【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真、静電印刷等に用いるトナー等の樹脂粒子を熱風により熱処理して、樹脂粒子を球形に整形する熱処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置において現像剤のトナーとして使用される樹脂粒子は、結着樹脂を、着色剤、帯電制御剤等と混合した組成物を所定の大きさに粉砕したトナー母粒子に流動性を改善する等の目的でシリカ等の外添剤と混合してトナーを製造している。
トナーの帯電特性を均一化して転写特性等を高める目的で、トナー母粒子の球形度を高めたり、表面を改質することが行われている。特に、カラー画像を形成するトナーにおいては、トナー粒子の帯電特性、転写特性を高めるために、トナー粒子の球形度を高めることは極めて重要となっている。
【０００３】
トナー粒子の球形度を高める方法として各種の方法が検討されているが、なかでも、熱風を利用して樹脂粒子を軟化させて球形化を行う熱処理方法が有効な方法として検討されている。例えば、円筒状の熱風供給部材より熱風を吹き込み、装置内に円柱状の熱風領域を形成し、この周辺から空気流に分散させた原料粒子を投入させる方法が知られている。
【０００４】
図４は、従来の樹脂粒子の熱処理による球形化をさせる熱処理装置の一例を説明する図である。
熱処理装置１は、熱処理槽２の上部に筒状の熱風供給部材３を設け、熱風供給部材３を通して熱処理槽２内に熱風を吹き込む構成を有している。
また、熱処理槽２の上部には、熱風供給部材３の周囲に樹脂粒子供給室４を設け、原料供給部材５から熱可塑性粒子を空気流とともに樹脂粒子供給室４内に供給している。
【０００５】
樹脂粒子供給室４の内周側に中心軸の周方向に所定の間隔で複数の原料供給ノズル６を設け、それぞれの原料供給ノズル６から樹脂粒子供給室４内に吹き込まれた樹脂粒子を分散した空気流を熱風供給部材３から噴射される熱風に向けて熱処理槽２内に噴射させ、樹脂粒子を熱風により熱処理して球形化させると共に、熱処理槽２の上面に設けられた空気導入口９から冷風を熱処理槽２内に導入し、冷風により熱処理された樹脂粒子を冷却し、熱処理によって球形化した樹脂粒子相互が結合するのを抑制し、下部から熱処理された樹脂粒子が回収される。
【０００６】
ところが、熱処理される樹脂粒子は、熱風供給部材から吹き出された円柱状の熱風領域の周囲から熱風中心に向かって圧縮空気とともに投入されるため、熱風領域の中心付近まで達する粒子と熱風領域の周辺までしか達しない粒子が生じてしまう。
その結果、熱風領域の中心付近を通過する粒子は、周辺を通過する粒子と比べて高温部に位置する時間が長くなる。また、熱風領域の周辺部は周囲への熱拡散によって中心部に比べて低温度となるため、中心付近を通過する粒子はより多くの熱量を受けることになる。
【０００７】
したがって、原料粒子は投入された熱風領域の位置によって熱風から受ける熱量が異なり、全ての粒子を均一に処理することが困難であった。
また、中心付近を通過する粒子は、過剰な熱量を受け取り、さらに熱風中に位置する時間が長いため、粒子同士の接触により粒子同士が会合して、これによって粒子径が大きな粒子が生成するといった問題点があった。
【０００８】
そこで、熱風領域での処理温度を均一化するために、熱風を整流することが提案されている（例えば、特許文献１）。
しかしながら、この方法では、熱風の気流の乱れに起因する原料粒子の熱風への接触時間のばらつきは改善されるが、この場合も熱風領域の中心付近に達する粒子と周辺までしか達しない粒子とでは熱風から受ける熱量をはじめとして、処理にばらつきが生じるという問題点があった。
【０００９】
また、原料噴射ノズルのそれぞれから熱風中に噴射される熱可塑性粒子の噴射量の均一化をはかることにより、処理の均一化を行うことによって、熱風で処理される粒子の処理を均一化することが提案されている（例えば、特許文献２）。
しかし、これは複数の原料噴射ノズルを設けた際に、ノズルごとのばらつきを改善するものであって、やはり、熱風領域の中心付近に達する粒子と周辺までしか達しない粒子とでは処理のされ方にばらつきが生じるという問題点があった。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−２９１２４３号公報
【特許文献２】
特開２０００−５２３４１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、トナー等の樹脂粒子を処理槽内で熱風により熱処理して、樹脂粒子を球形化させるために使用する熱処理装置において、熱風領域の温度の不均一、あるいは気流の乱れ等により、十分に熱処理されない粒子が生じたり、あるいは熱処理された樹脂粒子相互が結合することを防止し、熱風領域中において樹脂粒子が熱風によって均一に熱処理され、球形度が優れた樹脂粒子を製造することが可能な樹脂粒子の熱処理装置を提供することを課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、樹脂粒子を熱風で処理する熱処理槽と、熱処理槽内に熱風を供給する熱風供給部材と、熱風供給部材の周囲に配置して樹脂粒子を供給する樹脂粒子供給部材を配置した熱風処理装置において、複数の円筒状の熱風供給部材が環状に配置されて、熱風供給部材から噴射される熱風の外周部に樹脂粒子供給ノズルを配置した樹脂粒子の熱処理装置の熱処理装置によって解決することができる。
【００１３】
このように、本発明の樹脂粒子の熱処理装置においては、円筒状の熱風供給部材の複数個を環状に配置したので、形成される熱風領域の中心部には、熱風が噴射されておらず、中心部の温度上昇が小さく、熱風領域の外周部に設けた樹脂粒子供給ノズルから噴射された樹脂粒子に作用する熱量はいずれの樹脂粒子にも等しく作用し、ばらつきが少ない熱処理を行うことが可能となる。
【００１４】
また、環状に配置した熱風供給部材の中心部に低温空気供給部材を配置した前記の樹脂粒子の熱処理装置である。
このように、中心部には環状に配置された熱風供給部材から噴射される熱風よりも温度が低い低温空気供給部材を配置した場合には、環状に配置された熱風供給部材の中心部において高温部が形成されることはなく、中心部に到達した樹脂粒子に対しても、周辺部のみで熱処理を受けた樹脂粒子と同様の熱処理が可能となり、熱処理を均一化することができる。
【００１５】
また、環状に配置した熱風供給部材の中心部に整流部材を設置した前記の樹脂粒子の熱処理装置である。
このように、中心部に整流部材を配置することによって、環状に配置した複数個の熱風供給部材によって囲まれた領域において、整流部材を配置することによって気流の乱れを防止し、また熱風の相互の干渉や、気流の乱れによって、処理すべき樹脂粒子同士の衝突の増加を抑制し、また樹脂粒子の処理をより均一に行うことが可能となる。
【００１６】
また、樹脂粒子供給ノズルを各熱風供給部材によって形成される熱風経路に対応して、それぞれの熱風経路に対して少なくとも１個を配置した前記の樹脂粒子の熱処理装置である。
このように、複数個の熱風供給部材によって形成される熱風経路に対応して、それぞれに少なくとも１個の樹脂粒子供給ノズルを配置したので、いずれの樹脂粒子供給ノズルから供給された樹脂粒子に対してもより均一な処理を可能として、すべての樹脂粒子に対して均一な熱処理を実現できる。
【００１７】
また、画像形成装置に使用するトナーの熱的な整形処理用の装置である前記の熱処理装置である。
本発明の熱処理装置によって熱処理によって整形した樹脂粒子を画像形成装置のトナーとして使用した場合には、円形度が高く、すなわち、より球形に近く、また円形度の分布が小さなものが得られるので、帯電特性が均一なものとなり、かぶり等がない画像を形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は、樹脂粒子を熱風で処理する熱処理装置において、熱処理装置の熱処理槽に供給される熱風供給部材として、複数個の熱風供給部材を環状に配置し、その周囲には複数個の樹脂粒子供給ノズルを配置したので、周辺部から噴射された樹脂粒子は、中心部には、周囲よりも温度が低い領域を形成されるので、熱処理時間が長くなる中心部に達して樹脂粒子も、周囲のみで熱処理をうける熱処理時間が短い樹脂粒子に対しても均一な熱処理を可能とすることにより球形度が優れた樹脂粒子を提供するが可能であることを見出したものである。
【００１９】
以下に、図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明の熱処理装置を説明する図であり、図１（Ａ）は、上部から見た平面図を示し、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）においてＡ−Ａ’線で切断した断面図を示し、図１（Ｃ）は、熱風供給部材を説明する図である。
熱処理装置１は、トナー等の樹脂粒子を熱処理する熱処理槽２の上部に円筒状の複数個の熱風供給部材３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅおよび３ｆを有しており、各熱風供給部材３ａないし３ｆは、中心軸の周囲に等間隔に環状に配置されている。そして、それらの外周部に樹脂粒子供給室４を有している。樹脂粒子供給室４の外周側に樹脂粒子を分散した気流を樹脂粒子供給室４内に供給する原料供給部材５が接続されている。また、樹脂粒子供給室４の下部の中心側には、中心部に向かって複数個の原料供給ノズル６が等間隔に配置されている。
【００２０】
このように、本発明の熱処理装置においては、複数個の円筒状の熱風供給部材３ａないし３ｆが環状に配置されているので、それらの中心部には、熱風供給部材からは熱風が直接的には噴射されない領域が形成される。その結果、熱風によって形成された熱風領域は、環状の熱風供給部材の中心部においては流量が相対的に低下し、中心部の温度は周辺部に比べて大きく上昇することはない。
したがって、中心部に到達して熱処理された樹脂粒子も、熱風領域の周辺部において熱処理される樹脂粒子も同様に加熱されて表面が軟化し球形化が進行する。
【００２１】
また、熱処理槽内には、熱処理槽上部の処理槽蓋体８に設けた空気導入口９から冷風が導入されて、熱処理をされた樹脂粒子を速やかに冷却して熱処理を受けた樹脂粒子が相互の融着が防止される。
【００２２】
原料供給ノズル６から、樹脂粒子を含有した分散流を熱風供給部材３ａないし３ｅから噴射される熱風１０に向けて噴射させる際には、原料供給ノズル６から噴射される分散気流と熱風供給部材３ａないし３ｅから噴射される熱風１０とのなす角度が大きくなると、分散気流が熱風を横切るような粒子も生じ、原料噴射ノズル６から噴射される分散気流が衝突して、分散気流中における熱可塑性粒子が凝集しやすくなる。
【００２３】
一方、原料供給ノズル６から噴射される分散気流と熱風供給部材３ａないし３ｆから噴射される熱風の流路とのなす角度が小さくなると、原料供給ノズル６から噴射された分散気流が熱風中に十分に導入されず、樹脂粒子が熱風中において十分に熱処理を受けなくなるので、原料供給ノズル６と熱風供給部材３ａないし３ｆから噴射される熱風１０とのなす角度を、熱風の流速、原料供給ノズル６から供給される分散流の流速を考慮して設定することが好ましい。
【００２４】
以上のように、本発明の樹脂粒子の熱処理装置においては、環状に熱風供給部材を配置して熱風供給部材の円筒状の熱風供給口の中心部に熱風が直接的には噴射されない領域が形成される。周囲から環状に熱風が供給される結果、中心部の温度上昇が抑制され、熱風中に供給される樹脂粒子は中心部、周辺部のいずれにおいても同様に熱処理を受ける結果、球形度が優れた樹脂粒子を形成することができる。
【００２５】
図２は、本発明の樹脂粒子の熱処理装置における他の実施例を説明する図であり、図２（Ａ１）は熱風供給部材の一実施例の中心軸を含む軸に平行な面で切断した熱風噴射部の部分断面図であり、図２（Ａ２）は、図２（Ａ１）において、Ｂ−Ｂ’線で切断した断面を説明する図である。
熱風供給部材３ａないし３ｆは、環状に等間隔に配置されており、中心部には、直接には熱風が噴射されない領域を形成しており、中心部における温度上昇を小さくすることができる。
【００２６】
その結果、熱風供給部材３ａないし３ｆから熱処理槽内に熱風を噴射させて、熱風に向けて原料供給ノズルから処理槽に樹脂粒子を分散した分散流を噴射させると、中心部到達した樹脂粒子も、周辺部のみで処理を受ける樹脂粒子も同様に熱処理を受けるので、樹脂粒子は熱風中において均一に処理される。
【００２７】
図２（Ｂ１）は熱風供給部材の他の実施例の中心軸を含む軸に平行な面で切断した熱風噴射部の部分断面図であり、図２（Ｂ２）は、図２（Ｂ１）において、Ｃ−Ｃ’線で切断した断面を説明する図である。
図２（Ｂ１）、図２（Ｂ２）は、熱風供給部材３ａないし３ｅの６個の熱風供給部材を環状に配置するとともに、中心部には低温気体供給部材１１を設けたものである。
その結果、環状に設けた複数の熱風供給部材３ａないし３ｆから供給される熱風の中央部には、低温気体流によって熱風のみを供給した場合に比べて中心部の熱風の温度が低くなり、熱風領域の周囲のみで処理を受けた樹脂粒子も、熱風領域の中心部に到達して処理を受けた樹脂粒子のいずれもに均一な熱処理が施される。
また、低温気体流の流速は、周囲の熱風供給部材から供給される熱風と同様の流速で供給されることが好ましい。
【００２８】
図２（Ｃ１）は熱風供給部材の他の実施例の中心軸を含む軸に平行な面で切断した熱風噴射部の部分断面図であり、図２（Ｃ２）は、図２（Ｃ１）において、Ｃ−Ｃ’線で切断した断面を説明する図である。
図２（Ｃ１）、図２（Ｃ２）は、熱風供給部材３ａないし３ｆの６個の熱風供給部材を環状に配置するとともに、中心部に整流部材１２を設けたものである。
整流部材１２は、円柱状の部材とその先端部に円錐部１３を有しており、環状に配置した熱風供給部材３ａないし３ｆから噴射される熱風の相互の干渉を防止し、更には、熱風を乱れることなく熱処理槽内へ供給することが可能となる。
【００２９】
次に、熱風中へ樹脂粒子を噴射する樹脂粒子供給ノズルについて説明する。
図３は、樹脂粒子供給ノズルを説明する図であり。樹脂粒子供給ノズル配置面での断面を説明する図である。
図３（Ａ）に示すように、本発明の樹脂粒子供給ノズル６は、熱風供給部材３ａないし３ｆの周囲に等間隔に配置されており、各熱風供給ノズルから供給される熱風中に均等と樹脂粒子が噴射される。
図３（Ａ）で示した例では、６個の熱風供給部材に対して、樹脂粒子供給ノズルは１２個配置されており、熱風供給ノズル１個に対して各２個の割合で樹脂粒子供給ノズルから樹脂粒子が熱風中に供給される。
【００３０】
図３（Ｂ）に示した例では、６個の熱風供給部材に対して、１５個の樹脂粒子供給ノズルが均等に配置されており、多数の樹脂粒子供給ノズルを使用することによってる樹脂粒子の熱風中への供給が均等なものとなるので、いずれの樹脂粒子供給ノズルから噴射されても均等な熱処理が可能となる。
【００３１】
また、図３（Ｃ）は、比較例の熱風供給部材と樹脂粒子供給ノズルの関係を説明する図である。
中央部に１個の円筒状の熱風供給部材３が設けられており、その周囲に樹脂粒子供給ノズル６が配置されている。
形成される熱風領域の中心部に、周囲に均等に配置された樹脂粒子供給ノズルから樹脂粒子が供給されても、熱風の中心部に達した樹脂粒子と熱風の周辺部のみで処理を受けた樹脂粒子では、与えられる熱量に差が生じて均一な処理が行われないものであった。
【００３２】
本発明の樹脂粒子の熱処理装置によって球形化処理を行う樹脂粒子としては、静電潜像の現像に使用するトナーを挙げることができ、結着剤樹脂、着色剤、帯電制御剤等を含有した組成物を硬化後に所定の大きさに粉砕したものである。
結着樹脂としてはトナー用樹脂として使用されている合成樹脂が使用可能であり、例えばポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体等のスチレン系樹脂でスチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン変成エポキシ樹脂、シリコーン変成エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェニール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂等が単独又は複合して使用できる。
【００３３】
また、着色剤としては、顔料、染料等を使用することができる。具体的には、例えば、カーボンブラック、スピリットブラック、ランプブラック、マグネタイト、チタンブラック、黄鉛、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエローＮＣＧ、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、キノリンイエロー、タートラジンレーキ、赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、ベンジジンオレンジＧ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、ウオッチングレッドカルシウム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、カルコオイルブルー、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、ファイナルイエローグリーンＧ、ローダミン６Ｇ、キナクリドン、ローズベンガル（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．４５４３２）、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、Ｃ．Ｉ．モーダントレッド３０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシヅドブルー１５、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー３、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー５、Ｃ．Ｉ．モーダントブルー７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー５：１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン６、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６２、ニグロシン染料（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．５０４１５Ｂ）、金属錯塩染料、シリカ、酸化アルミニウム、マグネタイト、マグヘマイト、各種フェライト類、酸化第二銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム等の金属酸化物や、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのような磁性金属を含む磁性材料等が挙げられ、これらのうち少なくと１種を用いることができる。
【００３４】
また、トナー粒子中にはワックスが含まれていても良い。ワックスとしては、例えば、オゾケライト、セルシン、パラフィンワックス、マイクロワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム、フィッシャー・トロプシュワックス等の炭化水素系ワックス、カルナバワックス、ライスワックス、ラウリン酸メチル、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、キャンデリラワックス、綿ロウ、木ロウ、ミツロウ、ラノリン、モンタンワックス、脂肪酸エステル等のエステル系ワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等のオレフィン系ワックス、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド等のアミド系ワックス、ラウロン、ステアロン等のケトン系ワックス、エーテル系ワックス等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を用いることができる。
【００３５】
また、更に、磁性粉末、帯電制御剤、分散剤等が含まれていても良い。磁性粉末としては、例えば、マグネタイト、マグヘマイト、各種フェライト類、酸化第二銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム等の金属酸化物や、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのような磁性金属を含む磁性材料で構成されたもの等が挙げられる。
【００３６】
帯電制御剤としては、例えば、安息香酸の金属塩、サリチル酸の金属塩、アルキルサリチル酸の金属塩、カテコールの金属塩、含金属ビスアゾ染料、ニグロシン染料、テトラフェニルボレート誘導体、第四級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、塩素化ポリエステル、ニトロフニン酸等が挙げられる。
【００３７】
分散剤としては、例えば、金属石鹸、無機金属塩、有機金属塩、ポリエチレングリコール等が挙げられる。前記金属石鹸としては、トリステアリン酸金属塩（例えば、アルミニウム塩等）、ジステアリン酸金属塩（例えば、アルミニウム塩、バリウム塩等）、ステアリン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、鉛塩、亜鉛塩等）、リノレン酸金属塩（例えば、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩、亜鉛塩等）、オクタン酸金属塩（例えば、アルミニウム塩、カルシウム塩、コバルト塩等）、オレイン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、コバルト塩等）、パルミチン酸金属塩（例えば、亜鉛塩等）、ナフテン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩、亜鉛塩等）、レジン酸金属塩（例えば、カルシウム塩、コバルト塩、マンガン鉛塩、亜鉛塩等）等が挙げられる。前記無機金属塩、前記有機金属塩としては、例えば、カチオン性成分として、周期律表の第ＩＡ族、第ＩＩＡ族、および第ＩＩＩＡ族の金属からなる群より選ばれる元素のカチオンを含み、アニオン性成分として、ハロゲン、カーボネート、アセテート、サルフェート、ボレート、ニトレート、およびホスフェートからなる群より選ばれるアニオンを含む塩等が挙げられる。また、添加剤としては、上記のような材料のほかに、例えば、ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化セリウム等を用いてもよい。
【００３８】
以上のようなトナー粒子を熱風によって熱処理した場合には、トナー粒子は様々な処理が行われ、トナー粒子の表面を溶融し粒子の形状を変えること、トナー粒子表面に付着した外添剤の付着状況を変えること、粒子の表面性状を変えること、更には、熱的な作用で表面を化学的に変性させる等の作用によって、円形度が優れ、画像形成特性が優れた樹脂粒子を得ることができる。
【００３９】
【実施例】
以下に、樹脂粒子としてトナー粒子を用いた実施例、比較例を示し本発明を説明する。
実施例１
（トナー粒子の調製）
以下の組成の
不飽和ポリエステル樹脂（軟化点 Ｔｍ＝１２０℃） １００重量部
銅フタロシアニン顔料 ５重量部
サリチル酸亜鉛錯体 ２重量部
ポリエチレン（軟化点 Ｔｍ＝１３５℃） ５重量部
を、ヘンシェルミキサー（三井鉱山製）によって混合の後、二軸押出式混練機（東芝機械製ＴＥＭ３７）にて溶融混練してペレットを作製した。
得られたペレットを粒径１ないし２ｍｍにハンマーミルで粗粉砕し、更にジェットミルで微粉砕し、気流式分級機で分級し体積平均粒径７．６μｍの樹脂粒子を得た。なお、平均粒径は、電気抵抗法粒度分布測定装置（ベックマン・コールター社製マルチサイザーＩＩＩ）で測定した体積分布Ｄ５０で示した。
次いで、ヘンシェルミキサーにて、シリカ１重量部を混合してトナーを得た。
【００４０】
（熱処理方法）
図１に示した熱処理装置において、６本の内径５０ｍｍの熱風供給部材を図２（Ａ１）および（Ａ２）に示すように、中心から７０ｍｍの円周上に等間隔に配置して、各熱風供給部材から、最も高温な部分の温度が２５０℃の熱風を、平均風速１５ｍ／ｓで熱処理槽内に送風した。
また、樹脂粒子供給室の下部に図３（Ａ）に示すように等間隔に配置した１２個の樹脂粒子供給ノズルから樹脂粒子としてトナー粒子を分散させた空気を熱風の中心軸に対して３０°の角度で噴出した。投入速度は３０ｋｇ／ｈ、樹脂粒子を分散させた空気の流速は４０ｍ／ｓであった。
また、熱処理槽の上部に設けらた空気導入口から冷却用の空気を１５ｍ／ｓの流速で熱処理槽内に導入した。
熱処理が終了したトナー粒子を以下の評価方法によって評価を行い、結果を表１に示す。
【００４１】
実施例２
熱処理装置の熱風供給部材として、図２（Ｂ１）、および図２（Ｂ２）に示すように、中心部に内径５０ｍｍの低温風供給部材を１本配置して２５℃の空気を、熱風と同じ流速で供給した点を除き実施例１と同様にして熱風を供給した。
また、樹脂粒子は、実施例１と同様にして、樹脂粒子供給室の下部に図３（Ａ）に示すように等間隔に配置した１２個の樹脂粒子供給ノズルから樹脂粒子としてトナー粒子を分散させた空気を熱風の中心軸に対して３０°の角度で噴出した。投入速度は３０ｋｇ／ｈ、樹脂粒子を分散させた空気の流速は４０ｍ／ｓであった。
また、熱処理槽の上部に設けらた空気導入口から冷却用の空気を１５ｍ／ｓの流速で熱処理槽内に導入した。
熱処理が終了したトナー粒子を以下の評価方法によって評価を行い、結果を表１に示す。
【００４２】
実施例３
熱処理装置の熱風供給部材として、図２（Ｃ１）、および図２（Ｃ２）に示すように、中心部に直径５５ｍｍの円柱に、直径５５ｍｍ高さ６０ｍｍの円錐を設けた整流部材を設置した点を除き、実施例１と同様の条件で熱風供給部材から、最も高温な部分の温度が２５０℃の熱風を、平均風速１５ｍ／ｓで熱処理槽内に送風するとともに、実施例１と同様にして図３（Ａ）に示すように、熱風の周囲に配置した１２個の樹脂粒子供給ノズルから樹脂粒子を噴射した。
樹脂粒子の噴射速度は３０ｋｇ／ｈ、樹脂粒子を分散させた空気の流速は４０ｍ／ｓであった。
また、熱処理槽の上部に設けらた空気導入口から冷却用の空気を１５ｍ／ｓの流速で熱処理槽内に導入した。
熱処理が終了したトナー粒子を以下の評価方法によって評価を行い、結果を表１に示す。
【００４３】
実施例４
熱処理装置の熱風供給部材を、図２（Ａ１）、および図２（Ａ２）に示すように、実施例１同様にして配置し、実施例１と同様の条件で熱風供給部材から、最も高温な部分の温度が２５０℃の熱風を、平均風速１５ｍ／ｓで熱処理槽内に送風するとともに、図３（Ｂ）に示すように、６個の熱風供給部材の周囲に等間隔に配置した１５個の樹脂粒子供給ノズルから樹脂粒子を噴射した。
投入速度は３０ｋｇ／ｈ、樹脂粒子を分散させた空気の流速は４０ｍ／ｓであった。
また、熱処理槽の上部に設けらた空気導入口から冷却用の空気を１５ｍ／ｓの流速で熱処理槽内に導入した。
熱処理が終了したトナー粒子を以下の評価方法によって評価を行い、結果を表１に示す。
【００４４】
比較例１
熱処理装置の熱風供給部材として、図３（Ｃ）に示したように、内径１２０ｍｍの熱風供給部材から中心部の温度が２５０℃の熱風を、平均風速１５ｍ／ｓで熱処理槽内に供給した。また、樹脂粒子供給ノズルは、熱風供給部材の周辺に等間隔に１５個設けて各ノズルから、空気に樹脂粒子を分散させて熱風に向けて噴出させた。樹脂粒子の投入速度は３０ｋｇ／ｈ、樹脂粒子を分散した空気の平均風速は４０ｍ／ｓして熱処理を行った点を除き実施例１と同様にして熱処理を行い、熱処理が終了したトナー粒子を以下の評価方法によって評価を行い、結果を表１に示す。
【００４５】
（トナーの円形度）
円形度の測定は、フロー式粒子像解析装置（シスメックス株式会社製ＦＰＩＡ２１００）を用いて行い、下記式（１）で表現した。
Ｒ＝Ｌ０／Ｌ１…（１）
また、円形度の測定値から標準偏差を算出して標準偏差を求めて、標準偏差を円形度ＳＤとして表した。
【００４６】
（トナーの粒径の増大）
熱処理によって会合して粒径が増加したトナーを評価するために、熱処理の前後のトナーの平均粒径を、電気抵抗法粒度分布測定装置（ベックマン・コールター社製マルチサイザーＩＩＩ）で測定した体積分布Ｄ５０をμｍ単位で示した。
【００４７】
（かぶりの評価）
画像形成装置として、カラーレーザープリンタ（セイコーエプソン製 ＬＰ−３０００Ｃ）の現像機に、かぶりの評価をするトナーを充填し、５０００枚画像形成し、かぶりの有無を目視で判断した。
かぶりが全く無いものを優、僅かにかぶりが生じたが品質上の問題が無いものを良、全面にかぶりが生じたものを不良とした。
【００４８】
【表１】
【００４９】
実施例１は比較例と比べて得られたトナーの円形度の分布、すなわち円形度標準偏差ＳＤが狭く、均一な形状の粒子が得られた。また、熱風中での粒子の会合による粒径増加の増加幅が小さかった。画質評価では、５０００枚ランニング試験後も目立ったかぶりは発生せず、良好な結果が得られた。
【００５０】
実施例２は、最も円形度分布が狭いものが得られ、また、粒子の会合による粒子径の増加幅も最も小さかった。画質評価では、５０００枚ランニング試験後もかぶりはほとんど発生せず、最も良好な結果が得られた。
【００５１】
実施例３は、トナーの円形度分布は実施例２についで狭かった。また、粒径の増加も実施例２についで良好な結果が得られた。画質評価は、実施例１と同程度の良好な結果が得られた。
【００５２】
実施例４は、トナーの円形度分布および粒径増加は実施例１より悪かったが比較例１よりは良好であった。画質評価は、実施例１と同程度の良好な結果が得られた。
【００５３】
一方、比較例１は、実施例１〜４と比べて得られたトナーの円形度の分布が大きく、粒子の会合による粒径増加幅も大きかった。また、粒子の会合による異形粒子の発生が原因と思われるが、円形度が実施例１〜４と比較すると低い値になった。画質評価では、５０００枚ランニング試験後にかぶりも目立つものであった。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の樹脂粒子の熱風による熱処理装置によって、円周上に複数の熱風供給部材を等間隔に配置して、形成される熱風領域には中心部に空間を設けることにより、原料粒子の熱風との接触時間のばらつきを抑制することができ、樹脂粒子が受ける熱量のばらつきを少なくし、全ての粒子が均一に処理されるようになる。
また、中心部に低温風を供給した場合には、中心部に到達した樹脂粒子も高温度中に存在する時間が周辺部のみで熱処理を受ける樹脂粒子に比べて長くなることを防止できるので均一な処理が可能となる。また、中心部に整流部材を配置した場合には、周囲の熱風に囲まれる領域での熱風の乱れを抑制することが可能となる。
しかも、複数個の熱風供給部材に対応して樹脂粒子供給ノズルを配置した場合には、いずれの樹脂粒子供給ノズルから供給された樹脂粒子も同様に熱風中で処理することが可能となるので、全ての粒子が均一に処理されることが可能となる。
してがって、原料粒子同士の衝突を防止することによって樹脂粒子の会合を防止した円形度が優れた樹脂粒子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の熱処理装置を説明する図である。
【図２】図２は、実施例の熱風供給部材を説明する図である。
【図３】図３は、樹脂粒子供給ノズルを説明する図である。
【図４】図４は、従来の熱処理装置の一例を説明する図である。
【符号の説明】
１…熱処理装置、２…熱処理槽、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ…熱風供給部材、４…樹脂粒子供給室、５…原料供給部材、６…原料供給ノズル、７…流路制限部材、８…処理槽蓋体、９…空気導入口、１０…熱風、１１…低温気体供給部材、１２…整流部材、１３…円錐部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment apparatus which heats resin particles such as toner used for electrophotography and electrostatic printing with hot air to shape the resin particles into a spherical shape.
[0002]
[Prior art]
Resin particles used as a toner of a developer in an electrophotographic apparatus improve the fluidity of toner base particles obtained by pulverizing a composition obtained by mixing a binder resin with a colorant, a charge control agent and the like into a predetermined size. For this purpose, toner is manufactured by mixing with an external additive such as silica.
For the purpose of making the charging characteristics of the toner uniform and enhancing the transfer characteristics and the like, the sphericity of the toner base particles has been increased and the surface has been modified. In particular, in a toner for forming a color image, it is extremely important to increase the sphericity of the toner particles in order to enhance the charging characteristics and the transfer characteristics of the toner particles.
[0003]
Various methods have been studied as a method for increasing the sphericity of the toner particles. Among them, a heat treatment method in which the resin particles are softened using hot air to form a sphere is studied as an effective method. For example, there is known a method in which hot air is blown from a cylindrical hot air supply member to form a columnar hot air region in the apparatus, and raw material particles dispersed in an air flow are injected from around the region.
[0004]
FIG. 4 is a view for explaining an example of a conventional heat treatment apparatus for making resin particles spherical by heat treatment.
The heat treatment apparatus 1 has a configuration in which a tubular hot air supply member 3 is provided above the heat treatment tank 2, and hot air is blown into the heat treatment tank 2 through the hot air supply member 3.
A resin particle supply chamber 4 is provided above the heat treatment tank 2 around the hot air supply member 3, and thermoplastic particles are supplied from the raw material supply member 5 into the resin particle supply chamber 4 together with an air flow.
[0005]
A plurality of raw material supply nozzles 6 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the central axis on the inner peripheral side of the resin particle supply chamber 4, and the resin particles blown into the resin particle supply chamber 4 from each raw material supply nozzle 6 are dispersed. The heated air flow is injected into the heat treatment tank 2 toward the hot air injected from the hot air supply member 3, and the resin particles are heat-treated by the hot air to be spherical, and the air inlet 9 provided on the upper surface of the heat treatment tank 2. Then, cool air is introduced into the heat treatment tank 2 to cool the heat-treated resin particles by the cool air, to suppress the bonding of the resin particles spherical due to the heat treatment, and to collect the heat-treated resin particles from below.
[0006]
However, since the resin particles to be heat-treated are injected together with the compressed air from the periphery of the cylindrical hot air region blown out from the hot air supply member toward the center of the hot air, the particles reaching the vicinity of the center of the hot air region and the periphery of the hot air region Some particles can only reach the maximum.
As a result, particles passing near the center of the hot air region have a longer time in the high-temperature portion than particles passing around the periphery. Further, since the peripheral portion of the hot air region has a lower temperature than the central portion due to heat diffusion to the surroundings, particles passing near the central portion receive more heat.
[0007]
Therefore, the amount of heat received from the hot air varies depending on the position of the hot air region where the raw material particles are input, and it has been difficult to uniformly treat all the particles.
In addition, particles passing near the center receive an excessive amount of heat, and because they are located in hot air for a long time, the particles come into contact with each other due to the contact between the particles, thereby generating particles having a large particle diameter. There was a problem.
[0008]
Therefore, in order to equalize the processing temperature in the hot air region, it has been proposed to rectify the hot air (for example, Patent Document 1).
However, in this method, the variation in the contact time of the raw material particles with the hot air due to the turbulence of the hot air flow is improved, but also in this case, the particles reaching the vicinity of the center of the hot air region and the particles reaching only the periphery are not. There is a problem in that the processing varies, including the amount of heat received from the hot air.
[0009]
In addition, by uniformizing the injection amount of the thermoplastic particles injected into the hot air from each of the raw material injection nozzles, the processing is made uniform, so that the processing of the particles processed by the hot air is made uniform. Has been proposed (for example, Patent Document 2).
However, this is to improve the variation among the nozzles when a plurality of raw material injection nozzles are provided, and again, the processing is performed between particles reaching near the center of the hot air region and particles reaching only the periphery. However, there is a problem that the variation occurs.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-11-291243 [Patent Document 2]
JP 2000-52341 A
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a heat treatment apparatus for heat-treating resin particles such as toner by hot air in a processing tank, and using a heat treatment apparatus used for spheroidizing the resin particles. Prevents particles that are not heat-treated from forming on the surface, or prevents heat-treated resin particles from bonding to each other, heat-treats the resin particles uniformly in the hot air region with hot air, and produces resin particles with excellent sphericity. It is an object of the present invention to provide an apparatus for heat treating resin particles.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to provide a heat treatment tank that treats resin particles with hot air, a hot air supply member that supplies hot air into the heat treatment tank, and a resin particle supply member that is arranged around the hot air supply member and supplies resin particles. In the hot air treatment apparatus, a plurality of cylindrical hot air supply members are arranged in a ring, and the resin heat treatment apparatus is provided with a resin particle supply nozzle on an outer periphery of hot air injected from the hot air supply member. can do.
[0013]
Thus, in the resin particle heat treatment apparatus of the present invention, since a plurality of cylindrical hot air supply members are arranged in a ring, hot air is not injected into the center of the formed hot air region, The temperature rise at the center is small, and the amount of heat acting on the resin particles injected from the resin particle supply nozzle provided on the outer periphery of the hot air region acts equally on any resin particles, making it possible to perform heat treatment with little variation It becomes.
[0014]
Further, in the above-mentioned heat treatment apparatus for resin particles, a low-temperature air supply member is arranged at the center of the hot air supply member arranged in an annular shape.
As described above, when the low-temperature air supply member whose temperature is lower than the hot air injected from the hot air supply member arranged in the center in the center is arranged, the high temperature is generated in the center of the hot air supply member arranged in the ring. No portion is formed, and the same heat treatment as that of the heat-treated resin particles can be performed on the resin particles that have reached the central portion only in the peripheral portion, and the heat treatment can be made uniform.
[0015]
The heat treatment apparatus for resin particles described above, wherein a rectifying member is provided at the center of the hot air supply member arranged in an annular shape.
Thus, by arranging the rectifying member at the center, turbulence of air flow is prevented by arranging the rectifying member in a region surrounded by a plurality of annularly arranged hot air supply members, In this way, it is possible to suppress an increase in collision between the resin particles to be treated due to the interference of the air flow and the turbulence of the air flow, and to more uniformly treat the resin particles.
[0016]
Further, in the above-described heat treatment apparatus for resin particles, at least one resin particle supply nozzle is arranged for each hot air path corresponding to a hot air path formed by each hot air supply member.
As described above, at least one resin particle supply nozzle is arranged for each of the hot air paths formed by the plurality of hot air supply members. Even more uniform processing can be performed, and uniform heat treatment can be realized for all resin particles.
[0017]
Further, the above-described heat treatment apparatus is an apparatus for thermally shaping a toner used in an image forming apparatus.
When the resin particles shaped by the heat treatment by the heat treatment apparatus of the present invention are used as the toner of the image forming apparatus, the degree of circularity is high, that is, closer to a sphere, and the distribution of the degree of circularity is small. The charge characteristics are uniform, and an image without fog or the like can be formed.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention provides a heat treatment apparatus for treating resin particles with hot air, wherein a plurality of hot air supply members are arranged in a ring as a hot air supply member to be supplied to a heat treatment tank of the heat treatment apparatus, and a plurality of resin particles are provided around the periphery. Since the supply nozzle is disposed, the resin particles injected from the peripheral portion are formed in the central portion in a region having a lower temperature than the peripheral portion. It has been found that resin particles having excellent sphericity can be provided by enabling uniform heat treatment even for resin particles having a short heat treatment time.
[0019]
The present invention will be described below with reference to the drawings.
1A and 1B are diagrams illustrating a heat treatment apparatus according to the present invention. FIG. 1A is a plan view as viewed from above, and FIG. 1B is a line AA ′ in FIG. 1 (C) is a diagram illustrating a hot air supply member.
The heat treatment apparatus 1 has a plurality of cylindrical hot air supply members 3a, 3b, 3c, 3d, 3e and 3f above a heat treatment tank 2 for heat treating resin particles such as toner. 3f are annularly arranged at equal intervals around the central axis. In addition, a resin particle supply chamber 4 is provided on the outer periphery thereof. A raw material supply member 5 for supplying an air flow in which resin particles are dispersed into the resin particle supply chamber 4 is connected to the outer peripheral side of the resin particle supply chamber 4. In addition, a plurality of raw material supply nozzles 6 are arranged at equal intervals on the center side of the lower part of the resin particle supply chamber 4 toward the center.
[0020]
As described above, in the heat treatment apparatus of the present invention, since the plurality of cylindrical hot air supply members 3a to 3f are arranged in a ring, hot air is directly supplied from the hot air supply member to the central portion thereof. Is formed in a region that is not injected. As a result, the flow rate of the hot air region formed by the hot air is relatively reduced at the center of the annular hot air supply member, and the temperature at the center does not increase significantly as compared with the peripheral portion.
Therefore, the resin particles that reach the center and are heat-treated, as well as the resin particles that are heat-treated in the peripheral portion of the hot blast region, are similarly heated to soften the surface and progress spheroidization.
[0021]
Further, in the heat treatment tank, cool air is introduced from an air inlet 9 provided in the treatment tank lid 8 at the upper part of the heat treatment tank, and the heat-treated resin particles are rapidly cooled, and the heat-treated resin particles are cooled. Mutual fusion is prevented.
[0022]
When the dispersed flow containing the resin particles is injected from the raw material supply nozzle 6 toward the hot air 10 injected from the hot air supply members 3a to 3e, the dispersed air flow injected from the raw material supply nozzle 6 and the hot air supply member 3a When the angle between the hot air 10 and the hot air 10 injected from 3e becomes large, some particles are generated such that the dispersed air flow crosses the hot air, and the dispersed air flow injected from the raw material injection nozzle 6 collides with the thermoplastic particles in the dispersed air flow. Easily aggregate.
[0023]
On the other hand, when the angle formed between the dispersed airflow injected from the raw material supply nozzle 6 and the flow path of the hot air injected from the hot air supply members 3a to 3f becomes small, the dispersed airflow injected from the raw material supply nozzle 6 is sufficiently dispersed in the hot air. And the resin particles are not sufficiently subjected to heat treatment in the hot air, so that the angle between the raw material supply nozzle 6 and the hot air 10 injected from the hot air supply members 3a to 3f is determined by the flow rate of the hot air, the raw material supply nozzle 6 It is preferable to set in consideration of the flow velocity of the dispersion flow supplied from.
[0024]
As described above, in the resin particle heat treatment apparatus of the present invention, a region where hot air is not directly injected is formed at the center of the cylindrical hot air supply port of the hot air supply member by disposing the hot air supply member in an annular shape. Is done. As a result of the hot air being supplied annularly from the surroundings, the temperature rise in the central part is suppressed, and the resin particles supplied in the hot air undergo heat treatment similarly in both the central part and the peripheral part, resulting in excellent sphericity. Resin particles can be formed.
[0025]
FIG. 2 is a diagram illustrating another embodiment of the resin particle heat treatment apparatus of the present invention, and FIG. 2 (A1) is a cross section taken along a plane parallel to an axis including a central axis of one embodiment of the hot air supply member. FIG. 2A is a partial cross-sectional view of the hot-air jet unit, and FIG. 2A2 is a diagram illustrating a cross-section taken along line BB ′ in FIG. 2A1.
The hot air supply members 3a to 3f are annularly arranged at equal intervals, and a region where hot air is not directly sprayed is formed in the center portion, so that a temperature rise in the center portion can be reduced.
[0026]
As a result, when hot air is injected from the hot air supply members 3a to 3f into the heat treatment tank, and a dispersed flow in which resin particles are dispersed from the raw material supply nozzle to the processing tank toward the hot air, the resin particles that have reached the central portion are also reduced. Since the resin particles subjected to the treatment only in the peripheral portion are similarly subjected to the heat treatment, the resin particles are uniformly treated in the hot air.
[0027]
FIG. 2 (B1) is a partial cross-sectional view of a hot-air jet unit cut along a plane parallel to an axis including a central axis of another embodiment of the hot-air supply member, and FIG. 2 (B2) is a cross-sectional view of FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a cross section cut along line CC ′.
FIGS. 2 (B1) and 2 (B2) show a configuration in which six hot air supply members 3a to 3e are arranged in a ring shape, and a low temperature gas supply member 11 is provided at the center.
As a result, the central portion of the hot air supplied from the plurality of annularly provided hot air supply members 3a to 3f has a lower central hot air temperature than when only the hot air is supplied by the low-temperature gas flow. A uniform heat treatment is applied to both the resin particles that have been treated only around the region and the resin particles that have reached the center of the hot air region and have been treated.
Also, the flow rate of the low-temperature gas flow is preferably supplied at the same flow rate as the hot air supplied from the surrounding hot air supply member.
[0028]
FIG. 2 (C1) is a partial cross-sectional view of the hot-air jetting unit cut along a plane parallel to the axis including the central axis of another embodiment of the hot-air supply member, and FIG. 2 (C2) is the same as FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a cross section cut along line CC ′.
FIGS. 2 (C1) and 2 (C2) show a configuration in which six hot air supply members 3a to 3f are arranged in a ring shape and a rectifying member 12 is provided at the center.
The rectifying member 12 has a columnar member and a conical portion 13 at the tip thereof to prevent mutual interference of hot air jetted from the hot air supply members 3a to 3f arranged annularly, Can be supplied into the heat treatment tank without being disturbed.
[0029]
Next, a resin particle supply nozzle for injecting resin particles into hot air will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating a resin particle supply nozzle. FIG. 3 is a diagram illustrating a cross section of a resin particle supply nozzle arrangement surface.
As shown in FIG. 3 (A), the resin particle supply nozzles 6 of the present invention are arranged at equal intervals around the hot air supply members 3a to 3f, and are evenly distributed in the hot air supplied from each hot air supply nozzle. Resin particles are injected.
In the example shown in FIG. 3A, twelve resin particle supply nozzles are arranged for six hot air supply members, and two resin particle supply nozzles are provided for each hot air supply nozzle. Resin particles are supplied into the hot air from the nozzle.
[0030]
In the example shown in FIG. 3 (B), 15 resin particle supply nozzles are evenly arranged for 6 hot air supply members, and the resin particles are formed by using a large number of resin particle supply nozzles. Is uniformly supplied to the hot air, so that a uniform heat treatment can be performed regardless of the injection from any of the resin particle supply nozzles.
[0031]
FIG. 3C is a diagram illustrating a relationship between a hot air supply member and a resin particle supply nozzle according to a comparative example.
One cylindrical hot air supply member 3 is provided in the center, and a resin particle supply nozzle 6 is arranged around the same.
Even if the resin particles were supplied from the resin particle supply nozzles arranged evenly around the center of the formed hot air region, the processing was performed only on the resin particles reaching the center of the hot air and the peripheral portion of the hot air. In the case of the resin particles, a difference occurs in the amount of heat applied, and uniform processing is not performed.
[0032]
Examples of the resin particles that are subjected to the sphering treatment by the resin particle heat treatment apparatus of the present invention include toner used for developing an electrostatic latent image, and include a binder resin, a colorant, and a charge control agent. After curing, the composition is ground to a predetermined size.
As the binder resin, a synthetic resin used as a resin for a toner can be used, for example, polystyrene, poly-α-methylstyrene, chloropolystyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene -Butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene- Acrylic ester-methacrylic ester copolymer, styrene-α-chloromethyl acrylate copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, styrene-based resin such as styrene-vinyl methyl ether copolymer such as styrene or Homopolymer or copolymer containing styrene substituent Polymer, polyester resin, epoxy resin, urethane-modified epoxy resin, silicone-modified epoxy resin, vinyl chloride resin, rosin-modified maleic resin, phenyl resin, polyethylene, polypropylene, ionomer resin, polyurethane resin, silicone resin, ketone resin, ethylene- Ethyl acrylate copolymer, xylene resin, polyvinyl butyral resin, terpene resin, phenol resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin and the like can be used alone or in combination.
[0033]
In addition, pigments, dyes, and the like can be used as the colorant. Specifically, for example, carbon black, spirit black, lamp black, magnetite, titanium black, graphite, cadmium yellow, mineral fast yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa yellow G, permanent yellow NCG, chrome yellow, benzidine Yellow, quinoline yellow, tartrazine lake, red lead graphite, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, benzidine orange G, cadmium red, permanent red 4R, watching red calcium salt, eosin lake, brilliant carmine 3B, manganese purple, Fast Violet B, Methyl Violet Lake, Navy Blue, Cobalt Blue, Alkaline Blue Lake, Victoria Blue Lake, Stosky Blue, Indanthrene Blue BC, Ultramarine, Aniline Blue, Phthalocyanine Blue, Calco Oil Blue, Chrome Green, Chromium Oxide, Pigment Green B, Malachite Green Lake, Phthalocyanine Green, Final Yellow Green G, Rhodamine 6G, Quinacridone, Rose Bengal (CI No. 45432), C.I. I. Direct Red 1, C.I. I. Direct Red 4, C.I. I. Acid Red 1, C.I. I. Basic Red 1, C.I. I. Modant Red 30, C.I. I. Pigment Red 48: 1, C.I. I. Pigment Red 57: 1, C.I. I. Pigment Red 122, C.I. I. Pigment Red 184, C.I. I. Direct Blue 1, C.I. I. Direct Blue 2, C.I. I. Acid Blue 9, C.I. I. Acid Blue 15, C.I. I. Basic Blue 3, C.I. I. Basic Blue 5, C.I. I. Modant Blue 7, C.I. I. Pigment Blue 15: 1, C.I. I. Pigment Blue 15: 3, C.I. I. Pigment Blue 5: 1, C.I. I. Direct Green 6, C.I. I. Basic Green 4, C.I. I. Basic Green 6, C.I. I. Pigment Yellow 17, C.I. I. Pigment Yellow 93, C.I. I. Pigment Yellow 97, C.I. I. Pigment Yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Pigment Yellow 162, nigrosine dye (CI No. 50415B), metal complex salt dye, silica, aluminum oxide, magnetite, maghemite, various ferrites, cupric oxide, nickel oxide, zinc oxide, zirconium oxide, titanium oxide, Examples include metal oxides such as magnesium oxide, and magnetic materials including magnetic metals such as Fe, Co, and Ni, and at least one of them can be used.
[0034]
Further, wax may be contained in the toner particles. Examples of the wax include hydrocarbon waxes such as ozokerite, celsin, paraffin wax, microwax, microcrystalline wax, petrolatum, Fischer-Tropsch wax, carnauba wax, rice wax, methyl laurate, methyl myristate, methyl palmitate , Methyl stearate, butyl stearate, candelilla wax, cotton wax, wood wax, beeswax, lanolin, montan wax, ester wax such as fatty acid ester, polyethylene wax, polypropylene wax, oxidized polyethylene wax, oxidized polypropylene wax, etc. Olefin waxes, amide waxes such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalic anhydride, laurone Ketone waxes such as stearone, ether waxes, and the like, can be used at least one of them.
[0035]
Further, a magnetic powder, a charge control agent, a dispersant, and the like may be further included. Examples of the magnetic powder include magnetite, maghemite, various ferrites, metal oxides such as cupric oxide, nickel oxide, zinc oxide, zirconium oxide, titanium oxide, and magnesium oxide, and magnetic materials such as Fe, Co, and Ni. Examples thereof include those made of a magnetic material containing a metal.
[0036]
Examples of the charge control agent include a metal salt of benzoic acid, a metal salt of salicylic acid, a metal salt of alkyl salicylic acid, a metal salt of catechol, a metal-containing bisazo dye, a nigrosine dye, a tetraphenylborate derivative, a quaternary ammonium salt, and an alkyl. Examples include pyridinium salts, chlorinated polyesters, nitrophenic acids and the like.
[0037]
Examples of the dispersant include metal soaps, inorganic metal salts, organic metal salts, polyethylene glycol and the like. Examples of the metal soap include metal tristearate (eg, aluminum salt, etc.), metal distearate (eg, aluminum salt, barium salt, etc.), metal stearate (eg, calcium salt, lead salt, zinc salt, etc.) ), Metal linolenate (eg, cobalt salt, manganese salt, lead salt, zinc salt, etc.), metal octanoate (eg, aluminum salt, calcium salt, cobalt salt, etc.), metal oleate (eg, calcium salt) , Cobalt salts, etc.), metal palmitates (eg, zinc salts, etc.), metal naphthenates (eg, calcium salts, cobalt salts, manganese salts, lead salts, zinc salts, etc.), metal resinate salts (eg, calcium Salt, cobalt salt, manganese lead salt, zinc salt and the like). Examples of the inorganic metal salt and the organic metal salt include, as a cationic component, a cation of an element selected from the group consisting of metals of Groups IA, IIA, and IIIA of the periodic table; Examples of the sex component include a salt containing an anion selected from the group consisting of halogen, carbonate, acetate, sulfate, borate, nitrate, and phosphate. As the additive, for example, zinc stearate, zinc oxide, cerium oxide, or the like may be used in addition to the above-described materials.
[0038]
When the above-described toner particles are heat-treated with hot air, the toner particles are subjected to various processes to melt the surface of the toner particles to change the shape of the particles, and to adhere the external additives attached to the surface of the toner particles. By changing the situation, changing the surface properties of the particles, and further, by chemically modifying the surface by thermal action, it is possible to obtain resin particles having excellent circularity and excellent image forming properties. it can.
[0039]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described by showing Examples and Comparative Examples using toner particles as resin particles.
Example 1
(Preparation of toner particles)
100 parts by weight of an unsaturated polyester resin having the following composition (softening point Tm = 120 ° C.) 5 parts by weight of copper phthalocyanine pigment 2 parts by weight of zinc salicylate complex 5 parts by weight of polyethylene (softening point Tm = 135 ° C.) And then melt-kneaded with a twin-screw extruder (TEM37 manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) to produce pellets.
The obtained pellets were roughly pulverized to a particle size of 1 to 2 mm by a hammer mill, further finely pulverized by a jet mill, and classified by an airflow classifier to obtain resin particles having a volume average particle size of 7.6 μm. The average particle size was represented by a volume distribution D50 measured by an electric resistance particle size distribution analyzer (Multisizer III manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
Next, 1 part by weight of silica was mixed with a Henschel mixer to obtain a toner.
[0040]
(Heat treatment method)
In the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, six hot air supply members having an inner diameter of 50 mm are arranged at equal intervals on a circumference 70 mm from the center as shown in FIGS. From the supply member, hot air having a temperature of 250 ° C. at the highest temperature was blown into the heat treatment tank at an average wind speed of 15 m / s.
As shown in FIG. 3 (A), air in which toner particles are dispersed as resin particles from twelve resin particle supply nozzles arranged at equal intervals as shown in FIG. Ejected at an angle of °. The charging speed was 30 kg / h, and the flow rate of the air in which the resin particles were dispersed was 40 m / s.
In addition, cooling air was introduced into the heat treatment tank at a flow rate of 15 m / s from an air inlet provided in the upper part of the heat treatment tank.
The heat-treated toner particles were evaluated by the following evaluation methods, and the results are shown in Table 1.
[0041]
Example 2
As shown in FIG. 2 (B1) and FIG. 2 (B2), a single low-temperature air supply member having an inner diameter of 50 mm is disposed at the center as a hot air supply member of the heat treatment apparatus, and air at 25 ° C. is used as hot air. Hot air was supplied in the same manner as in Example 1 except that the hot air was supplied at a flow rate.
In addition, as in Example 1, toner particles are dispersed as resin particles from 12 resin particle supply nozzles arranged at equal intervals in the lower part of the resin particle supply chamber as shown in FIG. The air thus generated was jetted at an angle of 30 ° to the central axis of the hot air. The charging speed was 30 kg / h, and the flow rate of the air in which the resin particles were dispersed was 40 m / s.
In addition, cooling air was introduced into the heat treatment tank at a flow rate of 15 m / s from an air inlet provided in the upper part of the heat treatment tank.
The heat-treated toner particles were evaluated by the following evaluation methods, and the results are shown in Table 1.
[0042]
Example 3
As shown in FIG. 2 (C1) and FIG. 2 (C2), a rectifying member having a 55 mm diameter cylinder and a 60 mm high cone provided on a 55 mm diameter column at the center was installed as a hot air supply member of the heat treatment apparatus. Except for the above, the hot air having the highest temperature of 250 ° C. was blown into the heat treatment tank at an average wind speed of 15 m / s from the hot air supply member under the same conditions as in Example 1, and in the same manner as in Example 1. As shown in FIG. 3A, resin particles were injected from twelve resin particle supply nozzles arranged around hot air.
The injection speed of the resin particles was 30 kg / h, and the flow velocity of the air in which the resin particles were dispersed was 40 m / s.
In addition, cooling air was introduced into the heat treatment tank at a flow rate of 15 m / s from an air inlet provided in the upper part of the heat treatment tank.
The heat-treated toner particles were evaluated by the following evaluation methods, and the results are shown in Table 1.
[0043]
Example 4
2 (A1) and 2 (A2), the hot air supply member of the heat treatment apparatus is arranged in the same manner as in the first embodiment, and the hot air supply member is heated from the hot air supply member under the same conditions as in the first embodiment. Hot air having a temperature of 250 ° C. is blown into the heat treatment tank at an average wind speed of 15 m / s, and as shown in FIG. 3 (B), 15 hot air supply members are arranged at equal intervals around six hot air supply members. The resin particles were ejected from the resin particle supply nozzle.
The charging speed was 30 kg / h, and the flow rate of the air in which the resin particles were dispersed was 40 m / s.
In addition, cooling air was introduced into the heat treatment tank at a flow rate of 15 m / s from an air inlet provided in the upper part of the heat treatment tank.
The heat-treated toner particles were evaluated by the following evaluation methods, and the results are shown in Table 1.
[0044]
Comparative Example 1
As shown in FIG. 3 (C), hot air having a central temperature of 250 ° C. was supplied from a hot air supply member having an inner diameter of 120 mm into the heat treatment tank at an average wind speed of 15 m / s as a hot air supply member of the heat treatment apparatus. Further, 15 resin particle supply nozzles were provided at equal intervals around the hot air supply member, and from each nozzle, resin particles were dispersed in air and jetted toward the hot air. The heat treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment was performed at a charging speed of the resin particles of 30 kg / h and an average wind speed of the air in which the resin particles were dispersed was 40 m / s. Evaluation was performed by the following evaluation methods, and the results are shown in Table 1.
[0045]
(Circularity of toner)
The circularity was measured using a flow-type particle image analyzer (FPIA2100, manufactured by Sysmex Corporation) and expressed by the following equation (1).
R = L 0 / L 1 (1)
The standard deviation was calculated from the measured value of the circularity to obtain the standard deviation, and the standard deviation was expressed as the circularity SD.
[0046]
(Increase in toner particle size)
In order to evaluate the toner whose particle diameter increased due to the heat treatment, the average particle diameter of the toner before and after the heat treatment was measured by an electric resistance particle size distribution analyzer (Multisizer III manufactured by Beckman Coulter, Inc.). D50 is shown in μm.
[0047]
(Evaluation of fog)
A developing machine of a color laser printer (LP-3000C manufactured by Seiko Epson) was filled with a toner for evaluating fog as an image forming apparatus, and 5,000 sheets of images were formed, and the presence or absence of fog was visually determined.
A sample with no fog was evaluated as excellent, a sample with slight fog but having no quality problem was evaluated as good, and a sample with fogging over the entire surface was evaluated as poor.
[0048]
[Table 1]
[0049]
In Example 1, the distribution of the circularity of the toner obtained as compared with the comparative example, that is, the circularity standard deviation SD was narrow, and particles having a uniform shape were obtained. Further, the increase width of the increase in particle size due to the association of particles in hot air was small. In the evaluation of image quality, no noticeable fog occurred even after the 5000-sheet running test, and good results were obtained.
[0050]
In Example 2, the one having the narrowest circularity distribution was obtained, and the increase in the particle diameter due to the association of the particles was also the smallest. In the image quality evaluation, fog hardly occurred even after the 5000-sheet running test, and the best result was obtained.
[0051]
In Example 3, the circularity distribution of the toner was narrower than that in Example 2. In addition, an increase in the particle size was also favorable after Example 2. In the image quality evaluation, the same good results as in Example 1 were obtained.
[0052]
In Example 4, the toner circularity distribution and the increase in particle diameter were worse than Example 1, but better than Comparative Example 1. In the image quality evaluation, the same good results as in Example 1 were obtained.
[0053]
On the other hand, in Comparative Example 1, the distribution of the circularity of the obtained toner was larger than that of Examples 1 to 4, and the increase in the particle diameter due to the association of the particles was also large. In addition, it is considered that the irregular particles were generated due to the association of the particles, but the circularity was lower than those in Examples 1 to 4. In the image quality evaluation, the fog was also noticeable after the 5000-sheet running test.
[0054]
【The invention's effect】
By the heat treatment apparatus using hot air of the resin particles of the present invention, a plurality of hot air supply members are arranged at equal intervals on the circumference, and a hot air region formed is provided with a space in the center portion, whereby the hot air of the raw material particles and The variation in the contact time can be suppressed, the variation in the amount of heat received by the resin particles can be reduced, and all the particles can be uniformly processed.
In addition, when low-temperature air is supplied to the central part, the resin particles reaching the central part can be prevented from being present in the high temperature for a longer time than the resin particles subjected to the heat treatment only in the peripheral part. Processing can be performed. In addition, when the rectifying member is disposed at the center, it is possible to suppress the disturbance of the hot air in a region surrounded by the surrounding hot air.
Moreover, when the resin particle supply nozzles are arranged corresponding to the plurality of hot air supply members, the resin particles supplied from any of the resin particle supply nozzles can be similarly treated in the hot air. All particles can be treated uniformly.
Accordingly, resin particles having excellent circularity and preventing association of the resin particles by preventing collision between the raw material particles can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a heat treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a hot air supply member according to the embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a resin particle supply nozzle.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a conventional heat treatment apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat treatment apparatus, 2 ... Heat treatment tank, 3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f ... Hot air supply member, 4 ... Resin particle supply chamber, 5 ... Material supply member, 6 ... Material supply nozzle, 7 ... Flow Road restriction member, 8: treatment tank lid, 9: air inlet, 10: hot air, 11: low temperature gas supply member, 12: rectifying member, 13: conical portion
