JPS5957252A - トナ−の製造方法 - Google Patents

トナ−の製造方法

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JPS5957252A
JPS5957252A JP57168111A JP16811182A JPS5957252A JP S5957252 A JPS5957252 A JP S5957252A JP 57168111 A JP57168111 A JP 57168111A JP 16811182 A JP16811182 A JP 16811182A JP S5957252 A JPS5957252 A JP S5957252A
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JP
Japan
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monomer
toner
vinyl
polymerization
dispersion medium
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JP57168111A
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English (en)
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Seiichi Takagi
誠一 高木
Yoshihiko Hyozu
兵主 善彦
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静電荷儂等を現像する為のトナーの製造方法
に関する。
従来、トナーは一般に熱可塑性樹脂中に着色剤、その他
添加剤を溶融混合し、均一に分散した後、微粉砕装置1
分級機により所望の粒径を有するトナーを製造してきた
。この製造法はかなり優れたトナーを製造し得るが、あ
る種の制限がある。すなわち、トナー用材料の選択範囲
にある種の制限がある。たとえば、樹脂顔料分散体が充
分に脆く、経済的に可能な製造速度で微粉砕し得るもの
でなくてはならない。この要求から、樹脂顔料分散体が
充分に脆く、実際に高速で微粉砕する場合に微粉砕によ
って広い粒径範囲が形成されやすく、比較的大きな割合
の微粒子がこれに含まれるという間融が生じる。
さらに、このように烏度に脆性の材料tま、複写機にお
いて現像用に使用する除、時として、さらに微粉砕ない
し、粉化を受ける。トナーの他の必要条件には、貯蔵時
に安定であること、#!固しないこと、現#IK適した
摩擦帯電特性を有していること、優れた像を形成するこ
と、感光体表面などを汚染しないこと、適当な熱定着特
性を有することであり、これらの必要条件は・このトナ
ー形成法にかせられた付加的要件と組合せられる。
懸濁重合によって得られるFO電荷像現像用トナーは、
粉砕法の欠点を克服したものである。
すなわち、粉砕工程をまるで含まないために脆性は必要
でなく、球形であるために流動性に優tt、そのため摩
擦帯電が均一である。さらに重合ft−適当にコント・
ロールノーるこ七、あるいは架橋剤などを+’it: 
Dこと圧よって熱定着!時性の陵れたトナーをfケる(
−とができる。
しかしながら1合一のない安定に1間燭しブヒ系で爪合
金行うこと、また1重合ばよっ−(4勺−な粒径分布を
有する微細な重合体粒子を得ることは技術的にむずかし
い。そこで、重合性型銅体系を水中で懸濁重合するに際
し、重合の進行icともない重合体粒子の合一を防ぐた
めに懸濁安定剤を使用する。一般に安定剤として用いら
れているものは、水溶性^分イとjlt lFj性の微
粉末状の無機化合物eζ大別され、前者にはゼラチン、
澱粉、ポリビニルアルコール等があり後打にはl3aS
O,、(,1aSO,、Ba(30,、Mgco、、O
a、(PO,)7.  (JaOO,のごとき難溶性塩
類、タルク、粘土、珪酸、珪藻土のごとき無機高分子、
全屈酸化物の粉」ζがある。
懸濁重合は前d[;安定剤の選択の他に4:2拌が大切
な条件Cあり%粒子の大きさ、及び重合の安定性がこれ
によって決定される。低速イ!、拌でV、i。
ゲル化を起こし重合体粒子が缶らJlない。−力高速(
W拌では小さな粒子径の取合体:l′51子が得られる
が、攪拌装面:への空気の混入のための酸素がラジカル
の禁止作用をもつので重合収率の低下及び重合度の低下
が認められる。
ξれに関連して、液比(重合性単基1+:水の比)の問
題があり、通常は1:5〜l:8の範囲であり、水が少
なくモノマーh[が多くなるとゲル化して失敗し易い。
文机(〜で、粒径分布の幅が広い。
一力、従来の懸濁重合方法によってd%土業的に3()
μ以−トの重合体粒子を得るのは非常に困難であった。
即ちこれらは丁1を合の進行にともない重合体粒子の粘
度がしだいに増すと、粒子は粘着力をj* シ、攪拌し
ても粒子同志の合一を防ぐことができず、粒子径が大き
くなったりタル化を起と1゛。この現象を防ぐために安
定剤の他に補助剤が用いられる。媒体の粘pcヲ増し一
℃粒子の合一を防ぐ之めグリコール、グリヒリンなどを
添加する方法、水と粒子間の界面・11エカを増すため
K Nacl、 Na、SO,などの電解質を添加する
方法等が採られている。
しかし麿から、これらの方法においてもトナーとして満
足する粒径、すなわち1個数平均径10 tl〜20μ
位の微1f411な粒子を得ることはむずかしい。それ
は結局、合一をふせぐ方法が十分でないからである。
そこで本発明の目的は、かかる懸濁重合によるトナーに
おいてかかる欠点を解決したトナーの製造方法を提供す
るものである。
すなわち本発明Vま一粒度分−布がせまく、鏑当な粒゛
径−を−もつ靜−重荷像現像用トナーを提供するもので
ある。
さらに本発明し1%流即l性が良く、画像性のすぐれた
静電荷像現像用トナーの製造方法を提供するものである
その特徴とするとξろ1t、疎水性角帯↑(1,性シリ
カ微粉末と合成樹脂単量体と重合IFN始剤とl含有す
るトナー材料を、親水性正帯Tliけシリカも″々粉末
を含有【2、前記単9体とほとんど相溶し。
ない分散媒中に分散させて懸濁重合する工程を有するト
ナーの製造方法にある。
すなわち、疎水性角帯↑は性シリカ微粉末は、学械体系
中に分散させるとd易に分散し5分散媒中にかかる単黛
体系を懸濁してもまったく分散媒中には出てこない。そ
こで、かかる分散媒中に親水性正帯電性シリカ微粉末を
分散させておくと、懸濁粒子界面の疎水性負帯電性シリ
カ微粉末と、分散媒中の親水性面帯電1性シリカ微粉末
が静電気的引力により結合し、W濁粒子表面に親水性正
帯電性7リカW1.粉末が強国に均一ケン・ K被覆する。そのため懸濁粒子の合一が防げられ5粒度
分布のビまい、微細な杓子が容易に得られる。
このようにして1けられたトラ−は流動性が1く、帯屯
が均一で画像性も良lメfである。
l14R体系に含有する疎水性R’ii?市1・1ソリ
カ做粉末は単量体100 @ 1st j”rllに対
して50部以下が好ましく、より好ましく rat l
n〜01車fA’ fallが良い。又、分散媒中に含
有する親水i’c it−帯市性シリカ微粉末tit、
単IQ、体J rl (1重1.(1ili K *Z
J L。
て、1()重駄+?B以−トが好ましく、5へ−0,1
重[1(部がより好ましい。
本発明に用いられる親水性重帯電性シリカ微粉末を得る
為に一般的な表面処押剤を用いることができる。例えば
、一般式Xm Si Ynで表わされるものがある。こ
こでXはアルコ片シ基、またtまクロル原j′・。m 
; l又は2又は3゜Ylよ1級〜3級アミノ基を有す
る炭化水素基。n;3又は2又は【。具体的には次のよ
うなものかあ+1.N −0ON[I −011,OF
T、DH,−8; −(00d(、)。
TI、N −CII、C1l、0H7Si  (0(j
H,CI、)。
t(、N(311,01−1,N1−IC1r(、OH
,O)]、Si  (0(!H,)。
11、NC11,OH,OH,Si ((JOll、)
11、NOH,(jH,Nr((Jll、(11,N)
(釧(声蔓’L2UH2Si (0ON、)。
J−1,0声00(jll、CH,Nt(C1−1,O
H,OR,Si (00113)。
H,0,0α)OH,011,N[JOH,U(、NH
CIII、CII(,011,Si (OOH,)、目
、C!、(xx)tjlT、(、!ll2Nll(旧、
(旧、N11(旧、(jl J、Nl +(jl I、
・(旧、N11Lill、(1,CI(、Si (0(
jH3)。
Nl+、(i、II、Si (ICC8430、It、
N11UII、(−jl(、(−!J12Si ((、
)(朋、)。
或いはポリアミノアルキルトリアルコキシシランなどが
挙げらlシ、これらは1種袢だtit 2紳以上の)l
?1合系で用いてもよ1ハ。
シリカ微粉末の処理方法としては、一般的方法で良いの
であるが+4’Lτ、ばシリカ微粉末を攪拌し7ておき
、これに処理剤の溶液を少し7ずつ加えて処理すること
ができる。また、気相中でシリカ微粉末に処理剤もしく
は−その溶液を気化して吹きつけるなどの方法がある。
疎水性負It)電性シリカ微粉末としては、一般的なも
のを用いることができる。例えばIt、972(日本ア
エロジル社)、タラノックス50(1(デグザ社)など
がある。
一ト’l一 本発明では、カチオン性重@11川4体や難水溶△ 性有機アミン化合物と同時に用いても良い。本+1゜ 発明に用いられるカチオン性■【台中一体又はか1を八 水溶性有機アミン化合物としてtよ次のようなものがあ
る。
カチオン性重合性4爾体として、 ジメチルアミンエチルメタクリレート、ジメチルアミノ
エチルアクリレート、 2−ヒドロキシ−3−メタノ1ノルメ°キシフ゛ロピル
トリメチルアンモニウトクロ1)lo、2−ヒドロキシ
−3−アクリルオキシプロピルトリメチルアンモニウム
クロ1ノド、ダイアセトンアクリルアミド。
アクリルアミド、 N−ビニルカルバゾール、 ビニルピリジン。
2−ビニルイミダゾール、 ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノ
エチルアクリレート、 N−n−ブトキシアクリルアミド°、 等の窒素を含む重合性単量体があげらgる0雛水溶性有
機アミン類として、脂肪族第一アミン(炭素級7以上の
脂肪族第一アミン% f!lえば、ヘプチルアミン、メ
クチA・アミン、ト“デシルアミン等)、脂肪族第二ア
ミン(非小、80℃以上の脂肪族第二アミン、例えは、
ジプロピルアミン、ジ・fノグロビルアミン、シアミル
アミン、シアミルアミン、ジドデシルアミン等)、脂肪
族第三−アミン(沸点8 (] ゛’C以」二の脂1I
j5族第三アミン、例えば、トリエチルアミン、トIJ
フ。
ロビルアミン、トリブチルアミン、ト1ノアミA・アミ
ン、n−ドデシルジメチルアミン、n−テトラデシルジ
メチルアミン等)、芳香族アミン(アニリン、メチルア
ニリン、ジメブ・ルアニ1ノン、エヂルアニリ二)、ジ
エチル−7、= IIン、トルイジン、ジベンジルアミ
ン、トリベンジルアミン、ジフェニルアミン、トリフゴ
ーニル・アミン、ナフチルアミン等)がある。
但し第一級、第二級、第三級アミン@は酸i′↓−水溶
性の状態で(E用−Jる。
但し、これらの物ηは重合性Q′tj−j、 ((粒イ
1’に共存することが必要な条件′じあC]、そノ1−
故にzlcl性溶性有機アミン類用することが−Cきな
シ)、−しかし、イオン性重合性単量体は水溶性であっ
ても重合の進行にともない共重合することにより%重合
体粒子の一部となり水411に存在することがない。
本発明において用いら才1.る適当な分散IJ■は。
例えば、いずれか適当な安定化剤、1(0えはポリビニ
ルアルコ・−νし、ゼラチン、メチルlz ルr1−y
:、メチルハ、1ドログロビルセルロース、エチルセル
ローズ、カルボキシメチルセルローズのナトリウム塩、
ポリアクリル酸およびそれら6)1社、デンプン、ガム
°アルギン酸IK1ゼイン、カゼイン、リン酸三カルシ
ウム、メルク%(rfi Mバリウム、ベントナイト、
水酸化アルミニウム、水酸化第2鉄、水酸化チタン、水
酸化トリウム等を水性相に包自させて使用できる。この
安定化剤は連続相中で安定化−?る睦、好ましくは約o
、 t −t o小計チの範囲内である。
又、前記無機分散剤の微細な分散のた古′)に0、01
) l −−0,I 重j%4. % 1.) 範囲内
t7) h’1’;Y(+ rel(′k ri’l 
S:使用することもよい。これは−に記分散′ぺ定11
.剤の具体例としては、ドデシルベンゼンスルホ7酸ナ
トリウム、テトラデシルf岨酸ナトリウノ・、ペンタデ
シル硫酸ナトリウム、]クチル硫酸す)’Jウム、’7
’Jルーアルキルーホリエーテルスルポン酸プ・トリウ
ム、オレイン酸う゛トリウム、ラウリン酸ナトリウム、
カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロ
ンrI÷′ナトリウム、スデアリン酸カリウム、オレイ
ン所カルシウム、3.3−ジスルホンジフェニル尿−(
、−=1.4’−ジアゾ−ビス−アミノ−8−ナフトー
ル−6−スルホン酸ナトリウノ1、メルト−)jルボキ
シベンビンーアゾージメチルアニリン、2.2′、5.
5′−テトラメチル−トリフェニルメタン−4,4−ジ
アゾ−ビス−β−ナフトール−ジスルホン酸ナトリウム
、その他を挙げることができる。
又、水に易溶性のモノマーt」水中で乳化il′1合を
同時(ておこし、できた懸l〜IR合物を小さな乳ft
1重合粒子で汚すので水溶性の!1(面前N i”Iえ
ば金属鳴等を加えて水相での乳f1.+n自’r l;
’Jぐこともよい。又、媒体の粘度をまして粒子の合一
を防ぐためVこ、水にグリセリン、グリコールなどを添
加することもよい0又、易溶性モノマ・−の水への溶解
度減少のためにNa01. KOj! 、 N;′I2
SO4などの塩類を用いることも可能である。
重合開始剤としてはいずItか適当な重合開始剤、例え
ばアゾビスイソブチロニトリル(AIRN)%ペンゾイ
ルバーオキーリ′イド、メチルエチルケトンパーメキサ
イド、イソブロビルノζ−オキシカーボネート、キュメ
ンノ・イドr!ノ<−:)・ギサイド、2.4−ジクロ
リルーくンゾイルノ<−1ギザイド、ラウロイルノく−
Aキリ′イド等を使用してモノマーの重合を行わ姓るこ
とかできる。
一般的にはモノマーの重椙の約9.5〜5%の開始剤で
十分でおる。
重合温度は通常50℃〜120℃であるが、低温の力が
均一な重合が行なわれるようになる。
モノマーとしては本発明において、トナーの重合体粒子
を製るための重合性単亀体の具体例としては、α−β不
飽和単駐体としてしL5例えばスチレン、0−メチルス
チレン、in−メチルスチレン、p−メチルメチ1フン
、p−エチルスチレン、2.4−ジメチルスチレンs 
 P−・n−ブチルスチレン、p−tert−7’チル
スチレン、p−n−へキシルスチレンs  p n−オ
クチルスチレンs  p ”−ノニルスチレンsn  
’−プ。
フルスチレンsr’  n−ドデシルスチレン、p−メ
トキシスチレン、p−フェニルスチレン、0−クロルス
チレン、3.4−ジクロルスチレン等のスチレンおよび
その誘導体が挙げられ、その中でもスチレン単量体が最
も好ましい0他のビニル系単1体と12では1例えばエ
チレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエ
チレン不飽和モノオレフィン類;塩化ビニル、塩化ビニ
リデン、臭化ビニル、弗化ビニルなどのハロゲン化ビニ
ル類1[ビニル、プロピオン酸ビニル、ペンゾエ酸ビニ
ル、醋酸ビニルなどのビニルエステル類、アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチA/、ア
クリル酸イソブチル、アクリ/I/酸グロビル、アクリ
ル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2
−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸
2−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルア
クリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エ
チル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル
、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酔n−オクチル
、メタクリル酸エチル、メタクリル酸−2−エチル−\
1シル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル1112
ノエニノト、メタクリル酬゛ジメチルアミンエチル、メ
タクリル酌ジエチルアミノエプールなどのtr−メチレ
ン脂肪J、yT:ノカルホン酸エステルkl +ノ=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l′i4もしくはメタクリル酸誘導体;
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニル
イソブチルエーテルナトのビニルエーテル類;ビニルメ
チルクトン、ビニルへキシルケトン、メチルイソプロペ
ニルケトンなどのビニルケトン頬;N−ビニルピロール
、N−ビニルカルバソール、N−ビニルインドール%N
−ビニルピロリドンなどのN−ビニル化合物;ビニルナ
フタリン類などを挙げることができる。
本発明に係る重合体は重合に際して架橋剤を存在させて
重合し架橋重合体としてもよい。好ましく用いられる架
橋剤としては主に重合性の二重結合を二個以上有する化
合物であり、例え叶ジビニルベンゼン、ジビニルナフタ
リンおよびそれらの誘導体のような芳香族ジビニル化合
物、例えばエチレングリコールジメタクリレート、ジエ
チレングリコールメタクリI/ −) s  トリエチ
レングリコールメタクリレート、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、アリルメタクリレート、t−ブチ
ル′fミノエチルメタクリレート、テトラエチレングリ
コールジメタクリレー)、1.3−ブタンジオールジメ
タクリレ−4などの如きジエチレン性カルボン酸エステ
ル、 N、N−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、
ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンなどの全てのジ
ビニル化合物および3以上のビニル基を持つ化合物等が
単独または混合物として選ばれる。さらにまた、エチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、1,2−グロ
ビレングリコール、1.3−クロプレングリコール、■
、4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール。
1.4−ブチンジオール、1.4−ビス(ヒドロキシメ
チル)シクロヘキザン、ビスフェノールA。
水素添加ビスフェノールA1ポリオキシエチレン化ビス
フエノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノール
Aなどの二価のアルコール類;マレイン酸、フマール酸
、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコ
ン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロ
ヘキサンジカルボン酸、コハク酸、′アジピン酸、セパ
チン酸、マロン酸、これらの無水物またはこれらの低級
アルコールとのニスデルなどの二塩基酸類およびその誘
導体;グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスIJ) −Lflどの3価以上のアルコール類およ
びトリメリット酸、ピロメリット酸などの3価以上のカ
ルボン酸類が架橋剤として本発明に用いられる。
かかる架橋剤の単量体への添加量はQ、 0 (15〜
20重殺チ、好ましくは0.1〜5重1t%の範囲が選
ばれる。この添加量が多1−ざると不溶融となりトナー
として定着性が失われやすくなる。
また少なすぎるとトナーの1時1生であるWrl久1生
、保存性%耐摩耗性等の特性が付与しにくくなり、特に
熱ロール定着力式の複写機等r(おいて架橋により重合
体の分子緻分布の鉱大およびその結果としてトナー自体
の性質(てより定着時のオフセット現象を防1ト、する
という作用効果を奏しにくくなる。
トナーに用いられる着色剤としては、一般に知られてい
る染顔料を用いることができる。さらにカーボンブラッ
ク磁性体も用いることができる。特に磁性体としてはマ
グネタイトが好ましく、表面処理したものも良い。
懸濁方法は重合開始剤、磁性体、単量体、及び添加剤を
均一に溶解、又は分数せしめ之単1.(。
体系を、懸濁安定剤を含有する水相すなわち運続相中に
通常の攪拌機又6・1ホモばギサー、ホモジナイザ等に
より分散せしめる。好ましく0単縫体液滴が、所望のト
ナー粒子のナイズ、一般に30μ以下の大きさを有する
様に攪拌速度、時間を調整し、その後は分散安定剤の作
用によりはソその状態が維持される様、攪拌を粒子の沈
降が防止される程度に行えばよい。重合温度は50℃以
上、一般的t’lま70℃〜90℃の湯度に設定し重合
を行なう。反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄、r
過、デカンテーション、遠心等の如き適当な方法によ妙
回収し、乾燥する。
〔実施例1〕 を1゛■〈ホモミキーリ°−(特殊工業(株) ’l”
シ)の如き高剪断力混合装置を備えた容器の中で約10
分間、一様に混合した。その間、温度tま約55°C帯
電性シリカ微粉末はスチレンモノマー中に均一に分散し
た。
2 g (D H,N−0ON11−(Jfl、(y’
H,UIJ、−Si −(U(3tH,)、 −(’処
理した親水性正帯電性シリカ微粉末i 600 gの水
に上記TKホモミキサーで分散し、70℃に保った系に
’l’ Kホモミキサーの檀、押下に上記スラリーを投
入し、  4000印m で3()分間攪拌した。その
のち、この反応混合系をパドル刃攪拌で攪拌し、重合を
完結さ、+!た。水洗、r過乾燥し個数平均径9.5μ
5個数分布で6.35μ以F23%、体積り〕布”t’
 20.2 s以−ヒ2%(コールタ−カウンター、1
00μ゛アバーチソ使用)を得た。このトナーを200
/300の鉄粉キャリアと10%で混合、ブロウAフ法
でトリボ’e it’l+定し次結果、+6.5μc/
gを得た。さらにこのトナーを二成分;i像剤とし、N
P−5(100−t”反転現像したところ良好な画像を
得ることができた0 〔実施1’!l 2 ) を実施例1と同様の操作で懸濁混合した。分散媒に用い
た親水性正帯電性シリカ微粉末&J、11、N(jl早
狙、OH,S i (0(Ml、)sで感想!しで得ら
れたものである。水洗、r過乾燥した結■且、個数平均
径12.31t、個数分布で6.35μ以下15.2%
、体積分布で20.2μ以上6%(コールタ−カウンタ
ー、1(10μアパーチヤー使用)を得た。
このトナーを20(1/300鉄粉キーYリアとlOチ
で混合、ブロウオフ法によりトリボを測定した結果、+
6.lμC/aを得た。さらにこのトナーを成分現像剤
とし、Nl’−5000で反転現像したところ良好な画
像を得ることができた。
〔ν6りiハ例a ) を実施例1と同様の操作で懸へ;重合した。分散媒に用
いた親水性正帯′電性シリカ微粉末はH,N(311,
UIJ、(311,Si (0(,311,)、で処理
して得らノしたものである。水洗、V過、乾燥した結−
!4!:%個数工均径9.1μ1個数分布で6.35 
t+以下19チ、体積分布で2()2μ以上2チ(コー
ルタ−カウンター、アパーチーヤー] rl Oμ使用
)を得た。このトナーを200 / 3 (10鉄粉キ
ヤリアとl (lチで混合プロウオフ法で測定した結果
、」60μCy”Rを得た。さらにこのトナーをNl’
−21+11J Kよって反転現像したところ%良Q7
な画(讐を7jIることができた。
r   続  補  止   古(自発)1周相58年
11月30[J 特許庁長官 若杉和夫 殿 1、  ’j覧ヂ1の表示 昭和57年 特 許 願 第168111号2、発明の
名称 トナーの製造方法 3、補正をする者 11件にの関係     特許出願人 住所 東京都大田区F丸子3−30−2名称 (+00
)キャノン株式会社 代表者 賀  来  龍 三 部 4、代理人 届 所 〒14El東京都大田区ド丸子3−30−25
、補止の対象 明  細  占 6 補正の内容 明細書全文を別紙のとおり補正する。
明     細     書 1、発明の名称 トナーの製造方法 特許請求の範囲 神木性負帯電性シリカ微粉末と合成樹脂単量体と重合開
始剤とを含有するトナー材料を、親水性正帯電性シリカ
微粉末を含有し、前記単量体とほとんど相溶しない分散
媒中に分散させて懸濁重合する上程を有するトナーの製
造方法。
3、発明の詳細な説明 本発明は、静電荷像等を現像するためのトナーの製造方
法に関する。
従来、トナーは一般に熱可塑性樹脂中に着色剤、その他
添加剤を溶融混合し、均一に分散した後、冷却して、微
粉砕装置、分級機により、所望の粒径を有するトナーを
製造してきた。
この製造法はかなり潰れたトナーを製造し得るが、トナ
ー用材料の選択範囲にある種の制限がある。
すなわち、粉砕方法を用いて得られるトナーは 粉砕さ
れやすくするために、その材本1かある程度脆性をもっ
ていなくてはならない。しかし、あまりにも1脆+41
の高いものは、微粉化され渦きてし才い、適切な粒度外
I]jのI・ナーを711るために微粉をカッ1しなく
てはならず、そのためコス]・アンプにつながる。また
、複′む機の現像器の中で、さらに微粉化されてしまう
場合もある。また、熱定71性を改Hするために低融Q
の材宰lを用いたり、圧力定着性の材料を用いた場合、
粉砕装置、あるいは分級装置の中て融7n現象を生し、
辿続生産てきない場合が生ずる。
1ナーの他の必な条ヂ1は、現mlに適した摩控帯屯特
慴をイjすること、嶋れた像を形成すること。
放めして性能の変化がなく、凝固(ブロンキングなど)
しないこと、適>’4な熱あるいは月一定7i 4’T
 ?1を有すること、感光体表面などを15染しないこ
と、なとがあげられる。
懸濁手合によって〒11られる静電(::j f4’現
1ψ川1ナーは、粉砕法の欠点を克服したものである。
丈なわち、粉砕に程をまるで含まないため番、:1脆慴
1オ必曹でなく、球形で流動性に潰れ、そのため摩擦、
Hly @が均 である。さらに重合を適当にコントロ
ールすること、あるいは架橋剤などを使うことによって
定着特性の優れたトナーを得ることができる。
しかしながら、合 のない安定に懸濁した系で重合を行
うこと、また、重合によって均一な粒径分4Jを有する
微細な重合体粒子を11することは、技術的にむずかし
い。そこで重合性中+一体系を水中で懸JvJ重合する
に際し1重合の進行にともない重合体粒子の合 を防く
ために懸濁安定剤を使用す般に安定剤として用いられて
いるものは、水溶性高分子−と難溶性の微粉末状の無機
化合物に大別され、曲名にはゼラチン、澱粉、ポリヒニ
ルアルコール等があり、後老i、: ハBaSO4,C
aSO4゜BaCO3、8gCO3、Ca3 (PO4
)2 、 CaCO3(7)コトき難溶性塩類、タルク
、粘]二、珪耐、珪藻1−のごとき、無機高分子−1金
属酸化物の粉末がある。
懸濁重合において、粒子の大きさ、重合の安定速撹拌で
は大きな粒子しか得られず、 ・力高速攪拌では小さな
粒子−が111られるが、空気の41シ人による重合度
の低tパ及び重合収率の低トが認められる。また、この
ような高速IW拌においても重合の進行にともなって重
合体の粘度がしだいに増して、粒子の粘着し易い重合中
期には粒子の合・を防ぐことができず大きな粒子となる
。このような合 を防ぐためにNaCJlj 、 Na
75071 ”9 c7) ’7Ji pff質を加え
て界面張力を増す方法、グリコール、グリセリン雰を加
えて分11に奴の粘度を増す方法等が採られているが、
」−業師には30μ以ドの粒子をtIIるのは困難であ
った。これらの方法においても、トナーとして満足する
粒径、すなわち個数11均1γ10μ〜20μ位の微細
な粒子をイrすることはむすかしい。それは、結局、合
一を防〈方が;が充分ではないからである。そこで、重
合+’l ’l’−1ii体と無機質分nk剤との組み
合わせにおいで、カチオンP)重合性中t11.休又は
難水溶性有機アミ〉化合物の添加により重合性jl 環
体粒子の界面かカチオンに、又は、アニオン性東合性弔
緘体の添加によりアニオンに帯′亀している。 一方無
機質分散剤は重合性単礒体粒子・と反対の帯電を有し、
このため、重合性単に体粒Yの表面をイオン的な強固な
結合により完全に均・に被覆して合一を防ぎ1個数平均
径が10〜2oJL位の微粒子−を得る方法が提案され
ている。
しかしながら、アニオン性弔噛体は若「本に溶解するた
め、粒子が充分安定となるとは、1えない。そのため、
カチオン性の無機分散剤を充分ひきつけることができず
、ゆえに、粘度分布も充分狭いとは言えない。また、カ
チオン性無機分散剤は 般に酸化アルミニウム(A4z
O3)はどが用いられる。これは水中ではかなり強く正
帯電となるけれども、乾燥してトナーとしたとき帯電性
は非−りtに小さい。
そこで本発明の(I的は、かかる懸濁重合による!・ナ
ーにおいてかかる欠点を解決したトナーの製造方法を提
供するものである。
すなわち本発明は粒度分triがせまく、適当な粒径を
もつ正帯電性の静電荷像現像用トナーの製造方法を提供
するものである。
さらに本発明は、流動性が良く、画像性のすぐれた静電
荷像現像用トナーの製造方法を提供するものである。
その特徴とするところは、疎水性負帯電性シリカ微粉末
と合成樹脂単量体と重合開始剤とを含有するトナー材料
を、親水性正帯電性シリカ微粉末を含有し、前記単量体
とほとんど相溶しない分散媒中に分散させて懸濁重合す
る工程を有するトナーの製造方法にある。
すなわち、疎水性負帯電性シリカ微粉末は、単贋体系中
に分散させると容易に分散し、分散媒中にかかる単硼体
系を懸濁してもまったく分散媒中には出てこない。そこ
で、かかる分散媒中に親水性正帯電性シリカ微粉末を分
散させておくと、懸濁粒子界面の疎水性負帯電性シリカ
微粉末と、分ハI1.奴中の親木性正帯電性シリカ微粉
末が静電気的中力により結合し、懸濁粒子界面に親木性
正帯゛重性シリカ微粉末が強固に均一に被覆する。その
ため懸濁粒子−の合・が妨げられ、粒度分布のせまい、
微細な粒子が容易に得られる。
このようにして得られたトナーは流動性が良く、帯電が
均 で画像性も良好である。
す:j IA体系に含有する疎水性負帯電性シリカ微粉
末は単量体100重量部に対して50部以ドが好ましく
、より好ましくは10〜0.1重晴部が良い。又、分散
媒中に含有する親木性正帯電性シリカ微粉末は、中量体
100臣醗部に対して、101[部以ドが好ましく、5
〜0.1重量部がより好ましい。
疎水性負帯電性シリカ微粉末としては、 ・般的なもの
を用いることができる6例えばR972(11本アエロ
ジル′IU)、タラノンクス500(デグサ社)などが
あり、他にシリカ微粉末をシランカンプリング剤やチタ
ンカンプリング剤により疎水化処理して用いても良い。
合成樹脂中給体どしては、次のようなものが本発明に適
用出来る。
スチレン、0−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、3.4−ジクロロ
スチレン、P−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチ
レン、p−n−ブチルスチレン、p −tert−ブチ
ルスチレン、p−n−へキシルスチレン、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 −ドテシルスチレン、等のスチ
レンおよびその誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレ
ン、インブチレンなとのエチレン不飽和モノオレフィン
類;11!化ビニル、m化ビニリデン、臭化ビニル、沸
化ビニルなどのハロゲン化ビニルffl;酢Mヒニル、
プロピオン耐ヒニル、ベンツエ酪ビニルなどのビニルエ
ステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、
メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ローブチル、メタ
クリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタ
クリル酸ドデシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル
、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メ
タクリル酸ジメチルアミンエチル、メタクリル酸ジエチ
ルアミンエチルなどのα−メチレン脂肪族モノカルボン
酸エステル類;アク+) ル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸n−ブチル、アクリル醜イソブチル、ア
クリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル
酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アク1ノ
ル酸ステアリル、アクリル酸2−クロロエチル、アクリ
ル酸フェニルなどのアクリル酸エステル類;ビニルエチ
ルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビ゛ニルイソブチ
ルエーテルなどのビニルエーテル類;ビニルメチルケト
ン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケト
ンなどのビ゛二lレケI・ンURN−ビニルピロール、
N−ビニルカルレノくツール、N−ビニルインドール、
N−ビニルピロリドンなどのN−ビニル化合物;ビニル
ナフタリン類;アクリロニトリル、メタクリロニトIノ
ル、アクリルアミドなどのアクリル酸もしく tiメタ
クリル酎耐導体などがある。
本発明では、アニオン柱上ツマ−を同時に用(\ても良
い。
アニオン柱上ツマ−としては、次のようなものが本発明
に適用出来る。
N−メチロールアクリルアミド、2−アク1)Jし7ミ
F−2−メチルプロパンスルホン醜、メタクリル酸、ア
クリル酸、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタ
クリル醜グリシジル、ボ1ノプロビレングリコールモノ
メタクリレ−1等の、水r1にてアニオン性を示すモノ
マーが川1.Nられる。
これらイオン柱上ツマ−は、共重合すること番こより重
合体の−・部となって、分散蝶番こ存在するシリカとイ
オン的に結合し、粒−fを安定化せしめる。
屯合に際して、次のような架橋剤を存在させて屯合し、
架橋用合体としてもよい。
ジビニルベンゼ〉′、ジビニルナフタレン、ジヒニルエ
ーテル、ジビニルスルホン、ジ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メタクリレー
ト、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレ
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1、トリエチレングリコールジアクリレー
ト、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1
.6ヘキサングリコールジメタクリレート、ネオペンチ
ルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコー
ルジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタ
クリレート、2,2゛ビス(4−メタクリロキシジェト
キシフェニル)プロパン、2,2“ビス(4−アクリロ
キシジェトキシフェニル)プロパン、トリメチロールプ
ロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパント
リアクリレート、テ1ラメチロールメタンテトラアクリ
レート、ジブロムネオペンチルグリコールジメタクリレ
ート、フタル酸アリル、1.2−プロピレングリコール
、1.3−ブタンジオールなど、−・般の架橋剤を適宜
用いることができる。
これら架橋剤は、使用量が多いと定着性が劣ることとな
る。また使用量が少ないとトナーとして必要な耐プロ・
ンキング性、耐久性などの性質が悪くなり、熱ロール定
着において、トナーの一部が紙に完全に固着しないでロ
ーラー表面に付着し、次の紙に転移するというオフセン
ト現象を防ぐことができにくくなる。故に、これら架橋
剤の使用量は、モノマー総槍に対して0.001〜15
虫着%(より好ましくは0.1〜lQi量%)で使用す
るのが良い。
重合開始剤としてはいずれか適当な重合開始剤、例えば
アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)。
ベンゾイルパーオキサ・fド、メチルエチルケトンパー
オキサイド、イソプロピルパーオキシカーボネート、午
ユメンハイトロパーオキサイド、2゜4−ジクロロペン
ソイルパーオギサイド、ラウロイルパーオキサイド等を
使用して千ノで−の重合を行なわせることができる。−
・般的にはモノマーの1%量の約0.1〜10%(より
好ましくは0.5〜5%)の開始剤で1・分である。
本発明に用いられる親木性正?tFt性シリカ微粉末は
一般的な表面処理剤を用いることができる。
例えば、〜般式Xm5iYnで表わされるものがある。
ここでXはアルコキシ基またはクロル原子。mal又は
2又は3.、Yは1級〜3級アミン基を41する炭化水
素基。n、3又tよ2又tよ1.具体的には次のような
ものがある。
。、      ヰ +!19 、) ヰ 彊 1」 シリカ微粉末の処理方法は、 ・般的方法で良い。例え
ば、シリカ微粉末を撹拌しておき、これに処理剤の溶液
を少しずつ加えて処理することができる。また、気相中
でシリカ微粉末に処理剤もしくはその溶液を気化して吹
きつけるなどの方法がある。
本発明において、分1i41.媒は、氷に少量の酸、ア
ルカリ、アルコール、分散安定化剤を併用しても良い。
分散安定化剤としては、例えばポリビニルアルコール、
ゼラチン、メチルセルロース、メチルハイドロプロピル
セルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセル
ロースのナトリウム塩、ポリアクリル酸およびそれらの
塩、デンプン、ガムアルギン酸塩、ゼ・イン、カゼイン
、リン酸三カルシウム、タルク、硫酸バリウム、ベント
ナイト、水酸化アルミニウム、水酸化第2鉄、水酸化チ
タン、水酸化トリウム等が使用できる。
この安定化剤は連続相中で重合性化合物を安定化する敬
、好ましくは重合性化合物に対して約0.1〜lO屯量
%の範囲内で用いる。
又、前記無機分散剤の微細な分散のために、重合性化合
物に対して0.001〜0.1重量%の範囲内の界面活
性剤を併用することもよい。これは」二記分R’l安定
化剤の所期の作用を促進するためのものであり、その具
体例としては、Fデシルベンゼンスルホン酎ナトリウム
、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナト
リウム、オクチル硫酸ナトリウム、アリル−アルキル−
ポリエーテルスルホン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリ
ウ1旨 ラウリン酪ナトリウム、カプリン酢ナトリウム
、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステ
アリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム、3.3−ジ
スルホンジフェニル尿!−4゜4−ジアゾ−ビス−アミ
ノ−8−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム、オル
ト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、2
,2゜5.5−テトラメチル−トリフェニルメタン−4
,4−ジアゾ−ヒス−β−ナフト−ル−ジスルホン酸ナ
トリウム、その他を挙げることかてきる。
又、水に易溶性のモノマーは水中で乳化重合を同時にお
こし、でき、た懸濁重合物を小さな乳化重合粒子で汚す
ので水溶性の重合羨止剤、例えば金属塩等を加えて水相
での乳化重合を防ぐこともよい。又、媒体の粘土をまし
て粒子の合一を防ぐために、水にグリセリン、グリコー
ルなどを添加することもよい。又、易溶性モノマーの水
への溶解度減少のためにNaC1、KCI 、 Na2
 SO4t 1!l’ +7)塩類を用いることも可能
である。
トナーに用いられる着色剤としては、一般に知られてい
る染顔料を用いることができる。さらにカーボンブラッ
ク、磁性体も用いることができる。特に磁性体としては
マグネタイトが好ましく、表面処理したものも良い。
懸濁方法は、重合開始剤、単量体、及び添加剤を均一に
溶解、又は、分散せしめた単量体系を、懸濁安定剤を含
有する水相すなわち連続相中に通常の攪拌機又はホモミ
キサー、ホモジナイザ等によ、〃分散せしめる。好まし
くは単量体液滴が、所望のトナー粒子のサイズ、−・般
に301L以ドの大きさを有する様に攪拌速度、時間を
調整し、その後は分散安定剤の作用によりはCその状態
が維持される様、撹拌を粒子の沈降が防止される程度に
行なえばよい。重合温度は50℃以上、一般的には70
〜90°Cの温度に設定して重合を行なう。
反応終了後、生成したトナー粒子を沈吟、濾過、デカン
テーション、遠心等の如き適当な方法により回収し、乾
燥する。
〔実施例1〕 スチレン             200gR972
(日本アエロジル社製)      2gアゾビスイソ
ブチロニトリル      4gLionou  Bl
ueK L (東洋インキ社製)15gをTKホモミキ
サー(特殊工業(株)製)の如き高剪断力混合装置を備
えた容器の中で約10分間、−・様に混合した。その間
、温度は約55°Cに昇温した。この時間で上記顔料は
、疎水性負帯電性シリカ微粉末はスチレンモノマー中に
均一・に分散した。
2gのH2N −COMB−C112(820H2−9
i −(OC2Hs ) 3で処理した親木性正帯電性
シリカ微粉末を600gの水に上記TKホモミキサーで
分散し、70℃に保った系にTKホモミキサーの攪拌下
に上記スラリーを投入し、4000 rpmで30分間
撹拌した。そののち、この反応混合系をパドル刃攪拌で
撹拌し、重合を完結させた。水洗、ろ過乾燥し個数平均
径8.5路、個数分布で6.35μ以下23%、体積分
布で20.2g以上2%(コールタ−カウンター、10
0ILアパーチヤー使用)を得た。このトナーを 20
0/ 300の鉄粉キャリアと10%で混合、ブロウォ
フ法でトリポを測定した結果、+8.5μ c/g t
−得た。さらにこのトナーを二成分現像剤とし、NP−
5000で反転現像したところ良好な画像を得ることが
できた。
〔実施例2〕 スチレン             200gグリシジ
ルメタクリレート       1gタラノックス50
0          1g2−2′−アゾビス−(2
,4−ジメチルバレロニトリル)          
        4gPa1 iogen  B見ue
 L −7040(BASF社製)15gを実施例1と
同様の操作で懸濁混合した。分散媒に用いた親水性正帯
電性シリカ微粉末はH2NCH2002(jH25i(
OCHs ) s テ処理して得られたものである。水
洗、ろ過乾燥した結果、個数平均径12.3g1個数分
布で8.35μ以下15.2%、体積分布で20.21
L以E6%(コールタ−カウンター、tooILアパー
チャー使用)を得た。このトナーを 200/ 30G
鉄粉キヤリアと10%で混合、ブロウオフ法によりトリ
ボを測定した結果、+B、i p−c/gを得た。さら
にこのトナー成分現像剤とし、NP−5000で反転現
像したところ良好な画像を得ることができた。
〔実施例3〕 スチレン             180gR972
(日本アエロジル社製)      2gn−ブチルメ
タクリレート      20g過酸化ベンゾイル  
         3gBL−270(チタ7工業製)
     100gを実施例1と同様の操作で懸濁重合
した0分散媒に用いた親木性正帯電性シリカ微粉末はH
2N CH2CH2C1(2St’(OCH3) 3で
処理して得られたものである。水洗、ろ過、乾燥した結
果、個数平均径9.IIL、個数分布で6.35μ以下
19%、体積分布で20.2μ以上2%(コールタ−カ
ウンター、100gアパーチャー使用)を得た。このト
ナーを200/ 30G鉄粉キヤリアと10%で混合、
ブロウオフ法で測定した結果、+6.OILc/gを得
た。さらにこのトナーをNP−200Jによって反転現
像したところ、良好な画像を得ることができた。
出願人  キャノン株式会社 42

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 疎水性負帯電性シリカ微粉末と合成樹脂単量体と重合開
    始剤とを含有するトナー拐料を、親水性正帯電性シリカ
    微粉末を含有し、前記単量体とほとんど相溶しない分散
    媒中に分散させて懸濁重合する工程を有するトナーの製
    造方法。
JP57168111A 1982-09-27 1982-09-27 トナ−の製造方法 Pending JPS5957252A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4789613A (en) * 1986-07-09 1988-12-06 Kao Corporation Electrostatic image developing toner with high dielectric material
US4912009A (en) * 1988-12-30 1990-03-27 Eastman Kodak Company Toner composition and method of making
JP2014074905A (ja) * 2012-09-14 2014-04-24 Canon Inc トナーおよびトナーの製造方法

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