JP2020013119A - トナー - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献8には、酸化インジウムスズ(ITO)を用いたインクが記載されている。
不可視画像を形成するための不可視トナーとして、様々なトナーが提案されている。
特許文献1には、赤外線吸収剤と酸化防止剤とを含有する不可視トナーが開示されており、赤外線吸収剤としてジイモニウムを用いることが記載されている。
特許文献9には、いわゆるフラッシュ定着用のトナーとしてITOなどを含む近赤外線吸収顔料内包トナーが記載されている。
特許文献3には、定着補助粒子を用いる画像形成方法が開示され、定着補助粒子としてスズドープ酸化インジウムを含有し、かつ粒径がサブミクロンサイズの樹脂微粒子が記載されている。
特許文献4には、トナー中の無機系赤外線吸収剤の分散粒径を規定した不可視トナーが開示されており、赤外線吸収剤として銅燐酸結晶化ガラスを用いることが記載されている。
特許文献5には、赤外線吸収剤としてゲーサイトを含有する不可視トナーが開示されている。
特許文献6には、赤外線吸収剤としてガリウムドープ酸化亜鉛を含有する不可視トナーが開示されている。
特許文献7には、赤外線吸収剤として酸化タングステンおよび/またはタングステン酸塩を含有するインクトナーを定着工程で使用することが開示されている。
特許文献4や特許文献5に記載の不可視トナーは、可視光下において着色しており、その画像が肉眼で認識できてしまう。したがって、セキュリティー用途への使用は限定的となる。また、これらの文献には、トナー中の無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数と、そのトナーを用いて形成した画像の画質との関係に関して、何ら言及されていない。
特許文献6に記載のガリウムドープ酸化亜鉛を含有する不可視トナーも、赤外線吸収の能力が不十分である。また、トナー中の無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数と、そのトナーを用いて形成した画像の画質との関係に関して、何ら言及されていない。
特許文献7の特許請求の範囲には、タングステン系赤外線吸収剤を含有するインクトナーが記載されているが、実施例に具体的な記載は無く詳細は不明である。したがって、このインクトナーが、不可視であるか否かについても不明である。さらに、インクトナー中のタングステン系赤外線吸収剤の個数の変動係数についても不明である。
したがって本発明の目的は、可視光下では不可視であり、赤外線を照射したときに認識可能な高精細な画像を形成できるトナーを提供することである。
(1)該トナーを用いて形成される載り量0.30mg/cm2の画像の分光分析において、波長400nm以上800nm以下の範囲における光の吸収率の最大値が10%以下であり、
(2)透過型電子顕微鏡を用いた該トナー粒子の断面観察において、トナー粒子の断面像の重心を中心とする半径2.0μmの円を描き、該円を4分割して4つの四分円を形成したとき、各四分円において観察される該無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数が0.50以下である、
ことを特徴とするトナーである。
本発明に係るトナーは、結着樹脂および無機系赤外線吸収剤粒子を含有する。
本発明に係るトナーに含有される結着樹脂は特に限定されず、結着樹脂としてトナーに通常使用される樹脂であれば使用することができる。具体的には、スチレンアクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が例示でき、これらは単独で、あるいは混合して使用できる。また、本発明で用いる結着樹脂は、分子構造が線状の樹脂、分岐状の樹脂、架橋された樹脂の何れでも良く、これらの混合物でも良い。
無機系赤外線吸収剤粒子は、経時の劣化が極めて小さい安定な材料である。また、無機系赤外線吸収剤粒子は有機系赤外線吸収剤と比較して可視光の透過率が高く、セキュリティー用途に適した材料である。
例示した無機系赤外線吸収剤粒子のうち、インジウム系酸化物粒子、スズ系酸化物粒子、およびタングステン系酸化物粒子からなる群より選択される一種以上の粒子が、可視光の透過性と赤外線吸収の能力のバランスに優れるため、好ましく用いられる。
インジウム系酸化物粒子として、スズドープ酸化インジウム粒子(ITO)が特に好ましく用いられる。スズ系酸化物粒子として、アンチモンドープ酸化スズ粒子(ATO)が特に好ましく用いられる。タングステン系酸化物粒子として、セシウムドープ酸化タングステン粒子が特に好ましく用いられる。
アンチモンドープ酸化スズは、酸化スズと酸化アンチモンとの混合物であり、可視光の透過率が高く、経時の劣化が極めて小さい安定な無機材料である。本発明で用いるアンチモンドープ酸化スズ粒子に含まれるスズとアンチモンとのモル比は、95:5〜70:30の範囲が好ましく、この範囲内であると透明性と赤外線吸収の能力が特に良好である。
セシウムドープ酸化タングステンは、酸化セシウムと酸化タングステンとの混合物であり、若干の青みがあり、経時の劣化が極めて小さい安定な無機材料である。本発明で用いるセシウムドープ酸化タングステン粒子に含まれるタングステンとセシウムとのモル比は、90:10〜60:40の範囲が好ましく、この範囲内であると透明性と赤外線吸収の能力が特に良好である。
R4、R5は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を示す。
R6は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を示す。
R7は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を示す。
A1は、下記式4または式5の構造を示す(*は結合部位を示す)。
A1が式4の構造の場合、主鎖構造の安定性を高めるという観点から、R4は水素原子であることが好ましい。
ステップS11:下記式6で示される構造の化合物と、無機系赤外線吸収剤粒子とのカップリング反応により、ビニル基を有する赤外線吸収剤粒子を得る工程。
ステップS12:前記ビニル基を有する赤外線吸収剤粒子と、スチレンモノマーもしくは下記式7で示される構造のモノマーを混合し、混合物を得る混合工程。
ステップS13:前記混合物を重合する重合工程。
R4、R5は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を示す。
R6は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を示す。
R7は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を示す。
A1は、下記式4または式5の構造を示す(*は結合部位を示す)。
A1が式4の構造の場合、主鎖構造の安定性を高めるという観点から、R4は水素原子であることが好ましい。
本発明に係るトナーに含有される無機系赤外線吸収剤粒子の分散径の個数平均粒径は、0.5μm以下が好ましく、0.3μm以下がさらに好ましく、0.2μm以下が特に好ましい。分散径の個数平均粒径が0.5μm以下であると、赤外線吸収の能力が十分に発揮されやすい。「無機系赤外線吸収剤粒子の分散径」とはトナー中に分散している無機系赤外線吸収剤粒子の最長径を意味する。なお、無機系赤外線吸収剤粒子がトナー中で凝集して凝集体を形成している場合は、凝集体の最長径を分散径とする。尚、下限値としては0.02μm程度であり、0.04μm程度がより好ましい。
(1)一連のトナー製造工程の中に無機系赤外線吸収剤粒子を結着樹脂中に分散する工程を設ける方法。
(2)トナー製造中に無機系赤外線吸収剤粒子の凝集を抑制する方法。これらの手段は単独でも組み合わせても良い。
(1)一連のトナー製造工程の中に無機系赤外線吸収剤粒子を結着樹脂中に分散する工程を設ける。
(2)トナー製造中に無機系赤外線吸収剤粒子の凝集を抑制する方法。これらの手段は単独でも組み合わせても良い。
(1)原料の無機系赤外線吸収剤粒子の表面を予め十分に疎水化処理し、この疎水化処理された無機系赤外線吸収剤とスチレン等の重合性単量体とを混合分散し、水系媒体中で造粒した後に重合してトナー粒子を製造する方法(懸濁重合法)。この製造方法を採用した場合には、疎水化処理された無機系赤外線吸収剤粒子がトナー内部に内包されやすくなり、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しにくくなる。
懸濁重合法は、下記の各工程を含む。
ステップS21:少なくとも結着樹脂を構成する重合性単量体と、無機系赤外線吸収剤粒子とを混合して重合性単量体組成物を調製する工程。
ステップS22:重合性単量体組成物を水系媒体中に分散して重合性単量体組成物の粒子を造粒する工程。
ステップS23:重合性単量体組成物の粒子中の重合性単量体を重合させてトナー粒子を得る工程。
ステップS31:樹脂粒子分散液、ワックス分散液、及び無機系赤外線吸収剤粒子分散液、並びに必要に応じてその他のトナー成分を含む分散液を調製し、これら分散液を混合し混合液を調製する工程(混合工程)。
ステップS32:混合液を調製した後、pH調整剤、凝集剤、安定剤等を該混合液中に添加・混合して、各粒子が凝集した凝集体粒子を形成させる工程(凝集工程)。
ステップS33:凝集体粒子を加熱し融合させる工程(融合工程)。
その後、ろ過洗浄工程、乾燥工程を経て、トナー粒子を得る。
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、公知の材料からなる磁性粒子を用いることができる。また、キャリア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粒子を分散した樹脂分散型キャリアを用いてもよい。キャリアの体積平均粒径は、15μm以上100μm以下が好ましく、25μm以上80μm以下がより好ましい。
<波長400nm以上800nm以下の範囲における光の吸収率の測定方法>
A4用紙「高白色用紙GF−C081」(キヤノン(株)製)を記録材として用い、この紙上に、トナーの載り量が0.30mg/cm2となるように1cm×10cmの長方形の未定着画像を形成する。この未定着画像を110℃に設定した自然対流式定温乾燥器内に3分間静置してトナーを紙に定着し、サンプル画像(定着画像)を得る。
積分球付属装置「ISR−240A」((株)島津製作所製)を取り付けた紫外可視近赤外分光光度計「UV−3600」((株)島津製作所製)。
ブランクとして紙単体(画像が形成されていない紙)の分光分析測定も行う。
トナーの載り量が0.27〜0.30mg/cm2の範囲の未定着画像を形成し、上記の方法によって紙に定着させて第1のサンプル画像を得る。また、トナーの載り量が0.30〜0.33mg/cm2の範囲の未定着画像を形成し、上記の方法によって紙に定着させて第2のサンプル画像を作製する。そして、第1のサンプル画像及び第2のサンプル画像のそれぞれについて分光分析測定を行う。
同様に、第2のサンプル画像の測定値(光の吸収率(%))から、紙単体の測定値(光の吸収率(%))を差し引いた値を、第2の光の吸収率(%)とする。
トナーの載り量を横軸とし、光の吸収率を縦軸とするx−y平面上に第1の光の吸収率(%)及び第2の光の吸収率(%)をプロットする。そして、それら2点を直線で結び、0.30mg/cm2に相当する値をトナーの載り量が0.30mg/cm2の画像の光の吸収率とする。
光硬化型接着剤「アロニックスLCRシリーズD−800(可視光・紫外線硬化タイプ)」(東亞合成(株)製)中にトナーを十分に分散させた後、短波長の紫外線を照射し硬化させる。得られた硬化物を、ダイヤモンドナイフを備えたウルトラミクロトームで切り出し、250nmの薄片状サンプルを作製する。
なお、観察するトナー粒子の断面像は以下のように選択する。まずトナー粒子の断面像から、トナー粒子の断面積を求め、その断面積と等しい面積を持つ円の直径(円相当径)を求める。この円相当径とトナーの重量平均粒径(D4)との差の絶対値が1.0μm以内のトナー粒子の断面像についてのみ観察する。
この操作を100個のトナー粒子に対して行って100個の変動係数を算出し、その変動係数の平均値を本発明における無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数とする。
上記の変動係数の算出に用いたトナー粒子の断面像について、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在するか、しないかを全周に渡って観察する。この操作を100個のトナー粒子に対して行い、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しないトナー粒子の割合(個数%)を算出する。尚、50nmの境界線を跨いで、無機系赤外線吸収剤粒子が存在する場合には、面積割合において半分以上が存在している領域側に、当該粒子が存在するものとして扱う。
トナー粒子の重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する。
測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター(株)製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター(株)製)を用いる。なお、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター(株)製)を用いることができる。
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50,000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター(株)製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
前記専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。
具体的な測定法は以下のとおりである。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業(株)製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3mL加える。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナー粒子を分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50,000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
上記の波長400nm以上800nm以下の範囲における光の吸収率の測定方法で用いたサンプル画像について、紫外可視近赤外分光光度計「MV−3300」(日本分光(株)製)を用い、波長900nm以上1800nm以下の範囲の分光分析測定を行う。ブランクとして紙単体の分光分析測定も行い、サンプル画像の測定値から紙単体の測定値を差し引き、反射率(%)を算出する。そして、100から反射率を差し引いた値を吸収率(%)とする。
上記の波長400nm以上800nm以下の範囲における光の吸収率の測定方法で用いたサンプル画像について、ISR−240Aを取り付けたUV−3600を用い、波長200nm以上350nm以下の範囲の分光分析測定を行う。ブランクとして紙単体の分光分析測定も行い、サンプル画像の測定値から紙単体の測定値を差し引いた値を吸収率(%)とする。
上記の変動係数の算出に用いたトナー粒子の断面像について、トナー中の全ての無機系赤外線吸収剤粒子の最長径を測定する。この操作を100個のトナー粒子に対して行い、個数平均粒径を算出する。なお、無機系赤外線吸収剤粒子が凝集している場合は、凝集粒子の最長径を測定し、分散径とする。
抵抗測定セルにトナーを充填し、該トナーに接するように下部電極及び上部電極を配し、これらの電極間に電圧を印加し、そのときに流れる電流を測定することによって体積抵抗率(Ω・cm)を求める。測定条件は、以下のとおりである。
充填トナーと電極との接触面積:約2.3cm2
厚さ :約0.5mm
上部電極の荷重 :180g
印加電圧 :500V
トナーに含有される無機系赤外線吸収剤粒子の含有量(質量%)は、蛍光X線分析により定量する。測定は、JIS K 0119−1969に準ずるが、具体的には以下のとおりである。
上記条件で測定を行い、得られたX線のピーク位置をもとに元素を同定し、単位時間あたりのX線光子の数である計数率(単位:kcps)を測定する。
そして、別途に作成した検量線を用いて、トナーに含有される無機系赤外線吸収剤粒子の含有量を算出する。なお、検量線の作成に際しては、スチレン系樹脂の微粉砕物と所定量の無機系赤外線吸収剤粒子とを均一になるようにコーヒーミルを用いて混合し、上記と同様にして作製したペレットを測定サンプルとして用いる。
20.0質量部のスチレン、10.0質量部のスズドープ酸化インジウム粒子(インジウムとスズのモル比In:Sn=80:20、一次粒子の個数平均粒子径40nm)を撹拌混合し、スズドープ酸化インジウム粒子のスチレン分散体を得た。この分散体を撹拌しながら、2.0質量部のp−スチリルトリメトキシシランを添加し、窒素雰囲気下、室温で12時間撹拌した。次いで、0.1質量部の2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを添加し、窒素雰囲気下、90℃で8時間重合することで、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を含有する塊状物Aを得た。得られた塊状物Aを、卓上型超音波洗浄機「W−113サンパ」(本多電子(株)製)を用い、6時間かけてスチレンに溶解、分散し、粒度分析計「UPA−150EX」(日機装(株)製)を用いてD50を測定したところ312nmであった。なお、D50(体積基準のメジアン径)の測定条件は、SetZeroを30s、測定回数を3回、測定時間を120s、屈折率を1.85とした。
インジウムとスズのモル比がIn:Sn=90:10のスズドープ酸化インジウム粒子を用いた以外は製造例1と同様にして、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を含有する塊状物Bを得た。製造例1と同様に処理後のD50(体積基準のメジアン径)を測定したところ、303nmであった。なお、本製造例で用いた処理前のスズドープ酸化インジウムの一次粒子の個数平均粒径は40nmである。
インジウムとスズのモル比がIn:Sn=70:30のスズドープ酸化インジウム粒子を用いた以外は製造例1と同様にして、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を含有する塊状物Cを得た。製造例1と同様に処理後のD50を測定したところ、314nmであった。なお、本製造例で用いた処理前のスズドープ酸化インジウムの一次粒子の個数平均粒径は40nmである。
[懸濁重合法による本発明に係るトナーの製造例]
<水系媒体の調製工程>
反応容器にイオン交換水1000.0質量部、リン酸ナトリウム・12水和物14.0質量部を投入し、窒素パージしながら65℃で1時間保温した。
高速撹拌機「T.K.ホモミクサー」(特殊機化工業(株)製)を用いて、12000rpmにて攪拌した。そこにイオン交換水20.0質量部に9.2質量部の塩化カルシウム・2水和物を溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、微細な分散安定剤を含む水系媒体を調製した。
表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例1で製造した塊状物A7.0質量部とスチレン123.0質量部との混合物をメディア撹拌型湿式分散機「アトライタ」(三井三池化工機(株)製)に投入した。次に、直径2mmのジルコニアビーズを用いて、220rpmで5時間分散させて分散液を得た。
上記のスズドープ酸化インジウム粒子のスチレン分散液に、下記材料を加え混合物を得た。
・スチレン 46.0質量部
・n−ブチルアクリレート 34.0質量部
・サリチル酸アルミニウム化合物 1.0質量部
(オリエント化学工業(株)製 ボントロンE−88)
・飽和ポリエステル 5.0質量部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとイソフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度65℃、重量平均分子量10000、数平均分子量6000)
・エステルワックス 10.0質量部
(融点73℃)
・ジビニルベンゼン 0.1質量部
この混合物を65℃に保温し、T.K.ホモミクサーを用いて、500rpmにて均一に溶解、分散し、重合性単量体組成物を調製した。
上記の分散安定剤を含む水系媒体の温度を70℃とし、T.K.ホモミクサーの回転数を12000rpmに保ちながら、水系媒体中に上記の重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤であるt−ブチルパーオキシピバレート10.0質量部を添加した。その後、回転数12000rpmを維持しつつ、10分間造粒した。
造粒工程の後、攪拌機をプロペラ撹拌羽根に換え150rpmで攪拌しながら70℃を保持して5時間重合を行い、85℃に昇温して2時間加熱することで重合反応を完結させた。
重合工程終了後、液温を室温まで冷却し、希塩酸を加えてpH1.5に調整した後、3時間撹拌した。その後、濾過、洗浄を繰り返し、トナーケーキを得た。
得られたトナーケーキを解砕後、気流乾燥機にて乾燥を行い、さらにコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて微粗粉をカットして、重量平均粒径(D4)が6.3μmのトナー粒子1を得た。
得られたトナー粒子1 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とを高速混合機「FMミキサ」(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー1を得た。
トナー1の分析結果を表1に示す。
表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例1で製造した塊状物Aの添加量を3.5質量部とした以外は実施例1と同様にして、トナー2を得た。
[実施例3]
表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例1で製造した塊状物Aの添加量を21.0質量部とした以外は実施例1と同様にして、トナー3を得た。
表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例1で製造した塊状物Aの代わりに、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例2で製造した塊状物Bを用いた以外は実施例1と同様にして、トナー4を得た。
[実施例5]
表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例1で製造した塊状物Aの代わりに、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例3で製造した塊状物Cを用いた以外は実施例1と同様にして、トナー5を得た。
[粉砕法/熱球形化処理による本発明に係るトナーの製造例]
<マスターバッチの製造工程>
・スズドープ酸化インジウム粒子(未処理品) 25.0質量部
(インジウムとスズのモル比In:Sn=80:20、一次粒子の個数平均粒子径40nm)
・飽和ポリエステル 75.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
上記の材料をニーダーに入れ、混合しながら120℃に昇温し、20分間混合を継続した。その後、110℃に加熱した2本ロールミルで30分間混練し、溶融混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルで1mm以下に粗粉砕してマスターバッチを得た。
・上記のマスターバッチ 12.0質量部
・上記の飽和ポリエステル 83.0質量部
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
得られたトナー粒子前駆体6 100.0質量部に、スチレンアクリル樹脂微粒子(ガラス転移温度60℃、一次粒子の個数平均粒径70nm)3.0質量部を添加し、FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて十分に混合した。その後、図2に示す熱球形化処理装置を用いて熱風温度220℃で熱処理を行い、重量平均粒径が6.7μmのトナー粒子6を得た。
得られたトナー粒子6 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー6を得た。
[実施例7]
スチレンアクリル樹脂微粒子の添加量を1.0質量部とした以外は実施例6と同様にして、トナー7を得た。
[実施例8]
スチレンアクリル樹脂微粒子を添加しない以外は実施例6と同様にして、トナー8を得た。
[熱球形化処理を行わない粉砕法による本発明に係るトナーの製造例]
<マスターバッチの製造工程>
・スズドープ酸化インジウム粒子(未処理品) 25.0質量部
(インジウムとスズのモル比In:Sn=80:20、一次粒子の個数平均粒子径40nm)
・飽和ポリエステル 75.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
上記の材料をニーダーに入れ、混合しながら120℃に昇温し、20分間混合を継続した。その後、110℃に加熱した2本ロールミルで30分間混練し、溶融混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルで1mm以下に粗粉砕してマスターバッチを得た。
・上記のマスターバッチ 4.0質量部
・上記の飽和ポリエステル 91.0質量部
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
得られたトナー粒子9 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー9を得た。
[実施例10]
トナー粒子の製造工程におけるマスターバッチの添加量を8.0質量部、飽和ポリエステルの添加量を87.0質量部とした以外は実施例9と同様にして、トナー10を得た。
・スズドープ酸化インジウム粒子(未処理品) 40.0質量部
(インジウムとスズのモル比In:Sn=80:20、一次粒子の個数平均粒子径1.2μm)
・飽和ポリエステル 55.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
得られた比較用トナー粒子1 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、比較用トナー1を得た。
下記の原材料を用いた以外は比較例1と同様にして、比較用トナー2を得た。
・スズドープ酸化インジウム粒子(未処理品) 3.0質量部
(インジウムとスズのモル比In:Sn=80:20、一次粒子の個数平均粒子径40nm)
・飽和ポリエステル 92.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
トナー1〜10、および比較用トナー1、2の各種物性を表1に示す。
[評価例1]
画像形成装置として、現像コントラストを自由に変更できるように改造したカラープリンター「LBP652C」(キヤノン(株)製)を使用した。LBP652Cのブラック現像器内のトナーを、トナー1と入れ替えてトナーの評価を行った。出力用紙としてA4用紙「高白色用紙GF−C081」(キヤノン(株)製)を使用し、温度25℃、相対湿度60%の環境下で画像を出力した。
得られた評価画像1の中央部について、拡大率15倍のルーペを使って観察した。その結果、トナー1を用いて形成した細線画像の存在を認識することはできなかった。
トナー2〜10および比較用トナー1、2についても、評価例1と同様にして評価を行った。評価結果を表2に示す。
評価画像1の中心部に形成した20本の細線について、全長に渡って途切れることなく、かつ、明確に視認できる細線の本数をカウントし、以下の基準で評価した。
A:20本(極めて高精細な画像であり、セキュリティー用途に十分に対応できる)
B:16〜19本(高精細な画像であり、セキュリティー用途に対応できる)
C:13〜15本(高画質だが、セキュリティー用途に対応できない場合がある)
D:12本以下(セキュリティー用途には不向きである)
評価例1で用いた画像形成装置とブラック現像器を用いて、A4用紙「高白色用紙GF−C081」(キヤノン(株)製)に、文字サイズが10ポイントのテキスト画像(平仮名の約100文字からなる文章)を形成し、評価画像2を得た。
得られた評価画像2について目視で観察した。その結果、トナー1を用いて形成したテキスト画像の存在を認識することはできなかった。
次に、評価画像2に紫外線ランプを用いて紫外線を照射したところ、テキスト画像を明瞭に認識することができ、文章を解読できた。なお、紫外線ランプとしては、波長254nmの紫外線を照射できる紫外線ランプ「ハンディUVランプSUV−4」(アズワン(株)製)を使用した。
トナー2〜10および比較用トナー1、2についても、評価例2と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
評価画像1および2を日光の当たる窓際に一カ月間静置した。その後、評価例1および2と同様にして、画像の評価を行った。その結果、トナー1〜10および比較用トナー1、2のいずれについても、一カ月前と比較して、画像の視認性等、何ら変化は見られなかった。
[粉砕法/熱球形化処理による本発明に係るトナーの製造例]
<マスターバッチの製造工程>
・アンチモンドープ酸化スズ粒子(未処理品) 30.0質量部
(スズとアンチモンのモル比Sn:Sb=90:10、一次粒子の個数平均粒子径50nm)
・飽和ポリエステル 70.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
上記の材料をニーダーに入れ、混合しながら110℃に昇温し、20分間混合を継続した。その後、110℃に加熱した2本ロールミルで30分間混練し、溶融混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルで1mm以下に粗粉砕してマスターバッチを得た。
・上記のマスターバッチ 3.0質量部
・上記の飽和ポリエステル 92.0質量部
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて上記の材料を十分に混合した後、温度130℃に設定したPCM−30型((株)池貝製)を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物をT−250(フロイント・ターボ(株)製)にて微粉砕した。さらに200TSP(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級を行い、重量平均粒径が5.8μmのトナー粒子前駆体11を得た。
得られたトナー粒子前駆体11 100.0質量部に、スチレンアクリル樹脂微粒子(ガラス転移温度60℃、一次粒子の個数平均粒径70nm)3.0質量部を添加し、FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて十分に混合した。その後、図2に示す熱球形化処理装置を用いて熱風温度220℃で熱処理を行い、重量平均粒径が5.9μmのトナー粒子11を得た。
得られたトナー粒子11 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー11を得た。
トナー粒子前駆体の製造工程におけるマスターバッチの添加量を1.5質量部、飽和ポリエステルの添加量を93.5質量部とした以外は実施例11と同様にして、トナー12を得た。
[実施例13]
トナー粒子前駆体の製造工程におけるマスターバッチの添加量を9.0質量部、飽和ポリエステルの添加量を86.0質量部とした以外は実施例11と同様にして、トナー13を得た。
スチレンアクリル樹脂微粒子の添加量を1.0質量部とした以外は実施例11と同様にして、トナー14を得た。
[実施例15]
スチレンアクリル樹脂微粒子を添加しない以外は実施例11と同様にして、トナー15を得た。
[熱球形化処理を行わない粉砕法による本発明に係るトナーの製造例]
<マスターバッチの製造工程>
・アンチモンドープ酸化スズ粒子(未処理品) 30.0質量部
(スズとアンチモンのモル比Sn:Sb=90:10、一次粒子の個数平均粒子径50nm)
・飽和ポリエステル 70.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
上記の材料をニーダーに入れ、混合しながら110℃に昇温し、20分間混合を継続した。その後、110℃に加熱した2本ロールミルで30分間混練し、溶融混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルで1mm以下に粗粉砕してマスターバッチを得た。
・上記のマスターバッチ 3.0質量部
・上記の飽和ポリエステル 92.0質量部
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて上記の材料を十分に混合した後、温度130℃に設定したPCM−30型((株)池貝製)を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物をT−250(フロイント・ターボ(株)製)にて微粉砕した。さらに200TSP(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級を行い、重量平均粒径が5.9μmのトナー粒子16を得た。
得られたトナー粒子16 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー16を得た。
トナー粒子の製造工程におけるマスターバッチの添加量を6.0質量部、飽和ポリエステルの添加量を89.0質量部とした以外は実施例16と同様にして、トナー17を得た。
[実施例18]
マスターバッチの製造工程における2本ロールミルによる混練時間を3分間とした以外は実施例16と同様にして、トナー18を得た。
・アンチモンドープ酸化スズ粒子(未処理品) 3.0質量部
(スズとアンチモンのモル比Sn:Sb=90:10、一次粒子の個数平均粒子径50nm)
・飽和ポリエステル 92.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
得られた比較用トナー粒子3 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、比較用トナー3を得た。
[評価例4]
評価例1と同様にして、トナー11〜18および比較用トナー3の評価を行った。評価結果を表5に示す。
[評価例5]
評価例2と同様にして、トナー11〜18および比較用トナー3の評価を行った。評価結果を表6に示す。
[評価例6]
評価例3と同様にして、トナー11〜18および比較用トナー3の評価を行った。その結果、トナー11〜18および比較用トナー3のいずれについても、一カ月前と比較して、画像の視認性等、何ら変化は見られなかった。
[粉砕法/熱球形化処理による本発明に係るトナーの製造例]
<マスターバッチの製造工程>
・セシウムドープ酸化タングステン粒子(未処理品) 20.0質量部
(タングステンとセシウムのモル比W:Cs=75:25、一次粒子の個数平均粒子径50nm)
・飽和ポリエステル 80.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
上記の材料をニーダーに入れ、混合しながら110℃に昇温し、20分間混合を継続した。その後、110℃に加熱した2本ロールミルで30分間混練し、溶融混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルで1mm以下に粗粉砕してマスターバッチを得た。
・上記のマスターバッチ 3.0質量部
・上記の飽和ポリエステル 92.0質量部
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
FMミキサを用いて上記の材料を十分に混合した後、温度130℃に設定したPCM−30型((株)池貝製)を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物をT−250(フロイント・ターボ(株)製)にて微粉砕した。さらに200TSP(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級を行い、重量平均粒径が6.2μmのトナー粒子前駆体19を得た。
得られたトナー粒子前駆体19 100.0質量部に、スチレンアクリル樹脂微粒子(ガラス転移温度60℃、一次粒子の個数平均粒径70nm)3.0質量部を添加し、FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて十分に混合した。その後、図2に示す熱球形化処理装置を用いて熱風温度220℃で熱処理を行い、重量平均粒径が6.2μmのトナー粒子19を得た。
得られたトナー粒子19 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー19を得た。
トナー粒子前駆体の製造工程におけるマスターバッチの添加量を1.5質量部、飽和ポリエステルの添加量を93.5質量部とした以外は実施例19と同様にして、トナー20を得た。
[実施例21]
トナー粒子前駆体の製造工程におけるマスターバッチの添加量を6.0質量部、飽和ポリエステルの添加量を89.0質量部とした以外は実施例19と同様にして、トナー21を得た。
スチレンアクリル樹脂微粒子の添加量を1.0質量部とした以外は実施例19と同様にして、トナー22を得た。
[実施例23]
スチレンアクリル樹脂微粒子を添加しない以外は実施例19と同様にして、トナー23を得た。
[熱球形化処理を行わない粉砕法による本発明に係るトナーの製造例]
<マスターバッチの製造工程>
・セシウムドープ酸化タングステン粒子(未処理品) 20.0質量部
(タングステンとセシウムのモル比W:Cs=75:25、一次粒子の個数平均粒子径50nm)
・飽和ポリエステル 80.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
上記の材料をニーダーに入れ、混合しながら110℃に昇温し、20分間混合を継続した。その後、110℃に加熱した2本ロールミルで30分間混練し、溶融混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルで1mm以下に粗粉砕してマスターバッチを得た。
・上記のマスターバッチ 3.0質量部
・上記の飽和ポリエステル 92.0質量部
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて上記の材料を十分に混合した後、温度130℃に設定したPCM−30型((株)池貝製)を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物をT−250(フロイント・ターボ(株)製)にて微粉砕した。さらに200TSP(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級を行い、重量平均粒径が5.9μmのトナー粒子24を得た。
得られたトナー粒子24 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー24を得た。
マスターバッチの製造工程における2本ロールミルによる混練時間を3分間とした以外は実施例19と同様にして、トナー25を得た。
トナー粒子前駆体の製造工程におけるマスターバッチの添加量を12.0質量部、飽和ポリエステルの添加量を83.0質量部とした以外は実施例19と同様にして、比較用トナー4を得た。
・セシウムドープ酸化タングステン粒子(未処理品) 1.0質量部
(タングステンとセシウムのモル比W:Cs=75:25、一次粒子の個数平均粒子径50nm)
・飽和ポリエステル 94.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
得られた比較用トナー粒子5 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、比較用トナー5を得た。
[評価例7]
評価例1と同様にして、トナー19〜25および比較用トナー4、5の評価を行った。評価結果を表8に示す。
[評価例8]
評価例2と同様にして、トナー19〜25および比較用トナー4、5の評価を行った。評価結果を表9に示す。
[評価例9]
評価例3と同様にして、トナー19〜25および比較用トナー4、5の評価を行った。その結果、トナー19〜25および比較用トナー4、5のいずれについても、一カ月前と比較して、画像の視認性等、何ら変化は見られなかった。
下記の材料を窒素雰囲気下、室温で12時間撹拌した。
・ITO(In:Sn=9:1、シーアイ化成(株)製) 10質量部
・式2−6として記載の構造を有するシランカップリング剤(信越化学工業(株)製)
2質量部
・スチレンモノマー 20質量部
次いで、0.1質量部の2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(東京化成工業(株)製)を投入し、温度90℃で8時間撹拌を行うことで表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を得た。
超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))を用いて、得られたサンプルをスチレンモノマー中に分散させ、D50を測定したところ、303nmであった。
なお、本発明で用いられる粒径(D50)とは、UPA−150EX(日機装(株)製)を使用して、以下の条件で測定した体積基準のメジアン径(D50)を意味する。
SetZero:30s、測定回数:3回、測定時間:120s、屈折率:1.85
製造例5〜12の各製造例が、製造例4と異なる点(変更点)を表10に示した。表10に示すように、製造例5〜6はITOの種類が異なり、製造例7〜8はシランカップリング剤の種類が異なり、製造例9〜12はシランカップリング剤の量が異なる。表10に示した変更点以外は製造例4と同様な方法で、表10に示す粒径の表面処理赤外線吸収顔料を得た。
1:ITO粒子(In:Sn=9:1、シーアイ化成(株)製)
2:ITO粒子(In:Sn=8:2、シーアイ化成(株)製)
3:ITO粒子(In:Sn=7:3、シーアイ化成(株)製)
・式2−6として記載の構造を有するシランカップリング剤(信越化学工業(株)製)
2質量部
・スチレンモノマー 20質量部
・2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル) 0.1質量部
上記の材料を、100質量部のトルエン中で、窒素雰囲気下、温度90℃で8時間撹拌を行うことで式1−269として記載の構造を有する共重合体を重合した。
次いで10質量部のITO(In:Sn=9:1、シーアイ化成(株)製)を投入し10時間室温で撹拌したのち、トルエンを蒸留除去した。超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))を用いて、得られたサンプルをスチレンモノマー中に分散させ、粒径を測定したところ、527nmであった。
スチレンモノマーの量を下記のように変更した以外は、製造例13と同様の方法で、下記の粒径の表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を得た。
・ITO(In:Sn=9:1、シーアイ化成(株)製) 10質量部
・式2−6として記載の構造を有するシランカップリング剤(信越化学工業(株)製)
2質量部
上記の材料を窒素雰囲気下、100質量部のトルエン中で10時間加熱還流した。
トルエンを蒸留除去した後、下記の材料を投入し、窒素雰囲気下、温度90℃で8時間撹拌を行うことで表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を得た。
・スチレンモノマー 20質量部
・2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル) 0.1質量部
超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))を用いて、得られたサンプルをスチレンモノマー中に分散させて、粒径を測定したところ、532nmであった。
ITOを下記の表12に示すように変更した以外は、製造例1と同様な方法で、表12に示す粒径の表面処理赤外線吸収剤粒子を得た。
・ITO(In:Sn=9:1、シーアイ化成(株)製) 10質量部
・2−6として記載の構造を有するシランカップリング剤(信越化学工業(株)製)
2質量部
・スチレンモノマー 20質量部
上記の材料を窒素雰囲気下、32質量部のトルエンに投入し、室温で12時間撹拌した。撹拌終了後、窒素雰囲気下で0.1質量部の2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)を投入し、温度90℃で8時間撹拌を行うことで表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を得た。超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))を用いて、得られたサンプルをスチレンモノマー中に分散させて、粒径を測定したところ、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の粒径は362nmであった。
・ITO(In:Sn=9:1、シーアイ化成(株)製) 10質量部
式2−6として記載の構造を有するシランカップリング剤(信越化学工業(株)製)
2質量部
・スチレンモノマー 20質量部
上記の材料を窒素雰囲気下、6.4質量部のトルエンに投入し、室温で12時間撹拌した。撹拌終了後、窒素雰囲気下で0.1質量部の2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(東京化成工業(株)製)を投入し、温度90℃で8時間撹拌を行うことで表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を得た。超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))を用いて、得られたサンプルをスチレンモノマー中に分散させて、粒径を測定したところ、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の粒径は387nmであった。
イオン交換水50質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1質量部を溶解することで、界面活性剤水溶液を得た。
製造例4で得られた表面処理スズドープ酸化インジウム粒子10質量部を、100質量部のテトラヒドロフランに投入し、超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))で2時間分散処理を行った。分散処理後、界面活性剤水溶液に滴下し、再度分散処理を超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))で2時間行った。次いで、テトラヒドロフランを蒸留除去し、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の水分散液を得た。表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の粒径は、302nmであった。
[実施例26]
高速撹拌装置T.K.ホモミクサ(プライミクス(株)製)を備えた2L用四つ口フラスコ中にイオン交換水710部と0.1mol/Lリン酸三ナトリウム水溶液450部を添加し回転数を12000rpmに調整し、60℃に加温した。ここに1.0mol/L塩化カルシウム水溶液68部を徐々に添加し、微小なリン酸カルシウムを含む水系媒体を調製した。
下記の材料を混合し、60℃に加温し、T.K.ホモミキサーを用いて5000rpmにて均一に溶解・分散した。
・顔料分散体1 130.0部
・スチレン 46.0部
・n−ブチルアクリレート 34.0部
・サリチル酸アルミニウム化合物 2.0部
(オリエント化学工業(株)製 ボントロンE−88)
・極性樹脂 10.0部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとイソフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度(Tg)=65℃、重量平均分子量(Mw)=10000、数平均分子量(Mn)=6000)
・エステルワックス 25.0部
(DSC測定における最大吸熱ピークのピーク温度=70℃、Mn=704)
・ジビニルベンゼン 0.10部
得られた分散液に、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、回転数12000rpmを維持しつつ15分間造粒した。その後に高速撹拌器からプロペラ撹拌羽根に撹拌器を変え、液温を60℃に維持して重合を5時間継続させた後、液温を80℃に昇温させ、80℃に維持しながら8時間重合を継続させた。重合反応終了後、80℃、減圧下で残存単量体を留去した後、液温を30℃まで冷却し、重合体微粒子分散体を得た。
・ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の数平均粒径7nm) 1.00部
・ルチル型酸化チタン微粉体(一次粒子の数平均粒径45nm) 0.15部
・ルチル型酸化チタン微粉体(一次粒子の数平均粒径200nm) 0.50部
顔料分散体1の調製において、スチレンと表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の量を表13に記載のように変更する以外は、実施例26と同様にしてトナー27、28を得た。
製造例4で製造した表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の代わりに、製造例5〜22で製造した表面処理赤外線吸収剤粒子を用いたこと以外は、実施例28と同様にして、トナー29〜46を製造した。
[実施例47]
・スチレン 82.6部
・アクリル酸n−ブチル 9.2部
・アクリル酸 1.3部
・ヘキサンジオールアクリレート 0.4部
・n−ラウリルメルカプタン 3.2部
上記の材料を混合し溶解させて溶液を得た。得られた溶液にネオゲンRK(第一工業製薬(株)製)1.5部を含むイオン交換水150部の水溶液を添加して、分散させた。さらに10分間ゆっくりと撹拌しながら、過硫酸カリウム0.15部を含むイオン交換水10部の水溶液を添加した。窒素置換をした後、70℃で6時間乳化重合を行った。重合終了後、反応液を室温まで冷却し、イオン交換水を添加することで固形分濃度が12.5質量%、体積基準のメジアン径が0.2μmの樹脂粒子分散液を得た。
・ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製) 15部
上記の材料をイオン交換水385部に混合させ、湿式ジェットミル JN100((株)常光製)を用いて約1時間分散して、ワックス粒子分散液を得た。ワックス粒子分散液の固形分濃度は20質量%であった。
・ワックス粒子分散液 10部
・製造例23で作製した表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の水分散液 10部
・硫酸マグネシウム 0.2部
上記材料をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散させた後、撹拌させながら、65℃まで加温した。65℃で1時間撹拌した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約5.5μmである凝集体粒子が形成されていることが確認された。ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製)2.2部を加えた後、80℃まで昇温して120分間撹拌して、融合した球形トナー粒子を得た。冷却後、ろ過し、ろ別した固体を720部のイオン交換水で、60分間攪拌洗浄した。洗浄後、溶液をろ過し、ろ液の電気伝導度が150μS/cm以下となるまで同様な洗浄を繰り返した。真空乾燥機を用いて乾燥させ、トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100部に、BET法で測定した比表面積が200m2/gである疎水化処理されたシリカ微粉体1.8部をFMミキサ(日本コークス工業(株)製)で乾式混合し、トナー47を得た。
上述のトナー26〜47を用いてベタ画像を出力し、後述する画像特性を比較評価した。なお、画像特性の比較に際し、画像形成装置としてLBP−5300(キヤノン(株)製)の改造機を使用した。改造内容としてはプロセスカートリッジ内の現像ブレードを厚さ8μmのSUSブレードに交換した。その上でトナー担持体である現像ローラーに印加する現像バイアスに対して−200[V]のブレードバイアスを印加できるようにした。
この状態で、画像形成面のほぼ真上15cmの位置に設置した、1500nmの波長に受光感度を有するカメラ(NVU3VD アイアールスペック(株)製)によって、前記画像形成面を読み取った。カメラのレンズ部には、800nm以下の波長成分をカットするフィルタを装着した。
読み取った画像に関して、反射濃度計SpectroLino(Gretag Macbeth社製)にて、光学濃度(OD(M))を測定した。得られた光学濃度を表14に記載する。
103:冷風供給口、104:第二の冷風供給口、106:冷却ジャケット、
114:トナー粒子、115:高圧エア供給ノズル、116:移送配管、
201:評価画像1、202:ハロゲンランプ光源、203:近赤外カメラ
Claims (13)
- 結着樹脂および無機系赤外線吸収剤粒子を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
(1)該トナーを用いて記録材の上に形成される載り量0.30mg/cm2の未定着画像を定着させて得られる定着画像の分光分析において、波長400nm以上800nm以下の範囲における光の吸収率の最大値が10%以下であり、
(2)透過型電子顕微鏡を用いた該トナー粒子の断面観察において、トナー粒子の断面像の重心を中心とする半径2.0μmの円を描き、該円を4分割して4つの四分円を形成したとき、各四分円において観察される該無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数が0.50以下である、
ことを特徴とするトナー。 - 該無機系赤外線吸収剤粒子が、インジウム系酸化物粒子、スズ系酸化物粒子、およびタングステン系酸化物粒子からなる群より選択される一種以上の粒子である請求項1に記載のトナー。
- 該無機系赤外線吸収剤粒子が、スズドープ酸化インジウム粒子、アンチモンドープ酸化スズ粒子、およびセシウムドープ酸化タングステン粒子からなる群より選択される一種以上の粒子である請求項1に記載のトナー。
- 透過型電子顕微鏡を用いた該トナー粒子の断面観察において、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に該無機系赤外線吸収剤粒子が存在しないトナー粒子がトナー粒子全体の60個数%以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載のトナー。
- 該トナーを用いて記録材の上に形成される載り量0.30mg/cm2の未定着画像を定着させて得られる定着画像の分光分析において、波長900nm以上1800nm以下の範囲における光の吸収率の最大値が25%以上である請求項1〜4のいずれか一項に記載のトナー。
- 該トナーを用いて記録材の上に形成される載り量0.30mg/cm2の未定着画像を定着させて得られる定着画像の分光分析において、波長200nm以上350nm以下の範囲における光の吸収率の最大値が25%以上である請求項1〜5のいずれか一項に記載のトナー。
- 透過型電子顕微鏡を用いた該トナー粒子の断面観察において測定される該無機系赤外線吸収剤粒子の分散径の個数平均粒径(D1)が0.5μm以下である請求項1〜6のいずれか一項に記載のトナー。
- 該トナーの体積抵抗率が1.0×1012Ω・cm以上1.0×1017Ω・cm以下である請求項1〜7のいずれか一項に記載のトナー。
- 該トナーに含有される該無機系赤外線吸収剤粒子の含有量が、トナー質量を基準として0.3質量%以上1.0質量%以下である請求項1〜8のいずれか一項に記載のトナー。
- 無機系赤外線吸収剤粒子の表面を表面処理剤で処理した表面処理無機系赤外線吸収剤粒子であって、
該無機系赤外線吸収剤粒子が、インジウムドープ酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ、セシウムドープ酸化タングステン及び酸化タングステン塩からなる群より選択される粒子であり、
該表面処理剤が、下記式1で表される繰り返し構造単位と、下記式2で表される繰り返し構造単位もしくは下記式3で表される繰り返し構造単位とを有する共重合体である、ことを特徴とする表面処理無機系赤外線吸収剤粒子。
(式中、R1〜R3は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素を表し、
R4、R5は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表し、
R6は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を表し、
R7は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を表し、
A1は、下記式4または式5の構造を表す(*は結合部位を示す)。
) - 表面処理赤外線吸収剤粒子の製造方法であって、
下記式6で表される構造の化合物と、インジウムドープ酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ、セシウムドープ酸化タングステンおよび酸化タングステン塩からなる群より選択される少なくとも1つの無機系赤外線吸収剤粒子とのカップリング反応により、ビニル基を有する赤外線吸収剤粒子を得る工程、
前記ビニル基を有する赤外線吸収剤粒子と、スチレンモノマーまたは下記式7で表される構造のモノマーとを混合し、混合物を得る混合工程、及び
前記混合物に含有される前記ビニル基を有する赤外線吸収剤粒子と、スチレンモノマーまたは下記式7で表される構造のモノマーとを重合する重合工程、
を少なくとも含むことを特徴とする表面処理赤外線吸収剤粒子の製造方法。
(式中、R1〜R3は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素を表し、
R4、R5は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表し、
R6は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を表し、
R7は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を表し、
A1は、下記式4または式5の構造を表す(*は結合部位を示す)。
) - 前記重合工程が塊状重合である請求項11に記載の表面処理赤外線吸収剤粒子の製造方法。
- 結着樹脂、及び表面処理赤外線吸収剤粒子を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
前記表面処理赤外線吸収剤粒子が、無機系赤外線吸収剤粒子の表面を表面処理剤で処理した粒子であって、
該無機系赤外線吸収剤粒子が、インジウムドープ酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ、セシウムドープ酸化タングステン及び酸化タングステン塩からなる群より選択される粒子であり、
該表面処理剤が、下記式1で表される繰り返し構造単位と、下記式2で表される繰り返し構造単位もしくは下記式3で表される繰り返し構造単位とを有する共重合体である、ことを特徴とするトナー。
(式中、R1〜R3は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素を表し、
R4、R5は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表し、
R6は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を表し、
R7は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を表し、
A1は、下記式4または式5の構造を表す(*は結合部位を示す)。
)
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