JP2004334157A - 電子写真用球形トナー及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも2種類以上の異なる樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナー組成物を有機溶剤に溶解または分散し、該溶解物または分散物を固体微粒子分散剤の存在する水系媒体中で連続的に乳化する乳化工程と、得られた乳化分散液から溶媒を除去してトナーを得る工程とを含むトナーの製造方法において、該乳化工程において圧力を0.005MPa〜0.7MPaとして乳化することによりトナーを得る。トナーの体積平均粒径(Dv)は3〜10μmであり、体積平均粒径を個数分布から求めた個数基準の個数平均粒径(Dp)で除した値Dv/Dpが1.05〜1.25であることが好ましい。
【選択図】 なし
Description
更に本発明は、トナー等の微細粉体の充填方法に関する。
洗浄工程・乾燥工程を経た生成トナーの中から、凝集成分・固着成分等の粗粒成分とトナー製造工程にて副生する超微粒子成分とを所定のトナー成分から分離する工程(気流式分級機)を有する。分離された所定外粒子は再度溶解工程、ろ過工程を経て樹脂・着色剤溶解工程、分散工程に再投入される。
洗浄工程にタ−ボ形ポンプを用いて樹脂・着色剤溶解を移送して、未反応モノマーなどの揮発性成分の除去もしくは分散安定剤などの水溶性成分の除去を行うことによって粗大粒子や微細粒子を減らす。
従来技術は、トナー粒子を乾燥後に乾式分級工程を設けて分級を行っていたが、非効率であるために重合後の液体分散液を静置し、微粉を多く含む上澄み液をポンプや減圧吸引機等により容器上部から抜き取る方法。
更に本発明の課題は、流動充填によりトナー充填時の負荷を避けることでトナーの変形を避ける充填方法を提供することにある。
(1)少なくとも2種類以上の異なる樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナー組成物を有機溶剤に溶解または分散し、該溶解物または分散物を固体微粒子分散剤の存在する水系媒体中で連続的に乳化する乳化工程と、得られた乳化分散液から溶媒を除去してトナーを得る工程とを含むトナーの製造方法において、該乳化工程において圧力を0.005MPa〜0.7MPaとして乳化することを特徴とするトナーの製造方法。
(2)乳化時の圧力を0.01MPa〜0.5MPaとすることを特徴とする上記(1)記載のトナーの製造方法。
(3)得られたトナーの体積分布から求めた体積基準の体積平均粒径(Dv)が3〜10μmであり、体積平均粒径を個数分布から求めた個数基準の個数平均粒径(Dp)で除した値Dv/Dpが1.05〜1.25であることを特徴とする上記(1)又は(2)記載のトナーの製造方法。
(4)Dv/Dpが1.05〜1.15であることを特徴とする上記(3)記載のトナーの製造方法。
(5)上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載のトナーの製造方法によって得られたトナー。
(8)前記収納粉体流動化手段内への追加気体の導入により、粉体の流動化が行なわれることを特徴とする上記(6)に記載の微細粉体の充填方法。
(9)前記収納粉体流動化手段が振動されることにより、粉体の流動化が行なわれることを特徴とする上記(6)に記載の微細粉体の充填方法。
(11)前記粉体の粉体流動化手段から充填ノズルまでの排出が、該粉体流動化手段に外部圧力を加えて該粉体流動化手段の内容積を減容させることにより行なわれることを特徴とする上記(6)〜(9)いずれか1つに記載の微細粉体の充填方法。
(13)前記粉体流動化手段が更に、全開及び全閉自在な圧力開放弁を有し、前記流動化粉体の排出の開始及び終了が該圧力開放弁の開閉により迅速に行なわれることを特徴とする上記(12)に記載の微細粉体の充填方法。
(15)前記粉体流動化手段が更に、前記粉体流動化のための気体導入手段を有し、該気体導入手段が、逆止弁付きの送気ポンプであることを特徴とする上記(6)〜(14)のいずれか1つに記載の微細粉体の充填方法。
(16)前記粉体流動化手段が更に、前記粉体流動化のための気体導入手段との間に、気体を該粉体流動化手段内に均一に導入するための気体分配手段を有することを特徴とする上記(6)〜(15)のいずれか1つに記載の微細粉体の充填方法。
本発明により、粉体中に均一に気体を導入し最少の気体量で制御された粉体の流動状態を得て、小口径充填容器や複雑な形状の充填容器の奥または底部に流動粉体を流入し、容器内で充填ノズルに設けられた気体粉体分離篩により充填後の粉体から脱気させ、簡単に高密度、無粉塵で充填できる方法を提供でき、さらに、誰でも、どんな場所でも充填できるように、小型で持ち運びができ、操作が簡単である充填機を提供することができるという極めて優れた効果を奏するものである。
図1に本発明の連続乳化プロセスの一例を示す。少なくとも樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナー組成物を有機溶剤に溶解または分散した液体に必要に応じて伸長剤を混ぜたもの(以下、「油相A」という)と、イソシアネート結合を有するプレポリマー(以下、「油相B」という)と、固体の樹脂微粒子分散剤の存在する水系媒体(以下、水相と呼ぶ)とを、ある一定量で連続的に送液し、油相Aと油相Bとを、水相と混合する前にスタティクミキサー(以下STM)でプレ攪拌を行う(プレ攪拌後の液体を油相と呼ぶ)。次にSTMで混合された油相と水相が混じり合い、ホールドアップ内のパイプラインホモミキサー(以下PLHM)によりせん断を受け乳化が行われる。ここで、全送液量、ホールドアップ内容積、PLHMの回転数、ホールドアップ内圧は乳化粒子の体積平均径Dvや粒度分布Dv/Dpに大きく関与してくる因子である。乳化後は脱溶剤、洗浄、乾燥の工程を経てトナー粒子母体が生成される。
この乳化工程における圧力を0.005〜0.7MPa、好ましくは0.01〜0.5MPaとすることにより、粒径2μm以下の極微粒子のトナーの発生を抑え、且つシャープな粒度分布を作り出すことが可能となった。
本発明のトナーの製造方法で得られる乾式トナーにおいて、該トナーの Dvが3〜10μmであり、Dv/Dpが1.05〜1.25である乾式トナーにより、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性のいずれにも優れ、とりわけフルカラー複写機などに用いた場合に画像の光沢性に優れ、更に二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナーの粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。また、一成分現像剤として用いた場合においても、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなると共に、現像ローラーへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用(攪拌)においても、良好で安定した現像性及び画像が得られた。
また、Dv/Dpが1.05より小さい場合には、トナーの挙動の安定化、帯電量の均一化の面から好ましい面もあるが、トナーを十分に帯電出来なかったり、クリーニング性を悪化させる場合があることが明らかとなった。
トナーの平均粒径及び粒度分布はコールターマルチサイザーIII(コールター社製)を用い、パーソナルコンピューター(IBM社製)を接続し専用解析ソフト(コールター社製)を用いてデータ解析した。Kd値は10μmの標準粒子を用いて設定し、アパーチャカレントはオートマティックの設定で行なった。電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。その他に、ISOTON −II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。測定法としては、前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加える。
有機溶剤に溶解または分散する2種以上の異なる樹脂としては、同系の樹脂であっても分子量や樹脂中の結合基が異なればよく、例えばポリエステル樹脂と変性ポリエステル樹脂等を好ましく用いることができる。
変性ポリエステル樹脂とは、ポリエステル樹脂中に酸、アルコールのモノマーユニットに含まれる官能基とエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。
以下変性ポリエステル樹脂について具体的に説明する。
ウレア結合で変性されたポリエステル(i)としては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との反応物などが挙げられる。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)としては、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネート(3)と反応させた物などが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上のポリカルボン酸(2−2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、ポリカルボン酸(2)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。
ポリイソシアネート(3)としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α',α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
ジアミン(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上のポリアミン(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
本発明においては、前記ウレア結合で変性されたポリエステル(i)単独使用だけでなく、この(i)と共に、変性されていないポリエステル(ii)をトナーバインダー成分として含有させることもできる。(ii)を併用することで、低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。(ii)としては、前記(i)のポリエステル成分と同様なポリオール(1)とポリカルボン酸(2)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも(i)と同様である。また、(ii)は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。
本発明の着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトポン及びそれらの混合物が使用できる。
着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
また、トナーバインダー、着色剤とともにワックスを含有させることもできる。本発明のワックスとしては公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワッックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワッックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。
これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。
帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、四級アンモニウム塩(フッ素変性四級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージNX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これにポリイソシアネート(3)を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)を得る。さらに(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア結合で変性されたポリエステルを得る。
固体微粒子分散剤は水系媒体中で水に難溶の固体状で存在するものであり、平均粒径が0.01〜1μmの微粒子のものが好ましい。
さらに好ましくはリン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、コロイド状酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイトなども用いる事が出来る。特に水中でリン酸ナトリウムと塩化カルシウムを塩基性下反応させて合成したヒドロキシアパタイトが好ましい。
アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。
乾式トナーは以下の方法で製造することができるが勿論これらに限定されることはない。
また、現像剤を調製する際には、現像剤の流動性や保存性、現像性、転写性を高めるために、以上のようにして製造された現像剤にさらに先に挙げた疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子を添加混合してもよい。
本発明で得られた着色粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜500mμであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい。
本発明のトナーを二成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない一成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
図4に、本発明の充填方法に用いる装置の一例の概要を示す。この例の粉体充填装置(1)は、密閉可能な(通常密閉)容器状の収納粉体流動化手段としての充填用粉体流動化装置(10)、この粉体流動化装置(10)の下部の気体導入開口部に、フランジで、取付取外し自在に結合され、粉体の流動層を形成するための空気の通気多孔板としての気体−粉体分離篩(2)(焼結金属板、焼結樹脂板、目の細かい金網など)を取外し自在に収納し、導入気体調節弁(20)が付された通気管としての圧縮空気配管(7)、圧縮空気配管(7)が取付取外し自在に嵌め込まれた気体導入手段としての空気ヘッダ(3)、閉鎖弁付粉体の投入口(11)、内部圧力の開放及び密封のための圧力開放弁(13)、圧力微調整用の排出粉体流速調節弁(15)、粉体流動化装置(10)内部の圧力をチェックするための圧力計(14)、粉体導出管(24)に連なる流動粉体輸送管(12)としてのポリウレタンチューブの先に取外自在に結合された粉体充填ノズル(17)から構成され、粉体充填ノズル(17)の根本には粉体充填用の粉体容器(18)の口部に嵌合する程度の大きさの、この例では裁頭円錐形のポリプロピレン環からなる軟質パッキン(19)で周囲が巻かれた形の気体−粉体分離篩(16)が設けられている。
図10には、本発明の装置の他の一例の概要が示される。この例の粉体充填装置(1)においては、軟質プラスチック等の可撓性材質で作成された充填用粉体流動化装置(10)、充填用粉体流動化装置(10)の下部に、フランジで取付取外し自在に結合され、粉体の流動層を形成するための空気の通気多孔板(2)(焼結金属板、焼結樹脂板、目の細かい金網など)を取外し自在に収納し、通気管(7)としての圧縮空気配管、通気管(7)が取付取外し自在に嵌め込まれた気体導入手段としての空気ヘッダ(3)、閉鎖弁付粉体の投入口(11)、内部圧力の開放及び密封のための圧力開放弁(13)、圧力微調整用の粉体流速調節弁(15)、流動粉体導出管(24)としてステンレス管、流動化された粉体の前記充填ノズル(17)への排出路(導管)(12)としての取付取外し自在に接続されたウレタンチューブ、排出路(12)(ウレタンチューブ)に取付取外し自在に接続されたステンレス製の充填ノズル(17)の根本には粉体充填用の粉体容器(18)の口部に嵌合する程度の大きさの、この例では裁頭円錐形のポリプロピレン環からなる軟質パッキン(19)で周囲が巻かれた形の気体−粉体分離篩(16)が設けられている。
さらに、本発明においては、粉体と共に気体が充填され、一本の配管接続口がついた密閉容器で容器が人力で容易に変形するポリエチレンなどの軟質プラスチックで形成し、外部から圧力を加えて該プラスチック容器を変形させ、内圧を高めて配管接続口に接続されたウレタンチューブなどを得て粉体を充填容器の底部に導いても良い。または変形しない硬質プラスチック等の容器に少なくとも2本の配管接続口を設け、一本には0.2Mpa以下の圧縮空気を接続し、他の一本は粉体輸送管とし粉体をチューブを通して容器底部に導くようにしても良い。圧縮空気元としては通常のコンプレッサの他に、手動の例えば自転車の空気入れも代用できる。
(1)油相Aの調製
先ず、油相Aを構成する成分である次の各成分の合成方法について述べる。
低分子ポリエステル
MB(マスターバッチ)
ケチミン
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応させ、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応させた後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、180℃、常圧で2時間反応させ、[低分子ポリエステル1]を得た。[低分子ポリエステル1〕は、数平均分子量2500、重量平均分子量6700、Tg43℃、酸価25であった。
水1200部、カーボンブラック(Printex35 デクサ製)540部〔DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5〕、ポリエステル樹脂1200部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、[マスターバッチ1]を得た。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は418であった。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]378部、カルナバWAX110部、CCA(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業)22部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。
次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
次いで、[低分子ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た([顔料・WAX分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった)。
[顔料・WAX分散液1]749部、[ケチミン化合物1]2.9部を容器に入れ、ホモディスパー(特殊機化製)で5,000rpmで1分間混合して油相Aを得た。
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を得た。
[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価51であった。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン83部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。これを加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をLA−920で測定した体積平均粒径は、105nmであった。
上記に示す油相A60.4部、油相B7.4部、水相101.6部を用いてあらかじめDvが狙いの値になるような条件出しをプレ実験として実施して、ハード側の基本条件を表1のように決めた。ホールドアップの内圧に関しては、プレ実験の結果から0.001〜0.7MPaが好ましい条件であることを把握した。
次に表1の条件且つホールドアップ内圧を0.005MPaにして連続乳化を実施し、乳化分散液を得た。
得られた乳化分散液を以下のように処理することでトナーを得た。
まず脱溶剤工程を次の方法で行った。
45℃まで昇温して、攪拌翼外周端周速10.5m/s、大気圧下(101.3kPa)で溶剤を除去した。脱溶剤時間は20時間を要した。
その後、濾別、洗浄、乾燥した後、実施例1のトナーを得た。
次に、得られた母体粒子100部及び帯電制御剤(オリエント化学社製 ボントロンE−84)0.25部をQ型ミキサー(三井鉱山社製)に仕込み、タービン型羽根の周速を50m/secに設定し、2分間運転、1分間休止を5サイクル行い、合計の処理時間を10分間とした。さらに、疎水性シリカ(H2000、クラリアントジャパン社製)を0.5部添加し、周速を15m/secとして30秒混合1分間休止を5サイクル行った。更に、疎水性シリカ0.5部と、疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合し、目開き37μmのスクリーンにて粗大粒子を除去して、ブラックトナーを得た。
実施例1において、ホールドアップの内圧を0.01MPaで連続乳化を行うこと以外は実施例1と同様にして実施例2のトナーを得た。次に得られた母体粒子を実施例1と同様の処理方法により、ブラックトナーを得た。
実施例1において、ホールドアップの内圧を0.2MPaで連続乳化を行うこと以外は同様の方法で実施例3のトナーを得た。次に得られた母体粒子を実施例1と同様の処理方法により、ブラックトナーを得た。
実施例1において、ホールドアップの内圧を0.5MPaで連続乳化を行うこと以外は実施例1と同様にして実施例4のトナーを得た。次に得られた母体粒子を実施例1と同様の処理方法により、ブラックトナーを得た。
実施例1においてホールドアップの内圧を0.7MPaで連続乳化を行うこと以外は実施例1と同様にして実施例5のトナーを得た。次に得られた母体粒子を実施例1と同様の処理方法により、ブラックトナーを得た。
実施例1において連続乳化系全体を負圧にすることで、ホールドアップの内圧を−0.1MPaにして連続乳化を行った。それ以外は実施例1と同様にして比較例1のトナーを得た。次に得られた母体粒子を実施例1と同様の処理方法により、ブラックトナーを得た。
実施例1においてホールドアップの内圧を0.8MPaで連続乳化を行うこと以外は実施例1と同様にして比較例2のトナーを得た。次に得られた母体粒子を実施例1と同様の処理方法により、ブラックトナーを得た。
実施例及び比較例のサンプルについて画像評価を次に示す細線再現性の評価を行なうことにより行なった。
(細線再現性の評価方法)
現像剤を中間転写方式の市販カラー複写機(イマジオカラー5000;リコー社製)の定着オイル部分を除去した改造機に入れ、画像占有率7%の印字率でリコー社製6000ペーパーを用いてランニングを実施した。その時の初期10枚目の画像と3万枚目の画像の細線部を原稿と比較し、光学顕微鏡で100倍で拡大観察し、ラインの抜けの状態を段階見本と比較しながら5段階で評価した。
1〜5のうち5が一番良い評価である。
また、実施例及び比較例のホールドアップの内圧と画像ランク(画像評価)の関係を図2に示す。
画像評価についてはDv、Dv/Dpが規定値を満たしていると良い結果になっている。また、図1に示すように、ホールドアップ内圧を調整することで、狙いの粒径値で且つ狭い粒度分布のトナーが生成し、結果的に良い画像が得られることがわかった。
a 粉体−気体分離篩
B 充填用容器
b 粉体−気体分離篩
C1、C2 途中経路
S1、S2 開口面積
Claims (16)
- 少なくとも2種類以上の異なる樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナー組成物を有機溶剤に溶解または分散し、該溶解物または分散物を固体微粒子分散剤の存在する水系媒体中で連続的に乳化する乳化工程と、得られた乳化分散液から溶媒を除去してトナーを得る工程とを含むトナーの製造方法において、該乳化工程において圧力を0.005MPa〜0.7MPaとして乳化することを特徴とするトナーの製造方法。
- 乳化時の圧力を0.01MPa〜0.5MPaとすることを特徴とする請求項1記載のトナーの製造方法。
- 得られたトナーの体積分布から求めた体積基準の体積平均粒径(Dv)が3〜10μmであり、体積平均粒径を個数分布から求めた個数基準の個数平均粒径(Dp)で除した値Dv/Dpが1.05〜1.25であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナーの製造方法。
- Dv/Dpが1.05〜1.15であることを特徴とする請求項3に記載のトナーの製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか1つに記載のトナーの製造方法によって得られたトナー。
- 粉体の流動化のための気体が導入される気体導入開口部を上流部に有する密閉可能な容器状の収納粉体流動化手段と、該気体が排出される気体排出開口部を下流部に有する充填ノズルと、前記収納粉体流動化手段と充填ノズルを連結し、排出される流動化粉体の経路とを有し、該充填ノズルは充填用容器の口を密閉可能である粉体充填手段を用いた微細粉体の充填方法であって、該微細粉体として請求項5記載のトナーを用い、該収納粉体流動化手段上流の気体導入開口部及び充填ノズル下流部の気体排出開口部に、共に気体を通過させるが粉体は通過させない粉体−気体分離篩を設けたものとすることにより、該気体排出開口部の気体の流速が前記気体排出開口部の気体の流速よりも高くされて、流動化粉体が前記収納粉体流動化装置から流動化粉体の経路及び充填ノズルを経由して前記充填用容器に自然排出されることを特徴とする微細粉体の充填方法。
- 充填用粉体及び気体を収納する前記密閉可能な容器状の収納粉体流動化手段中の該粉体を気体により流動化した後、該流動化された粉体を該収納粉体流動化手段から前記経路を介して前記充填ノズルまで排出することを特徴とする請求項6に記載の微細粉体の充填方法。
- 前記収納粉体流動化手段内への追加気体の導入により、粉体の流動化が行なわれることを特徴とする請求項6に記載の微細粉体の充填方法。
- 前記収納粉体流動化手段が振動されることにより、粉体の流動化が行なわれることを特徴とする請求項6に記載の微細粉体の充填方法。
- 前記粉体の粉体流動化手段から充填ノズルまでの排出が、該粉体流動化手段内の圧力を昇圧することにより行なわれることを特徴とする請求項6〜9のいずれか1つに記載の微細粉体の充填方法。
- 前記粉体の粉体流動化手段から充填ノズルまでの排出が、該粉体流動化手段に外部圧力を加えて該粉体流動化手段の内容積を減容させることにより行なわれることを特徴とする請求項6〜9いずれか1つに記載の微細粉体の充填方法。
- 前記粉体流動化手段が、導入気体の流速を加減可能な導入気体調節弁と、前記流動化粉体の排出経路の排出粉体の流速を調節可能な排出粉体流速調節弁とを有し、前記流動化粉体の排出量及び排出程度が、該導入気体調節弁の開閉程度の調節又は/及び該排出粉体流速調節弁の開閉程度の調節により制御されることを特徴とする請求項6〜11のいずれか1つに記載の微細粉体の充填方法。
- 前記粉体流動化手段が更に、全開及び全閉自在な圧力開放弁を有し、前記流動化粉体の排出の開始及び終了が該圧力開放弁の開閉により迅速に行なわれることを特徴とする請求項12に記載の微細粉体の充填方法。
- 前記粉体流動化手段が更に、前記粉体流動化のための気体導入手段を有し、該気体導入手段が、気体を前記粉体流動化手段に送出可能に収納する圧力容器であることを特徴とする請求項6〜13のいずれか1つに記載の微細粉体の充填方法。
- 前記粉体流動化手段が更に、前記粉体流動化のための気体導入手段を有し、該気体導入手段が、逆止弁付きの送気ポンプであることを特徴とする請求項6〜14のいずれか1つに記載の微細粉体の充填方法。
- 前記粉体流動化手段が更に、前記粉体流動化のための気体導入手段との間に、気体を該粉体流動化手段内に均一に導入するための気体分配手段を有することを特徴とする請求項6〜15のいずれか1つに記載の微細粉体の充填方法。
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