JP6102554B2 - 静電荷像現像用トナーおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式の画像形成に用いられる静電荷像現像用トナーおよびその製造方法に関する。
画像形成装置の省エネルギー化、高速化および省スペース化を図るために、より一層の低温定着性に優れた静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)が望まれており、このようなトナーとして、シャープメルト性を有する結晶性樹脂を用いて結着樹脂のガラス転移点や溶融粘度が低くなるよう設計したものが知られている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1や特許文献2に開示されたトナーにおいては、低温定着性のさらなる向上のために結晶性樹脂の含有量を増大させた場合、トナーの長期保管時にトナー粒子同士が凝集・融着してしまい十分な耐熱保管性が得られない、という問題があった。
特開2003−50478号公報 特許第4729950号公報
本発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、その目的は、低温定着性および長期保管安定性を両立して得られる静電荷像現像用トナーおよびその製造方法を提供することにある。
本発明の静電荷像現像用トナーは、結着樹脂を含有する、体積基準のメジアン径が3.5〜8μmであるトナー粒子よりなる静電荷像現像用トナーであって、
前記トナー粒子が、結晶性樹脂からなるマトリクス中に非晶性樹脂からなるドメインが分散されてなるコア粒子と、当該コア粒子を被覆する、非晶性樹脂によるシェル層とからなるコア−シェル構造を有し、
前記コア粒子の平均粒径が2.5〜5.0μmであり、
前記コア粒子における結晶性樹脂と非晶性樹脂との質量比率(結晶性樹脂:非晶性樹脂)が、55:45〜90:10の範囲であり、
前記シェル層の厚みが0.5〜2.0μmであり、
前記結着樹脂中における、前記コア粒子に含有される非晶性樹脂および前記シェル層を構成する非晶性樹脂の合計の含有割合が70〜95質量%であることを特徴とする。
本発明の静電荷像現像用トナーにおいては、前記コア粒子が、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインを5〜50個有することが好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーにおいては、前記結晶性樹脂が結晶性ポリエステル樹脂からなり、前記コア粒子に含有される非晶性樹脂および前記シェル層を構成する非晶性樹脂の少なくともいずれかが非晶性ポリエステル樹脂を含有することことが好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーにおいては、前記コア粒子に含有される非晶性樹脂および前記シェル層を構成する非晶性樹脂の少なくともいずれかが非晶性ポリエステル樹脂およびスチレンアクリル樹脂を含有することことが好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーにおいては、前記コア粒子に含有される非晶性樹脂および前記シェル層を構成する非晶性樹脂の少なくともいずれかが非晶性ポリエステル重合セグメントにスチレンアクリル共重合体セグメントが結合されたスチレンアクリル変性ポリエステル樹脂を含有することことが好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーにおいては、前記結晶性ポリエステル樹脂が脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸との縮合物であり、当該脂肪族ジオールおよび当該脂肪族ジカルボン酸の少なくとも一方が短鎖のものであることことが好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法は、上記の静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
水系媒体中において、結晶性樹脂による微粒子と非晶性樹脂による微粒子とを質量比率(結晶性樹脂:非晶性樹脂)で55:45〜90:10の範囲の混合比で凝集させてコア粒子用凝集粒子を形成する工程と、
前記コア粒子用凝集粒子の表面に、非晶性樹脂による微粒子を凝集させる工程とを有することを特徴とする。
本発明の静電荷像現像用トナーによれば、結晶性樹脂からなるマトリクス中に非晶性樹脂からなるドメインが分散されてなるコア粒子と、当該コア粒子を被覆する非晶性樹脂によるシェル層とからなる特定のコア−シェル構造を有するので、低温定着性および長期保管安定性を両立して得られる。
本発明のトナーを構成するトナー粒子を説明するための模式図である。
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明のトナーは、結晶性樹脂と非晶性樹脂とからなる結着樹脂を含有するトナー粒子よりなり、当該トナー粒子は、結晶性樹脂の含有割合が相対的に高いコア粒子と、非晶性樹脂の含有割合が相対的に高いシェル層とからなる。
具体的には、当該トナー粒子が、図1に示されるように、結晶性樹脂からなるマトリクス12M中に非晶性樹脂からなるドメイン12Dが相分離状態に分散されてなるコア粒子12と、当該コア粒子12を被覆する、非晶性樹脂によるシェル層15とからなるコア−シェル構造のものであり、コア粒子12の平均粒径が2.5〜5.0μmであり、コア粒子12における結晶性樹脂と非晶性樹脂との質量比率(結晶性樹脂:非晶性樹脂)が、55:45〜90:10の範囲であり、シェル層15の厚みが0.5〜2.0μmであり、結着樹脂中における、コア粒子12に含有される非晶性樹脂およびシェル層15に含有される非晶性樹脂の合計が70〜95質量%であることを特徴とするものである。
以上のようなトナーによれば、結晶性樹脂からなるマトリクス12M中に非晶性樹脂からなるドメイン12Dが分散されてなるコア粒子12と、当該コア粒子12を被覆する非晶性樹脂によるシェル層15とからなる特定のコア−シェル構造を有するので、低温定着性および長期保管安定性を両立して得られる。
この理由は、次のように考えられる。結晶性樹脂と非晶性樹脂の混合系において、結晶性樹脂の比率が高い場合には樹脂間の相溶が進行しにくく、結晶性樹脂の比率が低い場合には相溶が進行しやすいことが既に知られている。本発明においては、熱定着前である保管時には、トナー中のコア粒子において結晶性樹脂の比率が高いために、結晶性樹脂と非晶性樹脂との相分離状態が維持され、ガラス転移点の低下が生じない。また、非晶性樹脂により形成されたシェル層15の厚みが従来よりも厚いために、結晶性樹脂のトナー粒子の表面への露出が一層抑制される。これらの理由により、長期間にわたって耐熱保管性を得ることができる。本発明のトナーにおいては、トナー粒子1個に含有されるコア粒子12は1個である。このような構造を有することによって、コア粒子12とシェル層15との界面の面積を小さく抑制することができるので、コア粒子12を構成する結晶性樹脂と、シェル層15を構成する非晶性樹脂との相溶を抑制することができる。一方、熱定着時においては、加熱によってトナー全体が溶融してコア粒子とシェル層が混ざり合うため、結晶性樹脂の比率が局所的に高い状態は解消される。このことによりコア粒子中で相分離状態を保っていた結晶性樹脂と、コア中およびシェル層の非晶性樹脂との相溶が進行しやすくなり、結着樹脂の可塑化が素早く生じて優れた低温定着性を得ることができる。
トナー粒子中において上記のような構造が形成されていることは、四酸化ルテニウム等の重金属酸化物によって染色したトナー粒子の断面について透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて観察することにより確認することができる。具体的には、例えば結晶性樹脂が結晶性ポリエステル樹脂であって非晶性樹脂が非晶性ポリエステル樹脂である場合、結晶性ポリエステル樹脂は染色されず、非晶性ポリエステル樹脂は染色されるため、結晶性樹脂を多く含むコア粒子12と非晶性樹脂によるシェル層15とを識別することができる。
TEMにて観察するトナー粒子の断面は、当該トナー粒子の最大面積の断面であることが好ましい。
四酸化ルテニウム等の重金属酸化物によるトナー粒子の染色は公知の種々の方法により行うことができ、具体的には、例えばトナーを四酸化ルテニウム0.5質量%水溶液に接触させて染色することができる。
〔コア粒子〕
本発明に係るトナー粒子を構成するコア粒子12は、結晶性樹脂からなるマトリクス12M中に当該マトリクス12Mを構成する結晶性樹脂との相溶性が低い非晶性樹脂からなるドメイン12Dが分散されてなる海島構造を有するものである。
コア粒子12におけるドメイン12Dは、1個以上であればよい。
本発明において、海島構造における海であるマトリクスは連続相を意味し、島であるドメインは海であるマトリクスに囲まれた非連続相(分散相)を意味する。
〔結晶性樹脂〕
本発明に係るトナー粒子のコア粒子12のマトリクス12Mを構成する結晶性樹脂としては、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ビニル系樹脂などが挙げられる。
本発明において、結晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂をいう。明確な吸熱ピークとは、具体的には、示差走査熱量測定(DSC)において、昇温速度10℃/minで測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークのことを意味する。
結晶性樹脂としては、融点が40〜90℃のものを用いることが好ましく、より好ましくは45〜80℃である。
結晶性樹脂の融点が上記の範囲にあることにより、十分な低温定着性および優れた耐熱保管性が確実に得られる。一方、結晶性樹脂の融点が過度に低い場合は、得られるトナーが熱的強度の低いものとなって十分な耐熱保管性が得られないおそれがある。また、結晶性樹脂の融点が過度に高い場合は、十分な低温定着性が得られないおそがある。
ここに、結晶性樹脂の融点は、具体的には、示差走査熱量計「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)を用い、昇降速度10℃/minで0℃から200℃まで昇温する第1昇温過程、冷却速度10℃/minで200℃から0℃まで冷却する冷却過程、および昇降速度10℃/minで0℃から200℃まで昇温する第2昇温過程をこの順に経る測定条件(昇温・冷却条件)によって測定されるものであり、この測定によって得られるDSC曲線に基づいて、第1昇温過程における結晶性樹脂に由来の吸熱ピークトップ温度を、融点とするものである。測定手順としては、結晶性樹脂3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、「ダイヤモンドDSC」のサンプルホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。
結晶性樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定される分子量は、重量平均分子量(Mw)が5,000〜100,000であることが好ましく、より好ましくは10,000〜50,000である。
結晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)が上記の範囲にあることにより、十分な低温定着性および優れた長期保管安定性が確実に両立して得られる。結晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)が過大である場合は、十分な低温定着性が得られないおそれがある。結晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)が過少である場合は、当該結晶性樹脂とドメイン12Dやシェル層15を構成する非晶性樹脂との相溶が生じて所期の長期保管安定性が得られないおそれがある。
GPCによる分子量測定は、以下のように行った。すなわち、装置「HLC−8220」(東ソー社製)およびカラム「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM−M3連」(東ソー社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速0.2ml/minで流し、測定試料(結晶性樹脂)を室温において超音波分散機を用いて5分間処理を行う溶解条件で濃度1mg/mlになるようにテトラヒドロフランに溶解させ、次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して試料溶液を得、この試料溶液10μLを上記のキャリア溶媒と共に装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出し、測定試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出する。検量線測定用の標準ポリスチレン試料としては、Pressure Chemical社製の分子量が6×102 、2.1×103 、4×103 、1.75×104 、5.1×104 、1.1×105 、3.9×105 、8.6×105 、2×106 、4.48×106 のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を測定し、検量線を作成した。また、検出器には屈折率検出器を用いた。
〔結晶性ポリエステル樹脂〕
結晶性ポリエステル樹脂は、結晶性樹脂であるポリエステル樹脂をいい、ジカルボン酸成分とジオール成分の重縮合物である。
結晶性ポリエステル樹脂としては、ジオール成分として脂肪族ジオールを用いると共に、ジカルボン酸成分として脂肪族カルボン酸を用いたものを用いることが好ましい。
ジオール成分としては、脂肪族ジオールを用いることが好ましく、必要に応じて脂肪族ジオール以外のジオールを併用してもよい。
ジオール成分としては、結晶性ポリエステル樹脂に優れた結晶性が得られるという観点から、脂肪族ジオールの中でも、主鎖の炭素数が2〜15である直鎖型の脂肪族ジオールを用いることが好ましく、主鎖の炭素数が2〜10である脂肪族ジオールを用いることがより好ましい。さらに、低温定着性を確保する観点から、これらの脂肪族ジオールの中でも、短鎖の脂肪族ジオールを用いることが特に好ましい。短鎖の脂肪族ジオールとは、主鎖の炭素数が2〜6である脂肪族ジオールのことである。
ジオール成分は、1種類のものに限定されるものではなく、2種類以上を混合して用いてもよい。
脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,15−ペンタデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオールなどが挙げられ、これらの中でも、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールを用いることが好ましく、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールを用いることがより好ましい。
脂肪族ジオール以外のジオールとして、二重結合を有するジオールを用いることもできる。二重結合を有するジオールとしては、例えば、2−ブテン−1,4−ジオール、3−ヘキセン−1,6−ジオール、4−オクテン−1,8−ジオールなどが挙げられる。
ジカルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸を用いることが好ましく、芳香族ジカルボン酸を併用してもよい。
ジカルボン酸成分としては、結晶性ポリエステル樹脂に優れた結晶性が得られるという観点から、好ましくはカルボキシル基を含めた主鎖の炭素数が4〜12であることが好ましい。さらに、低温定着性を確保する観点から、これらの脂肪族ジカルボン酸の中でも、短鎖の脂肪族ジカルボン酸を用いることがより好ましい。短鎖の脂肪族ジカルボン酸とは、カルボキシル基を含めた主鎖の炭素数が6〜10である直鎖型の脂肪族ジカルボン酸のことである。
ジカルボン酸成分は、1種類のものに限定されるものではなく、2種類以上を混合して用いてもよい。
脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸などが挙げられ、また、これらの低級アルキルエステルや酸無水物を用いることもできる。上記の脂肪族ジカルボン酸の中でも、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸を用いることが好ましく、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸を用いることがより好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、ジカルボン酸成分とジオール成分とを触媒下で反応させる一般的なポリエステルの重合法を用いて製造することができ、例えば直接重縮合やエステル交換法を、モノマーの種類によって使い分けて製造することが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の製造に使用することのできる触媒としては、例えばチタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシドなどのチタン触媒や、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシドなどのスズ触媒などが挙げられる。
上記のジカルボン酸成分とジオール成分との使用比率は、ジオール成分のヒドロキシル基[OH]とジカルボン酸成分のカルボキシル基[COOH]との当量比[OH]/[COOH]が、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。
〔非晶性樹脂〕
本発明に係るトナー粒子のコア粒子12のドメイン12Dを構成する非晶性樹脂としては、スチレンアクリル樹脂、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性ポリエステル重合セグメントにスチレンアクリル共重合体セグメントが結合されたスチレンアクリル変性ポリエステル樹脂などが挙げられ、これらは1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
ドメイン12Dを構成する非晶性樹脂としては、非晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましく、非晶性ポリエステル樹脂およびスチレンアクリル樹脂を含有することがより好ましい。また、スチレンアクリル変性ポリエステル樹脂を含有することがさらに好ましい。
本発明において、非晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)において、明確な吸熱ピークが認められない樹脂をいう。
コア粒子12のドメイン12Dを構成する非晶性樹脂としては、ガラス転移点が40〜90℃であることが好ましく、より好ましくは45〜80℃である。
コア粒子12のドメイン12Dを構成する非晶性樹脂のガラス転移点が上記の範囲にあることにより、十分な低温定着性および優れた長期保管安定性が確実に両立して得られる。一方、コア粒子のドメインを構成する非晶性樹脂のガラス転移点が過度に低い場合は、得られるトナーが熱的強度の低いものとなって十分な長期保管安定性が得られないおそれがあり、また、熱定着時にホットオフセット現象を生じるおそれがある。また、コア粒子のドメインを構成する非晶性樹脂のガラス転移点が過度に高い場合は、十分な低温定着性が得られないおそがある。
ここに、コア粒子12のドメイン12Dを構成する非晶性樹脂のガラス転移点は、測定試料としてコア粒子12のドメイン12Dを構成する非晶性樹脂を用いて、ASTM(米国材料試験協会規格)D3418−82に規定された方法(DSC法)によって測定された値である。
非晶性樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定される分子量は、重量平均分子量(Mw)が5,000〜100,000であることが好ましく、より好ましくは5,000〜50,000である。
非晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)が上記の範囲にあることにより、十分な低温定着性および優れた長期保管安定性が確実に両立して得られる。非晶性樹脂重量平均分子量(Mw)が過大である場合は、十分な低温定着性が得られないおそれがある。非晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)が過少である場合は、当該非晶性樹脂とマトリクス12Mを構成する結晶性樹脂との相溶が生じて所期の長期保管安定性が得られないおそれがある。
非晶性樹脂のGPCによる分子量測定は、測定試料として非晶性樹脂を用いたことの他は上記と同様にして行われるものである。
〔非晶性ポリエステル樹脂〕
非晶性ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸モノマー(誘導体)および多価アルコールモノマー(誘導体)を原料として重縮合反応によって得られたものであって、明瞭な融点を有さないものをいう。
多価カルボン酸モノマー誘導体としては、多価カルボン酸モノマーのアルキルエステル、酸無水物および酸塩化物を用いることができ、多価アルコールモノマー誘導体としては、多価アルコールモノマーのエステル化合物およびヒドロキシカルボン酸を用いることができる。
多価カルボン酸モノマーとしては、例えばシュウ酸、コハク酸、マレイン酸、メサコン酸、アジピン酸、β−メチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、フマル酸、シトラコン酸、ジグリコール酸、シクロヘキサン−3,5−ジエン−1,2−ジカルボン酸、リンゴ酸、クエン酸、ヘキサヒドロテレフタール酸、マロン酸、ピメリン酸、酒石酸、粘液酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラクロロフタル酸、クロロフタル酸、ニトロフタル酸、p−カルボキシフェニル酢酸、p−フェニレン二酢酸、m−フェニレンジグリコール酸、p−フェニレンジグリコール酸、o−フェニレンジグリコール酸、ジフェニル酢酸、ジフェニル−p,p′−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、アントラセンジカルボン酸、ドデセニルコハク酸などの2価のカルボン酸;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などの2価以上のカルボン酸などを挙げることができる。
多価アルコールモノマーとしては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、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、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物などの2価のアルコール;グリセリン、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などの3価以上のポリオールなどを挙げることができる。
上記の多価カルボン酸モノマーと多価アルコールモノマーの比率は、多価アルコールモノマーの水酸基[OH]と多価カルボン酸のカルボキシ基[COOH]との当量比[OH]/[COOH]が、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。
非晶性ポリエステル樹脂を合成するための触媒としては、従来公知の種々の触媒を使用することができる。
〔スチレンアクリル樹脂〕
スチレンアクリル樹脂は、スチレン系単量体および(メタ)アクリル酸エステル系単量体によって形成されたものである。
スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、3,4−ジクロロスチレンなどおよびその誘導体が挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどが挙げられる。
これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、スチレンアクリル樹脂を形成するための重合性単量体としては、上記のスチレン系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体と共に以下のものを用いることもできる。
・オレフィン類
エチレン、プロピレン、イソブチレンなど;
・ビニルエステル類
プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルなど;
・ビニルエーテル類
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルなど;
・ビニルケトン類
ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトンなど;
・N−ビニル化合物類
N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンなど;
・その他
ビニルナフタレン、ビニルピリジンなどのビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体など。
また、スチレンアクリル樹脂を形成するための重合性単量体としては、上記のスチレン系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体と共に、以下の例えばカルボキシ基、リン酸基などのイオン性解離基を有するものを用いることもできる。
・カルボキシ基を有するビニル系単量体
アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸等の(メタ)アクリル酸、およびα−アルキル誘導体あるいはβ−アルキル誘導体;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸;コハク酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、コハク酸モノアクリロイルオキシエチレンエステル、フタル酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、フタル酸モノメタクリロイルオキシエチルエステルなどの不飽和ジカルボン酸モノエステル誘導体など。
・リン酸基を有するビニル系単量体
アシドホスホオキシエチルメタクリレートなど。
さらに、スチレンアクリル樹脂を形成するための重合性単量体としては、上記のスチレン系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体と共に、以下の多官能性ビニル類を使用することもできる。
・多官能性ビニル類
エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレートなど。
〔スチレンアクリル変性ポリエステル樹脂〕
スチレンアクリル変性ポリエステル樹脂は、ポリエステル重合セグメントにスチレンアクリル共重合体セグメントが結合されてなるものであり、スチレンアクリル共重合体セグメントは、ポリエステル重合セグメントの鎖中において分岐鎖として結合されていてもよく、直鎖を構成する状態に結合されていてもよい。直鎖を構成する場合は、直鎖の中間および末端のいずれを構成していてもよい。
スチレンアクリル共重合体セグメントを形成するための単量体としては、具体的には、上記のスチレンアクリル樹脂を形成するための単量体として挙げたものが挙げられ、ポリエステル重合セグメントを形成するための単量体としては、具体的には、上記の非晶性ポリエステル樹脂を形成するための単量体として挙げたものが挙げられる。
当該ポリエステル重合セグメントおよびスチレンアクリル共重合体セグメントの結合には両反応性モノマーが用いられ、当該両反応性モノマーとしては、ポリエステル重合セグメントを形成するための多価カルボン酸モノマーおよび/または多価アルコールモノマーと反応し得る基と重合性不飽和基とを有するモノマーであればよく、具体的には、例えばアクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸および無水マレイン酸などを用いることができる。
〔ドメインのドメイン径および個数〕
本発明に係るトナー粒子を構成するコア粒子12において、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインを5〜50個有することが好ましい。
ドメイン12Dのドメイン径および個数が上記の範囲にあることにより、ドメイン12Dとマトリクス12Mとが接触する面積が一定の範囲となり、トナーの保管時には相溶が抑制され、熱定着時には相溶が促進されることで、所期の低温定着性および長期保管安定性を確実に両立して得られる。ドメイン12Dのドメイン径が過小である場合およびドメイン12Dの個数が過大である場合、ドメイン12Dとマトリクス12Mとの接触面積が大きいため、トナーの保管時にドメイン12Dを構成する非晶性樹脂とマトリクス12Mを構成する結晶性樹脂との相溶が進行しやすくなり、トナー粒子同士の凝集・融着が発生し、その結果、長期保管安定性が得られないおそれがある。また、ドメイン12Dのドメイン径が過大である場合およびドメイン12Dの個数が過小である場合、ドメイン12Dとマトリクス12Mとの接触面積が小さいため、熱定着時にドメイン12Dを構成する非晶性樹脂とマトリクス12Mを構成する結晶性樹脂との相溶が十分に進行せず、所期の低温定着性が得られないおそれがある。
コア粒子12中のドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインの数は、以下の通りに得られるものである。
すなわち、上述の通りにTEMにおいて観察されたトナー粒子の断面画像(倍率1万倍)を撮影し、「ルーゼックス画像解析装置」(ニレコ社製)において取り込み、トナー粒子の断面におけるドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインを計測し、これを5個のトナー粒子について同様に行い、その平均値によって得られる。
なお、ドメイン径とは、上記の断面画像におけるフェレ径をいう。
〔コア粒子の平均粒径〕
本発明に係るトナー粒子を構成するコア粒子12の平均粒径は、例えば2.5〜5.0μmであり、2.5〜4.0μmであることがさらに好ましい。
コア粒子12の平均粒径が上記の範囲にあることにより、トナー粒子における結晶性樹脂と非晶性樹脂との含有比率が適度なものとなって低温定着性と長期保管安定性とを確実に両立して得られる。コア粒子の平均粒径が過大である場合は、トナー粒子における結晶性樹脂の量が多くなって、結晶性樹脂がトナー粒子の表面に露出しやすくなり、トナーの耐熱保管性が低くなるおそれがあることに加えて、トナー粒子全体における結晶性樹脂の比率が高くなることによって、熱定着時に結晶性樹脂と非晶性樹脂とが相溶しにくくなり、低温定着性の十分な向上を図れないおそれがある。また、コア粒子の平均粒径が過小である場合は、トナー粒子における結晶性樹脂の量が少なくなって十分な低温定着性が得られないおそれがある。
コア粒子12の平均粒径は、上述の通りにTEMにおいて観察されたトナー粒子の断面画像(倍率1万倍)を撮影し、任意に選択した5個のトナー粒子におけるコア粒子のフェレ径d0 をそれぞれ測定し、それらの平均値を算出することによって得られるものである。
〔コア粒子における結晶性樹脂と非晶性樹脂の比率〕
コア粒子12における結晶性樹脂と非晶性樹脂との質量比率(結晶性樹脂:非晶性樹脂)は、55:45〜90:10の範囲にあり、60:40〜80:20の範囲にあることがさらに好ましい。
コア粒子12における結晶性樹脂と非晶性樹脂との質量比率が55:45〜90:10の範囲にあることにより、コア粒子12中におけるマトリクス12Mとドメイン12Dとの相分離状態を確実に得ることができ、従って、保管時に樹脂のガラス転移点の低下が生じることが抑制されて確実に長期保管安定性を得ることができる。一方、コア粒子12における結晶性樹脂の質量比率が過少である場合は、コア粒子12のマトリクス12Mを構成する結晶性樹脂とドメイン12Dを構成する非晶性樹脂との相溶が進行することによって保管時にトナー粒子同士の凝集・融着が発生し、その結果、長期保管安定性が得られないおそれがある。また、コア粒子12における結晶性樹脂の質量比率が過多である場合は、トナー粒子全体における結晶性樹脂の比率が高くなることによって、熱定着時に結晶性樹脂と非晶性樹脂とが相溶しにくくなり、低温定着性の十分な向上を図れないおそれがある。
また、コア粒子12における結晶性樹脂と非晶性樹脂との質量比率が60:40〜80:20の範囲にあることにより、トナーを後述するように乳化凝集法によって製造する場合に、製造時のコア−シェル間の融着が促進され、製造安定性を高めることができるため、好ましい。
〔シェル層〕
本発明に係るトナー粒子を構成するシェル層15は、非晶性樹脂によって形成されており、当該シェル層15は、上述のコア粒子12におけるドメイン12Dに接触しない状態とされている。
このシェル層15は、コア粒子12を完全に被覆した構造を有することが好ましい。このような構造を有することによって、確実に長期保管安定性を得ることができる。
このシェル層15は、実質的に非晶性樹脂のみで構成されることが好ましいが、当該非晶性樹脂をマトリクスとして当該非晶性樹脂中に結晶性樹脂からなるドメイン(以下、「結晶ドメイン」ともいう。)が分散されている海島構造を有するものであってもよい。
シェル層15に結晶ドメインが分散されている場合においては、当該シェル層15における全樹脂中の結晶性樹脂の含有割合は20質量%以下であることが好ましい。
シェル層15における全樹脂中の結晶性樹脂の含有割合は20質量%以下であることにより、所期の長期保管安定性を確実に得ることができる。
本発明に係るトナー粒子のシェル層15を構成する非晶性樹脂としては、コア粒子12のドメイン12Dを構成する非晶性樹脂として例示したものと同じものを挙げることができる。
コア粒子12のドメイン12Dを構成する非晶性樹脂と、シェル層15を構成する非晶性樹脂は、同じ組成のものであってもよく、異なる組成のものであってもよい。
シェル層15を構成する非晶性樹脂としては、ガラス転移点が40〜90℃であることが好ましく、より好ましくは45〜80℃である。
シェル層15を構成する非晶性樹脂のガラス転移点が上記の範囲にあることにより、十分な低温定着性および優れた長期保管安定性が確実に両立して得られる。一方、シェル層を構成する非晶性樹脂のガラス転移点が過度に低い場合は、得られるトナーが熱的強度の低いものとなって十分な長期保管安定性が得られないおそれがあり、また、熱定着時にホットオフセット現象を生じるおそれがある。また、シェル層を構成する非晶性樹脂のガラス転移点が過度に高い場合は、十分な低温定着性が得られないおそれがある。
シェル層15を構成する非晶性樹脂のガラス転移点は、ASTM(米国材料試験協会規格)D3418−82に規定された方法(DSC法)によって測定された値である。
シェル層15に結晶ドメインが分散されている場合において、当該結晶ドメインを構成する結晶性樹脂としては、コア粒子12のマトリクス12Mを構成する結晶性樹脂と同じものを挙げることができる。
コア粒子12のマトリクス12Mを構成する結晶性樹脂と、結晶ドメインを構成する結晶性樹脂は、同じ組成のものであってもよく、異なる組成のものであってもよい。
本発明に係るトナー粒子における結晶性樹脂および非晶性樹脂の組み合わせとしては、コア粒子12のドメイン12Dを構成する非晶性樹脂がスチレンアクリル樹脂であり、マトリクス12Mを構成する結晶性樹脂が結晶性ポリエステル樹脂であると共に、シェル層15を構成する非晶性樹脂が非晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。このような組合せであることにより、長期保管安定性と所期の低温定着性を確実に両立して得られる。
本発明に係るトナー粒子を構成するシェル層15の厚みは、0.5〜2.0μmであり、1.0〜1.8μmであることがさらに好ましい。
シェル層15の厚みが上記の範囲にあることにより、トナー粒子における結晶性樹脂と非晶性樹脂との含有比率が適度なものとなって低温定着性を確保することができると共に、結晶性樹脂のトナー粒子の表面への露出が抑制されることにより長期保管安定性を確実に両立して得られる。シェル層の厚みが過大である場合は、トナー粒子における結晶性樹脂の量が少なくなって十分な低温定着性が得られないおそれがある。また、シェル層の厚みが過小である場合は、コア粒子のマトリクスがトナー粒子の表面に露出して十分な長期保管安定性を得られないおそれがあり、また、トナー粒子全体における結晶性樹脂の比率が高くなることによって、熱定着時に結晶性樹脂と非晶性樹脂とが相溶しにくくなり、低温定着性の十分な向上を図れないおそれがある。
シェル層15の厚みは、上述の通りにTEMにおいて観察されたトナー粒子の断面画像(倍率1万倍)を撮影し、任意に選択した5個のトナー粒子のフェレ径d1 とコア粒子12のフェレ径d0 とをそれぞれ測定し、それぞれの平均値を算出し、{(トナー粒子のフェレ径d1 の平均値)−(コア粒子のフェレ径d0 の平均値)}/2によって、シェル層15の厚みを算出することができる。
〔トナー粒子におけるコア粒子とシェル層の比率〕
本発明に係るトナー粒子におけるコア粒子12およびシェル層15の質量比率(コア粒子:シェル層)は、5:95〜55:45の範囲にあることが好ましく、15:85〜40:60の範囲にあることがさらに好ましい。
コア粒子12およびシェル層15の質量比率が上記の範囲にあることにより、トナー粒子における結晶性樹脂と非晶性樹脂との含有比率が適度なものとなって低温定着性と定着画像における画像保存安定性とを確実に両立して得られる。一方、トナー粒子におけるシェル層の質量比率が過少である場合は、コア粒子のマトリクスがトナー粒子の表面に露出して十分な長期保管安定性を得られないおそれがあり、さらに、トナー粒子全体における結晶性樹脂の比率が高くなることによって、熱定着時に結晶性樹脂と非晶性樹脂とが相溶しにくくなり、低温定着性の十分な向上を図れないおそれがある。また、トナー粒子におけるシェル層の質量比率が過多である場合は、トナー粒子における結晶性樹脂の量が少なくなって十分な低温定着性が得られないおそれがある。
本発明に係るトナー粒子中には、結着樹脂の他に、必要に応じて着色剤や、離型剤、荷電制御剤などの内添剤が含有されていてもよい。
トナー粒子が着色剤や離型剤、荷電制御剤を含有するものである場合においては、これらはそれぞれ、コア粒子12に含有されていてもよく、シェル層15に含有されていてもよいが、コア粒子12、シェル層15の両方に含有されていることが好ましい。
〔着色剤〕
着色剤としては、一般に知られている染料および顔料を用いることができる。
黒色のトナーを得るための着色剤としては、ファーネスブラック、チャンネルブラックなどのカーボンブラック、マグネタイト、フェライトなどの磁性体、染料、非磁性酸化鉄を含む無機顔料などの公知の種々のものを任意に使用することができる。
カラーのトナーを得るための着色剤としては、染料、有機顔料などの公知のものを任意に使用することができ、具体的には、有機顔料としては例えばC.I.ピグメントレッド5、同48:1、同48:2、同48:3、同53:1、同57:1、同81:4、同122、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同222、同238、同269、C.I.ピグメントイエロー14、同17、同74、同93、同94、同138、同155、同180、同185、C.I.ピグメントオレンジ31、同43、C.I.ピグメントブルー15:3、同60、同76などを挙げることができ、染料としては例えばC.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同68、同11、同122、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同69、同70、同93、同95などを挙げることができる。
各色のトナーを得るための着色剤は、各色について、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
着色剤の含有割合は、結着樹脂100質量部に対して1〜20質量部であることが好ましく、より好ましくは4〜15質量部である。
〔離型剤〕
離型剤としては、特に限定されるものではなく公知の種々のワックスを用いることができ、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの分枝鎖状炭化水素ワックス、パラフィンワックス、サゾールワックスなどの長鎖炭化水素系ワックス、ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、ベヘン酸ベヘネート、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、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のエステル系ワックス、エチレンジアミンベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックスなどが挙げられる。
離型剤の含有割合は、結着樹脂100質量部に対して通常1〜30質量部とされ、より好ましくは5〜20質量部の範囲とされる。離型剤の含有割合が上記範囲内であることにより、十分な定着分離性が得られる。
〔荷電制御剤〕
荷電制御剤としては、公知の種々の化合物を用いることができる。
荷電制御剤の含有割合は、結着樹脂100質量部に対して通常0.1〜5.0質量部とされる。
〔トナーの平均粒径〕
本発明のトナーの平均粒径は、例えば体積基準のメジアン径で3〜9μmであることが好ましく、更に好ましくは3〜8μmとされる。この粒径は、例えば後述する乳化重合凝集法を採用して製造する場合には、使用する凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、融着時間、重合体の組成などによって制御することができる。
体積基準のメジアン径が上記の範囲にあることにより、転写効率が高くなってハーフトーンの画質が向上し、細線やドットなどの画質が向上する。
トナー粒子の体積基準のメジアン径は「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)に、データ処理用ソフト「Software V3.51」を搭載したコンピューターシステムを接続した測定装置を用いて測定・算出されるものである。具体的には、トナー0.02gを、界面活性剤溶液20mL(トナー粒子の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)に添加して馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、トナー分散液を調製し、このトナー分散液を、サンプルスタンド内の「ISOTONII」(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定装置の表示濃度が8%になるまでピペットにて注入する。ここで、この濃度範囲にすることにより、再現性のある測定値を得ることができる。そして、測定装置において、測定粒子カウント数を25000個、アパーチャ径を50μmにし、測定範囲である1〜30μmの範囲を256分割しての頻度値を算出し、体積積算分率の大きい方から50%の粒子径が体積基準のメジアン径とされる。
〔トナー粒子の平均円形度〕
本発明のトナーは、このトナーを構成する個々のトナー粒子について、転写効率の向上の観点から、平均円形度が0.930〜1.000であることが好ましく、より好ましくは0.950〜0.995である。
本発明において、トナー粒子の平均円形度は、「FPIA−2100」(Sysmex社製)を用いて測定されるものである。
具体的には、試料(トナー粒子)を界面活性剤入り水溶液にてなじませ、超音波分散処理を1分間行って分散させた後、「FPIA−2100」(Sysmex社製)により、測定条件HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数3,000〜10,000個の適正濃度で撮影を行い、個々のトナー粒子について下記式(T)に従って円形度を算出し、各トナー粒子の円形度を加算し、全トナー粒子数で除することにより算出される。
式(T):円形度=(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
〔トナーの軟化点〕
トナーの軟化点は、当該トナーに低温定着性を得る観点から、80〜120℃であることが好ましく、より好ましくは90〜110℃である。
トナーの軟化点は、下記に示すフローテスターによって測定されるものである。
具体的には、まず、20℃、50%RHの環境下において、試料(トナー)1.1gをシャーレに入れ平らにならし、12時間以上放置した後、成型器「SSP−10A」(島津製作所社製)によって3820kg/cm2 の力で30秒間加圧し、直径1cmの円柱型の成型サンプルを作成し、次いで、この成型サンプルを、24℃、50%RHの環境下において、フローテスター「CFT−500D」(島津製作所社製)により、荷重196N(20kgf)、開始温度60℃、予熱時間300秒間、昇温速度6℃/分の条件で、円柱型ダイの穴(1mm径×1mm)より、直径1cmのピストンを用いて予熱終了時から押し出し、昇温法の溶融温度測定方法でオフセット値5mmの設定で測定したオフセット法温度Toffsetが、軟化点とされる。
〔トナーのガラス転移点〕
トナーのガラス転移点は、40〜70℃であることが好ましく、より好ましくは40〜60℃である。
結着樹脂全体のガラス転移点は、測定試料として結着樹脂を用いて、ASTM(米国材料試験協会規格)D3418−82に規定された方法(DSC法)によって測定された値である。
本発明のトナーによれば、結晶性樹脂からなるマトリクス12M中に非晶性樹脂からなるドメイン12Dが分散されてなるコア粒子12と、当該コア粒子12を被覆する非晶性樹脂によるシェル層15とからなる特定のコア−シェル構造を有するので、低温定着性および長期保管安定性を両立して得られる。
〔トナーの製造方法〕
本発明のトナーは、公知の種々の方法によって製造することができるが、コア粒子の表面に均一にシェル層を形成させることができることから、水系媒体に分散された結晶性樹脂微粒子、非晶性樹脂微粒子を凝集、融着させてコア粒子を形成し、当該コア粒子の表面にシェル層を形成すべき非晶性樹脂微粒子を凝集、融着させることによりトナー粒子を得る乳化凝集法によって製造することが好ましい。
具体的には、水系媒体中において、結晶性樹脂微粒子および非晶性樹脂微粒子を質量比率(結晶性樹脂:非晶性樹脂)で55:45〜90:10の範囲の混合比で凝集させてコア粒子用凝集粒子を形成する工程と、コア粒子用凝集粒子の表面に、シェル層を形成すべき非晶性樹脂微粒子を凝集させてシェル層用凝集粒子を形成する工程とを有する。
トナー粒子に着色剤や離型剤、荷電制御剤などを含有させる場合は、これらをコア粒子に含有させる場合においてはコア粒子用凝集粒子を形成する際に着色剤微粒子を結晶性樹脂微粒子および非晶性樹脂微粒子と共に凝集させればよく、これらをシェル層に含有させる場合においてはシェル層用凝集粒子を形成する際に非晶性樹脂微粒子と共に凝集させればよい。
また、乳化重合凝集法を用いてトナーを製造する場合においては、非晶性樹脂微粒子の分散液の調製工程において、予め、非晶性樹脂を形成するための単量体溶液に溶解または分散させておくことによってトナー粒子中に導入することもできる。
本発明のトナーを乳化重合凝集法によって製造する場合であって、コア粒子のドメインを構成する非晶性樹脂およびシェル層を構成する非晶性樹脂が同じ組成の非晶性ポリエステル樹脂であり、コア粒子のマトリクスを構成する結晶性樹脂が結晶性ポリエステル樹脂であるトナーの製造例を具体的に示すと、
(1−1)水系媒体中に非晶性樹脂による非晶性樹脂微粒子が分散された分散液を調製する非晶性樹脂微粒子分散液調製工程、
(1−2)水系媒体中に結晶性樹脂による結晶性樹脂微粒子が分散された分散液を調製する結晶性樹脂微粒子分散液調製工程、
(2)水系媒体中で結晶性樹脂微粒子および非晶性樹脂微粒子を凝集させてコア粒子を得るためのコア粒子用凝集粒子を形成するコア粒子用凝集粒子形成工程、
(3)コア粒子用凝集粒子が分散されてなる水系媒体中に、シェル層を形成するための非晶性樹脂微粒子を添加してコア粒子用凝集粒子の表面に当該非晶性樹脂微粒子を凝集させてシェル層用凝集粒子を形成し、これを融着させてコア−シェル構造を有するトナー母体粒子を形成するシェル化工程、
(4)熱エネルギーにより熟成させて、トナー母体粒子の形状を調整する熟成工程、
(5)トナー母体粒子の分散系(水系媒体)からトナー母体粒子を濾別し、当該トナー母体粒子から界面活性剤などを除去する洗浄工程、
(6)洗浄処理されたトナー母体粒子を乾燥する乾燥工程、
から構成され、必要に応じて、
(7)乾燥処理されたトナー粒子母体に外添剤を添加する外添剤添加工程
を加えることができる。
(1−1)非晶性樹脂微粒子分散液調製工程
この非晶性樹脂微粒子分散液調製工程において、水系媒体中に非晶性樹脂微粒子が分散された分散液は、例えば、超音波分散法、ビーズミル分散法などにより、界面活性剤を添加した水系直接分散法により得ることができる。
この非晶性樹脂微粒子分散液調製工程において得られる非晶性樹脂微粒子の平均粒子径は、体積基準のメジアン径で例えば50〜500nmの範囲にあることが好ましい。
なお、体積基準のメジアン径は、「UPA−150」(マイクロトラック社製)を用いて測定したものである。
本発明において、「水系媒体」とは、水50〜100質量%と、水溶性の有機溶媒0〜50質量%とからなる媒体をいう。水溶性の有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフランを例示することができ、得られる樹脂を溶解しないアルコール系有機溶媒が好ましい。
〔界面活性剤〕
水系媒体中には、分散させた微粒子の凝集を防ぐために、分散安定剤が添加されていることが好ましい。
分散安定剤としては、公知の種々のカチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤などの界面活性剤を使用することができる。
カチオン性界面活性剤の具体例としては、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ドデシルピリジニウムブロマイド、ヘキサデイシルトリメチルアンオニウムブロマイドなどが挙げられる。
ノニオン性界面活性剤の具体例としては、ドデシルポリオキシエチレンエーテル、ヘキサデシルポリオキシエチレンエーテル、ノリルフェニルポリキオシエチレンエーテル、ラウリルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノオレアートポリオキシエチレンエーテル、スチリルフェニルポリオキシエチレンエーテル、モノデカノイルショ糖などが挙げられる。
アニオン性界面活性剤の具体例としては、ステアリン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウムなどの脂肪族石鹸や、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレン(2)ラウリルエーテル硫酸ナトリウムなどが挙げることができる。
以上の界面活性剤は、所望に応じて、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
非晶性樹脂としてスチレンアクリル樹脂を用いる場合においては、非晶性樹脂微粒子分散液調製工程において、臨界ミセル濃度(CMC)以下の界面活性剤を含有した水系媒体中に、非晶性樹脂を形成するための重合性単量体に必要に応じて離型剤や荷電制御剤などのトナー構成成分を溶解あるいは分散させた単量体溶液を添加し、機械的エネルギーを加えて液滴を形成させ、次いで、水溶性のラジカル重合開始剤を添加して、液滴中において重合反応を進行させることにより、非晶性樹脂微粒子の分散液を調製することができる。なお、前記液滴中に油溶性の重合開始剤が含有されていてもよい。このような工程においては、機械的エネルギーを付与して強制的に乳化(液滴の形成)処理が必須となる。かかる機械的エネルギーの付与手段としては、ホモミキサー、超音波、マントンゴーリンなどの強い撹拌または超音波振動エネルギーの付与手段を挙げることができる。
この工程において形成させるスチレンアクリル樹脂よりなる非晶性樹脂微粒子は、組成の異なる樹脂よりなる2層以上の構成のものとすることもでき、この場合、常法に従った乳化重合処理(第1段重合)により調製した第1樹脂粒子の分散液に、重合開始剤と重合性単量体とを添加し、この系を重合処理(第2段重合)する方法を採用することができる。
この工程において界面活性剤を使用する場合は、界面活性剤として、例えば上述の非晶性樹脂微粒子分散液調製工程において使用することのできる界面活性剤として挙げたものと同じものを使用することができる。
重合開始剤としては、公知の種々の重合開始剤を用いることができ、具体的には、油溶性の重合開始剤としては、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリルなどのアゾ系またはジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンペルオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、t−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−t−ブチルペルオキサイド、ジクミルペルオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジンなどの過酸化物系重合開始剤や過酸化物を側鎖に有する高分子開始剤などが挙げられる。
また、水溶性の重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩;アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸およびその塩、過酸化水素などを挙げることができる。
この工程においては、結着樹脂の分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては特に限定されるものではなく、例えばオクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル、ターピノーレン、四臭化炭素およびα−メチルスチレンダイマーなどを使用することができる。
(1−2)結晶性樹脂微粒子分散液調製工程
この結晶性樹脂微粒子分散液調製工程において、水系媒体中に結晶性樹脂微粒子が分散された分散液は、上記の非晶性樹脂微粒子の分散液の調製と同様にして得ることができる。
(2)コア粒子用凝集粒子形成工程
このコア粒子用凝集粒子形成工程においては、結晶性樹脂微粒子および非晶性樹脂微粒子の凝集と並行して融着が行われてもよい。結晶性樹脂微粒子および非晶性樹脂微粒子を凝集、融着する具体的な方法としては、水系媒体中に凝集剤を臨界凝集濃度以上となるよう添加し、次いで、非晶性樹脂微粒子のガラス転移点以上であって、かつ、これら混合物の融解ピーク温度(℃)以上の温度に加熱することによって、結晶性樹脂微粒子および非晶性樹脂微粒子などの微粒子を凝集させると同時に融着を並行して進め、所望の粒子径まで成長させる。
〔凝集剤〕
このコア粒子用凝集粒子形成工程において使用する凝集剤としては、特に限定されるものではないが、金属塩から選択されるものが好適に使用される。金属塩としては、例えばナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属の塩などの一価の金属塩;カルシウム、マグネシウム、マンガン、銅などの二価の金属塩;鉄、アルミニウムなどの三価の金属塩などが挙げられる。具体的な金属塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガンなどを挙げることができ、これらの中で、より少量で凝集を進めることができることから、二価以上の金属塩を用いることが特に好ましい。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
コア粒子用凝集粒子形成工程において界面活性剤を使用する場合は、界面活性剤として、例えば上述の非晶性樹脂微粒子分散液調製工程において使用することのできる界面活性剤として挙げたものと同じものを使用することができる。
このコア粒子用凝集粒子形成工程において得られるコア粒子用凝集粒子の粒径は、例えば体積基準のメジアン径が1〜8μmであることが好ましく、より好ましくは1.5〜6.0μmである。
コア粒子用凝集粒子の体積基準のメジアン径は、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)によって測定されるものである。
(3)シェル化工程
このシェル化工程においては、コア粒子用凝集粒子の分散液中にシェル層を形成すべき非晶性樹脂微粒子を添加してコア粒子用凝集粒子の表面に当該非晶性樹脂微粒子を凝集させてシェル層用凝集粒子を得、これを融着させてシェル層を形成することにより、トナー母体粒子を形成する。
具体的には、コア粒子用凝集粒子形成工程における温度を維持した状態のコア粒子用凝集粒子の分散液に、シェル層を形成すべき非晶性樹脂微粒子の分散液を添加し、加熱撹拌を継続しながら数時間かけてゆっくりと当該非晶性樹脂微粒子をコア粒子用凝集粒子の表面に凝集、融着させることによってコア粒子用凝集粒子の表面にシェル層を被覆させてトナー母体粒子を形成する。
(4)熟成工程
上記のコア粒子用凝集粒子形成工程およびシェル化工程における加熱温度の制御によりある程度トナーにおけるトナー粒子の形状の均一化を図ることができるが、さらなる形状の均一化を図るために、熟成工程を行うことが好ましい。
この熟成工程は、加熱温度と時間の制御を行うことにより、粒径が一定で分布が狭く形成したトナー母体粒子表面が平滑だが均一な形状を有するものとなるよう制御する。具体的には、コア粒子用凝集粒子形成工程およびシェル化工程において加熱温度を低めにして樹脂微粒子同士の融着の進行を抑制させて均―化を促進させ、この熟成工程においても加熱温度を低めに、かつ、時間を長くしてトナー母体粒子を所望の平均円形度となる、すなわち表面が均一な形状のものとなるよう制御する。
(5)洗浄工程〜(6)乾燥工程
洗浄工程および乾燥工程は、公知の種々の方法を採用して行うことができる。
(7)外添剤添加工程
この外添剤添加工程は、乾燥処理したトナー母体粒子に必要に応じて外添剤を添加、混合することにより、トナー粒子を調製する工程である。
乾燥工程までの工程を経て作製されたトナー母体粒子は、そのままトナー粒子として使用することが可能であるが、トナーとしての帯電性能や流動性、あるいはクリーニング性を向上させる観点から、その表面に公知の無機微粒子や有機微粒子などの粒子、滑材を外添剤として添加することが好ましい。
外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。
無機微粒子としては、例えばシリカ微粒子、アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子などの無機酸化物微粒子や、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子などの無機ステアリン酸化合物微粒子、あるいはチタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛などの無機チタン酸化合物微粒子などが挙げられる。
これら無機微粒子は、耐熱保管性および環境安定性の観点から、シランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイルなどによって表面処理が行われたものであることが好ましい。
これらの外添剤の添加量は、トナー母体粒子100質量部に対して0.05〜5質量部、好ましくは0.1〜3質量部とされる。
外添剤の添加方法としては、乾燥されたトナー母体粒子に外添剤を粉体で添加する乾式法が挙げられ、混合装置としては、ヘンシェルミキサー、コーヒーミルなどの機械式の混合装置が挙げられる。
本発明のトナーの製造方法によれば、シェル化工程においてトナー母体粒子の表面への結晶性樹脂の露出を抑制することができるためにトナー母体粒子同士の凝集が抑制され、その結果、高い製造安定性を得ることができる。
〔現像剤〕
本発明のトナーは、磁性または非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。
キャリアとしては、例えば鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来から公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、これらの中ではフェライト粒子を用いることが好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなる樹脂分散型キャリアなどを用いてもよい。
キャリアとしては、体積平均粒径が15〜100μmのものが好ましく、25〜80μmのものがより好ましい。
〔画像形成装置〕
本発明のトナーは、一般的な電子写真方式の画像形成方法に用いることができ、このような画像形成方法が行われる画像形成装置としては、例えば静電潜像担持体である感光体と、トナーと同極性のコロナ放電によって当該感光体の表面に一様な電位を与える帯電手段と、一様に帯電された感光体の表面上に画像データに基づいて像露光を行うことにより静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを感光体の表面に搬送して前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成する現像手段と、当該トナー像を必要に応じて中間転写体を介して転写材に転写する転写手段と、転写材上のトナー像を加熱定着させる定着手段を有するものを用いることができる。
また、本発明のトナーは、定着温度(定着部材の表面温度)が100〜200℃とされる比較的低温のものにおいて好適に用いることができる。
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明の実施形態は上記の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔非晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例〕
(1)非晶性樹脂〔1〕の合成
テレフタル酸(TPA)85質量部、トリメリット酸(TMA)6質量部、フマル酸(FA)18質量部、ドデセニルコハク酸無水物(DDSA)80質量部、ビスフェノールAプロピレンオキシド付加物(BPA・PO)335質量部、ビスフェノールAエチレンオキシド付加物(BPA・EO)55質量部を、撹拌機、温度計、冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応容器に入れ、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、チタンテトラブトキサイド0.1質量部を添加し、窒素ガス気流下において180℃で撹拌しながら8時間重合反応を行った。更にチタンテトラブトキサイド0.2質量部を添加し、温度を220℃に上げて撹拌しながら6時間重合反応を行った後、反応容器内を10mmHgまで減圧し、減圧下で反応を行うことにより、淡黄色透明な非晶性樹脂〔1〕を得た。
この非晶性樹脂〔1〕のガラス転移点(Tg)は59℃、重量平均分子量(Mw)は18,000であった。
(2)非晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製
非晶性樹脂〔1〕200質量部を酢酸エチル200質量部に溶解し、この溶液を撹拌しながら、イオン交換水800質量部にポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムを濃度が1質量%になるよう溶解させた水溶液をゆっくりと滴下した。この溶液を減圧下、酢酸エチルを除去した後、アンモニアでpHを8.5に調整した。その後、固形分濃度を20質量%に調整した。これにより、水系媒体中に非晶性樹脂〔1〕による微粒子が分散された非晶性樹脂〔1〕微粒子分散液を調製した。
非晶性樹脂〔1〕による微粒子の体積基準のメジアン径は230nmであった。
〔非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液の調製例〕
(1)非晶性樹脂〔2〕の合成
テレフタル酸85質量部、イソフタル酸(IPA)6質量部、フマル酸64質量部、ビスフェノールAプロピレンオキシド付加物385質量部、ビスフェノールAエチレンオキシド付加物58質量部を用い、上記の非晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(1)非晶性樹脂〔1〕の合成工程と同様の条件で反応させることにより、淡黄色透明な非晶性樹脂〔2〕を得た。
この非晶性樹脂〔2〕のガラス転移点(Tg)は59℃、重量平均分子量(Mw)は19,000であった。
(2)非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液の調製
非晶性樹脂〔2〕を用い、上記の非晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(2)非晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製工程と同様にして、非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液を調製した。
非晶性樹脂〔2〕による微粒子の体積基準のメジアン径は210nmであった。
〔非晶性樹脂〔3〕微粒子分散液の調製例〕
(1)非晶性樹脂〔3〕の合成
ステンレスビーカーに、以下のモノマーおよび離型剤を投入し、85℃に内温を昇温して溶融させた。
−モノマーおよび離型剤溶液−
・スチレン(St) 78質量部
・n−ブチルアクリレート(BA) 19質量部
・メタクリル酸(MAA) 3質量部
・エステルワックス「エレクトールWEP−3」(日本油脂社製) 31質量部
更に、純水291.5質量部にポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム7.6質量部(有効成分40%)を溶解した界面活性剤水溶液を、同様に内温を85℃に昇温させた。
この界面活性剤水溶液に、上記のモノマーおよび離型剤溶液を投入し、高速撹拌により乳化を行って乳化液を得た。
撹拌装置、窒素導入管、温度センサーを装着したフラスコに、上記乳化液を投入し、撹拌を行いつつ窒素気流下で内温を80℃とした。その後、下記の重合開始剤水溶液を投入した。
−重合開始剤水溶液−
・過硫酸カリウム 1.75質量部
・純水 41質量部
その後、n−オクチルメルカプタン1.36質量部を4分割し10分間の間隔で投入した。そのまま窒素気流下、80℃に内温を維持しつつ1時間重合を行った。
次いで下記のモノマー溶液および重合開始剤水溶液を準備した。
−モノマー溶液−
・スチレン 70質量部
・n−ブチルアクリレート 26質量部
・メタクリル酸 4質量部
・n−オクチルメルカプタン 1.36質量部
−重合開始剤水溶液−
・過硫酸カリウム 1.89質量部
・純水 35.85質量部
上記のフラスコに重合開始剤水溶液を投入した後、モノマー溶液を90分間かけて滴下を行った。モノマー溶液の滴下終了後、内温80℃で2時間重合を行った後、内温を87℃に昇温して重合を完結させた。
内温を室温まで冷却した後、濾過を行い固形分濃度を30%に調整し、非晶性樹脂〔3〕微粒子分散液を得た。この非晶性樹脂〔3〕のガラス転移点(Tg)は46℃、重量平均分子量(Mw)は18,000、非晶性樹脂〔3〕による微粒子の体積基準のメジアン径は210nmであった。
非晶性樹脂〔1〕〜〔3〕の合成に用いた単量体を表1に示す。
Figure 0006102554
〔結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例〕
(1)結晶性樹脂〔1〕の合成
ドデカン二酸315質量部、1,9−ノナンジオール220質量部を、撹拌機、温度計、冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応容器に入れ、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、チタンテトラブトキサイド0.1質量部を添加し、窒素ガス気流下において180℃で撹拌しながら8時間重合反応を行った。更にチタンテトラブトキサイド0.2質量部を添加し、温度を220℃に上げて撹拌しながら6時間重合反応を行った後、反応容器内を10mmHgまで減圧し、減圧下で反応を行うことにより、結晶性樹脂〔1〕を得た。
この結晶性樹脂〔1〕の融点(Tm)は72℃、重量平均分子量(Mw)は14,000であった。
(2)結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製
結晶性樹脂〔1〕200質量部を酢酸エチル200質量部に溶解し、この溶液を撹拌しながら、イオン交換水800質量部にポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムを濃度が1質量%になるよう溶解させた水溶液をゆっくりと滴下した。この溶液を減圧下、酢酸エチルを除去した後、アンモニアでpHを8.5に調整した。その後、固形分濃度を20質量%に調整した。これにより、水系媒体中に結晶性樹脂〔1〕による微粒子が分散された結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液を調製した。
結晶性樹脂〔1〕による微粒子の体積基準のメジアン径は210nmであった。
〔結晶性樹脂〔2〕微粒子分散液の調製例〕
(1)結晶性樹脂〔2〕の合成
セバシン酸360質量部、エチレングリコール111質量部を用い、上記の結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(1)結晶性樹脂〔1〕の合成工程と同様の条件で反応させることにより、結晶性樹脂〔2〕を得た。
この結晶性樹脂〔2〕の融点(Tm)は75℃、重量平均分子量(Mw)は16,000であった。
(2)結晶性樹脂〔2〕微粒子分散液の調製
結晶性樹脂〔2〕を用い、上記の結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(2)結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製工程と同様にして、結晶性樹脂〔2〕微粒子分散液を調製した。
結晶性樹脂〔2〕による微粒子の体積基準のメジアン径は200nmであった。
〔結晶性樹脂〔3〕微粒子分散液の調製例〕
(1)結晶性樹脂〔3〕の合成
アジピン酸340質量部、エチレングリコール146質量部を用い、上記の結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(1)結晶性樹脂〔1〕の合成工程と同様の条件で反応させることにより、結晶性樹脂〔3〕を得た。
この結晶性樹脂〔3〕の融点(Tm)は45℃、重量平均分子量(Mw)は15,000であった。
(2)結晶性樹脂〔3〕微粒子分散液の調製
結晶性樹脂〔3〕を用い、上記の結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(2)結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製工程と同様にして、結晶性樹脂〔3〕微粒子分散液を調製した。
結晶性樹脂〔3〕による微粒子の体積基準のメジアン径は220nmであった。
〔結晶性樹脂〔4〕微粒子分散液の調製例〕
(1)結晶性樹脂〔4〕の合成
コハク酸180質量部、1,12−ドデカンジオール310質量部を用い、上記の結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(1)結晶性樹脂〔1〕の合成工程と同様の条件で反応させることにより、結晶性樹脂〔4〕を得た。
この結晶性樹脂〔4〕の融点(Tm)は78℃、重量平均分子量(Mw)は11,000であった。
(2)結晶性樹脂〔4〕微粒子分散液の調製
結晶性樹脂〔4〕を用い、上記の結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(2)結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製工程と同様にして、結晶性樹脂〔4〕微粒子分散液を調製した。
結晶性樹脂〔4〕による微粒子の体積基準のメジアン径は225nmであった。
〔結晶性樹脂〔5〕微粒子分散液の調製例〕
(1)結晶性樹脂〔5〕の合成
セバシン酸360質量部、1,6−ヘキサンジオール212質量部を用い、上記の結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(1)結晶性樹脂〔1〕の合成工程と同様の条件で反応させることにより、結晶性樹脂〔5〕を得た。
この結晶性樹脂〔5〕の融点(Tm)は67℃、重量平均分子量(Mw)は15,000であった。
(2)結晶性樹脂〔5〕微粒子分散液の調製
結晶性樹脂〔5〕を用い、上記の結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(2)結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製工程と同様にして、結晶性樹脂〔5〕微粒子分散液を調製した。
結晶性樹脂〔5〕による微粒子の体積基準のメジアン径は210nmであった。
〔結晶性樹脂〔6〕微粒子分散液の調製例〕
(1)結晶性樹脂〔6〕の合成
グルタル酸200質量部、1,15−ペンタデカンジオール370質量部を用い、上記の結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(1)結晶性樹脂〔1〕の合成工程と同様の条件で反応させることにより、結晶性樹脂〔6〕を得た。
この結晶性樹脂〔6〕の融点(Tm)は82℃、重量平均分子量(Mw)は14,000であった。
(2)結晶性樹脂〔6〕微粒子分散液の調製
結晶性樹脂〔6〕を用い、上記の結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(2)結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製工程と同様にして、結晶性樹脂〔6〕微粒子分散液を調製した。
結晶性樹脂〔6〕による微粒子の体積基準のメジアン径は205nmであった。
〔結晶性樹脂〔7〕微粒子分散液の調製例〕
(1)結晶性樹脂〔7〕の合成
ウンデカン二酸360質量部、1,7−ヘプタンジオール222質量部を用い、上記の結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(1)結晶性樹脂〔1〕の合成工程と同様の条件で反応させることにより、結晶性樹脂〔7〕を得た。
この結晶性樹脂〔7〕の融点(Tm)は67℃、重量平均分子量(Mw)は16,000であった。
(2)結晶性樹脂〔7〕微粒子分散液の調製
結晶性樹脂〔7〕を用い、上記の結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製例の(2)結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液の調製工程と同様にして、結晶性樹脂〔7〕微粒子分散液を調製した。
結晶性樹脂〔7〕による微粒子の体積基準のメジアン径は215nmであった。
結晶性樹脂〔1〕〜〔7〕の合成に用いた単量体を表2に示す。
Figure 0006102554
〔着色剤微粒子分散液の調製例1〕
銅フタロシアニン(C.I.Pigment Blue 15:3)50質量部を、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム1質量%の濃度となるようイオン交換水200質量部に溶解した界面活性剤水溶液に投入した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散処理を行った。固形分濃度は20質量%に調整した。これにより、水系媒体中に着色剤微粒子が分散された着色剤微粒子分散液〔1〕を調製した。
着色剤微粒子分散液〔1〕における着色剤微粒子の体積基準のメジアン径をマイクロトラック粒度分布測定装置「UPA−150」(日機装社製)を用いて測定したところ、150nmであった。
〔離型剤微粒子分散液の調製例1〕
離型剤:フィッシャートロプシュワックス「FNP−0090」(融点89℃、日本精蝋社製)200質量部を95℃に加温し溶解させた。これを、更にアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムが3質量%の濃度となるようイオン交換水800質量部に溶解された界面活性剤水溶液に投入した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散処理を行った。固形分濃度は20質量%に調整した。これにより、水系媒体中に離型剤微粒子が分散された離型剤微粒子分散液〔1〕を調製した。
離型剤微粒子分散液〔1〕における離型剤微粒子の体積基準のメジアン径をマイクロトラック粒度分布測定装置「UPA−150」(日機装社製)を用いて測定したところ、190nmであった。
〔離型剤微粒子分散液の調製例2〕
離型剤:エステルワックス「エレクトールWEP−3」(融点71℃、日本油脂社製)200質量部を95℃に加温し溶解させた。これを、更にアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムが3質量%の濃度となるようイオン交換水800質量部に溶解された界面活性剤水溶液に投入した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散処理を行った。固形分濃度は20質量%に調整した。これにより、水系媒体中に離型剤微粒子が分散された離型剤微粒子分散液〔2〕を調製した。
離型剤微粒子分散液〔2〕における離型剤微粒子の体積基準のメジアン径をマイクロトラック粒度分布測定装置「UPA−150」(日機装社製)を用いて測定したところ、180nmであった。
〔実施例1:トナーの製造例1〕
非晶性樹脂〔1〕微粒子分散液70.8質量部、結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液86.4質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕13.2質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕11.5質量部、イオン交換水45質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.5質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が4.5μmに到達したところで、昇温を停止し、非晶性樹脂〔1〕微粒子分散液275.4質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕51.8質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕45.8質量部、イオン交換水180質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.0質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.0μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止した。さらに、内温を85℃まで昇温し「FPIA−2000」(Sysmex社製)を用いて平均円形度が0.960になった時点で10℃/minの速度で室温まで冷却し、この反応液を、濾過、洗浄を繰り返した後、乾燥することにより、トナー粒子〔1〕を得た。
得られたトナー粒子〔1〕に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)1質量%および疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)1質量%を添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井三池化工機社製)により混合し、その後、45μmの目開きの篩を用いて粗大粒子を除去することにより、トナー〔1〕を得た。
トナー〔1〕の体積基準のメジアン径は6.10μm、平均円形度は0.965であった。また、トナー粒子〔1〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜50個確認された。
〔実施例2:トナーの製造例2〕
非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液8.5質量部、結晶性樹脂〔2〕微粒子分散液62.0質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕5.8質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕5.2質量部、イオン交換水20.2質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.2質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が3.6μmに到達したところで、昇温を停止し、非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液362.3質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕59.2質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕52.8質量部、イオン交換水204.8質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.3質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.0μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔2〕を得た。
トナー〔2〕の体積基準のメジアン径は6.20μm、平均円形度は0.964であった。また、トナー粒子〔2〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜30個確認された。
〔実施例3:トナーの製造例3〕
非晶性樹脂〔3〕微粒子分散液28.1質量部、結晶性樹脂〔3〕微粒子分散液122.0質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕8.1質量部、イオン交換水31.5質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.4質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が4.2μmに到達したところで、昇温を停止し、非晶性樹脂〔3〕微粒子分散液365.9質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕49.9質量部、イオン交換水193.5質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.2質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.4μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔3〕を得た。
トナー〔3〕の体積基準のメジアン径は6.50μm、平均円形度は0.966であった。また、トナー粒子〔3〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜35個確認された。
〔実施例4:トナーの製造例4〕
非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液49.1質量部、結晶性樹脂〔4〕微粒子分散液60.0質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕9.1質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕8.1質量部、イオン交換水31.5質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.4質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が3.9μmに到達したところで、昇温を停止し、非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液327.3質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕55.9質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕49.9質量部、イオン交換水193.5質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.2質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.1μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔4〕を得た。
トナー〔4〕の体積基準のメジアン径は6.00μm、平均円形度は0.963であった。また、トナー粒子〔4〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜35個確認された。
〔実施例5:トナーの製造例5〕
非晶性樹脂〔1〕微粒子分散液25.1質量部、結晶性樹脂〔5〕微粒子分散液84.0質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕9.1質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕8.1質量部、イオン交換水31.5質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.4質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が4.0μmに到達したところで、昇温を停止した。
その後は、非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液327.3質量部のかわりに非晶性樹脂〔1〕微粒子分散液327.3質量部を用いたこと以外は実施例4と同様の操作を行うことによりトナー〔5〕を得た。
トナー〔5〕の体積基準のメジアン径は6.30μm、平均円形度は0.965であった。また、トナー粒子〔5〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜35個確認された。
〔実施例6:トナーの製造例6〕
非晶性樹脂〔3〕微粒子分散液87.2質量部、結晶性樹脂〔6〕微粒子分散液170.0質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕14.9質量部、イオン交換水58.0質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.6質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が5.1μmに到達したところで、昇温を停止し、非晶性樹脂〔3〕微粒子分散液256.0質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕43.1質量部、イオン交換水167.0質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム1.9質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.3μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔6〕を得た。
トナー〔6〕の体積基準のメジアン径は6.20μm、平均円形度は0.962であった。また、トナー粒子〔6〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜50個確認された。
〔実施例7:トナーの製造例7〕
非晶性樹脂〔3〕微粒子分散液49.2質量部、結晶性樹脂〔7〕微粒子分散液100.0質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕11.7質量部、イオン交換水45.4質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.5質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が4.5μmに到達したところで、昇温を停止し、非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液291.4質量部、離型剤微粒子分散液〔2〕55.0質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕46.3質量部、イオン交換水179.6質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.0質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.2μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔7〕を得た。
トナー〔7〕の体積基準のメジアン径は6.20μm、平均円形度は0.965であった。また、トナー粒子〔7〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜50個確認された。
〔実施例8:トナーの製造例8〕
非晶性樹脂〔3〕微粒子分散液26.4質量部、結晶性樹脂〔3〕微粒子分散液80.0質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕8.1質量部、イオン交換水31.5質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.4質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が4.0μmに到達したところで、昇温を停止し、非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液342.9質量部、離型剤微粒子分散液〔2〕55.0質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕49.9質量部、イオン交換水193.5質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.2質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.0μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔8〕を得た。
トナー〔8〕の体積基準のメジアン径は6.00μm、平均円形度は0.966であった。また、トナー粒子〔8〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜35個確認された。
〔実施例9:トナーの製造例9〕
非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液4.2質量部、結晶性樹脂〔2〕微粒子分散液30.8質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕2.9質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕2.6質量部、イオン交換水10.1質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.1質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら
0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の
体積基準のメジアン径が2.8μmに到達したところで、昇温を停止し、非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液402.5質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕62.1質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕55.4質量部、イオン交換水214.9質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.4質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.0μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔9〕を得た。
トナー〔9〕の体積基準のメジアン径は6.10μm、平均円形度は0.965であった。また、トナー粒子〔9〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜20個確認された。
〔比較例1:トナーの製造例10〕
非晶性樹脂〔1〕微粒子分散液345.6質量部、結晶性樹脂〔1〕微粒子分散液86.4質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕65.0質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕58.0質量部、イオン交換水225質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.5質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.30μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止した。さらに、内温を85℃まで昇温し「FPIA−2000」(Sysmex社製)を用いて平均円形度が0.96になった時点で10℃/minの速度で室温まで冷却し、この反応液を、濾過、洗浄を繰り返した後、乾燥することにより、トナー粒子〔10〕を得た。
得られたトナー粒子〔10〕に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)1質量%および疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)1質量%を添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井三池化工機社製)により混合し、その後、45μmの目開きの篩を用いて粗大粒子を除去することにより、トナー〔10〕を得た。
トナー〔10〕の体積基準のメジアン径は6.34μm、平均円形度は0.966であった。また、トナー粒子〔10〕のTEM観察においては、5個のトナー粒子のいずれにおいてもコア粒子は観察されず、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインも確認することができなかった。
〔比較例2:トナーの製造例11〕
非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液13.5質量部、結晶性樹脂〔2〕微粒子分散液16.5質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕2.5質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕2.3質量部、イオン交換水8.8質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.1質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が2.8μmに到達したところで昇温を停止し、非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液398.6質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕62.5質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕55.7質量部、イオン交換水216.2質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.4質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.5μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔11〕を得た。
トナー〔11〕の体積基準のメジアン径は6.40μm、平均円形度は0.963であった。また、トナー粒子〔11〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜30個確認された。
〔比較例3:トナーの製造例12〕
非晶性樹脂〔3〕微粒子分散液119.7質量部、結晶性樹脂〔6〕微粒子分散液190.0質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕18.8質量部、イオン交換水73.1質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.8質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が5.1μmに到達したところで昇温を停止し、非晶性樹脂〔3〕微粒子分散液192.6質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕39.2質量部、イオン交換水151.9質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム1.7質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.0μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔12〕を得た。
トナー〔12〕の体積基準のメジアン径は6.00μm、平均円形度は0.961であった。また、トナー粒子〔12〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜50個確認された。
〔比較例4:トナーの製造例13〕
非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液46.9質量部、結晶性樹脂〔4〕微粒子分散液55.0質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕8.7質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕7.8質量部、イオン交換水30.2質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.3質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が4.9μmに到達したところで昇温を停止し、非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液322.5質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕56.3質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕50.2質量部、イオン交換水194.8質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.2質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が7.8μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔13〕を得た。
トナー〔13〕の体積基準のメジアン径は7.90μm、平均円形度は0.960であった。また、トナー粒子〔13〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子において、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5個未満であるものがあった。
〔比較例5:トナーの製造例14〕
非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液9.4質量部、結晶性樹脂〔2〕微粒子分散液95.0質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕8.7質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕7.8質量部、イオン交換水30.2質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.3質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が5.0μmに到達したところで昇温を停止し、非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液323.0質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕56.3質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕50.2質量部、イオン交換水194.8質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.2質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が8.0μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔14〕を得た。
トナー〔14〕の体積基準のメジアン径は7.90μm、平均円形度は0.962であった。また、トナー粒子〔14〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子において、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが51個以上確認されるものがあった。
〔比較例6:トナーの製造例15〕
非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液13.3質量部、結晶性樹脂〔2〕微粒子分散液31.0質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕3.6質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕3.2質量部、イオン交換水12.6質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.1質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が2.3μmに到達したところで昇温を停止し、非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液398.6質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕61.4質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕54.8質量部、イオン交換水212.4質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.4質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が5.0μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔15〕を得た。
トナー〔15〕の体積基準のメジアン径は5.20μm、平均円形度は0.961であった。また、トナー粒子〔15〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜30個確認された。
〔比較例7:トナーの製造例16〕
非晶性樹脂〔3〕微粒子分散液26.4質量部、結晶性樹脂〔3〕微粒子分散液80.0質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕8.8質量部、イオン交換水34.0質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.4質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が5.2μmに到達したところで昇温を停止し、非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液309.0質量部、離型剤微粒子分散液〔2〕55.0質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕49.2質量部、イオン交換水191.0質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.1質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が8.0μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔16〕を得た。
トナー〔16〕の体積基準のメジアン径は7.90μm、平均円形度は0.965であった。また、トナー粒子〔16〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜50個確認された。
〔比較例8:トナーの製造例17〕
非晶性樹脂〔3〕微粒子分散液113.4質量部、結晶性樹脂〔6〕微粒子分散液180質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕17.2質量部、イオン交換水66.8質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.7質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が3.4μmに到達したところで昇温を停止し、非晶性樹脂〔3〕微粒子分散液223.4質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕40.8質量部、イオン交換水158.2質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム1.8質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が4.3μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔17〕を得た。
トナー〔17〕の体積基準のメジアン径は4.20μm、平均円形度は0.966であった。また、トナー粒子〔17〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜35個確認された。
〔比較例9:トナーの製造例18〕
非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液20.5質量部、結晶性樹脂〔2〕微粒子分散液25.0質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕3.6質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕3.2質量部、イオン交換水12.6質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.1質量部を、撹拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に投入し、撹拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10%水溶液)0.3質量部を10分間かけて滴下した後、撹拌しながら0.5℃/minの速度で昇温し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。凝集粒子の体積基準のメジアン径が3.7μmに到達したところで昇温を停止し、非晶性樹脂〔2〕微粒子分散液409.1質量部、離型剤微粒子分散液〔1〕61.4質量部、着色剤微粒子分散液〔1〕54.8質量部、イオン交換水212.4質量部およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム2.4質量部の混合液に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを5に調整した溶液を、1時間かけて滴下した。更に75℃まで昇温して内温を維持し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が7.8μmに達したところで、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム水溶液(40%水溶液)2質量部を加えて粒径成長を停止し、その後は実施例1と同様の操作を行うことによりトナー〔18〕を得た。
トナー〔18〕の体積基準のメジアン径は7.80μm、平均円形度は0.960であった。また、トナー粒子〔18〕のTEM観察を行ったところ、5個のトナー粒子のコア粒子のそれぞれにおいて、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインが5〜35個確認された。
トナー〔1〕〜〔18〕においてコア粒子を構成する樹脂における非晶性樹脂の含有割合、コア粒子の平均粒径、シェル層厚み、トナー粒子を構成する全結着樹脂におけるシェル層を構成する樹脂(シェル樹脂)の含有割合、および、トナー粒子を構成する全結着樹脂における非晶性樹脂の含有割合を表3に示す。
Figure 0006102554
〔現像剤の製造例1〜18〕
トナー〔1〕〜〔18〕の各々に対して、シリコーン樹脂を被覆した体積平均粒径60μmのフェライトキャリアをトナー濃度が6%となるように添加して混合することにより、現像剤〔1〕〜〔18〕を製造した。
上記のトナー〔1〕〜〔18〕、現像剤〔1〕〜〔18〕について、以下の評価を行った。
(1)低温定着性
市販のフルカラー複写機「bizhub PRO C6501」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)において、定着装置を定着用ヒートローラの表面温度を100〜210℃の範囲で変更することができるように改造したものに上記の現像剤を装填し、A4サイズの普通紙(坪量80g/m2 )上に、トナー付着量11mg/10cm2 のベタ画像を定着させる定着実験を、設定される定着温度を100℃、105℃、・・・と5℃刻みで増加させるよう変更しながら繰り返し行った。
そして、各定着温度の定着実験において得られたプリント物を、折り機で前記ベタ画像に荷重をかけるように折り、これに0.35MPaの圧縮空気を吹き付け、折り目を下記の評価基準に示す5段階にランク付けし、ランク3となる定着実験のうち最も定着温度の低い定着実験における定着温度を、下限定着温度として評価した。結果を表4に示す。
この下限定着温度が低ければ低い程、低温定着性に優れることを意味し、125℃以下であれば実用上問題なく、合格と判断される。
−評価基準−
ランク5:全く折れ目なし。
ランク4:一部折れ目に従った剥離あり。
ランク3:折れ目に従った細かい線状の剥離あり。
ランク2:折れ目に従った太い線状の剥離あり。
ランク1:大きな剥離あり。
(2)長期保管安定性
温度40℃、相対湿度85%の環境下において24時間放置したトナー500gを、「bizhub PRO C6501」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)のトナーボトルに取り、蓋を閉めた状態で温度45℃、相対湿度85%の環境下において更に1,000時間放置したのち、このトナーボトルからトナー5gを採取して目視観察により顆粒の有無を確認した。
次いで、このトナーボトルを市販の複合プリンタのフルカラー複写機「bizhub PRO C6501」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に装着し、トナー付着量が4.0g/m2 の全面ベタ画像を作製した。
この全面ベタ画像について目視で観察し、下記の評価基準によりトナーの耐熱保管性についての評価を行った。結果を表4に示す。
−評価基準−
◎:温度45℃/湿度85%の環境に1,000時間放置しても、顆粒は発生せず、画像上の問題が生じない。
○:温度45℃/湿度85%の環境に1,000時間放置すると、ソフトな顆粒が発生するが、画像形成時には顆粒が解け、画像上に問題は生じない。
×:温度45℃/湿度85%の環境に1,000時間放置すると、顆粒が発生し、現像器からの顆粒トナーこぼれによって、得られた画像に画像汚染、転写時の白点状画像不良が多発する。
Figure 0006102554
12 コア粒子
12D ドメイン
12M マトリクス
15 シェル層
0 コア粒子のフェレ径
1 トナー粒子のフェレ径



Claims (7)

  1. 結着樹脂を含有する、体積基準のメジアン径が3.5〜8μmであるトナー粒子よりなる静電荷像現像用トナーであって、
    前記トナー粒子が、結晶性樹脂からなるマトリクス中に非晶性樹脂からなるドメインが分散されてなるコア粒子と、当該コア粒子を被覆する、非晶性樹脂によるシェル層とからなるコア−シェル構造を有し、
    前記コア粒子の平均粒径が2.5〜5.0μmであり、
    前記コア粒子における結晶性樹脂と非晶性樹脂との質量比率(結晶性樹脂:非晶性樹脂)が、55:45〜90:10の範囲であり、
    前記シェル層の厚みが0.5〜2.0μmであり、
    前記結着樹脂中における、前記コア粒子に含有される非晶性樹脂および前記シェル層を構成する非晶性樹脂の合計の含有割合が70〜95質量%であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
  2. 前記コア粒子が、ドメイン径が0.1〜0.9μmであるドメインを5〜50個有することを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
  3. 前記結晶性樹脂が結晶性ポリエステル樹脂からなり、前記コア粒子に含有される非晶性樹脂および前記シェル層を構成する非晶性樹脂の少なくともいずれかが非晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
  4. 前記コア粒子に含有される非晶性樹脂および前記シェル層を構成する非晶性樹脂の少なくともいずれかが非晶性ポリエステル樹脂およびスチレンアクリル樹脂を含有することを特徴とする請求項3に記載の静電荷像現像用トナー。
  5. 前記コア粒子に含有される非晶性樹脂および前記シェル層を構成する非晶性樹脂の少なくともいずれかが非晶性ポリエステル重合セグメントにスチレンアクリル共重合体セグメントが結合されたスチレンアクリル変性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
  6. 前記結晶性ポリエステル樹脂が脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸との縮合物であり、当該脂肪族ジオールおよび当該脂肪族ジカルボン酸の少なくとも一方が短鎖のものであることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の静電荷像現像用トナー。
  7. 請求項1〜請求項6のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
    水系媒体中において、結晶性樹脂による微粒子と非晶性樹脂による微粒子とを質量比率(結晶性樹脂:非晶性樹脂)で55:45〜90:10の範囲の混合比で凝集させてコア粒子用凝集粒子を形成する工程と、
    前記コア粒子用凝集粒子の表面に、非晶性樹脂による微粒子を凝集させる工程とを有することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
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