JP4012490B2 - Toner production method - Google Patents

Description

【００１２】
（式中、Ｒは炭素数２又は３のアルキレン基、ｘ及びｙは正の数を示し、ｘとｙの和は１〜１６、好ましくは１．５〜５．０である）で表される化合物が含有されていることが好ましい。
【００１３】
式（Ｉ）で表される化合物としては、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等のビスフェノールＡのアルキレン（炭素数２〜３）オキサイド（平均付加モル数１〜１６）付加物等が挙げられる。また、他のアルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチログリコールプロパン、水素添加ビスフェノールＡ、ソルビトール、又はそれらのアルキレン（炭素数２〜４）オキサイド（平均付加モル数１〜１６）付加物等が挙げられ、これらの１種以上を含有することが好ましい。
【００１４】
式（Ｉ）で表される化合物のアルコール成分中の含有量は、５モル％以上が好ましく、５０モル％以上がより好ましく、１００モル％が特に好ましい。
【００１５】
また、カルボン酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイン酸等のジカルボン酸、ドデセニルコハク酸、オクチルコハク酸等の炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数２〜２０のアルケニル基で置換されたコハク酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、それらの酸の無水物及びそれらの酸のアルキル（炭素数１〜３）エステル等が挙げられ、これらの１種以上を含有するものが好ましい。
【００１６】
ポリエステルは、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分とを不活性ガス雰囲気中にて、要すればエステル化触媒を用いて、１８０〜２５０℃の温度で縮重合することにより製造することができる。
【００１７】
ポリエステルの酸価は１〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価は３〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点は９５〜１４０℃、ガラス転移点は５５〜６９℃であることが、それぞれ好ましい。
【００１８】
結着樹脂としては、１種の樹脂のみならず、２種以上の樹脂が併用されていてもよいが、結着樹脂全体としてのガラス転移点は、保存安定性の観点から、５５℃以上が好ましく、粉砕工程における塑性変形による球形化が容易な観点から、６９℃以下が好ましい。従って、上記観点より、結着樹脂のガラス転移点は５５〜６９℃が好ましく、６０〜６５℃がより好ましい。
【００１９】
本発明に用いられる着色剤としては、トナー用着色剤として用いられている染料、顔料等のすべてを使用することができ、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンＦＧ、プリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンＢ、ローダミン−Ｂベース、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド１４６、ソルベントブルー３５、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾエロー等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を混合して用いることができ、本発明により製造されるトナーは、黒トナー、カラートナー、フルカラートナーのいずれであってもよい。着色剤の配合量は、結着樹脂１００重量部に対して、１〜４０重量部が好ましく、３〜１０重量部がより好ましい。
【００２０】
本発明に用いられるワックスとしては、カルナバワックス、ライスワックス等の天然ワックス、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャートロプッシュ等の合成ワックス、モンタンワックス等の石炭系ワックス、アルコール系ワックス、エステル系ワックス、これらの混合物等が挙げられ、これらのなかでは、速やかにブリードアウトしやすいことから、カルナバワックスが好ましい。
【００２１】
ワックスの配合量は、結着樹脂１００重量部に対して、３〜２０重量部が好ましく、５〜１５重量部がより好ましく、５〜１０重量部が特に好ましい。
【００２２】
ワックスの融点は、保存安定性の観点から、７０℃以上が好ましく、低温定着性の観点から、９０℃以下が好ましい。従った、上記観点から、ワックスの融点は７０〜９０℃が好ましく、７５〜８５℃がより好ましい。
【００２３】
さらに、本発明のトナーの原料として、荷電制御剤、流動性向上剤、導電性調整剤、体質顔料、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、クリーニング性向上剤等の添加剤を適宜配合してもよい。
【００２４】
本発明において、結着樹脂、着色剤、ワックス、荷電制御剤等の原料は、ヘンシェルミキサー等により予備混合して、溶融混練工程に供するのが好ましい。
【００２５】
原料の溶融混練は、密閉式ニーダー、１軸又は２軸の押出機、オープンロール型混練機等を用いて行うことができる。
【００２６】
溶融混練は、ワックスや着色剤の分散性の向上の観点から、混練物の温度が、好ましくはＴｍ−２０℃〜Ｔｍ＋２０℃、より好ましくはＴｍ−１０℃〜Ｔｍ＋１０℃となる条件で行うのが好ましい。ここで、Ｔｍとは、後述する測定法による結着樹脂の軟化点である。なお、本発明において、混練物の温度とは、混練物自体の温度を指し、非接触式レーザー型温度計で測定する。
【００２７】
なお、本発明において、前記混練条件で混練を行うには、溶融混練部がオープン型で混練熱の蓄熱がないオープンロール型混練機を用いることが好ましく、かかる混練機は、少なくとも加熱ロールと冷却ロールとの２本のロールを備えていることがより好ましい。また、オープンロール型混練機は、生産効率の観点から、連続式であるのが好ましい。
【００２８】
前記オープンロール型混練機において、２本のロールは並行に近接して配設されているのが好ましく、ロールの間隙は、０．０１〜５ｍｍが好ましく、０．０５〜２ｍｍがより好ましい。また、ロールの構造、大きさ、材料等は特に限定されず、ロール表面も、平滑、波型、凸凹型等のいずれであってもよい。
【００２９】
ロールの回転数、即ち周速度は、２〜１００ｍ／ｍｉｎであることが好ましい。また、２本のロールは、互いに回転数が異なっていることが好ましく、２本のロールの回転数の比（冷却ロール／加熱ロール）は、１／１０〜９／１０が好ましく、３／１０〜８／１０がより好ましい。
【００３０】
混練物が加熱ロールに張りつきやすくするために、加熱ロールの温度は結着樹脂の軟化点及びワックスの融点のいずれの温度よりも高く、冷却ロールの温度は混練物が冷却ロールから剥がれやすくするために、結着樹脂の軟化点及びワックスの融点のいずれの温度よりも低く調整されているのが好ましい。
【００３１】
加熱ロールと冷却ロールの温度の差は、６０〜１５０℃が好ましく、８０〜１２０℃がより好ましい。
【００３２】
なお、ロールの温度は、例えば、ロール内部に通す熱媒体の温度により調整することができ、各ロールには、ロール内部を２以上に分割して温度の異なる熱媒体を通じてもよい。
【００３３】
加熱ロール、特に原料投入側の温度は、結着樹脂の軟化点及びワックスの融点のいずれの温度よりも高いことが好ましく、そのいずれかの高い方の温度よりも、０〜８０℃高いことがより好ましく、５〜５０℃高いことが特に好ましい。また、冷却ロールの温度は、結着樹脂の軟化点及びワックスの融点のいずれの温度よりも低いことが好ましく、そのいずれかの低い方の温度よりも、０〜８０℃低いことがより好ましく、４０〜８０℃低いことが特に好ましい。
【００３４】
次いで、得られた混練物を、圧延、冷却ベルト等を用い、粉砕可能な硬度に達するまで冷却した後、機械式回転粉砕機による粉砕工程に供するが、本発明では、粉砕効率の観点から、冷却した混練物を、予め、０．１〜２ｍｍ程度の大きさに粗粉砕することが好ましい。
【００３５】
次に、粗粉砕した混練物を、無機微粒子の存在下で、機械式回転粉砕機により粉砕する。本発明では、無機微粒子の存在下で混練物を、ローターの回転周速が１２０ｍ／ｓ以下である機械式回転粉砕機を用いて粉砕することにより、処理温度が結着樹脂のガラス転移点を超える温度であっても、機械式回転粉砕機の閉塞、トナー粒子同士の融着、機械式回転粉砕機への融着を起こすことなく、安定して粉砕工程を実施することができる。
【００３６】
無機微粒子は、粉砕工程前に混練物と混合しても、粉砕工程の途中で混練物に添加してもよいが、混練物からなるトナー粒子同士の融着や粉砕機への融着を防止する観点から、無機微粒子を混練物の表面に存在させた状態で、混練物を機械式回転粉砕機により粉砕することが好ましいため、前者の方法、即ち混練物を無機微粒子と混合した後に粉砕工程に供することが好ましい。
【００３７】
無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化亜鉛等の無機酸化物が好ましく、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。これらのなかでは、トナーの小粒径化および流動性確保の観点から、シリカが好ましい。
【００３８】
シリカは、帯電性及び流動性の観点から、疎水化処理された疎水性シリカであるのが好ましい。疎水化の方法は特に限定されず、疎水化処理剤としては、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、シリコーンオイル、メチルトリエトキシシラン等が挙げられるが、これらの中ではヘキサメチルジシラザンが好ましい。疎水化処理剤の処理量は、無機微粒子の表面積当たり１〜７ｍｇ／ｍ² が好ましい。
【００３９】
無機微粒子の平均粒子径は、トナー表面への埋め込み防止の観点から、０．００１μｍ以上、好ましくは０．００５μｍ以上であることが望ましく、流動性確保および感光体破損防止の観点から、１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下であることが望ましい。従って、無機微粒子の平均粒子径は、０．００１〜１μｍが好ましく、０．００５〜０．１μｍがより好ましい。なお、ここでの平均粒子径は、体積平均粒子径である。
【００４０】
無機微粒子の配合量は、粗粉砕した混練物１００重量部に対して、０．３〜３重量部が好ましく、０．５〜２重量部がより好ましい。
【００４１】
さらに、本発明では、生産性向上の観点から、機械式回転粉砕機による粉砕工程の前に、衝突式粉砕機による粉砕工程を設けることが好ましい。
【００４２】
本発明において用いられる衝突式粉砕機としては、日本ニューマチック工業社製の超音速ジェットミル、ホソカワミクロン社製のカウンタージェットミル等の衝突タイプのジェット粉砕機等が挙げられる。
【００４３】
本発明は、かかる粉砕工程における処理温度を、特定の温度範囲に調整して行う点に大きな特徴を有している。即ち、本発明では、機械式回転粉砕機による粉砕工程を、結着樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）を超える温度から、ワックスの融点（Ｔｗ）未満の温度の範囲内で処理する。機械式回転粉砕機による処理温度がＴｇ以下の温度であると、粒子の塑性変形が小さく、十分な球形化の効果が得られない。また、処理温度がＴｗ以上の温度であると、ワックスの浸出、再凝集等の分散状態の変化により、粉砕機へのトナー粒子の融着が発生する。さらに、連続生産における安定した運転操作を考慮すると、処理温度は、Ｔｇ＋５℃〜Ｔｗ−５℃であるのがより好ましい。なお、本発明において、粉砕工程における処理温度とは、機械式粉砕機の粉砕室内の温度である。
【００４４】
本発明において、トナーの保存安定性の点から、結着樹脂のガラス転移点よりも融点が高いワックスを用いるが、さらに、オイルレス定着も対応可能なほどの良好な定着性を得る観点から、結着樹脂の軟化点（Ｔｍ）は、ワックスの融点よりも高いことが好ましい。
【００４５】
ＴｗとＴｇの差は、トナーの保存安定性の観点から、１０℃以上であるのが好ましく、１５〜３０℃であるのがより好ましい。また、ＴｍとＴｗの差は、２０℃以上が好ましく、２５〜３５℃であるのがより好ましい。
【００４６】
本発明において用いられる機械式回転粉砕機とは、回転軸を中心に回転するローターとライナーとの間に形成された粉砕領域を有する粉砕機をいい、例えば、ハンマーミル、ケージミル、ビンミル、ディスインテグレーター、スクリーンミル、ターボ型ミル等が挙げられる。
【００４７】
機械式回転粉砕機のローターの回転周速は、１２０ｍ／ｓ以下である。ローターの回転周速が１２０ｍ／ｓを超えると、ローターの衝撃力が過剰となって、トナー粒子の温度が上昇することにより、粉砕機内でトナー粒子の融着等が発生し、安定に運転することができない。さらに、球形化に必要とされる衝撃力を安定に維持する観点から、ローターの回転周速は、５０〜１２０ｍ／ｓが好ましく、８０〜１２０ｍ／ｓがより好ましい。
【００４８】
粉砕工程の後、必要に応じて分級工程、疎水性シリカ等の外添剤をトナー表面に添加する表面処理工程を経て、トナーが得られる。本発明により得られるトナー粒子の体積平均粒径は、生産性及び高画質化の観点から、４〜１２μｍであることが好ましく、５〜９μｍであることがより好ましい。
【００４９】
本発明により得られるトナーの球形の度合いを示す円形度は、流動性及び転写効率の観点から、０．９４５以上が好ましく、クリーニング性の観点から、０．９９０以下が好ましい。従って、上記観点から、本発明により得られるトナーの円形度は、０．９４５〜０．９９０であることが好ましく、０．９５０〜０．９７０であることがより好ましい。
【００５０】
【実施例】
〔結着樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）〕
示差走査熱量計「ＤＳＣ２１０」（セイコー電子工業社製）を用いて昇温速度１０℃／分で測定する。
【００５１】
〔ワックスの融点（Ｔｗ）及び結着樹脂の軟化点（Ｔｍ）〕
高化式フローテスター（ＣＦＴ−５００、島津製作所（株）製）を用い、ダイスの細孔の径１ｍｍ、長さ１ｍｍ、荷重１９６Ｎ／ｃｍ² 、昇温速度６℃／ｍｉｎの条件下で１ｃｍ³ の試料を溶融流出させたときの、流出開始点から流出終了点の高さの１／２に相当する温度とする。
【００５２】
〔トナー粒子の体積平均粒径〕
コールターマルチサイザーII（コールター社製）により、１００μｍアパチャー使用して測定（２０℃）する。
【００５３】
〔トナー粒子の円形度〕
フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００、Ｓｙｓｍｅｘ社製）により、平均円形度（＝２√（π×トナー面積）／トナー周囲長）を測定（２０℃）する。
【００５４】
実施例１
ポリエステル（軟化点（Ｔｍ）：１１４℃、ガラス転移点（Ｔｇ）：６０℃）１００重量部、着色剤「ＥＣＢ−３０１」（大日精化工業（株）製）３重量部、カルナバワックス（融点（Ｔｗ）：８３℃）６重量部及び荷電制御剤「ボントロンＥ−８４」（オリエント化学工業（株）製）０．５重量部を混合し、オープンロール型連続混練機（三井鉱山（株）製）により溶融混練した。得られた混練物を冷却後、アトマイザー（東京アトマイザー（株）製）により０．１〜２ｍｍ程度に粗粉砕し、粗粉砕物１００重量部に対して、疎水性シリカ「アエロジル Ｒ９７２」（日本アエロジル（株）製、疎水化処理剤：ジメチルジクロロシラン、平均粒子径：１６ｎｍ）１重量部を、ヘンシェルミキサー（三井鉱山（株）製）を用いて混合した。
【００５５】
使用したオープンロール型連続混練機は、ロール外径０．１４ｍ、有効ロール長０．８ｍのものであり、運転条件は、加熱ロール（前ロール）の回転速度は３２ｍ／ｍｉｎ、冷却ロール（後ロール）の回転速度２２ｍ／ｍｉｎ、ロール間隙は０．１ｍｍであった。また、ロール内の加熱及び冷却媒体温度は、加熱ロールの原料投入側温度を１４５℃、混練物排出側温度を１００℃、冷却ロールの温度を３５℃に設定した。ロールに付着した混練物の温度は、原料投入側では１２６℃、混練物排出側では１１５℃であり、排出時の混練物温度は１１１℃であった。また、原料混合物の供給速度は１０ｋｇ／時であった。
【００５６】
得られた混合物を、衝突式粉砕機ジェットミル（日本ニューマチック工業（株）製）及びＤＳ分級機（日本ニューマチック工業（株）製）を用いて、粉砕・分級し、体積平均粒径が８．６μｍ、円形度が０．９２１のトナー粒子を得た。
【００５７】
このトナー粒子を１０ｋｇ／ｈの処理速度にて、機械式回転粉砕機（ターボ工業（株）製ターボミルＴ−４００ＲＳ型）に供給し、処理温度７０℃、ローター周速１１５ｍ／ｓで粉砕する工程を３回繰り返して、体積平均粒径が７．４μｍ、円形度が０．９５６のトナー粒子を得た。
【００５８】
実施例２
機械式回転粉砕機による粉砕工程において、処理温度を６３℃、ローター周速を８４ｍ／ｓに変更した以外は、実施例１と同様にして、トナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径は８．７μｍ、円形度は０．９５０であった。
【００５９】
実施例３
衝突式粉砕機による粉砕工程を行わず、機械式回転粉砕機及びＤＳ分級機を用いて、粗粉砕物と疎水性シリカからなる混合物を、粉砕・分級した以外は、実施例１と同様にして、トナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径は９．０μｍ、円形度は０．９５２であった。
【００６０】
実施例１〜３において、機械式回転粉砕機の閉塞、トナー粒子同士の融着、機械式回転粉砕機へのトナー粒子の融着は、ほとんど見られず、安定な運転動作ができた。
【００６１】
比較例１
機械式回転粉砕機による粉砕工程において、処理温度を５２℃、ローター周速を１４７ｍ／ｓに変更した以外は、実施例１と同様にして、トナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径は６．１μｍ、円形度は０．９４２であった。
【００６２】
比較例２
機械式回転粉砕機による粉砕工程において、処理温度を４０℃、ローター周速を１４７ｍ／ｓに変更した以外は、実施例１と同様にして、トナー粒子を得た。得られたトナーの体積平均粒径は５．９μｍ、円形度は０．９３７であった。
【００６３】
なお、比較例１、２では、ローター周速を下げても、トナー粒子への機械的衝撃力が小さくなるため、トナー粒子の円形度は向上しないものと推察される。
【００６４】
比較例３
機械式回転粉砕機による粉砕工程において、処理温度を６４℃、ローター周速を１４７ｍ／ｓに変更した以外は、実施例１と同様にしてトナー粒子を製造しようとしたが、機械式回転粉砕機内でトナー粒子の融着が発生したため、安定な運転操作ができず、中止した。
【００６５】
比較例４
機械式回転粉砕機による粉砕工程において、処理温度を８８℃、ローター周速を８４ｍ／ｓに変更した以外は、実施例１と同様にしてトナー粒子を製造しようとしたが、機械式回転粉砕機内でトナー粒子の融着が発生したため、安定な運転操作ができず、中止した。
【００６６】
試験例１
（１）現像剤の調製
▲１▼ 実施例１において、機械式回転粉砕機による粉砕工程に供する前のトナー１００重量部に、疎水性シリカ「アエロジル Ｒ９７２」（日本アエロジル（株）製）１重量部をヘンシェルミキサーを用いて外添して、現像剤１（平均円形度＝０．９２１）とした。
▲２▼ 実施例２で得られたトナーを用い、現像剤１と同様にして、疎水性シリカを外添し、現像剤２（平均円形度＝０．９５０）とした。
▲３▼ 比較例１で得られたトナーを分級し、現像剤１と同様にして、疎水性シリカを外添し、体積平均粒径７．７μｍの現像剤３（平均円形度＝０．９４２）とした。
【００６７】
（２）転写性の評価
プリンター（沖データ（株）製の「ＭＩＣＲＯＬＩＮＥ ３０５０Ｃ」）に、現像剤１〜３を実装して、画像出しを行い、下記式より、各現像剤の転写効率を求めた。
転写効率＝（紙上のトナー量／現像ドラム表面上のトナー量）×１００
【００６８】
その結果、現像剤１の転写効率を基準（１００）とした場合の各現像剤の転写効率は、現像剤２が１２３、現像剤３が１０６となった。
【００６９】
以上の結果より、現像剤１、３と対比して、所定の温度条件下で機械式回転粉砕機を用いた粉砕工程を行なって得られた現像剤２は、円形度が向上し、転写性の評価において、良好な結果が得られていることが分かる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明により、機械式回転粉砕機の閉塞、トナー粒子同士の融着、機械式回転粉砕機への融着を防止し、転写性に優れた球形トナーを安定して製造することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a toner used for developing a latent image formed in an electrophotographic method, an electrostatic recording method, an electrostatic printing method or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a toner is manufactured through a melt kneading process and a pulverization process of raw materials, from the viewpoint of improving transferability, the toner particles are spheroidized by mechanical force, and are fused and blocked in the pulverizer. There has been reported a method of performing such spheroidization at a temperature below the glass transition point of the binder resin so as not to occur (see Patent Documents 1 and 2). Further, it has been disclosed that toner particles obtained by kneading a binder resin and magnetic iron oxide are subjected to a surface treatment in the vicinity of the glass transition point of the toner particles by a mechanical impact method. The thing which does not use iron is the mainstream (refer patent document 3).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-7-244399 (Claim 1)
[Patent Document 2]
JP-A-9-197712 (Claim 1)
[Patent Document 3]
JP-A-8-272136 (Claim 1, [0094])
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art, since the treatment is performed at a temperature equal to or lower than the glass transition point of the binder resin, the surface of the toner particles is not easily plastically deformed, and is sufficient to show a remarkable effect on the transferability. A toner having a good sphericity cannot be obtained. Further, if the treatment is performed at a temperature exceeding the glass transition point of the binder resin, the mechanical rotary pulverizer may be blocked, the toner particles may be fused to each other, and the mechanical rotary pulverizer may be fused.
[0005]
An object of the present invention is to provide a method for stably producing spherical toner by preventing clogging of a mechanical rotary pulverizer, fusion of toner particles, and fusion to a mechanical rotary pulverizer.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a toner having a step of melt-kneading a raw material containing a binder resin, a colorant and a wax, and a step of pulverizing the obtained kneaded product with a mechanical rotary pulverizer in the presence of inorganic fine particles. The processing temperature in the pulverization step is in a range from a temperature exceeding the glass transition point of the binder resin to a temperature lower than the melting point of the wax, and the rotor of the mechanical rotary pulverizer The present invention relates to a toner manufacturing method having a rotational peripheral speed of 120 m / s or less.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, at least a binder resin, a colorant and a wax are used as raw materials.
[0008]
Examples of the binder resin used in the present invention include polyester, styrene-acrylic resin, epoxy resin, polycarbonate, polyurethane, and the like. Among these, polyester is preferable from the viewpoint of low-temperature fixability. The content of the polyester is preferably 50 to 100% by weight, more preferably 90 to 100% by weight, and particularly preferably 100% by weight in the binder resin.
[0009]
As a raw material monomer for polyester, a known divalent or higher valent alcohol component and a known carboxylic acid component such as a divalent or higher carboxylic acid, carboxylic acid anhydride, or carboxylic acid ester are used.
[0010]
As the alcohol component, the formula (I):
[0011]
[Chemical 1]

[0012]
(Wherein R is an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms, x and y are positive numbers, and the sum of x and y is 1 to 16, preferably 1.5 to 5.0). It is preferable that the compound is contained.
[0013]
Examples of the compound represented by the formula (I) include polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4 -Alkylene (2 to 3 carbon atoms) oxide (average number of added moles 1 to 16) adduct of bisphenol A such as -hydroxyphenyl) propane. Other alcohol components include ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, pentaerythritol, trimethyloglycol propane, hydrogenated bisphenol A, sorbitol, or alkylene (2 to 4 carbon atoms) oxide (average added mole number 1). -16) Additives etc. are mentioned, It is preferable to contain 1 or more types of these.
[0014]
The content of the compound represented by the formula (I) in the alcohol component is preferably 5 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, and particularly preferably 100 mol%.
[0015]
The carboxylic acid component includes dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, fumaric acid and maleic acid, alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms such as dodecenyl succinic acid and octyl succinic acid, or those having 2 to 20 carbon atoms. Examples thereof include succinic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid substituted with an alkenyl group, anhydrides of these acids, and alkyl (carbon number of 1 to 3) esters of these acids, and one or more of these are contained. Those are preferred.
[0016]
The polyester can be produced, for example, by subjecting an alcohol component and a carboxylic acid component to condensation polymerization at a temperature of 180 to 250 ° C. in an inert gas atmosphere, if necessary, using an esterification catalyst.
[0017]
The polyester preferably has an acid value of 1 to 40 mg KOH / g, a hydroxyl value of 3 to 60 mg KOH / g, a softening point of 95 to 140 ° C, and a glass transition point of 55 to 69 ° C.
[0018]
As the binder resin, not only one kind of resin but also two or more kinds of resins may be used in combination, but the glass transition point of the whole binder resin is 55 ° C. or more from the viewpoint of storage stability. Preferably, 69 ° C. or lower is preferable from the viewpoint of easy spheroidization by plastic deformation in the pulverization step. Therefore, from the above viewpoint, the glass transition point of the binder resin is preferably 55 to 69 ° C, more preferably 60 to 65 ° C.
[0019]
As the colorant used in the present invention, all of dyes, pigments and the like used as toner colorants can be used. Carbon black, phthalocyanine blue, permanent brown FG, priestly first scarlet, pigment green B , Rhodamine-B base, solvent red 49, solvent red 146, solvent blue 35, quinacridone, carmine 6B, disazo yellow, etc., and these can be used alone or in combination of two or more, and are produced according to the present invention. The toner to be used may be any of black toner, color toner, and full color toner. The blending amount of the colorant is preferably 1 to 40 parts by weight and more preferably 3 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0020]
Examples of the wax used in the present invention include natural waxes such as carnauba wax and rice wax, synthetic waxes such as polypropylene wax, polyethylene wax, and Fischer-Tropsch, coal-based waxes such as montan wax, alcohol-based waxes, ester-based waxes, and the like. Of these, carnauba wax is preferred because it tends to bleed out quickly.
[0021]
The blending amount of the wax is preferably 3 to 20 parts by weight, more preferably 5 to 15 parts by weight, and particularly preferably 5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0022]
The melting point of the wax is preferably 70 ° C. or higher from the viewpoint of storage stability, and preferably 90 ° C. or lower from the viewpoint of low-temperature fixability. Therefore, from the above viewpoint, the melting point of the wax is preferably 70 to 90 ° C, more preferably 75 to 85 ° C.
[0023]
Further, as a raw material of the toner of the present invention, a charge control agent, a fluidity improver, a conductivity modifier, an extender pigment, a reinforcing filler such as a fibrous substance, an antioxidant, an antiaging agent, a cleaning property improving agent, etc. You may mix | blend an additive suitably.
[0024]
In the present invention, raw materials such as a binder resin, a colorant, a wax, and a charge control agent are preferably premixed by a Henschel mixer or the like and subjected to a melt-kneading step.
[0025]
The raw material can be melt-kneaded using a hermetic kneader, a single- or twin-screw extruder, an open roll kneader, or the like.
[0026]
From the viewpoint of improving the dispersibility of the wax and the colorant, the melt kneading is preferably performed under the condition that the temperature of the kneaded material is preferably Tm-20 ° C to Tm + 20 ° C, more preferably Tm-10 ° C to Tm + 10 ° C. preferable. Here, Tm is a softening point of the binder resin by a measurement method described later. In the present invention, the temperature of the kneaded product refers to the temperature of the kneaded product itself and is measured with a non-contact type laser thermometer.
[0027]
In the present invention, in order to perform kneading under the above kneading conditions, it is preferable to use an open roll type kneader in which the melt kneading part is open and there is no heat storage of kneading heat. More preferably, two rolls are provided. The open roll kneader is preferably a continuous type from the viewpoint of production efficiency.
[0028]
In the open roll type kneader, the two rolls are preferably arranged close to each other in parallel, and the gap between the rolls is preferably 0.01 to 5 mm, more preferably 0.05 to 2 mm. Further, the structure, size, material, and the like of the roll are not particularly limited, and the roll surface may be any of smooth, corrugated, uneven and the like.
[0029]
The rotation speed of the roll, that is, the peripheral speed is preferably 2 to 100 m / min. The two rolls preferably have different rotational speeds, and the ratio of the rotational speeds of the two rolls (cooling roll / heating roll) is preferably 1/10 to 9/10. ˜8 / 10 is more preferable.
[0030]
In order to make the kneaded material stick to the heating roll easily, the temperature of the heating roll is higher than the softening point of the binder resin and the melting point of the wax, and the temperature of the cooling roll makes the kneaded material easy to peel off from the cooling roll. Further, it is preferably adjusted to be lower than any of the softening point of the binder resin and the melting point of the wax.
[0031]
60-150 degreeC is preferable and the difference of the temperature of a heating roll and a cooling roll has more preferable 80-120 degreeC.
[0032]
In addition, the temperature of a roll can be adjusted with the temperature of the heat medium passed through a roll inside, for example, and the inside of a roll may be divided into two or more and a heat medium having a different temperature may be passed through each roll.
[0033]
The temperature of the heating roll, particularly the raw material charging side, is preferably higher than any of the softening point of the binder resin and the melting point of the wax, and should be 0 to 80 ° C. higher than the higher temperature. More preferably, it is particularly preferably 5 to 50 ° C. higher. Further, the temperature of the cooling roll is preferably lower than any of the softening point of the binder resin and the melting point of the wax, more preferably 0 to 80 ° C. lower than the lower one of the temperatures, It is particularly preferable that the temperature is 40 to 80 ° C.
[0034]
Next, the obtained kneaded product is cooled until it reaches a pulverizable hardness using rolling, a cooling belt, etc., and then subjected to a pulverization step by a mechanical rotary pulverizer.In the present invention, from the viewpoint of pulverization efficiency, It is preferable to coarsely pulverize the cooled kneaded material to a size of about 0.1 to 2 mm in advance.
[0035]
Next, the coarsely pulverized kneaded product is pulverized by a mechanical rotary pulverizer in the presence of inorganic fine particles. In the present invention, the kneaded product in the presence of inorganic fine particles is pulverized using a mechanical rotary pulverizer having a rotational peripheral speed of a rotor of 120 m / s or less, so that the processing temperature is adjusted to the glass transition point of the binder resin. Even if the temperature is higher, the pulverization process can be carried out stably without causing clogging of the mechanical rotary pulverizer, fusion of toner particles, and fusion to the mechanical rotary pulverizer.
[0036]
The inorganic fine particles may be mixed with the kneaded product before the pulverization step or added to the kneaded product during the pulverization step, but the toner particles made of the kneaded product are prevented from being fused to each other and to the pulverizer. In view of the above, since it is preferable to pulverize the kneaded material with a mechanical rotary pulverizer in a state where the inorganic fine particles are present on the surface of the kneaded material, the former method, that is, the pulverizing step after mixing the kneaded material with the inorganic fine particles. It is preferable to use for.
[0037]
As the inorganic fine particles, for example, inorganic oxides such as silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide and zinc oxide are preferable, and these can be used alone or in admixture of two or more. Among these, silica is preferable from the viewpoint of reducing the particle size of the toner and ensuring fluidity.
[0038]
Silica is preferably hydrophobic silica that has been subjected to a hydrophobization treatment from the viewpoint of chargeability and fluidity. The method of hydrophobizing is not particularly limited, and examples of the hydrophobizing agent include hexamethyldisilazane, dimethyldichlorosilane, silicone oil, methyltriethoxysilane, and the like. Among these, hexamethyldisilazane is preferable. The treatment amount of the hydrophobizing agent is preferably 1 to 7 mg / m ² per surface area of the inorganic fine particles.
[0039]
The average particle size of the inorganic fine particles is 0.001 μm or more, preferably 0.005 μm or more from the viewpoint of preventing embedding in the toner surface, and 1 μm or less from the viewpoint of ensuring fluidity and preventing damage to the photoreceptor. Preferably it is 0.1 μm or less. Therefore, the average particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 0.001 to 1 μm, and more preferably 0.005 to 0.1 μm. Here, the average particle diameter is a volume average particle diameter.
[0040]
The compounding amount of the inorganic fine particles is preferably 0.3 to 3 parts by weight, and more preferably 0.5 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the coarsely pulverized kneaded product.
[0041]
Furthermore, in the present invention, from the viewpoint of improving productivity, it is preferable to provide a pulverization step using a collision type pulverizer before the pulverization step using a mechanical rotary pulverizer.
[0042]
Examples of the collision pulverizer used in the present invention include a collision type jet pulverizer such as a supersonic jet mill manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd. and a counter jet mill manufactured by Hosokawa Micron Corporation.
[0043]
The present invention has a great feature in that the processing temperature in the pulverization step is adjusted to a specific temperature range. That is, in the present invention, the pulverization step by the mechanical rotary pulverizer is processed within a temperature range from a temperature exceeding the glass transition point (Tg) of the binder resin to a temperature lower than the melting point (Tw) of the wax. When the processing temperature by the mechanical rotary pulverizer is a temperature of Tg or less, the plastic deformation of the particles is small, and a sufficient spheroidizing effect cannot be obtained. On the other hand, when the treatment temperature is equal to or higher than Tw, toner particles are fused to the pulverizer due to changes in the dispersion state such as leaching of wax and reaggregation. Furthermore, in consideration of stable operation in continuous production, the treatment temperature is more preferably Tg + 5 ° C. to Tw−5 ° C. In the present invention, the treatment temperature in the pulverization step is the temperature in the pulverization chamber of the mechanical pulverizer.
[0044]
In the present invention, from the viewpoint of storage stability of the toner, a wax having a melting point higher than the glass transition point of the binder resin is used, but from the viewpoint of obtaining good fixability that can also cope with oilless fixing, The softening point (Tm) of the binder resin is preferably higher than the melting point of the wax.
[0045]
The difference between Tw and Tg is preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 to 30 ° C., from the viewpoint of the storage stability of the toner. Further, the difference between Tm and Tw is preferably 20 ° C. or more, and more preferably 25 to 35 ° C.
[0046]
The mechanical rotary pulverizer used in the present invention refers to a pulverizer having a pulverization region formed between a rotor that rotates about a rotation axis and a liner, such as a hammer mill, a cage mill, a bin mill, and a disintegrator. , Screen mill, turbo mill and the like.
[0047]
The rotational peripheral speed of the rotor of the mechanical rotary pulverizer is 120 m / s or less. When the rotational peripheral speed of the rotor exceeds 120 m / s, the impact force of the rotor becomes excessive, and the temperature of the toner particles rises. As a result, the toner particles are fused in the pulverizer, so that the operation is stable. I can't. Furthermore, from the viewpoint of stably maintaining the impact force required for spheroidization, the rotational peripheral speed of the rotor is preferably 50 to 120 m / s, and more preferably 80 to 120 m / s.
[0048]
After the pulverization step, a toner is obtained through a classification step and a surface treatment step of adding an external additive such as hydrophobic silica to the toner surface as necessary. The toner particles obtained by the present invention preferably have a volume average particle size of 4 to 12 μm, more preferably 5 to 9 μm from the viewpoint of productivity and high image quality.
[0049]
The circularity indicating the degree of sphericalness of the toner obtained by the present invention is preferably 0.945 or more from the viewpoint of fluidity and transfer efficiency, and 0.990 or less is preferable from the viewpoint of cleaning properties. Therefore, from the above viewpoint, the circularity of the toner obtained by the present invention is preferably 0.945 to 0.990, and more preferably 0.950 to 0.970.
[0050]
【Example】
[Glass transition point of binder resin (Tg)]
A differential scanning calorimeter “DSC210” (manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.) is used for measurement at a heating rate of 10 ° C./min.
[0051]
[Melting point of wax (Tw) and softening point of binder resin (Tm)]
Using a Koka-type flow tester (CFT-500, manufactured by Shimadzu Corporation), the diameter of the die is 1 mm, the length is 1 mm, the load is 196 N / cm ² , and the heating rate is 6 ° C./min. A temperature corresponding to ½ of the height from the outflow start point to the outflow end point when the sample ³ is melted out.
[0052]
[Volume average particle diameter of toner particles]
Using a Coulter Multisizer II (manufactured by Coulter, Inc.), measurement is performed using a 100 μm aperture (20 ° C.).
[0053]
[Toner particle circularity]
The average circularity (= 2√ (π × toner area) / toner peripheral length) is measured (20 ° C.) with a flow type particle image analyzer (FPIA-2000, manufactured by Sysmex).
[0054]
Example 1
100 parts by weight of polyester (softening point (Tm): 114 ° C., glass transition point (Tg): 60 ° C.), 3 parts by weight of colorant “ECB-301” (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.), carnauba wax (melting point) (Tw): 83 ° C.) 6 parts by weight and 0.5 parts by weight of charge control agent “Bontron E-84” (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) are mixed, and an open roll type continuous kneader (Mitsui Mine Co., Ltd.). Manufactured and melt kneaded. The obtained kneaded product is cooled and then coarsely pulverized to about 0.1 to 2 mm by an atomizer (manufactured by Tokyo Atomizer Co., Ltd.). Hydrophobic silica “Aerosil R972” (Nippon Aerosil) is added to 100 parts by weight of the coarsely pulverized product. 1 part by weight of a hydrophobic treatment agent: dimethyldichlorosilane, average particle size: 16 nm, manufactured by Co., Ltd., was mixed using a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.).
[0055]
The open roll type continuous kneader used has a roll outer diameter of 0.14 m and an effective roll length of 0.8 m. The operating conditions are a heating roll (front roll) rotating speed of 32 m / min, and a cooling roll (rear roll) The rotation speed of the roll) was 22 m / min, and the roll gap was 0.1 mm. The heating and cooling medium temperatures in the roll were set such that the raw material charging side temperature of the heating roll was 145 ° C., the kneaded product discharge side temperature was 100 ° C., and the cooling roll temperature was 35 ° C. The temperature of the kneaded material adhering to the roll was 126 ° C. on the raw material charging side and 115 ° C. on the kneaded material discharging side, and the kneaded material temperature at the time of discharging was 111 ° C. The feed rate of the raw material mixture was 10 kg / hour.
[0056]
The obtained mixture was pulverized and classified using a collision type pulverizer jet mill (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.) and a DS classifier (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.). Toner particles having a diameter of 8.6 μm and a circularity of 0.921 were obtained.
[0057]
A step of supplying the toner particles to a mechanical rotary pulverizer (Turbo Mill T-400RS type manufactured by Turbo Industry Co., Ltd.) at a processing speed of 10 kg / h, and pulverizing the toner particles at a processing temperature of 70 ° C. and a rotor peripheral speed of 115 m / s. Was repeated three times to obtain toner particles having a volume average particle size of 7.4 μm and a circularity of 0.956.
[0058]
Example 2
Toner particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the processing temperature was changed to 63 ° C. and the rotor peripheral speed was changed to 84 m / s in the pulverization step using a mechanical rotary pulverizer. The obtained toner particles had a volume average particle size of 8.7 μm and a circularity of 0.950.
[0059]
Example 3
The same procedure as in Example 1 was performed, except that the mixture of the coarsely pulverized product and the hydrophobic silica was pulverized and classified using a mechanical rotary pulverizer and a DS classifier without performing the pulverization process by the collision pulverizer. Toner particles were obtained. The obtained toner particles had a volume average particle size of 9.0 μm and a circularity of 0.952.
[0060]
In Examples 1 to 3, the mechanical rotary pulverizer was blocked, the toner particles were fused to each other, and the toner particles were fused to the mechanical rotary pulverizer, and stable operation was possible.
[0061]
Comparative Example 1
Toner particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the processing temperature was changed to 52 ° C. and the rotor peripheral speed was changed to 147 m / s in the pulverization step using a mechanical rotary pulverizer. The obtained toner particles had a volume average particle size of 6.1 μm and a circularity of 0.942.
[0062]
Comparative Example 2
Toner particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the treatment temperature was changed to 40 ° C. and the rotor peripheral speed was changed to 147 m / s in the pulverization step using a mechanical rotary pulverizer. The obtained toner had a volume average particle size of 5.9 μm and a circularity of 0.937.
[0063]
In Comparative Examples 1 and 2, it is presumed that the circularity of the toner particles is not improved because the mechanical impact force on the toner particles is reduced even if the rotor peripheral speed is decreased.
[0064]
Comparative Example 3
In the pulverization process by the mechanical rotary pulverizer, toner particles were manufactured in the same manner as in Example 1 except that the processing temperature was changed to 64 ° C. and the rotor peripheral speed was changed to 147 m / s. Since toner particles were fused, stable operation could not be performed and the operation was stopped.
[0065]
Comparative Example 4
In the pulverization process by the mechanical rotary pulverizer, toner particles were produced in the same manner as in Example 1 except that the processing temperature was changed to 88 ° C. and the rotor peripheral speed was changed to 84 m / s. Since toner particles were fused, stable operation could not be performed and the operation was stopped.
[0066]
Test example 1
(1) Preparation of developer (1) In Example 1, 1 part by weight of hydrophobic silica “Aerosil R972” (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) is added to 100 parts by weight of toner before being subjected to a pulverization process by a mechanical rotary pulverizer. Parts were externally added using a Henschel mixer to make developer 1 (average circularity = 0.921).
{Circle around (2)} The toner obtained in Example 2 was used, and in the same manner as Developer 1, hydrophobic silica was externally added to make Developer 2 (average circularity = 0.950).
(3) The toner obtained in Comparative Example 1 was classified, and in the same manner as Developer 1, hydrophobic silica was externally added, and Developer 3 with a volume average particle size of 7.7 μm (average circularity = 0.942). ).
[0067]
(2) Evaluation of transferability Developers 1 to 3 were mounted on a printer ("MICROLINE 3050C" manufactured by Oki Data Co., Ltd.), imaged, and the transfer efficiency of each developer was calculated from the following formula. It was.
Transfer efficiency = (toner amount on paper / toner amount on developing drum surface) × 100
[0068]
As a result, the transfer efficiency of each developer when the transfer efficiency of developer 1 was set as a reference (100) was 123 for developer 2 and 106 for developer 3.
[0069]
From the above results, the developer 2 obtained by performing a pulverization process using a mechanical rotary pulverizer under a predetermined temperature condition as compared with the developers 1 and 3 has improved circularity and transferability. It can be seen that good results are obtained in the evaluation.
[0070]
【The invention's effect】
According to the present invention, a spherical toner having excellent transferability can be stably produced by preventing the mechanical rotary pulverizer from being clogged, fusing toner particles and fusing to the mechanical rotary pulverizer.

Claims (5)

A toner production method comprising a step of melt-kneading a raw material containing a binder resin, a colorant and a wax, and a step of pulverizing the obtained kneaded product with a mechanical rotary pulverizer in the presence of inorganic fine particles. The processing temperature in the pulverization step is within a range from a temperature exceeding the glass transition point of the binder resin to a temperature lower than the melting point of the wax, and the rotational peripheral speed of the rotor of the mechanical rotary pulverizer is A method for producing a toner having a circularity of 0.945 to 0.990 , which is 120 m / s or less. The production method according to claim 1, wherein the kneaded product is pulverized in a state where the inorganic fine particles are present on the surface of the kneaded product. The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the glass transition point of the binder resin is 55 to 69 ° C, and the melting point of the wax is 70 to 90 ° C. The production method according to claim 1, wherein the melt kneading is performed using an open roll kneader. Furthermore, the manufacturing method in any one of Claims 1-4 which has the crushing process by a collision-type crusher before the crushing process by a mechanical rotary crusher.