JP6021538B2 - トナーの製造方法 - Google Patents
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Description
R2は、水素原子、ヒドロキシル基、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は炭素数1以上18以下のアルコキシ基を示し、
R3は、水素原子、又はメチル基を示し、
mは、1以上3以下の整数を示し、
nは、0以上3以下の整数を示し、nが2又は3である場合、R1はそれぞれ独立して選択され、
M1は、水素原子、アルカリ金属、NH4またはこれらの混合物を示す。)
i)ポリエステル構造に含まれるカルボキシル基やヒドロキシル基の反応残基を利用して、有機反応により、式(21)の構造Bに変換する方法;
ii)式(21)の構造Bを置換基として有する多価アルコールまたは多価カルボン酸を用いてポリエステルを作製する方法;
iii)多価アルコールまたは多価カルボン酸に、式(21)の構造Bを置換基として導入させやすい官能基をあらかじめ導入しておく方法;
等が挙げられる。
iv)式(21)の構造Bを置換基として含有するポリエステル樹脂をビニル単量体によりハイブリッド化する方法;
v)ビニル単量体としてアクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基を有するものを用いて重合した後に、そのカルボキシル基を有機反応により、式(21)の構造Bに変換する方法;
vi)式(21)の構造Bを有するビニル単量体を用いてポリエステル樹脂をハイブリッド化する方法;
等が挙げられる。
本発明で用いられる樹脂の分子量及び分子量分布はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、ポリスチレン換算で算出される。酸基を有する樹脂の分子量を測定する場合は、カラム溶出速度が酸基の量にも依存してしまうため、予め酸基をキャッピングした試料を用意する必要がある。キャッピングにはメチルエステル化が好ましく、市販のメチルエステル化剤が使用できる。具体的には、トリメチルシリルジアゾメタンで処理する方法が挙げられる。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。本発明における酸価は、JIS K 0070−1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
滴定装置:電位差滴定装置AT−510(京都電子工業株式会社製)
電極:複合ガラス電極ダブルジャンクション型(京都電子工業株式会社製)
滴定装置用制御ソフトウエア:AT−WIN
滴定解析ソフト:Tview
滴定時における滴定パラメーター並びに制御パラメーターは下記のように行う。
滴定パラメーター
滴定モード:ブランク滴定
滴定様式:全量滴定
最大滴定量:20ml
滴定前の待ち時間:30秒
滴定方向:自動
制御パラメーラー
終点判断電位:30dE
終点判断微分値:50dE/dmL
終点検出範囲の設定:設定しない
制御速度モード:標準
ゲイン:1
データ採取電位:4mV
データ採取滴定量:0.1ml
測定サンプル0.100gを250mlのトールビーカーに精秤し、トルエン/エタノール(3:1)の混合溶液150mlを加え、1時間かけて溶解する。前記電位差滴定装置を用い、前記水酸化カリウムエチルアルコール溶液を用いて滴定する。
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(3:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
A=[(C−B)×f×5.611]/S
(式中、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウムエチルアルコール溶液の添加量(ml)、C:本試験の水酸化カリウムエチルアルコール溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。)
水酸基価とは,試料1gをアセチル化するとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。本発明における水酸基価はJIS K 0070−1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
滴定装置:電位差滴定装置AT−510(京都電子工業株式会社製)
電極:複合ガラス電極ダブルジャンクション型(京都電子工業株式会社製)
滴定装置用制御ソフトウエア:AT−WIN
滴定解析ソフト:Tview
滴定時における滴定パラメーター並びに制御パラメーターは下記のように行う。
滴定パラメーター
滴定モード:ブランク滴定
滴定様式:全量滴定
最大滴定量:80ml
滴定前の待ち時間:30秒
滴定方向:自動
制御パラメーラー
終点判断電位:30dE
終点判断微分値:50dE/dmL
終点検出範囲の設定:設定しない
制御速度モード:標準
ゲイン:1
データ採取電位:4mV
データ採取滴定量:0.5mL
粉砕した測定サンプル2.00gを200mL丸底フラスコに精秤し、これに前記のアセチル化試薬5.00mLを、ホールピペットを用いて正確に加える。この際、試料がアセチル化試薬に溶解しにくいときは、特級トルエンを少量加えて溶解する。
試料を用いない以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
A=[{(B−C)×28.05×f}/S]+D
樹脂中の式(21)で示される構造Bの含有量(μmol)の算出は、重合体中に含まれる硫黄元素量(ppm)を測定し、その硫黄元素量から算出することができる。具体的には、重合体を自動試料燃焼装置(装置名:イオンクロマトグラフ用前処理装置AQF−100型(装置仕様:オートボートコントローラー ABC型、AQF−100、GA−100の一体型 株式会社ダイアインスツルメンツ製)に導入し、重合体を燃焼ガス化し、そのガスを吸収液(H2O2、30ppmの水溶液)に吸収させる。次に、イオンクロマトグラフィー(装置名:イオンクロマトグラフ ICS2000、カラム:IONPACAS17、日本ダイオネクス株式会社製)により、吸収液中に含まれるSO4量を測定することで重合体中に含まれる硫黄元素量(ppm)を算出する。得られた重合体中の硫黄元素量(ppm)より、重合体中の式(21)で示される構造Bの含有量(μmol)を算出する。尚、構造Bの構造特定は、後述するNMRを用いた解析により行うことができる。
式(21)で示される構造Bのトナー1g当たりの含有量(μmol/g)は、トナー中に含まれる硫黄元素量(ppm)を測定し、その硫黄元素量から算出することができる。測定は上述の硫黄元素量の測定と同様で行うことができる。
構造Bを有する重合体及び重合性単量体の構造は、核磁気共鳴装置(1H−NMR、13C−NMR)並びにFT−IRスペクトルを用いて決定することができる。以下に本発明に用いることができる装置について記す。
(i)1H−NMR、13C−NMR
日本電子製FT−NMR JNM−EX400(使用溶媒 重クロロホルム)
(ii)FT−IRスペクトル
Nicolet社製 AVATAR360FT−IR
ビニル基を有する金属化合物中の金属量については、蛍光X線により定量する。蛍光X線の測定は、JIS K 0119−1969に準ずるが、具体的には以下の通りである。
トナー中の金属量は、結合誘導プラズマ発光分光分析装置(ICP−AES(SII社製))により定量する。前処理として、各サンプル100.0mgに硝酸8.00mlを使用して酸分解を行う。その後、全体で50.00gになるように超純水を加え、測定サンプルとした。0、0.50、1.00、5.00、10.00、20.00ppmの6点から検量線を作成し、各サンプルに含まれている金属量の定量を行う。なお、硝酸8.0mlに超純水を加え、全体で50.00gとしたものをブランクとして測定し、ブランクの金属量は差し引いている。
トナーの重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを2ml添加する。(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)を算出する。尚、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)であり、前記専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
(工程1)
2,5−ジヒドロキシ安息香酸100gと80%硫酸1441gとを50℃に加熱しながら混合し、この混合液にtert−ブチルアルコール144gを加えて50℃で30分間撹拌した。次に、混合液にtert−ブチルアルコール144gを加え50℃で30分間撹拌する操作を3回行った。反応液を室温まで冷却してから、氷水1.00kgに徐々に注ぎ、析出物を濾過した。析出物を水洗し、更にヘキサンにより洗浄した。ここで得られた析出物をメタノール200mLに溶解させ、水3.60Lに再沈殿させた。濾過後、80℃にて乾燥させることで下記式(24)に示すサリチル酸中間体74.9g得た。
得られたサリチル酸中間体 25.0gをメタノール150mLに溶解させた。この溶解液に炭酸カリウム36.9gを加えて65℃に加熱した。4−(クロロメチル)スチレン18.7gとメタノール100mLに混合溶解させた溶解液を作製し、これをサリチル酸中間体が入った溶解液に滴下し、65℃にて3時間反応させた。得られた反応液を冷却してから、濾過し、濾液中のメタノールを減圧留去して析出物を得た。得られた析出物を塩酸によりpH=2に調整した水1.50Lに分散させ、酢酸エチルを加えて抽出した。その後、水洗してから、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下、酢酸エチルを留去することにより析出物を得た。析出物をヘキサン洗浄してから、トルエン/酢酸エチルにて再結晶し、下記式(A−1)に示す芳香族系化合物A−1を20.1g得た。
2,5−ジヒドロキシ安息香酸 100.0gをメタノール2Lに溶解させ、炭酸カリウム88.3gを加えて67℃に加熱した。この溶解液に4−(クロロメチル)スチレン102.0gを22分かけて滴下し、67℃にて12時間反応させた。得られた反応液を冷却し、メタノールを減圧留去することで残渣を得た。得られた残渣にヘキサンを加えて洗浄した。ろ過した後、残渣をメタノールに溶解させ水に滴下し、再沈殿させ析出物を得た。得られた析出物をろ過により回収した。この再沈殿操作を2回繰り返し、得られた析出物を80℃で乾燥させ、下記構造を有する化合物A−2を48.7g得た。
tert−ブチルアルコール144gを2−オクタノール253gに変更すること以外は、芳香族系化合物A−1の合成(工程1)と同じ方法で、サリチル酸中間体を得た。ここで得られたサリチル酸中間体32gを用いること以外は、芳香族系化合物A−1の合成(工程2)と同じ方法で、下記式(A−3)の芳香族系化合物A−3を得た。
式(24)のサリチル酸中間体を2,5−ジヒドロキシ−3−メトキシ安息香酸22gに変更すること以外は、芳香族系化合物A−1の合成(工程2)と同じ方法で、下記式(A−4)の芳香族系化合物A−4を得た。
2,4−ジヒドロキシ安息香酸 78.6gをメタノール400mLに溶解させ、炭酸カリウム152.0gを加えて60℃に加熱した。これにメタノール100mLに溶解させた4−(クロロメチル)スチレン87.9gを滴下した。滴下後、60℃にて2.5時間反応させた。反応液を冷却した後、濾過して析出物を得た。得られた析出物をメタノールで洗浄した。
2,3−ジヒドロキシ安息香酸53.9gをメタノール280mLに溶解させ、これに炭酸カリウム106gを加え、65℃で、30分間撹拌した。これに4−クロロメチルスチレン61.7gを1時間かけて滴下した。滴下後、還流下において3時間反応した後、室温まで冷却し、析出物をろ過した後、メタノールで洗浄した。ろ液中のメタノールを減圧下除去し、茶色半固体を得た。この茶色半固体を酢酸エチル、水に分散し、塩酸でpH1に調整した。酢酸エチル層を飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下溶媒を除去し、淡黄色固体124.3gを得た。この淡黄色固体をトルエンで再結晶し、下記式(A−6)の芳香族系化合物A−6を54.5g得た。
2,4−ジヒドロキシ安息香酸78.6gをメタノール400mLに溶解させ、これに炭酸カリウム152.0gを加え、60℃で30分間撹拌した。これに、メタノール50mLに溶解した3−(クロロメチル)スチレンと4−(クロロメチル)スチレンの混合物(AGCセイケミカル社製、商品名「CMS−P」)83.5gを1時間かけて滴下した。還流下において3時間反応させた後、室温まで冷却し、析出物をろ過した後、メタノールで洗浄した。析出物を水1Lに加え、塩酸にてpH1にして、30分間撹拌後、ろ過した後、水で洗浄した。80℃で48時間乾燥し、下記式(A−7)の芳香族系化合物A−7(混合物)を76.2g得た。
4−(クロロメチル)スチレンを4−(3−クロロプロピル)スチレンに変更すること以外は、芳香族系化合物A−1の合成(工程2)と同じ方法で、下記式(A−8)の芳香族系化合物A−8を得た。
水400mlに20%水酸化ナトリウム水溶液70.4gを加え、次いで芳香族系化合物A−1を40.0g加え、90℃に加熱した。この液に、水340mlに25.7%硫酸アルミニウム水溶液60.0gを加え、90℃に加熱した溶液を30分間で加え、95℃で2時間加熱した。次に、ろ過し、洗浄液の電気伝導度が300μS/cm以下になるまで水で洗浄し、80℃にて48時間乾燥し、ビニル基を有する金属化合物CA−1を40.1gを得た。
水130mlに20.5%水酸化ナトリウム水溶液16.2gを加え、次いで芳香族系化合物A−2を10.8g加え、90℃に加熱した。この液に、水440mlに25.7%硫酸アルミニウム水溶液77.2gを加え、90℃に加熱した溶液を30分間で加え、95℃で2時間加熱した。その後、室温まで冷却した後、析出物をろ過し、ろ液の電気伝導度が300μS/cm以下になるまで水で洗浄した。得られた析出物を80℃にて12時間乾燥し、ビニル基を有する金属化合物CA−2 10.5gを得た。ビニル基を有する金属化合物CA−2について、蛍光X線によりアルミニウムを定量した。アルミニウムの含有量を表2に示す。
芳香族系化合物A−1を芳香族系化合物A−3に変更する以外はビニル基を有する金属化合物CA−1と同様の方法でビニル基を有する金属化合物CA−3を得た。ビニル基を有する金属化合物CA−3について、蛍光X線によりアルミニウムを定量した。アルミニウムの含有量を表2に示す。
芳香族系化合物A−1を芳香族系化合物A−4に変更する以外はビニル基を有する金属化合物CA−1と同様の方法でビニル基を有する金属化合物CA−4を得た。ビニル基を有する金属化合物CA−4について、蛍光X線によりアルミニウムを定量した。アルミニウムの含有量を表2に示す。
水519mLに25.7%の硫酸アルミニウム水溶液 90.6gを加え、95℃に加熱した。この液に、水500mLに20%水酸化ナトリウム溶液73.7gを加え、次いで芳香族系化合物A−5を50.0g加え、95℃に加熱した溶液を、25分間かけて加え、95℃で3時間反応させた。反応終了後、室温まで冷却してから、析出物を濾過し、ろ液の電気伝導度が300μS/cm以下になるまで水で洗浄した。得られた析出物を80℃にて48時間乾燥し、ビニル基を有する金属化合物CA−5を57.2g得た。ビニル基を有する金属化合物CA−5について、蛍光X線によりアルミニウムを定量した。アルミニウムの含有量を表2に示す。
芳香族系化合物A−2を芳香族系化合物A−6に変更する以外はビニル基を有する金属化合物CA−2と同様の方法でビニル基を有する金属化合物CA−6を得た。ビニル基を有する金属化合物CA−6について、蛍光X線によりアルミニウムを定量した。アルミニウムの含有量を表2に示す。
芳香族系化合物A−2を芳香族系化合物A−7に変更する以外はビニル基を有する金属化合物CA−2と同様の方法でビニル基を有する金属化合物CA−7を得た。ビニル基を有する金属化合物CA−7について、蛍光X線によりアルミニウムを定量した。アルミニウムの含有量を表2に示す。
水400mLに20%水酸化ナトリウム溶液70.4gを加え、次いで芳香族系化合物A−1を40.0g加え、90℃に加熱した。この液に、水340mLに25.7%の硫酸アルミニウム水溶液43.0gを加え90℃に加熱した溶液を30分間で加え、90℃で2時間反応させた。反応終了後、室温まで冷却してから、析出物を濾過し、ろ液の電気伝導度が300μS/cm以下になるまで水で洗浄した。得られた析出物を80℃にて48時間乾燥し、ビニル基を有する金属化合物CA−8を37.2g得た。得られたビニル基を有する金属化合物CA−8について、蛍光X線によりアルミニウムを定量した。アルミニウムの含有量を表2に示す。
水500mlに20.5%水酸化ナトリウム水溶液16.2gを加え、次いで芳香族化合物A−2を10.8g加え、90℃に加熱した。この液に、90℃に加熱した26.8%塩化亜鉛水溶液59.4gを、30分間かけて加え、95℃で2時間加熱し反応させた。その後、室温まで冷却した後、ろ過し、ろ液の電気伝導度が300μS/cm以下になるまで水で洗浄した。得られた析出物を80℃にて24時間乾燥し、ビニル基を有する金属化合物CA−9 13.1gを得た。ビニル基を有する金属化合物CA−9について、蛍光X線により亜鉛を定量した。亜鉛の含有量を表2に示す。
20.5%水酸化ナトリウム水溶液16.2g、芳香族系化合物A−2 10.8gを水500mlに加え、90℃まで加熱した。これに26.8%硫酸クロム水溶液84.9gを30分間かけて滴下し、95℃まで加熱後、2時間反応させた。室温まで冷却した後、ろ過し、ろ液の電気伝導度が300μS/cm以下になるまで水で洗浄した。得られた析出物を80℃で一晩乾燥後、12.9gを得た。ビニル基を有する金属化合物CA−10中について、蛍光X線によりクロムを定量した。クロムの含有量を表2に示す。
芳香族系化合物A−1を芳香族系化合物A−8に変更する以外はビニル基を有する金属化合物CA−1と同様の方法でビニル基を有する金属化合物CA−11を得た。ビニル基を有する金属化合物CA−11について、蛍光X線によりアルミニウムを定量した。アルミニウムの含有量を表2に示す。
構造Bを有する単量体として式(25)で示される2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸を用いた。
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した反応容器に、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸1500g、トリメチルオルトフォルメート2060g、p−ベンゾキノン1.5gを仕込み、80℃で5時間反応させた。反応混合物を冷却し、減圧濃縮を行った。析出した結晶をろ過後、水5Lに加え、分散洗浄後、ろ過し、水2.5Lで2回洗浄を行った。得られた結晶を30℃で順風乾燥させて、ヘキサン4Lで分散洗浄し、ろ過した。得られた結晶を30℃で減圧乾燥させて、式(26)で示される2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸メチルを1063g得た。
撹拌機、温度計、窒素導入管を付した反応容器に、2−アミノ−5−メトキシベンゼンスルホン酸788g、トリエチルアミン642g、テトラヒドロフラン4Lを仕込み、5℃以下でメタクリル酸クロライド352gを15分かけて滴下した。5℃以下に保持したまま6時間撹拌した。5℃以下に保持しながら反応混合物に濃塩酸800ml、水12.8Lを注加して分液し、有機層を2%塩酸6.4Lで洗浄してから、水6.4Lで3回洗浄した。得られた溶液を減圧濃縮し、結晶を得た。得られた結晶を撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した反応容器に仕込み、トリメチルオルトフォルメート1680g、p−ベンゾキノン1.5gを仕込み、80℃で10時間反応させた。反応混合物を冷却し、減圧濃縮を行った。析出した結晶をろ過後、水5Lに加え、分散洗浄後、ろ過し、水2.5Lで2回洗浄を行った。得られた結晶を30℃で順風乾燥させてから、カラムクロマトグラフィー(シリカゲル5kg、移動相ヘキサン/酢酸エチル=1/1)にて精製し、式(27)で示される2−アクリルアミド−5−メトキシベンゼンスルホン酸メチルを383g得た。
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した反応容器にキシレン200部を仕込み、窒素気流下で還流した。
・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸 6.00部
・スチレン 78.0部
・2−エチルヘキシルアクリレート 16.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 5.00部
上記の材料を混合し、前記反応容器に撹拌しながら滴下し10時間保持した。その後、蒸留を行い、溶剤を留去し、減圧下40℃で乾燥し重合体B−1を得た。重合体B−1は元素分析による硫黄原子の定量を行った。重合体中のスルホン酸に由来したユニット(構造B)の含有量を表3に示す。
下記材料を用いる以外は重合体B−1と同様に重合体B−2の合成を行い、重合体B−2を得た。
・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸メチル 12.0部
・スチレン 72.0部
・2−エチルヘキシルアクリレート 16.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 5.00部
重合体B−2は元素分析による硫黄原子の定量を行った。重合体中のスルホン酸メチルに由来したユニット(構造B)の含有量を表3に示す。
下記材料を用いる以外は重合体B−1と同様に重合体B−3の合成を行い、重合体B−3を得た。
・2−アクリルアミド−5−メトキシベンゼンスルホン酸メチル 16.0部
・スチレン 74.0部
・n−ブチルアクリレート 10.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 5.00部
重合体B−3は元素分析による硫黄原子の定量を行った。重合体中のスルホン酸メチルに由来したユニット(構造B)の含有量を表3に示す。
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2.2モル付加物 67.8部
・テレフタル酸 22.2部
・無水トリメリット酸 10.0部
・酸化ジブチル錫 0.005部
を4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー、及び窒素導入管を取りつけ窒素雰囲気下、220℃で5時間反応させ、ポリエステル樹脂PES−1を得た。
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した反応容器にキシレン200部を仕込み、窒素気流下で還流した。
・スチレン 78.0部
・n−ブチルアクリレート 20.0部
・メタクリル酸 2.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 5.0部
を混合し、前記反応容器に撹拌しながら滴下し10時間保持した。その後、蒸留を行って溶剤を留去し、減圧下40℃で乾燥しスチレンアクリル樹脂SA−1を得た。
顔料分散ペーストの作製:
〈仕込み比〉
・スチレン 80.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 14.0部
・化合物CA−1 1.00部
上記材料を容器中でよくプレミックスさせ、それを20℃以下に保ったままビーズミルで5時間分散し、顔料分散ペーストを作製した。
イオン交換水1150部に0.1モル/リットル−Na3PO4水溶液390部を投入し、60℃に加温してから、クレアミックス(エム・テクニック社製)を用いて、11000rpmにて撹拌した。これに1.0モル/リットル−CaCl2水溶液を58部添加し、Ca3(PO4)2を含む分散液を得た。
・上記顔料分散ペースト 38.0部
(上記顔料分散ペーストには化合物CA−1が0.400部含有している)
・スチレン 34.0部
・n−ブチルアクリレート 15.0部
・パラフィンワックス(HNP−7:日本精蝋製) 8.00部
・ポリエステルPES−1 5.00部
・重合体B−1 0.600部
これらを60℃に加温し、溶融、分散して単量体混合物を得る。さらに、60℃に保持しながら、重合開始剤として、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5.00部加えて溶解し、単量体組成物を得た。
下記のように二成分現像剤を作製した。
帯電量の測定は二成分現像剤30gを分取し、高温高湿環境(30℃/80%)で3昼夜放置し、その後50mLの絶縁性のプラスチック容器に入れ、200回/分の速度で500回振とうさせ、図1の装置を用いて測定した。評価は測定した帯電量の絶対値を下記基準により判断した。
Aランク:60.0mC/kg以上
Bランク:45.0mC/kg以上60.0mC/kg未満
Cランク:30.0mC/kg以上45.0mC/kg未満
Dランク:15.0mC/kg以上30.0mC/kg未満
Eランク:15.0mC/kg未満
図1に示す底に500メッシュ(目開き25μm)のスクリーン3のある金属製の測定容器2に摩擦帯電量を測定しようとする二成分現像剤を0.500gを入れ金属製のフタ4をする。このときの測定容器2全体の質量を秤りWl(g)とする。次に、吸引機1(測定容器2と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口7から吸引し風量調節弁6を調整して真空計5の圧力を250mmAqとする。この状態で充分、好ましくは2分間吸引を行いトナーを吸引除去する。
摩擦帯電量(mC/kg)=(C×V)/(W1−W2)
二成分現像剤の放置環境が、低温低湿環境(15℃/10%)である以外は前述の高温高湿下でのトナー帯電量の評価に記載の方法と同様にトナー帯電量の測定を行った。評価は低温低湿時と高温高湿時の帯電量の比(低温低湿下の帯電量/高温高湿下の帯電量)の絶対値を計算し、下記基準により判断した。
Aランク:1.30未満
Bランク:1.30以上1.50未満
Cランク:1.50以上2.00未満
Dランク:2.00以上
下記のように二成分現像剤を作製した。
Aランク:1.20未満
Bランク:1.20以上1.40未満
Cランク:1.40以上1.60未満
Dランク:1.60以上1.80未満
Eランク:1.80以上
評価トナーを50mLの絶縁性のプラスチック容器に0.60g秤量し、高温高湿環境下(50℃/95%RH)に3日間放置する。これを常温常湿下(23℃、55%RH)の環境に3日間放置したのちに前記磁性キャリアF813−300(パウダーテック社製)29.40gと混合し、振とう器(YS−LD:(株)ヤヨイ製)で、200回/分の速度で1分間振とうを行う。
Aランク:0.85以上
Bランク:0.80以上0.85未満
Cランク:0.70以上0.80未満
Dランク:0.70未満
得られたトナーの顔料分散性を評価するため、ミクロトームによりトナーの超薄切片を作製し、透過型電子顕微鏡(TEM)にて観察する。必要に応じて酸化ルテニウムまたはオスミウム酸などにより切片を染色する。評価基準としては、顔料によって基準は異なるが、顔料が一次粒径として分散されているか、顔料の偏析やトナー表層へのはみ出しがないかを観察し、以下の基準でランク付けを行った。
Aランク:顔料が1次粒径に分散し、トナー全体に均一に存在している
Bランク:顔料が凝集した部分が存在し、不均一に存在している
Cランク:顔料が凝集し、トナー表面にはみ出している顔料が多数観察される
評価には上記二成分現像剤、カラー複写機CLC5500(キヤノン社製)を用いる。紙上(カラーレーザーコピア用紙TKCLA4、キヤノン製)に、載り量を7段階に変化させて定着画像を形成させる。トナー載り量は、0.10mg/cm2、0.20mg/cm2、0.30mg/cm2、0.40mg/cm2、0.50mg/cm2、0.60mg/cm2、0.70mg/cm2とする。
カラートナーの各定着画像について、Gretag Macbeth社製Spectroscanを用い(測定条件:D65、視野角2度)、CIE a*、b*を測定する。7段階の載り量に対する色度をプロットし、各点をなめらかに結ぶ曲線を引きC*とL*の関係を求める。この関係より、L*=70におけるC*の値、及びC*=50におけるL*の値を求めた。尚、C*の値は、C*=((a*)2+(b*)2)1/2で求められる。Aランク:L*=70の時のC*の値が35.0以上、且つC*=50の時のL*の値が65.0以上である。(画像彩度が優れる)
Bランク:L*=70の時のC*の値が30.0以上、且つC*=50の時のL*の値が60.0以上である。(色再現性は狭くなるが良好な画像)
Cランク:L*=70の時のC*の値が30.0未満、又はC*=50の時のL*の値が60.0未満である。(色再現性に劣る)
前述したようにカラートナーと同様の定着画像を作成する。ブラックトナーの各定着画像について、画像濃度をマクベス反射濃度計(マクベス社製)で測定する。
載り量0.30mg/cm2および0.40mg/cm2における画像濃度の差(D0.4−D0.3)と、載り量0.7mg/cm2における画像濃度(D0.7)の比により下記のように評価を行った。
Aランク: (D0.4−D0.3)/(D0.7)<1.10
Bランク:1.10≦(D0.4−D0.3)/(D0.7)<1.25
Cランク:1.25≦(D0.4−D0.3)/(D0.7)
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いずに化合物CA−2を1.00部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー2を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いずに化合物CA−3を1.00部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー3を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いずに化合物CA−4を1.00部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー4を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いずに化合物CA−5を1.00部用いたこと、トナー粒子作製において、ポリエステルPES−1を用いずにスチレンアクリル樹脂SA−1を5.00部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー5を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いずに化合物CA−6を1.00部用いたこと、トナー粒子作製において、ポリエステルPES−1を用いずにスチレンアクリル樹脂SA−1を5.00部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー6を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いずに化合物CA−7を1.00部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー7を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いずに化合物CA−8を1.00部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー8を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いずに化合物CA−9を1.00部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー9を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いずに化合物CA−10を1.00部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー10を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
顔料分散ペーストの作製:
(仕込み比)
・スチレン 80.0部
・カーボンブラック 14.0部
・化合物CA−1 1.00部
上記材料を容器中でよくプレミックスしてから、それを20℃以下に保ったままビーズミルで4時間分散し、顔料分散ペーストを得た。
イオン交換水1200部に0.1モル/リットル−Na3PO4水溶液350部を投入し、60℃に加温した。その後、クレアミックス(エム・テクニック社製)を用いて11,000rpmにて撹拌する。これに1.0モル/リットル−CaCl2水溶液52部を添加し、Ca3(PO4)2を含む分散媒体を得た。
・上記顔料分散ペースト 38.0部
(上記顔料分散ペーストには化合物CA−1が0.400部含有されている)
・スチレン 30.0部
・n−ブチルアクリレート 17.0部
・エステルワックス 10.0部
(主成分C19H39COOC20H41、融点68.6℃)
・ポリエステルPES−1 5.00部
・重合体B−1 0.600部
これらを60℃に加温し、溶解・分散して単量体混合物を得る。さらに60℃に保持しながら、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5部を加えて溶解し、単量体組成物を得た。
実施例1において、着色剤のC.I.ピグメントブルー15:3を用いずにキナクリドン(Pigment Violet 19)を14.0部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー12を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られるトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1のトナー粒子作製において、重合体B−1を用いずに重合体B−2を0.600部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー13を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1のトナー粒子作製において、重合体B−1を用いずに重合体B−3を0.600部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー14を得た。得られるトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を0.0500部用いたこと(顔料分散ペースト38.0部中に化合物CA−1が0.0532部含有されている)以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー15を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を0.100部用いたこと(顔料分散ペースト38.0部中に化合物CA−1が0.106部含有されている)以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー16を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られるトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1のトナー粒子作製において、化合物CA−1を更に0.400部用いたこと(顔料分散ペースト38.0部中に化合物CA−1が0.400部含有されており、化合物CA−1は合計で0.800部用いられている)以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー17を得た。得られるトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1のトナー粒子作製において、化合物CA−1を更に1.60部用いたこと(顔料分散ペースト38.0部中に化合物CA−1が0.400部含有されており、化合物CA−1は合計で2.00部用いられている)以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー18を得る。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1のトナー粒子作製において、化合物CA−1を更に3.60部用いたこと(顔料分散ペースト38.0部中に化合物CA−1が0.400部含有されており、化合物CA−1は合計で4.00部用いられている)以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー19を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1のトナー粒子作製において、化合物CA−1を更に4.60部用いたこと(顔料分散ペースト38.0部中に化合物CA−1が0.400部含有されており、化合物CA−1は合計で5.00部用いられている)以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー20を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1のトナー粒子作製において、重合体B−1を0.0500部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー21を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1のトナー粒子作製において、重合体B−1を0.100部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー22を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1のトナー粒子作製において、重合体B−1を2.40部用いたこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー23を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を0.0300部用いたこと(顔料分散ペースト38.0部中に化合物CA−1が0.0319部含有されている)、トナー粒子作製において重合体B−1を用いないこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー24を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を0.0500部用いたこと(顔料分散ペースト38.0部中に化合物CA−1が0.0532部含有されている)、トナー粒子作製において重合体B−1を用いないこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー25を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1のトナー粒子作製において、重合体B−1を用いないこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー26を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1のトナー粒子作製において、化合物CA−1を更に3.60部用いたこと(顔料分散ペースト38.0部中に化合物CA−1が0.400部含有されており、化合物CA−1は合計で4.00部用られている)、重合体B−1を用いないこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー27を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1のトナー粒子作製において、化合物CA−1を更に4.80部用いること(顔料分散ペースト38.0部中に化合物CA−1が0.400部含有されており、化合物CA−1は合計で5.20部用いられている)、重合体B−1を用いないこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー28を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1のトナー粒子作製において、化合物CA−1を更に5.60部用いること(顔料分散ペースト38.0部中に化合物CA−1が0.400部含有されており、化合物CA−1は合計で6.00部用いられている)、重合体B−1を用いないこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー29を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
顔料分散ペーストの作製:
〈仕込み比〉
・スチレン 80.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 14.0部
・化合物CA−1 1.00部
上記材料を容器中でよくプレミックスしてから、それを20℃以下に保ったままビーズミルで5時間分散し、顔料分散ペーストを得た。
イオン交換水1150部に0.1モル/リットル−Na3PO4水溶液390部を投入し、60℃に加温してから、クレアミックス(エム・テクニック社製)を用いて、11000rpmにて撹拌した。これに1.0モル/リットル−CaCl2水溶液を58部添加し、Ca3(PO4)2を含む分散媒体を得た。
・上記顔料分散ペースト 38.0部
(上記顔料分散ペーストには化合物CA−1が0.400部含有している)
・スチレン 34.0部
・n−ブチルアクリレート 15.0部
・パラフィンワックス(HNP−7:日本精蝋製) 8.00部
・ポリエステルPES−1 5.00部
これらを60℃に加温し、溶解・分散して単量体混合物を得た。さらに60℃に保持しながら、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5部を加えて溶解し、単量体組成物を得た。上記分散媒体に、上記単量体組成物を投入してから、60℃で、窒素雰囲気とし、クレアミックスを用いて10000rpmで20分間撹拌し、単量体組成物を造粒した。その後、その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ60℃で1時間反応させた。
・スチレン 7.50部
・n−ブチルアクリレート 2.50部
・化合物CA−1 0.400部
これらを60℃に加温し、溶融、分散して単量体混合物を得た。さらに、60℃に保持しながら、重合開始剤として、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.500部加えて溶解し、単量体組成物を得た。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いずに化合物CA−11 1.00部用いたこと(顔料分散ペースト38.0部中に化合物CA−1が0.400部含有している)、トナー粒子作製において重合体B−1を用いないこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、トナー31を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。得られたトナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いないこと、トナー粒子作製において、重合体B−1を用いないこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、比較例のトナー32を得た。上記トナーの物性を表5に示す。上記トナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いないこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、比較例のトナー33を得た。上記トナーの物性を表5に示す。上記トナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例11の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いないこと以外は実施例11と同様にトナーを作製し、比較例のトナー34を得た。上記トナーの物性を表5に示す。上記トナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例12の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いないこと以外は実施例12と同様にトナーを作製し、比較例のトナー35を得た。上記トナーの物性を表5に示す。上記トナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いずに芳香族オキシカルボン酸ホウ素化合物LR−147(日本カーリット社製)1.00部を用いたこと、トナー粒子作製において、重合体B−1を用いないこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、比較例のトナー36を得た。上記トナーの物性を表5に示す。上記トナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
実施例1の顔料分散ペースト作製において、化合物CA−1を用いずに芳香族オキシカルボン酸アルミニウム化合物ボントロンE−88(オリエント化学社製)1.00部を用いること、トナー粒子作製において、重合体B−1を用いないこと以外は実施例1と同様にトナーを作製し、比較例のトナー37を得た。上記トナーの物性を表5に示す。上記トナーの評価を実施例1と同様にして実施し、その結果を表6に示す。
下記の方法により金属化合物CA−12を合成した。
下記の方法により金属化合物CA−13を合成した。
Claims (5)
- 重合性単量体及び着色剤を含有する単量体組成物を水系媒体中に分散して液滴を形成する工程、および
該液滴中の該重合性単量体を重合してトナー粒子を得る工程、
を有するトナーの製造方法であって、
該重合性単量体とビニル基を有する金属化合物とが重合反応して形成される重合体がトナー粒子中に含有されており、
該ビニル基を有する金属化合物は、下記式(1)で表わされる芳香族系化合物のサリチル酸構造部分或いはサリチル酸誘導体構造部分の−COOM1及び/又は−OHに由来する部位おいて金属と結合した構造を有する化合物であることを特徴とするトナーの製造方法。
R2は、水素原子、炭素数1以上18以下のアルキル基を示し、
R3は、水素原子、又はメチル基を示し、
mは、1以上3以下の整数を示し、
nは、0以上3以下の整数を示し、nが2又は3である場合、R1はそれぞれ独立して選択され、
M1は、水素原子、アルカリ金属、NH4またはこれらの混合物を示す。) - 該ビニル基を有する金属化合物に含有される金属が、Zn、Al、Si、B、Fe、Cr又はZrであることを特徴とする請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 該ビニル基を有する金属化合物に含有される金属が、Zn、Al又はCrであることを特徴とする請求項1または2に記載のトナーの製造方法。
- 前記ビニル基を有する金属化合物に由来する金属が、トナー1gあたり、1.00μmol以上100μmol以下存在することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のトナーの製造方法。
- 前記トナー中に、式(21)で示される構造Bを有する重合体を更に含有することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のトナーの製造方法。
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