JP2012108334A - トナー - Google Patents

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Abstract

【課題】分子量分布が小さく、低温定着性、耐湿熱保存性、及び環境安定性に優れるトナーを提供すること、また、生分解性樹脂をトナーの結着樹脂の主要な樹脂成分としても同様の効果が得られるトナーを提供すること。
【解決手段】圧縮性流体中で、界面活性剤および着色剤の存在下、触媒を用いて開環重合性モノマーを重合させつつ造粒することを特徴とするトナー。前記触媒は有機触媒であることが好ましい。更に、前記有機触媒は、塩基性を有する求核性の窒素化合物であることが好ましい。
【選択図】図1

Description

本発明は、圧縮性流体中で開環重合性モノマーの不均一重合により得られるトナーに関する。
超臨界二酸化炭素中でのモノマーの不均一重合によって微小なポリマー粒子を製造する方法はよく知られており、乳化重合、分散重合、懸濁重合などがある。
超臨界二酸化炭素中での不均一重合は、水や有機溶媒中での不均一重合と比べて下記のような利点を有するため、種々のモノマーから微小なポリマー粒子を製造する方法に利用され、得られたポリマー粒子は、電子写真の現像材、印刷用インク、建築用塗料、化粧品などの各種用途に用いられている。
(1)重合後の溶媒除去や乾燥工程を簡素化できる。
(2)廃溶剤処理が不要である。
(3)毒性の高い有機溶剤を使用しなくてよい。
(4)洗浄工程により、残存する未反応のモノマー成分や有害物質を除去することが可能である。
(5)使用した二酸化炭素は回収・再利用することができる。
例えば特許文献1には、パーフルオロアルキル基を含有する界面活性剤の存在下で、ラジカル重合性モノマーから着色ポリマー粒子を合成する方法が開示されている。しかし、この方法で用いるフッ素系界面活性剤は非常に高価であり、安全性の面でも問題がある。また、分子量分布(Mw/Mn)が小さい(約2以下)ポリマー粒子を得ることはできない。
また、特許文献2には、オルガノシロキサン骨格を有する高分子ラジカル重合開始剤を用い、モノマーに応じた界面活性剤を別途合成し準備することなく、1ポットで高分子界面活性剤を合成すると同時に、ポリマー粒子を得る方法が開示されている。しかし、この方法もポリマー粒子の分子量分布(Mw/Mn)が2以下のものを得ることはできない。また、開環重合性モノマーに関する記載はない。
したがって、超臨界流体などの圧縮性流体中で開環重合性モノマーを用いて分子量分布の小さいポリマー粒子を製造する方法は知られていない。
ところで、トナーに用いる結着樹脂としては、スチレン・アクリル樹脂やポリエステル樹脂などの石油由来の熱可塑性樹脂が使用されている。しかし、近年、環境への配慮から、廃棄時に環境への負荷が少なく、再生可能資源からつくられるバイオマス由来の生分解性樹脂をトナー用結着樹脂として用いる方法に注目が集まっており、種々の手法が提案されている。
その一手段として、結着樹脂に生分解性を有する微生物産生脂肪族ポリエステルを使用する例(例えば、特許文献3、4等)があるが、該ポリエステルをトナー用樹脂として使用した場合、トナーの軟化温度が高いため、定着温度を高く設定しなくてはならず、省エネという観点からみると不適であるという問題がある。定着温度を低下させる手法としては、生分解性樹脂に植物系のワックスを多量に添加して軟化温度を下げる方法(例えば、特許文献5等)が提案されているが、トナーの軟化温度を下げることは可能であってもワックス成分によりトナーが凝集し易くなることが多く、生産性の悪化やトナーの流動性が悪化することで現像機内でのトナー搬送性が劣るなどの問題が発生する。
また、低温定着性及び定着安定性を得るため、軟化点の異なる2種類の樹脂と生分解性樹脂を含有する結着樹脂を用いる方法(例えば、特許文献6、7等)も提示されている。これらの手法では、低軟化点を有する樹脂が高軟化点を持つ樹脂と生分解性樹脂のつなぎの役割を果たし、結着樹脂中に生分解性樹脂が均一に分散される。しかし、生分解性樹脂の配合割合を高く設定すると生分解性樹脂の分散不良が起こり、帯電性能のバラツキによる現像性の低下などにつながり、耐久性が悪化するため、生分解性樹脂の結着樹脂中の配合率は20質量%程度と非常に低い。
さらに、いずれの先行技術においても特に明示されていないが、これら生分解性樹脂を使用した系は、吸湿によりガラス転移点や熱変形温度の低下が起こり、高温多湿下での輸送、保管等行った際、粒子同士、あるいは形成画像が膠着し、使用に耐えないという欠点も有している。
以上のように、生分解性樹脂をトナーの結着樹脂の主要な樹脂成分とするには課題が多く、耐湿熱保存性、低温定着性を両立させるためには、結着樹脂の合成方法、物性に更なる改善が必要となっている。
本発明は、分子量分布が小さく、低温定着性、耐湿熱保存性、及び環境安定性に優れるトナーを提供することを課題とする。更に、生分解性樹脂をトナーの結着樹脂の主要な樹脂成分としても同様の効果が得られるトナーを提供することを課題とする。
上記課題は、次の(1)〜(12)の発明によって解決される。
(1)圧縮性流体中で、界面活性剤および着色剤の存在下、触媒を用いて開環重合性モノマーを重合させつつ造粒して得られたことを特徴とするトナー。
(2)前記触媒が有機触媒であることを特徴とする上記(1)に記載のトナー。
(3)前記有機触媒が、塩基性を有する求核性の窒素化合物であることを特徴とする上記(2)に記載のトナー。
(4)前記有機触媒が、窒素原子を含有する環状化合物であることを特徴とする上記(2)又は(3)に記載のトナー。
(5)前記有機触媒が環状アミン、環状ジアミン、アミジン骨格を有する環状ジアミン化合物、グアニジン骨格を有する環状トリアミン化合物、窒素原子を含有する複素環式芳香族有機化合物、N−ヘテロサイクリックカルベンから選ばれた1種であることを特徴とする上記(2)〜(4)のいずれかに記載のトナー。
(6)前記有機触媒が、1,4−ジアザビシクロ−[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(TBD)、ジフェニルグアニジン(DPG)、N、N−ジメチル−4−アミノピリジン(DMAP)、4−ピロリジノピリジン(PPY)、1,3−ジ−tert−ブチルイミダゾール−2−イリデン(ITBU)のいずれかであることを特徴とする上記(5)に記載のトナー。
(7)前記着色剤が、顔料であることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載のトナー。
(8)前記開環重合性モノマーがL−又はD−乳酸のラクチドであることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載のトナー。
(9)前記界面活性剤が、圧縮性流体と開環重合性モノマーの双方に親和性を有するものであることを特徴とする上記(1)〜(8)のいずれかに記載のトナー。
(10)前記界面活性剤が、パーフルオロアルキル基、ポリジメチルシロキサン基、ポリアクリレート基のいずれかを有することを特徴とする上記(1)〜(9)のいずれかに記載のトナー。
(11)前記圧縮性流体が二酸化炭素からなることを特徴とする上記(1)〜(10)のいずれかに記載のトナー。
(12)前記トナーの分子量分布(Mw/Mn)が1.5以下であることを特徴とする上記(1)〜(11)のいずれかに記載のトナー。ただし、Mwは質量平均分子量、Mnは数平均分子量を表す。
本発明によれば、分子量分布が小さく、低温定着性、耐湿熱保存性、及び環境安定性に優れるトナーを提供することができる。また、生分解性樹脂をトナーの結着樹脂の主要な樹脂成分としても同様の効果を奏するトナーを提供することができる。
圧縮性流体を説明するための相図。 圧縮性流体の種類による領域を説明するための図。 実施例で用いた画像形成装置(複写機)の要部概略構成図。
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明は、圧縮性流体中で開環重合性モノマーの重合と生成したポリマーの造粒(粒状化)とを一挙に行う点に特徴がある。圧縮性流体中での開環重合性モノマーを用いたポリマーの造粒は本発明が初めてである。
(圧縮性流体)
本発明における「圧縮性流体」とは、物質が、図1で表される相図の中で、図2に示す(1)、(2)、(3)の何れかの領域に存在するときの状態を意味する。
このような領域においては、物質はその密度が非常に高い状態となり、常温常圧時とは異なる挙動を示すことが知られている。なお、物質が(1)の領域に存在する場合には超臨界流体となる。超臨界流体とは、気体と液体とが共存できる限界(臨界点)を超えた温度・圧力領域において非凝縮性高密度流体として存在し、圧縮しても凝縮を起こさず、臨界温度以上かつ臨界圧力以上の状態にある流体のことである。また、物質が(2)の領域に存在する場合には液体となるが、本発明においては、常温(25℃)、常圧(1気圧)において気体状態である物質を圧縮して得られた液化ガスを表す。また、物質が(3)の領域に存在する場合には気体状態であるが、本発明においては、圧力が1/2Pc以上の高圧ガスを表す。
圧縮性流体の状態で用いることができる物質としては、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化二窒素、窒素、メタン、エタン、プロパン、2,3−ジメチルブタン、エチレンなどが挙げられる。これらは1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
中でも二酸化炭素は、臨界圧力が約7.4MPa、臨界温度が約31℃であって、容易に超臨界状態を作り出せること、不燃性で取扱いが容易であることなどの点で好ましい。
また、反応の効率化などを考慮すると、例えば、圧縮性流体が二酸化炭素の場合、その温度は25℃以上であることが好ましく、圧力は高くなるほど界面活性剤の溶解度が上がるため、好ましい。
(開環重合性モノマー)
本発明で重合させることができる開環重合性モノマーは、エステル結合を環内に有するものであれば特に限定されず、例えば、環状エステル、環状カーボネートなどが挙げられる。
環状エステルとしては、公知のものを特に制限なく用いることができるが、特に好ましいモノマーとしては、次の一般式(A)で表される化合物のL体又はD体を脱水縮合して得られる環状2量体が挙げられる。
Figure 2012108334
(Rは炭素数1〜10のアルキル基を表す)
上記一般式(A)で表される化合物の具体例としては、乳酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシブタン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシペンタン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシヘキサン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシヘプタン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシオクタン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシノナン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシデカン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシウンデカン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシドデカン酸の鏡像異性体などが挙げられる。これらの中でも、乳酸の鏡像異性体が反応性・入手性の観点から特に好ましい。これら環状2量体は単独で、あるいは数種を混合して使用することも可能である。
上記一般式(A)以外の環状エステルとしては、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−ヘキサノラクトン、γ−オクタノラクトン、δ−バレロラクトン、δ−ヘキサラノラクトン、δ−オクタノラクトン、ε−カプロラクトン、δ−ドデカノラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン、グリコリッド、ラクタイドなどの脂肪族のラクトンを挙げることができる。特にε−カプロラクトンが反応性・入手性の観点から好ましい。
また、環状カーボネートとしてはエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記開環重合性モノマーは単独で、あるいは数種を混合して使用することも可能であるが、得られるポリマーのガラス転移点は室温以上であることが望ましい。ガラス転移点が低すぎると、粒子として取り出すことができない場合がある。
(触媒)
開環重合性モノマーの重合の際には、金属触媒、金属原子を含まない有機触媒のいずれも使用することが可能であるが、環境への影響を考慮して有機触媒が好ましい。有機触媒としては、開環重合性モノマーの開環反応に寄与し、開環重合性モノマーとの活性中間体を形成後、アルコールとの反応で脱離、再生するものであればよい。カチオン系触媒でも重合反応は進行するが、ポリマー主鎖から水素を引き抜き(バック−バイティング)、分子量分布が広くなり高分子量のものは得にくいため、塩基性を有する求核剤として働く窒素化合物が好ましい。より好ましくは、窒素原子を含有する環状化合物である。上記のような化合物としては、環状アミン、環状ジアミン(アミジン骨格を有する環状ジアミン化合物)、グアニジン骨格を有する環状トリアミン化合物、窒素原子を含有する複素環式芳香族有機化合物、N−ヘテロサイクリックカルベンなどが挙げられる。
また、金属触媒としては、亜鉛、鉛、チタン、ビスマス、ジルコニウム、ゲルマニウム、コバルト等の誘導体を挙げることができ、誘導体としては、金属有機化合物、炭酸塩、酸化物、ハロゲン化物などが挙げられる。
環状アミンの例としては、キヌクリジン、環状ジアミンの例としては、1,4−ジアザビシクロ−[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン−5〕;アミジン骨格を有する環状ジアミン化合物の例としては、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)、ジアザビシクロノネン;グアニジン骨格を有する環状トリアミン化合物の例としては、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(TBD)、ジフェニルグアニジン(DPG);窒素原子を含有する複素環式芳香族有機化合物の例としては、N、N−ジメチル−4−アミノピリジン(DMAP)、4−ピロリジノピリジン(PPY)、ピロコリン、イミダゾール、ピリミジン、プリン;N−ヘテロサイクリックカルベンの例としては、1,3−ジ−tert−ブチルイミダゾール−2−イリデン(ITBU)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。中でも、DABCO、DBU、DPG、TBD,DMAP、PPY、ITBUが好ましい。
有機触媒の種類及び使用量は、圧縮性流体と開環重合性モノマーの組み合わせによって変わるので一概に特定できないが、開環重合性モノマー100モル%に対して、0.01〜15モル%が好ましく、より好ましくは0.1〜1モル%、さらに好ましくは0.3〜0.5モル%である。使用量が0.01モル%未満では、重合反応が完了する前に有機触媒が失活し、目標とする分子量のポリマーが得られない場合がある。一方、使用量が15モル%を超えると、重合反応の制御が難しくなる場合がある。
重合反応温度も、圧縮性流体、開環重合性モノマー及び有機触媒の組み合わせなどによって変わるので、一概に特定できないが、通常の場合、重合反応温度は、40〜150℃程度とし、好ましくは50〜120℃、より好ましくは60〜100℃とする。40℃未満では反応速度が低下しやすく、定量的に重合反応を進めることができない場合がある。また、150℃を超えると、解重合反応も平衡して起きるため、やはり定量的に重合反応が進みにくくなる。
重合反応時間は目標とする分子量に応じて適宜設定すればよい。分子量が3千〜10万の範囲であれば、通常、2〜12時間である。重合率を高くするためには、5〜72時間の重合時間が必要であるが、所望の粒子径、粒子径分布の状態で重合を停止させたり、重合開始剤を順次添加したり、高圧下で反応を行ったりすることにより重合速度を速めることができる。
また、重合反応を均一かつ定量的に進めるため、モノマーとの密度差によってポリマー粒子が沈降しないように、攪拌により密度差を補償してもよい。
重合時の圧力、すなわち圧縮性流体の圧力は、液化ガス、高圧ガス状態でも問題ないが、特に圧縮性流体へのモノマーの溶解性を高め、均一かつ定量的に重合反応を進めるためには、超臨界状態となる圧力が好ましい。圧縮流体が二酸化炭素の場合、3.7MPa以上、好ましくは7.4MPa以上である。
(重合開始剤)
重合に際しては、得られるポリマーの分子量を制御するために、開環重合開始剤を加えることが好ましい。開環重合開始剤としては、公知のものが使用でき、アルコール系であれば例えば脂肪族アルコールのモノ、ジ、又は多価アルコールのいずれでもよく、また飽和、不飽和のいずれであっても構わない。
具体的にはメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、ノナノール、デカノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール等のモノアルコール;エチレングリコール、1,2−プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール(テトラメチレングリコール)、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、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、1,6−へキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ノナンジオール、ポリエチレングリコール、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールAにエチレンオキシド、プロピレンオキシドなどの環状エーテルを付加することにより得られる2価のアルコール等のジアルコール;グリセロール、ソルビトール、キシリトール、リビトール、エリスリトール、トリエタノールアミン等の多価アルコール;及び乳酸メチル、乳酸エチル等が挙げられる。また、末端にアルコール残基を有するポリマーを使用することにより、ジブロック、トリブロック共重合体を合成することも可能である。
開環重合開始剤の使用量は、目標とする分子量に応じて適宜調整すればよく、開環重合性モノマー100質量部に対して、0.1〜5質量部程度が好ましい。
また、必要に応じて重合反応後に重合停止剤(安息香酸、塩酸、燐酸、メタリン酸、酢酸、乳酸等)を用いることもできる。
(界面活性剤)
本発明では、圧縮性流体に溶解し且つ圧縮性流体と開環重合性モノマーの双方に親和性を有する界面活性剤を重合系に共存させる。例えば、圧縮性流体として超臨界二酸化炭素を用いた場合には、親CO2基と親モノマー基を分子内に持つ界面活性剤を用いる。この場合の親CO2基は、例えば、パーフルオロアルキル基、ポリジメチルシロキサン基、ポリアクリレート基、エーテル基、カルボニル基などが挙げられる。また、親モノマー基は、使用するモノマーの種類に応じて選択することが可能であるが、例えばモノマーとしてラクチドやラクトンを用いる際にはエステル結合、アミド結合などのカルボニル基を有する活性剤が好ましい。
界面活性剤を重合系に共存させる場合、圧縮性流体に加えても、開環重合性モノマーに加えても良い。
界面活性剤の具体例としては、下記一般式(1)〜(7)のいずれかを部分構造として有するものが挙げられる。
Figure 2012108334
(式(1)中、R1〜R5は水素原子又は炭素数1〜4の低級アルキル基、R6〜R8は炭素数1〜4の低級アルキル基を表す。また、m、n及びkは繰り返し単位を表す整数であり、m/n=0.3〜70、1≦k≦4を満たす。界面活性剤の分子量は7000以下である。)
Figure 2012108334
(式(2)中、R9は水素原子又はメチル基、R10はメチレン基又はエチレン基、Rfは炭素数が7〜10のパーフルオロアルキル基を表す。また、qは繰り返し単位を表す整数である。界面活性剤の分子量は2500以下である。)
Figure 2012108334
(式(3)中、R9は、水素原子又はメチル基を表す。また、r及びpは繰り返し単位を表す整数である。界面活性剤の分子量は5500以下である。)
Figure 2012108334
(式(4)中、R6〜R8およびRは炭素数1〜4の低級アルキル基を表す。また、m、n及びpは繰り返し単位を表す整数であり、m/n=0.3〜70を満たす。界面活性剤の分子量は5000以下である。
Figure 2012108334
(式(5)中、nは繰り返し単位を表す整数である。界面活性剤の分子量は5000以下である。
Figure 2012108334
(式(6)中、R9は炭素数1〜4の低級アルキル基を表す。また、m、nは繰り返し単位を表す整数であり、m/n=0.3〜70を満たす。界面活性剤の分子量は5000以下である。
Figure 2012108334
(式(7)中、R10は炭素数1〜4の低級アルキル基を表し、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。また、m、nは繰り返し単位を表す整数であり、m/n=0.3〜70を満たす。界面活性剤の分子量は5000以下である。
上記の中でも特に(1)式で表される界面活性剤が好ましい。また、R6〜R8はメチル基であることが好ましく、kは2であることが好ましい。kが小さいとピロリドン骨格とシリコーン骨格が立体的に近接するため、界面活性剤としての機能が低下する。また、kが大きくなると圧縮性流体への溶解性が下がる可能性がある。
上記(1)式で表される界面活性剤の中でも、特に下記〔界面活性剤1〕が好ましい。〔界面活性剤1〕で表される界面活性剤はクローダジャパン株式会社より、「モナシル PCA」という商品名で発売されている。
〔界面活性剤1〕
Figure 2012108334
本発明で使用する界面活性剤としては、圧縮性流体に溶解し且つ圧縮性流体と開環重合性モノマーの双方に親和性を有するものであれば、一般式(1)〜(7)で示したもの以外でも使用することができる。例えば、下記一般式(8)〜(11)で示される構造を有するものが挙げられる。
Figure 2012108334
(上記一般式(8)〜(11)中、m、nは繰り返し単位を表す整数である。)
界面活性剤は、使用する圧縮性流体の種類、あるいはポリマー粒子や種粒子(後述)の製造か成長粒子の製造かにより適宜選択されるが、特にポリマー粒子同士の合体を立体的に防ぐ意味で、ポリマー粒子表面への親和性、吸着性が高く、しかも圧縮性流体への親和性、溶解性の高いものが好ましい。
また、立体的に粒子同士の反発を高めるため、分子鎖がある程度の長さのもの、好ましくは分子量が1万以上のものが選ばれる。しかし、あまり分子量が大きいと、液粘度の上昇が著しく、操作性、撹拌性が悪くなり、生成ポリマーの粒子表面への析出確率のばらつきが生じるため注意を要する。
界面活性剤の使用量は、開環重合性モノマーの種類や界面活性剤の種類によって異なるが、通常の場合、圧縮性流体に対して、0.1〜10質量%が好ましく、より好ましくは1〜5質量%である。界面活性剤の濃度が低い場合には生成するポリマー粒子は比較的大粒径となり、濃度が高い場合には小粒径となるが、10質量%を越えて用いても小粒径化への効果は少ない。
重合初期に生成する粒子は、圧縮性流体とポリマー粒子表面に平衡を保ちつつ存在する界面活性剤によって安定化されるが、開環重合性モノマーが圧縮性流体中にかなり多く存在する場合は、ポリマー粒子濃度が高くなるので、界面活性剤の立体的反発力に打ち勝って凝集してしまう。更に圧縮性流体に対して開環重合性モノマーの量が極端に多い場合は、生成するポリマーが完全に溶解してしまい、重合がある程度進行しないと析出してこない。この場合の析出の状態は粘着性の高い塊状物を形成する様式をとる。
したがって、ポリマー粒子を製造する時の、圧縮性流体に対する開環重合性モノマーの量は、自ずと制限されることになり、圧縮性流体の状態により密度が異なるため多少異なるが、およそ500質量%以下、好ましくは250質量%以下が適当である。
−重合方法−
圧縮性流体中で、界面活性剤及び着色剤の存在下、触媒を用いて開環重合性モノマーを重合させつつ造粒することで、平均粒子径がサブミクロン〜1mmの範囲のポリマー粒子(トナー)を得ることが出来る。粒子径は、反応時の圧力、温度、反応時間、界面活性剤量等により制御することが可能であり、必要に応じて反応条件を振ることにより、真球状から不定形までの種々のポリマー粒子を得ることができる。
重合法としては、分散重合、懸濁重合、乳化重合が挙げられ、目的に応じて使い分けることができる。特に、圧縮性流体を用いるメリットを活かすことができ、ポリマー粒子の単分散性や粒子径の狭分布化の点で、分散重合の方が懸濁重合や乳化重合よりも優れている。
また、あらかじめ目的の粒子径よりも小さく粒度分布の狭いポリマー粒子(種粒子)を加えておき、上述と同様の系でモノマーを反応させて成長させる方法を利用してもよい。
成長反応に用いるモノマーは、種粒子を製造したものと同じモノマーでも、別のモノマーでもよいが、生成するポリマーは圧縮性流体に溶解してはならない。
上記のような方法で得られたポリマーが分散した圧縮性流体を、常温常圧へ戻すことにより、乾燥したポリマー粒子を得ることができる。
重合の手順は、例えば圧縮性流体に界面活性剤を完全に溶解させた後、1種又は2種以上の開環重合性モノマー、重合開始剤を添加し、反応槽内の流れが均一になるような速度で撹拌しながら、重合開始剤の分解速度に対応する温度に加熱すればよい。加熱温度は、一般に40〜100℃が好ましく、特に50〜85℃が好ましい。
なお、重合初期の温度が、生成するポリマー粒子の粒子径に大きな影響を与えるため、開環重合性モノマーを添加した後に温度を重合温度まで上げ、開始剤を少量の圧縮性流体に溶かして投入する方が望ましい。
重合の際には窒素ガス、アルゴンガス、二酸化酸素ガスなどの不活性気体で反応容器の空気中に含まれる水分を充分に追い出す必要がある。もし、水分の除去が不充分であると、粒径を揃えることができず、微粒子が発生しやすくなる。
(着色剤)
本発明に使用する着色剤としては、とくに制限はなく公知の顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、以下のものが例示される。
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキが挙げられる。
橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKが挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bが挙げられる。
紫色顔料としては、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBCが挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、等がある。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
これらは、1種または2種以上を使用することができる。
とくに、ピグメントイエローPY93、PY128、PY155、PY180、PY74、ピグメントブルーPB15:3、ピグメントレッドPR122、PR269、PR184、PR57:1、PR238、PR146、PR185、ピグメントブルーPB15:3、カーボンブラックなどが好適である。
前記顔料は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして使用してもよい。該樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、スチレン又はその置換体の重合体、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、脂肪族炭化水素樹脂、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、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記マスターバッチは、前記マスターバッチ用樹脂と、前記顔料とを高せん断力をかけて混合又は混練させて製造することができる。この際、顔料と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を添加することが好ましい。また、いわゆるフラッシング法も顔料のウェットケーキをそのまま用いることができ、乾燥する必要がない点で好適である。このフラッシング法は、顔料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又は混練し、顔料を樹脂側に移行させて水分及び有機溶剤成分を除去する方法である。前記混合又は混練には、例えば、三本ロールミル等の高せん断分散装置が好適に用いられる。
前記顔料の前記着色重合粒子における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1〜20質量%が好ましく、1〜15質量%がより好ましく、特に3〜10質量%が好ましい。前記含有量が、0.1質量%未満であると、トナーとして用いた場合、トナーの着色力低下が見られ、20質量%を超えると、トナー中での顔料の分散不良が起こり、着色力低下およびトナーの電気特性の低下を招くことがある。
−顔料分散体の作製方法−
本発明の顔料分散体は、少なくとも前記の開環重合性モノマーと顔料の混合物をガラスビーズ、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ、鉄球等のメディアの存在下サイドグラインダー、ペイントシューカー、ボールミリング装置、サンドミル装置などで顔料を粉砕し均一に混合もしくは溶解させた後、メディアを除去した開環重合性モノマー組成物を、さらに超臨界流体(もしくは亜臨界流体)の入った高圧セルに導入し、攪拌装置を用いて充分な剪断力により分散、混合することで、顔料、開環重合性モノマー、超臨界流体(もしくは亜臨界流体)を含む本発明で使用される顔料分散体が得られる。
超臨界流体(もしくは亜臨界流体)との混合、分散する方法については、他に開環重合性モノマー組成物に超臨界流体(もしくは亜臨界流体)を導入する方法、開環重合性モノマー組成物に液体を導入し、加熱して該液体を超臨界状態とする方法などがあげられるが、いずれも本趣旨の用途に用いられる方法であれば、適宜、使用することができる。
また、超臨界流体(もしくは亜臨界流体)に顔料を分散させ、これに開環重合性モノマーを加えても良い。
上記、顔料分散体の組成において、開環重合性モノマーl00質量部に対し、顔料は、0.1〜50質量部、好ましくは0.5〜30質量部、さらに好ましくは1〜20質量部である。前記、組成が0.1質量部未満であると充分な着色力が得られず、また、50質量部を超えると顔料の凝集、沈降あるいは増粘等の点で好ましくない。
本発明では、顔料分散剤を併用しても良く、これらは公知のものが使用できる。
顔料分散剤の例としては、塩基性高分子共重合体系分散剤、変性ポリウレタン系分散剤、酸性高分子共重合体系分散剤、ポリエステル系分散剤、アクリル酸、メタクリル酸及びこれらのエステルの重合体、着色剤の誘導体等を挙げることができる。
具体的例としては、塩基性高分子共重合体系分散剤として「アジスパーPB711」、「アジスパーPB821」、「アジスパーPB822」(味の素ファインテクノ社製)など、変性ポリウレタン系分散剤としては、「EFKA−4060」、「EFKA−4080」、「EFKA−7462」、「EFKA−4015」、「EFKA−4046」、「EFKA−4047」、「EFKA−4055」、「EFKA−4050」(EFKA CHEMICALS社製)などや着色剤の誘導体として、ソルスパース22000(アビシア社製)などを例に挙げることができる。もちろん顔料分散剤は、これらに限定されるものではなく、これら以外の分散剤も使用することができる。
また、顔料分散剤の添加量は顔料の表面積により異なるが、顔料に対して質量比1〜30%添加するのが良い。
本発明に係るトナーは目的に応じて、例えば、離型剤、無機微粒子、帯電制御剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤等を更に含有することができる。
(離型剤)
離型剤としては、下記に示すものを挙げることができる。
離型剤としては、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、ワックス類、シリコーンオイル類などが好適に挙げられる。
前記、ワックス類としては、例えば、低分子量ポリオレフィンワックス、合成炭化水素系ワックス、シリコーン系ワックス、天然ワックス類、石油ワックス類、高級脂肪酸及びその金属塩、高級脂肪酸アミド、これらの各種変性ワックスなどが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記、低分子量ポリオレフィンワックスとしては、例えば、低分子量ポリエチレンワックス、低分子量ポリプロピレンワックスなどが挙げられる。
前記、合成炭化水素ワックスとしては、例えば、フィッシャートロプシュワックスが挙げられる。
前記、天然ワックス類としては、例えば、蜜ろう、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックスなどが挙げられる。
前記、石油ワックス類としては、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどが挙げられる。前記高級脂肪酸としては、例えば、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸などが挙げられる。
シリコーンオイル類としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、ビニル変性シリコーンオイル、アルコキシ変性シリコーンオイル、異種官能基変性シリコーンオイル等が挙げられ、それらの中から、1種あるいはそれ以上を適宜選択することができる。
前記、離型剤(ワックス類)の融点としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、40〜160℃が好ましく、50〜120℃がより好ましく、60〜90℃が特に好ましい。
前記、融点が、40℃未満であると、ワックスが耐熱保存性に悪影響を与えることがあり、160℃を超えると、低温での定着時にコールドオフセットを起こし易いことがある他、定着機への紙の巻き付きなどが発生することがある。
前記、離型剤の前記トナーにおける含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0〜40質量部が好ましく、3〜30質量部がより好ましい。
前記、含有量が、40質量部を超えると、低温定着性の阻害や画質の劣化(光沢度が高すぎる)を生ずることがある。
本発明では、前記顔料分散体中に開環重合性モノマー100質量部に対して、0〜20質量部、好ましくは0〜15質量部、さらに好ましくは0〜10質量部の離型剤を配合してもよい。顔料分散体中に離型剤を含有させることにより、離型剤を内包した着色重合粒子を得ることができる。超臨界流体中の分散重合において、離型剤が内包されるメカニズムは今のところ定かではないが、以下の2つのメカニズムが考えられる。
ひとつは離型剤が熱や超臨界流体中での可塑効果により溶解し、分散重合とともに取り込まれていくのではないかと考えられ、もうひとつは一部の超臨界流体に溶解した離型剤が、分配係数に従い重合粒子の方へ取り込まれていく(注入)されていくのではないかと考えられる。得られた着色重合粒子のTEM写真により、粒子内部にラメラが観測できることから離型剤を内包していることが確認できる。
尚、離型剤は、顔料や開環重合性モノマーと混ぜて分散させて、開環重合性モノマー組成物中に含有させても良いが、離型剤を微分散させるために、離型剤と開環重合性モノマーから調製された離型剤分散液を作製し、これを用いて、顔料、開環重合性モノマーと混ぜて分散させることが好ましい。
(無機微粒子)
無機微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記、無機微粒子の一次粒子径としては、5nm〜2μmが好ましく、5nm〜500nmがより好ましい。また、前記無機微粒子のBET法による比表面積としては、20〜500m2/gが好ましい。
前記、無機微粒子の前記トナーにおける含有量としては、0.01〜5.0質量%が好ましく、0.01〜2.0質量%がより好ましい。
(帯電制御剤)
帯電制御剤としては、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、有色材料を用いると色調が変化することがあるため、無色乃至白色に近い材料が好ましく、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、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩、などが挙げられる。前記、金属としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルミニウム、亜鉛、チタン、ストロンチウム、ホウ素、ケイ素、ニッケル、鉄、クロム、ジルコニウムなどが挙げられる。
前記、帯電制御剤は、市販品を使用してもよく、該市販品としては、例えば、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、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)、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、などが挙げられる。
前記、帯電制御剤は、前記マスターバッチと共に溶融混練させた後、溶解乃至分散させ
てもよい。
前記、帯電制御剤の前記トナーにおける含有量としては、結着樹脂の種類、添加剤の有無等により異なり、一概に規定することができないが、例えば、結着樹脂100質量部に対し、0.1〜10質量部が好ましく、1〜5質量部がより好ましい。該含有量が、0.1質量部未満であると、トナーの帯電特性の悪化が見られることがあり、10質量部を超えると、トナーの帯電性が大きくなりすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させて、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や画像濃度の低下を招くことがある。
(流動性向上剤)
前記、流動性向上剤は、表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止可能なものを意味し、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、などが挙げられる。
(クリーニング性向上剤)
前記、クリーニング性向上剤は、感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するために前記トナーに添加され、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子、などが挙げられる。該ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01〜1μmのものが好適である。
前記、トナーは、その形状、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、以下のような、熱特性、画像濃度、平均円形度、体積平均粒径、体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)などを有していることが好ましい。
前記、熱特性は、フローテスター特性とも言われ、例えば、軟化温度(Ts)、流出開始温度(Tfb)、1/2法軟化点(T1/2)などとして評価される。
これらの熱特性は、適宜選択した方法により測定することができ、例えば、高架式フローテスターCFT500型(島津製作所製)を用いて測定したフローカーブから求めることができる。前記軟化温度(Ts)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、50℃以上が好ましく、80〜120℃がより好ましい。前記軟化温度(Ts)が、50℃未満であると、耐熱保存性及び低温保存性の少なくともいずれかが悪化することがある。
前記、流出開始温度(Tfb)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、60℃以上が好ましく、70〜150℃がより好ましい。前記流出開始温度(Tfb)が、60℃未満であると、耐熱保存性及び低温保存性の少なくともいずれかが悪化することがある。
前記1/2法軟化点(T1/2)は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、60℃以上が好ましく、80〜170℃がより好ましい。前記1/2法軟化点(T1/2)が、60℃未満であると、耐熱保存性及び低温保存性の少なくともいずれかが悪化することがある。
<現像剤>
現像剤は、本発明のトナーを少なくとも含有し、キャリアなどの適宜選択したその他の成分を含有してなる。該現像剤としては、一成分現像剤であっても、二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンターなどに使用する場合には、寿命向上などの点で二成分現像剤が好ましい。
キャリアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、該芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
前記芯材の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム(Mn−Sr)系材料、マンガン−マグネシウム(Mn−Mg)系材料などが好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉(100emu/g以上)、マグネタイト(75〜120emu/g)などの高磁化材料が好ましい。また、トナーが穂立ち状態となっている静電潜像担持体への当りを弱くでき高画質化に有利である点で、銅−ジンク(Cu−Zn)系(30〜80emu/g)などの弱磁化材料が好ましい。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記芯材の粒径は、重量平均粒径(D50)で、10〜200μmが好ましく、40〜100μmがより好ましい。重量平均粒径(D50)が10μm未満では、キャリア粒子の分布において微粉系が多くなり、1粒子当たりの磁化が低くなってキャリア飛散を生じることがあり、200μmを超えると、比表面積が低下し、トナーの飛散が生じることがあり、ベタ部分の多いフルカラーでは、特にベタ部の再現が悪くなることがある。
前記樹脂層の材料としては特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、フッ化ビニリデンとアクリルモノマーとの共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化モノマーとのターポリマーなどのフルオロターポリマー〔フッ化三重(多重)共重合体〕、シリコーン樹脂などが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でもシリコーン樹脂が特に好ましい。
前記シリコーン樹脂としては、特に制限はなく、一般的に知られているシリコーン樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オルガノシロキサン結合のみからなるストレートシリコーン樹脂;アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などで変性したシリコーン樹脂、などが挙げられる。
前記シリコーン樹脂の市販品としては、ストレートシリコーン樹脂として、信越化学工業社製のKR271、KR255、KR152;東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のSR2400、SR2406、SR2410などが挙げられる。また、変性シリコーン樹脂として、信越化学工業社製のKR206(アルキド変性)、KR5208(アクリル変性)、ES1001N(エポキシ変性)、KR305(ウレタン変性);東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のSR2115(エポキシ変性)、SR2110(アルキド変性)、などが挙げられる。
なお、シリコーン樹脂を単体で用いることも可能であるが、架橋反応する成分、帯電量調整成分などを同時に用いることも可能である。
前記樹脂層には必要に応じて導電粉などを含有させてもよく、該導電粉としては、例えば金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛などが挙げられる。これらの導電粉の平均粒子径は、1μm以下が好ましい。平均粒子径が1μmを超えると電気抵抗の制御が困難になることがある。
前記樹脂層は、例えば、前記シリコーン樹脂などを有機溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、該塗布溶液を前記芯材の表面に公知の塗布方法により均一に塗布し、乾燥した後、焼付を行うことにより形成することができる。前記塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、などが挙げられる。
前記有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セロソルブ、ブチルアセテート、などが挙げられる。
前記焼付の方法としては、特に制限はなく、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉などを用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
前記キャリアにおける前記樹脂層の量は、0.01〜5.0質量%が好ましい。樹脂層の量が、0.01質量%未満であると、前記芯材の表面に均一な樹脂層を形成することができないことがあり、5.0質量%を超えると、樹脂層が厚くなり過ぎてキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られないことがある。
前記現像剤が二成分現像剤である場合、該二成分現像剤における前記キャリアの含有量には、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、二成分系現像剤のトナーとキャリアの好ましい混合割合は、一般にキャリア100質量部に対し、トナー1〜10.0質量部である。
(画像形成装置)
ここで、図3に、実施例でも用いた画像形成装置(複写機)の一例の要部概略構成図を示す。
1は静電潜像担持体(感光体ドラム)、2は帯電装置、3は露光装置、4は現像装置、5は、転写装置、6は定着装置、7はクリーニング部材、43は現像スリーブ、Sはシート(転写紙など)である。
以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
<ポリマーの分子量測定>
GPC(gel permeation chromatography)により以下の条件で測定した。
・装置:GPC−8020(東ソー社製)
・カラム:TSK G2000HXL及びG4000HXL(東ソー社製)
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:1.0mL/分
濃度0.5質量%の試料を1mL注入し、上記の条件で測定したポリマー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成した分子量校正曲線を使用してトナーの数平均分子量Mn、質量平均分子量Mwを算出した。分子量分布は前記MwをMnで除した値である。
<モノマーのポリマー転化率(モル%)=100−未反応モノマー量(モル%)>
ポリ乳酸の場合、未反応モノマー量(モル%)は、重クロロホルム中、日本電子社製核磁気共鳴装置JNM−AL300を使用し、ポリ乳酸由来の四重線ピーク面積比(5.10〜5.20ppm)に対するラクチド由来の四重線ピーク面積比(4.98〜5.05ppm)として算出し、これを100倍したものである。
ポリカプロラクトンの場合、未反応モノマー量(モル%)は、重クロロホルム中、日本電子社製核磁気共鳴装置JNM−AL300を使用し、ポリカプロラクトン由来の三重線ピーク面積比(4.04〜4.08ppm)に対するカプロラクトン由来の三重線ピーク面積比(4.22〜4.25ppm)として算出し、これを100倍したものである。
ポリカーボネートの場合、未反応モノマー量(モル%)は、重クロロホルム中、日本電子社製核磁気共鳴装置JNM−AL300を使用し、ポリカーボネート由来の四重線ピーク面積比(4.22〜4.25ppm)に対するエチレンカーボネート由来の一重線ピーク面積比(4.54ppm)として算出し、これを100倍したものである。
<トナーの表面疎水性>
20mlのバイヤル瓶中に、イオン交換水15mlを加え、トナー0.1gを加えて10分間確認した。その後、一日放置した後、バイヤル瓶中の状態により、以下のように判断した。
○:トナーが水と完全に分離し、水層の上に浮遊している。
△:トナーと水が混じっているが、トナーの粒界がはっきり分かる程度である。
×:トナーと水が完全に混じっている。
<合成例1>
−界面活性剤2の合成−
1H,1H−パーフルオロオクチルアクリレート(アヅマックス社製)1250質量部、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬社製、V−65)62.5質量部を耐圧反応セル(耐圧容器セルの50体積%)に充填し、超臨界流体として二酸化炭素を選択し、この二酸化炭素を供給ボンベにより前記反応セルに供給し、加圧ポンプと温度調整器で15MPa、85℃に調節しながら、24時間反応を行った。
次いで、温度を0℃まで下げ、背圧弁を使用して圧力を常圧まで下げ、下記構造式で表される界面活性剤2を得た。その数平均分子量(Mn)は、2500であった。
〔界面活性剤2〕
Figure 2012108334
但し、上記式においてqは繰り返し単位を表す整数である。
<合成例2>
−界面活性剤3の合成−
6mL バイアル瓶に、ポリアクリル酸5,000(和光純薬:36.1質量部)、クロロホルム(和光純薬:1480質量部)、1,1′−カルボニルビス−1H−イミダゾール(128質量部)を加え、室温で10分間撹拌した。
次いで、ポリエチレングリコール(和光純薬、分子量200:500質量部)を加え、室温で12時間撹拌した。
次いで、クロロホルムを加え水で洗浄した。
次いで、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、ろ過し、さらに減圧濃縮して、下記構造式で表される界面活性剤3を得た(収率:73質量%)。その数平均分子量(Mn)は5200であった。
〔界面活性剤3〕
Figure 2012108334
但し、上記式においてr及びpは繰り返し単位を表す整数である。
<合成例3>
−界面活性剤4の合成−
50mL ナス型フラスコに、側鎖カルボキシ変性シリコーンオイル(信越シリコーン:KF−8012、分子量4500:12質量部)、クロロホルム(和光純薬、33.3質量部)、1,1′−カルボニルビス−1H−イミダゾール、ポリエチレングリコール(和光純薬、分子量200:1.3質量部)を加え、室温で12時間撹拌した。
次いで、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、析出したステアリン酸ナトリウムを桐山ロートでろ過した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。
次いで、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、シリカゲルろ過し、さらに減圧濃縮して、下記構造式で表される界面活性剤4を得た(収率:91質量%)。その数平均分子量(Mn)は4700であった。
〔界面活性剤4〕
Figure 2012108334
但し、上記構造式においてm、n及びpは繰り返し単位を表す整数である。またRは炭素数1〜4の低級アルキル基を表す。
<合成例4>
−界面活性剤9の合成−
300mL ナス型フラスコに側鎖アミノ変性両末端メトキシ変性シリコーンオイル(信越シリコーン:KF−857、分子量790:7.9質量部)、ジクロロメタン(東京化成:66.6質量部)、フェニルイソシアネート(関東化学:3.6質量部)を加え室温で24時間撹拌した。その後ヘキサンを加え、蒸留水で洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、綿線ろ過、シリカゲルろ過し、溶媒を減圧留去して界面活性剤9を得た(収率:80%)。
<合成例5>
−界面活性剤10の合成−
合成例8において、フェニルイソチオシアネート(和光純薬:4.0)に変更した以外は合成例8と同様の手順により、界面活性剤10を得た。
<開環重合性モノマー組成物1の調製>
C.I.ピグメントイエローPY180(50質量部)、L−ラクチド(882.4質量部)、4−ジメチルアミノピリジン(48.9質量部)、界面活性剤1(49.7質量部)、シリコーンワックス(東レダウコーニング社製、商品名:AMS−C30、50質量部)、3mmφ YTZジルコニアビーズ(10000質量部)を容器に入れ、ペイントシェーカー(セイワ技研社製)で4時間、均一分散を行い、開環重合性モノマー組成物1を調製した。
<実施例1>
耐圧容器に、開環重合性モノマー組成物1(1080質量部)、L−ラクチド(882.4質量部)、4−ジメチルアミノピリジン(48.9質量部)、界面活性剤1(49.7質量部)、脱水エタノール(9.2質量部)を入れたマイクロチューブを加え60℃まで暖めた後、超臨界二酸化炭素(60℃,30MPa)を充填し、60℃で2時間反応を行った。
次いで、加圧ポンプと背圧弁を使用して、背圧弁の出口側流量を5.0L/minに調整し、超臨界二酸化炭素を30分間フローして、有機触媒と残留モノマーを除去した後、徐々に常温・常圧まで戻し、3時間後に、容器内部の着色重合粒子1を取り出した。
このようにして得られた着色重合粒子1、100質量部に疎水性シリカ0.7質量部と、疎水化酸化チタン0.3質量部を添加し、ヘンシェルミキサーにて周速8m/sの条件にて5分間混合した。混合後の粉体を目開き100μmのメッシュに通過させ、粗大粉を取り除いて、トナー1を得た。つぎに、この外添剤処理を施したトナー1、5質量%とシリコーン樹脂を被覆した平均粒子径が40μmの銅−亜鉛フェライトキャリア95質量%とを容器が転動して攪拌される型式のターブラーミキサーを用いて均一混合し帯電させて、2成分現像剤1を調製した。
<実施例2〜24>
使用する触媒種、界面活性剤の種類・量、モノマー種及び反応条件を表1−1〜表1−3の実施例2〜24の欄に示す組み合わせとした点以外は、実施例1と同様の手順により、トナー2〜24を得て、引き続き2成分現像剤2〜24を得た。
なお、界面活性剤5〜10の構造は下記構造式で示される。
〔界面活性剤5〕
Figure 2012108334
〔界面活性剤6〕
Figure 2012108334
〔界面活性剤7〕
Figure 2012108334
〔界面活性剤8〕
Figure 2012108334
〔界面活性剤9〕
Figure 2012108334
〔界面活性剤10〕
Figure 2012108334
これらのトナーについて、前述の方法で求めた物性値(Mn、Mw/Mn、ポリマー転化率、表面疎水性)を表1−1〜表1−3に示す。
Figure 2012108334
Figure 2012108334
Figure 2012108334
−樹脂(b)の製造−
温度計、攪枠機および窒素挿入管の付いたオートクレーブ反応槽中に、表2のポリエステルジオール(b11)に示される原材料、および2−エチルヘキシル酸スズ2部を入れ、常圧で160℃、3時間開環重合し、さらに常圧、130℃で反応させた。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕粒子化しポリヒドロキシカルボン酸骨格を含有するポリエステルジオール(b11)−1及び(b11)−2を得た。
表2のポリエステルジオール(b12)に示される原材料を脱水縮合して得たポリエステルジオール(b12)−1及び(b12)−2と、先に得られたポリエステルジオール(b11)−1(b11)−2のそれぞれをメチルエチルケトン中に溶解し、続いて伸長剤としてIPDIを加えて、50℃で6時間伸長反応を行い、溶媒を留去して[樹脂b−1]及び[樹脂b−2]を得た。
Figure 2012108334
L−ラクチド、D−ラクチド、ε−カプロラクトン、オクチル酸錫を表3に示す部数で4つ口フラスコに加え、窒素雰囲気下、120℃で20分間加熱溶融した後、オクチル酸錫を表2に示す部数で加えて190℃で3時間加熱溶融させた。その後、残留ラクチドとカプロラクトンを減圧下留去し、[樹脂b−3]及び[樹脂b−4]を得た。
Figure 2012108334
−ポリエステルプレポリマーの合成−
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、ビスフェノールAのエチレンオキシド2モル付加物720質量部、ビスフェノールAのプロピレンオキシド2モル付加物90質量部、テレフタル酸290質量部、無水トリメリット酸25質量部、及びジブチルスズオキシド2質量部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応させた後、10〜15mmHgの減圧下で7時間反応させ、中間体ポリエステル樹脂を合成した。
得られた中間体ポリエステル樹脂は、数平均分子量(Mn)が2,500、質量平均分子量(Mw)が10,700、ピーク分子量が3,400、ガラス転移温度(Tg)が57℃、酸価が0.4mgKOH/g、水酸基価49mgKOH/gであった。
次に、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、400質量部の中間体ポリエステル樹脂、イソホロンジイソシアネート95質量部、及び酢酸エチル580質量部を入れ、100℃で8時間反応させ、[ポリエステルプレポリマー]を合成した。得られたポリエステルプレポリマーは、遊離イソシアネートの含有量が1.42質量%であった。
−グラフト重合体の製造−
攪拌棒、及び温度計をセットした反応容器中に、キシレン480質量部、低分子量ポリエチレン(三洋化成工業(株)製サンワックスLEL−400:軟化点128℃)100質量部を入れて充分溶解し、窒素置換後、スチレン755質量部、アクリロニトリル100質量部、アクリル酸ブチル45質量部、アクリル酸21質量部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート36質量部、及びキシレン100質量部の混合溶液を170℃で3時間滴下して重合し、更にこの温度で0.5時間保持した。次いで、脱溶剤を行い、グラフト重合体を合成した。得られたグラフト重合体は、数平均分子量:3,300、質量平均分子量:18,000、ガラス転移点:65.0℃、ビニル系樹脂のSP値:11.0(cal/cm31/2であった。
−ケチミン化合物の合成−
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器内に、イソホロンジアミン30質量部、及びメチルエチルケトン70質量部を仕込み、50℃で5時間反応させ、ケチミン化合物を合成した。得られたケチミン化合物は、アミン価が423mgKOH/gであった。
−マスターバッチの作製−
水1,000質量部、及びDBP吸油量が42ml/100g、pHが9.5のカーボンブラック(Printex35、デグサ社製)530質量部、及び1200質量部の[樹脂b−1]を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)を用いて混合した。二本ロールを用いて、得られた混合物を150℃で30分間混練した後、圧延冷却し、パルペライザー(ホソカワミクロン株式会社製)で粉砕して、[マスターバッチ1]を作製した。
[樹脂b−1]を[樹脂b−2]〜[樹脂b−4]に変えた以外は同様にして、[マスターバッチ2]〜[マスターバッチ4]を作製した。
−樹脂(a)の製造−
テレフタル酸1,578g、イソフタル酸83g、エチレングリコール374g、ネオペンチルグリコール730gからなる混合物をオートクレープ中で、260℃で2.5時間加熱してエステル化反応を行った。次いで二酸化ゲルマニウムを触媒として0.262g添加し、系の温度を30分で280℃に昇温し、系の圧力を徐々に減じて1時間後に0.1Torrとした。この条件下でさらに重縮合反応を続け、1.5時間後に系を窒素ガスで常圧にし、系の温度を下げ、260℃になったところでイソフタル酸50g、無水トリメリット酸38gを添加し、255℃で30分撹拌し、シート状に払い出した。そしてこれを室温まで十分に冷却した後、クラッシャーで粉砕し、篩を用いて目開き1〜6mmの分画をポリエステル樹脂(a−1)として得た。ポリエステル樹脂a−1の分析結果を表4に示す。
−ポリエステル樹脂(a−2)及びポリエステル樹脂(a−3)の製造−
樹脂(a−1)と同様な方法で種々の樹脂(a−2)及び樹脂(a−3)を製造した。各樹脂の分析結果を表4に示す。
Figure 2012108334
−微粒子分散液(w)の製造−
ジャケット付きの2Lガラス容器に、ポリエステル樹脂(a−1) 200g、エチレングリコール−n−ブチルエーテル35g、ポリビニルアルコール(ユニチカ(株)「ユニチカポバール」050G)0.5質量%水溶液(以下、PVA−1)459g及び該ポリエステル樹脂中に含まれる全カルボキシル基量の1.2倍当量に相当するN,N−ジメチルエタノールアミン(以下、DMEA)を投入し、これを開放系で卓上型ホモディスパー(特殊機化工業(株)製,TKロボミックス)を用いて6,000rpmで撹拌したところ、容器底部には樹脂粒状物の沈澱は認められず、完全浮遊状態となっていることが確認された。そこでこの状態を保ち、10分後にジャケットに熱水を通し、加熱した。そして容器内温度が68℃に達したところで撹拌を7,000rpmとし、容器内温度を68〜70℃に保って更に20分間撹拌し、乳白色の均一な水分散体を得た。そしてジャケット内に冷水を流して3500rpmで撹拌しながら室温まで冷却し、ステンレス製のフィルター(635メッシュ,平織)を用いて濾過したところ、フィルター上には樹脂粒子がほとんど残らなかった。得られた濾液微粒子分散液(w−1)の分析結果を表5に示す。
−微粒子分散液(w−2)及び微粒子分散液(w−3)の製造−
微粒子分散液(w−1)と同様にして様々な原料を用いて水性化を試みた。得られた微粒子分散液の組成を表5に示す。
Figure 2012108334
−微粒子分散液(w−4)の製造−
攪拌棒および温度計をセットした反応容器に、水600部、スチレン120部、メタクリル酸100部、アクリル酸ブチル45部、アルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム塩(エレミノールJS−2、三洋化成工業製)10部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で20分攪拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し6時間反応させた。さらに1%過硫酸アンモニウム水溶液30部を加え、75℃で6時間熟成してビニル樹脂(スチレンーメタクリル酸一メタクリル酸ブチルーアルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液(W−4)]を得た。微粒子分散液(W−4)をELS−800で測定した体積平均粒径は0.08μmであった。微粒子分散液(W−4)の一部を乾燥して樹脂分を単離し、該樹脂分のフローテスター測定によるガラス転移温度は74℃であった。
−水系媒体の調製−
イオン交換水300質量部、微粒子分散液(W−1)300質量部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2質量部を混合撹拌して均一に溶解させて[水系媒体相1]を調製した。
−樹脂溶液の調製−
反応容器内に表6に示す部数でポリエステル樹脂(前記[樹脂b−1]−[樹脂b−4])、[ポリエステルプレポリマー]を加え、更に酢酸エチル80質量部を加えて攪拌して、樹脂溶液1〜4を調製した。
Figure 2012108334
−乳化液の調製−
次に、樹脂溶液1〜樹脂溶液4にカルナウバワックス(分子量1,800、酸価2.7mgKOH/g、針入度1.7mm(40℃))5質量部、グラフト重合体0.75質量部、及び[マスターバッチ1]5質量部を仕込み、ビーズミルの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/時、ディスク周速度6m/秒で、粒径が0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填した条件で3パスした。更に、ケチミン化合物2.5質量部を加えて溶解させ、トナー材料液を得た。
次に、容器内に[水系媒体相1]150質量部を入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、12,000rpmで攪拌しながら、トナー材料液100質量部を添加し、10分間混合して乳化スラリーを得た。更に、攪拌機、及び温度計をセットしたコルベンに、乳化スラリー100質量部を仕込み、攪拌周速20m/分で攪拌しながら、30℃で10時間脱溶剤し、分散スラリーを得た。
次に、分散スラリー100質量部を減圧濾過し、得られた濾過ケーキにイオン交換水100質量部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12,000rpmで10分間混合した後、濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12,000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行った。得られた濾過ケーキに10質量%水酸化ナトリウム水溶液20部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12,000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12,000rpmで10分間混合した後、濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12,000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行った。得られた濾過ケーキに10質量%塩酸20質量部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12,000rpmで10分間混合した後、フッ素系第四級アンモニウム塩化合物フタージェントF−310(ネオス社製)を、フッ素系四級アンモニウム塩がトナーの固形分100質量部に対して0.1質量部相当になるよう5%メタノール溶液で添加し、10分間攪拌した後、濾過した。得られた濾過ケーキに
イオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12,000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行い、濾過ケーキを得た。循風乾燥機を用いて、得られた濾過ケーキを40℃で36時間乾燥し、目開きが75μmのメッシュで篩い、トナー母体粒子25を作製した。
同様にしてトナー母体粒子26〜28を作製した。
Figure 2012108334
[比較例1]〜[比較例4]
−トナーの作製−
得られたトナー母体粒子25〜28を100質量部と、外添剤としての疎水性シリカ(H2000、クラリアントジャパン社製)1.0質量部を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)を用いて、周速30m/秒で30秒間混合し、1分間休止する処理を5サイクル行った後、目開きが35μmのメッシュで篩い、比較例1〜4のトナー25〜28を作製した。
得られたトナーの物性値を表8に示す。
Figure 2012108334
−現像剤の作製−
トナー25〜28を使用し、実施例1と同様の手順により、比較例1〜4の現像剤を作製した。
次に、現像剤を用いて、以下のようにして定着性、耐湿熱保存性及び環境安定性を評価した。
結果を表9に示す。
<定着性>
定着ローラとしてテフロン(登録商標)ローラを用いた電子写真方式の複写機(MF−200、リコー社製)の定着部を改造した装置を用い、定着ベルトの温度を変化させて、普通紙と厚紙の転写紙タイプ6200(リコー社製)及び複写印刷用紙<135>(NBSリコー社製)に、トナーの付着量が0.85±0.1mg/cm2のベタ画像を形成した。このとき、普通紙でホットオフセットの発生しない上限温度を定着上限温度とした。また、厚紙でベタ画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる下限温度を定着下限温度とした。A〜Cの評価が合格基準である。
〔定着上限温度の評価基準〕
A:190℃以上
B:180℃以上190℃未満
C:170℃以上180℃未満
D:170℃未満
〔定着下限温度の評価基準〕
A:135℃未満
B:135℃以上145℃未満
C:145℃以上155℃未満
D:155℃以上
<耐湿熱保存性>
トナー4gを、直径5cm、高さ2cmの開封系の円筒容器に入れ、温度45℃、相対湿度65%の環境下で、72時間放置した。放置後、トナーを入れた容器を軽く振り、トナーの凝集の発生の有無を目視により観察し、以下の評価基準にしたがって、保存性を評価した。A〜Cの評価が合格基準である。
〔評価基準〕
A:トナーの凝集は全く認められない
B:トナーの凝集の粒が1〜2個観測される
C:トナーの凝集の粒が3〜5個観測される
D:トナーの凝集の粒が6個以上観測される
<環境安定性>
得られた現像剤を気温23℃、湿度50%RHの環境下(M/M環境)にてボールミルで5分間攪拌した後に、現像剤1.0gを採取し、ブローオフ帯電量測定装置(京セラケミカル社製TB−200)を用い、1分間窒素ブローした後の測定値を帯電量として用いた。また、この測定を気温40℃、湿度90%RHの環境下(H/H環境)、気温10℃、湿度30%RHの環境下(L/L環境)、の2つの条件にて各現像剤の帯電量を評価した。下記式より環境変動率を算出した。環境変動率が低いほど帯電性の安定な現像剤であると言うことができる。A〜Cの評価が合格基準である。
〔評価基準〕
A:環境変動率が10%未満
B:環境変動率が10%以上30%未満
C:環境変動率が30%以上50%未満
D:環境変動率が50%以上
Figure 2012108334
本製法により作製されたトナーは、樹脂表面が疎水性であるため帯電量の環境変動が少なく、また樹脂の分子量分布が小さいため定着性と耐湿熱性を両立することができる。
1 静電潜像担持体(感光体ドラム)
2 帯電装置
3 露光装置
4 現像装置
5 転写装置
6 定着装置
7 クリーニング部材
43 現像スリーブ
S シート(転写紙など)
特開2009−167409号公報 特開2009−132878号公報 特開平04−179967号公報 特開2008−262179号公報 特許第2597452号公報 特開2006−091278号公報 特開2006−285150号公報

Claims (12)

  1. 圧縮性流体中で、界面活性剤および着色剤の存在下、触媒を用いて開環重合性モノマーを重合させつつ造粒して得られたことを特徴とするトナー。
  2. 前記触媒が有機触媒であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
  3. 前記有機触媒が、塩基性を有する求核性の窒素化合物であることを特徴とする請求項2に記載のトナー。
  4. 前記有機触媒が、窒素原子を含有する環状化合物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. 前記有機触媒が環状アミン、環状ジアミン、アミジン骨格を有する環状ジアミン化合物、グアニジン骨格を有する環状トリアミン化合物、窒素原子を含有する複素環式芳香族有機化合物、N−ヘテロサイクリックカルベンから選ばれた1種であることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のトナー。
  6. 前記有機触媒が、1,4−ジアザビシクロ−[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(TBD)、ジフェニルグアニジン(DPG)、N、N−ジメチル−4−アミノピリジン(DMAP)、4−ピロリジノピリジン(PPY)、1,3−ジ−tert−ブチルイミダゾール−2−イリデン(ITBU)のいずれかであることを特徴とする請求項5に記載のトナー。
  7. 前記着色剤が、顔料であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のトナー。
  8. 前記開環重合性モノマーがL−又はD−乳酸のラクチドであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のトナー。
  9. 前記界面活性剤が、圧縮性流体と開環重合性モノマーの双方に親和性を有するものであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のトナー。
  10. 前記界面活性剤が、パーフルオロアルキル基、ポリジメチルシロキサン基、ポリアクリレート基のいずれかを有することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のトナー。
  11. 前記圧縮性流体が二酸化炭素からなることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のトナー。
  12. 前記トナーの分子量分布(Mw/Mn)が1.5以下であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のトナー。
    ただし、Mwは質量平均分子量、Mnは数平均分子量を表す。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013024834A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-21 Ricoh Company, Ltd. Polymer product, polymer compact, polymer compact for medical use, toner, and polymer composition
JP2014058602A (ja) * 2012-09-14 2014-04-03 Ricoh Co Ltd ポリマーの連続的製造方法及びその連続的製造装置、並びに繊維の製造方法及びフィルムの製造方法
US9469723B2 (en) 2012-10-10 2016-10-18 Ricoh Company, Ltd. Particle manufacturing method, particles, and particle manufacturing apparatus

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103857726B9 (zh) 2011-07-29 2017-03-08 株式会社理光 聚合物制造方法、聚合物制造装置、复合物制造装置和聚合物产物
JP2013156475A (ja) 2012-01-31 2013-08-15 Ricoh Co Ltd 静電画像形成用トナーおよび現像剤
JP5929267B2 (ja) 2012-02-03 2016-06-01 株式会社リコー トナー、現像剤、画像形成装置及びブロック共重合体
JP6024299B2 (ja) 2012-02-14 2016-11-16 株式会社リコー ポリマーの製造方法、及びポリマー連続製造装置
JP6089258B2 (ja) 2012-11-13 2017-03-08 株式会社リコー 粒子の製造方法及び粒子製造装置
JP6758591B2 (ja) 2015-04-21 2020-09-23 株式会社リコー トナー、現像剤、画像形成装置及び現像剤収容ユニット
JP6657832B2 (ja) 2015-11-18 2020-03-04 株式会社リコー 光輝性トナー、トナー収容ユニット、画像形成装置、及び画像形成方法
CN107247394B (zh) * 2017-08-07 2020-12-29 湖北远东卓越科技股份有限公司 一种用于加热定影工艺的碳粉及其制备方法
JP7257741B2 (ja) 2018-01-18 2023-04-14 株式会社リコー トナー、トナー収容ユニット、及び画像形成装置
JP7270895B2 (ja) 2018-11-29 2023-05-11 株式会社リコー トナー、画像形成装置、画像形成方法、及びトナー収容ユニット
JP7287091B2 (ja) 2019-04-26 2023-06-06 株式会社リコー 脂肪族ポリエステル樹脂組成物の製造方法
CN110204956A (zh) * 2019-07-15 2019-09-06 深圳市裕同包装科技股份有限公司 一种可生物降解绿色印刷油墨连接料、油墨及其制备方法
CN114539745A (zh) 2020-11-24 2022-05-27 株式会社理光 发泡片材、产品和用于生产发泡片材的方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0627714A (ja) * 1992-04-01 1994-02-04 Xerox Corp カプセル化トナー組成物の製造法
JPH10504602A (ja) * 1994-08-18 1998-05-06 ザ・ユニヴァーシティ・オヴ・ノース・キャロライナ・アト・チャペル・ヒル 二酸化炭素中のカチオン重合
JP2003079388A (ja) * 2001-07-05 2003-03-18 Keio Gijuku 超臨界流体を用いるポリエステルまたはポリカーボネートの解重合法およびポリエステルまたはポリカーボネートの製造方法
JP2007047764A (ja) * 2005-07-15 2007-02-22 Ricoh Co Ltd トナー、現像剤、現像方法及びトナー収納容器
JP2008163073A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Musashino Chemical Laboratory Ltd 脂肪族ポリエステルの製造方法
JP2009037206A (ja) * 2007-07-06 2009-02-19 Sharp Corp トナーおよびその製造方法、二成分現像剤、現像装置ならびに画像形成装置
JP2009149723A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 National Univ Corp Shizuoka Univ 着色重合粒子の製造方法および着色重合粒子、並びにこれを用いたトナー、現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP2009270106A (ja) * 2008-05-08 2009-11-19 Xerox Corp ポリエステルの合成
JP2010059421A (ja) * 2008-09-03 2010-03-18 Xerox Corp ポリエステル合成法
JP2010211104A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、画像形成方法及び画像形成装置
JP2011208115A (ja) * 2010-03-08 2011-10-20 Ricoh Co Ltd ポリマーの製造方法
JP2011208116A (ja) * 2010-03-08 2011-10-20 Ricoh Co Ltd ポリマー粒子とその製造方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04179967A (ja) 1990-11-15 1992-06-26 Canon Inc トナー
JPH05113696A (ja) * 1991-10-22 1993-05-07 Mita Ind Co Ltd 磁性粒子およびその製造方法
JP2597452B2 (ja) 1993-04-05 1997-04-09 株式会社巴川製紙所 電子写真用トナー
JP2006091278A (ja) 2004-09-22 2006-04-06 Sharp Corp 電子写真用トナー
JP2006285150A (ja) 2005-04-05 2006-10-19 Sharp Corp 電子写真用トナー
EP2068198B1 (en) 2005-07-13 2011-12-14 Ricoh Company, Ltd. Toner production process
DE602006019930D1 (de) * 2005-07-15 2011-03-17 Ricoh Co Ltd Toner, Entwickler, Bilderzeugungsverfahren und Tonerbehälter
JP4652299B2 (ja) 2005-09-14 2011-03-16 株式会社リコー トナー及びその製造方法、並びに現像剤、トナー入り容器、プロセスカートリッジ、画像形成方法及び画像形成装置
JP5042889B2 (ja) 2007-03-16 2012-10-03 株式会社リコー トナー及び現像剤、並びにこれを用いた画像形成方法
US7923517B2 (en) 2007-11-09 2011-04-12 Ricoh Company, Ltd. Polymer microparticles and production method for the same
JP2009132878A (ja) 2007-11-09 2009-06-18 Toyohashi Univ Of Technology 高分子粒子及びその製造方法
JP5691127B2 (ja) 2007-12-19 2015-04-01 株式会社リコー 着色重合粒子の製造方法および着色重合粒子、並びにこれを用いたトナー、現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
US8299190B2 (en) 2007-12-19 2012-10-30 National University Corporation Shizuoka University Colored polymer particles, method for producing the same, and toner and developer using the same
JP4525749B2 (ja) 2007-12-20 2010-08-18 富士ゼロックス株式会社 静電荷像現像トナー用結着樹脂、静電荷像現像トナー用結着樹脂粒子分散液、静電荷像現像トナーの製造方法、静電荷像現像トナー、静電荷像現像剤、画像形成方法及び画像形成装置
GB2471247B (en) * 2008-03-31 2013-04-10 Sanyo Chemical Ind Ltd Toner binder and toner
US8362197B2 (en) * 2008-05-23 2013-01-29 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Resin particle and process for production thereof
JP5214563B2 (ja) 2008-08-29 2013-06-19 三洋化成工業株式会社 樹脂粒子およびその製造方法
US8383307B2 (en) 2008-10-23 2013-02-26 Ricoh Company, Limited Toner, developer, and image forming method and apparatus using the toner
JP5447817B2 (ja) * 2009-01-22 2014-03-19 株式会社リコー トナー
EP2365016B1 (en) 2010-03-08 2017-05-03 Ricoh Company, Ltd. Polymer and method for producing the same
US8846810B2 (en) 2010-03-08 2014-09-30 Ricoh Company, Ltd. Polymer particle and method for producing the same

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0627714A (ja) * 1992-04-01 1994-02-04 Xerox Corp カプセル化トナー組成物の製造法
JPH10504602A (ja) * 1994-08-18 1998-05-06 ザ・ユニヴァーシティ・オヴ・ノース・キャロライナ・アト・チャペル・ヒル 二酸化炭素中のカチオン重合
JP2003079388A (ja) * 2001-07-05 2003-03-18 Keio Gijuku 超臨界流体を用いるポリエステルまたはポリカーボネートの解重合法およびポリエステルまたはポリカーボネートの製造方法
JP2007047764A (ja) * 2005-07-15 2007-02-22 Ricoh Co Ltd トナー、現像剤、現像方法及びトナー収納容器
JP2008163073A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Musashino Chemical Laboratory Ltd 脂肪族ポリエステルの製造方法
JP2009037206A (ja) * 2007-07-06 2009-02-19 Sharp Corp トナーおよびその製造方法、二成分現像剤、現像装置ならびに画像形成装置
JP2009149723A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 National Univ Corp Shizuoka Univ 着色重合粒子の製造方法および着色重合粒子、並びにこれを用いたトナー、現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP2009270106A (ja) * 2008-05-08 2009-11-19 Xerox Corp ポリエステルの合成
JP2010059421A (ja) * 2008-09-03 2010-03-18 Xerox Corp ポリエステル合成法
JP2010211104A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、画像形成方法及び画像形成装置
JP2011208115A (ja) * 2010-03-08 2011-10-20 Ricoh Co Ltd ポリマーの製造方法
JP2011208116A (ja) * 2010-03-08 2011-10-20 Ricoh Co Ltd ポリマー粒子とその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013024834A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-21 Ricoh Company, Ltd. Polymer product, polymer compact, polymer compact for medical use, toner, and polymer composition
JP2014058602A (ja) * 2012-09-14 2014-04-03 Ricoh Co Ltd ポリマーの連続的製造方法及びその連続的製造装置、並びに繊維の製造方法及びフィルムの製造方法
US9469723B2 (en) 2012-10-10 2016-10-18 Ricoh Company, Ltd. Particle manufacturing method, particles, and particle manufacturing apparatus

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CN102466994A (zh) 2012-05-23

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