JP6798694B2 - 静電荷像現像用トナーの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。
電子写真の分野においては、電子写真システムの発展に伴い、高画質化及び高速化に対応した静電荷像現像用トナーの開発が求められている。高画質化に対応して、粒径分布が狭く、小粒径のトナーを得る方法として、微細な樹脂粒子等を水性媒体中で凝集、及び融着させてトナーを得る、乳化凝集法(凝集合一法、凝集融着法)によるトナーの製造が行われている。
例えば、特許文献1では、コアシェル構造を有する静電荷像現像用トナーであって、複合樹脂(A)及び結晶性ポリエステル(B)を含む結着樹脂とワックスとをコア部分に含有し、ポリエステル樹脂(C)を含む結着樹脂をシェル部分に含有し、複合樹脂(A)が、特定の複合樹脂であり、結晶性ポリエステル(B)が、特定の結晶性ポリエステルであり、ポリエステル樹脂(C)が、特定のポリエステル樹脂である、静電荷像現像用トナーが記載され、当該静電荷像現像用トナーは、優れた低温定着性と耐熱保存性とを両立し、帯電性にも優れると記載されている。
特許文献2では、少なくともポリエステル樹脂及び着色剤を含有するトナーの製造方法であって、(A)有機溶剤に、ポリエステル樹脂と、所定の超高分子量体スチレン系樹脂を溶解し、結着樹脂溶液を作製する工程と、(B)前記結着樹脂溶液を水系媒体中に、結着樹脂溶液液滴として分散させる工程と、(C)前記結着樹脂溶液液滴から前記有機溶剤を除き、樹脂粒子分散液を作製する工程と、(D)前記有機溶剤を除いた樹脂粒子と、前記着色剤を含有する着色剤粒子とを凝集させることでトナー粒子を形成する工程と、を備えるトナーの製造方法が記載され、当該製造方法により、画質に優れ、低温定着性と耐オフセット性、すなわち、定着可能温度幅が十分であり、また簡易な操作で得られ、コスト面においても有利なトナーが得られると記載されている。
特開2016−114934号公報 特開2012−42930号公報
一般的に乳化凝集法による静電荷像現像用トナーの製造においては、着色剤を微粒子の分散液として調製し、結着樹脂となる樹脂粒子及び着色剤粒子等と水性媒体中で凝集及び融着させる。しかし、得られるトナーによる印刷画像の画像濃度が十分でない場合があり、乳化凝集法において、より高い画像濃度を得られるトナーの製造技術が求められている。
そこで、本発明は、高い画像濃度を有する印刷物が得られる、静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することを課題とする。
本発明者は、結着樹脂に用いられる樹脂の種類と、着色剤粒子の分散に用いる界面活性剤の種類との組合せが、印刷物の画像濃度等のトナーの特性と関連性を有することを見出した。より具体的には、特定の樹脂と、着色剤と式(1)で表される化合物(以下、単に「化合物1」ともいう)を混合して得られた着色剤粒子と、を用いることで、印刷物の画像濃度の特性が向上することが見出された。
すなわち、本発明は、樹脂粒子及び着色剤粒子を含む粒子を水性媒体中で凝集及び融着させる工程を有する、静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
前記樹脂粒子が、ポリエステルセグメントとスチレン系化合物を含有する原料モノマーの付加重合物である付加重合樹脂セグメントと両反応性モノマー由来の単位とを有する複合樹脂を含有し、
前記着色剤粒子が、着色剤と下記式(1)で表される化合物とを混合して得られるものである、静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。

〔式中、R1は炭素数1以上12以下のアルカンジイル基であり、mは平均置換数を示し、mの値は1以上4以下であり、R2は水素原子又はメチル基であり、A1Oはオキシアルキレン基を示し、A1はエチレン基又はプロピレン基であり、nはアルキレンオキサイドの平均付加モル数であり、nの値は5以上100以下である。〕
本発明によれば、高い画像濃度を有する印刷物が得られる、静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することができる。
[静電荷像現像用トナーの製造方法]
本発明の静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう)の製造方法は、樹脂粒子及び着色剤粒子を含む粒子を水性媒体中で凝集及び融着させる工程を有する、静電荷像現像用トナーの製造方法である。
当該製造方法において、樹脂粒子は、ポリエステルセグメントとスチレン系化合物を含有する原料モノマーの付加重合物である付加重合樹脂セグメントと両反応性モノマー由来の単位とを有する複合樹脂(以下、単に「複合樹脂A」ともいう)を含有する。
当該製造方法において、着色剤粒子は、着色剤と下記式(1)で表される化合物(以下、単に「化合物1」ともいう)とを混合して得られるものである。

〔式中、R1は炭素数1以上12以下のアルカンジイル基であり、mは平均置換数を示し、mの値は1以上4以下であり、R2は水素原子又はメチル基であり、A1Oはオキシアルキレン基を示し、A1はエチレン基又はプロピレン基であり、nはアルキレンオキサイドの平均付加モル数であり、nの値は5以上100以下である。〕
このような構成を有することで、高い画像濃度を有する印刷物が得られる、静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することができる。
本発明の効果が得られる理由は定かではないが、以下のように考えられる。
従来の乳化凝集法においては、得られるトナーの印刷物の画像濃度が低下する一要因として、凝集及び融着する際に、着色剤粒子同士が、凝集してしまうことが見出された。これは、トナーを構成する結着樹脂中での着色剤の安定化が十分でないためと考えられた。
本発明においては、結着樹脂を構成する樹脂として、ポリエステルセグメントとスチレン系化合物を含有する原料モノマーの付加重合物である付加重合樹脂セグメントと両反応性モノマー由来の単位とを有する複合樹脂Aを用い、更に、着色剤と、分子構造中に芳香環を複数有する化合物1とを混合して得られた着色剤粒子の分散液を組み合わせて用いる。複合樹脂Aの付加重合樹脂セグメントと化合物1の芳香環との相互作用により、着色剤粒子が樹脂粒子中へ分散しやすくなり、凝集及び融着する際に着色剤粒子同士の凝集を防ぎ、得られるトナー中での着色剤の分散性が向上するために、印刷物の画像濃度が向上したものと推察される。
本明細書における各種用語の定義等を以下に示す。
樹脂が結晶性であるか非晶性であるかについては、結晶性指数により判定される。結晶性指数は、後述する実施例に記載の測定方法における、樹脂の軟化点と吸熱の最大ピーク温度との比(軟化点(℃)/吸熱の最大ピーク温度(℃))で定義される。結晶性樹脂とは、結晶性指数が0.6以上1.4以下のものである。非晶性樹脂とは、結晶性指数が0.6未満又は1.4超のものである。結晶性指数は、原料モノマーの種類及びその比率、並びに反応温度、反応時間、冷却速度等の製造条件により適宜調整することができる。
明細書中、ポリエステルのカルボン酸成分には、その化合物のみならず、反応中に分解して酸を生成する無水物、及び、各カルボン酸の、炭素数1以上3以下のアルキルエステルも含まれる。
本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法は、樹脂粒子及び着色剤粒子を含む粒子を水性媒体中で凝集及び融着させる工程を少なくとも有するが、例えば、以下の工程を有していてもよい。
工程1:複合樹脂Aを得る工程
工程2:複合樹脂Aを水性媒体中に分散させて、樹脂粒子(以下、「樹脂粒子P1」ともいう)の分散液を得る工程
工程3:着色剤と化合物1とを混合して着色剤粒子の分散液を得る工程
工程4:樹脂粒子P1を含有する分散液と着色剤粒子を含有する分散液とを混合する工程
工程5:樹脂粒子P1及び着色剤粒子を含む粒子を水性媒体中で凝集させ凝集粒子(以下、「凝集粒子1」ともいう)を得る工程
工程6:凝集粒子1を融着させる工程
<工程1>
工程1では、ポリエステルセグメントとスチレン系化合物を含有する原料モノマーの付加重合物である付加重合樹脂セグメントと両反応性モノマー由来の単位とを有する複合樹脂Aを得る。
〔複合樹脂A〕
複合樹脂Aは、ポリエステルセグメントと、スチレン系化合物を含有する原料モノマーの付加重合物である付加重合樹脂セグメントと、両反応性モノマー由来の単位とを有する。複合樹脂Aは、好ましくは非晶性複合樹脂である。
〔ポリエステルセグメント〕
複合樹脂Aのポリエステルセグメントは、例えば、アルコール成分(a−al)とカルボン酸成分(a−ac)との重縮合物である。複合樹脂Aは、ポリエステルセグメントを有することで低温定着性に優れるトナーを得ることができる。
(アルコール成分(a−al))
アルコール成分(a−al)は、直鎖又は分岐の脂肪族ジオール、芳香族ジオール、脂環式ジオール、3価以上の多価アルコール等が挙げられる。これらの中でも、芳香族ジオールが好ましく、低温定着性及び印刷物の画像濃度を向上させる観点から、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物がより好ましい。
ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物は、好ましくは、ビスフェノールA(2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン)のエチレンオキサイド付加物及びビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物である。
ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物のアルキレンオキサイドの平均付加モル数は、好ましくは1以上、より好ましくは1.2以上、更に好ましくは1.5以上であり、そして、好ましくは16以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは8以下、より更に好ましくは4以下である。
ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物の量は、アルコール成分(a−al)中、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上、更に好ましくは95モル%以上、より更に好ましくは98モル%以上であり、そして、100モル%以下であり、より更に好ましくは100モル%である。
アルコール成分(a−al)は、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物とは異なる他のアルコール成分を含有していてもよい。他のアルコール成分としては、直鎖又は分岐の脂肪族ジオール、他の芳香族ジオール、脂環式ジオール、3価以上の多価アルコール等が挙げられる。
直鎖又は分岐の脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,6−ヘキサンジオール、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、1,12−ドデカンジオールが挙げられる。
脂環式ジオールとしては、例えば、水素添加ビスフェノールA(2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン)、水素添加ビスフェノールAの炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイド(平均付加モル数2以上12以下)付加物が挙げられる。
3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトールが挙げられる。
これらのアルコール成分は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
(カルボン酸成分(a−ac))
カルボン酸成分(a−ac)としては、例えば、ジカルボン酸、3価以上の多価カルボン酸が挙げられる。
ジカルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸、直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸が挙げられる。これらの中でも、芳香族ジカルボン酸、及び、直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
芳香族ジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等が挙げられる。これらの中でも、イソフタル酸、テレフタル酸が好ましく、テレフタル酸がより好ましい。
芳香族ジカルボン酸の量は、カルボン酸成分(a−ac)中、好ましくは20モル%以上、より好ましくは25モル%以上、より好ましくは30モル%以上であり、そして、好ましくは90モル%以下、より好ましくは70モル%以下、更に好ましくは50モル%以下である。
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸の炭素数は、好ましくは2以上、より好ましくは3以上であり、そして、好ましくは30以下、より好ましくは20以下である。
炭素数2以上30以下の直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、アゼライン酸、炭素数1以上20以下のアルキル基又は炭素数2以上20以下のアルケニル基で置換されたコハク酸が挙げられる。炭素数1以上20以下のアルキル基又は炭素数2以上20以下のアルケニル基で置換されたコハク酸としては、例えば、ドデシルコハク酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸等が挙げられる。これらの中でも、フマル酸、セバシン酸が好ましい。
これらの中でも、テレフタル酸、セバシン酸、フマル酸が好ましく、これらを組み合わせて使用することがより好ましい。
3価以上の多価カルボン酸としては、好ましくは3価のカルボン酸であり、例えばトリメリット酸が挙げられる。
3価以上の多価カルボン酸を含む場合、3価以上の多価カルボン酸の量は、カルボン酸成分(a−ac)中、好ましくは3モル%以上、より好ましくは5モル%以上であり、そして、好ましくは20モル%以下、より好ましくは15モル%以下、更に好ましくは12モル%以下である。
これらのカルボン酸成分は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
アルコール成分(a−al)の水酸基に対するカルボン酸成分(a−ac)のカルボキシ基の比〔COOH基/OH基〕は、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上であり、そして、好ましくは1.3以下、より好ましくは1.2以下である。
〔付加重合樹脂セグメント〕
付加重合樹脂セグメントは、優れた印刷物の画像濃度を得る観点から、スチレン系化合物を含有する原料モノマーの付加重合物であり、好ましくは、スチレン系化合物及び炭素数3以上22以下の脂肪族炭化水素基を有するビニル系モノマーを含有する原料モノマーの付加重合物である。
スチレン系化合物としては、例えば、置換又は無置換のスチレンが挙げられる。置換基としては、例えば、炭素数1以上5以下のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、スルホン酸基又はその塩等が挙げられる。
スチレン系化合物としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、tert−ブチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、メトキシスチレン、スチレンスルホン酸又はその塩等のスチレン類が挙げられる。これらの中でも、スチレンが好ましい。
スチレン系化合物の量は、印刷物の画像濃度をより向上させる観点から、付加重合樹脂セグメントの原料モノマー中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは55質量%以上、更に好ましくは60質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは85質量%以下である。
脂肪族炭化水素基を有するビニル系モノマーの炭化水素基の炭素数は、印刷物の画像濃度をより向上させる観点から、好ましくは3以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは6以上、より更に好ましくは8以上、より更に好ましくは10以上、より更に好ましくは12以上、より更に好ましくは14以上であり、そして、好ましくは22以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは18以下である。
炭素数8以上の長鎖の脂肪族炭化水素基を有するビニル系モノマーを原料モノマーとして含有することで、複合樹脂A中でのミクロ相分離構造がしっかりとできるため、着色剤粒子の化合物1との相互作用を引き起こしやすくなり、着色剤の分散性がより向上し、低温定着性、及び画像濃度が向上する。
脂肪族炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルキニル基、アルケニル基が挙げられ、好ましくはアルキル基及びアルケニル基、より好ましくはアルキル基である。なお、脂肪族炭化水素基は、分岐又は直鎖のいずれであってもよい。
脂肪族炭化水素基を有するビニル系モノマーは、好ましくは(メタ)アクリル酸のアルキルエステルである。(メタ)アクリル酸のアルキルエステルの場合、炭化水素基はエステルのアルコール側残基である。
(メタ)アクリル酸のアルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸(イソ)プロピル、(メタ)アクリル酸(イソ)ブチル、(メタ)アクリル酸(イソ)ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸(イソ)オクチル(以下、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルともいう)、(メタ)アクリル酸(イソ)デシル、(メタ)アクリル酸(イソ)ドデシル(以下、(メタ)アクリル酸(イソ)ラウリルともいう)、(メタ)アクリル酸(イソ)パルミチル、(メタ)アクリル酸(イソ)ステアリル、(メタ)アクリル酸(イソ)ベヘニルが挙げられる。
これらの中でも、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸(イソ)デシル、(メタ)アクリル酸(イソ)ドデシル、(メタ)アクリル酸(イソ)ステアリル、(メタ)アクリル酸(イソ)ベヘニルが好ましく、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸(イソ)ドデシル、(メタ)アクリル酸(イソ)ステアリルがより好ましく、(メタ)アクリル酸(イソ)ドデシル、(メタ)アクリル酸(イソ)ステアリルが更に好ましく、(メタ)アクリル酸(イソ)ステアリルがより更に好ましい。
ここで、「(メタ)アクリル酸アルキル」とは、アクリル酸アルキル又はメタクリル酸アルキルを示す。また、アルキル部位について「(イソ)」とは、ノルマルアルキル又はイソアルキルを意味する。
炭素数3以上22以下の脂肪族炭化水素基を有するビニル系モノマーの量は、印刷物の画像濃度をより向上させる観点から、付加重合樹脂セグメントの原料モノマー中、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下、更に好ましくは40質量%以下である。
他の原料モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン等のエチレン性不飽和モノオレフィン類;ブタジエン等の共役ジエン類;塩化ビニル等のハロビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル等の(メタ)アクリル酸アミノアルキルエステル類;メチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;ビニリデンクロリド等のビニリデンハロゲン化物;N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物類が挙げられる。
付加重合樹脂セグメント中の原料モノマー中、スチレン系化合物と炭素数3以上22以下の脂肪族炭化水素基を有するビニル系モノマーの合計量は、印刷物の画像濃度をより向上させる観点から、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上であり、そして、100質量%以下であり、より更に好ましくは100質量%である。
〔両反応性モノマー由来の単位〕
複合樹脂Aは、優れた印刷物の画像濃度を得る観点から、両反応性モノマー由来の単位を有する。複合樹脂Aの原料モノマーとして両反応性モノマーを用いると、当該両反応性モノマーが、ポリエステルセグメント、付加重合樹脂セグメント、又はこれらの原料モノマーのそれぞれと反応し、ポリエステルセグメントと付加重合樹脂セグメントの結合点となる。
「両反応性モノマー由来の単位」とは、両反応性モノマーの官能基、ビニル部位が反応した単位を意味する。
両反応性モノマーとしては、例えば、分子内に、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、第1級アミノ基及び第2級アミノ基から選ばれる少なくとも1種の官能基を有するビニル系モノマーが挙げられる。これらの中でも、反応性の観点から、水酸基又はカルボキシ基を有するビニル系モノマーが好ましく、カルボキシ基を有するビニル系モノマーがより好ましい。
両反応性モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸等が挙げられる。これらの中でも、重縮合反応と付加重合反応の双方の反応性の観点から、アクリル酸、メタクリル酸が好ましく、アクリル酸がより好ましい。
両反応性モノマー由来の単位の含有量は、印刷物の画像濃度をより向上させる観点から、複合樹脂Aのポリエステルセグメントのアルコール成分100モル部に対して、好ましくは1モル部以上、より好ましくは5モル部以上、更に好ましくは8モル部以上であり、そして、好ましくは30モル部以下、より好ましくは25モル部以下、更に好ましくは20モル部以下である。なお、両反応性モノマーを使用する場合であって、複合樹脂A中の各セグメントの量を算出する場合、両反応性モノマーに由来する構成単位はポリエステルセグメント中に含まれるものとして算出する。
複合樹脂A中のポリエステルセグメントの量は、印刷物の画像濃度をより向上させる観点から、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは55質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。
複合樹脂A中の付加重合樹脂セグメントの量は、印刷物の画像濃度をより向上させる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、そして、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは45質量%以下である。
複合樹脂A中のポリエステルセグメントと付加重合樹脂セグメントとの合計量は、印刷物の画像濃度をより向上させる観点から、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは93質量%以上、より更に好ましくは95質量%以上であり、そして、100質量%以下であり、好ましくは99質量%以下である。
〔複合樹脂Aの物性〕
複合樹脂Aの軟化点は、印刷物の画像濃度をより向上させる観点から、好ましくは70℃以上、より好ましくは90℃以上、更に好ましくは100℃以上であり、そして、好ましくは140℃以下、より好ましくは130℃以下、更に好ましくは125℃以下である。
複合樹脂Aのガラス転移温度は、印刷物の画像濃度をより向上させる観点から、好ましくは30℃以上、より好ましくは35℃以上、更に好ましくは40℃以上であり、そして、好ましくは70℃以下、より好ましくは60℃以下、更に好ましくは55℃以下である。
複合樹脂Aの酸価は、印刷物の画像濃度をより向上させる観点から、好ましくは5mgKOH/g以上、より好ましくは10mgKOH/g以上、更に好ましくは15mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは35mgKOH/g以下、更に好ましくは30mgKOH/g以下である。
複合樹脂Aの軟化点、ガラス転移温度、及び酸価は、原料モノマーの種類及びその使用量、並びに反応温度、反応時間、冷却速度等の製造条件により適宜調整することができ、また、それらの値は、実施例に記載の方法により求められる。
なお、複合樹脂Aを2種以上組み合わせて使用する場合は、それらの混合物として得られた軟化点、ガラス転移温度及び酸価の値がそれぞれ前述の範囲内であることが好ましい。
〔複合樹脂Aを得る方法〕
複合樹脂Aを得る方法は、例えば、アルコール成分(a−al)及びカルボン酸成分(a−ac)による重縮合をすることと、付加重合樹脂セグメントの原料モノマー及び両反応性モノマーによる付加重合反応することとを含み、より具体的には、以下の(i)〜(iii)の方法が挙げられる。
(i)アルコール成分(a−al)及びカルボン酸成分(a−ac)による重縮合反応の後に、付加重合樹脂セグメントの原料モノマー及び両反応性モノマーによる付加重合反応を行う方法
また、反応性の観点から、付加重合樹脂セグメントの原料モノマーとともに両反応性モノマーが反応系に供給されることが好ましい。反応性の観点から、エステル化触媒、エステル化助触媒等の触媒を用いてもよく、更にラジカル重合開始剤及びラジカル重合禁止剤を用いてもよい。
重縮合反応及び必要に応じて両反応性モノマーとの反応を更に進める観点から、カルボン酸成分は、一部を重縮合反応に供し、次いで付加重合反応を行った後に再度反応温度を上昇させ、残部を反応系に添加することが好ましい。
また、以下の(ii)又は(iii)の方法により製造することも可能である。
(ii)付加重合樹脂セグメントの原料モノマー及び両反応性モノマーによる付加重合反応の後に、ポリエステルセグメントの原料モノマーによる重縮合反応を行う方法
(iii)アルコール成分及びカルボン酸成分による重縮合反応と付加重合樹脂セグメントの原料モノマー及び両反応性モノマーによる付加重合反応とを並行して行う方法
上記(i)〜(iii)の方法の重縮合反応及び付加重合反応は、いずれも、同一容器内で行うことが好ましい。
複合樹脂Aは、上記(i)、又は(ii)の方法により製造することが、重縮合反応の反応温度の自由度が高い点から好ましく、上記(i)がより好ましい。
重縮合反応においては、アルコール成分(a−al)とカルボン酸成分(a−ac)とを重縮合させる。また、必要に応じて、ジ(2−エチルヘキサン酸)錫(II)、酸化ジブチル錫、チタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート等のエステル化触媒をアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対し0.01質量部以上5質量部以下;没食子酸(3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸と同じ。)等のエステル化助触媒をアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対し0.001質量部以上0.5質量部以下;更に必要に応じて4−tert−ブチルカテコール等のラジカル重合禁止剤をアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対し0.001質量部以上0.5質量部以下用いて重縮合してもよい。
重縮合反応の温度は、好ましくは120℃以上、より好ましくは160℃以上、更に好ましくは180℃以上であり、そして、好ましくは250℃以下、より好ましくは230℃以下である。
なお、重縮合は、不活性ガス雰囲気中にて行ってもよい。
付加重合反応においては、付加重合樹脂セグメントの原料モノマー及び両反応性モノマーを付加重合する。
付加重合反応の温度は、好ましくは110℃以上、より好ましくは130℃以上であり、そして、好ましくは220℃以下、より好ましくは200℃以下である。また、重合の後半に反応系を減圧することにより、反応を促進させることが好ましい。
付加重合反応の重合開始剤としては、例えば、ジブチルパーオキサイド等の過酸化物、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物等の公知のラジカル重合開始剤を使用することができる。
ラジカル重合開始剤の使用量は、付加重合樹脂セグメントの原料モノマー100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上であり、そして、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。
<工程2>
工程2は、複合樹脂Aを水性媒体中に分散させて、樹脂粒子P1の分散液を得る工程である。
ここでは、複合樹脂A以外に、更に他のトナーに使用可能な樹脂、例えば、他のポリエステル系樹脂、スチレン−アクリル共重合体、エポキシ、ポリカーボネート、ポリウレタン等を添加してもよい。
複合樹脂Aの量は、優れた印刷物の画像濃度を得る観点から、樹脂粒子P1を構成する樹脂成分中、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは98質量%以上であり、そして、好ましくは100質量%以下、より更に好ましくは100質量%である。
樹脂粒子P1中の樹脂成分の量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは98質量%以上であり、そして、好ましくは100質量%以下、より更に好ましくは100質量%である。
樹脂粒子P1の分散液を得る方法としては、例えば、複合樹脂Aを水性媒体に添加し、分散機等によって分散処理を行う方法、複合樹脂Aの有機溶媒溶液に水性媒体を徐々に添加して転相乳化させる方法が挙げられるが、転相乳化による方法が好ましい。
≪水性媒体≫
水性媒体としては、水を主成分とするものが好ましく、樹脂粒子の分散液の分散安定性を向上させる観点、及び環境性の観点から、水性媒体中の水の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは98質量%以上であり、そして、100質量%以下であり、より更に好ましくは100質量%である。水としては、脱イオン水又は蒸留水が好ましい。
水性媒体に含まれうる水以外の成分としては、例えば、炭素数1以上5以下のアルキルアルコール;アセトン、メチルエチルケトン等の炭素数3以上5以下のジアルキルケトン;テトラヒドロフラン等の環状エーテル等の水に溶解する有機溶媒が挙げられる。
これらの中でも、有機溶媒のトナーへの混入を防止する観点から、ポリエステルを溶解しない炭素数1以上5以下のアルキルアルコールが好ましく、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールがより好ましい。
〔転相乳化〕
転相乳化法としては、例えば、複合樹脂Aの有機溶媒溶液を調製した後、得られた溶液に水性媒体を添加して転相乳化する方法、並びに、溶融した複合樹脂Aに水性媒体を添加して転相乳化する方法が挙げられる。均質な樹脂粒子P1の分散液を得る観点から、前者の方法が好ましい。
有機溶媒は、溶解性パラメータ(SP値:POLYMER HANDBOOK THIRD EDITION 1989 by John Wiley & Sons,Inc)で表したとき、好ましくは15.0MPa1/2以上、より好ましくは16.0MPa1/2以上、更に好ましくは17.0MPa1/2以上であり、そして、好ましくは26.0MPa1/2以下、より好ましくは24.0MPa1/2以下、更に好ましくは22.0MPa1/2以下である。
有機溶媒としては、例えば、エタノール(26.0)、イソプロパノール(23.5)、イソブタノール(21.5)等のアルコール系溶媒;アセトン(20.3)、メチルエチルケトン(19.0)、メチルイソブチルケトン(17.2)、ジエチルケトン(18.0)等のケトン系溶媒;ジブチルエーテル(16.5)、テトラヒドロフラン(18.6)、ジオキサン(20.5)等のエーテル系溶媒;酢酸エチル(18.6)、酢酸イソプロピル(17.4)等の酢酸エステル系溶媒が挙げられる。なお、各溶媒の後ろのカッコ内の数値はそれぞれのSP値(単位:MPa1/2)である。これらの中でも、水性媒体添加後の混合液からの除去が容易である観点から、ケトン系溶媒及び酢酸エステル系溶媒から選ばれる少なくとも1種が好ましく、メチルエチルケトン、酢酸エチル及び酢酸イソプロピルから選ばれる少なくとも1種がより好ましく、メチルエチルケトンが更に好ましい。
有機溶媒溶液中、樹脂の濃度は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは50質量%以上であり、そして、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。
樹脂の有機溶媒溶液には、中和剤を添加することが好ましい。中和剤としては、例えば、塩基性物質が挙げられる。塩基性物質としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;アンモニア、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリブチルアミン等の含窒素塩基性物質が挙げられる。これらの中でも、樹脂粒子P1の分散安定性及び凝集性を向上させる観点から、好ましくはアルカリ金属の水酸化物、より好ましくは水酸化ナトリウムである。
樹脂の酸基に対する中和剤の使用当量(モル%)は、好ましくは10モル%以上、より好ましくは30モル%以上であり、そして、好ましくは150モル%以下、より好ましくは120モル%以下、更に好ましくは100モル%以下である。
なお、中和剤の使用当量(モル%)は、下記式によって求めることができる。中和剤の使用当量は、100モル%以下の場合、中和度と同義であり、下記式で中和剤の使用当量が100モル%を超える場合には、中和剤が樹脂の酸基に対して過剰であることを意味し、この時の樹脂の中和度は100モル%とみなす。
中和剤の使用当量(モル%)=〔{中和剤の添加質量(g)/中和剤の当量}/[{樹脂粒子P1を構成する樹脂の加重平均酸価(mgKOH/g)×樹脂粒子P1を構成する樹脂の質量(g)}/(56×1000)]〕×100
添加する水性媒体の量は、樹脂粒子P1の分散安定性を向上させる観点、及び後の工程5で均一な凝集粒子を得る観点から、樹脂粒子P1を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは100質量部以上、より好ましくは150質量部以上、更に好ましくは200質量部以上であり、そして、好ましくは900質量部以下、より好ましくは600質量部以下である。
また、樹脂粒子P1の分散安定性を向上させる観点から、水性媒体と前記有機溶媒との質量比(水性媒体/有機溶媒)は、好ましくは20/80以上、より好ましくは50/50以上、更に好ましくは60/40以上であり、そして、好ましくは97/3以下、より好ましくは93/7以下、更に好ましくは90/10以下である。
水性媒体を添加する際の温度は、樹脂粒子P1の分散安定性を向上させる観点から、樹脂粒子P1を構成する複合樹脂Aのガラス転移温度以上が好ましい。当該温度は、具体的には、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、更に好ましくは70℃以上であり、そして、好ましくは85℃以下、より好ましくは80℃以下、更に好ましくは75℃以下である。
水性媒体の添加速度は、小粒径の樹脂粒子を得る観点から、転相が終了するまでは、樹脂粒子を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1質量部/分以上、より好ましくは0.5質量部/分以上、更に好ましくは1質量部/分以上であり、そして、好ましくは50質量部/分以下、より好ましくは30質量部/分以下、更に好ましくは20質量部/分以下である。転相後の水性媒体の添加速度には制限はない。
転相乳化の後に、必要に応じて、得られた分散液から蒸留等により有機溶媒を除去する工程を有していてもよい。この場合、有機溶媒の残存量は、水系分散液中、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは実質的に0%である。
樹脂粒子P1の分散液の固形分濃度は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、より更に好ましくは25質量%以下である。なお、固形分は、樹脂、着色剤、界面活性剤等の不揮発性成分の総量である。
分散液中の樹脂粒子P1の体積中位粒径D50は、高画質の画像が得られるトナーを得る観点から、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.08μm以上であり、そして、好ましくは0.80μm以下、より好ましくは0.40μm以下、更に好ましくは0.20μm以下、より更に好ましくは0.15μm以下である。
ここで、体積中位粒径D50とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さい方から計算して50%になる粒径であり、後述の実施例に記載の方法で求められる。
樹脂粒子P1の粒径分布の変動係数(CV値)(%)は、樹脂粒子P1の分散液の生産性を向上させる観点から、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは15%以上であり、そして、高画質の画像が得られるトナーを得る観点から、好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、更に好ましくは30%以下である。
なお、CV値は、下記式で表される値である。下記式における体積平均粒径とは、体積基準で測定された粒径に、その粒径値を持つ粒子の割合を掛け、それにより得られた値を粒子数で除して得られる粒径である。CV値は実施例に記載の方法で求められる。
CV値(%)=[粒径分布の標準偏差(nm)/体積平均粒径(nm)]×100
樹脂粒子P1には、本発明の効果を損なわない範囲で、帯電制御剤、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、老化防止剤等の添加剤等を含有させてもよい。
<工程3>
工程3は、着色剤と化合物1とを混合して着色剤粒子の分散液を得る工程である。
着色剤と化合物1とを混合して得られる着色剤粒子を用いることで、着色剤粒子表面に、化合物1が付着し、複合樹脂Aを含有する樹脂粒子との親和性が高まると考えられる。
≪着色剤≫
着色剤としては、顔料及び染料が用いられ、トナーの画像濃度を向上させる観点から、顔料が好ましい。顔料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用できるが、有機顔料が好ましい。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、無機系複合酸化物が挙げられる。
有機顔料としては、イエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料などが用いられる。
マゼンタ有機顔料としては、例えば、モノアゾ化合物、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられ、より具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:1、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、238、254、269、C.I.ピグメントバイオレッド19が挙げられる。これらの中でも、ナフトール化合物が好ましく、C.I.ピグメントレッド269がより好ましい。
シアン有機顔料としては、例えば、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物が挙げられ、より具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66が挙げられる。これらの中でも、銅フタロシアニン化合物が好ましく、C.I.ピグメントブルー15:3がより好ましい。
イエロー有機顔料としては、例えば、モノアゾ化合物、ジスアゾ化合物、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、イソインドリン化合物、ベンズイミダゾロン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物が挙げられ、より具体的には、C.I.ピグメントイエロー17、74、93、95、109、111、128、139、151、154、155、174、180、185が挙げられる。これらの中でも、モノアゾ化合物が好ましく、C.I.ピグメントイエロー74がより好ましい。
なお染料としては、例えば、アクリジン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、インジゴ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系の染料が挙げられる。
着色剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
着色剤粒子中、着色剤の含有量は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは65質量%以上、更に好ましくは70質量%以上であり、そして、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。
≪化合物1≫
化合物1は、着色剤の分散剤として機能し、優れた印刷物の画像濃度を得る観点から、下記式(1)で表される化合物である。

〔式中、R1は炭素数1以上12以下のアルカンジイル基であり、mは平均置換数を示し、mの値は1以上4以下であり、R2は水素原子又はメチル基であり、A1Oはオキシアルキレン基を示し、A1はエチレン基又はプロピレン基であり、nはアルキレンオキサイドの平均付加モル数であり、nの値は5以上100以下である。〕
1は、好ましくは炭素数1以上4以下のアルカンジイル基、より好ましくは炭素数1以上2以下のアルカンジイル基である。
1としては、例えば、メタンジイル基(メチレン基ともいう)、エタン−1,1−ジイル基、エタン−1,2−ジイル基(エチレン基ともいう)、プロパン−1,1−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,1−ジイル基、ブタン−1,2−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ブタン−2,3−ジイル基が挙げられる。これらの中でも、メタンジイル基、エタン−1,1−ジイル基、エタン−1,2−ジイル基が好ましい。
mの値は、好ましくは2以上3以下である。
2は、好ましくは水素原子である。
1は、好ましくはエチレン基である。
nの値は、好ましくは8以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは12以上であり、そして、好ましくは80以下、より好ましくは50以下、更に好ましくは30以下、より更に好ましくは20以下である。
化合物1は、印刷物の画像濃度を向上させる観点から、好ましくは下記式(1−1)で表される化合物である。

〔式中、R1は、メタンジイル基、エタン−1,1−ジイル基、又はエタン−1,2−ジイル基であり、mは平均置換数を示し、mの値は2以上3以下であり、EOはオキシエチレン基を示し、nはエチレンオキサイドの平均付加モル数であり、nの値は10以上30以下である。〕
化合物1としては、例えば、ポリオキシエチレン(スチレン化フェニル)エーテル、ポリオキシエチレン(ジスチレン化フェニル)エーテル、ポリオキシエチレン(ジスチレン化メチルフェニル)エーテル、ポリオキシエチレン(トリスチレン化フェニル)エーテル、ポリオキシプロピレン(スチレン化フェニル)エーテル、ポリオキシプロピレン(ジスチレン化フェニル)エーテル、ポリオキシプロピレン(ジスチレン化メチルフェニル)エーテル、ポリオキシプロピレン(トリスチレン化フェニル)エーテル、ポリオキシエチレン(ベンジルフェニル)エーテル、ポリオキシエチレン(ジベンジルフェニル)エーテル、ポリオキシエチレン(トリベンジルフェニル)エーテル、ポリオキシプロピレン(ベンジルフェニル)エーテル、ポリオキシプロピレン(ジベンジルフェニル)エーテル、ポリオキシプロピレン(トリベンジルフェニル)エーテルが挙げられる。
これらの中でも、印刷物の画像濃度を向上させる観点から、ポリオキシエチレン(ジスチレン化フェニル)エーテル、ポリオキシエチレン(トリベンジルフェニル)エーテルが好ましい。これらのポリオキシエチレン基の平均付加モル数は、前述のnの範囲が好ましい。
化合物1の市販品としては、ポリオキシエチレン(ジスチレン化フェニル)エーテル「エマルゲンA−60」(平均付加モル数13、花王株式会社製)、ポリオキシエチレン(ジスチレン化フェニル)エーテル「エマルゲンA−90」(平均付加モル数18、花王株式会社製)、ポリオキシエチレン(トリベンジルフェニル)エーテル「エマルゲンB−66」(平均付加モル数15、花王株式会社製)が挙げられる。
着色剤と化合物1との混合時、化合物1の量は、印刷物の画像濃度をより向上させる観点から、着色剤100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは25質量部以上、より更に好ましくは30質量部以上であり、そして、好ましくは50質量部以下、より好ましくは45質量部以下、更に好ましくは40質量部以下である。
工程3における、着色剤と化合物1との混合は、例えば、着色剤、化合物1、及び水性媒体を、分散機を用いて混合し、着色剤を分散することが好ましい。着色剤を化合物1により、分散して、着色剤粒子を得ることで、凝集及び融着の際に着色剤と複合樹脂Aとの親和性が高まり、低温定着性及び印刷物の画像濃度をより向上させることができる。
分散機としては、例えば、ホモミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機が挙げられる。好適な分散機の市販品としては、例えば、ホモミキサー「T.K.AGI HOMOMIXER 2M−03」(特殊機化工業株式会社製)、高圧ホモジナイザー「Microfluidizer M−110EH」(Microfluidics社製)、超音波ホモジナイザー「US−600T」(株式会社日本精機製作所製)が挙げられる。
着色剤粒子の分散液の固形分濃度は、トナーの生産性を向上させる観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは35質量%以下である。
分散液中、着色剤粒子の体積中位粒径D50は、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.08μm以上、更に好ましくは0.10μm以上であり、そして、好ましくは0.50μm以下、より好ましくは0.30μm以下、更に好ましくは0.25μm以下である。
分散液中、着色剤粒子のCV値は、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは20%以上であり、そして、好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、更に好ましくは35%以下である。
<工程4>
工程4は、樹脂粒子P1を含有する分散液と着色剤粒子を含有する分散液とを混合する工程である。
着色剤粒子の量は、印刷物の画像濃度を向上させる観点から、100質量部の樹脂粒子P1に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは7質量部以上であり、そして、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下である。
工程4では、例えば、樹脂粒子P1以外の樹脂粒子の分散液、及び必要に応じて、ワックス粒子の分散液が添加される。
≪ワックス粒子の分散液≫
(ワックス)
ワックスとしては、例えば、炭化水素ワックス、エステルワックス、シリコーンワックス、脂肪酸アミドワックスが挙げられる。
炭化水素ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物又は石油系炭化水素ワックス;ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリブテンワックス等のポリオレフィンワックス等の合成炭化水素ワックスが挙げられる。
エステルワックスとしては、例えば、モンタンワックス等の鉱物又は石油系エステルワックス;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の植物系エステルワックス;ミツロウ等の動物系エステルワックスが挙げられる。
脂肪酸アミドワックスとしては、例えば、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミドが挙げられる。
これらの中でも、トナーの離型性の観点から、炭化水素ワックス又はエステルワックスが好ましく、炭化水素ワックスがより好ましく、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、及びポリオレフィンワックスから選ばれる少なくとも1種が更に好ましく、パラフィンワックスがより更に好ましい。
ワックスの融点は、トナーの離型性の観点から、好ましくは60℃以上、より好ましくは65℃以上、更に好ましくは70℃以上であり、そして、トナーの低温定着性を向上させる観点から、好ましくは100℃以下、より好ましくは95℃以下、更に好ましくは90℃以下、より更に好ましくは85℃以下である。
ワックスの融点は、実施例に記載の方法によって求められる。
ワックスの使用量は、トナーの離型性の観点から、トナー中の樹脂成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上、更に好ましくは3質量部以上であり、そして、凝集並びに融着時のワックスの脱離及び露出を抑制する観点から、好ましくは25質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下である。
ワックス粒子の分散液は、界面活性剤を用いて得ることも可能であるが、ワックスと後述する樹脂粒子Pとを混合して得ることが、凝集並びに融着時のワックスの脱離及び露出を抑制する観点から好ましい。
(樹脂粒子P
樹脂粒子Pを構成する樹脂は、特に限定されないが、好ましくはポリエステル系樹脂であり、水性媒体中でのワックスの分散性を向上させる観点から、ポリエステルセグメントと付加重合樹脂セグメントを有する複合樹脂Awを用いることがより好ましい。
複合樹脂Awは、好ましくは非晶性樹脂である。
複合樹脂Awは、前述の複合樹脂Aに例示した複合樹脂をそのまま用いてもよい。
複合樹脂Awの軟化点は、水性媒体中でのワックスの分散性を向上させる観点から、好ましくは70℃以上、より好ましくは80℃以上であり、そして、好ましくは140℃以下、より好ましくは120℃以下、更に好ましくは100℃以下である。
複合樹脂Awのその他の樹脂特性の好適範囲、樹脂を構成する原料モノマーの好適例等は、複合樹脂Aで示した例と同様である。
樹脂粒子Pの分散液は、例えば、前述の転相乳化法により得ることができる。転相乳化の具体的条件、手順、すなわち、用いる水性媒体、水性媒体を構成し得る水以外の成分、水性媒体の量、添加温度、添加速度も前述の工程2での説明事項を適用することができる。
樹脂粒子Pの分散液の固形分濃度は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。
樹脂粒子Pの体積中位粒径D50は、ワックス粒子の分散安定性を向上させる観点から、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.03μm以上であり、そして、好ましくは0.30μm以下、より好ましくは0.15μm以下である。
樹脂粒子Pの粒径分布の変動係数(CV値)(%)は、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは15%以上であり、そして、好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、更に好ましくは30%以下である。
(ワックス粒子の分散液の製造)
ワックス粒子の分散液は、ワックスと、樹脂粒子Pの分散液とを混合することにより得られる。
ワックスと、樹脂粒子Pを用いてワックス粒子を調製することで、樹脂粒子Pによりワックス粒子が安定化され、界面活性剤を使用しなくてもワックスを水性媒体中に分散させることが可能となる。ワックス粒子の分散液中では、ワックス粒子の周囲に樹脂粒子Pが多数吸着した構造を有していると考えられる。これにより、後の凝集工程において、樹脂粒子P1の集合体の中にワックス粒子が取り込まれやすくなる。
ワックス粒子の分散液は、例えば、ワックスと、樹脂粒子Pの分散液と、必要に応じて水性媒体とを、ワックスの融点以上の温度で、分散機を用いて分散することによって得られる。分散機としては、ワックス粒子の安定性の観点から、好ましくはホモジナイザー、高圧分散機、超音波分散機等であり、より好ましくは超音波分散機である。分散時間は用いる分散機により適宜設定すればよい。超音波分散機としては、例えば、超音波ホモジナイザーが挙げられる。超音波ホモジナイザーの市販品としては、例えば、「US−150T」、「US−300T」、「US−600T」(株式会社日本精機製作所製)、「SONIFIER(登録商標)4020−400」、「SONIFIER(登録商標)4020−800」(ブランソン社製)が挙げられる。
また、分散機を使用する前に、ワックス、及び樹脂粒子Pの分散液、必要に応じて水性媒体を、あらかじめホモミキサー、ボールミル等の混合機で予備分散させておいてもよい。水性媒体の好ましい態様は、樹脂粒子P1を得る際に用いられるものと同様である。
樹脂粒子Pの量は、ワックス粒子の分散安定性を向上させる観点から、ワックス100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは20質量部以上、更に好ましくは30質量部以上であり、そして、好ましくは100質量部以下、より好ましくは70質量部以下、更に好ましくは60質量部以下、より更に好ましくは50質量部以下である。
ワックス粒子分散液は、界面活性剤を含有してもよいが、凝集並びに融着時のワックスの脱離及び露出を抑制する観点から、界面活性剤を含有しないことが好ましい。界面活性剤を含有する場合、ワックス粒子中のワックス100質量部に対する界面活性剤の量は、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下、更に好ましくは0.1質量部以下であり、そして、ワックス粒子の分散安定性を向上させるために使用する場合には、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.02質量部以上、更に好ましくは0.05質量部以上である。
ワックスと樹脂粒子Pの分散液とを水性媒体中に添加し、ワックスの融点以上の温度で加熱しながら分散させるのが好ましい。
分散時の加熱温度は、ワックス粒子分散液の生産性を向上させる観点から、好ましくはワックスの融点以上且つ80℃以上、より好ましくは85℃以上、更に好ましくは90℃以上であり、そして、好ましくは、樹脂粒子Pに含まれる樹脂の軟化点未満且つ100℃以下、より好ましくは98℃以下、更に好ましくは95℃以下である。
ワックス粒子の分散液の固形分濃度は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。
ワックス粒子の体積中位粒径D50は、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.20μm以上、更に好ましくは0.40μm以上であり、そして、好ましくは1.00μm以下、より好ましくは0.80μm以下、更に好ましくは0.60μm以下である。
ワックス粒子の粒径分布の変動係数(CV値)(%)は、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは15%以上であり、そして、好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、更に好ましくは30%以下である。
ワックス粒子の体積中位粒径D50と樹脂粒子Pの体積中位粒径D50の比(ワックス粒子の体積中位粒径D50/樹脂粒子Pの体積中位粒径D50)は、ワックス粒子の分散安定性を向上させる観点から、好ましくは2.0以上、より好ましくは3.0以上であり、そして、好ましくは50以下、より好ましくは30以下、更に好ましくは10以下である。
混合分散液中の樹脂粒子P1の含有量は、次の工程5で凝集を制御して目的の粒径の凝集粒子を得る観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは12質量%以上であり、そして、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。
混合分散液中の樹脂粒子P1に対するワックス粒子の質量比〔ワックス粒子/樹脂粒子P1〕は、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.10以上であり、そして、好ましくは1.0以下、より好ましくは0.5以下、更に好ましくは0.2以下である。
混合温度は、凝集を制御して目的の粒径の凝集粒子を得る観点から、好ましくは0℃以上、より好ましくは10℃以上、更に好ましくは20℃以上であり、そして、好ましくは40℃以下、より好ましくは30℃以下である。
混合分散液を調製する際、樹脂粒子P1及び必要に応じて添加されるワックス粒子等の任意成分の分散安定性を向上させる観点から、界面活性剤の存在下で行ってもよい。
界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩等のアニオン性界面活性剤やポリオキシエチレンアルキルエーテル及びポリオキシエチレンアルケニルエーテル類等の非イオン性界面活性剤等が使用できる。
界面活性剤を使用する場合、その使用量は、100質量部の樹脂粒子P1に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、そして、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下、更に好ましくは3質量部以下である。
<工程5>
工程5は、樹脂粒子P1及び着色剤粒子を含む粒子を水性媒体中で凝集させ凝集粒子1を得る工程である。当該工程では、更に凝集剤を水性媒体中で混合してもよい。
工程5は、次の工程5Aを含み、続けて工程5Bを行ってもよい。
工程5A:樹脂粒子P1及び着色剤粒子を含む粒子を水性媒体中で好ましくはワックス粒子の存在下で凝集させて、凝集粒子1cを得る工程
工程5B:凝集粒子1cに、樹脂(以下、「樹脂As」ともいう)を含有する樹脂粒子P2を添加して、樹脂粒子P2を付着してなる凝集粒子1csを得る工程
なお、凝集粒子1は、上記凝集粒子1c及び上記凝集粒子1csを包含する上位概念の意味で用いる。
<工程5A>
凝集粒子1cは、樹脂粒子P1及び着色剤粒子、必要に応じてワックス粒子を含む粒子の分散液に、凝集剤、界面活性剤等の任意成分を混合し、凝集させて得られる。
≪凝集剤≫
凝集剤は、凝集を効率的に行う観点から用いられる。
凝集剤としては、例えば、第四級塩のカチオン性界面活性剤、ポリエチレンイミン等の有機系凝集剤;無機金属塩、無機アンモニウム塩、2価以上の金属錯体等の無機系凝集剤が挙げられる。凝集性を向上させ均一な凝集粒子を得る観点から、1価以上5価以下の無機系凝集剤が好ましく、1価以上2価以下の無機金属塩、無機アンモニウム塩がより好ましく、無機アンモニウム塩が更に好ましい。
無機金属塩としては、例えば、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム等の金属塩、及びポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム等の無機金属塩重合体が挙げられる。
無機アンモニウム塩としては、例えば、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウムが挙げられる。
これらの中でも、凝集剤としては、硫酸アンモニウムがより好ましい。
凝集剤は、凝集を制御して所望の粒径の凝集粒子を得る観点から、2質量%以上40質量%以下の凝集剤水溶液として滴下することが好ましい。凝集剤の水溶液は、7.0以上9.0以下のpHであることが好ましい。
凝集剤を用いて、例えば、0℃以上40℃以下(好ましくは20℃以上30℃以下)の樹脂粒子P1を含む混合分散液に、樹脂の総量100質量部に対し5質量部以上50質量部以下(好ましくは10質量部以上40質量部以下)の凝集剤を添加し、樹脂粒子P1を含む粒子を水性媒体中で凝集させて、凝集粒子1cを得る。
更に、凝集を促進させ、所望の粒径及び粒径分布の凝集粒子を得る観点から、凝集剤を添加した後に分散液の温度を上げることが好ましい。保持する温度としては、好ましくは45℃以上、より好ましくは50℃以上、更に好ましくは55℃以上であり、そして、好ましくは70℃以下、より好ましくは65℃以下、更に好ましくは60℃以下である。
凝集粒子1cの体積中位粒径D50は、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、そして、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、更に好ましくは6μm以下である。凝集粒子の体積中位粒径は、後述の実施例に記載の方法で求められる。
<工程5B>
工程5Bは、凝集粒子1cに、樹脂Asを含有する樹脂粒子P2を添加して、凝集粒子1cに樹脂粒子P2を付着してなる凝集粒子1csを得る工程である。
凝集粒子1csを経ることで、凝集粒子1cの成分をコア部に含有し、樹脂Asをシェル部に含有するコアシェル構造を有するトナー粒子を得ることができる。
≪樹脂粒子P2≫
樹脂粒子P2は、樹脂Asとして、ポリエステルを含有する樹脂成分を水性媒体中に分散させ、樹脂粒子P2の分散液として得ることが好ましい。
(樹脂As)
樹脂Asとしては、アルコール成分(as−al)とカルボン酸成分(as−ac)の重縮合物であるポリエステルが好ましい。樹脂Asは、好ましくは非晶性樹脂である。
アルコール成分(as−al)及びカルボン酸成分(as−ac)の例示は、複合樹脂Aのアルコール成分(a−al)及びカルボン酸成分(a−ac)と共通するため説明を省略するが、樹脂Asとしては、以下の態様が好ましい。
樹脂Asの軟化点は、耐熱保存性を向上させる観点から、好ましくは90℃以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは110℃以上であり、そして、低温定着性を向上させる観点から、好ましくは160℃以下、より好ましくは140℃以下、更に好ましくは130℃以下である。
樹脂Asのガラス転移温度は、耐熱保存性を向上させる観点から、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上、更に好ましくは60℃以上であり、そして、低温定着性を向上させる観点から、好ましくは90℃以下、より好ましくは80℃以下、更に好ましくは70℃以下である。
樹脂Asの酸価は、樹脂粒子P2の分散安定性を向上させる観点から、好ましくは5mgKOH/g以上、より好ましくは10mgKOH/g以上、更に好ましくは15mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは35mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、更に好ましくは25mgKOH/g以下である。
分散液を得る方法は、樹脂粒子P1の場合と同じく、樹脂の有機溶媒溶液等に水性媒体を徐々に添加して転相乳化させる方法が好ましい。
転相乳化法としても樹脂粒子P1の場合と同様に、樹脂、及びその他前記の任意成分を有機溶媒に溶解させて得られた溶液に、水性媒体を添加して転相乳化する方法が好ましい。使用できる水性媒体及び有機溶媒の好ましい態様も、樹脂粒子P1の製造方法に用いられる水性媒体及び有機溶媒と同様である。また、水性媒体と有機溶媒との質量比、水性媒体を添加する際の温度、水性媒体の添加速度も樹脂粒子P1の製造方法と同様である。
工程5Bは、例えば、凝集粒子1cの分散液に、樹脂粒子P2の分散液を、40℃以上80℃以下の温度で、凝集粒子1cを100質量部に対し、0.03質量部/min以上1.0質量部/min以下の樹脂粒子P2の添加速度で添加することにより、凝集粒子1cに更に樹脂粒子P2を付着させ、凝集粒子1csの分散液を得ることが好ましい。
樹脂粒子P2の分散液を添加する前に、凝集粒子1cの分散液に水性媒体を添加して希釈してもよい。また、凝集粒子1cに樹脂粒子P2を効率的に付着させるために、凝集剤を工程5Bで用いてもよい。
樹脂粒子P2の添加量は、樹脂粒子P2と樹脂粒子P1との質量比[P2/P1]が、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.1以上、更に好ましくは0.13以上、より更に好ましくは0.15以上であり、そして、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.3以下、更に好ましくは0.2以下になる量である。
凝集粒子1sの体積中位粒径D50は、高画質の画像が得られるトナーを得る観点から、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、そして、好ましくは10μm以下、より好ましくは9μm以下、更に好ましくは8μm以下である。
工程5においては、凝集粒子が、トナーとして適度な粒径に成長したところで凝集を停止させてもよい。
凝集を停止させる方法としては、分散液を冷却する方法、凝集停止剤を添加する方法、分散液を希釈する方法等が挙げられる。不必要な凝集を確実に防止する観点からは、凝集停止剤を添加して凝集を停止させる方法が好ましい。
≪凝集停止剤≫
凝集停止剤としては、界面活性剤が好ましく、アニオン性界面活性剤がより好ましい。アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩等が挙げられる。
凝集停止剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
凝集停止剤の添加量は、不必要な凝集を確実に防止する観点から、トナー中の樹脂の総量100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは1質量部以上、更に好ましくは2質量部以上であり、そして、トナーへの残留を低減する観点から、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは7質量部以下である。凝集停止剤は、水溶液で添加してもよい。
凝集停止剤を添加する温度は、トナーの生産性を向上させる観点から、凝集粒子の分散液を保持する温度と同じであることが好ましい。当該温度は、好ましくは40℃以上、より好ましくは45℃以上、更に好ましくは50℃以上であり、そして、好ましくは80℃以下、より好ましくは70℃以下、更に好ましくは65℃以下である。
また、凝集粒子を安定化し、一旦凝集した粒子が融着前に離散するのを防ぐ観点から、凝集の停止とともに酸を添加して、凝集粒子の分散液を中性から酸性にするのが好ましい。
添加する酸に制限はなく、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、及び酢酸等が好ましく挙げられるが、添加に対してpH変化が迅速である観点から、好ましくは塩酸、硫酸、硝酸及び酢酸から選ばれる少なくとも1種、より好ましくは塩酸、硫酸、及び硝酸から選ばれる少なくとも1種、更に好ましくは硫酸である。
酸は、水溶液の状態で添加することが好ましい。また、凝集停止剤とともに添加してもよい。
<工程6>
工程6は、凝集粒子1を融着させる工程である。
ここで、凝集粒子1は、工程5Bを実施しない場合、凝集粒子1cであり、工程5Bを実施する場合、凝集粒子1csである。
工程6では、凝集粒子1中の、主として物理的にお互いに付着している状態であった各粒子が融着されて一体となり、融着粒子が形成される。
凝集粒子1csを融着させた場合には、コアシェル構造を有するトナー粒子を得ることができる。
融着温度は、凝集粒子1の融着を促進する観点から、複合樹脂Aのガラス転移温度より5℃高い温度以上が好ましい。融着温度は、より好ましくは、複合樹脂Aのガラス転移温度より10℃高い温度以上、更に好ましくは複合樹脂Aのガラス転移温度より20℃高い温度以上であり、そして、より好ましくは、複合樹脂Aのガラス転移温度より40℃高い温度以下である。
保持時間は、特に限定されず、融着粒子の円形度をモニターし、適度な範囲となった時点で、融着を終了してもよい。
融着粒子の体積中位粒径D50は、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、そして、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、更に好ましくは6μm以下である。
融着粒子の円形度は、好ましくは0.955以上、より好ましくは0.960以上、更に好ましくは0.965以上であり、そして、好ましくは0.990以下、より好ましくは0.985以下、更に好ましくは0.980以下である。
<後処理工程>
工程6の後に後処理工程を行ってもよく、工程6で得られる分散液中から融着粒子を単離することによってトナー粒子として得ることが好ましい。
工程6で得られた分散液中の融着粒子は、水性媒体中に存在するため、まず、固液分離を行うことが好ましい。固液分離には、吸引濾過法等が好ましく用いられる。
固液分離後に洗浄を行うことが好ましい。このとき、添加した界面活性剤も除去することが好ましいため、界面活性剤の曇点以下で水性媒体により洗浄することが好ましい。洗浄は複数回行うことが好ましい。
次に、乾燥を行うことが好ましい。乾燥時の温度は、融着粒子自体の温度が、樹脂粒子を構成する樹脂のガラス転移温度の最小値より低くなるようにすることが好ましい。乾燥方法としては、例えば、真空低温乾燥法、振動型流動乾燥法、スプレードライ法、冷凍乾燥法、フラッシュジェット法が挙げられる。乾燥後の水分含量は、トナーの帯電性を向上させる観点から、好ましくは1.5質量%以下、より好ましくは1.0質量%以下に調整する。
融着粒子を乾燥させることにより、トナー粒子を得ることができる。
後処理工程として、トナー粒子と外添剤とを混合する工程を有していてもよい。
外添剤としては、例えば、疎水性シリカ、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子、酸化セリウム微粒子、カーボンブラック等の無機微粒子、及びポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、シリコーン樹脂等のポリマー微粒子が挙げられる。これらの中でも、疎水性シリカが好ましい。
外添剤を用いる場合、外添剤の添加量は、トナー粒子100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上、更に好ましくは3質量部以上であり、そして、好ましくは5質量部以下、より好ましくは4.5質量部以下、更に好ましくは4質量部以下である。
[静電荷像現像用トナー]
<トナー粒子>
前述の方法によって得られたトナー粒子は、静電荷像現像用トナーとしてそのまま用いることもできるが、前述のようにトナー粒子の表面を処理したものを静電荷像現像用トナーとして用いることが好ましい。
トナー粒子の体積中位粒径D50は、高画質の画像を得る観点から、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、そして、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、更に好ましくは6μm以下である。
トナー粒子のCV値は、高画質の画像を得る観点から、好ましくは12%以上、より好ましくは14%以上、更に好ましくは16%以上であり、そして、好ましくは30%以下、より好ましくは26%以下である。
トナー粒子の円形度は、高画質の画像を得る観点から、好ましくは0.955以上、より好ましくは0.960以上、更に好ましくは0.965以上であり、そして、トナーのクリーニング性の観点から、好ましくは0.990以下、より好ましくは0.985以下、更に好ましくは0.980以下である。
トナーは、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられる。また、当該トナーは、一成分系現像剤として、又はキャリアと混合して二成分系現像剤として使用することができる。
各性状値は、次の方法により、測定、評価した。
なお、「ポリオキシアルキレン(X)」の標記において、かっこ内の数値Xは、アルキレンオキサイドの平均付加モル数を意味する。
[酸価]
樹脂の酸価は、JIS K 0070−1992に記載の中和滴定法に従って測定した。ただし、測定溶媒をクロロホルムとした。
[樹脂の軟化点、結晶性指数、融点及びガラス転移温度]
(1)軟化点
フローテスター「CFT−500D」(株式会社島津製作所製)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/minで加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出した。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とした。
(2)結晶性指数
示差走査熱量計「Q100」(ティー エイインスツルメント ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.02gをアルミパンに計量し、室温(25℃)から降温速度10℃/minで0℃まで冷却した。次いで試料をそのまま1分間静止させ、その後、昇温速度10℃/minで180℃まで昇温し熱量を測定した。観測される吸熱ピークのうち、ピーク面積が最大のピークの温度を吸熱の最大ピーク温度(1)として、(軟化点(℃))/(吸熱の最大ピーク温度(1)(℃))により、結晶性指数を求めた。
(3)融点及びガラス転移温度
示差走査熱量計「Q100」(ティー エイインスツルメント ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/minで0℃まで冷却した。次いで試料を昇温速度10℃/minで昇温し、熱量を測定した。観測される吸熱ピークのうち、ピーク面積が最大のピークの温度を吸熱の最大ピーク温度(2)とした。結晶性樹脂の時には該ピーク温度を融点とした。
また、非晶性樹脂の場合にピークが観測されるときはそのピークの温度を、ピークが観測されずに段差が観測されるときは該段差部分の曲線の最大傾斜を示す接線と該段差の低温側のベースラインの延長線との交点の温度をガラス転移温度とした。
[ワックスの融点]
示差走査熱量計「Q100」(ティー エイインスツルメント ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温した後、200℃から降温速度10℃/minで0℃まで冷却した。次いで、試料を昇温速度10℃/minで昇温し、熱量を測定し、吸熱の最大ピーク温度を融点とした。
[樹脂粒子、着色剤粒子、及びワックス粒子の体積中位粒径D50及びCV値]
(1)測定装置:レーザー回折型粒径測定機「LA−920」(株式会社堀場製作所製)
(2)測定条件:測定用セルに蒸留水を加え、吸光度が適正範囲になる濃度で体積中位粒径D50及び体積平均粒径を測定した。また、CV値は次の式に従って算出した。
CV値(%)=(粒径分布の標準偏差/体積平均粒径)×100
[樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液、及びワックス粒子分散液の固形分濃度]
赤外線水分計「FD−230」(株式会社ケツト科学研究所製)を用いて、測定試料5gを乾燥温度150℃、測定モード96(監視時間2.5分、水分量の変動幅0.05%)にて、水分(質量%)を測定した。固形分濃度は次の式に従って算出した。
固形分濃度(質量%)=100−水分(質量%)
[凝集粒子の体積中位粒径D50
凝集粒子の体積中位粒径D50は次のとおり測定した。
・測定機:「コールターマルチサイザー(登録商標)III」(ベックマンコールター株式会社製)
・アパチャー径:50μm
・解析ソフト:「マルチサイザー(登録商標)IIIバージョン3.51」(ベックマンコールター株式会社製)
・電解液:「アイソトン(登録商標)II」(ベックマンコールター株式会社製)
・測定条件:試料分散液を前記電解液100mLに加えることにより、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度に調整した後、改めて3万個の粒子を測定し、その粒径分布から体積中位粒径D50を求めた。
[トナー粒子の体積中位粒径D50及びCV値]
トナー粒子の体積中位粒径D50は、次のとおり測定した。
測定装置、アパチャー径、解析ソフト、電解液は、前述の凝集粒子の体積中位粒径D50の測定で用いたものと同様のものを用いた。
・分散液:ポリオキシエチレンラウリルエーテル「エマルゲン(登録商標)109P」〔花王株式会社製、HLB(Hydrophile−LipophileBalance)=13.6〕を前記電解液に溶解させ、濃度5質量%の分散液を得た。
・分散条件:前記分散液5mLに乾燥後のトナー粒子の測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加し、更に、超音波分散機にて1分間分散させて、試料分散液を調製した。
・測定条件:前記試料分散液を前記電解液100mLに加えることにより、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度に調整した後、3万個の粒子を測定し、その粒径分布から体積中位粒径D50及び体積平均粒径を求めた。
また、CV値(%)は次の式に従って算出した。
CV値(%)=(粒径分布の標準偏差/体積平均粒径)×100
[印刷物の画像濃度]
まず、以下の定着試験を行い、最低定着温度を設定した。
上質紙「J紙A4サイズ」(富士ゼロックス株式会社製)に市販のプリンタ「Microline(登録商標)5400」(株式会社沖データ製)を用いて、トナーの紙上の付着量が1.48〜1.52mg/cmとなるベタ画像をA4紙の上端から5mmの余白部分を残し、50mmの長さで定着させずに出力した。
次に、定着器を温度可変に改造した同プリンタを用意し、定着器の温度を110℃にし、A4縦方向に1枚あたり1.2秒の速度でトナーを定着させ、印刷物を得た。
同様の方法で定着器の温度を5℃ずつ上げて、トナーを定着させ、印刷物を得た。
印刷物の画像上の上端の余白部分からベタ画像にかけて、メンディングテープ「Scotch(登録商標)メンディングテープ810」(住友スリーエム株式会社製、幅18mm)を長さ50mmに切ったものを軽く貼り付けた後、500gのおもりを載せ、速さ10mm/sで1往復押し当てた。その後、貼付したテープを下端側から剥離角度180°、速さ10mm/sで剥がし、テープ剥離後の印刷物を得た。テープ貼付前及び剥離後の印刷物の下に上質紙「エクセレントホワイト紙A4サイズ」(株式会社沖データ製)を30枚敷き、各印刷物のテープ貼付前及び剥離後の定着画像部分の反射画像濃度を、測色計「SpectroEye」(GretagMacbeth社製、光射条件;標準光源D50、観察視野2°、濃度基準DINNB、絶対白基準)を用いて測定し、各反射画像濃度から次の式に従って定着率を算出した。
定着率(%)=(テープ剥離後の反射画像濃度/テープ貼付前の反射画像濃度)×100
定着率が90%以上となる最低の温度を最低定着温度とした。
次に、上質紙「J紙A4サイズ」(富士ゼロックス株式会社製)に市販のプリンタ「Microline(登録商標)5400」(株式会社沖データ製)を用いて、トナーの紙上の付着量が0.35mg/cmとなるベタ画像を出力した。
上記定着試験で得られた最低定着温度+10℃の温度に定着器の温度を設定し、A4縦方向に1枚あたり1.2秒の速度でトナーを定着させて、印刷物を得た。
印刷物の下に上質紙「エクセレントホワイト紙A4サイズ」(株式会社沖データ製)を30枚敷き、出力した印刷物のベタ画像部分の反射画像濃度を、測色計「SpectroEye」(GretagMacbeth社製、光射条件;標準光源D50、観察視野2°、濃度基準DINNB、絶対白基準)を用いて測定し、画像上の任意の10点を測定した値を平均して画像濃度とした。数値が大きいほど、画像濃度に優れる。
[樹脂の製造(工程1を含む)]
製造例A1
(複合樹脂A−1の製造)
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した内容積10Lの四つ口フラスコの内部を窒素置換し、ビスフェノールAのポリオキシプロピレン(2.2)付加物3302g、テレフタル酸595g、ジ(2−エチルヘキサン酸)錫(II)25g、及び3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸2.5gを入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら、235℃に昇温し、235℃で5時間保持した後、フラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて1時間保持した。その後、大気圧に戻した後、160℃まで冷却し、160℃に保持した状態で、スチレン2198g、メタクリル酸ステアリル550g、アクリル酸109g、及びジブチルパーオキサイド330gの混合物を1時間かけて滴下した。その後、30分間160℃に保持した後、200℃まで昇温し、更にフラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて1時間保持した。その後、大気圧に戻した後、190℃まで冷却し、フマル酸241g、セバシン酸572g、トリメリット酸無水物181g、及び4−tert−ブチルカテコール2.5gを加え、210℃まで10℃/hrで昇温し、その後、4kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、複合樹脂A−1を得た。物性を表1に示す。
製造例A2〜A5
(複合樹脂A−2〜A−5の製造)
原料組成を表1に示すように変更した以外は製造例A1と同様にして、複合樹脂A−2〜A−5を得た。物性を表1に示す。
製造例A6
(樹脂A−6の製造)
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した内容積10Lの四つ口フラスコの内部を窒素置換し、ビスフェノールAのポリオキシプロピレン(2.2)付加物5405g、テレフタル酸769g、ジ(2−エチルヘキサン酸)錫(II)30g、及び3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸3.0gを入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら、235℃に昇温し、235℃で8時間保持した後、フラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて1時間保持した。その後、大気圧に戻した後、190℃まで冷却し、フマル酸197g、セバシン酸1404g、トリメリット酸無水物296g、及び4−tert−ブチルカテコール3.8gを加え、220℃まで10℃/hrで昇温し、その後、フラスコ内の圧力を下げ、10kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、樹脂A−6を得た。物性を表1に示す。
製造例A7
(樹脂A−7の製造)
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した内容積10Lの四つ口フラスコの内部を窒素置換し、ビスフェノールAのポリオキシプロピレン(2.2)付加物3316g、テレフタル酸598g、ジ(2−エチルヘキサン酸)錫(II)25g、及び3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸2.5gを入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら、235℃に昇温し、235℃で5時間保持した後、フラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて1時間保持した。その後、大気圧に戻した後、160℃まで冷却し、160℃に保持した状態で、スチレン2197g、メタクリル酸ステアリル549g、及びジブチルパーオキサイド330gの混合物を1時間かけて滴下した。その後、30分間160℃に保持した後、200℃まで昇温し、更にフラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて1時間保持した。その後、大気圧に戻した後、190℃まで冷却し、フマル酸330g、セバシン酸574g、トリメリット酸無水物182g、及び4−tert−ブチルカテコール3.5gを加え、210℃まで10℃/hrで昇温し、その後、4kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、樹脂A−7を得た。物性を表1に示す。なお樹脂A−7はガラス転移温度が二つ観測された。
製造例A8
(複合樹脂A−8の製造)
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した内容積10Lの四つ口フラスコの内部を窒素置換し、ビスフェノールAのポリオキシプロピレン(2.2)付加物4313g、テレフタル酸818g、コハク酸727g、ジ(2−エチルヘキサン酸)錫(II)30g、及び3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸3.0gを入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら、235℃に昇温し、235℃で5時間保持した後、フラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて1時間保持した。その後、大気圧に戻した後、160℃まで冷却し、160℃に保持した状態で、スチレン2756g、メタクリル酸ステアリル689g、アクリル酸142g、及びジブチルパーオキサイド413gの混合物を1時間かけて滴下した。その後、30分間160℃に保持した後、200℃まで昇温し、更にフラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、複合樹脂A−8を得た。物性を表1に示す。
[樹脂粒子分散液の製造(工程2)]
製造例X1
(樹脂粒子分散液X−1の製造)
撹拌機、還流冷却器、滴下ロート、温度計及び窒素導入管を備えた内容積3Lの容器に、複合樹脂A−1を300g、及びメチルエチルケトン360gと脱イオン水49gを入れ、73℃にて2時間かけて樹脂を溶解させた。得られた溶液に、5質量%水酸化ナトリウム水溶液を、樹脂の酸価に対して中和度60モル%になるように添加して、30分撹拌した。
次いで、73℃に保持したまま、200r/min(周速度63m/min)で撹拌しながら、脱イオン水600gを60分かけて添加し、転相乳化した。継続して73℃に保持したまま、メチルエチルケトンを減圧下で留去し水系分散体を得た。その後、280r/min(周速度88m/min)で撹拌を行いながら水系分散体を30℃に冷却した後、固形分濃度が20質量%になるように脱イオン水を加えることにより、樹脂粒子分散液X−1を得た。得られた樹脂粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表2に示す。
製造例X2〜X7
(樹脂粒子分散液X−2〜X−7の製造)
使用する樹脂を表2のように変更した以外は、製造例X1と同様にして、樹脂粒子分散液X−2〜X−7を得た。得られた樹脂粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表2に示す。
製造例Y1
(樹脂粒子分散液Y−1の製造)
撹拌機、還流冷却器、滴下ロート、温度計及び窒素導入管を備えた内容積3Lの容器に、複合樹脂A−8を200g及びメチルエチルケトン200gを入れ、73℃にて2時間かけて樹脂を溶解させた。得られた溶液に、5質量%水酸化ナトリウム水溶液を、複合樹脂A−8の酸価に対して中和度60モル%になるように添加して、30分撹拌した。
次いで、73℃に保持したまま、280r/min(周速度88m/min)で撹拌しながら、脱イオン水700gを50分かけて添加し、転相乳化した。継続して73℃に保持したまま、メチルエチルケトンを減圧下で留去し水系分散体を得た。その後、280r/min(周速度88m/min)で撹拌を行いながら水系分散体を30℃に冷却した後、固形分濃度が20質量%になるように脱イオン水を加えることにより、樹脂粒子分散液Y−1を得た。得られた樹脂粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表2に示す。
[ワックス粒子分散液の製造]
製造例D1(ワックス粒子分散液D−1の製造)
内容積1Lのビーカーに、脱イオン水120g、樹脂粒子分散液Y−1 86g、及びパラフィンワックス「HNP−9」(日本精鑞株式会社製、融点75℃)40gを添加し、90〜95℃に温度を保持して溶融させ、撹拌し、溶融混合物を得た。
得られた溶融混合物を更に90〜95℃に温度を保持しながら、超音波ホモジナイザー「US−600T」(株式会社日本精機製作所製)を用いて、20分間分散処理した後に室温(20℃)まで冷却した。脱イオン水を加え、固形分濃度を20質量%に調整し、ワックス粒子分散液D−1を得た。分散液中のワックス粒子の体積中位粒径D50は0.47μm、CV値は27%であった。
[着色剤粒子分散液の製造(工程3)]
製造例Z1
(着色剤粒子分散液Z−1の製造)
内容積1Lのビーカーに、マゼンタ顔料「パーマネントカーミン3810」(山陽色素株式会社製、C.I.ピグメントレッド269)100g、ポリオキシエチレン(13)ジスチレン化フェニルエーテル「エマルゲンA−60」(花王株式会社製、ノニオン性界面活性剤)35g、及び脱イオン水300gを混合し、ホモミキサー「T.K.AGI HOMOMIXER 2M−03」(特殊機化工業株式会社製)を用いて室温下で撹拌翼の回転速度8000rpmで1時間分散させた後、「Microfluidizer M−110EH」(Microfluidics社製)を用いて150MPaの圧力で15PASS処理した後、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度が24質量%になるように脱イオン水を加えることにより着色剤粒子分散液Z−1を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表3に示す。
製造例Z2
(着色剤粒子分散液Z−2の製造)
添加する界面活性剤をポリオキシエチレン(18)ジスチレン化フェニルエーテル「エマルゲンA−90」(花王株式会社製、ノニオン性界面活性剤)に変更した以外は、製造例Z1と同様にして、着色剤粒子分散液Z−2を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表3に示す。
製造例Z3
(着色剤粒子分散液Z−3の製造)
添加する界面活性剤をポリオキシエチレン(15)トリベンジルフェニルエーテル「エマルゲンB−66」(花王株式会社製、ノニオン性界面活性剤)に変更した以外は、製造例Z1と同様にして、着色剤粒子分散液Z−3を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表3に示す。
製造例Z4
(着色剤粒子分散液Z−4の製造)
添加する界面活性剤の量を35gから20gに変更した以外は製造例Z1と同様にして、着色剤粒子分散液Z−4を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表3に示す。
製造例Z5
(着色剤粒子分散液Z−5の製造)
着色剤をシアン顔料「ECB−301」(大日精化工業株式会社製、銅フタロシアニン顔料)100gに変更した以外は、製造例Z1と同様にして、着色剤粒子分散液Z−5を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表3に示す。
製造例Z6
(着色剤粒子分散液Z−6の製造)
着色剤をイエロー顔料「ハンザイエロー5GX01」(クラリアントケミカルズ株式会社製、C.I.ピグメントイエロー74)100gに変更した以外は、製造例Z1と同様にして、着色剤粒子分散液Z−6を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表3に示す。
製造例Z7
(着色剤粒子分散液Z−7の製造)
内容積1Lのビーカーに、マゼンタ顔料「パーマネントカーミン3810」(山陽色素株式会社製、C.I.ピグメントレッド269)100g、15質量%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液「ネオペレックスG−15」(花王株式会社製、アニオン性界面活性剤)233g、及び脱イオン水102gを混合し、ホモミキサー「T.K.AGI HOMOMIXER 2M−03」(特殊機化工業株式会社製)を用いて室温下で撹拌翼の回転速度8000rpmで1時間分散させた後、「Microfluidizer M−110EH」(Microfluidics社製)を用いて150MPaの圧力で15PASS処理した後、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度が24質量%になるように脱イオン水を加えることにより着色剤粒子分散液Z−7を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表3に示す。
製造例Z8
(着色剤粒子分散液Z−8の製造)
内容積1Lのビーカーに、マゼンタ顔料「パーマネントカーミン3810」(山陽色素株式会社製、C.I.ピグメントレッド269)100g、ポリオキシエチレン(13)オレイルエーテル「エマルゲン420」(花王株式会社製、ノニオン性界面活性剤)35gを脱イオン水300gで溶解した活性剤水溶液を加えて混合し、ホモミキサー「T.K.AGI HOMOMIXER 2M−03」(特殊機化工業株式会社製)を用いて室温下で撹拌翼の回転速度8000rpmで1時間分散させた後、「Microfluidizer M−110EH」(Microfluidics社製)を用いて150MPaの圧力で15PASS処理した後、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度が24質量%になるように脱イオン水を加えることにより着色剤粒子分散液Z−8を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表3に示す。
[トナーの製造]
実施例1
(トナー1の作製)
脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した内容積3Lの4つ口フラスコに、樹脂粒子分散液X−1を300g、ワックス粒子分散液D−1を34g、着色剤粒子分散液Z−1を30g、及びポリオキシエチレン(50)ラウリルエーテル「エマルゲン150」(花王株式会社製、非イオン性界面活性剤)の10質量%水溶液6gを温度25℃で混合した(以上、工程4)。次に、当該混合物を撹拌しながら、硫酸アンモニウム19gを脱イオン水179gに溶解した水溶液に4.8質量%水酸化カリウム水溶液を添加してpH8.6に調整した溶液を、25℃で5分かけて滴下した後、60℃まで2時間かけて昇温し、凝集粒子の体積中位粒径D50が5.2μmになるまで、60℃で保持し、凝集粒子の分散液を得た(以上、工程5)。
得られた凝集粒子の分散液に、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム「エマールE−27C」(花王株式会社製、アニオン性界面活性剤、有効濃度27質量%)10g、脱イオン水980g、及び0.1mol/Lの硫酸水溶液40gを混合した水溶液を添加した。その後、75℃まで1時間かけて昇温した後、円形度が0.970になるまで75℃で保持することにより、凝集粒子が融着した融着粒子の分散液を得た(以上、工程6)。
得られた融着粒子分散液を30℃に冷却し、分散液を吸引濾過して固形分を分離した後、25℃の脱イオン水で洗浄し、25℃で2時間吸引濾過した。その後、真空定温乾燥機「DRV622DA」(ADVANTEC社製)を用いて、33℃で24時間真空乾燥を行って、トナー粒子を得た。得られたトナー粒子の物性を表4に示す。
トナー粒子100質量部、疎水性シリカ「RY50」(日本アエロジル株式会社製、個数平均粒径;0.04μm)2.5質量部、及び疎水性シリカ「キャボシル(登録商標)TS720」(キャボットジャパン株式会社製、個数平均粒径;0.012μm)1.0質量部をヘンシェルミキサーに入れて撹拌し、150メッシュの篩を通過させてトナー1を得た。得られたトナー1の評価結果を表4に示す。
実施例2,3,5〜10、比較例1〜4
(トナー2,3,5〜14の作製)
使用する樹脂粒子分散液の種類及び着色剤粒子分散液の種類を表4に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。得られたトナー粒子の物性及びトナーの評価結果を表4に示す。
実施例4
(トナー4の作製)
使用する着色剤粒子分散液をZ−4に、量を27gにそれぞれ変更した以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。得られたトナー粒子の物性及びトナーの評価結果を表4に示す。
実施例及び比較例の結果から、着色剤粒子分散液の分散剤として、化合物1を用いた場合、ポリエステルセグメントとスチレン系化合物を含有する原料モノマーの付加重合物である付加重合樹脂セグメントと両反応性モノマー由来の単位とを有する複合樹脂を含有する樹脂粒子と共に用いることで、高い印刷物の画像濃度を示すトナーが得られることがわかる。

Claims (6)

  1. 樹脂粒子及び着色剤粒子を含む粒子を水性媒体中で凝集及び融着させる工程を有する、静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
    前記樹脂粒子が、ポリエステルセグメントとスチレン系化合物を含有する原料モノマーの付加重合物である付加重合樹脂セグメントと両反応性モノマー由来の単位とを有する複合樹脂を含有し、
    前記着色剤粒子が、着色剤と下記式(1)で表される化合物とを混合して得られるものである、静電荷像現像用トナーの製造方法。

    〔式中、R1は炭素数1以上12以下のアルカンジイル基であり、mは平均置換数を示し、mの値は1以上4以下であり、R2は水素原子又はメチル基であり、A1Oはオキシアルキレン基を示し、A1はエチレン基又はプロピレン基であり、nはアルキレンオキサイドの平均付加モル数であり、nの値は5以上100以下である。〕
  2. 樹脂粒子を含有する分散液と着色剤粒子を含有する分散液とを混合する工程を前記凝集及び融着させる工程の前に更に有する、請求項1に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  3. 付加重合樹脂セグメントにおいて、スチレン系化合物の量が、原料モノマー中、50質量%以上である、請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  4. 付加重合樹脂セグメントにおいて、原料モノマーが、炭素数3以上22以下の脂肪族炭化水素基を有するビニル系モノマーを更に含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  5. ビニル系モノマーが、炭素数8以上22以下の脂肪族炭化水素基を有する、請求項4に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  6. 着色剤と式(1)で表される化合物との混合時、式(1)で表される化合物の量が、着色剤100質量部に対して、10質量部以上50質量部以下である、請求項1〜5のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
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