JP4670608B2 - 静電荷像現像トナー用結着樹脂の製造方法、静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液、静電荷像現像トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤、並びに、画像形成方法 - Google Patents
静電荷像現像トナー用結着樹脂の製造方法、静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液、静電荷像現像トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤、並びに、画像形成方法 Download PDFInfo
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Description
一方、ポリエステル樹脂は、鎖中に剛直な芳香管を有すことからビニル系重合体にくらべ可撓性を有し、機械強度を同一にした際の分子量を低く設定することができる。さらに分子鎖の絡み合い性、限界分子量等の点で低温定着用樹脂としてビニル系結着樹脂とに比べ設計し易いという利点を有するため、ポリエステルが省エネルギートナーの結着樹脂として多く使用されている。
しかし、これまで検討されてきたブレンステッド酸型触媒は、硫酸やp−トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸など汎用のスルホン酸基を有する物質であり、トナー適性を有するモノマーとの組み合わせの最適化、またはブレンステッド酸型触媒そのものの構造最適化をした例はない。
例えば、特許文献5や特許文献6においても、スルホン酸化合物を触媒としたポリエステル樹脂が発明されているが、これらはスルホン酸化合物の構造を最適化したものではなく、反応温度も200℃以上と高い。
また、特許文献7によれば、R−COOH(C1〜4の線状ヒドロカルビル基)、R’−OH(C2〜5のアルカリ基)を、R”−C6H5−SO3Hのアルキルベンゼンスルホン酸構造(R”C8〜20)を有するエステル化触媒を無水反応媒体中で反応させるエステル製造方法が発明されている。
しかし、このような触媒を用いる目的は、反応後のエステル中に含まれる酸性硫酸塩を最小化して、生成エステルの分解を抑制するものであり、加水分解抑制機構に関しては記載されておらず、また重縮合への応用についても言及されていない。
本発明の目的は、高分子量、かつ、狭い分子量分布である結着樹脂を提供することである。また、本発明の他の目的は、これを利用して、トナー特性を十分満足した静電荷像現像粉砕トナー、静電荷像現像トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤、並びに、これらを使用する画像形成方法を提供することである。
<1> 重縮合触媒を用いて多価アルコールとカルボキシル基が結合する残基の炭素数が5以上である多価カルボン酸とを重縮合する工程を含む結着樹脂の製造方法であって、前記重縮合触媒として、下記式(I)〜(III)で表される化合物のうち少なくとも1つを用いることを特徴とする静電荷像現像トナー用結着樹脂の製造方法、
<2> 少なくとも結着樹脂を含む樹脂粒子が分散媒に分散している樹脂粒子分散液であって、前記結着樹脂が、上記<1>に記載の製造方法により製造された結着樹脂を含む静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液、
<3> 少なくとも結着樹脂を含む粉砕トナーであって、前記結着樹脂が、上記<1>に記載の製造方法により製造された静電荷像現像トナー用結着樹脂である静電荷像現像粉砕トナー、
<4> 少なくとも樹脂粒子分散液を含む分散液中で該樹脂粒子を凝集して凝集粒子を得る工程、及び、該凝集粒子を加熱して融合させる工程を含む静電荷像現像トナーの製造方法であって、前記樹脂粒子分散液が上記<2>に記載の静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液である静電荷像現像トナーの製造方法、
<5> 上記<4>に記載の製造方法により製造された静電荷像現像トナー、
<6> 上記<3>に記載の静電荷像現像粉砕トナー又は上記<5>に記載の静電荷像現像トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤、
<7> 潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記潜像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を熱定着する定着工程を含む画像形成方法であって、前記トナーとして上記<3>に記載の静電荷像現像粉砕トナー若しくは上記<5>に記載の静電荷像現像トナー、又は、前記現像剤として上記<6>に記載の静電荷像現像剤を用いる画像形成方法。
以下、本発明について詳細に説明する。
重縮合によるポリエステルの製造には、一般に重縮合触媒が用いられている。これは、反応中に触媒とモノマーとの間に中間体が形成されることにより、反応性が向上し、エステル合成反応を促進する効果を有する。しかし、低温では触媒活性を有する重縮合触媒は限られており、そのひとつに従来より用いられているブレンステッド酸触媒がある。このブレンステッド酸型触媒の能力は、触媒である酸の強度、界面活性能を示す疎水基部のバランスで決定される。つまり、酸性度が直接的な触媒能力を支配するが、疎水基部もモノマーや生成するオリゴマー、ポリマーとの相溶性に影響を与え、間接的に反応の進行に影響を与える。つまり、この疎水基部が長く、疎水性が高いほど、重縮合反応系に大きな重縮合反応場を提供するが、周囲の材料とのなじみ性を考慮するとその疎水基部の長さ、形状はある程度限定される。そのような重縮合反応場が形成されて初めて、スルホン酸基が触媒能を発揮することができるのである。
本発明に用いることができる重縮合触媒は、次の式(I)〜(III)の構造を有する。
式(II)におけるR3は、炭素数8〜20の分岐を有していてもよいアルキル基であり、炭素数10〜20であることが好ましく、12〜20がより好ましい。また、後述する置換基群から選ばれる置換基を有していてもよい。
式(III)におけるR6は、炭素数10〜20の分岐を有していてもよいアルキル基であり、12〜20がより好ましい。また、後述する置換基群から選ばれる置換基を有していてもよい。
式(I)〜(III)の構造において、R1、R3又はR6の炭素数が記載の値よりも小さい場合は、重縮合が十分に進展せず、分子量が増加しない、低分子量成分の残留に起因して分子量分布が広がるなどの影響が現れることがある。分子量が小さい、又は多量の低分子量成分に起因する分子量分布の拡大は、トナー化した場合に定着時のホットオフセットが起こりやすく、またトナーの粉体流動性の悪化、熱保管性の悪化、粉砕性の悪化などを起こすことがある。
一方、R1、R3又はR6の炭素数が記載の値よりも大きい場合は、その触媒の安定した製造が工業的に困難であると同時に、溶解性が低いために触媒能力を十分に発揮できないおそれがある。
また、これらの触媒における炭化水素基R1、R3又はR6の構造は限定されず、直鎖であっても、分岐構造であってもよい。分岐としては、一般にハード型と呼称される櫛型構造や、通常の二股構造、2つ以上の分岐構造が結合した環構造など、いずれの形状もとることができる。
(置換基群)
ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、炭化水素基(アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、炭化水素環基)、複素環基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、カルバモイル基、一置換若しくは二置換カルバモイル基、シアノ基、パーハロゲノアルキル基、チオシアナト基、スルファモイル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ニトロ基、アシルアミノ基、N−置換アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、N−置換スルホニルアミノ基、アミド基、N−一置換若しくは二置換アミド基、スルホンアミド基、N−一置換若しくは二置換スルホンアミド基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキリデン基等。
本発明におけるハメット値が0.2以上である基は、これらの文献に記載されているハメット値が既知の置換基のみを意味するのではなく、ハメット則に基づいて測定した場合に想定される値が0.2以上である場合を含む。
ハメット値σは、フェニル酢酸の25℃水中での解離定数を用いて、無置換のフェニル酢酸と、置換基を有するフェニル酢酸の反応速度から求められる。
σ=log(Ka/Ka0)=pKa0−pKa
なお、本発明におけるpKaはいずれも、日本化学会編「化学便覧 基礎編 改訂5版」、II−379〜381頁、2004年刊(丸善(株)発行)に記載されている数値を用いる。また、C. Hansch et al, Chemical Reviews, vol.91, p.165-195(1991)やこの引用文献等も参考にできる。
ハメット値が0.2以上である場合、その置換基は強い電子求引性を示し、該置換基をベンゼン環に有する触媒の酸性度は向上する。酸性度の向上により、ブレンステッド酸型触媒の触媒能を高めることができる。
ハメット値が0.2以上である基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、カルバモイル基、一置換若しくは二置換カルバモイル基、シアノ基、パーハロゲノアルキル基、チオシアナト基、スルファモイル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ニトロ基、アルキニル基、アリーロキシ基(m位のみ)等が挙げられる。
ハメット値が0.2以上である基として具体的には、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、トリフルオロアセチル基、カルバモイル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、チオシアナト基、ニトロ基等を挙げられる。その中でも、特に置換基効果、重縮合触媒への適性、トナー用結着樹脂への適性を考慮すると、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましい。
R4の置換基数pは1〜4の整数を表し、pが1〜4である場合はR4が1〜4つあることを表す。R4が2つ以上ある場合、それぞれ独立にハメット値が0.2以上である基を選ぶことができる。
ベンゼン環上におけるR4の結合位置は、スルホ基を基準とするハメット値が0.2以上である基及び結合位置であれば特に限定されず、スルホ基を1位とした場合に、R3の結合位置を除く2〜6位のいずれの位置であってもよい。
R2の置換基数nは0〜4の整数を表し、nが0である場合はR2がないことを表し、nが1〜4である場合はR2が1〜4つあることを表す。R2が2つ以上ある場合、それぞれ独立に一価の有機基を選ぶことができる。また、R2の置換基数nは0であることが好ましい。
R5の置換基数qは0〜3の整数を表し、qが0である場合はR5がないことを表し、qが1〜3である場合はR5が1〜3つあることを表す。R5が2つ以上ある場合、それぞれ独立に一価の有機基を選ぶことができる。また、R5の置換基数qは0であることが好ましい。
R2又はR5は、ハメット値が0.2未満である基であればよく、例えば、炭化水素基(アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、炭化水素環基)、複素環基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アシルアミノ基、N−置換アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、N−置換スルホニルアミノ基、アミド基、N−一置換若しくは二置換アミド基、スルホンアミド基、N−一置換若しくは二置換スルホンアミド基等が挙げられ、これらの中でもハメット値が0以上0.2未満である電子求引性基であることが触媒の反応性の面から好ましい。
また、式(II)において、全てのR5のスルホ基を基準とするハメット値の和が正の値、すなわちR5全体としてスルホ基に対し電子求引性であることが好ましい。
これらの触媒は、例えば、アルキルベンゼンを硫酸化する、またはアルキルベンゼンスルホン酸金属塩の金属部を水素で置換することで作製できる。硫酸化の方法としては、発煙硫酸や無水硫酸ガス等を用いて水素を置換する方法などを挙げることができ、金属塩の置換としては、溶媒中にアルキルベンゼンスルホン酸金属塩を溶解させた溶液に、硫酸を添加して反応させる方法などを挙げられる。
これらの中でも特に好ましくは、ペンタデシルベンゼンスルホン酸、オクタデシルベンゼンスルホン酸のそれぞれソフト型(直鎖型)とハード型(櫛型)、o−フルオロ−p−ドデシルベンゼンスルホン酸、m−フルオロ−p−ドデシルベンゼンスルホン酸、o−フルオロ−p−ペンタデシルベンゼンスルホン酸、m−フルオロ−p−ペンタデシルベンゼンスルホン酸、o−フルオロ−p−オクタデシルベンゼンスルホン酸、m−フルオロ−p−オクタデシルベンゼンスルホン酸、ペンタデカンスルホン酸、オクタデカンスルホン酸が挙げられる。
なお、本発明において多価カルボン酸におけるカルボキシル基が結合する残基とは、多価カルボン酸中のカルボキシル基(−COOH)を除いた部分とする。一例としては、1,4−シクロヘキシルジカルボン酸におけるカルボキシル基が結合する残基は、1,4−シクロヘキシレン基である。
また、多価アルコールの炭素数は5以上であることが好ましい。多価アルコールの炭素数が5以上であると、低温での脱水重縮合を効率的に進行させる点、及び水中での粒子安定性の面で好ましい。
好ましい単量体としては、多価アルコール、及び、多価カルボン酸のアルキル鎖がともに炭素数が5〜25である。
ジオールは1分子中に水酸基を2個含有する化合物であり、例えばプロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、テトラデカンジオール、オクタデカンジオール等を挙げることができる。また、ジオール以外の多価オールとしては、例えば、グリコール、ペンタエリスリトール、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサエチロールメラミン、テトラメチロールベンゾグアナミン、テトラエチロールベンゾグアナミン等を挙げることができる。上記のうちで、炭素数が5以上である多価アルコールとしては、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、テトラデカンジオール、オクタデカンジオール、ペンタエリスリトール、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサエチロールメラミン、テトラメチロールベンゾグアナミン、テトラエチロールベンゾグアナミン等を好ましく例示することができる。
また、環状構造を有する多価アルコールとしては次の単量体を挙げることができる。例えば、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、ビスフェノールC、ビスフェノールE、ビスフェノールF、ビスフェノールP、ビスフェノールS、ビスフェノールZ、水素添加ビスフェノール、ビフェノール、ナフタレンジオール、アダマンタンジオール等を挙げることができるが、これに限定されるものではない。本発明では、上記ビスフェノール類が少なくとも一つのアルキレンオキサイド基を有することが好ましい。アルキレンオキサイド基としては、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、ブチレンオキサイド等を挙げることができるが、これらに限定されない。好適には、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドであり、その付加モル数は1〜3が好ましい。この範囲である場合、作製するポリエステルの粘弾性やガラス転移温度がトナーとして使用するために適切に制御することができる。
上述の単量体のうち、好適に使用される単量体としては、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、及び、ビスフェノールA、ビスフェノールC、ビスフェノールE、ビスフェノールS、ビスフェノールZのアルキレンオキサイド付加物である。
また、ジカルボン酸以外の多価カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ピレントリカルボン酸、ピレンテトラカルボン酸等を挙げることができる。
上記のカルボン酸は、カルボキシル基以外の官能基を有していてもよく、酸無水物、酸エステル等のカルボン酸誘導体を用いることもできる。
これら多価カルボン酸のうち好ましく用いられる単量体は、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、p−フェニレン二酢酸、m−フェニレン二酢酸、p−フェニレンジプロピオニック酸、m−フェニレンジプロピオニック酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、ナフタレン−1,4−ジカルボン酸、ナフタレン−1,5−ジカルボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸である。
ここで、非結晶性樹脂のガラス転移点は、ASTM D3418−82に規定された方法(DSC法)で測定した値をいう。
なお、前記の「結晶性ポリエステル樹脂」に示すような「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを示し、具体的には、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が6℃以内であることを意味する。
一方、吸熱ピークの半値幅が6℃を越える樹脂や、明確な吸熱ピークが認められない樹脂は、非結晶性(非晶質)であることを意味する。
また、前記結着樹脂としては、非結晶性樹脂であることが好ましい。
Unit−B中、B1は連結基を含んでいてもよい多価の炭化水素基、又は、該炭化水素基に1以上のアルキレンオキサイド基が結合した基を表し、また、アルコキシ結合部位の数mは0以上の整数を表す。
UnitC中、連結基を含んでいてもよい多価の炭化水素基、又は、該炭化水素基に1以上のアルキレンオキサイド基が結合した基を表し、カルボキシ結合部位の数pは0以上の整数を表し、また、アルコキシ結合部位の数qは0以上の整数を表す。
前記Unit−A〜C中における二重波線部及び二重点線部は、他の構造との結合部であることを表し、二重波線部はUnit−B等における二重点線部やUnit−A〜C及び後述するUnit−D、E以外の構造と結合していてもよく、二重点線部は二重波線部やUnit−A〜C及び後述するUnit−D、E以外の構造と結合していてもよく、また、二重波線部同士、及び、二重点線部同士は結合しないものとする。
前記B1としては、炭素数5以上であることが好ましい。
B1及びC1におけるアルキレンオキサイド基としては、2以上のアルキレンオキサイド基が結合したものであってもよく、その場合、2種以上のアルキレンオキサイド基が結合したものであってもよい。
前記連結基を含んでいてもよい多価の炭化水素基としては、アルカン、アルケン、アルキン、芳香族炭化水素若しくは炭化水素環から水素原子を2以上除いた基、これらの基が2以上結合した基、並びに、これらの基が2以上結合し、かつ、その少なくとも一部の結合が連結基である基が挙げられる。
前記アルカン、アルケン及びアルキンは、直鎖であっても分岐していてもよく、また、炭素数が1〜20であることが好ましい。
芳香族炭化水素及び炭化水素環は、環状構造にさらにアルキル基、アルケニル基及び/又はアルキニル基を有していてもよく、2以上の環が結合した構造でもよい。また、芳香族炭化水素の炭素数は6〜20であることが好ましい。炭化水素環の炭素数は3〜20であることが好ましく、5〜12であることがより好ましく、6〜8であることがさらに好ましい。
前記連結基としては、−O−、−S−、−SO−、−SO2−等の基が好ましく挙げられ、その中でも−O−、−SO2−であることがより好ましい。
前記Unit−B中のアルコキシ結合部位の数mは、0〜5であることが好ましく、0〜2であることがより好ましい。
前記Unit−C中のカルボキシ結合部位の数pは、0〜5であることが好ましく、0であることがより好ましい。
前記Unit−C中のアルコキシ結合部位の数qは、0〜5であることが好ましく、0であることがより好ましい。
前記n、m、p、qが0である場合は、丸括弧中のカルボキシ結合部位又はアルコキシ結合部位がないことを表し、前記n、m、p、qが1以上の整数である場合は、丸括弧中のカルボキシ結合部位又はアルコキシ結合部位が1以上の整数個あることを表す。
前記Unit−D中における二重波線部は、他の構造との結合部であることを表し、また、二重波線部は前記Unit−B等における二重点線部やUnit−A〜E以外の他の構造と結合していてもよく、また、二重波線部同士は結合しないものとする。
前記A2としては、例えば、炭素数6〜18の直鎖アルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基、シクロヘキシレン基、フェニレン基に2つのアルキレン基が結合した基(例えば、−CH2−C6H4−CH2−や−CH2CH2−C6H4−CH2CH2−等)、ナフチレン基に2つのアルキレン基が結合した基、及び、シクロヘキシレン基に2つのアルキレン基が結合した基等が好ましく挙げられる。
前記Unit−E中における二重点線部は、他の構造との結合部であることを表し、二重点線部は前記Unit−A等おける二重波線部やUnit−A〜E以外の構造と結合していてもよく、また、二重点線部同士は結合しないものとする。
前記直鎖アルキレン基は、炭素数5以上であることが好ましい。
前記ビスフェノール化合物としては、ビスフェノールA、ビスフェノールC、ビスフェノールE、ビスフェノールS、ビスフェノールZ等が好ましく挙げられる。
B2が直鎖アルキレン基である場合、E1及びE2は単結合であることが好ましく、また、B2が前記ビスフェノール化合物から2つのヒドロキシ基を除いた基である場合、E1及びE2は、それぞれ独立に、アルキレンオキサイド基、又は、2以上のアルキレンオキサイド基が結合した基であることが好ましい。また、アルキレンオキサイド基としては、エチレンオキサイド基及び/又はプロピレンオキサイド基であることがより好ましい。
本発明の重縮合工程における重縮合反応では、有機溶剤を用いて行ってもよい。
本発明に用いることができる有機溶剤の具体例としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン等の炭化水素系溶媒、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードベンゼン、ジクロロベンゼン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、p−クロロトルエン等のハロゲン系溶媒、3−ヘキサノン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等のケトン系溶媒、ジブチルエーテル、アニソール、フェネトール、o−ジメトキシベンゼン、p−ジメトキシベンゼン、3−メトキシトルエン、ジベンジルエーテル、ベンジルフェニルエーテル、メトキシナフタレン、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、フェニルスルフィド、チオアニソール等のチオエーテル溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、安息香酸メチル、フタル酸メチル、フタル酸エチル、酢酸セロソルブ等のエステル系溶媒、ジフェニルエーテル、又は、4−メチルフェニルエーテル、3−メチルフェニルエーテル、3−フェノキシトルエン等のアルキル置換ジフェニルエーテル、又は、4−ブロモフェニルエーテル、4−クロロフェニルエーテル、4−ブロモジフェニルエーテル、4−メチル−4’−ブロモジフェニルエーテル等のハロゲン置換ジフェニルエーテル、又は、4−メトキシジフェニルエーテル、4−メトキシフェニルエーテル、3−メトキシフェニルエーテル、4−メチル−4’−メトキシジフェニルエーテル等のアルコキシ置換ジフェニルエーテル、又は、ジベンゾフラン、キサンテン等の環状ジフェニルエーテル等のジフェニルエーテル系溶媒が挙げられ、これらは、混合して用いてもよい。そして、溶媒として容易に水と分液分離できるものが好ましく、特に平均分子量の高いポリエステルを得るためにはエステル系溶媒、エーテル系溶媒及びジフェニルエーテル系溶媒がより好ましく、アルキル−アリールエーテル系溶媒及びエステル系溶媒が特に好ましい。
金属触媒としては以下のものを挙げることができるが、これに限定されるものではない。例えば、有機スズ化合物、有機チタン化合物、有機ハロゲン化スズ化合物、希土類金属触媒を挙げられる。
有機スズ化合物、有機チタン化合物、及び、有機ハロゲン化スズ化合物としては、重縮合触媒として公知のものを用いることができる。
希土類含有触媒としては、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタノイド元素としてランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)などを含むものが有効であり、特にアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、又はトリフラート構造を有するものなどが有効である。
希土類含有触媒としては、スカンジウムトリフラート、イットリウムトリフラート、及び、ランタノイドトリフラートなどのトリフラート構造を有するものが好ましい。ランタノイドトリフラートについては、有機合成化学協会誌、第53巻第5号、p44−54)に詳述されている。前記トリフラートとしては、構造式では、X(OSO2CF3)3が例示できる。ここでXは、希土類元素であり、これらの中でも、前記Xがスカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、イッテルビウム(Yb)、サマリウム(Sm)などであることがさらに好ましい。
有機塩基化合物としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等のアンモニウムヒドロキシド類、含窒素塩基性化合物としては、トリエチルアミン、ジベンジルメチルアミン等のアミン類、ピリジン、メチルピリジン、メトキシピリジン、キノリン、イミダゾールなど、更にナトリウム、カリウム、リチウム、セシウム等のアルカリ金属類及びカルシウム、マグネシウム、バリウム等のアルカリ土類金属類の水酸化物、ハイドライド、アミドや、アルカリ、アルカリ土類金属と酸との塩、たとえば炭酸塩、燐酸塩、ほう酸塩、カルボン酸塩、フェノール性水酸基との塩を挙げることができる。
また、アルコール性水酸基との化合物やアセチルアセトンとのキレート化合物等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
また、本発明の製造方法により製造された結着樹脂の数平均分子量としては、好ましくは1,000〜10,000、より好適には1,500〜8,000、さらに好適には1,800〜7,000の範囲である。上記範囲であると、粉体の熱に対する安定性の点で好ましい。
重量平均分子量及び数平均分子量は、公知の方法により測定でき、例えば、ゲル・パーミュエーション・クロマトグラフィ(GPC)等により測定することができる。
また、本発明の結着樹脂の分子量分布としては、好ましくは1.0〜4.0、より好適には1.0〜3.5の範囲である。上記範囲であると、トナーの定着特性やトナーの製造性にばらつきが少なくなるため好ましい。
さらに本発明の結着樹脂は、上述した単量体の単独重合体、上述した単量体を含む単量体を2種以上組み合せた共重合体、又はそれらの混合物、グラフト重合体、一部枝分かれや架橋構造などを有していても良い。
本発明の静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液(以下、単に「樹脂粒子分散液」ともいう。)は、少なくとも結着樹脂を含む樹脂粒子が分散媒に分散している樹脂粒子分散液であって、前記結着樹脂が、本発明の結着樹脂の製造方法により製造された静電荷像現像トナー用結着樹脂を含むことを特徴とする。
本発明において、樹脂粒子分散液の分散媒は、水系媒体であることが好ましい。
本発明に用いることのできる水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水や、エタノール、メタノール等のアルコール類などが挙げられる。これらの中でも、エタノールや水であることが好ましく、蒸留水及びイオン交換水等の水が特に好ましい。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。
また、水系媒体には、水混和性の有機溶媒を含んでいてもよい。水混和性の有機溶媒としては、例えば、アセトンや酢酸等が挙げられる。
なお、樹脂粒子のメジアン径は、例えば、レーザー回析式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−920)で測定することができる。
本発明の樹脂粒子分散液の製造方法としては、例えば、水系媒体中に前記結着樹脂含有物を分散し樹脂粒子分散液を得る分散工程を含む方法等が挙げられる。
前記分散工程では、分散効率の上昇や樹脂粒子分散液の安定性向上のため、界面活性剤等を添加し、分散を行うことが好ましい。
本発明の結着樹脂を水系媒体中に分散、粒子化する方法としては、例えば、上述したように結着樹脂の製造を行う際に、水系媒体中で懸抱重合法、溶解懸濁法、ミニエマルジョン法、マイクロエマルジョン法、多段膨潤法やシード重合を含む乳化重合法などの方法が挙げられる。
また、本発明の結着樹脂の製造方法及び樹脂粒子分散液の製造方法において、水系媒体中で乳化重縮合を行う場合、好ましい乳化温度は、省エネルギー性、ポリマーの生成速度及び生成したポリマーの熱分解速度を考慮して、低いほうが望ましいが、好ましくは40〜150℃であり、より好ましくは60〜130℃である。乳化温度が150℃以下であると、必要とするエネルギーが過大とならず、高熱により樹脂の分解に起因する分子量の低下が起こらないため好ましい。また、40℃以上であると樹脂粘度が適度であり微粒子化が容易であるため好ましい。
自己乳化法、転相乳化法に関しては、「超微粒子ポリマーの応用技術(シーエムシー出版)」に記載されている。自己乳化に用いる極性基としては、カルボキシル基、スルホン基等を用いることができるが、本発明のトナー用非結晶性ポリエステル結着樹脂に適用する場合、カルボキシル基が好ましく用いられる。
例えば、結着樹脂含有物を乳化後、有機溶剤の一部を除去することにより粒子として固形化するのが好ましい。固形化の具体的方法としては、重縮合樹脂含有物を水系媒体中に乳化分散した後、溶液を撹拌しながら空気、あるいは窒素等の不活性ガスを送り込みながら、気液界面での有機溶剤の乾燥を行う方法(廃風乾燥法)、又は、減圧下に保持し必要に応じて不活性ガスをバブリングしながら乾燥を行う方法(減圧トッピング法)、更には、重縮合樹脂含有物を水系媒体中に乳化分散した乳化分散液若しくは重縮合樹脂含有物の乳化液を細孔からシャワー状に放出し例えば皿状の受けに落としこれを繰り返しながら乾燥させる方法(シャワー式脱溶剤法)などがある。使用する有機溶剤の蒸発速度、水への溶解度などからこれら方式を適時選択、あるいは組み合わせて脱溶剤を行うのが好ましい。
本発明の静電荷像現像粉砕トナー(以下、「粉砕トナー」ともいう。)は、少なくとも結着樹脂を含む粉砕トナーであって、前記結着樹脂が、本発明の結着樹脂の製造方法により製造された静電荷像現像トナー用結着樹脂であることを特徴とする。
混練粉砕法により粉砕トナーを製造する場合は、上記のように製造した結着樹脂を予め他のトナー原材料と、溶融混練前に、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等で攪拌混合されることが好ましい。このとき、撹拌機容量、撹拌機の回転速度、撹拌時間等を組み合わせて選択しなければならない。
次いで、結着樹脂と他のトナー原材料との撹拌物は、公知の方法により溶融状態での混練を行う。一軸又は多軸押出し機による混練が、分散性が向上するため好ましい。このとき混練装置のニーディングスクリュウゾーン数、シリンダー温度、混練速度等を全て適切な値に設定し、制御する必要がある。混練時の各制御因子のうち、混練状態に特に大きな影響を与えるのは、混練機の回転数と、ニーディングスクリュウゾーン数、シリンダー温度である。一般に、回転数は300〜1,000rpmが望ましく、ニーディングスクリュウゾーン数は1段よりも2段スクリュウ等多段ゾーンを用いたほうがよりよく混練される。シリンダー設定温度は、例えば、結着樹脂の主成分が、非結晶性ポリエステルである場合、非結晶性ポリエステルの軟化温度より決定し、通常軟化温度よりも−20〜+100度程度が好ましい。上記範囲であると、充分な混練分散が得られ、凝集が起こりにくく、混練シェアが掛かり、充分な分散及び混練後の冷却が容易にできるため好ましい。
溶融混練された混練物は十分に冷却した後、ボールミル、サンドミル、ハンマーミル等の機械的粉砕方法、気流式粉砕方法等の公知の方法で粉砕する。常法での冷却が充分できない場合は、冷却又は凍結粉砕法も選択できる。
一方、近年の高画質要求に伴い、トナーの小径化、低エネルギー製法対応技術として、トナーの化学的製法も多く採用されている。本発明のポリエステルを用いるトナーの化学製法としては、汎用の製法を用いることができるが、凝集合一法が好ましい。凝集合一法とは、水に結着樹脂を分散させたラテックスを作製し、他のトナー原材料とともに凝集(会合)させる既知の凝集法である。
本発明の静電荷像現像トナー(単に「トナー」ともいう。)の製造方法は、少なくとも樹脂粒子分散液を含む分散液中で該樹脂粒子を凝集して凝集粒子を得る工程(以下、「凝集工程」ともいう。)、及び、該凝集粒子を加熱して融合させる工程(以下、「融合工程」ともいう。)を含む静電荷像現像トナーの製造方法であって、前記樹脂粒子分散液が本発明の静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液であることを特徴とする。
なお、「静電荷像現像トナー」及び「トナー」は、化学的製法により製造されたトナーだけである場合のみではなく、前述した粉砕トナーを含む場合もあるものとする。
本発明の粉砕トナー及び化学的製法により製造されたトナーは、本発明の結着樹脂を用いることにより、定着時のホットオフセット性及びコールドオフセット性に優れる。また、本発明の化学的製法により製造されたトナーは、粒子分布も優れるため好ましい。
また、例えば、凝集工程において、本発明の結着樹脂を含む樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液を予め凝集し、第一の凝集粒子形成後、さらに本発明の結着樹脂を含む樹脂粒子分散液又は別の樹脂粒子分散液を添加して第一の粒子表面に第二のシェル層を形成する事も可能である。この例示においては着色剤分散液を別に調整しているが当然、樹脂粒子に予め着色剤が配合されても良い。
これらのワックス類は、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質とともに分散し、融点以上に加熱するとともに強い剪断をかけられるホモジナイザーや圧力吐出型分散機により微粒子化し、1ミクロン以下の粒子の分散液を作成することができる。
体積GSDv=(体積D84/体積D16)0.5
GSDvが1.4以下であると、粒子径が均一であり、定着性に優れ、定着不良に起因する装置故障が起こりにくく、また、トナーの飛散による機内汚染や現像剤の劣化なども起こりにくいため好ましい。平均体積粒子分布GSDはレーザー回折式粒度分布測定装置等を用いて測定することができる。
本発明の静電荷像現像粉砕トナー及び静電荷像現像トナーは、静電荷像現像剤として使用することができる。この現像剤は、この静電荷像現像トナーを含有することの外は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとることができる。静電荷像現像トナーを、単独で用いると一成分系の静電荷像現像剤として調製され、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電荷像現像剤として調製される。
一成分系現像剤として、現像スリーブ又は帯電部材と摩擦帯電して、帯電トナーを形成して、静電潜像に応じて現像する方法も適用できる。
キャリアとしては、特に限定されないが、通常、鉄粉、フェライト、酸化鉄粉、ニッケル等の磁性体粒子;磁性体粒子を芯材としてその表面をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチレン系樹脂、ロジン系樹脂、ポリエステル系樹脂、メラミン系樹脂などの樹脂やステアリン酸等のワックスで被覆し、樹脂被覆層を形成させてなる樹脂被覆キャリア;結着樹脂中に磁性体粒子を分散させてなる磁性体分散型キャリア等が挙げられる。中でも、樹脂被覆キャリアは、トナーの帯電性やキャリア全体の抵抗を樹脂被覆層の構成により制御可能となるため特に好ましい。
二成分系の静電荷像現像剤における本発明のトナーとキャリアとの混合割合は、通常、キャリア100重量部に対して、トナー2〜10重量部である。また、現像剤の調製方法は、特に限定されないが、例えば、Vブレンダー等で混合する方法等が挙げられる。
また、本発明の静電荷像現像粉砕トナー、静電荷像現像トナー及び静電荷像現像剤は、通常の静電荷像現像方式(電子写真方式)の画像形成方法に使用することができる。
本発明の画像形成方法は、潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記潜像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を熱定着する定着工程とを含む画像形成方法であって、前記トナーとして本発明の静電荷像現像粉砕トナー若しくは本発明の静電荷像現像トナー、又は、前記現像剤として本発明の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする。
上記の各工程は、いずれも画像形成方法において公知の工程が利用でき、例えば、特開昭56−40868号公報、特開昭49−91231号公報等に記載されている。
また、本発明の画像形成方法は、上記した工程以外の工程を含むものであってもよく、例えば、静電潜像担持体上に残留する静電荷像現像剤を除去するクリーニング工程等が好ましく挙げられる。本発明の画像形成方法においては、さらにリサイクル工程をも含む態様が好ましい。前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程において回収した静電荷像現像トナーを現像剤層に移す工程である。このリサイクル工程を含む態様の画像形成方法は、トナーリサイクルシステムタイプのコピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置を用いて実施することができる。また、クリーニング工程を省略し、現像と同時にトナーを回収する態様のリサイクルシステムにも適用することができる。
電子写真感光体の場合、該電子写真感光体の表面を、コロトロン帯電器、接触帯電器等により一様に帯電した後、露光し、静電潜像を形成する(潜像形成工程)。次いで、表面に現像剤層を形成させた現像ロールと接触若しくは近接させて、静電潜像にトナーの粒子を付着させ、電子写真感光体上にトナー像を形成する(現像工程)。形成されたトナー像は、コロトロン帯電器等を利用して紙等の被転写体表面に転写される(転写工程)。さらに、被転写体表面に転写されたトナー像は、定着機により熱定着され(定着工程)、最終的なトナー像が形成される。
なお、前記定着機による熱定着の際には、オフセット等を防止するため、通常、前記定着機における定着部材に離型剤が供給される。
<樹脂1の作製>
ビスフェノールA−エチレンオキサイド1mol付加物 31.5重量部
シクロヘキサンジカルボン酸 17.0重量部
ペンタデシルベンゼンスルホン酸(直鎖型=ノルマル型、以下同様) 0.15重量部
上記材料を混合し、撹拌機を備えた200mlのリアクターにを投入し、120℃で24時間大気圧下で重縮合を実施したところ、均一透明な非結晶性ポリエステル樹脂を得た。
少量サンプルを採取し、以下の物性を測定した。
GPCによる重量平均分子量 13,800
GPCによる数平均分子量 6,150
分子量分布 2.2
ガラス転移温度(オンセット) 52℃
上記分子量の測定には、ゲル・パーミュエーション・クロマトグラフィ(GPC)によって以下に記す条件で重量平均分子量Mwおよび数平均分子量Mnを測定した。温度40℃において、溶媒(テトラヒドロフラン)を毎分1.2mlの流速で流し、濃度0.2g/20mlのテトラヒドロフラン試料溶液を試料重量として3mg注入し測定を行う。試料の分子量測定にあたっては、当該試料の有する分子量が数種の単分散ポリスチレン標準試料により、作製された検量線の分子量の対数とカウント数が直線となる範囲内に包含される測定条件を選択する。
なお、測定結果の信頼性は、上述の測定条件で行ったNBS706ポリスチレン標準試料が、
重量平均分子量Mw=28.8×104
数平均分子量Mn=13.7×104
となることにより確認することができる。
また、GPCのカラムとしては、前記条件を満足するTSK−GEL、GMH(東洋曹達社製)等を用いた。
分子量分布は、次の式で算出した。
分子量分布MwD=重量平均分子量/数平均分子量
ポリエステルのガラス転移温度Tgの測定には、示差走査熱量計(島津製作所、DSC-50)を用いた。
<樹脂2の作製>
ビスフェノールA−エチレンオキサイド1mol付加物 31.5重量部
1,4−フェニレンジカルボン酸 19.5重量部
n−ドデカンスルホン酸 0.1重量部
上記材料を混合し、撹拌機を備えた200mlのリアクターにを投入し、120℃で24時間大気圧下で重縮合を実施したところ、均一透明な非結晶性ポリエステル樹脂を得た。
少量サンプルを採取し、以下の物性を測定した。
GPCによる重量平均分子量 14,300
GPCによる数平均分子量 6,200
分子量分布 2.3
ガラス転移温度(オンセット) 53℃
<樹脂3の作製>
ビスフェノールA−エチレンオキサイド1mol付加物 31.5重量部
1,4−フェニレンジプロパノイック酸 22.0重量部
3−フルオロ−4−ドデシルベンゼンスルホン酸 0.15重量部
(R4のハメット値σm=0.352)
上記材料を混合し、撹拌機を備えた200mlのリアクターにを投入し、120℃で24時間大気圧下で重縮合を実施したところ、均一透明な非結晶性ポリエステル樹脂を得た。
少量サンプルを採取し、以下の物性を測定した。
GPCによる重量平均分子量 19,300
GPCによる数平均分子量 8,040
分子量分布 2.4
ガラス転移温度(オンセット) 51℃
<樹脂4の作製>
ビスフェノールA−エチレンオキサイド1mol付加物 31.5重量部
シクロヘキサンジカルボン酸 17.0重量部
ペンタデシルベンゼンスルホン酸(ハード型、テイカ社製テイカパワーB150)
0.15重量部
上記材料を混合し、撹拌機を備えた200mlのリアクターにを投入し、120℃で24時間大気圧下で重縮合を実施したところ、均一透明な非結晶性ポリエステル樹脂を得た。
少量サンプルを採取し、以下の物性を測定した。
GPCによる重量平均分子量 10,900
GPCによる数平均分子量 4,550
分子量分布 2.4
ガラス転移温度(オンセット) 50℃
<樹脂5の作製>
1,9−ノナンジオール 16.0重量部
1,12−ドデカン二酸 23.0重量部
n−オクタデシルベンゼンスルホン酸 0.20重量部
上記材料を混合し、撹拌機を備えた200mlのリアクターにを投入し、120℃で24時間大気圧下で重縮合を実施したところ、均一透明な結晶性ポリエステル樹脂を得た。
少量サンプルを採取し、以下の物性を測定した。
GPCによる重量平均分子量 17,100
GPCによる数平均分子量 6,840
分子量分布 2.5
融点 72℃
<樹脂6の作製>
1,4−ブタンジオール 9.2重量部
1,9−アゼライン酸 19.0重量部
n−オクタデシルベンゼンスルホン酸 0.20重量部
上記材料を混合し、撹拌機を備えた200mlのリアクターにを投入し、120℃で24時間大気圧下で重縮合を実施したところ、均一透明な結晶性ポリエステル樹脂を得た。
少量サンプルを採取し、以下の物性を測定した。
GPCによる重量平均分子量 9,600
GPCによる数平均分子量 3,350
分子量分布 2.9
融点 54℃
<樹脂7の作製>
ビスフェノールA−エチレンオキサイド1mol付加物 31.5重量部
シクロヘキサンジカルボン酸 17.0重量部
n−オクチルベンゼンスルホン酸 0.10重量部
上記材料を混合し、撹拌機を備えた200mlのリアクターにを投入し、120℃で24時間大気圧下で重縮合を実施したところ、均一透明な非結晶性ポリエステル樹脂を得た。
少量サンプルを採取し、以下の物性を測定した。
GPCによる重量平均分子量 8,100
GPCによる数平均分子量 2,450
分子量分布 3.3
ガラス転移温度 49℃
<樹脂8の作製>
ビスフェノールA−エチレンオキサイド1mol付加物 31.5重量部
1,4−フェニレンジカルボン酸 19.5重量部
硫酸 0.05重量部
上記材料を混合し、撹拌機を備えた200mlのリアクターにを投入し、120℃で24時間大気圧下で重縮合を実施したところ、均一透明な非結晶性ポリエステル樹脂を得た。
少量サンプルを採取し、以下の物性を測定した。
GPCによる重量平均分子量 7,850
GPCによる数平均分子量 2,050
分子量分布 3.8
ガラス転移温度 49℃
<樹脂9の作製>
ビスフェノールA−エチレンオキサイド1mol付加物 31.5重量部
1,4−フェニレンジカルボン酸 19.5重量部
ジブチルスズオキシド 0.10重量部
上記材料を混合し、撹拌機を備えた200mlのリアクターにを投入し、120℃で24時間大気圧下で重縮合を実施したところ、白濁したポリエステルを得た。
少量サンプルを採取し、以下の物性を測定した。
GPCによる重量平均分子量 2,900
GPCによる数平均分子量 1,100
分子量分布 2.63
ガラス転移温度 30℃
<樹脂10の作製>
1,4−ブタンジオール 9.2重量部
1,6−アジピン酸 14.6重量部
n−オクタデシルベンゼンスルホン酸 0.20重量部
上記材料を混合し、撹拌機を備えた200mlのリアクターにを投入し、120℃で24時間大気圧下で重縮合を実施したところ、均一透明な結晶性ポリエステル樹脂を得た。
少量サンプルを採取し、以下の物性を測定した。
GPCによる重量平均分子量 7,100
GPCによる数平均分子量 1,850
分子量分布 3.8
融点 50℃
<樹脂11の作製>
ビスフェノールA−エチレンオキサイド1mol付加物 31.5重量部
シクロヘキサンジカルボン酸 17.0重量部
p−ニトロベンゼンスルホン酸 0.1重量部
(ニトロ基のHammet値σP 0=0.81)
上記材料を混合し、撹拌機を備えた200mlのリアクターにを投入し、120℃で24時間大気圧下で重縮合を実施したところ、均一透明な非結晶性ポリエステル樹脂を得た。
少量サンプルを採取し、以下の物性を測定した。
GPCによる重量平均分子量 6,200
GPCによる数平均分子量 2,100
分子量分布 2.9
ガラス転移温度 47℃
<樹脂12の作製>
1,9−ノナンジオール 16.0重量部
1,12−ドデカン二酸 23.0重量部
エタンスルホン酸 0.05重量部
上記材料を混合し、撹拌機を備えた200mlのリアクターにを投入し、120℃で24時間大気圧下で重縮合を実施したところ、均一透明な結晶性ポリエステル樹脂を得た。
少量サンプルを採取し、以下の物性を測定した。
GPCによる重量平均分子量 6,550
GPCによる数平均分子量 1,950
分子量分布 3.4
融点 64℃
CHDA:シクロヘキサンジカルボン酸
PDAA:1,4−フェニレンジカルボン酸
PDPA:1,4−フェニレンジプロパノイック酸
1,12−DDA:1,12−ドデカン二酸(1,10−デカンジカルボン酸)
BisA1EO:ビスフェノールA−エチレンオキサイド1mol付加物
1,9−ND:1,9−ノナンジオール
1,4−BD:1,4−ブタンジオール
PDBSA(直鎖型):n−ペンタデシルベンゼンスルホン酸
PDBSA(ハード型):ペンタデシルベンゼンスルホン酸(ハード型、テイカ社製テイカパワーB150)
DSA:n−ドデカンスルホン酸
フッ化DBSA:3−フルオロ−4−ドデシルベンゼンスルホン酸
ODBSA:n−オクタデシルベンゼンスルホン酸
OBSA:n−オクチルベンゼンスルホン酸
p−NBSA:p−ニトロベンゼンスルホン酸
上記樹脂1を撹拌機及び冷却管に付いた三口フラスコに投入し、95℃に保ちながら1N、NaOHを徐々に添加しながら撹拌を続けた。NaOH水溶液を総量で50重量部投入すると、樹脂はスラリー状を呈した。イオン交換水180重量部を85℃に調整したフラスコ中に本スラリー投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で10分間乳化した後、さらに超音波バス中にて、10分乳化し、室温水にてフラスコを冷却した。
これにより樹脂粒子のメジアン径が420nmのポリエステル樹脂粒子分散液(1)を得た。
ポリエチレンワックス 30重量部
(東洋ペトロライト社製、Polywax725、融点103℃)
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50) 3重量部
イオン交換水 67重量部
上記成分をホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で95℃に加熱しながら十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリン社製、ゴーリンホモジナイザー)で分散処理し、離型剤粒子分散液(W1)を調整した。得られた分散液中の離型剤粒子の個数平均粒子径D50nは460nmであった。その後イオン交換水を加えて、分散液の固形分濃度を30%に調整した。
シアン顔料(大日精化工業社製、C.I.Pigment Blue 15:3)
20重量部
アニオン系界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR) 2重量部
イオン交換水 78重量部
上記配合に従って、成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)5分間と超音波バスにより10分間分散し、シアン顔料分散液(C1)を得た。分散液中の顔料の数平均粒子径D50nは121nmであった。その後、イオン交換水を加えて分散液の固形分濃度を15%に調整した。
スチレン 460重量部
n−ブチルアクリレート 140重量部
アクリル酸 12重量部
ドデカンチオール 9重量部
前記成分を混合溶解して溶液を調製した。
他方、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製ダウファックス)12重量部をイオン交換水250重量部に溶解し、前記溶液を加えてフラスコ中で分散し乳化した(単量体乳化液A)。
さらに、同じくアニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製ダウファックス)1重量部を555重量部のイオン交換水に溶解し、重合用フラスコに仕込んだ。
重合用フラスコを密栓し、還流管を設置し、窒素を注入しながら、ゆっくりと攪拌しながら、75℃まで重合用フラスコをウォーターバスで加熱し、保持した。
過硫酸アンモニウム9重量部をイオン交換水43重量部に溶解し、重合用フラスコ中に定量ポンプを介して、20分かけて滴下した後、単量体乳化液Aをやはり定量ポンプを介して200分かけて滴下した。
その後、ゆっくりと撹拌を続けながら重合用フラスコを75℃に、3時間保持して重合を終了する。
これにより樹脂粒子のメジアン径が340nm、ガラス転移点が53.0℃、重量平均分子量が32,000、固形分量が42%のアニオン性樹脂粒子分散液Aを得た。
<シアントナー(トナーC1)の作製>
樹脂粒子分散液(1) 120重量部
樹脂粒子分散液A 40重量部
離型剤粒子分散液(W1) 33重量部
シアン顔料分散液(C1) 60重量部
ポリ塩化アルミニウム10重量%水溶液 15重量部
(浅田化学社製、PAC100W)
1%硝酸水溶液 3重量部
上記成分を、丸型ステンレス鋼製フラスコ中で、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて5,000rpmで3分間分散した後、前記フラスコに磁力シールを有した撹拌装置、温度計とpH計を具備した蓋をしてから、加熱用マントルヒーターをセットし、フラスコ中の分散液全体が撹拌される最低の回転数に適宜調節して撹拌しながら62℃まで1℃/1minで加熱し、62℃で30分間保持し、凝集粒子の粒径をコールターカウンター(日科機社製、TA II)で確認した。昇温停止後ただちに樹脂粒子分散液(L1)を50重量部追加し、30分間保持したのち、系内のpHが6.5になるまで水酸化ナトリウム水溶液を加えてから、1℃/1minで97℃まで加熱した。昇温後、硝酸水溶液を加えて系内のpHを5.0にして、10時間保持して凝集粒子を加熱融合した。この後系内を50℃まで降温、水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを12.0に調節して10分間保持した。その後フラスコから取り出し、イオン交換水を用いて充分にろ過、通水洗浄した後、さらに固形分量が10重量%となるようにイオン交換水中に分散し、硝酸を加えてpH3.0で10分間撹拌した後、再びイオン交換水を用いて充分にろ過、通水洗浄して得られたスラリーを凍結乾燥してシアントナー(トナーC1)を得た。
トナーの累積体積平均粒径D50と体積平均粒度分布指標GSDvはレーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)、また形状係数はルーゼックスによる形状観察でそれぞれ求めた。
トナー実施例1において、樹脂粒子分散液を(2)に代えた以外は同様の方法でサイアン着色粒子を得た。作製したトナーの測定の結果、累積体積平均粒径D50は5.9μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.23、形状係数は132であった。本トナーにトナー実施例1と同様に外添剤を外添しシアン外添トナーを得た。
トナー実施例1において、樹脂粒子分散液を(3)に代えた以外は同様の方法でサイアン着色粒子を得た。作製したトナーの測定の結果、累積体積平均粒径D50は6.1μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.24、形状係数は128であった。本トナーにトナー実施例1と同様に外添剤を外添しシアン外添トナーを得た。
トナー実施例1において、樹脂粒子分散液を(4)に代えた以外は同様の方法でサイアン着色粒子を得た。作製したトナーの測定の結果、累積体積平均粒径D50は6.1μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.22、形状係数は129であった。本トナーにトナー実施例1と同様に外添剤を外添しシアン外添トナーを得た。
トナー実施例1において、樹脂粒子分散液を(5)に代えた以外は同様の方法でサイアン着色粒子を得た。作製したトナーの測定の結果、累積体積平均粒径D50は6.0μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.25、形状係数は125であった。本トナーにトナー実施例1と同様に外添剤を外添しシアン外添トナーを得た。
トナー実施例1において、樹脂粒子分散液を(6)に代えた以外は同様の方法でサイアン着色粒子を得た。作製したトナーの測定の結果、累積体積平均粒径D50は6.0μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.28、形状係数は124であった。本トナーにトナー実施例1と同様に外添剤を外添しシアン外添トナーを得た。
トナー実施例1において、樹脂粒子分散液を(7)に代えた以外は同様の方法でサイアン着色粒子を得た。作製したトナーの測定の結果、累積体積平均粒径D50は6.1μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.30、形状係数は128であった。本トナーにトナー実施例1と同様に外添剤を外添しシアン外添トナーを得た。
トナー実施例1において、樹脂粒子分散液を(8)に代えた以外は同様の方法でサイアン着色粒子を得た。作製したトナーの測定の結果、累積体積平均粒径D50は5.9μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.31、形状係数は129であった。本トナーにトナー実施例1と同様に外添剤を外添しシアン外添トナーを得た。
トナー実施例1において、樹脂粒子分散液を(9)に代えた以外は同様の方法でサイアン着色粒子を得た。作製したトナーの測定の結果、累積体積平均粒径D50は5.8μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.35、形状係数は123であった。本トナーにトナー実施例1と同様に外添剤を外添しシアン外添トナーを得た。
トナー実施例1において、樹脂粒子分散液をに代えた以外は同様の方法でサイアン着色粒子を得た。作製したトナーの測定の結果、累積体積平均粒径D50は6.1μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.30、形状係数は123であった。本トナーにトナー実施例1と同様に外添剤を外添しシアン外添トナーを得た。
トナー実施例1において、樹脂粒子分散液をBに代えた以外は同様の方法でサイアン着色粒子を得た。作製したトナーの測定の結果、累積体積平均粒径D50は5.8μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.33、形状係数は126であった。本トナーにトナー実施例1と同様に外添剤を外添しシアン外添トナーを得た。
トナー実施例1において、樹脂粒子分散液を(12)に代えた以外は同様の方法でサイアン着色粒子を得た。作製したトナーの測定の結果、累積体積平均粒径D50は6.0μm、体積平均粒度分布指標GSDvは1.30、形状係数は127であった。本トナーにトナー実施例1と同様に外添剤を外添しシアン外添トナーを得た。
体積平均粒子径40μmのCu−Znフェライト微粒子100重量部にγ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.1重量部を含有するメタノール溶液を添加し、ニーダーで被覆した後、メタノールを留去し、さらに120℃で2時間加熱して上記シラン化合物を完全に硬化させた。この粒子に、パーフルオロオクチルエチルメタクリレート−メチルメタクレート共重合体(共重合比40:60)をトルエンに溶解させたものを添加し、真空減圧型ニーダーを使用してパーフルオロオクチルエチルメタクリレート−メチルメタクレート共重合体のコーティング量が0.5重量%となるように樹脂被覆型キャリアを製造した。
上述のように作製した各トナー4重量部を、得られた樹脂被覆型キャリア100重量部に混合して、静電荷像現像剤を作製した。これを以下に示す評価において現像剤として使用した。
上記のように作製した樹脂1、7及び9を用いて粉砕トナーを作製した。
樹脂1 85重量部
脂肪族炭化水素−芳香族炭化水素共重合石油樹脂 10重量部
(C5系石油留分(イソプレン)/C5系石油留分(ピペリレン)/イソプロペニルトルエン=モノマー重量比(1.5/1.5/97))
カーボンブラック(BPL、キャボット社製) 6重量部
ポリプロピレンワックス(P200、三井化学社製) 4重量部
ポリエチレンワックス(PE130、クラリアントジャパン社製) 1重量部
上記成分の混合物をバンバリーミキサーによって5分間溶融混練し、その後、圧延/冷却し、ハンマーミルで粗粉砕後、ジェットミルで微粉砕し、風力分級機で分級して、体積平均粒径9.0μmのトナー母体粒子を得た。このトナー母体粒子100重量部に対して、酸化チタン1.0重量部と疎水性シリカ0.3重量部をヘンシェルミキサーによって混合し、ブラックトナーを得た。また、このトナー6重量部と、フェライトコアにスチレン−アクリル樹脂2%をコーティングした粒径50μmのキャリア100重量部とを混合して現像剤を得た。
トナー実施例7において、樹脂1を樹脂7に代えた以外は同様の方法で、比較例4の現像剤を得た。トナーの体積平均粒径は9.2μmであった。
トナー実施例7において、樹脂1を樹脂9に代えた以外は同様の方法で、比較例5の現像剤を得た。トナーの体積平均粒径は9.5μmであり、ジェットミル粉砕後の粉砕トナーでトナー同士の緩い融着が認められた。
<粒子径分布>
水中分散、凝集合一法により製造するトナーについて、粒子径分布を次の指標により評価した。
○・・・GSDvが1.0以上1.25未満
△・・・GSDvが1.25以上1.30未満
×・・・GSDvが1.30以上
<ホットオフセット温度>
上記のように作製した実施例、比較例の全ての現像剤を用いて、画像形成装置(富士ゼロックス社製のDocuCentreColor500の改造機)により定着温度を変えて転写用紙に画像を形成し、ホットオフセット発生温度とコールドオフセット発生温度を評価した。ホットオフセット発生温度は、トナーが定着ロールに付着する最も低い定着温度を確認することにより求めた。
<コールドオフセットの発生>
設定温度を180℃に固定し、黒ベタ画像を3枚定着させた後に白紙を通してその白紙の汚れ具合からコールドオフセットを評価した。
Claims (10)
- 前記スルホ基を基準とするハメット値が0.2以上である基が、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、カルバモイル基、一置換若しくは二置換カルバモイル基、シアノ基、パーハロゲノアルキル基、チオシアナト基、スルファモイル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ニトロ基、アルキニル基、及び、アリーロキシ基(スルホ基のm位のみ)よりなる群から選ばれた基である請求項1に記載の静電荷像現像トナー用結着樹脂の製造方法。
- 前記式(II)で表される化合物が、o−フルオロ−p−オクチルベンゼンスルホン酸、m−フルオロ−p−オクチルベンゼンスルホン酸、o−フルオロ−p−デシルベンゼンスルホン酸、m−フルオロ−p−デシルベンゼンスルホン酸、o−フルオロ−p−ドデシルベンゼンスルホン酸、m−フルオロ−p−ドデシルベンゼンスルホン酸、o−フルオロ−p−ペンタデシルベンゼンスルホン酸、m−フルオロ−p−ペンタデシルベンゼンスルホン酸、o−フルオロ−p−オクタデシルベンゼンスルホン酸、m−フルオロ−p−オクタデシルベンゼンスルホン酸、o−クロロ−p−オクチルベンゼンスルホン酸、m−クロロ−p−オクチルベンゼンスルホン酸、o−クロロ−p−デシルベンゼンスルホン酸、m−クロロ−p−デシルベンゼンスルホン酸、o−クロロ−p−ドデシルベンゼンスルホン酸、m−クロロ−p−ドデシルベンゼンスルホン酸、o−クロロ−p−ペンタデシルベンゼンスルホン酸、m−クロロ−p−ペンタデシルベンゼンスルホン酸、o−クロロ−p−オクタデシルベンゼンスルホン酸、及び、m−クロロ−p−オクタデシルベンゼンスルホン酸よりなる群から選ばれた化合物である請求項1に記載の静電荷像現像トナー用結着樹脂の製造方法。
- 前記式(II)で表される化合物が、m−フルオロ−p−ドデシルベンゼンスルホン酸である、請求項3に記載の静電荷像現像トナー用結着樹脂の製造方法。
- 少なくとも結着樹脂を含む樹脂粒子が分散媒に分散している樹脂粒子分散液であって、
前記結着樹脂が、請求項1〜4のいずれか1つに記載の製造方法により製造された静電荷像現像トナー用結着樹脂を含む
静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液。 - 少なくとも結着樹脂を含む粉砕トナーであって、
前記結着樹脂が、請求項1〜4のいずれか1つに記載の製造方法により製造された静電荷像現像トナー用結着樹脂である
静電荷像現像粉砕トナー。 - 少なくとも樹脂粒子分散液を含む分散液中で該樹脂粒子を凝集して凝集粒子を得る工程、及び、
該凝集粒子を加熱して融合させる工程を含む静電荷像現像トナーの製造方法であって、
前記樹脂粒子分散液が請求項5に記載の静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液である
静電荷像現像トナーの製造方法。 - 請求項7に記載の製造方法により製造された静電荷像現像トナー。
- 請求項6に記載の静電荷像現像粉砕トナー又は請求項8に記載の静電荷像現像トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤。
- 潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、
前記潜像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を熱定着する定着工程を含む画像形成方法であって、
前記トナーとして請求項6に記載の静電荷像現像粉砕トナー若しくは請求項8に記載の静電荷像現像トナー、又は、前記現像剤として請求項9に記載の静電荷像現像剤を用いる
画像形成方法。
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