造方法。
(11)前記(R)が、非結晶性のポリエステル樹脂であることを特徴とする上記(8)〜(10)のいずれかに記載のトナーの製造方法。
(12)前記(A)の融点が60℃未満であることを特徴とする上記(8)〜(11)のいずれかに記載のトナーの製造方法。
(13)前記(A)の融点が50℃未満であることを特徴とする上記(8)〜(11)のいずれかに記載のトナーの製造方法。
(14)前記(A)が、結晶性ポリエステルであることを特徴とする上記(8)〜(13)のいずれかに記載のトナーの製造方法。
(15)前記(A)が、炭素数が8〜20の直鎖炭化水素カルボン酸であることを特徴とする上記(8)〜(14)のいずれかに記載のトナーの製造方法。
(16)前記(A)が、炭素数の合計がエステルおよびアミドからなる2価の連結基ひとつあたり8〜20の、直鎖炭化水素エステル又は直鎖炭化水素アミドであることを特徴とする上記(8)〜(14)のいずれかに記載のトナーの製造方法。
(17)感光体と少なくとも感光体上の潜像を現像剤で現像する装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、
現像剤中に上記(1)〜(7)のいずれかに記載のトナーを含むことを特徴とするプロセスカートリッジ。
本発明により、耐熱保存性に優れ、低速機であっても高速機であってもシステムスピードによらない低温定着性に優れ、現像などの耐ストレス性に優れる、低融点の物質を有するトナーを提供することができる。
本発明の実施の形態を説明する。本発明は、静電潜像現像用トナーに際して、低融点の結晶性物質をカプセル化し、結着樹脂と隔離することが特徴になっている。
結晶性物質をカプセル化し、結着樹脂と隔離することで、結着樹脂と相溶するのを防ぐことができ、トナーの保存安定性や電子写真プロセスから受けるストレスに対しても悪影響を受けにくくすることができる。更に、定着時の加熱および加圧によって結晶性物質がカプセルの外に脱出して結着樹脂を相溶し、その結果結晶性物質が相溶した結着樹脂は急激に粘度が下がるため定着温度を下げることができる。
結晶性物質をカプセル化し、結着樹脂と隔離することで、結着樹脂と相溶するのを防ぐことができ、トナーの保存安定性や電子写真プロセスから受けるストレスに対しても悪影響を受けにくくすることができる。更に、定着時の加熱および加圧によって結晶性物質がカプセルの外に脱出して結着樹脂を相溶し、その結果結晶性物質が相溶した結着樹脂は急激に粘度が下がるため定着温度を下げることができる。
上記記載の本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。
本発明に係るトナーは図1(a)に示すように、非晶質性樹脂(R)1からなる粒子中に、樹脂(R)1と相溶する融点が80℃以下の物質(A)2からなる粒子を含んでいる。そして、物質(A)は、樹脂(R)1と異なる樹脂(I)3によってカプセル化されている。これにより、平常時において物質(A)2が樹脂(R)1と相溶することを防止することができる。樹脂(R)1としては、例えば非結晶性ポリエステル樹脂を用いることができ、物質(A)2としては、例えば結晶性ポリエステル樹脂を用いることができ、樹脂(I)3としては、例えばビニル樹脂を用いることができる。
一方、従来の定着助剤を内部に含むトナーは、図1(b)に示すように、樹脂(R)1からなる粒子中に、樹脂(R)1と相溶する融点が80℃以下の物質(A)2が樹脂(R)1と接触するように含まれていた。このため、製造過程において、物質(A)2からなる粒子の一部が周囲の樹脂(R)1と相溶してしまい(図1(b)中のXの部分)、結果的にトナー全体のガラス転移温度を低下させてしまい、保存安定性等に優れないという問題があった。
本発明に係るトナーは図1(a)に示すように、非晶質性樹脂(R)1からなる粒子中に、樹脂(R)1と相溶する融点が80℃以下の物質(A)2からなる粒子を含んでいる。そして、物質(A)は、樹脂(R)1と異なる樹脂(I)3によってカプセル化されている。これにより、平常時において物質(A)2が樹脂(R)1と相溶することを防止することができる。樹脂(R)1としては、例えば非結晶性ポリエステル樹脂を用いることができ、物質(A)2としては、例えば結晶性ポリエステル樹脂を用いることができ、樹脂(I)3としては、例えばビニル樹脂を用いることができる。
一方、従来の定着助剤を内部に含むトナーは、図1(b)に示すように、樹脂(R)1からなる粒子中に、樹脂(R)1と相溶する融点が80℃以下の物質(A)2が樹脂(R)1と接触するように含まれていた。このため、製造過程において、物質(A)2からなる粒子の一部が周囲の樹脂(R)1と相溶してしまい(図1(b)中のXの部分)、結果的にトナー全体のガラス転移温度を低下させてしまい、保存安定性等に優れないという問題があった。
本発明におけるトナーにおいて、前記樹脂(R)と相溶する融点が80℃以下の物質(A)としては結晶性物質を用いることが好ましい。結晶性物質としては、トナーの主たる構成成分である非結晶性の樹脂、つまり結着樹脂に対して、定着時に相溶して瞬時にトナー全体の溶融粘度を低下させることにより低温での定着を行わせるものであるから、結晶性物質は結着樹脂の溶融する温度域では相溶することが好ましい。
そのためには結晶性物質としてはある程度の極性を有するものを用いる。極性を有するためには、結晶性物質は極性を有する官能基や結合部位があることが必要であり、具体的には、カルボキシル基、スルホニル基、ホスフォニル基などの酸基、アミノ基のような塩基のようなものの他、エステル結合、エーテル結合、チオエステル結合、チオエーテル結合、スルホン結合、アミド結合、イミド結合、ウレア結合、ウレタン結合、イソシアヌレート結合、ヒドロキシル基、メルカプト基などがある。
そのためには結晶性物質としてはある程度の極性を有するものを用いる。極性を有するためには、結晶性物質は極性を有する官能基や結合部位があることが必要であり、具体的には、カルボキシル基、スルホニル基、ホスフォニル基などの酸基、アミノ基のような塩基のようなものの他、エステル結合、エーテル結合、チオエステル結合、チオエーテル結合、スルホン結合、アミド結合、イミド結合、ウレア結合、ウレタン結合、イソシアヌレート結合、ヒドロキシル基、メルカプト基などがある。
そのうち、トナー内部に安定して存在させることが容易で、トナーの環境安定性への影響の少なく、結着樹脂の溶融時に相溶しやすいものとして、炭素数が8〜20の直鎖炭化水素カルボン酸や酸アミド、炭素数の合計がエステルおよびアミドからなる2価の連結基ひとつあたり8〜20の直鎖炭化水素エステル、直鎖炭化水素アミドもしくは直鎖炭化水素エステルアミドなどが好ましい。また、これらの化合物には極性を有する官能基や結合部位を複数有するものも含まれる。このような低分子の結晶性物質は、溶融したときに分子のモビリティが高いため瞬時に結着樹脂と相溶し、トナー全体の溶融粘度を素早く下げることができる。
トナーの低温定着性を実現させる観点から、非結晶性樹脂(R)と相溶する物質(A)は低融点であることが好ましく80℃以下であることを特徴とする。物質(A)の融点は、60℃未満であることが好ましく、50℃未満であることがより好ましい。また、同様の理由から非晶質性樹脂(R)のガラス転移点も低いことが好ましい。樹脂(R)のガラス転移点は、65℃以上であることが好ましく、50℃以上であることがより好ましい。
また、結晶性物質の別の観点としては、下記に説明する結晶性ポリエステル樹脂のような結晶性樹脂も好ましく使用できる。結着樹脂として非結晶性のポリエステル樹脂を用いる場合、結晶性ポリエステル樹脂はその構造が結着樹脂に近いため、結着樹脂が溶融したときに相溶しやすく、また熱がかかる前は高分子であるために機械的強度が高いために保存安定性に優れる。
[結晶性ポリエステル樹脂]
前記結晶性ポリエステル樹脂は、多価アルコール単位及びカルボン酸単位を含む、−O COC−R−COO−(CH2)n−(但し、式中、Rは炭素数2〜20の直鎖状不飽和脂肪族基を示し、nは2〜20の整数を示す)で表される構造を少なくとも樹脂全体における全エステル結合の60モル%含有する。なお、前記式中、Rは、好ましくは、直鎖状不飽和脂肪族二価カルボン酸残基を示し、炭素数2〜20であり、より好ましくは2〜4の直鎖状不飽和脂肪族基である。nは、2〜6の整数である。
前記結晶性ポリエステル樹脂は、多価アルコール単位及びカルボン酸単位を含む、−O COC−R−COO−(CH2)n−(但し、式中、Rは炭素数2〜20の直鎖状不飽和脂肪族基を示し、nは2〜20の整数を示す)で表される構造を少なくとも樹脂全体における全エステル結合の60モル%含有する。なお、前記式中、Rは、好ましくは、直鎖状不飽和脂肪族二価カルボン酸残基を示し、炭素数2〜20であり、より好ましくは2〜4の直鎖状不飽和脂肪族基である。nは、2〜6の整数である。
前記直鎖状不飽和脂肪族基の具体例としては、マレイン酸、フマル酸、1,3−n−プロペンジカルボン酸、1,4−n−ブテンジカルボン酸等の直鎖状不飽和二価カルボン酸由来の直鎖状不飽和脂肪族基を挙げることができる。
前記(CH2)nは直鎖状脂肪族二価アルコール残基を示す。この場合における直鎖状脂肪族二価アルコール残基の具体例としては、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の直鎖状脂肪族二価アルコールから誘導されたものを示すことができる。前記結晶性ポリエステル樹脂は、カルボン酸単位として、直鎖状不飽和脂肪族ジカルボン酸単位を用いたことから、芳香族ジカルボン酸単位を用いた場合に比べて結晶構造を形成し易いという作用効果を示す。
前記結晶性ポリエステル樹脂は、(1)直鎖状不飽和脂肪族二価カルボン酸又はその反応性誘導体(酸無水物、炭素数1〜4の低級アルキルエステル酸ハライド等)からなる多価カルボン酸単位と、(2)直鎖状脂肪族ジオールからなる多価アルコール単位とを、常法により重縮合反応させることによって製造することができる。この場合、多価カルボン酸単位には、必要に応じ、少量の他の多価カルボン酸単位が含有されていてもよい。この場合の多価カルボン酸単位には、(1)分岐鎖を有する不飽和脂肪族二価カルボン酸単位、(2)飽和脂肪族二価カルボン酸や、飽和脂肪族三価カルボン酸等の飽和脂肪族多価カルボン酸単位の他、(3)芳香族二価カルボン酸や芳香族三価カルボン酸等の芳香族多価カルボン酸単位等が包含される。これらの多価カルボン酸単位の含有量は、全カルボン酸に対して、通常、30モル%以下が好ましく、10モル%以下がより好ましく、得られるポリエステルが結晶性を有する範囲内で適宜添加される。
必要に応じて添加することができる多価カルボン酸単位の具体例を示すと、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、シトラコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の二価カルボン酸単位;無水トリメット酸、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、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸等の三価以上の多価カルボン酸単位等を挙げることができる。
前記多価アルコール単位には、必要に応じ、少量の脂肪族系の分岐鎖二価アルコール単位や環状二価アルコール単位の他、三価以上の多価アルコール単位が含まれていてもよい。その含有量は、全アルコール単位に対して、30モル%以下が好ましく、10モル%以下がより好ましく、得られるポリエステルが結晶性を有する範囲内で適宜添加される。
必要に応じて添加される多価アルコール単位を例示すると、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン単位、ポリエチレングリコール単位、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物単位、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物単位、グリセリン単位等が挙げられる。
必要に応じて添加される多価アルコール単位を例示すると、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン単位、ポリエチレングリコール単位、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物単位、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物単位、グリセリン単位等が挙げられる。
結晶性ポリエステルの融点の下限は20℃、好ましくは25℃、より好ましくは30℃である。融点が低い場合はカプセル粒子の製造が難しく、また結晶性ポリエステルがカプセル化されて入るもののトナーの保存安定性も低下する。一方、融点の上限は80℃、好ましくは60℃、好ましくは50℃である。80℃を超えると定着性への効果が発揮しにくくなる。
[結晶性物質のカプセル化方法]
結晶性物質をカプセル化する樹脂(I)としては、結晶性物質として結晶性ポリエステル樹脂を用いることを考えると、相溶しにくい骨格を有する樹脂が好ましく、入手のしやすさや設計のしやすさから、ビニル樹脂が好ましい。
ビニル樹脂としては、重合性二重結合を有するモノマーを重合させて得ることができる。モノマーとしては、スチレン、αメチルスチレン、4−メチルスチレン、4−エチルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、4−メトキシスチレン、4−エトキシスチレン、4−カルボキシスチレンもしくはその金属塩、4−スチレンスルホン酸もしくはその金属塩、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン、アリルベンゼン、フェノキシアルキレングリコールアクリレート、フェノキシアルキレングリコールメタクリレート、フェノキシポリアルキレングリコールアクリレート、フェノキシポリアルキレングリコールメタクリレート等、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキル、フマル酸、フマル酸モノアルキル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキル、桂皮酸等)、スルホン酸基含有ビニル系モノマー、ビニル系硫酸モノエステル及びこれらの塩、リン酸基含有ビニル系モノマー及びその塩などがある。
結晶性物質をカプセル化する樹脂(I)としては、結晶性物質として結晶性ポリエステル樹脂を用いることを考えると、相溶しにくい骨格を有する樹脂が好ましく、入手のしやすさや設計のしやすさから、ビニル樹脂が好ましい。
ビニル樹脂としては、重合性二重結合を有するモノマーを重合させて得ることができる。モノマーとしては、スチレン、αメチルスチレン、4−メチルスチレン、4−エチルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、4−メトキシスチレン、4−エトキシスチレン、4−カルボキシスチレンもしくはその金属塩、4−スチレンスルホン酸もしくはその金属塩、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン、アリルベンゼン、フェノキシアルキレングリコールアクリレート、フェノキシアルキレングリコールメタクリレート、フェノキシポリアルキレングリコールアクリレート、フェノキシポリアルキレングリコールメタクリレート等、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキル、フマル酸、フマル酸モノアルキル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキル、桂皮酸等)、スルホン酸基含有ビニル系モノマー、ビニル系硫酸モノエステル及びこれらの塩、リン酸基含有ビニル系モノマー及びその塩などがある。
本発明のトナーを得る方法としては、結晶性ポリエステル樹脂などの結晶性物質を樹脂によってカプセル化し、カプセル化された結晶性物質を製造するのが良い。
結晶性物質をカプセル化する方法としては、(1)あらかじめ結晶性物質の微粒子を作製し、微粒子の周囲を樹脂で被膜する方法、(2)溶媒中に結晶性物質と樹脂を溶解したものの微粒子を作製した後溶媒を除去し結晶性物質と樹脂とを相分離をさせながらカプセル構造を形製する方法、(3)樹脂を溶解した溶液中に結晶性物質を微粒子として分散させた分散液の微粒子を作製した後溶媒を除去して結晶性物質を内包した微粒子を作製する方法、(4)モノマー中に結晶性物質を溶解・もしくは微粒子として分散させたモノマー溶液の微粒子を得た後、モノマーを重合させて樹脂とすることで樹脂によってカプセル化された結晶性物質を得る方法、などが挙げられるが、最後に挙げた(4)の方法が均一なカプセル粒子を得られやすいため好ましい。
結晶性物質をカプセル化する方法としては、(1)あらかじめ結晶性物質の微粒子を作製し、微粒子の周囲を樹脂で被膜する方法、(2)溶媒中に結晶性物質と樹脂を溶解したものの微粒子を作製した後溶媒を除去し結晶性物質と樹脂とを相分離をさせながらカプセル構造を形製する方法、(3)樹脂を溶解した溶液中に結晶性物質を微粒子として分散させた分散液の微粒子を作製した後溶媒を除去して結晶性物質を内包した微粒子を作製する方法、(4)モノマー中に結晶性物質を溶解・もしくは微粒子として分散させたモノマー溶液の微粒子を得た後、モノマーを重合させて樹脂とすることで樹脂によってカプセル化された結晶性物質を得る方法、などが挙げられるが、最後に挙げた(4)の方法が均一なカプセル粒子を得られやすいため好ましい。
モノマー溶液の微粒子を得る方法としては、水系媒体中に分散させる方法が、後の重合工程を行いやすいため好ましい。後の重合工程は、トナー粒子内に存在させるカプセル化された微粒子を得るのに、懸濁重合やミニエマルション重合などの方法を採ることができる。
[非結晶性樹脂(R):結着樹脂]
非結晶性樹脂(R)、すなわち結着樹脂としては、有機溶媒に少なくとも一部は溶解するようなものを用いるが、その酸価は2〜24mgKOH/gであるのが好ましい。酸価が24mgKOH/gを超える場合、水相への移行が起こりやすくなり、その結果製造の過程で物質収支にロスが発生してしまう、あるいは油滴の分散安定性が悪化してしまうなどの問題が発生しやすくなる。一方、酸価が2mgKOH/g未満になると、樹脂の極性が低くなるため、ある程度極性を有する着色剤を油滴内で均一に分散することが難しくなる。
非結晶性樹脂(R)、すなわち結着樹脂としては、有機溶媒に少なくとも一部は溶解するようなものを用いるが、その酸価は2〜24mgKOH/gであるのが好ましい。酸価が24mgKOH/gを超える場合、水相への移行が起こりやすくなり、その結果製造の過程で物質収支にロスが発生してしまう、あるいは油滴の分散安定性が悪化してしまうなどの問題が発生しやすくなる。一方、酸価が2mgKOH/g未満になると、樹脂の極性が低くなるため、ある程度極性を有する着色剤を油滴内で均一に分散することが難しくなる。
樹脂の種類としては特に限定はないが、電子写真における静電潜像現像用トナーとして用いる場合には、ポリエステル骨格を有する樹脂を用いることにより良好な定着性が得られるので好ましい。ポリエステル骨格を有する樹脂としては、ポリエステル樹脂や、ポリエステルと他の骨格を有する樹脂とのブロックポリマーがあるが、ポリエステル樹脂を用いたほうが得られる着色樹脂粒子の均一性が高く好ましい。
ポリエステル樹脂としては、ラクトン類の開環重合物、ヒドロキシカルボン酸の縮重合物、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)との重縮合物などが挙げられ、設計の自由度の観点からポリオールとポリカルボン酸との重縮合物が好ましい。
ポリエステル樹脂のピーク分子量は、通常1000〜30000、好ましくは1500〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。1000未満では耐熱保存性が悪化し、30000を超えると静電潜像現像用トナーとしては低温定着性が悪化する。
また、ポリエステル樹脂のガラス転移温度は40℃以上、好ましくは50℃以上、より好ましくは65℃以上がよい。40℃未満では得られる着色樹脂粒子が真夏などの高温環境下に置かれたときに変形する、あるいは着色樹脂粒子同士がくっついてしまい本来の粒子としての振る舞いができなくなる可能性がある。また、ガラス転移温度は80℃以下、好ましくは70℃以下がよい。80℃を超えるような場合、着色樹脂粒子を静電潜像現像用トナーとして用いる場合定着性が悪化する。
また、ポリエステル樹脂のガラス転移温度は40℃以上、好ましくは50℃以上、より好ましくは65℃以上がよい。40℃未満では得られる着色樹脂粒子が真夏などの高温環境下に置かれたときに変形する、あるいは着色樹脂粒子同士がくっついてしまい本来の粒子としての振る舞いができなくなる可能性がある。また、ガラス転移温度は80℃以下、好ましくは70℃以下がよい。80℃を超えるような場合、着色樹脂粒子を静電潜像現像用トナーとして用いる場合定着性が悪化する。
<ポリオール>
ポリオール(1)としては、ジオール(1−1)と3価以上のポリオール(1−2)が挙げられ、(1−1)単独、または(1−1)と少量の(1−2)の混合物が好ましい。
ジオール(1−1)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);
アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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エーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);
ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;3,3′−ジフルオロ−4,4′−ジヒドロキシビフェニル、等の4,4′−ジヒドロキシビフェニル類;ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1−フェニル−1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名:テトラフルオロビスフェノールA)、2,2−ビス(3−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等のビス(ヒドロキシフェニル)アルカン類;ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル等のビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル類;
上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。
ポリオール(1)としては、ジオール(1−1)と3価以上のポリオール(1−2)が挙げられ、(1−1)単独、または(1−1)と少量の(1−2)の混合物が好ましい。
ジオール(1−1)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);
アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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エーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);
ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;3,3′−ジフルオロ−4,4′−ジヒドロキシビフェニル、等の4,4′−ジヒドロキシビフェニル類;ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1−フェニル−1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名:テトラフルオロビスフェノールA)、2,2−ビス(3−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等のビス(ヒドロキシフェニル)アルカン類;ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル等のビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル類;
上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。
3価以上のポリオール(1−2)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);
3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
<ポリカルボン酸>
ポリカルボン酸(2)としては、ジカルボン酸(2−1)と3価以上のポリカルボン酸(2−2)が挙げられ、(2−1)単独、または(2−1)と少量の(2−2)の混合物が好ましい。
ポリカルボン酸(2)としては、ジカルボン酸(2−1)と3価以上のポリカルボン酸(2−2)が挙げられ、(2−1)単独、または(2−1)と少量の(2−2)の混合物が好ましい。
ジカルボン酸(2−1)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)、3−フルオロイソフタル酸、2−フルオロイソフタル酸、2−フルオロテレフタル酸、2,4,5,6−テトラフルオロイソフタル酸、2,3,5,6−テトラフルオロテレフタル酸、5−トリフルオロメチルイソフタル酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ビフェニルジカルボン酸、3,3′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ビフェニルジカルボン酸、2,2′−ビス(トリフルオロメチル)−3,3′−ビフェニルジカルボン酸、ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。
3価以上のポリカルボン酸(2−2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、ポリカルボン酸(2)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。
ポリオールとポリカルボン酸の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/2、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.3/1〜1/1.3である。
ポリオールとポリカルボン酸の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/2、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.3/1〜1/1.3である。
<変性樹脂>
また、得られる着色樹脂粒子の力学的強度を高めたり、静電潜像現像用トナーとして用いる場合においては先の力学的強度に加え定着時における高温オフセットを防止したりする目的で、油相中に末端にイソシアネート基を有する変性樹脂を溶解して着色樹脂粒子を得ても良い。変性樹脂を得る方法としては、イソシアネートを含有するモノマーとともに重合反応をしてイソシアネート基を有する樹脂を得る方法、末端に活性水素を有する樹脂を重合して得た後、ポリイソシアネートと反応させることでポリマー末端にイソシアネート基を導入する方法などが挙げられるが、末端にイソシアネート基を導入するという制御性から後者の方法が好ましく採用されうる。活性水素としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。変性樹脂の骨格としては、粒子の均一性を考慮すると有機溶媒に溶解する樹脂と同じものを用いるのが好ましく、ポリエステル骨格を有するものが良い。アルコール性水酸基をポリエステルの末端に有する樹脂を得る方法としては、ポリオールとポリカルボン酸との重縮合において、ポリオールの官能基数をポリカルボン酸の官能基数よりも多めにして重縮合反応を行えばよい。
また、得られる着色樹脂粒子の力学的強度を高めたり、静電潜像現像用トナーとして用いる場合においては先の力学的強度に加え定着時における高温オフセットを防止したりする目的で、油相中に末端にイソシアネート基を有する変性樹脂を溶解して着色樹脂粒子を得ても良い。変性樹脂を得る方法としては、イソシアネートを含有するモノマーとともに重合反応をしてイソシアネート基を有する樹脂を得る方法、末端に活性水素を有する樹脂を重合して得た後、ポリイソシアネートと反応させることでポリマー末端にイソシアネート基を導入する方法などが挙げられるが、末端にイソシアネート基を導入するという制御性から後者の方法が好ましく採用されうる。活性水素としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。変性樹脂の骨格としては、粒子の均一性を考慮すると有機溶媒に溶解する樹脂と同じものを用いるのが好ましく、ポリエステル骨格を有するものが良い。アルコール性水酸基をポリエステルの末端に有する樹脂を得る方法としては、ポリオールとポリカルボン酸との重縮合において、ポリオールの官能基数をポリカルボン酸の官能基数よりも多めにして重縮合反応を行えばよい。
<アミン化合物>
変性樹脂のイソシアネート基は、水相中で油相を分散させ粒子を得る過程で加水分解をして一部はアミノ基となり、生成したアミノ基は未反応のイソシアネート基を反応していき、伸長反応が進行していく。上記の反応以外にも伸長反応を確実に反応させる、もしくは架橋点を導入する目的で、アミン化合物を併用することができる。アミン化合物(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。
変性樹脂のイソシアネート基は、水相中で油相を分散させ粒子を得る過程で加水分解をして一部はアミノ基となり、生成したアミノ基は未反応のイソシアネート基を反応していき、伸長反応が進行していく。上記の反応以外にも伸長反応を確実に反応させる、もしくは架橋点を導入する目的で、アミン化合物を併用することができる。アミン化合物(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。
ジアミン(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4′ジアミノジフェニルメタン、テトラフルオロ−p−キシリレンジアミン、テトラフルオロ−p−フェニレンジアミンなど);脂環式ジアミン(4,4′−ジアミノ−3,3′ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ドデカフルオロヘキシレンジアミン、テトラコサフルオロドデシレンジアミンなど)などが挙げられる。
3価以上のポリアミン(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
3価以上のポリアミン(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
アミン類(B)の比率は、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の数がイソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]の数の4倍以下、好ましくは2倍以下、より好ましくは1.5倍以下、さらに好ましくは1.2倍以下である。4倍を超えると、過剰のアミノ基がイソシアネートをブロックしてしまい変性樹脂の伸長反応が起きないため、ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
<有機溶剤>
有機溶剤は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、後の溶剤除去が容易になる点から好ましい。このような有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。有機溶媒中に溶解あるいは分散させる樹脂がポリエステル骨格を有する樹脂である場合、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系の溶媒もしくはメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系の溶媒を用いたほうが溶解性が高く好ましく、このなかでは溶媒除去性の高い酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトンが特に好ましい。
有機溶剤は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、後の溶剤除去が容易になる点から好ましい。このような有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。有機溶媒中に溶解あるいは分散させる樹脂がポリエステル骨格を有する樹脂である場合、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系の溶媒もしくはメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系の溶媒を用いたほうが溶解性が高く好ましく、このなかでは溶媒除去性の高い酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトンが特に好ましい。
<水系媒体>
水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
<界面活性剤>
水系媒体中に油相を分散させて液滴を作製するために界面活性剤が用いられる。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。
水系媒体中に油相を分散させて液滴を作製するために界面活性剤が用いられる。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。
好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸、及び、その金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩などが挙げられる。
<無機分散剤>
上記水系媒体中に、トナー組成物の溶解物または分散物を、無機分散剤または樹脂微粒子の存在する中分散させてもよい。無機分散剤としては、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ハイドロキシアパタイトなどが用いられる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。
上記水系媒体中に、トナー組成物の溶解物または分散物を、無機分散剤または樹脂微粒子の存在する中分散させてもよい。無機分散剤としては、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ハイドロキシアパタイトなどが用いられる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。
<保護コロイド>
また、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。
例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
また、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。
例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
なお、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、伸長及び/又は架橋反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
<着色剤>
本発明の着色剤としては公知の染料及び顔料が使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。
本発明の着色剤としては公知の染料及び顔料が使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。
<着色剤のマスターバッチ化>
本発明で用いる着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。
マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、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−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、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−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
本発明で用いる着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。
マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、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−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、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−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
<マスターバッチ作製方法>
本マスターバッチはマスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスターバッチを得る事ができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いる事ができる。またいわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いる事ができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
本マスターバッチはマスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスターバッチを得る事ができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いる事ができる。またいわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いる事ができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
本発明のトナーにおいては、必要に応じてその他の成分として以下のものを含有していても良い。
<離型剤>
着色樹脂粒子を静電潜像現像用トナーとして用いる際に、定着離型性を高める目的で離型剤を有機溶媒中に分散させておいても良い。
離型剤としては、ワックスやシリコーンオイルなどの、定着プロセスで加熱されたときに十分に粘度が低く、かつ着色樹脂粒子のほかの物質とも定着部材表面に相溶あるいは膨潤しにくい物質が使用され、着色樹脂粒子そのものの保存安定性を考えると、通常保管時に着色樹脂粒子中で固体として存在するワックスを用いるのか好ましい。
<離型剤>
着色樹脂粒子を静電潜像現像用トナーとして用いる際に、定着離型性を高める目的で離型剤を有機溶媒中に分散させておいても良い。
離型剤としては、ワックスやシリコーンオイルなどの、定着プロセスで加熱されたときに十分に粘度が低く、かつ着色樹脂粒子のほかの物質とも定着部材表面に相溶あるいは膨潤しにくい物質が使用され、着色樹脂粒子そのものの保存安定性を考えると、通常保管時に着色樹脂粒子中で固体として存在するワックスを用いるのか好ましい。
ワックスとしては、長鎖炭化水素、カルボニル基含有ワックスなどがあり、長鎖炭化水素としては、ポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);石油系ワックス(パラフィンワックス、サゾールワックス、マイクロクリスタリンワックスなど);のほか、フィッシャートロプシュワックスも挙げられる。
カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル(カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレートなど);ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど);ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミドなど);ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミドなど);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。
この中で、特に離型性がよい長鎖炭化水素が好ましい。さらに、長鎖炭化水素を離型剤として用いる場合、カルボニル基含有ワックスを併用してもよい。離型剤は着色樹脂粒子中に2〜25重量%、好ましくは3〜20重量%、より好ましくは4〜15重量%含まれているのが良い。2重量%未満であると、定着離型性向上効果が発揮できず、また25重量%を超えると着色樹脂粒子の機械強度が低下する。
<帯電制御剤>
さらに、必要に応じて帯電制御剤を有機溶媒中に溶解あるいは分散させておいても良い。
帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、四級アンモニウム塩(フッ素変性四級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。帯電制御剤は性能を発現し定着性などへの阻害がない範囲の量で用いられればよく、トナー中に0.5〜5重量%、好ましくは0.8〜3重量%含まれるのが良い。
さらに、必要に応じて帯電制御剤を有機溶媒中に溶解あるいは分散させておいても良い。
帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、四級アンモニウム塩(フッ素変性四級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。帯電制御剤は性能を発現し定着性などへの阻害がない範囲の量で用いられればよく、トナー中に0.5〜5重量%、好ましくは0.8〜3重量%含まれるのが良い。
[トナーの製造方法]
次に、製造工程に関して説明する。
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも、非結晶性の樹脂(R)と相溶する融点が80℃以下の物質(A)を、(R)と異なる樹脂(I)でカプセル化する工程と、当該(I)でカプセル化された物質(A)を樹脂(R)中に分散させる工程とを有することを特徴とする。
また、樹脂(I)によってカプセル化された物質(A)が水系媒体中に分散している分散液と、樹脂(R)が水系媒体中に分散している分散液と、着色剤粒子の分散液とを混合し、更に凝集剤を添加して前記のカプセル化された(A)と樹脂(R)と着色剤粒子とで凝集粒子を形成させる凝集工程と、温度を上げて凝集粒子を合一する合一工程とを有することが好ましい。
あるいは、有機溶媒中に、少なくとも樹脂(I)によってカプセル化された樹脂(A)、樹脂(R)、及び着色剤を溶解あるいは分散させた油相を作製する工程と、水系媒体中に少なくとも界面活性剤を有する水相を作製する工程と、前記水相中に前記油相を分散させ、油相からなる粒子が分散した分散液を作製する工程と、前記溶媒を除去する工程と、粒子を洗浄して界面活性剤などを取り除く工程と、乾燥して水分を除去する工程とを少なくとも含むことが好ましい。
次に、製造工程に関して説明する。
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも、非結晶性の樹脂(R)と相溶する融点が80℃以下の物質(A)を、(R)と異なる樹脂(I)でカプセル化する工程と、当該(I)でカプセル化された物質(A)を樹脂(R)中に分散させる工程とを有することを特徴とする。
また、樹脂(I)によってカプセル化された物質(A)が水系媒体中に分散している分散液と、樹脂(R)が水系媒体中に分散している分散液と、着色剤粒子の分散液とを混合し、更に凝集剤を添加して前記のカプセル化された(A)と樹脂(R)と着色剤粒子とで凝集粒子を形成させる凝集工程と、温度を上げて凝集粒子を合一する合一工程とを有することが好ましい。
あるいは、有機溶媒中に、少なくとも樹脂(I)によってカプセル化された樹脂(A)、樹脂(R)、及び着色剤を溶解あるいは分散させた油相を作製する工程と、水系媒体中に少なくとも界面活性剤を有する水相を作製する工程と、前記水相中に前記油相を分散させ、油相からなる粒子が分散した分散液を作製する工程と、前記溶媒を除去する工程と、粒子を洗浄して界面活性剤などを取り除く工程と、乾燥して水分を除去する工程とを少なくとも含むことが好ましい。
以下に、各工程の具体例について詳述する。
<油相作製工程>
有機溶媒中に樹脂、着色剤などを溶解あるいは分散させた油相を作製する方法としては、有機溶媒中に攪拌をしながら樹脂、着色剤などを徐々に添加していき、溶解あるいは分散させればよい。ただし、着色剤として顔料を用いる場合や、離型剤や帯電制御剤などのなかで有機溶媒に溶解しにくいようなものを添加する場合、有機溶媒への添加に先立って粒子を小さくしておくことが好ましい。
前述のように着色剤のマスターバッチ化も手段の一つであり、同様の方法を離型剤や帯電制御剤に展開することもできる。
<油相作製工程>
有機溶媒中に樹脂、着色剤などを溶解あるいは分散させた油相を作製する方法としては、有機溶媒中に攪拌をしながら樹脂、着色剤などを徐々に添加していき、溶解あるいは分散させればよい。ただし、着色剤として顔料を用いる場合や、離型剤や帯電制御剤などのなかで有機溶媒に溶解しにくいようなものを添加する場合、有機溶媒への添加に先立って粒子を小さくしておくことが好ましい。
前述のように着色剤のマスターバッチ化も手段の一つであり、同様の方法を離型剤や帯電制御剤に展開することもできる。
また別の手段として、有機溶媒中で、必要に応じて分散助剤を添加し、着色剤、離型剤、帯電制御剤を湿式で分散を行いウエットマスターを得ることも可能である。
さらに別の手段として、有機溶媒の沸点未満で溶融するようなものを分散するのであれば、有機溶媒中で、必要に応じて分散助剤を添加し、分散質とともに攪拌しながら加熱を行い一旦溶解させた後、攪拌もしくはせん断しながら冷却を行うことによって晶析を行い、分散質の微結晶を生成させる方法を行っても良い。
さらに別の手段として、有機溶媒の沸点未満で溶融するようなものを分散するのであれば、有機溶媒中で、必要に応じて分散助剤を添加し、分散質とともに攪拌しながら加熱を行い一旦溶解させた後、攪拌もしくはせん断しながら冷却を行うことによって晶析を行い、分散質の微結晶を生成させる方法を行っても良い。
以上の手段を用いて分散された着色剤、離型剤、帯電制御剤は、有機溶媒中に樹脂とともに溶解あるいは分散された後、さらに分散を行っても良い。分散に際しては公知のビーズミルやディスクミルなどの分散機を用いることができる。
<粒子作製工程>
少なくとも界面活性剤を有する水系媒体中に前述の工程で得られた油相を分散させ、油相からなる粒子が分散した分散液を作製する方法としては、特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。分散時の温度としては、通常、0〜40℃、好ましくは10〜30℃である。40℃を超えると分子運動が活発になることから分散安定性が低下し凝集体や粗大粒子が発生しやすくなるため好ましくない。また、0℃未満になると分散体の粘度が高くなり、分散に必要なせん断エネルギーが増大するため製造効率が低下する。
少なくとも界面活性剤を有する水系媒体中に前述の工程で得られた油相を分散させ、油相からなる粒子が分散した分散液を作製する方法としては、特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。分散時の温度としては、通常、0〜40℃、好ましくは10〜30℃である。40℃を超えると分子運動が活発になることから分散安定性が低下し凝集体や粗大粒子が発生しやすくなるため好ましくない。また、0℃未満になると分散体の粘度が高くなり、分散に必要なせん断エネルギーが増大するため製造効率が低下する。
なお、カプセル化された結晶性物質をトナー中に導入する方法としては、油相中にカプセル化された結晶性物質の分散体を添加する方法と、カプセル化された結晶性物質の分散体を水相中に添加しておき油相分散時に油滴内部に取りこませる方法、油相水系媒体中に分散させた状態にカプセル化された結晶性物質の分散体を添加して油滴内部に取り込ませる方法があるが、油相中に確実にカプセル化された結晶性物質を取り込ませるためには油相中にカプセル化された結晶性物質の分散体を添加する方法が好ましい。
<脱溶工程>
得られた着色樹脂分散体から有機溶剤を除去するためには、系全体を攪拌しながら徐々に昇温し、液滴中の有機溶剤を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。
あるいはまた、得られた着色樹脂分散体を攪拌しながら乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の有機溶剤を完全に除去することも可能である。もしくは、着色樹脂分散体を攪拌しながら減圧し、有機溶媒を蒸発除去しても良い。後の2つの手段は、最初の手段と併用することも可能である。
得られた着色樹脂分散体から有機溶剤を除去するためには、系全体を攪拌しながら徐々に昇温し、液滴中の有機溶剤を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。
あるいはまた、得られた着色樹脂分散体を攪拌しながら乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の有機溶剤を完全に除去することも可能である。もしくは、着色樹脂分散体を攪拌しながら減圧し、有機溶媒を蒸発除去しても良い。後の2つの手段は、最初の手段と併用することも可能である。
乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
<熟成工程>
末端にイソシアネート基を有する変性樹脂を添加している場合は、イソシアネートの伸長・架橋反応を進めるために熟成工程を行っても良い。熟成時間は通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜40℃、好ましくは15〜30℃である。
末端にイソシアネート基を有する変性樹脂を添加している場合は、イソシアネートの伸長・架橋反応を進めるために熟成工程を行っても良い。熟成時間は通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜40℃、好ましくは15〜30℃である。
<洗浄工程>
上記の方法で得られた着色樹脂粒子の分散液には、着色樹脂粒子のほか、界面活性剤などの分散剤などの副材料が含まれているため、これから着色樹脂粒子のみを取り出すために洗浄を行う。着色樹脂粒子の洗浄方法としては、遠心分離法、減圧濾過法、フィルタープレス法などの方法があるが、本発明においては特に限定されるものではない。いずれの方法によっても着色樹脂粒子のケーキ体が得られるが、一度の操作で十分に洗浄できない場合は、得られたケーキを再度水系溶媒に分散させてスラリーにして上記のいずれかの方法で着色樹脂粒子を取り出す工程を繰り返しても良いし、減圧濾過法やフィルタープレス法によって洗浄を行うのであれば、水系溶媒をケーキに貫通させて着色樹脂粒子が抱き込んだ副材料を洗い流す方法を採っても良い。この洗浄に用いる水系溶媒は水あるいは水にメタノール、エタノールなどのアルコールを混合した混合溶媒を用いるが、コストや排水処理などによる環境負荷を考えると、水を用いるのが好ましい。
上記の方法で得られた着色樹脂粒子の分散液には、着色樹脂粒子のほか、界面活性剤などの分散剤などの副材料が含まれているため、これから着色樹脂粒子のみを取り出すために洗浄を行う。着色樹脂粒子の洗浄方法としては、遠心分離法、減圧濾過法、フィルタープレス法などの方法があるが、本発明においては特に限定されるものではない。いずれの方法によっても着色樹脂粒子のケーキ体が得られるが、一度の操作で十分に洗浄できない場合は、得られたケーキを再度水系溶媒に分散させてスラリーにして上記のいずれかの方法で着色樹脂粒子を取り出す工程を繰り返しても良いし、減圧濾過法やフィルタープレス法によって洗浄を行うのであれば、水系溶媒をケーキに貫通させて着色樹脂粒子が抱き込んだ副材料を洗い流す方法を採っても良い。この洗浄に用いる水系溶媒は水あるいは水にメタノール、エタノールなどのアルコールを混合した混合溶媒を用いるが、コストや排水処理などによる環境負荷を考えると、水を用いるのが好ましい。
<乾燥工程>
洗浄された着色樹脂粒子は水系媒体を多く抱き込んでいるため、乾燥を行い水系媒体を除去することで着色樹脂粒子のみを得ることができる。乾燥方法としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動槽乾燥機、回転式乾燥機、攪拌式乾燥機などの乾燥機を使用することができる。乾燥された着色樹脂粒子は最終的に水分が1%未満になるまで乾燥を行うのが好ましい。また、乾燥後の着色樹脂粒子は軟凝集をしており使用に際して不都合が生じる場合には、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、コーヒーミル、オースターブレンダー、フードプロセッサーなどの装置を利用して解砕を行い、軟凝集をほぐしても良い。
洗浄された着色樹脂粒子は水系媒体を多く抱き込んでいるため、乾燥を行い水系媒体を除去することで着色樹脂粒子のみを得ることができる。乾燥方法としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動槽乾燥機、回転式乾燥機、攪拌式乾燥機などの乾燥機を使用することができる。乾燥された着色樹脂粒子は最終的に水分が1%未満になるまで乾燥を行うのが好ましい。また、乾燥後の着色樹脂粒子は軟凝集をしており使用に際して不都合が生じる場合には、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、コーヒーミル、オースターブレンダー、フードプロセッサーなどの装置を利用して解砕を行い、軟凝集をほぐしても良い。
[着色樹脂粒子の粒径測定]
着色樹脂粒子の体積平均粒径はコールターカウンター法により行われる。測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII、コールターマルチサイザーIII(いずれもコールター社製)があげられる。以下に測定方法について述べる。
着色樹脂粒子の体積平均粒径はコールターカウンター法により行われる。測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII、コールターマルチサイザーIII(いずれもコールター社製)があげられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100〜150ml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加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、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分間分散処理を行ない、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、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径、個数平均粒径を求めることができる。
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;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。
[ビニル系樹脂微粒子の粒径測定]
樹脂微粒子の粒径はUPA−150EX(日機装社製)を用いて測定を行った。
測定パラメータは以下のとおりである。
・粒子透過性:透過
・粒子屈折率:1.59
・粒子形状:真球型
・溶媒種:WATER
・モノディスパース:無効
本条件で、ローディングインデックスが1〜1.5の範囲になるようにサンプルの濃度を調整して測定した。
樹脂微粒子の粒径はUPA−150EX(日機装社製)を用いて測定を行った。
測定パラメータは以下のとおりである。
・粒子透過性:透過
・粒子屈折率:1.59
・粒子形状:真球型
・溶媒種:WATER
・モノディスパース:無効
本条件で、ローディングインデックスが1〜1.5の範囲になるようにサンプルの濃度を調整して測定した。
[分子量測定(GPC)]
樹脂の分子量測定は、GPC(gel permeation chromatography)によって、以下の条件で測定した。
・装置:GPC−150C(ウォーターズ社製)
・カラム:KF801〜807(ショウデックス社製)・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:1.0mL/分
・試料:濃度0.05〜0.6%の試料を0.1mL注入した。
樹脂の分子量測定は、GPC(gel permeation chromatography)によって、以下の条件で測定した。
・装置:GPC−150C(ウォーターズ社製)
・カラム:KF801〜807(ショウデックス社製)・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:1.0mL/分
・試料:濃度0.05〜0.6%の試料を0.1mL注入した。
以上の条件で測定した樹脂の分子量分布から単分散ポリスチレン標準試料により作製した分子量校正曲線を使用して樹脂の数平均分子量および重量平均分子量を算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、昭和電工社製ShowdexSTANDARDのStd.No S−7300、S−210、S−390、S−875、S−1980、S−10.9、S−629、S−3.0、S−0.580、トルエンを用いた。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いた。
[ガラス転移温度(Tg)測定(DSC)]
Tgを測定する装置として、理学電機社製TG−DSCシステムTAS−100を使用した。
まず試料約10mgをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットする。まず、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10min間放置、室温まで試料を冷却して10min放置、窒素雰囲気下で再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱してDSC測定を行った。Tgは、TAS−100システム中の解析システムを用いて、Tg近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。
Tgを測定する装置として、理学電機社製TG−DSCシステムTAS−100を使用した。
まず試料約10mgをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットする。まず、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10min間放置、室温まで試料を冷却して10min放置、窒素雰囲気下で再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱してDSC測定を行った。Tgは、TAS−100システム中の解析システムを用いて、Tg近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。
本発明に係るプロセスカートリッジは、感光体と少なくとも感光体上の潜像を現像剤で現像する装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、現像剤中に前記本発明のトナーを含むことを特徴とする。
かかるプロセスカートリッジは、例えば、図2に示すように、潜像担持体(101)を内蔵し、帯電装置(102)、現像装置(104)、クリーニング部(107)を含み、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。図2中、(103)は露光装置からの露光、(105)は記録紙をそれぞれ示す。前記潜像担持体(101)としては、前記画像形成装置と同様なものを用いることができる。前記帯電装置(102)には、任意の帯電部材が用いられる。
図2に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、潜像担持体(101)は、矢印方向に回転しながら、帯電装置(102)による帯電、露光手段(図示せず)による露光(103)により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置(104)でトナー現像され、該トナー現像は転写ローラ(108)により、記録紙(105)に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の潜像担持体表面は、クリーニング部(107)によりクリーニングされ、更に除電手段(図示せず)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
かかるプロセスカートリッジは、例えば、図2に示すように、潜像担持体(101)を内蔵し、帯電装置(102)、現像装置(104)、クリーニング部(107)を含み、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。図2中、(103)は露光装置からの露光、(105)は記録紙をそれぞれ示す。前記潜像担持体(101)としては、前記画像形成装置と同様なものを用いることができる。前記帯電装置(102)には、任意の帯電部材が用いられる。
図2に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、潜像担持体(101)は、矢印方向に回転しながら、帯電装置(102)による帯電、露光手段(図示せず)による露光(103)により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置(104)でトナー現像され、該トナー現像は転写ローラ(108)により、記録紙(105)に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の潜像担持体表面は、クリーニング部(107)によりクリーニングされ、更に除電手段(図示せず)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
以下、実施例に基づき本発明をより詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されないものである。なお実施例中の部数は質量部を表すものである。
[ポリエステル1の合成]
冷却管撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物778部、テレフタル酸208部、イソフタル酸23部、アジピン酸24部、及びジブチルスズオキシド2部を仕込み、常圧下、230℃で8時間反応させた。
次に、10〜15mmHgの減圧下で、5時間反応させた後、反応容器中に無水トリメリット酸44部を添加し、常圧下、180℃で2時間反応させて、[ポリエステル1]を合成した。
得られた[ポリエステル1]は、数平均分子量が2400、重量平均分子量が6800、ガラス転移温度が67℃、酸価が24mgKOH/gであった。
[ポリエステル1の合成]
冷却管撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物778部、テレフタル酸208部、イソフタル酸23部、アジピン酸24部、及びジブチルスズオキシド2部を仕込み、常圧下、230℃で8時間反応させた。
次に、10〜15mmHgの減圧下で、5時間反応させた後、反応容器中に無水トリメリット酸44部を添加し、常圧下、180℃で2時間反応させて、[ポリエステル1]を合成した。
得られた[ポリエステル1]は、数平均分子量が2400、重量平均分子量が6800、ガラス転移温度が67℃、酸価が24mgKOH/gであった。
[結晶性ポリエステル樹脂1の合成]
アジピン酸294部、エチレングリコール248部、ジブチルスズオキシド0.12部を窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌した。その後減圧にしながら4時間攪拌し、重量平均分子量Mw=19900、数平均分子量Mn=7800の[結晶性ポリエステル樹脂1]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂1]の融点を示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを有し、ピークトップの温度は43℃であった。
アジピン酸294部、エチレングリコール248部、ジブチルスズオキシド0.12部を窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌した。その後減圧にしながら4時間攪拌し、重量平均分子量Mw=19900、数平均分子量Mn=7800の[結晶性ポリエステル樹脂1]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂1]の融点を示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを有し、ピークトップの温度は43℃であった。
[結晶性ポリエステル樹脂2の合成]
アジピン酸146部、1,10−デカンジオール175部、ジブチル錫オキシド0.12部を窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌を行った。その後減圧にしながら4時間攪拌し、重量平均分子量Mw=16700、数平均分子量Mn=6500の[結晶性ポリエステル樹脂2]を得た。
また、[結晶性ポリエステル樹脂2]の融点を示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを有し、ピークトップの温度は68℃であった。
アジピン酸146部、1,10−デカンジオール175部、ジブチル錫オキシド0.12部を窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌を行った。その後減圧にしながら4時間攪拌し、重量平均分子量Mw=16700、数平均分子量Mn=6500の[結晶性ポリエステル樹脂2]を得た。
また、[結晶性ポリエステル樹脂2]の融点を示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを有し、ピークトップの温度は68℃であった。
[結晶性ポリエステル樹脂3の合成]
フマル酸232部、1,6−ヘキサンジオール238部、ジブチルスズオキシド0.12部を窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌した。その後減圧にしながら4時間攪拌し、重量平均分子量Mw=22200、数平均分子量Mn=7000の[結晶性ポリエステル樹脂3]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂3]の融点を示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを有し、ピークトップの温度は113℃であった。
フマル酸232部、1,6−ヘキサンジオール238部、ジブチルスズオキシド0.12部を窒素雰囲気下で、180℃で6時間攪拌した。その後減圧にしながら4時間攪拌し、重量平均分子量Mw=22200、数平均分子量Mn=7000の[結晶性ポリエステル樹脂3]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂3]の融点を示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを有し、ピークトップの温度は113℃であった。
[樹脂微粒子分散液1の製造]
イオン交換水281部に、ドデシル硫酸ナトリウム0.4部を入れて70℃に加熱して溶解させ水系媒体を得た。別途、スチレンモノマー30部、メタクリル酸メチル30部、ブチルアクリレート5部、メタクリル酸2部、[結晶性ポリエステル樹脂1]33部を窒素雰囲気下80℃に加熱しながら攪拌し、均一なモノマー溶液を得た。
得られたモノマー溶液を水系媒体中に投入し、80℃に保ったまま窒素雰囲気下超音波ホモジナイザーVCX750 を用い、90〜110Wで10分間超音波照射を行い、モノマー溶液を水系媒体中に分散させた。途中、超音波照射により液温が上昇するが、ウォーターバスなどにより、75〜85℃になるように調整した。得られた分散液を、冷却管、撹拌機および窒素導入管のついた反応容器中に移し、攪拌しながら80℃に保持し、過硫酸カリウム0.5部をイオン交換水19部に溶解させたものを加え、180分間重合反応を行った。
その後、冷却して体積平均粒子径157nmの白色の[樹脂微粒子分散液1]を得た。
得られた樹脂微粒子分散液中の微粒子を包埋樹脂によって包埋したものをミクロトームで切断して薄片を作製し、走査型透過電子顕微鏡で観察したところ、樹脂微粒子はカプセル構造を有していることが確認できた。
イオン交換水281部に、ドデシル硫酸ナトリウム0.4部を入れて70℃に加熱して溶解させ水系媒体を得た。別途、スチレンモノマー30部、メタクリル酸メチル30部、ブチルアクリレート5部、メタクリル酸2部、[結晶性ポリエステル樹脂1]33部を窒素雰囲気下80℃に加熱しながら攪拌し、均一なモノマー溶液を得た。
得られたモノマー溶液を水系媒体中に投入し、80℃に保ったまま窒素雰囲気下超音波ホモジナイザーVCX750 を用い、90〜110Wで10分間超音波照射を行い、モノマー溶液を水系媒体中に分散させた。途中、超音波照射により液温が上昇するが、ウォーターバスなどにより、75〜85℃になるように調整した。得られた分散液を、冷却管、撹拌機および窒素導入管のついた反応容器中に移し、攪拌しながら80℃に保持し、過硫酸カリウム0.5部をイオン交換水19部に溶解させたものを加え、180分間重合反応を行った。
その後、冷却して体積平均粒子径157nmの白色の[樹脂微粒子分散液1]を得た。
得られた樹脂微粒子分散液中の微粒子を包埋樹脂によって包埋したものをミクロトームで切断して薄片を作製し、走査型透過電子顕微鏡で観察したところ、樹脂微粒子はカプセル構造を有していることが確認できた。
[樹脂微粒子分散液2の製造]
[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂2]に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液2]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂2]に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液2]を得た。
[樹脂微粒子分散液3の製造]
[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂3]に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液3]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂3]に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液3]を得た。
[樹脂微粒子分散液4の製造]
[結晶性ポリエステル樹脂1]をステアリン酸メチル(融点39℃)に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液4]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂1]をステアリン酸メチル(融点39℃)に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液4]を得た。
[樹脂微粒子分散液5の製造]
[結晶性ポリエステル樹脂1]をラウリル酸(融点44℃)に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液5]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂1]をラウリル酸(融点44℃)に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液5]を得た。
[樹脂微粒子分散液6の製造]
[結晶性ポリエステル樹脂1]をミスチリン酸(融点55℃)に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液6]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂1]をミスチリン酸(融点55℃)に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液6]を得た。
[樹脂微粒子分散液7の製造]
[結晶性ポリエステル樹脂1]をエチレングリコールジステアレート(融点63℃)に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液7]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂1]をエチレングリコールジステアレート(融点63℃)に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液7]を得た。
[樹脂微粒子分散液8の製造]
[結晶性ポリエステル樹脂1]をペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点83℃)に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液8]を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂1]をペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点83℃)に変えた以外は[樹脂微粒子分散液1]と同様にして、[樹脂微粒子分散液8]を得た。
[樹脂微粒子分散液9の製造]
・スチレン 282部
・n−ブチルアクリレート 118部
・アクリル酸 12部
・オクタンチオール 10部
以上を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)6部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)10部をイオン交換水560部に溶解したものに、フラスコ中で分散して乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4部を溶解したイオン交換水50部を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。
こうして、体積平均粒子径が180nm、ガラス転移点が59℃、重量平均分子量(Mw)が33,000である樹脂微粒子を分散させてなる[樹脂微粒子分散液9](樹脂粒子濃度:40質量%)を調製した。
・スチレン 282部
・n−ブチルアクリレート 118部
・アクリル酸 12部
・オクタンチオール 10部
以上を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)6部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)10部をイオン交換水560部に溶解したものに、フラスコ中で分散して乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4部を溶解したイオン交換水50部を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。
こうして、体積平均粒子径が180nm、ガラス転移点が59℃、重量平均分子量(Mw)が33,000である樹脂微粒子を分散させてなる[樹脂微粒子分散液9](樹脂粒子濃度:40質量%)を調製した。
[樹脂微粒子分散液10の製造]
イオン交換水281部に、ドデシル硫酸ナトリウム0.5部を入れて70℃に加熱して溶解させ水系媒体を得た。別途、スチレンモノマー30部、メタクリル酸メチル30部、ブチルアクリレート5部、メタクリル酸2部、N−[2−(ジエチルアミノ)エチル]ステアラミド(融点54℃)33部を窒素雰囲気下80℃に加熱しながら攪拌し、均一なモノマー溶液を得た。
得られたモノマー溶液を水系媒体中に投入し、80℃に保ったまま窒素雰囲気下超音波ホモジナイザーVCX750 を用い、90〜110Wで10分間超音波照射を行い、モノマー溶液を水系媒体中に分散させた。途中、超音波照射により液温が上昇するが、ウォーターバスなどにより、75〜85℃になるように調整した。得られた分散液を、冷却管、撹拌機および窒素導入管のついた反応容器中に移し、攪拌しながら80℃に保持し、過硫酸カリウム0.5部をイオン交換水19部に溶解させたものを加え、180分間重合反応を行った。
その後、冷却して体積平均粒子径178nmの白色の[樹脂微粒子分散液10]を得た。
得られた樹脂微粒子分散液中の微粒子を包埋樹脂によって包埋したものをミクロトームで切断して薄片を作製し、走査型透過電子顕微鏡で観察したところ、樹脂微粒子はカプセル構造を有していることが確認できた。
イオン交換水281部に、ドデシル硫酸ナトリウム0.5部を入れて70℃に加熱して溶解させ水系媒体を得た。別途、スチレンモノマー30部、メタクリル酸メチル30部、ブチルアクリレート5部、メタクリル酸2部、N−[2−(ジエチルアミノ)エチル]ステアラミド(融点54℃)33部を窒素雰囲気下80℃に加熱しながら攪拌し、均一なモノマー溶液を得た。
得られたモノマー溶液を水系媒体中に投入し、80℃に保ったまま窒素雰囲気下超音波ホモジナイザーVCX750 を用い、90〜110Wで10分間超音波照射を行い、モノマー溶液を水系媒体中に分散させた。途中、超音波照射により液温が上昇するが、ウォーターバスなどにより、75〜85℃になるように調整した。得られた分散液を、冷却管、撹拌機および窒素導入管のついた反応容器中に移し、攪拌しながら80℃に保持し、過硫酸カリウム0.5部をイオン交換水19部に溶解させたものを加え、180分間重合反応を行った。
その後、冷却して体積平均粒子径178nmの白色の[樹脂微粒子分散液10]を得た。
得られた樹脂微粒子分散液中の微粒子を包埋樹脂によって包埋したものをミクロトームで切断して薄片を作製し、走査型透過電子顕微鏡で観察したところ、樹脂微粒子はカプセル構造を有していることが確認できた。
[離型剤分散液の製造]
下記組成を混合し、97℃に加熱した後、IKA製ウルトラタラックスT50にて分散した。その後、ゴーリンホモジナイザー(盟和商事製)で分散処理し、105℃、550kg/cm2の条件で20回処理することで、中心径190nmの離型剤分散液を得た。
・パラフィンワックス(日本精鑞社製 HNP−09) 100g
・アニオン性界面活性剤ネオゲンSC 5g
・イオン交換水 300g
下記組成を混合し、97℃に加熱した後、IKA製ウルトラタラックスT50にて分散した。その後、ゴーリンホモジナイザー(盟和商事製)で分散処理し、105℃、550kg/cm2の条件で20回処理することで、中心径190nmの離型剤分散液を得た。
・パラフィンワックス(日本精鑞社製 HNP−09) 100g
・アニオン性界面活性剤ネオゲンSC 5g
・イオン交換水 300g
[シアン顔料分散液の製造]
下記組成を混合溶解し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)と超音波照射により分散し、中心粒径150nmの青顔料分散液を得た。
・シアン顔料(C.I.Pigment Blue 15:3) 50g
(銅フタロシアニン 大日本インキ製)
・アニオン性界面活性剤ネオゲンSC 5g
・イオン交換水 200g
下記組成を混合溶解し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)と超音波照射により分散し、中心粒径150nmの青顔料分散液を得た。
・シアン顔料(C.I.Pigment Blue 15:3) 50g
(銅フタロシアニン 大日本インキ製)
・アニオン性界面活性剤ネオゲンSC 5g
・イオン交換水 200g
[プレポリマーの合成]
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応し[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価49であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]411部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート重量%は、1.53%であった。
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応し[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価49であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]411部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート重量%は、1.53%であった。
[マスターバッチ1の製造]
カーボンブラック:40部、[ポリエステル1]:60部、水:30部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、パルベライザーで1mmの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
カーボンブラック:40部、[ポリエステル1]:60部、水:30部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、パルベライザーで1mmの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
[実施例1]
<水相作製工程>
イオン交換水970部、分散安定用の有機樹脂微粒子(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の25wt%水性分散液40部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液95部、酢酸エチル98部を混合撹拌し[水相1]を得た。
<水相作製工程>
イオン交換水970部、分散安定用の有機樹脂微粒子(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の25wt%水性分散液40部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液95部、酢酸エチル98部を混合撹拌し[水相1]を得た。
<油相作製工程>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]545部、[パラフィンワックス(融点74℃)]181部、酢酸エチル1450部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル100部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]545部、[パラフィンワックス(融点74℃)]181部、酢酸エチル1450部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル100部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1]1500部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、顔料、WAXの分散を行った。次いで、[ポリエステル1]の66%酢酸エチル溶液655部を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。
[顔料・WAX分散液1]976部、イソホロンジアミン 2.6部をTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[樹脂微粒子分散液1]596部を加えて8,000rpmにて1分間混合し、ついで[プレポリマー1]88部を加えTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合して[油相1]を得た。
<粒子作製工程>
得られた[油相1]に[水相1]1100部を加え、ミキサーのせん断熱による温度上昇を抑えるために水浴で冷却をすることにより液中温度を20〜23℃の範囲になるように調整しながら、TKホモミキサーを用い回転数8,000〜15,000rpmで調整して2分間混合したのち、アンカー翼を取り付けたスリーワンモーターで回転数130〜350rpmの間に調整しながら10分間攪拌し、粒子となる油相の液滴が水相に分散された[粒子スラリー1]を得た。
得られた[油相1]に[水相1]1100部を加え、ミキサーのせん断熱による温度上昇を抑えるために水浴で冷却をすることにより液中温度を20〜23℃の範囲になるように調整しながら、TKホモミキサーを用い回転数8,000〜15,000rpmで調整して2分間混合したのち、アンカー翼を取り付けたスリーワンモーターで回転数130〜350rpmの間に調整しながら10分間攪拌し、粒子となる油相の液滴が水相に分散された[粒子スラリー1]を得た。
<脱溶工程>
撹拌機および温度計をセットした容器に、[粒子スラリー1]を投入し、攪拌を行いながら30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[粒子スラリー1]を投入し、攪拌を行いながら30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリー1]を得た。
<洗浄・乾燥工程>
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水900部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ1]を得た。
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水900部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて32℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体1](体積平均粒径(Dv)は6.2μm、Dv/Dnは1.13)を得た。
ついで、この[トナー母体1]100部に疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明の[トナー1]を得た。
ついで、この[トナー母体1]100部に疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明の[トナー1]を得た。
[実施例2]
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液2]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー2]を得た。
[実施例3]
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液4]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー3]を得た。
[実施例4]
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液5]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー4]を得た。
[実施例5]
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液6]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー5]を得た。
[実施例6]
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液7]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー6]を得た。
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液2]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー2]を得た。
[実施例3]
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液4]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー3]を得た。
[実施例4]
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液5]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー4]を得た。
[実施例5]
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液6]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー5]を得た。
[実施例6]
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液7]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー6]を得た。
[実施例7]
[顔料・WAX分散液1]976部、イソホロンジアミン 2.4部をTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[樹脂微粒子分散液10]596部を加えて8,000rpmにて1分間混合し、ついで[プレポリマー1]88部を加えTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合して[油相7]を得た。
[顔料・WAX分散液1]976部、イソホロンジアミン 2.4部をTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[樹脂微粒子分散液10]596部を加えて8,000rpmにて1分間混合し、ついで[プレポリマー1]88部を加えTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合して[油相7]を得た。
<粒子作製工程>
得られた[油相7]に[水相1]1100部を加え、ミキサーのせん断熱による温度上昇を抑えるために水浴で冷却をすることにより液中温度を20〜23℃の範囲になるように調整しながら、TKホモミキサーを用い回転数8,000〜15,000rpmで調整して2分間混合したのち、アンカー翼を取り付けたスリーワンモーターで回転数130〜350rpmの間に調整しながら7分間攪拌し、粒子となる油相の液滴が水相に分散された[粒子スラリー7]を得た。
得られた[油相7]に[水相1]1100部を加え、ミキサーのせん断熱による温度上昇を抑えるために水浴で冷却をすることにより液中温度を20〜23℃の範囲になるように調整しながら、TKホモミキサーを用い回転数8,000〜15,000rpmで調整して2分間混合したのち、アンカー翼を取り付けたスリーワンモーターで回転数130〜350rpmの間に調整しながら7分間攪拌し、粒子となる油相の液滴が水相に分散された[粒子スラリー7]を得た。
<脱溶工程>
撹拌機および温度計をセットした容器に、[粒子スラリー7]を投入し、攪拌を行いながら30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリー7]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[粒子スラリー7]を投入し、攪拌を行いながら30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリー7]を得た。
<洗浄・乾燥工程>
[分散スラリー7]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水900部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ7]を得た。
[分散スラリー7]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水900部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ7]を得た。
[濾過ケーキ7]を循風乾燥機にて32℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体7](体積平均粒径(Dv)は6.8μm、Dv/Dnは1.17)を得た。
ついで、この[トナー母体7]100部に疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明の[トナー7]を得た。
ついで、この[トナー母体7]100部に疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明の[トナー7]を得た。
[比較例1]
<水相の調製>
イオン交換水 970部、分散安定用の有機樹脂微粒子(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の25wt%水性分散液40部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液 95部、酢酸エチル 98部を混合撹拌したところ、pHは6.2であった。これに10%水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHを12.5に調整し[水相2]を得た。
<水相の調製>
イオン交換水 970部、分散安定用の有機樹脂微粒子(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の25wt%水性分散液40部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液 95部、酢酸エチル 98部を混合撹拌したところ、pHは6.2であった。これに10%水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHを12.5に調整し[水相2]を得た。
<顔料・WAX分散液(油相)の作製>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]490部、[パラフィンワックス(融点74℃)]136部、[結晶性ポリエステル樹脂1]136部、酢酸エチル 1300部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]360部、酢酸エチル 100部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液2]を得た。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[ポリエステル1]490部、[パラフィンワックス(融点74℃)]136部、[結晶性ポリエステル樹脂1]136部、酢酸エチル 1300部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]360部、酢酸エチル 100部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液2]を得た。
[原料溶解液2]1500部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、顔料、WAXの分散を行った。次いで、[ポリエステル1]の72%酢酸エチル溶液 385部を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液2]を得た。[顔料・WAX分散液2]の固形分濃度(130℃、30分)が50%となるように酢酸エチルを加えて調整した。
<粒子作製工程>
[顔料・WAX分散液2]985部、イソホロンジアミン 2.6部をTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[プレポリマー1]80部を加えTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相2]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜15,000rpmで調整しながら2分間混合し[粒子スラリー2]を得た。
[顔料・WAX分散液2]985部、イソホロンジアミン 2.6部をTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[プレポリマー1]80部を加えTKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmにて1分間混合した後、[水相2]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数8,000〜15,000rpmで調整しながら2分間混合し[粒子スラリー2]を得た。
<脱溶工程>
撹拌機および温度計をセットした容器に、[粒子スラリー2]を投入し、攪拌を行いながら30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリー2]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[粒子スラリー2]を投入し、攪拌を行いながら30℃で8時間脱溶剤を行い、[分散スラリー2]を得た。
<洗浄・乾燥工程>
[分散スラリー2]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水900部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ2]を得た。
[分散スラリー2]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキにイオン交換水900部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返した。
(3):(2)のリスラリー液のpHが4となる様に10%塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌30分後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が10μC/cm以下となるようにこの操作を繰り返し[濾過ケーキ2]を得た。
[濾過ケーキ2]を循風乾燥機にて32℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体101](体積平均粒径(Dv)は6.2μm、Dv/Dnは1.13)を得た。
ついで、この[トナー母体101]100部に疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、[トナー101]を得た。
ついで、この[トナー母体101]100部に疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、[トナー101]を得た。
[比較例2]
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液3]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー102]を得た。
[比較例3]
[結晶性ポリエステル樹脂1]をエチレングリコールジステアレートに変更したこと以外は比較例1と同様にして、[トナー103]を得た。
[比較例4]
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液8]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー104]を得た。
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液3]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー102]を得た。
[比較例3]
[結晶性ポリエステル樹脂1]をエチレングリコールジステアレートに変更したこと以外は比較例1と同様にして、[トナー103]を得た。
[比較例4]
[樹脂微粒子分散液1]を[樹脂微粒子分散液8]に変更したこと以外は実施例1と同様にして、[トナー104]を得た。
[比較例5]
・樹脂微粒子分散液1 35質量部
・樹脂微粒子分散液9 55質量部
・離型剤分散液 10質量部
・シアン顔料分散液 12質量部
・ポリ塩化アルミニウム 0.16質量部
・イオン交換水 550質量部
前記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら48℃まで加熱し、粒子の凝集を行った。粒径が5.6μmになったことを確認したところで、0.5mol/lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.0に調整し、攪拌を継続しながら94℃まで加熱した。94℃までの昇温の間、系内のpHは、5.0程度まで低下したがそのまま保持した。円形度が0.970になったところで、冷却、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離した。そして、40℃のイオン交換水3リットル中に再分散し、15分間攪拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離し、次いで、真空乾燥を12時間行い[トナー母体105]を得た。[トナー母体105]の体積平均粒子径6.1μm、Dv/Dnは1.16、円形度0.969であった。ついで、この[トナー母体105]100部に疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、[トナー105]を得た。
・樹脂微粒子分散液1 35質量部
・樹脂微粒子分散液9 55質量部
・離型剤分散液 10質量部
・シアン顔料分散液 12質量部
・ポリ塩化アルミニウム 0.16質量部
・イオン交換水 550質量部
前記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら48℃まで加熱し、粒子の凝集を行った。粒径が5.6μmになったことを確認したところで、0.5mol/lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.0に調整し、攪拌を継続しながら94℃まで加熱した。94℃までの昇温の間、系内のpHは、5.0程度まで低下したがそのまま保持した。円形度が0.970になったところで、冷却、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離した。そして、40℃のイオン交換水3リットル中に再分散し、15分間攪拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離し、次いで、真空乾燥を12時間行い[トナー母体105]を得た。[トナー母体105]の体積平均粒子径6.1μm、Dv/Dnは1.16、円形度0.969であった。ついで、この[トナー母体105]100部に疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、[トナー105]を得た。
[評価方法]
作製したトナーを以下の方法で評価した。なお、リコー社製IPSiO SP C220の定着ユニットを取り外して、定着前の画像を取り出せるように改造した。
一方取り外した定着ユニットは定着ローラ上の温度およびシステムスピードを外部から任意に変更できるように改造した。
作製したトナーを以下の方法で評価した。なお、リコー社製IPSiO SP C220の定着ユニットを取り外して、定着前の画像を取り出せるように改造した。
一方取り外した定着ユニットは定着ローラ上の温度およびシステムスピードを外部から任意に変更できるように改造した。
1.耐熱保存性(1)
トナー試料20gを20mlのガラス瓶に入れ、55℃の恒温槽にて24時間静置した後、このトナーを24℃に冷却し、針入度試験(JIS K2235−1991)にて針入度の測定を行った。この値が大きいトナー程、熱に対する保存性が優れている。この値が10mm未満の場合は、使用上問題が発生する可能性が高い。
針入度に基づく熱保存性の判定基準は次の通りである。
◎:20mm以上
○:15mm〜20mm未満
△:10mm〜15mm未満
×:10mm未満
トナー試料20gを20mlのガラス瓶に入れ、55℃の恒温槽にて24時間静置した後、このトナーを24℃に冷却し、針入度試験(JIS K2235−1991)にて針入度の測定を行った。この値が大きいトナー程、熱に対する保存性が優れている。この値が10mm未満の場合は、使用上問題が発生する可能性が高い。
針入度に基づく熱保存性の判定基準は次の通りである。
◎:20mm以上
○:15mm〜20mm未満
△:10mm〜15mm未満
×:10mm未満
2.耐熱保存性(2)
トナー試料20gを20mlのガラス瓶に入れ、その上から1kgの荷重をかけて、55℃の恒温槽にて24時間静置した後、このトナーを24℃に冷却し、針入度試験(JIS K2235−1991)にて針入度の測定を行った。この値が大きいトナー程、熱に対する保存性が優れている。この値が10mm未満の場合は、使用上問題が発生する可能性が高い。
針入度に基づく熱保存性の判定基準は次の通りである。
◎:20mm以上
○:15mm〜20mm未満
△:10mm〜15mm未満
×:10mm未満
トナー試料20gを20mlのガラス瓶に入れ、その上から1kgの荷重をかけて、55℃の恒温槽にて24時間静置した後、このトナーを24℃に冷却し、針入度試験(JIS K2235−1991)にて針入度の測定を行った。この値が大きいトナー程、熱に対する保存性が優れている。この値が10mm未満の場合は、使用上問題が発生する可能性が高い。
針入度に基づく熱保存性の判定基準は次の通りである。
◎:20mm以上
○:15mm〜20mm未満
△:10mm〜15mm未満
×:10mm未満
3.定着性(定着下限温度)(1)
改造したIPSiO SP C220にトナーを入れ、リコー製 タイプ6200Y目紙上に、付着量が8g/m2になるように設定して40mm角の未定着ベタ画像を印字したものを19枚用意した。
次に、改造した定着ユニットを用い、システムスピードを350mm/secに設定し、用意した未定着のベタ画像を通紙して画像を定着させた。定着温度を120℃から5℃刻みで200℃まで試験を行い、定着画像について、上島製作所製描画試験器 AD−401を使用し、定着画像(B)の着色部分にサファイヤ針125μR、針回転直径8mm、荷重1gの条件で当接した状態で走行させ、サファイヤ針尖端部の走行面を目視により観察し、引っかき傷が白い点として明らかに認められる温度をNGとした。NGとならない最低温度を定着下限温度とした。
◎:定着下限温度が130℃以下
○:定着下限温度が135〜140℃
△:定着下限温度が145〜150℃
×:定着下限温度が155℃以上
改造したIPSiO SP C220にトナーを入れ、リコー製 タイプ6200Y目紙上に、付着量が8g/m2になるように設定して40mm角の未定着ベタ画像を印字したものを19枚用意した。
次に、改造した定着ユニットを用い、システムスピードを350mm/secに設定し、用意した未定着のベタ画像を通紙して画像を定着させた。定着温度を120℃から5℃刻みで200℃まで試験を行い、定着画像について、上島製作所製描画試験器 AD−401を使用し、定着画像(B)の着色部分にサファイヤ針125μR、針回転直径8mm、荷重1gの条件で当接した状態で走行させ、サファイヤ針尖端部の走行面を目視により観察し、引っかき傷が白い点として明らかに認められる温度をNGとした。NGとならない最低温度を定着下限温度とした。
◎:定着下限温度が130℃以下
○:定着下限温度が135〜140℃
△:定着下限温度が145〜150℃
×:定着下限温度が155℃以上
4.定着性(定着下限温度)(2)
改造したIPSiO SP C220にトナーを入れ、リコー製 タイプ6200Y目紙上に、付着量が8g/m2になるように設定して40mm角の未定着ベタ画像を印字したものを19枚用意した。
次に、改造した定着ユニットを用い、システムスピードを800mm/secに設定し、用意した未定着のベタ画像を通紙して画像を定着させた。定着温度を120℃から5℃刻みで200℃まで試験を行い、定着画像について、上島製作所製描画試験器 AD−401を使用し、定着画像(B)の着色部分にサファイヤ針125μR、針回転直径8mm、荷重1gの条件で当接した状態で走行させ、サファイヤ針尖端部の走行面を目視により観察し、引っかき傷が白い点として明らかに認められる温度をNGとした。NGとならない最低温度を定着下限温度とした。
◎:定着下限温度が140℃以下
○:定着下限温度が145〜150℃
△:定着下限温度が155〜160℃
×:定着下限温度が165℃以上
改造したIPSiO SP C220にトナーを入れ、リコー製 タイプ6200Y目紙上に、付着量が8g/m2になるように設定して40mm角の未定着ベタ画像を印字したものを19枚用意した。
次に、改造した定着ユニットを用い、システムスピードを800mm/secに設定し、用意した未定着のベタ画像を通紙して画像を定着させた。定着温度を120℃から5℃刻みで200℃まで試験を行い、定着画像について、上島製作所製描画試験器 AD−401を使用し、定着画像(B)の着色部分にサファイヤ針125μR、針回転直径8mm、荷重1gの条件で当接した状態で走行させ、サファイヤ針尖端部の走行面を目視により観察し、引っかき傷が白い点として明らかに認められる温度をNGとした。NGとならない最低温度を定着下限温度とした。
◎:定着下限温度が140℃以下
○:定着下限温度が145〜150℃
△:定着下限温度が155〜160℃
×:定着下限温度が165℃以上
5.現像ストレス耐性
各トナーをリコー製ipsio CX2500のプロセスカートリッジに入れ、温度28℃、湿度45%の環境で現像ローラを350rpmで60分間回転させたときの、現像ローラ上の搬送面を観察した。
◎:現像ローラ上にトナーの搬送面が均一に形成されていた。
○:現像ローラ上のトナーの搬送面に、搬送方向に対して軽微なスジムラが見られた。
△:現像ローラ上のトナーの搬送面に、搬送方向に対して明らかなスジムラが見られた
が、トナーのない部分は無かった。
×:現像ローラ上のトナーの搬送面に、搬送方向に対して明らかなスジムラが見られ、
一部トナーの無いスジ部分があった。
各トナーをリコー製ipsio CX2500のプロセスカートリッジに入れ、温度28℃、湿度45%の環境で現像ローラを350rpmで60分間回転させたときの、現像ローラ上の搬送面を観察した。
◎:現像ローラ上にトナーの搬送面が均一に形成されていた。
○:現像ローラ上のトナーの搬送面に、搬送方向に対して軽微なスジムラが見られた。
△:現像ローラ上のトナーの搬送面に、搬送方向に対して明らかなスジムラが見られた
が、トナーのない部分は無かった。
×:現像ローラ上のトナーの搬送面に、搬送方向に対して明らかなスジムラが見られ、
一部トナーの無いスジ部分があった。
スジムラが存在すると、ベタ画像ではあまり明確な異常は見られないもののハーフトーン画像にスジムラに対応した画像ムラが現れる。また、トナーの存在しないスジ部分がある場合、ハーフトーンだけではなくベタ画像部分にも明らかに画像欠損が発生し、通常の文字のみからなるドキュメント出力にも支障をきたす。
1 非晶質性樹脂(R:Resin)
2 樹脂(R)と相溶する物質(A:Agent)
3 樹脂(R)と異なる樹脂(I:Insulator)
X 樹脂(R)と物質(A)の一部が相溶している部分
101 潜像担持体
102 帯電装置
103 露光
104 現像装置
105 記録紙
107 クリーニング部
108 転写ローラ
2 樹脂(R)と相溶する物質(A:Agent)
3 樹脂(R)と異なる樹脂(I:Insulator)
X 樹脂(R)と物質(A)の一部が相溶している部分
101 潜像担持体
102 帯電装置
103 露光
104 現像装置
105 記録紙
107 クリーニング部
108 転写ローラ
Claims (17)
- 少なくとも、非結晶性樹脂(R)、前記非結晶性樹脂(R)と相溶する融点が80℃以下の物質(A)、着色剤を有するトナーであって、
前記(A)が、前記非結晶性樹脂(R)とは異なる樹脂(I)によってカプセル化された状態で、前記非結晶性樹脂(R)中に存在することを特徴とするトナー。 - 前記(R)が、非結晶性のポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 前記(A)の融点が60℃未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。
- 前記(A)の融点が50℃未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。
- 前記(A)が、結晶性ポリエステルであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のトナー。
- 前記(A)が、炭素数が8〜20の直鎖炭化水素カルボン酸であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のトナー。
- 前記(A)が、炭素数の合計がエステルおよびアミドからなる2価の連結基ひとつあたり8〜20の、直鎖炭化水素エステル又は直鎖炭化水素アミドであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のトナー。
- 少なくとも、
非結晶性樹脂(R)と相溶する融点が80℃以下の物質(A)を、(R)と異なる樹脂(I)でカプセル化する工程と、
(I)でカプセル化された物質(A)を(R)中に分散させる工程と、
を有することを特徴とするトナーの製造方法。 - 少なくとも、前記(I)によってカプセル化された前記(A)が水系媒体中に分散している分散液と、
前記(R)が水系媒体中に分散している分散液と、
着色剤粒子の分散液とを混合し、
凝集剤を添加して前記のカプセル化された(A)と前記樹脂(R)と着色剤粒子とで凝集粒子を形成させる凝集工程と、
温度を上げて凝集粒子を合一する合一工程と
を有することを特徴とする請求項8に記載のトナーの製造方法。 - 有機溶媒中に少なくとも前記(I)によってカプセル化された前記(A)、前記(R)、及び着色剤を溶解あるいは分散させた油相を作製する工程、
水系媒体中に少なくとも界面活性剤を有する水相を作製する工程、
前記水相中に前記油相を分散させ、油相からなる粒子が分散した分散液を作製する工程、
前記溶媒を除去する工程、
粒子を洗浄する工程、
乾燥して水分を除去する工程
を少なくとも含むことを特徴とする請求項8に記載のトナーの製造方法。 - 前記(R)が、非結晶性のポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 前記(A)の融点が60℃未満であることを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 前記(A)の融点が50℃未満であることを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 前記(A)が、結晶性ポリエステルであることを特徴とする請求項8〜13のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 前記(A)が、炭素数が8〜20の直鎖炭化水素カルボン酸であることを特徴とする請求項8〜14のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 前記(A)が、炭素数の合計がエステルおよびアミドからなる2価の連結基ひとつあたり8〜20の、直鎖炭化水素エステル又は直鎖炭化水素アミドであることを特徴とする請求項8〜14のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 感光体と少なくとも感光体上の潜像を現像剤で現像する装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、
現像剤中に請求項1〜7のいずれかに記載のトナーを含むことを特徴とするプロセスカートリッジ。
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