JP2006152060A - Method for producing resin particulate and resin particulate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂微粒子の製造方法および樹脂微粒子に関するものである。 The present invention relates to a method for producing resin fine particles and resin fine particles.
主として樹脂材料で構成された微粒子、すなわち樹脂微粒子としては、例えば、電子写真方式を採用するプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に用いられるトナーや、粉体塗料などがある。
このような樹脂微粒子の製造方法としては、樹脂を含む分散質が分散媒中に微分散した分散液の液滴を固化することにより、樹脂微粒子を得るものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
Examples of fine particles mainly composed of a resin material, that is, resin fine particles include toners used in image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimiles that employ an electrophotographic method, and powder paints.
As a method for producing such resin fine particles, a method is known in which resin fine particles are obtained by solidifying droplets of a dispersion liquid in which a dispersoid containing a resin is finely dispersed in a dispersion medium (for example, Patent Documents). 1).
例えば、特許文献1では、樹脂を含む分散質が分散されてなる分散液をインクジェット法によりノズルから液滴として吐出し、その液滴を気流中で搬送しつつ、液滴から分散媒を除去して、樹脂微粒子を得る。その際、前記液滴中には複数個の分散質が含まれており、得られる樹脂微粒子は、複数個の分散質由来の微粒子を凝集した凝集体となる。
しかしながら、特許文献1の方法では、複数個の分散質由来の微粒子の凝集体として樹脂微粒子を得るため、前記微粒子間で分割されやすく、強度の低いものとなってしまう。また、樹脂微粒子の強度を高める目的で、分散質由来の微粒子同士を高温で溶融接合することも考えられるが、このように溶融接合した場合であっても、樹脂微粒子の強度を十分に高めるのが困難である。また、得られる樹脂微粒子は、その構成樹脂に不本意な変性が生じて、所望の特性を有することができない場合がある。
For example, in Patent Document 1, a dispersion liquid in which a dispersoid containing resin is dispersed is ejected as droplets from a nozzle by an inkjet method, and the dispersion medium is removed from the droplets while the droplets are conveyed in an air stream. Thus, resin fine particles are obtained. At that time, the droplets contain a plurality of dispersoids, and the resin fine particles obtained are aggregates obtained by agglomerating a plurality of fine particles derived from the dispersoids.
However, in the method of Patent Document 1, resin fine particles are obtained as an aggregate of fine particles derived from a plurality of dispersoids, so that the particles are easily divided between the fine particles and have low strength. Also, for the purpose of increasing the strength of the resin fine particles, it is conceivable to melt-bond the fine particles derived from the dispersoids at a high temperature. Is difficult. In addition, the resin fine particles obtained may not have the desired characteristics due to unintentional modification of the constituent resin.
また、分散液の液滴から分散媒を迅速に除去して凝集体を得るために、液滴を比較的高い温度で加熱すると、前記分散質由来の微粒子が凝集する前に微粒子同士が不本意に接合してしまう。その結果、分散媒が前記液滴の内側から除去しずらくなって、得られる凝集体に中空部が形成されたり異形状をなすものとなってしまう。その結果、得られるトナーは、粒径や形状のばらつきが大きくなってしまう。このような樹脂微粒子をトナーとして用いると、トナー像を形成する際して、トナー粒子同士を摩擦帯電させることができず、帯電不良を起こすおそれがあり、また、トナー粒子を感光ドラムに静電的に付着させる際に、転写不良を起こすおそれがある。また、このような樹脂微粒子を粉体塗料として用いると、塗装条件によっては塗膜にワキ、ピンホール等の塗膜欠陥が発生する場合がある。 In addition, when the droplets are heated at a relatively high temperature in order to quickly remove the dispersion medium from the droplets of the dispersion liquid and then the particles from the dispersoid are aggregated, the particles become unwilling. Will join. As a result, the dispersion medium is difficult to remove from the inside of the droplet, and the resulting aggregate is formed with a hollow portion or having an irregular shape. As a result, the obtained toner has large variations in particle size and shape. When such resin fine particles are used as the toner, when the toner image is formed, the toner particles cannot be frictionally charged with each other, which may cause a charging failure, and the toner particles may be electrostatically applied to the photosensitive drum. There is a risk of causing a transfer defect when it is adhered. Further, when such resin fine particles are used as a powder coating material, coating film defects such as cracks and pinholes may occur in the coating film depending on the coating conditions.
本発明の目的は、樹脂微粒子を構成する樹脂の不本意な変性を防止しながら機械的強度を優れたものとしつつ、均一な形状を有するとともに、粒度分布の幅の小さい樹脂微粒子を製造することができる樹脂微粒子の製造方法および樹脂微粒子を提供することにある。 An object of the present invention is to produce resin fine particles having a uniform shape and a small width of particle size distribution while improving mechanical strength while preventing unintentional modification of the resin constituting the resin fine particles. It is an object to provide a method for producing resin fine particles and resin fine particles.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の樹脂微粒子の製造方法は、主として樹脂材料で構成された分散質が分散媒中に微分散した分散液を用いて樹脂微粒子を製造する方法であって、
前記分散液を液滴状に吐出する工程と、
液滴状の前記分散液から前記分散媒を除去する工程とを有し、
前記分散質の表面に、前記分散質同士の凝集を防止または抑制する凝集防止層を形成することを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for producing resin fine particles of the present invention is a method for producing resin fine particles using a dispersion in which a dispersoid mainly composed of a resin material is finely dispersed in a dispersion medium,
Discharging the dispersion into droplets;
Removing the dispersion medium from the droplet-like dispersion liquid,
An aggregation preventing layer that prevents or suppresses aggregation of the dispersoids is formed on the surface of the dispersoid.
これにより、分散媒除去工程において、分散質由来の微粒子1つ1つを樹脂微粒子とすることができる。このようにして得られた樹脂微粒子は、微粒子の凝集体でないため、優れた機械的強度を有するものとなる。また、樹脂微粒子を得るのに造粒(凝集)を必要としないため、中空部が形成された粒子(中空粒子)や異形状粒子の発生を防止することができる。その結果、均一な形状を有するとともに、粒度分布の幅の小さい樹脂微粒子を効率よく製造することができる。また、機械的強度を得るために分散質由来の微粒子同士を高い温度で溶融接合する必要がないため、樹脂微粒子を構成する樹脂の不本意な変性を防止することができる。 Thereby, in the dispersion medium removing step, each fine particle derived from the dispersoid can be made into resin fine particles. Since the resin fine particles thus obtained are not aggregates of fine particles, they have excellent mechanical strength. Moreover, since granulation (aggregation) is not required to obtain resin fine particles, it is possible to prevent the generation of particles having hollow portions (hollow particles) or irregularly shaped particles. As a result, it is possible to efficiently produce resin fine particles having a uniform shape and a narrow particle size distribution. Further, since it is not necessary to melt and bond the fine particles derived from the dispersoids at a high temperature in order to obtain mechanical strength, unintentional modification of the resin constituting the resin fine particles can be prevented.
本発明の樹脂微粒子の製造方法では、前記凝集防止層の形成は、液滴状に吐出された前記分散液に、前記凝集防止層を形成すべき材料を付与することにより行うことが好ましい。
これにより、分散媒除去工程において、より確実に分散質由来の微粒子1つ1つを樹脂微粒子とすることができる。
In the method for producing resin fine particles of the present invention, the formation of the aggregation preventing layer is preferably carried out by applying a material for forming the aggregation preventing layer to the dispersion discharged in the form of droplets.
Thereby, in the dispersion medium removing step, each fine particle derived from the dispersoid can be made into the resin fine particle more reliably.
本発明の樹脂微粒子の製造方法では、前記材料の付与は、液滴状に吐出された前記分散液に対して、前記材料が微分散した層形成用液体を噴霧することにより行うことが好ましい。
これにより、容易かつ確実に凝集防止層を形成すべき材料を吐出された分散液に付与することができる。
In the method for producing resin fine particles of the present invention, it is preferable that the material is applied by spraying a layer forming liquid in which the material is finely dispersed onto the dispersion liquid discharged in the form of droplets.
Thereby, the material which should form an aggregation prevention layer easily and reliably can be provided to the discharged dispersion liquid.
本発明の樹脂微粒子の製造方法では、前記分散質の平均粒径をDm[μm]、前記層形成用液体中の前記材料の平均粒径をDc[μm]としたとき、1×10−3≦Dc/Dm≦1×10−1の関係を満足することが好ましい。
これにより、分散質の表面に確実に凝集防止層を形成することができ、液滴状の分散液中の分散質同士が凝集するのを効果的に防止することができる。そして、分散質由来の微粒子1つ1つをより確実に樹脂微粒子とすることができる。その結果、機械的強度に優れ、均一な形状の樹脂微粒子を得ることができる。
In the method for producing resin fine particles of the present invention, when the average particle size of the dispersoid is Dm [μm] and the average particle size of the material in the layer forming liquid is Dc [μm], 1 × 10 −3 It is preferable that the relationship of ≦ Dc / Dm ≦ 1 × 10 −1 is satisfied.
Thereby, the aggregation preventing layer can be reliably formed on the surface of the dispersoid, and the dispersoids in the liquid dispersion can be effectively prevented from aggregating. Then, each fine particle derived from the dispersoid can be made into a resin fine particle more reliably. As a result, resin fine particles having excellent mechanical strength and a uniform shape can be obtained.
本発明の樹脂微粒子の製造方法では、前記層形成用液体中の前記材料の平均粒径は、0.02〜1.0μmであることが好ましい。
これにより、分散質の表面に確実に凝集防止層を形成することができ、液滴状の分散液中の分散質同士が凝集するのを効果的に防止することができる。そして、分散質由来の微粒子1つ1つをより確実に樹脂微粒子とすることができる。その結果、機械的強度に優れ、均一な形状の樹脂微粒子を得ることができる。
In the method for producing resin fine particles of the present invention, the average particle size of the material in the layer forming liquid is preferably 0.02 to 1.0 μm.
Thereby, the aggregation preventing layer can be reliably formed on the surface of the dispersoid, and the dispersoids in the liquid dispersion can be effectively prevented from aggregating. Then, each fine particle derived from the dispersoid can be made into a resin fine particle more reliably. As a result, resin fine particles having excellent mechanical strength and a uniform shape can be obtained.
本発明の樹脂微粒子の製造方法では、前記凝集防止層は、主として、フッ素樹脂で構成されることが好ましい。
これにより、分散質同士の凝集をより確実に防止することができる。
本発明の樹脂微粒子の製造方法では、前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。
これにより、分散質同士の凝集をより確実に防止することができる。
In the method for producing resin fine particles of the present invention, it is preferable that the aggregation preventing layer is mainly composed of a fluororesin.
Thereby, aggregation of dispersoids can be prevented more reliably.
In the method for producing resin fine particles of the present invention, the fluororesin is preferably polytetrafluoroethylene.
Thereby, aggregation of dispersoids can be prevented more reliably.
本発明の樹脂微粒子の製造方法では、吐出された液滴状の前記分散液の平均粒径をDd[μm]、前記分散質の平均粒径をDm[μm]としたとき、0.5<Dm/Dd<1.0の関係を満足することが好ましい。
これにより、吐出された分散液に2個以上の分散質が含まれるのを防止することができる。その結果、液滴状の分散液は、分散媒中に1個の分散質を含むものか、分散質を含まず実質的に分散媒のみで構成されたものとすることができる。これにより、分散質同士が凝集するのをより確実に防止することができ、機械的強度に優れ、均一な形状の樹脂微粒子を得ることができる。
In the method for producing resin fine particles of the present invention, when the average particle diameter of the discharged liquid droplet is Dd [μm] and the average particle diameter of the dispersoid is Dm [μm], 0.5 < It is preferable that the relationship of Dm / Dd <1.0 is satisfied.
Thereby, it is possible to prevent two or more dispersoids from being included in the discharged dispersion liquid. As a result, the liquid dispersion in the form of droplets can contain one dispersoid in the dispersion medium, or can be substantially composed of only the dispersion medium without containing the dispersoid. Thereby, it is possible to more reliably prevent the dispersoids from aggregating with each other, and it is possible to obtain resin particles having excellent mechanical strength and a uniform shape.
本発明の樹脂微粒子の製造方法では、前記分散媒を除去する工程において、前記分散媒の沸点未満の温度で加熱することにより、前記分散媒を除去することが好ましい。
これにより、分散媒除去工程において、分散質由来の微粒子同士が接合・凝集するのをより効果的に防止しつつ、分散媒を効率よく除去することができ、得られる樹脂微粒子の形状の均一性、安定性を十分に高いものとすることができる。その結果、各粒子間での形状、大きさのバラツキがより小さい樹脂微粒子を得ることができるとともに、製造される樹脂微粒子を真球度の高いもの(幾何学的に完全な球形に近い形状)にすることが比較的容易にできる。
In the method for producing resin fine particles of the present invention, in the step of removing the dispersion medium, it is preferable to remove the dispersion medium by heating at a temperature lower than the boiling point of the dispersion medium.
As a result, in the dispersion medium removal step, the dispersion medium can be efficiently removed while more effectively preventing the fine particles derived from the dispersoids from joining and aggregating, and the shape uniformity of the resulting resin fine particles , The stability can be made sufficiently high. As a result, it is possible to obtain resin fine particles with less variation in shape and size between the particles, and to produce resin fine particles with high sphericity (geometrically perfect sphere shape). Can be made relatively easy.
本発明の樹脂微粒子の製造方法では、前記樹脂微粒子は、トナー粒子であることが好ましい。
これにより、トナーを構成する樹脂の不本意な変性を防止しながら機械的強度を優れたものとしつつ、均一な形状を有するとともに、粒度分布の幅の小さいトナーを提供することができる。その結果、画像形成に際し、優れた帯電特性および転写特性を発揮して、極めて良好化画像を得ることができる。
In the method for producing resin fine particles of the present invention, the resin fine particles are preferably toner particles.
Thus, it is possible to provide a toner having a uniform shape and a small width of particle size distribution while improving mechanical strength while preventing unintentional modification of the resin constituting the toner. As a result, when forming an image, it is possible to obtain an excellent image by exhibiting excellent charging characteristics and transfer characteristics.
本発明の樹脂微粒子の製造方法では、前記樹脂微粒子は、粉体塗料であることが好ましい。
これにより、粉体塗料を構成する樹脂の不本意な変性を防止しながら機械的強度を優れたものとしつつ、均一な形状を有するとともに、粒度分布の幅の小さい粉体塗料を提供することができる。特に、中空粒子や異形状粒子の発生を防止することができるので、粉体塗料を用いて塗膜を形成した際に、当該塗膜にピンホールや中抜けが発生するのを防止することができる。
In the method for producing resin fine particles of the present invention, the resin fine particles are preferably a powder paint.
Accordingly, it is possible to provide a powder coating material having a uniform shape and a small width of particle size distribution while improving mechanical strength while preventing unintentional modification of the resin constituting the powder coating material. it can. In particular, since the generation of hollow particles and irregularly shaped particles can be prevented, when a coating film is formed using a powder coating material, it is possible to prevent pinholes and voids from occurring in the coating film. it can.
本発明の樹脂微粒子は、本発明の樹脂微粒子の製造方法によって製造されたことを特徴とする。
これにより、樹脂微粒子を構成する樹脂の不本意な変性を防止しながら機械的強度を優れたものとしつつ、均一な形状を有するとともに、粒度分布の幅の小さい樹脂微粒子を提供することができる。
The resin fine particles of the present invention are produced by the method for producing resin fine particles of the present invention.
Accordingly, it is possible to provide resin fine particles having a uniform shape and a small width of particle size distribution while improving mechanical strength while preventing unintentional modification of the resin constituting the resin fine particles.
本発明の樹脂微粒子では、下記式(I)で表される平均円形度Rが0.95以上であることが好ましい。
R=L0/L1・・・(I)
(ただし、式中、L1[μm]は、測定対象の樹脂微粒子の投影像の周囲長、L0[μm]は、測定対象の樹脂微粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。)
これにより、例えば、樹脂微粒子をトナーに適用した場合、各トナー粒子間での帯電特性、定着特性等の特性のバラツキが特に小さくなり、トナー全体としての信頼性がさらに向上する。
In the resin fine particles of the present invention, the average circularity R represented by the following formula (I) is preferably 0.95 or more.
R = L 0 / L 1 (I)
(Where, L 1 [μm] is the circumference of the projected image of the resin fine particle to be measured, and L 0 [μm] is the circumference of a perfect circle having an area equal to the area of the projected image of the resin fine particle to be measured) Represents length)
Thereby, for example, when resin fine particles are applied to the toner, variations in characteristics such as charging characteristics and fixing characteristics among the toner particles are particularly reduced, and the reliability of the entire toner is further improved.
本発明の樹脂微粒子では、各粒子間での平均円形度の標準偏差が0.015以下であることが好ましい。
これにより、例えば、樹脂微粒子をトナーに適用した場合、各トナー粒子間での帯電特性、定着特性等の特性のバラツキが特に小さくなり、トナー全体としての信頼性がさらに向上する。
In the resin fine particles of the present invention, the standard deviation of the average circularity between the particles is preferably 0.015 or less.
Thereby, for example, when resin fine particles are applied to the toner, variations in characteristics such as charging characteristics and fixing characteristics among the toner particles are particularly reduced, and the reliability of the entire toner is further improved.
本発明の樹脂微粒子では、かさ密度が、0.34g/cm3以上であることが好ましい。
これにより、例えば、樹脂微粒子をトナーに適用した場合、帯電特性や耐久性に優れたものとすることができる。また、同一容積のカートリッジ内へのトナーの充填量をより多くすることができ、また、カートリッジの小型化を図ることができる。
In the resin fine particles of the present invention, the bulk density is preferably 0.34 g / cm 3 or more.
Thereby, for example, when resin fine particles are applied to toner, it is possible to achieve excellent charging characteristics and durability. Further, it is possible to increase the amount of toner filled in the cartridge of the same volume, and to reduce the size of the cartridge.
以下、添付図面に基づいて、本発明の樹脂微粒子の製造方法および樹脂微粒子の好適な実施形態を詳細に説明する。
本発明の樹脂微粒子の製造方法で得られる樹脂微粒子は、主として樹脂材料で構成されたものであればいかなるものであってもよいが、各種樹脂微粒子の中でも、電子写真方式を採用するプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられるトナーは、各粒子間での大きさ、形状の均一性がより厳密に求められるものであり、本発明に適用することによる効果が特に顕著に現れるものである。したがって、以下の説明では、樹脂微粒子の一例として代表的にトナー粒子を挙げて、説明する。なお、本明細書中において、「樹脂微粒子」とは、主として樹脂材料で構成された粒子(粉末)のことを指し、樹脂材料以外の成分を含むものであってもよい。
Hereinafter, based on an accompanying drawing, a resin fine particle manufacturing method of the present invention and a suitable embodiment of resin fine particles are described in detail.
The resin fine particles obtained by the method for producing resin fine particles of the present invention may be any resin particles as long as they are mainly composed of a resin material. Among various resin fine particles, printers and copying machines that employ an electrophotographic method. Toners used in image forming apparatuses such as printers and facsimiles are required to have a more uniform size and shape uniformity among particles, and the effects of applying the present invention are particularly prominent. It is. Therefore, in the following description, toner particles will be representatively described as an example of resin fine particles. In the present specification, “resin fine particles” refers to particles (powder) mainly composed of a resin material, and may include components other than the resin material.
[分散液]
まず、本発明で用いる分散液6について説明する。
本発明の樹脂微粒子は、分散液6を用いて製造されるものである。なお、以下の説明では、本発明の樹脂微粒子をトナーに適用した場合について説明する。
分散液6としては、例えば、懸濁液(サスペンション)や乳化液(エマルション、乳濁液、乳状液)等が挙げられる。なお、本明細書中において、「懸濁液」とは、液状の分散媒中に、固体(固形)の分散質(懸濁粒子)が分散した分散液(懸濁コロイドを含む)のことを指し、「乳化液(エマルション、乳濁液、乳状液)」とは、液状の分散媒中に、液状の分散質(分散粒子)が分散した分散液のことを指す。また、分散液中には、固体状の分散質と、液状の分散質とが併存していてもよい。このような場合、分散液中における分散質のうち、固体状の分散質の占める割合が液状の分散質の占める割合よりも大きいものを懸濁液といい、液状の分散質の占める割合が固体状の分散質の占める割合よりも大きいものを乳化液という。また、特に、本発明で用いる分散液は脱気処理が施されたものであるのが好ましい。脱気処理については、後に詳述する。
分散液6は、分散媒62中に分散質(分散相)61が微分散した構成となっている。
[Dispersion]
First, the
The resin fine particles of the present invention are produced using the
Examples of the
The
<分散媒>
分散媒62は、後述する分散質61を分散可能なものであればいかなるものであってもよいが、主として、一般に溶媒として用いられているような材料(以下、「溶媒材料」ともいう)で構成されたものであるのが好ましい。
このような材料としては、例えば、水、二硫化炭素、四塩化炭素等の無機溶媒や、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルイソプロピルケトン(MIPK)、シクロヘキサノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、n−ヘキサノール、シクロヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、2−メトキシエタノール、アリルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロピラン(THP)、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、2−メトキシエタノール等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、オクタン、ジデカン、メチルシクロヘキセン、イソプレン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、エチルベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、フルフリルアルコール等の芳香族複素環化合物系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化合物系溶媒、アセチルアセトン、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸イソペンチル、クロロ酢酸エチル、クロロ酢酸ブチル、クロロ酢酸イソブチル、ギ酸エチル、ギ酸イソブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、安息香酸エチル等のエステル系溶媒、トリメチルアミン、ヘキシルアミン、トリエチルアミン、アニリン等のアミン系溶媒、アクリロニトリル、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、ニトロメタン、ニトロエタン等のニトロ系溶媒、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ペンタナール、アクリルアルデヒド等のアルデヒド系溶媒等の有機溶媒等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を混合したものを用いることができる。
<Dispersion medium>
The
Examples of such materials include inorganic solvents such as water, carbon disulfide, and carbon tetrachloride, methyl ethyl ketone (MEK), acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl isopropyl ketone (MIPK), cyclohexanone, Ketone solvents such as 3-heptanone and 4-heptanone, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, i-butanol, t-butanol, 3-methyl-1-butanol, 1-pentanol, 2- Alcohol solvents such as pentanol, n-hexanol, cyclohexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-methoxyethanol, allyl alcohol, furfuryl alcohol, phenol, diethyl ether, dipropyl ether Ether solvents such as diisopropyl ether, dibutyl ether, 1,2-dimethoxyethane (DME), 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran (THP), anisole, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), 2-methoxyethanol Cellosolve solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, phenyl cellosolve, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, pentane, heptane, cyclohexane, methylcyclohexane, octane, didecane, methylcyclohexene, isoprene, toluene, xylene, benzene, ethylbenzene , Aromatic hydrocarbon solvents such as naphthalene, pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene, 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methyl Aromatic heterocyclic compound solvents such as pyridine and furfuryl alcohol, amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF) and N, N-dimethylacetamide (DMA), dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, Halogenated solvents such as trichloroethylene and chlorobenzene, acetylacetone, ethyl acetate, methyl acetate, isopropyl acetate, isobutyl acetate, isopentyl acetate, ethyl chloroacetate, butyl chloroacetate, isobutyl chloroacetate, ethyl formate, isobutyl formate, ethyl acrylate, methacrylic acid Ester solvents such as methyl acid, ethyl benzoate, amine solvents such as trimethylamine, hexylamine, triethylamine, aniline, nitrile solvents such as acrylonitrile, acetonitrile, nitromethane, Examples include nitro solvents such as nitroethane, organic solvents such as aldehyde solvents such as acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, pentanal, and acrylic aldehyde. A mixture of one or more selected from these is used. be able to.
上記の材料の中でも、分散媒62としては、主として水および/または水との相溶性に優れる液体(例えば、25℃における水100gに対する溶解度が30g以上の液体)で構成されたものであるのが好ましい。これにより、例えば、分散媒62中における分散質61の分散性を高めることができ、分散液6中における分散質61を、粒径が比較的小さく、かつ、大きさのバラツキの少ないものとすることができる。その結果、最終的に得られるトナー、すなわち樹脂微粒子は、粒子間での大きさ、形状のバラツキが小さく、円形度の大きいものとなる。また、特に、分散媒62が、水で構成されたものであると、例えば、トナーの製造工程において、実質的に有機溶媒を揮発しないようにすることができる。その結果、環境に対して悪影響を極めて与えにくい方法、すなわち、環境に優しい方法でトナーを製造することができる。
Among the above materials, the
また、分散媒62の構成材料として複数の成分の混合物を用いる場合、分散媒の構成材料としては、前記混合物を構成する少なくとも2種の成分の間で、共沸混合物(最低沸点共沸混合物)を形成し得るものを用いるのが好ましい。これにより、後述するトナー製造装置1の搬送部3において、分散媒62を効率良く除去することが可能となる。また、後述するトナー製造装置1の搬送部3において、比較的低い温度で分散媒62を除去することが可能となり、最終的に得られるトナー(トナー粒子)の特性の劣化をより効果的に防止できる。例えば、水との間で、共沸混合物を形成し得る液体としては、二硫化炭素、四塩化炭素、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、シクロヘキサノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、n−ヘキサノール、シクロヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、2−メトキシエタノール、アリルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、1,4−ジオキサン、アニソール、2−メトキシエタノール、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、オクタン、ジデカン、メチルシクロヘキセン、イソプレン、トルエン、ベンゼン、エチルベンゼン、ナフタレン、ピリジン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、フルフリルアルコール、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロベンゼン、アセチルアセトン、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸イソペンチル、クロロ酢酸エチル、クロロ酢酸ブチル、クロロ酢酸イソブチル、ギ酸エチル、ギ酸イソブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、安息香酸エチル、トリメチルアミン、ヘキシルアミン、トリエチルアミン、アニリン、アクリロニトリル、アセトニトリル、ニトロメタン、ニトロエタン、アクリルアルデヒド等が挙げられる。
When a mixture of a plurality of components is used as the constituent material of the
また、分散媒62の沸点は、特に限定されないが、180℃以下であるのが好ましく、150℃以下であるのがより好ましく、35〜130℃であるのがさらに好ましい。このように、分散媒62の沸点が比較的低いものであると、後述するトナー製造装置1の搬送部3において、分散媒62を比較的容易に除去することが可能となる。また、分散媒62としてこのような材料を用いることにより、最終的に得られるトナー粒子中における分散媒62の残留量を特に少ないものにすることができる。その結果トナーとしての信頼性がさらに高まる。
なお、分散媒62中には、上述した材料以外の成分が含まれていてもよい。例えば、分散媒62中には、後に分散質61の構成成分として例示する材料や、シリカ、酸化チタン、酸化鉄等の無機系微粉末、脂肪酸、脂肪酸金属塩等の有機系微粉末等の各種添加剤等が含まれていてもよい。
Further, the boiling point of the
The
<分散質>
分散質61は、通常、少なくとも、主成分としての樹脂またはその前駆体(以下、これらを総称して、「樹脂材料」とも言う)を含む材料で構成されている。樹脂の前駆体としては、例えば、当該樹脂のモノマー、ダイマー、オリゴマー等が挙げられる。
以下、分散質61の構成材料について説明する。
<Dispersed quality>
The
Hereinafter, the constituent material of the
1.樹脂(バインダー樹脂)
樹脂(バインダー樹脂)としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、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またはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、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、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。また、後述するトナー製造装置1の搬送部3において、分散質61中の原料を重合反応させることによりトナーを製造する場合には、通常、上記の樹脂材料のモノマー、ダイマー、オリゴマー等を用いる。
1. Resin (binder resin)
Examples of the resin (binder resin) include (meth) acrylic resin, polycarbonate resin, polystyrene, poly-α-methylstyrene, chloropolystyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, and 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 acid Styrene or styrene substitution with styrenic resins such as ester-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-methyl chloroacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer Unipolymerization involving the body Body or copolymer, polyester resin, epoxy resin, urethane modified epoxy resin, silicone modified epoxy resin, vinyl chloride resin, rosin modified maleic acid 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, etc., and one or a combination of two or more of these may be used. Can do. In addition, when the toner is manufactured by polymerizing the raw material in the
分散質61の構成材料として熱硬化性樹脂を用いた場合、後述する分散媒除去工程において、異形状の樹脂微粒子、特に、樹脂微粒子9同士の接合による異形状の樹脂微粒子を効果的に防止することができるので、その結果、各粒子間での形状、大きさのバラツキがさらに小さい樹脂微粒子を得ることができる。
分散質61中における樹脂の含有量は、特に限定されないが、2〜98wt%であるのが好ましく、5〜95wt%であるのがより好ましい。
When a thermosetting resin is used as the constituent material of the
The content of the resin in the
また、分散質61を構成する樹脂のガラス転移点は、50〜70℃であるのが好ましい。これにより、後述する分散媒除去工程において、好適な樹脂微粒子9を効率良く得ることができる。なお、分散質61を構成する樹脂材料が複数種の樹脂材料(樹脂成分)で構成されたものである場合、樹脂のガラス転移点として、分散質61の主成分をなす樹脂(成分)のガラス転移点を採用する。
また、分散質61を構成する樹脂の融点は、90〜150℃であるのが好ましい。これにより、後述する分散媒除去工程を効率良く行うことができる。なお、分散質61を構成する樹脂材料が複数種の樹脂材料(樹脂成分)で構成されたものである場合、樹脂の融点として、分散質61の主成分をなす樹脂(成分)の融点を採用する。
Moreover, it is preferable that the glass transition point of resin which comprises the
Moreover, it is preferable that melting | fusing point of resin which comprises the
2.溶媒
分散質61中には、その成分の少なくとも一部を溶解する溶媒が含まれていてもよい。これにより、例えば、分散液6中における分散質61の流動性を高めることができ、分散液6中における分散質61を、粒径が比較的小さく、かつ、大きさのバラツキの少ないものとすることができる。その結果、最終的に得られるトナー(トナー粒子)は、粒子間での大きさ、形状のバラツキが小さく、円形度の大きいものとなる。
2. Solvent The
溶媒としては、分散質61を構成する成分の少なくとも一部を溶解するものであればいかなるものであってもよいが、後述するトナー製造装置1の搬送部3において、容易に除去されるものであるのが好ましい。
また、溶媒は、前述した分散媒62との相溶性が低いもの(例えば、25℃における分散媒100gに対する溶解度が30g以下のもの)であるのが好ましい。これにより、分散液6中において、分散質61を安定した状態で微分散させることができる。
また、溶媒の組成は、例えば、前述した樹脂、着色剤の組成や、分散媒の組成等に応じて適宜選択することができる。
The solvent may be any solvent as long as it dissolves at least a part of the components constituting the
The solvent is preferably a solvent having low compatibility with the
Moreover, the composition of the solvent can be appropriately selected according to, for example, the composition of the resin and the colorant described above, the composition of the dispersion medium, and the like.
例えば、溶媒としては、水、二硫化炭素、四塩化炭素等の無機溶媒や、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルイソプロピルケトン(MIPK)、シクロヘキサノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、n−ヘキサノール、シクロヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、2−メトキシエタノール、アリルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロピラン(THP)、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、2−メトキシエタノール等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、オクタン、ジデカン、メチルシクロヘキセン、イソプレン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、エチルベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、フルフリルアルコール等の芳香族複素環化合物系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化合物系溶媒、アセチルアセトン、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸イソペンチル、クロロ酢酸エチル、クロロ酢酸ブチル、クロロ酢酸イソブチル、ギ酸エチル、ギ酸イソブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、安息香酸エチル等のエステル系溶媒、トリメチルアミン、ヘキシルアミン、トリエチルアミン、アニリン等のアミン系溶媒、アクリロニトリル、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、ニトロメタン、ニトロエタン等のニトロ系溶媒、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ペンタナール、アクリルアルデヒド等のアルデヒド系溶媒等の有機溶媒等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を混合したものを用いることができる。この中でも特に、有機溶媒を含むものであるのが好ましく、エーテル系溶媒、セロソルブ系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族複素環化合物系溶媒、アミド系溶媒、ハロゲン化合物系溶媒、エステル系溶媒、ニトリル系溶媒、ニトロ系溶媒、アルデヒド系溶媒から選択される1種または2種以上を含むものであるのがより好ましい。このような溶媒を用いることにより、分散質61中において、比較的容易に、前述したような各成分を十分均一に分散させることができる。
Examples of the solvent include inorganic solvents such as water, carbon disulfide, and carbon tetrachloride, methyl ethyl ketone (MEK), acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl isopropyl ketone (MIPK), cyclohexanone, and 3-heptanone. , Ketone solvents such as 4-heptanone, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, i-butanol, t-butanol, 3-methyl-1-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, Alcohol solvents such as n-hexanol, cyclohexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-methoxyethanol, allyl alcohol, furfuryl alcohol, phenol, diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl Ether solvents such as pyr ether, dibutyl ether, 1,2-dimethoxyethane (DME), 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran (THP), anisole, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), 2-methoxyethanol Cellosolve solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, phenyl cellosolve, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, pentane, heptane, cyclohexane, methylcyclohexane, octane, didecane, methylcyclohexene, isoprene, toluene, xylene, benzene, ethylbenzene , Aromatic hydrocarbon solvents such as naphthalene, pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene, 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine Aromatic heterocyclic compound solvents such as furfuryl alcohol, amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMA), dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, trichlorethylene, Halogenated solvents such as chlorobenzene, acetylacetone, ethyl acetate, methyl acetate, isopropyl acetate, isobutyl acetate, isopentyl acetate, ethyl chloroacetate, butyl chloroacetate, isobutyl chloroacetate, ethyl formate, isobutyl formate, ethyl acrylate, methyl methacrylate Ester solvents such as ethyl benzoate, amine solvents such as trimethylamine, hexylamine, triethylamine and aniline, nitrile solvents such as acrylonitrile and acetonitrile, nitromethane, nitroethane Organic solvents such as nitro solvents such as aldehyde, aldehyde solvents such as acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, pentanal, acrylic aldehyde, etc. are used, and one or a mixture of two or more selected from these is used. be able to. Among these, those containing an organic solvent are preferred, and ether solvents, cellosolve solvents, aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, aromatic heterocyclic compounds solvents, amide solvents, halogen compound solvents. More preferably, the solvent contains one or more selected from a solvent, an ester solvent, a nitrile solvent, a nitro solvent, and an aldehyde solvent. By using such a solvent, the above-described components can be dispersed sufficiently uniformly in the
また、分散液6中には、通常、着色剤が含まれている。着色剤としては、例えば、顔料、染料等を使用することができる。このような顔料、染料としては、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(C.I.No.77266)、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.アシッドブルー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1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。このような着色剤は、通常、分散液6においては、分散質61中に含まれる。
In addition, the
分散液6中における着色剤の含有量は、特に限定されないが、0.1〜10wt%であるのが好ましく、0.3〜3.0wt%であるのがより好ましい。着色剤の含有量が前記下限値未満であると、着色剤の種類によっては、十分な濃度の可視像を形成するのが困難になる可能性がある。一方、着色剤の含有量が前記上限値を超えると、最終的に得られるトナーの定着特性や帯電特性が低下する可能性がある。
The content of the colorant in the
また、分散液6中には、ワックスが含まれていてもよい。ワックスは、通常、離型性を向上させる目的で用いられるものである。このようなワックスとしては、例えば、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、綿ロウ、木ロウ等の植物系ワックス・ロウ、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス・ロウ、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン等の鉱物系ワックス・ロウ、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、ペトロラタム等の石油ワックス・ロウ等の天然ワックス・ロウや、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス(ポリエチレン樹脂)、ポリプロピレンワックス(ポリプロピレン樹脂)、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合成炭化水素ワックス、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、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス・ロウ等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。また、ワックスとしては、さらに低分子量の結晶性高分子樹脂を使用してもよく、例えば、ポリn−ステアリルメタクリレート、ポリn−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等を使用することもできる。
Further, the
分散液6中におけるワックスの含有量は、特に限定されないが、1.0wt%以下であるのが好ましく、0.5wt%以下であるのがより好ましい。ワックスの含有量が多すぎると、最終的に得られるトナー粒子中において、ワックスが遊離、粗大化して、トナー粒子表面へのワックスのしみ出し等が顕著に起こり、トナーの転写効率が低下する傾向を示す。
The wax content in the
ワックスの軟化点は、特に限定されないが、50〜180℃であるのが好ましく、60〜160℃であるのがより好ましい。
また、分散液6中には、これら以外の成分が含まれていてもよい。このような成分としては、例えば、乳化分散剤、帯電制御剤、磁性粉末等が挙げられる。この中でも、乳化分散剤を用いた場合、例えば、分散液6中における分散質61の分散性を向上させることが可能となる。ここで、乳化分散剤としては、例えば、乳化剤、分散剤、分散助剤等が挙げられる。
The softening point of the wax is not particularly limited, but is preferably 50 to 180 ° C, and more preferably 60 to 160 ° C.
Further, the
分散剤としては、例えば、燐酸三カルシウム等の無機系分散剤、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール等の非イオン性有機分散剤、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)、ポリアクリル酸金属塩(例えば、ナトリウム塩等)、ポリメタクリル酸金属塩(例えば、ナトリウム塩等)、ポリマレイン酸金属塩(例えば、ナトリウム塩等)、アクリル酸−マレイン酸共重合体金属塩(例えば、ナトリウム塩等)、ポリスチレンスルホン酸金属塩(例えば、ナトリウム塩等)等のアニオン性有機分散剤、4級アンモニウム塩等のカチオン性有機分散剤等が挙げられる。この中でも、非イオン性有機分散剤またはアニオン性有機分散剤が特に好ましい。 Examples of the dispersant include inorganic dispersants such as tricalcium phosphate, nonionic organic dispersants such as polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, and polyethylene glycol, metal tristearate (for example, aluminum salt), and metal distearate. Salt (eg, aluminum salt, barium salt, etc.), stearic acid metal salt (eg, calcium salt, lead salt, zinc salt, etc.), linolenic acid metal salt (eg, cobalt salt, manganese salt, lead salt, zinc salt, etc.) , Octanoic acid metal salts (eg, aluminum salts, calcium salts, cobalt salts, etc.), oleic acid metal salts (eg, calcium salts, cobalt salts, etc.), palmitic acid metal salts (eg, zinc salts, etc.), naphthenic acid metal salts (For example, calcium salt, cobalt salt, manganese salt, lead salt, zinc salt, etc.), Resin metal salt (example Calcium salt, cobalt salt, manganese lead salt, zinc salt, etc.), polyacrylic acid metal salt (eg, sodium salt), polymethacrylic acid metal salt (eg, sodium salt), polymaleic acid metal salt (eg, Sodium salts, etc.), anionic organic dispersants such as acrylic acid-maleic acid copolymer metal salts (eg, sodium salts), polystyrene sulfonic acid metal salts (eg, sodium salts), etc., cations such as quaternary ammonium salts Organic dispersants and the like. Among these, nonionic organic dispersants or anionic organic dispersants are particularly preferable.
分散液6中における分散剤の含有量は、特に限定されないが、3.0wt%以下であるのが好ましく、0.01〜1.0wt%であるのがより好ましい。
また、分散助剤としては、例えば、アニオン、カチオン、非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
分散助剤は、分散剤と併用するものであるのが好ましい。分散液6が分散剤を含むものである場合、分散液6中における分散助剤の含有量は、特に限定されないが、2.0wt%以下であるのが好ましく、0.005〜0.5wt%であるのがより好ましい。
The content of the dispersant in the
Examples of the dispersion aid include anions, cations, and nonionic surfactants.
The dispersing aid is preferably used in combination with a dispersing agent. When the
前記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、ニトロフミン酸等が挙げられる。
前記磁性粉末としては、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。
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, Examples thereof include alkyl pyridinium salts, chlorinated polyesters, and nitrohumic acid.
Examples of the magnetic powder include magnetite, maghemite, various ferrites, cupric oxide, nickel oxide, zinc oxide, zirconium oxide, titanium oxide, magnesium oxide, and other metal oxides such as Fe, Co, and Ni. The thing comprised with the magnetic material containing a magnetic metal etc. are mentioned.
また、分散液6中には、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、酸化セリウム等が添加されていてもよい。
また、分散液6中には、分散質61以外の成分が、不溶分として分散していてもよい。例えば、分散液6中には、シリカ、酸化チタン、酸化鉄等の無機系微粉末、脂肪酸、脂肪酸金属塩等の有機系微粉末等が分散していてもよい。
In addition to the above materials, for example, zinc stearate, zinc oxide, cerium oxide or the like may be added to the
In addition, components other than the
分散液6中における分散質61の平均粒径は、特に限定されないが、0.5〜9μmであるのが好ましく、0.5〜5μmであるのがより好ましい。
分散液6中における分散質61の含有量は、特に限定されないが、1〜99wt%であるのが好ましく、5〜95wt%であるのがより好ましい。
分散液6中においては、分散質61は、固体状のものであってもよいし、液状のものであってもよいし、これらが併存していてもよい。すなわち、分散液6は懸濁液であってもよいし、乳化液であってもよい。
Although the average particle diameter of the
The content of the
In the
分散質61が液状(例えば、溶液状態、溶融状態)のものである場合、分散媒62中に微分散した分散質61の平均粒径を、比較的容易に、上記のような範囲の値にすることができる。また、分散質61が液状のものである場合、各分散質61間での形状、大きさのバラツキを特に小さいものとすることができるため、最終的に得られるトナーは、各トナー粒子間での形状、大きさのバラツキが特に小さいものとなる。
When the
一方、分散質61が固体状のものである場合、最終的に得られるトナー中に溶媒等の不要成分が残存するのをより効果的に防止することができる。その結果、トナーの信頼性は特に優れたものとなる。また、分散質61が固体状のものである場合、すなわち、分散液6が懸濁液である場合、例えば、分散液6としての懸濁液は、乳化液を経由して調製されたものであってもよい。これにより、上述したような、分散質61が固体状のものである場合の利点を十分に発揮しつつ、分散質61が液状のものである場合の利点も効果的に発揮される。
On the other hand, when the
また、分散液6が乳化液(エマルション)である場合、当該分散液6は、O/W型エマルション、すなわち、水性の分散媒62中に、油性(ここでは、水に対する溶解度が小さい液体のことを指す)の分散質61が分散したものであるのが好ましい。これにより、各粒子間での形状、大きさのバラツキが小さいトナーを安定的に製造することができる。また、分散媒62に水性の液体を用いることにより、後述するようなトナー製造装置1の搬送部3における有機溶媒の揮発量を少なく、または実質的に有機溶媒を揮発しないものとすることができる。その結果、環境に対して悪影響を極めて与えにくい方法でトナーを製造することができる。
Further, when the
以上説明したような分散液6は、例えば、以下のような方法(第1の方法)を用いて調製することができる。
まず、水または水との相溶性に優れる液体(水溶性の液体)に、必要に応じて分散剤および/または分散媒を添加した水性溶液を用意する。
一方、トナーの主成分となる樹脂またはその前駆体(以下、これらを総称して、「樹脂材料」とも言う)を含む樹脂液を調製する。樹脂液の調製には、例えば、樹脂材料に加えて前述した溶媒を用いてもよい。また、樹脂液は、樹脂材料を加熱することにより得られる溶融した液体であってもよい。
The
First, an aqueous solution in which a dispersant and / or a dispersion medium is added to water or a liquid excellent in compatibility with water (water-soluble liquid) as necessary is prepared.
On the other hand, a resin liquid containing a resin as a main component of the toner or a precursor thereof (hereinafter collectively referred to as “resin material”) is prepared. For the preparation of the resin liquid, for example, the above-described solvent may be used in addition to the resin material. The resin liquid may be a molten liquid obtained by heating a resin material.
次に、上記樹脂液を、攪拌した状態の水性溶液中に、徐々に滴下しながら加えていくことにより、水性の分散媒62中に、樹脂材料を含む分散質61が分散した分散液6が得られる。このような方法で、分散液6を調製することにより、分散液6中における分散質61の円形度をさらに高めることができる。その結果、最終的に得られるトナー粒子は、円形度が特に高く、各粒子間での形状のバラツキが特に小さいものとなる。なお、樹脂液の滴下を行う際、水性溶液および/または樹脂液を加熱してもよい。また、樹脂液の調製に溶媒を用いた場合、例えば、上記のような滴下を行った後に、得られた分散液6を加熱したり、減圧雰囲気下に置くこと等により、分散質61中に含まれる溶媒の少なくとも一部を除去してもよい。例えば、分散質61中に含まれる溶媒の大部分を除去することにより、分散液6を懸濁液として得ることができる。
Next, the
以上、分散液6の調製方法の一例について説明したが、分散液はこのような方法により調製されたものに限定されない。例えば、分散液6は、以下のような方法(第2の方法)によっても、調製することができる。
まず、水または水との相溶性に優れる液体に、必要に応じて分散剤および/または分散媒を添加した水性溶液を用意する。
一方、樹脂材料を含む、粉末状または粒状の材料を用意する。
次に、この粉末状または粒状の材料を、攪拌した状態の水性溶液中に、徐々に投入していくことにより、水性の分散媒62中に、樹脂材料を含む分散質61が分散した分散液6が得られる。このような方法で、分散液6を調製した場合、後述するようなトナー製造装置1の搬送部3において、実質的に有機溶媒を揮発しないようにすることができる。その結果、環境に対して悪影響を極めて与えにくい方法でトナーを製造することができる。なお、前記材料を投入する際、例えば、水性溶液を加熱しておいてもよい。
As mentioned above, although the example of the preparation method of the
First, an aqueous solution is prepared by adding a dispersant and / or a dispersion medium as necessary to water or a liquid having excellent compatibility with water.
On the other hand, a powdery or granular material containing a resin material is prepared.
Next, a dispersion liquid in which the
また、分散液6は、以下のような方法(第3の方法)によっても、調製することができる。
まず、少なくとも樹脂材料を分散してなる樹脂分散液と、少なくとも着色剤を分散してなる着色剤分散液とを調製する。
次に、樹脂分散液と、着色剤分散液とを混合・攪拌する。このとき、必要に応じて、攪拌しながら無機金属塩等の凝集剤を加えてもよい。
所定時間、攪拌することにより、樹脂材料、着色剤等が凝集した凝集物が形成される。その結果、前記凝集物が分散質61として分散した分散液6が得られる。
The
First, a resin dispersion in which at least a resin material is dispersed and a colorant dispersion in which at least a colorant is dispersed are prepared.
Next, the resin dispersion and the colorant dispersion are mixed and stirred. At this time, if necessary, an aggregating agent such as an inorganic metal salt may be added while stirring.
By stirring for a predetermined time, an aggregate in which the resin material, the colorant and the like are aggregated is formed. As a result, a
また、上記のような分散液の調製方法において、樹脂材料(結着樹脂)を含む混練物を用いてもよい。すなわち、上述した第1の方法、第3の方法での「樹脂材料」として、樹脂材料を含む混練物を用いてもよいし、第2の方法での「粉末状または粒状の材料」として、樹脂材料を含む混練物を用いてもよい。これにより、例えば、トナー粒子を、各構成成分がより均一に混ざり合ったものとして得ることができる。特に、トナーの構成成分として、分散性、相溶性に劣る2種以上の成分を含む場合であっても、上記のような効果を得ることができる。なお、混練物としては、例えば、樹脂成分以外の成分(例えば、着色剤、ワックス、帯電制御剤等の成分)を含むものを用いることができる。これにより、上記のような効果はさらに顕著なものとなる。 In the method for preparing a dispersion as described above, a kneaded material containing a resin material (binder resin) may be used. That is, as the “resin material” in the first method and the third method described above, a kneaded material containing a resin material may be used, or as the “powdered or granular material” in the second method, A kneaded material containing a resin material may be used. Thereby, for example, toner particles can be obtained as a mixture in which each constituent component is more uniformly mixed. In particular, even when the toner includes two or more components having poor dispersibility and compatibility, the above-described effects can be obtained. In addition, as a kneaded material, what contains components (for example, components, such as a coloring agent, a wax, a charge control agent) other than a resin component, for example can be used. Thereby, the above effects become more remarkable.
また、分散液6の調製には、例えば、特願2003−113428号明細書に記載された方法を適用してもよい。すなわち、粉末状または粒状の樹脂材料(混練物)を含む液体を複数のノズルから噴射させ、各ノズルから噴射した前記液体同士を衝突させて、前記樹脂材料(混練物)を微粒化させ、微粒化した分散質61を含む分散液6を得る方法を適用してもよい。これにより、分散液6中に含まれる分散質61の大きさを、容易に、比較的小さいもの(前述した範囲の大きさ)とすることができ、また、各分散質61の大きさのバラツキを小さくすることができる。
Further, for example, the method described in Japanese Patent Application No. 2003-113428 may be applied to the preparation of the
また、上記のような方法で得られた分散液6を、後述するトナー製造装置1での吐出に供する前に、脱気処理を施す(脱気工程に供する)のが好ましい。これにより、分散液6中の気体の溶存量を低減させることができ、後述するトナー製造装置1の搬送部3において、吐出された分散液6の液滴6Aから分散媒62を除去する際に、当該液滴6A中に気泡等が発生するのを効果的に防止することができる。その結果、最終的に得られるトナー中に異形状のトナー粒子(中空粒子、欠落粒子等)が混入するのを効果的に防止することができる。したがって、各トナー粒子が均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいトナーを容易かつ確実に得ることができる。また、これにより、最終的に得られるトナーを、転写性、流動性、クリーニング性等の特性が特に優れたものとすることができる。また、分散液6に脱気処理を施すことにより、最終的に得られるトナー粒子中における空孔(空隙)の割合を小さいものとすることができる。その結果、トナーに信頼性はさらに向上する。
Further, it is preferable that the
脱気処理の方法は、特に限定されないが、例えば、分散液に超音波振動を与える方法(超音波振動法)や、分散液を減圧雰囲気中に置く方法(減圧法)等を用いることができる。
脱気処理の方法として減圧法を用いる場合、分散液が置かれる雰囲気の圧力は、80kPa以下であるのが好ましく、0.1〜40kPaであるのがより好ましく、1〜27kPaであるのがさらに好ましい。脱気処理時における雰囲気圧力がこのような範囲内の値であると、分散液6中における分散質61の形状を十分に保持しつつ、溶存する気体を効率良く除去することができる。
The method of deaeration treatment is not particularly limited, and for example, a method of applying ultrasonic vibration to the dispersion (ultrasonic vibration method), a method of placing the dispersion in a reduced-pressure atmosphere (decompression method), or the like can be used. .
When the decompression method is used as the degassing method, the pressure of the atmosphere in which the dispersion is placed is preferably 80 kPa or less, more preferably 0.1 to 40 kPa, and further preferably 1 to 27 kPa. preferable. If the atmospheric pressure during the degassing treatment is within this range, the dissolved gas can be efficiently removed while maintaining the shape of the
[トナー製造装置]
次に、本実施形態におけるトナーの製造方法に用いられるトナー製造装置を説明する。
図1は、本発明のトナーの製造に用いられるトナー製造装置の実施形態を模式的に示す縦断面図、図2は、図1に示すトナー製造装置のヘッド部付近の拡大断面図、図3は、凝集防止層が形成された分散質を模式的に示す断面図である。
[Toner production equipment]
Next, a toner manufacturing apparatus used in the toner manufacturing method in the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing an embodiment of a toner manufacturing apparatus used for manufacturing the toner of the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional view of the vicinity of the head portion of the toner manufacturing apparatus shown in FIG. These are sectional drawings which show typically the dispersoid in which the aggregation prevention layer was formed.
トナー製造装置1は、前述したような分散液6(特に、脱気処理を施した分散液6)を吐出する複数のヘッド部2と、各ヘッド部2に分散液6を供給する分散液供給部4と、ヘッド部2から吐出された分散液6が搬送される搬送部3と、吐出された液滴状の分散液6に後述するような層形成用液体を噴霧する層形成用液体供給手段141と、製造された樹脂微粒子9(以下、トナーともいう)を回収する回収部5とを有している。このようなトナー製造装置1は、ヘッド部2から分散液6を吐出して液滴6Aを形成し(以下、液滴形成工程ともいう)、搬送部3でこの液滴6Aから分散媒61を除去して、1個の分散質61由来の微粒子からなる樹脂微粒子9を得る(以下、分散媒除去工程ともいう)ものである。
以下、トナー製造装置1の各構成とともに、トナー製造装置1の動作、すなわち本発明の樹脂微粒子の製造方法を説明する。
The toner manufacturing apparatus 1 includes a plurality of head units 2 that discharge the dispersion liquid 6 (particularly, the
Hereinafter, the operation of the toner manufacturing apparatus 1, that is, the method for manufacturing resin fine particles of the present invention will be described together with each configuration of the toner manufacturing apparatus 1.
分散液供給部4には、分散質61が分散媒62に微分散した分散液6が蓄えられており、当該分散液6は、ヘッド部2に送り込まれる。なお、分散液6の構成材料については後に詳述する。
分散液供給部4は、ヘッド部2に分散液6を供給する機能を有するものであればよいが、本実施形態では、図示のように、分散液6を攪拌する攪拌手段41を有している。すなわち、吐出前の分散液6は、撹拌機能を有する分散液供給部4に収容され、分散液供給部4からヘッド部2に供給される。これにより、例えば、分散質61が分散媒中に分散しにくいものであっても、分散質61が十分均一に分散した状態の分散液6をヘッド部2内に供給することができる。
A
The dispersion supply unit 4 may have any function as long as it has a function of supplying the
各ヘッド部2は、図2に示すように、前述したような分散液供給部4から分散液6の供給を受ける分散液貯留部21と、分散液貯留部21の内圧を変動させるための圧電素子22と、分散液貯留部21に連通するノズル23とを有している。
分散液貯留部21には、分散液供給部4からの分散液6が貯留されている。また、分散液貯留部21の一部は振動板24によって区画形成されており、この振動板24に圧電素子22が設けられている。
As shown in FIG. 2, each head unit 2 includes a dispersion
The dispersion
図2に示すように、圧電素子22は、下部電極(第1の電極)221、圧電体222および上部電極(第2の電極)223が、この順で積層されて構成されている。換言すれば、圧電素子22は、上部電極223と下部電極221との間に、圧電体222が介挿されている。
この圧電素子22は、振動板24を振動(変位)させることにより、分散液貯留部21の内部圧力を瞬間的に高める機能を有するものである。したがって、分散液貯留部21に貯留された分散液6は、圧電素子22の圧力パルス(圧電パルス)により、ノズル23から搬送部3に吐出される。
As shown in FIG. 2, the
The
より具体的に説明すると、ヘッド部2は、圧電素子駆動回路(図示せず)から所定の吐出信号が入力されていない状態、すなわち、圧電素子22の下部電極221と上部電極223との間に電圧が印加されていない状態では、圧電体222に変形が生じない。このため、振動板24にも変形が生じず、分散液貯留部21には容積変化が生じない。したがって、ノズル23から分散液6は吐出されない。
More specifically, the head unit 2 is in a state where a predetermined ejection signal is not input from a piezoelectric element driving circuit (not shown), that is, between the
一方、圧電素子駆動回路から所定の吐出信号が入力された状態、すなわち、圧電素子22の下部電極221と上部電極223との間に所定の電圧が印加された状態では、圧電体222に変形が生じる。これにより、振動板24が大きくたわみ(図2中下方にたわみ)、分散液貯留部21の容積の減少(変化)が生じる。このとき、分散液貯留部21内の圧力が瞬間的に高まり、ノズル23から粒状の分散液6が吐出されて、液滴6Aが形成される。
On the other hand, in a state where a predetermined ejection signal is input from the piezoelectric element driving circuit, that is, in a state where a predetermined voltage is applied between the
1回の分散液6の吐出が終了すると、すなわち、1つの液滴6Aの形成が終了すると、圧電素子駆動回路は、下部電極221と上部電極223との間への電圧の印加を停止する。これにより、圧電素子22は、ほぼ元の形状に戻り、分散液貯留部21の容積が増大する。なお、このとき、分散液6には、分散液供給部4からノズル23へ向かう圧力(正方向への圧力)が作用している。このため、空気がノズル23から分散液貯留部21へ入り込むことが防止され、分散液6の吐出量に見合った量の分散液6が分散液供給部4から分散液貯留部21へ供給される。
When the discharge of one
上記のような電圧の印加を所定の周期で行うことにより、圧電素子22が振動し、液滴6Aが繰り返し形成される。
このように、分散液6の吐出を、圧電体222の振動による圧力パルスで行うことにより、分散液6を一滴ずつ間欠的に吐出することができ、また、液滴6Aの形状が安定する。
By applying the voltage as described above at a predetermined cycle, the
In this manner, by performing the discharge of the
また、上記のようにして分散液を吐出することにより、圧電体の振動数、ノズルの開口面積(ノズル径)、分散液の温度・粘度、分散液の一滴分の吐出量、分散液中に占める分散質の含有率、分散液中における分散質の粒径等を比較的正確にコントロールすることができ、製造すべきトナーを所望の形状、大きさに制御することが容易にできる。また、これらの条件等をコントロールすることにより、例えば、トナーの製造量等を容易かつ確実に管理することができる。
また、分散液の吐出に圧電体の振動を用いることにより、より確実に分散液を所定間隔で吐出することができる。このため、形成された分散液6の液滴6A同士が、衝突、凝集するのを効果的に防止することができ、異形状の粉末の形成をより効果的に防止することができる。
Moreover, by discharging the dispersion liquid as described above, the frequency of the piezoelectric body, the nozzle opening area (nozzle diameter), the temperature and viscosity of the dispersion liquid, the discharge amount of one drop of the dispersion liquid, The content of the dispersoid occupying, the particle size of the dispersoid in the dispersion can be controlled relatively accurately, and the toner to be manufactured can be easily controlled to a desired shape and size. Further, by controlling these conditions and the like, for example, the production amount of toner and the like can be easily and reliably managed.
Further, by using the vibration of the piezoelectric body for discharging the dispersion liquid, the dispersion liquid can be discharged more reliably at a predetermined interval. For this reason, it can prevent effectively that the droplet 6A of the formed
ヘッド部2から搬送部3に吐出される分散液6の初速度は、例えば、0.1〜10m/秒であるのが好ましく、2〜8m/秒であるのがより好ましい。分散液6の初速度が前記下限値未満であると、樹脂微粒子9の生産性、すなわちトナーの生産性が低下する。一方、分散液6の初速度が前記上限値を超えると、最終的に得られるトナー粒子の真球度が低下する傾向を示す。
The initial velocity of the
また、ヘッド部2から吐出される分散液6の粘度は、特に限定されないが、例えば、0.5〜200[mPa・s]であるのが好ましく、1〜25[mPa・s]であるのがより好ましい。分散液6の粘度が前記下限値未満であると、形成される液滴6Aの大きさのばらつきを十分に小さくするのが困難となり、最終的に得られるトナー粒子のバラツキが大きくなる場合がある。一方、分散液6の粘度が前記上限値を超えると、形成される液滴6Aの径が大きくなり、分散液6の吐出速度が遅くなるとともに、分散液6の吐出に要するエネルギー量も大きくなる傾向を示す。また、分散液6の粘度が特に大きい場合には、分散液6を液滴として吐出できなくなる。
Moreover, the viscosity of the
ヘッド部2からの分散液6の吐出は、分散質61のガラス転移点以下の温度のもとで行うのが好ましい。これにより、分散液6の液滴6Aを形成するに際し、分散質61同士がくっつきにくくなるので、分散質61由来の微粒子同士の接合を防止することができる。
また、ヘッド部2から吐出される分散液6の温度は、特に限定されないが、後に詳述する搬送部3内の温度(分散媒除去工程における処理温度)より低いものであるのが好ましい。これにより、吐出直後に、分散液6から分散媒62が揮発することにより、分散液6が不本意に固化するのを効果的に防止することができる。具体的には、ノズル23付近において、吐出される前の(液切れする前の)分散液6から分散媒62が揮発することにより、ノズル23が目詰まりを起こすのを効果的に防止することができる。特に、ヘッド部2から吐出される分散液6(ヘッド部2内での分散液6)の温度をT0[℃]、後に詳述する搬送部3内の温度(分散媒除去工程における処理温度)をT1[℃]としたとき、−5≦T1−T0≦60の関係を満足するのが好ましく、−5≦T1−T0≦50の関係を満足するのがより好ましく、5≦T1−T0≦40の関係を満足するのがさらに好ましい。このような関係を満足することにより、上述したような効果をさらに顕著なものとすることができる。
It is preferable to discharge the
Further, the temperature of the
また、ヘッド部2から吐出される分散液6は、予め加温されたもの(特に、後に詳述する搬送部3内の温度以下の温度に加温されたもの)であってもよい。このように分散液6を加温することにより、例えば、分散質61が室温で固体状態(または粘度が比較的高い状態)のものであっても、吐出時において、分散質を溶融状態(または粘度が比較的低い状態、軟化状態)にさせることができる。その結果、後述する搬送部3において、液滴6A中に含まれる分散質61の円形度が特に高いものとなり、その結果、最終的に得られるトナー粒子についても円形度が高いものとすることができる。
The
また、分散液6の一滴分の吐出量、すなわち液滴6Aの平均体積は、分散液6中に占める分散質61の含有率等により若干異なるが、0.05〜100plであるのが好ましく、0.5〜5plであるのがより好ましい。分散液6の一滴分の吐出量をこのような範囲の値にすることにより、分散液6の液滴6Aの粒径のばらつきを抑えつつ、液滴6Aを安定的に形成することができる。その結果、得られる樹脂微粒子9の粒径のばらつきをより効果的に抑えることができる。
Further, the discharge amount of one droplet of the
圧電素子22の振動数(圧電パルスの周波数)は、特に限定されないが、1kHz〜500MHzであるのが好ましく、5kHz〜200MHzであるのがより好ましい。圧電素子22の振動数が前記下限値未満であると、トナーの生産性が低下する。一方、圧電素子22の振動数が前記上限値を超えると、粒状の分散液6の吐出が追随できなくなり、分散液6一滴分の大きさのバラツキが大きくなる可能性がある。
The frequency (frequency of the piezoelectric pulse) of the
各ヘッド部2は、ほぼ同時に分散液6を吐出するものであってもよいが、少なくとも隣り合う2つのヘッド部で、分散液6の吐出タイミングが異なるように制御されたものであるのが好ましい。これにより、隣接するヘッド部2から吐出された粒状の分散液6同士、すなわち液滴6A同士が樹脂微粒子9になる前に衝突して、これらが凝集するのをより効果的に防止することができる。
Each head unit 2 may discharge the
ノズル23の形状は、特に限定されないが、略円形状であるのが好ましい。これにより、吐出される分散液6や、搬送部内において形成される樹脂微粒子9、さらには、最終的に得られるトナー粒子の真球度を高めることができる。
ノズル23が略円形状のものである場合、その直径(ノズル径)は、例えば、5〜500μmであるのが好ましく、10〜200μmであるのがより好ましい。ノズル23の直径が前記下限値未満であると、目詰まりが発生し易くなり、吐出される分散液6の大きさのバラツキが大きくなる場合がある。一方、ノズル23の直径が前記上限値を超えると、分散液貯留部21の負圧と、ノズルの表面張力との力関係によっては、吐出される分散液6が気泡を抱き込んでしまう可能性がある。
The shape of the
When the
これに対し、ノズル23の直径が前記下限値未満であると、目詰まりが発生し易くなり、吐出される分散液6、すなわち液滴6Aの大きさのバラツキが大きくなる場合がある。一方、ノズル23の直径が前記上限値を超えると、分散液貯留部21の負圧と、ノズル23の表面張力との力関係によっては、液滴6Aが気泡を抱き込んでしまう可能性がある。
また、ヘッド部2のノズル23付近(特に、ノズル23の開口内面や、ヘッド部2のノズル23が設けられている側の面(図中の下側の面))は、分散液6に対し撥液性を有するのが好ましい。これにより、分散液6がノズル付近に付着するのを効果的に防止することができる。その結果、いわゆる、液切れの悪い状態になったり、分散液6の吐出不良が発生するのを効果的に防止することができる。また、ノズル付近への分散液6の付着が効果的に防止されることにより、吐出される液滴の形状の安定性が向上し(各液滴間での形状、大きさのバラツキが小さくなり)、最終的に得られるトナー粒子の形状、大きさのバラツキも小さくなる。
On the other hand, when the diameter of the
Further, the vicinity of the
このような撥液性を有する材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系樹脂や、シリコーン系材料等が挙げられる。
また、ヘッド部2のノズル23付近(特に、ノズル23の開口内面や、ヘッド部2のノズル23が設けられている側の面(図中の下側の面))は、疎水化処理が施されているのが好ましい。これにより、例えば、分散液6の分散媒62が主として水で構成されたものである場合に、上記のような撥液性をより好適に発揮することができ、上記のような効果がより顕著なものとして現れる。疎水化処理の方法としては、例えば、疎水性材料(例えば、前述した撥液性を有する材料)で構成された被膜の形成等が挙げられる。ところで、水は、各種液体の中でも比較的高い粘性を有するものであるが、このような水を分散媒62の構成材料として用いても、分散液6がノズル付近に付着すること等による不都合の発生が効果的に防止される。したがって、ヘッド部2のノズル23付近に疎水化処理が施されていると、有機溶媒を実質的に含まない、または、ほとんど含まない分散液6を好適に用いることができ、環境に対して悪影響を極めて与えにくい方法でトナーを製造することができる。
Examples of such a material having liquid repellency include fluorine resins such as polytetrafluoroethylene (PTFE), silicone materials, and the like.
In addition, the vicinity of the
前述したようなヘッド部2同士の間には、ガス噴射口7が設けられており、このガス噴射口7には、図1に示すように、ダクト101を介して、ガス流供給手段10が接続されている。
このガス供給手段10は、ダクト101を介して、図2に示すようにヘッド部2−ヘッド部2間に設けられた各ガス噴射口7から、ほぼ均一の圧力でガスを噴射するようになっている。これにより、ノズル23から間欠的に吐出された粒状の分散液6の間隔を保ちつつ、液滴6Aを搬送し、樹脂微粒子9を得ることができる。その結果、液滴6A同士の衝突、凝集がより効果的に防止される。
A
As shown in FIG. 2, the gas supply means 10 injects gas with a substantially uniform pressure from each
また、ガス流供給手段10から供給されたガスをガス噴射口7から噴射することにより、搬送部3において、ほぼ一方向(図中、下方向)に流れる気流を形成することができる。このような気流が形成されると、搬送部3内の粒状の分散液6(樹脂微粒子9)をより効率良く搬送することができる。
また、ガス流供給手段10には、熱交換器11が取り付けられている。これにより、ガス噴射口7から噴射されるガスの温度を好ましい値に設定することができ、搬送部3に吐出された粒状の分散液6を効率良く固化、すなわち液滴6Aから分散媒62を効率よく除去することができる。
また、このようなガス流供給手段10は、気流の供給量を調整すること等により、液滴6Aから分散媒62を除去する速度等を容易にコントロールすることも可能となる。
In addition, by injecting the gas supplied from the gas flow supply means 10 from the
A
In addition, such a gas flow supply means 10 can easily control the speed of removing the
ガス噴射口7から噴射されるガスの温度は、分散液6中に含まれる分散質61、分散媒62の組成等により異なるが、通常、0〜70℃であるのが好ましく、15〜60℃であるのがより好ましい。ガス噴射口7から噴射されるガスの温度がこのような範囲の値であると、得られる樹脂微粒子9を構成する樹脂の不本意な変性を防止しつつ、液滴6Aから分散媒62を効率良く除去することができ、結果として、トナーの生産性を特に優れたものとすることができる。
Although the temperature of the gas injected from the
また、ガス噴射口7から噴射されるガスの湿度は、例えば、50%RH以下であるのが好ましく、30%RH以下であるのがより好ましい。ガス噴射口7から噴射されるガスの湿度が50%RH以下であると、後述する搬送部3において、分散液6の液滴6Aから分散媒62を効率良く除去することが可能となり、樹脂微粒子9(トナー)の生産性がさらに向上する。
Moreover, the humidity of the gas injected from the
上記のようにして吐出された分散液6(液滴6A)中の分散質61の表面に、図3に示すような分散質61同士の凝集を防止または抑制する凝集防止層14を形成する(凝集防止層形成工程)。
このような凝集防止層14を形成することにより、後述する分散媒除去工程において、分散質61由来の微粒子1つ1つを樹脂微粒子(トナー粒子)9とすることができる。このようにして得られた樹脂微粒子9は、微粒子の凝集体でないため、優れた機械的強度を有するものとなる。また、樹脂微粒子9を微粒子の凝集体として得るものではないので、中空部が形成された粒子(中空粒子)や異形状粒子の発生を防止することができる。その結果、均一な形状を有するとともに、粒度分布の幅の小さい樹脂微粒子9を効率よく製造することができる。また、機械的強度を得るために分散質61由来の微粒子同士を高い温度で溶融接合する必要がないため、樹脂微粒子9を構成する樹脂の不本意な変性を防止することができる。
3 is formed on the surface of the
By forming such an
本実施形態では、凝集防止層14は、以下のようにして形成される。
図1に示すように、吐出された分散液6(液滴6A)に対し、凝集防止層14を形成すべき材料(層形成材料)14’が微分散した層形成用液体15を、層形成用液体供給手段141から噴霧する。これにより、より容易に層形成材料14’を液滴6Aに付与することができる。
In the present embodiment, the
As shown in FIG. 1, a
液滴6Aに付与された層形成材料14’は、分散質61の表面に付着し、図3に示すような、凝集防止層14を形成する。
このように、分散液6を吐出した後に、分散質61の表面に凝集防止層14を形成することにより、樹脂微粒子となるべき分散質61と層形成材料14’との比重が大きく異なるような場合であっても、分散質61の表面に層形成材料14’を均一に付与することができ、凝集防止層14をより均一に形成することができる。また、層形成材料14’の比重をあまり考慮する必要がないので、層形成材料14’の選択の幅が広がる。
The
Thus, after discharging the
層形成用液体15は、層形成材料14’が分散媒(層形成材料分散媒)に微分散した構成となっている。このような層形成用液体15を用いることにより、効率よく層形成材料14’を液滴6Aに付与することができる。また、液滴6Aと層形成用液体15とはともに液状なので混ざりやすく、液滴6A全体により均一に層形成材料14’を付与することができる。
The
層形成材料14’としては、例えば、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、チタニア、酸化亜鉛、アルミナ、マグネタイト等の金属酸化物、窒化珪素等の窒化物、炭化珪素等の炭化物、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、脂肪族金属塩等の無機材料で構成された微粒子、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、脂肪族金属塩等の有機材料で構成された微粒子やこれらの複合物で構成された微粒子等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
上述した中でも、凝集防止層形成材料14’として、フッ素樹脂を用いるのが好ましい。これにより、分散質61同士の凝集をより確実に防止することができる。
Examples of the
Among the above, it is preferable to use a fluororesin as the aggregation preventing
フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリテトラフルオロエチレン−パーフロオロアルコキシ−エチレン共重合体(PFA)、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリビニルフルオライド(PVF)等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
上述した中でも、フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレンを用いるのが好ましい。これにより、分散質61の凝集を防止効果がより顕著なものとなる。また、このポリテトラフルオロエチレンは、取り扱い性に優れることから、凝集防止層形成材料14’として好適に用いることができる。
Examples of the fluororesin include polytetrafluoroethylene (PTFE), polytetrafluoroethylene-perfluoroalkoxy-ethylene copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), ethylene- Tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF) and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
Among the above-mentioned, it is preferable to use polytetrafluoroethylene as the fluororesin. As a result, the effect of preventing aggregation of the
層形成材料分散媒としては、層形成材料14’を分散可能なものであれば、特に限定されず、例えば、分散液6を構成する分散媒62と同種のもので構成されたものを用いることができる。これにより、噴霧された層形成用液体15と液滴6Aとが混ざりやすくなり、その結果、分散質61の表面により均一に層形成材料14’を付着させることができ、より効率よく凝集防止層14を形成することができる。
The layer forming material dispersion medium is not particularly limited as long as it can disperse the
また、分散媒62が、水系の液体で構成されたものである場合に、層形成材料分散媒として、例えば、水および/または水との相溶性に優れる液体を用いると、液滴6Aに層形成用液体15がより効率よく混ざり、その結果、より均一な凝集防止層14を容易に形成することができる。さらに、水および/または水との相溶性に優れる液体中にメタノール、エタノール等のアルコール類を適宜入れてもよい。このようなアルコール類が入っていると、液滴6A中に層形成用液体15が付与された際に、層形成用液体15が液滴6Aの表面に広がり、そして、全体のアルコール濃度を均一化しようとする液体の働きにより、層形成材料14’がより迅速に分散され、分散質61の表面により均一に付着する。その結果、より均一な凝集防止層14を効率よく形成することができる。
Further, when the
層形成材料14’(層形成用液体15)の付与は、例えば、ヘッド部2近傍に冷却された領域(冷却領域)を設け、該冷却領域において行われるものであってもよい。これにより、吐出された分散液6に、実質的な分散媒62の除去が開始される前に、層形成材料14’を付与することができるので、分散質61の凝集をより確実に防止することができる。なお、この冷却領域の雰囲気温度は、10〜35℃程度であるのが好ましく、20〜25℃程度であるのがより好ましい。
The application of the
層形成用液体15中の層形成材料14’の平均粒径をDc[μm]、分散質61の平均粒径をDm[μm]としたとき、1×10−3≦Dc/Dm≦1×10−1の関係を満足するのが好ましく、5×10−3≦Dc/Dm≦2×10−2の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、分散質61の表面に確実に凝集防止層14を形成することができ、液滴6A中の分散質61同士が凝集するのを効果的に防止することができる。そして、分散質61由来の微粒子1つ1つをより確実に樹脂微粒子9とすることができる。その結果、機械的強度に優れ、均一な形状の樹脂微粒子を得ることができる。
When the average particle diameter of the
層形成用液体15中の層形成材料14’は、具体的には、0.02〜1.0μmであるのが好ましく、0.1〜1.0μmであるのがより好ましい。これにより、分散質61の表面に確実に凝集防止層14を形成することができ、液滴6A中の分散質61同士が凝集するのを効果的に防止することができる。そして、分散質61由来の微粒子1つ1つをより確実に樹脂微粒子9とすることができる。その結果、機械的強度に優れ、均一な形状の樹脂微粒子を得ることができる。
Specifically, the
最終的に得られる樹脂微粒子9の粉末中における層形成材料14’の含有量が、0.1〜1.0wt%程度となるように層形成用液体15を噴霧するのが好ましく、0.1〜0.8wt%程度となるように層形成用液体15を噴霧するのがより好ましい。これより、液滴6A中の分散質61同士が凝集するのをより確実に防止しつつ、最終的に得られる樹脂微粒子9の機能を十分に発揮させることができる。また、最終的に得られるトナー(樹脂微粒子)粉末中での凝集も防止することができ、トナーの保存性が向上する。
The
また、吐出された液滴6Aの平均粒径をDd[μm]とし、分散質61の平均粒径をDm[μm]としたときに、0.5<Dm/Dd<1.0の関係を満足するのが好ましく、0.7<Dm/Dd<0.9の関係を満足するのがより好ましい。これにより、吐出された液滴6Aに2個以上の分散質61が含まれるのを防止することができる。その結果、形成された液滴6Aは、分散媒62中に1個の分散質61を含むものか、分散質61を含まず実質的に分散媒62のみで構成されたものとすることができる。これにより、分散質61同士が凝集するのをより確実に防止することができ、機械的強度に優れ、均一な形状の樹脂微粒子を得ることができる。
Further, when the average particle diameter of the discharged droplet 6A is Dd [μm] and the average particle diameter of the
また、液滴6Aの平均粒径Ddは、1〜9μmであるのが好ましく、1〜7μmであるのがより好ましい。これにより、分散液6の液滴6Aの粒径のばらつきを抑えつつ、液滴6Aを安定的に形成することができる。その結果、得られる樹脂微粒子9の粒径のばらつきをより効果的に抑えることができる。
また、液滴6Aの平均粒径Ddの標準偏差は、1.0μm以下であるのが好ましく、0.8μm以下であるのがより好ましい。これにより、得られる樹脂微粒子9の粒径のばらつきをより効果的に抑えることができる。
The average particle diameter Dd of the droplets 6A is preferably 1 to 9 μm, and more preferably 1 to 7 μm. As a result, it is possible to stably form the droplet 6A while suppressing variation in the particle diameter of the droplet 6A of the
Further, the standard deviation of the average particle diameter Dd of the droplets 6A is preferably 1.0 μm or less, and more preferably 0.8 μm or less. Thereby, the dispersion | variation in the particle size of the resin
上記のようにして凝集防止層14が形成された分散質61を含む液滴6Aは、搬送部3を搬送されつつ分散媒62が除去されることにより、分散質61由来の微粒子からなる樹脂微粒子9となる。なお、分散質61中に前述したような溶媒が含まれる場合には、通常、当該溶媒も搬送部3において除去される。
特に、本発明では、分散媒を除去する際に、分散質の表面に凝集防止層が形成されているので、液滴状の分散液中に含まれる分散質の凝集が防止され、その結果、個々の分散質由来の微粒子に対応する複数の樹脂微粒子が得られる。すなわち、1つの樹脂微粒子は、1つの分散質由来の微粒子で構成されたものとして得られる。したがって、分散質を均一な形状でかつ粒度分布の幅の小さいものとするだけで、得られる樹脂微粒子も、均一な形状を有するとともに、粒度分布の幅の小さいものとすることができる。
The droplet 6A including the
In particular, in the present invention, when the dispersion medium is removed, since the aggregation preventing layer is formed on the surface of the dispersoid, the aggregation of the dispersoid contained in the liquid dispersion is prevented, and as a result, A plurality of resin fine particles corresponding to fine particles derived from individual dispersoids are obtained. That is, one resin fine particle is obtained as one composed of fine particles derived from one dispersoid. Therefore, only by making the dispersoid have a uniform shape and a small width of the particle size distribution, the obtained resin fine particles can also have a uniform shape and a small width of the particle size distribution.
また、樹脂微粒子を凝集体として得るのではなく、樹脂微粒子を1個の分散質由来の微粒子として得るので、樹脂微粒子を機械的強度に優れたものとすることができる。
また、樹脂微粒子を凝集体として得るのではないので、分散質由来の微粒子を融点以上の温度にさらすことなく、機械的強度に優れた樹脂微粒子を得ることができる。また、分散質由来の微粒子を融点以上の温度にさらす必要がないので、樹脂微粒子を構成する樹脂の不本意な変性を防止することができる。
また、樹脂微粒子を1個の分散質由来の微粒子として得ることができるので、吐出された分散液を高温下にさらさなくても、吐出された分散液から分散媒を迅速に除去するとともに、中空粒子および異形状粒子の発生を防止することができる。
In addition, since the resin fine particles are obtained as one fine particle derived from one dispersoid rather than the resin fine particles as an aggregate, the resin fine particles can be made excellent in mechanical strength.
Further, since the resin fine particles are not obtained as aggregates, resin fine particles having excellent mechanical strength can be obtained without exposing the fine particles derived from the dispersoid to a temperature higher than the melting point. Moreover, since it is not necessary to expose the fine particles derived from the dispersoid to a temperature equal to or higher than the melting point, unintentional modification of the resin constituting the resin fine particles can be prevented.
Further, since the resin fine particles can be obtained as fine particles derived from a single dispersoid, the dispersion medium can be quickly removed from the discharged dispersion liquid without exposing the discharged dispersion liquid to a high temperature, and hollow. Generation of particles and irregularly shaped particles can be prevented.
搬送部3は、筒状のハウジング31で構成されている。
トナーの製造時において、ハウジング31内は、所定範囲の温度に保たれているのが好ましい。これにより、製造条件の差による各トナー粒子(樹脂微粒子9)間での特性のバラツキを少なくすることができ、トナー全体としての信頼性が向上する。また、例えば、ハウジング31内は、その長手方向(分散液6、樹脂微粒子の搬送方向)に、互いに異なる温度の複数の領域を有していてもよい。これにより、樹脂微粒子9(トナー粒子)を構成する樹脂の不本意な変性を防止しつつ、より円滑に分散媒62を除去し、樹脂微粒子9(トナー粒子)の生産性の向上等を図ることができる。
The
During the production of the toner, the inside of the
このように、ハウジング31内の温度を所定の範囲に保つ目的で、例えば、ハウジング31の内側または外側に熱源、冷却源を設置したり、ハウジング31を、熱媒体または冷却媒体の流路が形成されたジャケットとしてもよい。
また、搬送部3内の温度(分散媒除去工程における処理温度)は、分散媒62の沸点未満の温度とするのが好ましく、分散質61を構成する樹脂材料のガラス転移点以下の温度とするのが好ましい。これにより、搬送部3内(分散媒除去工程)において、分散質61由来の微粒子同士が接合・凝集するのをより効果的に防止しつつ、分散媒62を効率よく除去することができ、得られる樹脂微粒子9の形状の均一性、安定性を十分に高いものとすることができる。その結果、各粒子間での形状、大きさのバラツキがより小さい樹脂微粒子を得ることができるとともに、製造される樹脂微粒子を真球度の高いもの(幾何学的に完全な球形に近い形状)にすることが比較的容易にできる。
As described above, for the purpose of keeping the temperature in the
Further, the temperature in the transport unit 3 (treatment temperature in the dispersion medium removing step) is preferably set to a temperature lower than the boiling point of the
分散質61が複数種の樹脂材料(樹脂成分)で構成されたものである場合、すなわち、分散質61が複数種の樹脂材料を含むものである場合、搬送部3内の温度(分散媒除去工程における処理温度)は、分散質61中の主成分をなす樹脂材料のガラス転移点以下であるのが好ましく、分散質61を構成する全樹脂成分についてのガラス転移点以下であるのがより好ましい。これにより、異形状の樹脂微粒子、特に、中空粒子が発生するのをより確実に防止することができ、その結果、各粒子間での形状、大きさのバラツキがさらに小さい樹脂微粒子を得ることができる。
When the
具体的には、搬送部3内の温度(分散媒除去工程における処理温度(雰囲気温度))は、分散液6中に含まれる分散質61、分散媒62の組成等により異なるが、通常、0〜50℃であるのが好ましく、15〜40℃であるのがより好ましい。搬送部3内の温度がこのような範囲の値であると、得られる樹脂微粒子9を構成する樹脂の不本意な変性を防止しつつ、液滴6Aから分散媒62を効率良く除去することができ、結果として、トナーの生産性を特に優れたものとすることができる。また、樹脂微粒子9の形成をより円滑に進行させることができるため、トナー製造装置1の小型化に寄与することもできる。
Specifically, the temperature in the transport unit 3 (treatment temperature (atmosphere temperature) in the dispersion medium removing step) varies depending on the composition of the
また、特に、搬送部3内の温度(分散媒除去工程における処理温度)は、分散質61を構成する樹脂材料のガラス転移点との間で、以下のような関係を満足するのが好ましい。すなわち、液滴6Aが吐出される搬送部3内の温度(分散媒除去工程における処理温度)をT1[℃]、分散質61を構成する樹脂材料のガラス転移点をTg[℃]としたとき、0≦Tg−T1≦70の関係を満足するのが好ましく、0≦Tg−T1≦60の関係を満足するのがより好ましく、0≦Tg−T1≦30の関係を満足するのがさらに好ましく、5≦Tg−T1≦26の関係を満足するのが最も好ましい。このような関係を満足することにより、液滴6A中に含まれる分散質61同士の凝集をより確実に防止することができる。また、得られる樹脂微粒子9を構成する樹脂の不本意な変性を防止しつつ、液滴6Aから分散媒62を効率良く除去することができ、結果として、トナーの生産性を特に優れたものとすることができる。なお、分散質61が複数種の樹脂材料(樹脂成分)で構成されたものである場合、Tgとして、これらの各成分の重量基準の加重平均値として求められる値を採用することができる。
In particular, it is preferable that the temperature in the transport unit 3 (processing temperature in the dispersion medium removing step) satisfies the following relationship with the glass transition point of the resin material constituting the
また、図示の構成では、ハウジング31には、ハウジング31内の圧力を調整する圧力調整手段12が接続管121を介して接続されている。ハウジング31内の圧力を調整することにより、液滴6Aから分散媒62を効率良く除去することが可能となり、トナーの生産性が向上する。図示の構成では、接続管121のハウジング31と接続する端部付近には、その内径が拡大した拡径部122が形成されており、さらに、樹脂微粒子9等の吸い込みを防止するためのフィルター123が設けられている。
In the illustrated configuration, the pressure adjusting means 12 for adjusting the pressure in the
ハウジング31内の圧力は、特に限定されないが、150kPa以下であるのが好ましく、100〜120kPaであるのがより好ましく、100〜105kPaであるのがさらに好ましい。ハウジング31内の圧力が前記範囲内の値であると、例えば、樹脂微粒子9を構成する樹脂の不本意な変性等を十分に防止しつつ、液滴6Aから分散媒62をより円滑に除去することができる。
Although the pressure in the
また、上記の説明では、搬送部3において、分散液6の液滴6Aから分散媒62が除去されることにより、液滴6A中の1個の分散質61がほとんどそのまま樹脂微粒子9となるものとして説明したが、樹脂微粒子9は、このようにして得られるものに限定されない。例えば、分散質61中に樹脂材料の前駆体(例えば、前記樹脂材料に対応するモノマー、ダイマー、オリゴマー等)が含まれる場合、搬送部3において、分散媒61の除去とともに、重合反応を進行させることにより、樹脂微粒子9を得るような方法であってもよい。言い換えると、樹脂微粒子9は、その構成材料が分散質61の構成材料と実質的に同一なものであってもよいし、異なるものであってもよい。
また、ハウジング31には、ハウジング31の内壁面に電圧を印加するための電圧印加手段8が接続されている。電圧印加手段8がハウジング31の内壁面に、分散液6の液滴6Aおよび樹脂微粒子9と同じ極性の電圧を印加することにより、以下のような効果が得られる。
In the above description, the disperse
In addition, voltage application means 8 for applying a voltage to the inner wall surface of the
通常、トナー粒子や、その製造中間体としての樹脂微粒子9は、正または負に帯電している。このため、樹脂微粒子9や液滴6Aと異なる極性に帯電した帯電物があると、樹脂微粒子9は、当該帯電物に、静電的に引き付けられ付着するという現象が起こる。一方、樹脂微粒子9や液滴6Aと同じ極性に帯電した帯電物があると、当該帯電物と樹脂微粒子9とは、互いに反発しあい、前記帯電物表面に樹脂微粒子9が付着するという現象を効果的に防止することができる。したがって、ハウジング31の内面側に、液滴6Aおよび樹脂微粒子9と同じ極性の電圧を印加することにより、ハウジング31の内面に液滴6Aおよび樹脂微粒子9が付着するのを効果的に防止することができる。これにより、異形状のトナー粉末の発生をより効果的に防止することができるとともに、樹脂微粒子9の回収効率も向上する。
Usually, the toner particles and the
ハウジング31は、図1中下端部が下方向に向けて、その内径が小さくなる縮径部311となっている。このような縮径部311が形成されることにより、樹脂微粒子9の回収を効率良く回収することができる。なお、縮径部311付近では、ノズル23から吐出された分散液6、すなわち液滴6Aは、固化され樹脂微粒子9となっているので、各粒子が接触しても凝集等の問題はほとんど発生しない。
このような縮径部311の下端には回収部5が接続されており、粒状の分散液6を固化することにより得られた樹脂微粒子9、すなわち、液滴6Aから分散媒62を除去して得られた樹脂微粒子9は、回収部5に回収される。
The
The recovery unit 5 is connected to the lower end of the reduced
上記のような分散媒除去工程の処理時間(分散液6が液滴状に吐出されてから樹脂微粒子9が回収部5に回収されるまでの時間)は、5〜120秒であるのが好ましく、5〜60秒であるのがより好ましく、5〜20秒であるのがさらに好ましい。分散媒除去工程の処理時間がこのような範囲内の値であると、得られる樹脂微粒子9を構成する樹脂の不本意な変性を防止しつつ、トナーとしての生産性を十分に高めることができる。
上記のようにして得られた樹脂微粒子9に対しては、例えば、エアレーション、真空脱気(減圧脱気)、加温等の各種処理を施してもよい。樹脂微粒子9に対してエアレーションを施すことにより、樹脂微粒子9中に残存する分散媒の量(例えば、含水量)を低下させることができる。
The treatment time of the dispersion medium removing step as described above (the time from when the
The
樹脂微粒子9の含水量(含水率)は、特に限定されないが、15wt%以下であるのが好ましく、0.1〜12wt%であるのがより好ましく、0.2〜10wt%であるのがさらに好ましい。樹脂微粒子9中の含水量が多過ぎると、最終的なトナー粒子における含水量を十分に少なくするのが困難になる可能性がある。トナー粒子中に比較的多くの水が含まれていると、帯電が不安定になるという問題を生じる可能性がある。また、本工程において、樹脂微粒子9の含水量(含水率)を必要以上に低下させると、樹脂微粒子9の構成材料の劣化、不本意な変性等を招きやすくなる。
The water content (water content) of the
以上説明したように、本発明では、樹脂材料で構成された分散質が分散媒中に微分散した分散液を液滴状に吐出して、液滴状の分散液から分散媒を除去して、樹脂微粒子を得る。
特に、本発明では、吐出された分散液中の分散質の表面に凝集防止層を形成することにより、液滴状の分散液中の分散質の凝集が防止され、そして、液滴状の分散液から分散媒が除去されることにより、液滴状の分散液中に含まれる個々の分散質由来の微粒子を樹脂微粒子とすることができる。したがって、分散質を均一な形状でかつ粒度分布の幅の小さいものとするだけで、得られる樹脂微粒子も、均一な形状を有するとともに、粒度分布の幅の小さいものとすることができる。
As described above, in the present invention, a dispersion liquid in which a dispersoid composed of a resin material is finely dispersed in a dispersion medium is discharged in a droplet shape, and the dispersion medium is removed from the droplet dispersion liquid. To obtain resin fine particles.
In particular, in the present invention, by forming an anti-aggregation layer on the surface of the dispersoid in the discharged dispersion, aggregation of the dispersoid in the liquid droplet is prevented, and the liquid dispersion By removing the dispersion medium from the liquid, the fine particles derived from the individual dispersoids contained in the liquid droplet dispersion can be made into resin fine particles. Therefore, only by making the dispersoid have a uniform shape and a small width of the particle size distribution, the obtained resin fine particles can also have a uniform shape and a small width of the particle size distribution.
また、通常、インクジェット法により液滴を形成すると、必要とする粒径の主液滴のほかに、これに後続して、主液滴よりも小さい粒径の副液滴を生じてしまう場合があるが、本発明によれば、副液滴中での分散質の凝集も防止することができ、個々の分散質由来の微粒子を樹脂微粒子とすることができるので、副液滴の影響を十分に小さいものとすることができる。 In addition, in general, when droplets are formed by the inkjet method, in addition to a main droplet having a required particle size, a sub-droplet having a particle size smaller than that of the main droplet may be subsequently generated. However, according to the present invention, aggregation of the dispersoids in the subdroplets can be prevented, and the fine particles derived from the individual dispersoids can be made into resin fine particles. Can be small.
また、樹脂微粒子を1個の分散質由来の微粒子として得ることができるので、分散質由来の微粒子を融点以上の温度にさらすことなく、得られる樹脂微粒子を優れた機械的強度を有するものとすることができる。また、分散質由来の微粒子を融点以上の温度にさらす必要がないので、樹脂微粒子を構成する樹脂の不本意な変性を防止することができる。
また、樹脂微粒子を1個の分散質由来の微粒子として得ることができるので、吐出された分散液を高温化にさらさなくても、分散液から分散媒を迅速に除去するとともに、中空粒子および異形状粒子の発生を防止することができる。
以上のようにして得られた樹脂微粒子9(トナー)に対しては、必要に応じて、エアレーション、分級処理、外添処理等の各種処理を施してもよい。
Further, since the resin fine particles can be obtained as one fine particle derived from a dispersoid, the obtained resin fine particles have excellent mechanical strength without exposing the fine particles derived from the dispersoid to a temperature equal to or higher than the melting point. be able to. Moreover, since it is not necessary to expose the fine particles derived from the dispersoid to a temperature equal to or higher than the melting point, unintentional modification of the resin constituting the resin fine particles can be prevented.
In addition, since the resin fine particles can be obtained as fine particles derived from a single dispersoid, the dispersion medium can be quickly removed from the dispersion without exposing the discharged dispersion to high temperature, and the hollow particles and foreign particles can be removed. Generation of shaped particles can be prevented.
The resin fine particles 9 (toner) obtained as described above may be subjected to various treatments such as aeration, classification treatment, and external addition treatment as necessary.
分級処理には、例えば、ふるい、気流式分級機等を用いることができる。
また、外添処理に用いられる外添剤としては、例えば、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、チタニア、酸化亜鉛、アルミナ、マグネタイト等の金属酸化物、窒化珪素等の窒化物、炭化珪素等の炭化物、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、脂肪族金属塩等の無機材料で構成された微粒子、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、脂肪族金属塩等の有機材料で構成された微粒子やこれらの複合物で構成された微粒子等が挙げられる。
For the classification treatment, for example, a sieve, an airflow classifier or the like can be used.
Examples of the external additive used for the external addition treatment include metal oxides such as silica, aluminum oxide, titanium oxide, strontium titanate, cerium oxide, magnesium oxide, chromium oxide, titania, zinc oxide, alumina, and magnetite. Fine particles composed of inorganic materials such as nitrides such as silicon nitride, carbides such as silicon carbide, calcium sulfate, calcium carbonate, aliphatic metal salts, acrylic resins, fluororesins, polystyrene resins, polyester resins, aliphatic metal salts Fine particles composed of organic materials such as these, and fine particles composed of a composite of these.
また、外添剤としては、上記のような微粒子の表面に、HMDS、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、フッ素含有シラン系カップリング剤、シリコーンオイル等により表面処理を施したものを用いてもよい。
以上のようにして製造される本発明のトナーは、均一な形状を有し、粒度分布のシャープな(幅の小さい)ものである。特に、本発明では、真球に近い形状のトナー粒子を得ることができる。
As the external additive, the surface of the fine particles as described above is subjected to a surface treatment with HMDS, a silane coupling agent, a titanate coupling agent, a fluorine-containing silane coupling agent, silicone oil or the like. It may be used.
The toner of the present invention produced as described above has a uniform shape and a sharp particle size distribution (small width). In particular, in the present invention, toner particles having a shape close to a true sphere can be obtained.
具体的には、トナー(トナー粒子)は、下記式(I)で表される平均円形度Rが0.95以上であるのが好ましく、0.96以上であるのがより好ましく、0.97以上であるのがさらに好ましく、0.98以上であるのが最も好ましい。平均円形度Rが0.95以上であると、トナーの転写効率は、さらに優れたものとなる。
R=L0/L1・・・(I)
(ただし、式中、L1[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の周囲長、L0[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の面積に等しい面積の真円(完全な幾何学的円)の周囲長を表す。)
また、トナーは、各粒子間での平均円形度の標準偏差が0.02以下であるのが好ましく、0.015以下であるのがより好ましく、0.01以下であるのがさらに好ましい。各粒子間での平均円形度の標準偏差が0.02以下であると、帯電特性、定着特性等のバラツキが特に小さくなり、トナー全体としての、信頼性がさらに向上する。
Specifically, the toner (toner particles) preferably has an average circularity R represented by the following formula (I) of 0.95 or more, more preferably 0.96 or more, and 0.97. More preferably, it is 0.98 or more. When the average circularity R is 0.95 or more, the toner transfer efficiency is further improved.
R = L 0 / L 1 (I)
(Where, L 1 [μm] is the circumference of the projected image of the toner particles to be measured, and L 0 [μm] is a perfect circle having an area equal to the area of the projected image of the toner particles to be measured (completely (Represents the perimeter of a geometric circle)
The toner preferably has a standard deviation of average circularity between particles of 0.02 or less, more preferably 0.015 or less, and further preferably 0.01 or less. When the standard deviation of the average circularity between the particles is 0.02 or less, variations such as charging characteristics and fixing characteristics are particularly reduced, and the reliability of the toner as a whole is further improved.
以上のようにして得られるトナーの体積基準の平均粒径は、0.5〜9μmであるのが好ましく、0.5〜6μmであるのがより好ましい。トナーの平均粒径が前記下限値未満であると、均一に帯電させるのが困難になるとともに、静電潜像担持体(例えば、感光体等)表面への付着力が大きくなり、結果として、転写残トナーの増加を招く場合がある。一方、トナーの平均粒径が前記上限値を超えると、トナーを用いて形成される画像の輪郭部分、特に文字画像やライトパターンの現像での再現性が低下する。 The volume-based average particle diameter of the toner obtained as described above is preferably 0.5 to 9 μm, and more preferably 0.5 to 6 μm. When the average particle size of the toner is less than the lower limit, it becomes difficult to uniformly charge, and the adhesion force to the surface of the electrostatic latent image carrier (for example, a photoreceptor) increases. As a result, There may be an increase in the residual toner. On the other hand, when the average particle size of the toner exceeds the upper limit, the reproducibility of the contour portion of an image formed using the toner, particularly a character image or a light pattern, is deteriorated.
また、トナーは、各粒子間での粒径の標準偏差が1.5μm以下であるのが好ましく、1.3μm以下であるのがより好ましく、1.0μm以下であるのがさらに好ましい。各粒子間での粒径の標準偏差が1.5μm以下であると、帯電特性、定着特性等のバラツキが特に小さくなり、トナー全体としての、信頼性がさらに向上する。
また、トナーは、かさ密度が、0.34g/cm3以上であるのが好ましく、0.35〜0.50g/cm3であるのがより好ましい。これにより、耐久性や転写効率等のトナーの特性が向上する。また、同一容積のカートリッジ内へのトナーの充填量をより多くすることができ、また、カートリッジの小型化を図ることができる。
Further, the toner preferably has a standard deviation of the particle size between particles of 1.5 μm or less, more preferably 1.3 μm or less, and even more preferably 1.0 μm or less. When the standard deviation of the particle diameter between the particles is 1.5 μm or less, variations in charging characteristics, fixing characteristics and the like are particularly small, and the reliability of the toner as a whole is further improved.
The toner has a bulk density of preferably at 0.34 g / cm 3 or more, more preferably from 0.35~0.50g / cm 3. This improves toner characteristics such as durability and transfer efficiency. Further, it is possible to increase the amount of toner filled in the cartridge of the same volume, and to reduce the size of the cartridge.
また、トナー粒子の含水量(含水率)は、特に限定されないが、5wt%以下であるのが好ましく、0.01〜4wt%であるのがより好ましく、0.02〜1wt%であるのがさらに好ましい。トナー粒子中の含水量が多過ぎると、帯電が不安定になるという問題を生じる可能性がある。なお、トナー粒子中の含水量を極端に少なくしようとすると、トナーの構成材料の劣化、不本意な変性等を招きやすくなるため、必要以上に含水量を少なくする必要はない。 The water content (water content) of the toner particles is not particularly limited, but is preferably 5 wt% or less, more preferably 0.01 to 4 wt%, and 0.02 to 1 wt%. Further preferred. When the water content in the toner particles is too high, there is a possibility that charging becomes unstable. If the water content in the toner particles is extremely reduced, deterioration of the toner constituent material, unintentional modification, and the like are likely to occur, so that it is not necessary to reduce the water content more than necessary.
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、前述した実施形態では、分散液を吐出した後に、分散質表面に凝集防止層を形成するものとして説明したが、これに限定されず、分散液を吐出する前に凝集防止層を形成するものであってもよい。例えば、吐出する前の分散液に、予め層形成材料(層形成用液体)を付与することにより、分散質の表面に凝集防止層を形成するものであってもよい。これにより、吐出する前の分散液中の分散質同士が凝集するのをより確実に防止することができる。また、吐出される分散液中の分散質の表面により確実に凝集防止層を形成することができ、吐出された分散液中においても分散質同士の凝集をより効果的に防止することができる。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to this.
For example, in the above-described embodiment, the dispersion preventing layer is formed on the surface of the dispersoid after discharging the dispersion. However, the present invention is not limited to this, and the aggregation preventing layer is formed before discharging the dispersion. It may be a thing. For example, an aggregation preventing layer may be formed on the surface of the dispersoid by previously applying a layer forming material (layer forming liquid) to the dispersion before discharging. Thereby, it can prevent more reliably that the dispersoids in the dispersion liquid before discharging aggregate. Further, the aggregation preventing layer can be reliably formed by the surface of the dispersoid in the discharged dispersion liquid, and the aggregation of the dispersoids can be more effectively prevented in the discharged dispersion liquid.
また、前述した実施形態では、層形成用液体を用いて凝集防止層を形成するものとして説明したが、これに限定されず、層形成用液体を用いなくてもよい。例えば、層形成用液体を用いずに、層形成材料を直接分散液に付与することにより、分散質の表面に凝集防止層を形成するものであってもよい。
また、前述した実施形態では、分散質の表面の全面が層形成材料で覆われているものとして説明したが、これに限定されず、層形成材料で覆われていない部分があってもよい。
In the embodiment described above, the layer formation liquid is used to form the aggregation preventing layer. However, the present invention is not limited to this, and the layer formation liquid may not be used. For example, the aggregation preventing layer may be formed on the surface of the dispersoid by directly applying the layer forming material to the dispersion without using the layer forming liquid.
In the above-described embodiment, the entire surface of the dispersoid has been described as being covered with the layer forming material. However, the present invention is not limited to this, and there may be a portion not covered with the layer forming material.
また、前述した凝集防止層は、最終的に得られる樹脂微粒子の表面に残っていてもよいし、凝集防止層を除去するものであってもよい。凝集防止層が最終的に得られる樹脂微粒子の表面に残っている場合、最終的に得られる樹脂微粒子粉末中での凝集も防止することができ、樹脂微粒子の保存性が向上する。
また、トナー製造装置を構成する各部は、同様の機能を発揮する任意のものと置換、または、その他の構成を追加することもできる。
Moreover, the anti-aggregation layer described above may remain on the surface of the resin fine particles finally obtained, or the anti-aggregation layer may be removed. When the aggregation preventing layer remains on the surface of the finally obtained resin fine particles, aggregation in the finally obtained resin fine particle powder can be prevented, and the storage stability of the resin fine particles is improved.
In addition, each unit constituting the toner manufacturing apparatus can be replaced with an arbitrary one that exhibits the same function, or another configuration can be added.
また、前述した実施形態におけるトナー製造装置のヘッド部に代えて、図4に示すようなヘッド部を用いることができる。
具体的には、図4に示すヘッド部2には、音響レンズ(凹面レンズ)25が設置されている。このような音響レンズ25が設置されることにより、例えば、圧電素子22が発生した圧力パルス(振動エネルギー)を、ノズル23付近の圧力パルス収束部26で収束させることができる。その結果、圧電素子22が発生した振動エネルギーを、分散液6を吐出させるためのエネルギーとして、効率良く利用することができる。したがって、分散液貯留部21に貯留された分散液6が比較的高粘度のものであっても、確実にノズル23から吐出させることができる。また、分散液貯留部21に貯留された分散液6が凝集力(表面張力)の比較的大きいものであっても、微細な液滴として吐出することが可能となるため、容易かつ確実に、樹脂微粒子9や最終的に得られるトナー粒子の粒径を比較的小さい値にコントロールすることができる。
このように、図4に示すヘッド部を用いることにより、分散液6として、より粘度の高い材料や、凝集力の大きい材料を用いた場合であっても、樹脂微粒子9を所望の形状、大きさにコントロールすることができるので、材料選択の幅が特に広くなり、所望の特性を有するトナーをさらに容易に得ることができる。
Further, instead of the head portion of the toner manufacturing apparatus in the above-described embodiment, a head portion as shown in FIG. 4 can be used.
Specifically, an acoustic lens (concave lens) 25 is installed in the head unit 2 shown in FIG. By installing such an
As described above, by using the head portion shown in FIG. 4, even if a material having higher viscosity or a material having a high cohesive force is used as the
また、図4に示すヘッド部を用いることにより、収束した圧力パルスにより分散液6を吐出させるため、ノズル23の面積(開口面積)が比較的大きい場合であっても、吐出する分散液6の大きさを比較的小さいものにすることができる。すなわち、最終的に得られるトナー粒子の粒径を比較的小さくしたい場合であっても、ノズル23の面積を大きくすることができる。これにより、分散液6が比較的高粘度のものであっても、ノズル23における目詰まりの発生等をより効果的に防止することができる。
Further, since the
なお、図4に示すヘッド部では、音響レンズとして凹面レンズを用いた構成について説明したが、音響レンズはこれに限定されるものではない。例えば、音響レンズとして、フレネルレンズ、電子走査レンズ等を用いてもよい。
また、前述した実施形態におけるトナー製造装置のヘッド部に代えて、図5〜図7に示すようなヘッド部を用いることができる。
In the head portion shown in FIG. 4, the configuration using the concave lens as the acoustic lens has been described, but the acoustic lens is not limited to this. For example, a Fresnel lens, an electronic scanning lens, or the like may be used as the acoustic lens.
Further, instead of the head portion of the toner manufacturing apparatus in the above-described embodiment, a head portion as shown in FIGS. 5 to 7 can be used.
具体的には、図5〜図7に示すように、音響レンズ25とノズル23との間に、ノズル23に向けて、収斂する形状を有する絞り部材13等を配置することができる。これにより、圧電素子22が発生した圧力パルス(振動エネルギー)の収束を補助することができ、圧電素子22が発生した圧力パルスをさらに効率良く利用することができる。
また、前述した実施形態では、粒状の分散液を鉛直下方に向けて吐出する構成について説明したが、分散液の吐出方向は、鉛直上方、水平方向等、いかなる方向であってもよい。また、図8に示すように、分散液6の吐出方向と、ガス噴射口7から噴射されるガスの噴射方向とが、ほぼ垂直となる構成のものであってもよい。この場合、吐出された粒状の分散液6は、ガス流によりその進行方向が変わり、ノズル23からの吐出方向に対してほぼ直角に搬送されることになる。
Specifically, as shown in FIGS. 5 to 7, a
In the embodiment described above, the configuration in which the granular dispersion liquid is discharged vertically downward has been described, but the discharge direction of the dispersion liquid may be any direction such as vertically upward or horizontal direction. Moreover, as shown in FIG. 8, the thing of the structure from which the discharge direction of the
また、前述した実施形態では圧電パルスによりヘッド部から分散液を間欠的に吐出するものとして説明したが、分散液の吐出方法(噴射方法)としては、他の方法を用いることもできる。例えば、分散液を吐出する方法としては、いわゆるバブルジェット(「バブルジェット」は登録商標)法等の方法等を用いてもよい。いわゆるバブルジェット(「バブルジェット」は登録商標)法を適用した方法としては、特願2002−169348号明細書に記載された方法等が挙げられる。すなわち、分散液を吐出する方法として、「気体の体積変化によりヘッド部から分散液を間欠的に吐出する方法」を適用することができる。 In the above-described embodiment, the dispersion liquid is intermittently ejected from the head portion by the piezoelectric pulse. However, other methods can be used as a dispersion liquid ejection method (injection method). For example, as a method of discharging the dispersion, a method such as a so-called bubble jet (“bubble jet” is a registered trademark) method may be used. Examples of a method to which a so-called bubble jet (“bubble jet” is a registered trademark) method is applied include a method described in Japanese Patent Application No. 2002-169348. That is, as a method for discharging the dispersion liquid, a “method for intermittently discharging the dispersion liquid from the head portion by changing the volume of gas” can be applied.
また、前述した実施形態では、樹脂微粒子としてトナー粒子を製造する方法について説明したが、本発明が適用される樹脂微粒子は、トナー粒子に限定されず、いかなるものであってもよい。
例えば、本発明の樹脂微粒子の製造方法を用いて、粉体塗料を製造した場合、得られた粉体塗料を用いて塗装した塗膜は、極めて優れた平滑性を有するとともに、ピンホールや中抜け等の塗膜欠損の極めて少ないものとなる。
In the above-described embodiment, the method for producing toner particles as resin fine particles has been described. However, the resin fine particles to which the present invention is applied are not limited to toner particles, and may be any type.
For example, when a powder coating is manufactured using the method for manufacturing resin fine particles of the present invention, a coating film coated using the obtained powder coating has extremely excellent smoothness, pinholes and There are very few coating film defects such as missing.
[1]トナーの製造
(実施例1)
まず、樹脂としてエポキシ樹脂(荒川化学社性、変性エポキシ樹脂、ガラス転移点Tg:70℃、融点Tm:110℃):100重量部、着色剤としてフタロシアニン顔料(大日精化社製、フタロシアニンブルー):5重量部、溶媒としてテトラヒドロフラン(和光純薬社製):300重量部を用意した。
[1] Production of toner (Example 1)
First, an epoxy resin as a resin (Arakawa Chemical Co., modified epoxy resin, glass transition point Tg: 70 ° C., melting point Tm: 110 ° C.): 100 parts by weight, a phthalocyanine pigment as a colorant (Phthalocyanine Blue, manufactured by Dainichi Seika) : 5 parts by weight, and 300 parts by weight of tetrahydrofuran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) as a solvent were prepared.
これらの各成分をボールミルにて10時間混合分散し、樹脂溶液(樹脂液)を調製した。
一方、分散剤としてのポリアクリル酸ナトリウム(和光純薬社製、平均重合度n=2700〜7500):10重量部をイオン交換水:590重量部に溶解した水溶液(水性溶液)を用意した。
These components were mixed and dispersed in a ball mill for 10 hours to prepare a resin solution (resin solution).
On the other hand, an aqueous solution (aqueous solution) prepared by dissolving 10 parts by weight of sodium polyacrylate as a dispersant (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, average polymerization degree n = 2700-7500) in 590 parts by weight of ion-exchanged water was prepared.
次に、この水溶液:600重量部を3リットルの丸底ステンレス容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化工社製)を用いて、回転数:4000rpmで攪拌しながら、結着樹脂溶液:409重量部を10分かけて徐々に滴下した。この際、液温を70℃に保持した。結着樹脂溶液の滴下完了からさらに10分間、液温を70℃に保持しつつ攪拌して、乳化液を得た。 Next, 600 parts by weight of this aqueous solution is placed in a 3 liter round bottom stainless steel container, and a binder resin solution: 409 wt. The portion was gradually added dropwise over 10 minutes. At this time, the liquid temperature was kept at 70 ° C. The emulsion was further stirred for 10 minutes while maintaining the liquid temperature at 70 ° C. after the completion of the dropwise addition of the binder resin solution.
次に、温度:45℃、雰囲気圧力:10〜20kPaの条件下で、乳化液(分散質)中のテトラヒドロフランを除去し、その後、室温まで冷却し、さらに、イオン交換水を加えることにより、エポキシ樹脂を含む微粒子が分散質として分散した樹脂分散液を得た。
その後、得られた樹脂分散液に脱気処理を施した。脱気処理は、攪拌した状態の樹脂(分散液を、14kPaの雰囲気中に10分間置くことにより行った。脱気処理時における雰囲気温度は、25℃であった。このようにして得られた樹脂分散液中における固形分(分散質)濃度は、10wt%であった。また、樹脂分散液の25℃における粘度は、150mPa・sであった。また、樹脂分散液を構成する分散質の平均粒径Dmは、5μmであった。なお、分散質の平均粒径の測定は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製、LA−920)を用いて行った。
Next, under conditions of temperature: 45 ° C. and atmospheric pressure: 10 to 20 kPa, the tetrahydrofuran in the emulsified liquid (dispersoid) is removed, then cooled to room temperature, and further ion-exchanged water is added. A resin dispersion in which fine particles containing a resin were dispersed as a dispersoid was obtained.
Thereafter, the obtained resin dispersion was subjected to deaeration treatment. The deaeration treatment was performed by placing the stirred resin (dispersion liquid in an atmosphere of 14 kPa for 10 minutes. The ambient temperature during the deaeration treatment was 25 ° C. In this way, it was obtained. The solid content (dispersoid) concentration in the resin dispersion was 10 wt%, and the viscosity of the resin dispersion at 25 ° C. was 150 mPa · s. The average particle diameter Dm was 5 μm, and the average particle diameter of the dispersoid was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (LA-920, manufactured by Horiba, Ltd.).
脱気処理済みの樹脂分散液を、図1、図2に示すようなトナー製造装置の分散液供給部内に投入した。分散液供給部内の分散液を攪拌手段で攪拌しつつ、定量ポンプによりヘッド部の分散液貯留部に供給し、ノズルから搬送部に吐出させた。ノズルは、直径:26μmの円形状をなすものとした。また、ヘッド部としては、ノズル付近に、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン)コートによる疎水化処理が施されたものを用いた。 The degassed resin dispersion was put into a dispersion supply part of a toner production apparatus as shown in FIGS. While stirring the dispersion liquid in the dispersion liquid supply part with the stirring means, the liquid was supplied to the dispersion liquid storage part of the head part by the metering pump, and was discharged from the nozzle to the transport part. The nozzle had a circular shape with a diameter of 26 μm. Moreover, as the head portion, a head portion that has been subjected to a hydrophobic treatment with a fluororesin (polytetrafluoroethylene) coat in the vicinity of the nozzle was used.
分散液の吐出は、ヘッド部内における分散液温度を25℃、圧電体の振動数を10kHz、ノズルから吐出される分散液の初速度を4m/秒、ヘッド部から吐出される分散液の一滴分の吐出量を1.5pl(平均粒径Dd:8μm)に調整した状態で行った。また、分散液の吐出は、複数個のヘッド部のうち少なくとも隣接しあうヘッド部で、分散液の吐出タイミングがずれるようにして行った。 The dispersion liquid is discharged at a temperature of 25 ° C. in the head part, the frequency of the piezoelectric body is 10 kHz, the initial speed of the dispersion liquid discharged from the nozzle is 4 m / second, and one drop of the dispersion liquid discharged from the head part. The discharge amount was adjusted to 1.5 pl (average particle diameter Dd: 8 μm). Further, the dispersion liquid was discharged so that the discharge timing of the dispersion liquid was shifted in at least adjacent head parts among the plurality of head parts.
また、分散液の吐出時には、ガス噴射口から温度:40℃、湿度:27%RH、流速:4m/秒の空気を鉛直下方に噴射し、また、ハウジング内の圧力(雰囲気圧力)は、100〜105kPaとなるように調節した。また、ヘッド部直下に雰囲気温度が10〜15℃、長さが30cmの冷却領域を設け、他の領域の温度(雰囲気温度)は、40〜60℃となるように調節した。搬送部の長さ(搬送方向の長さ)は、2mであった。 At the time of discharging the dispersion, air having a temperature of 40 ° C., humidity of 27% RH, and a flow velocity of 4 m / second is jetted vertically downward from the gas injection port, and the pressure in the housing (atmospheric pressure) is 100. It adjusted so that it might become -105kPa. Further, a cooling region having an ambient temperature of 10 to 15 ° C. and a length of 30 cm was provided immediately below the head portion, and the temperature (atmospheric temperature) of other regions was adjusted to be 40 to 60 ° C. The length of the conveyance part (length in the conveyance direction) was 2 m.
吐出された分散液に対し、冷却領域において、図1に示すように、層形成用液体供給手段より、層形成用液体を噴霧した。層形成用液体としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が水系分散媒(イオン交換水)に微分散したものを用いた。層形成用液体中のPTFEの濃度は40wt%、PTFEの平均粒径は0.1μmであった。なお、層形成用液体は、最終的に得られるトナー粉末中におけるPTFEの含有量が、0.25wt%となるように噴射した。 As shown in FIG. 1, a layer forming liquid was sprayed from the layer forming liquid supply means to the discharged dispersion liquid in the cooling region. As the layer forming liquid, a liquid in which polytetrafluoroethylene (PTFE) is finely dispersed in an aqueous dispersion medium (ion exchange water) is used. The concentration of PTFE in the layer forming liquid was 40 wt%, and the average particle size of PTFE was 0.1 μm. The layer forming liquid was jetted so that the PTFE content in the finally obtained toner powder was 0.25 wt%.
搬送部内において、吐出した分散液から分散媒が除去され、分散質(微粒子)の樹脂微粒子が形成され、形成された樹脂微粒子は回収部に回収された(分散媒除去工程)。また、個々の粒子(液滴および該液滴から形成される樹脂微粒子)についての分散媒除去工程の処理時間(搬送部内を通過するのに要する時間)は、12秒であった。また、得られた樹脂微粒子の含水量は、0.7〜3wt%であった。なお、水分量は、カールフィッシャー法により測定した。 In the transport section, the dispersion medium was removed from the discharged dispersion liquid to form resin fine particles of dispersoid (fine particles), and the formed resin fine particles were collected in the collection section (dispersion medium removal step). Further, the processing time (time required for passing through the inside of the transport unit) of the dispersion medium removing step for each particle (droplet and resin fine particles formed from the droplet) was 12 seconds. Moreover, the water content of the obtained resin fine particles was 0.7 to 3 wt%. The water content was measured by the Karl Fischer method.
その後、得られた樹脂微粒子を50℃に加温した状態で、1時間のエアレーションを行うことにより、樹脂微粒子の含水量を約0.5wt%まで低下させた。
得られたトナー粒子は、含水量が0.3〜0.5wt%、平均円形度Rが0.989、円形度標準偏差が0.010であった。体積基準の平均粒径Dtは、5.7μmであった。体積基準の粒径標準偏差は0.9μmであった。なお、円形度の測定は、フロー式粒子像解析装置(東亜医用電子社製、FPIA−2000)を用いて、水分散系で行った。
Thereafter, the water content of the resin fine particles was reduced to about 0.5 wt% by performing aeration for 1 hour while the obtained resin fine particles were heated to 50 ° C.
The obtained toner particles had a water content of 0.3 to 0.5 wt%, an average circularity R of 0.989, and a circularity standard deviation of 0.010. The volume-based average particle diameter Dt was 5.7 μm. The volume standard particle diameter standard deviation was 0.9 μm. The circularity was measured in a water dispersion system using a flow particle image analyzer (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd., FPIA-2000).
(実施例2)
樹脂として、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(ガラス転移点Tg:52℃、融点Tm:105℃)を用いた以外は、前記実施例1と同様にしてトナーを製造した。
(実施例3)
層形成用液体として、ポリテトラフルオロエチレン−パーフロオロアルコキシ−エチレン共重合体(PFA)が水系分散媒に微分散したものを用いた以外は、前記実施例1と同様にしてトナーを製造した。なお、層形成用液体中のPFAの濃度は40wt%、PFAの平均粒径は0.05μmであった。
(Example 2)
A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that a styrene-acrylic acid ester copolymer (glass transition point Tg: 52 ° C., melting point Tm: 105 ° C.) was used as the resin.
(Example 3)
A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the liquid for layer formation was a polytetrafluoroethylene-perfluoroalkoxy-ethylene copolymer (PFA) finely dispersed in an aqueous dispersion medium. The concentration of PFA in the layer forming liquid was 40 wt%, and the average particle size of PFA was 0.05 μm.
(実施例4)
層形成用液体の噴霧を行わず、脱気処理済みの樹脂分散液に、PTFEの濃度が0.025wt%となるように層形成用液体を付与した以外は、前記実施例1と同様にしてトナーを製造した。
(比較例1)
層形成用液体の噴霧を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、トナーを製造した。
Example 4
The same procedure as in Example 1 was performed except that the layer forming liquid was applied to the degassed resin dispersion so that the concentration of PTFE was 0.025 wt% without spraying the layer forming liquid. A toner was produced.
(Comparative Example 1)
A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the layer forming liquid was not sprayed.
(比較例2)
樹脂分散液中の分散質の平均粒径を0.2μmとし、層形成用液体の噴霧はせずに、図1に示すトナー製造装置により、複数個の分散質由来の微粒子が凝集した凝集体を得、これに熱処理を行うことにより、樹脂微粒子を得た以外は、前述した実施例1と同様にして、トナーを製造した。
(Comparative Example 2)
Aggregates in which the average particle size of the dispersoid in the resin dispersion is 0.2 μm and a plurality of fine particles derived from the dispersoid are aggregated by the toner manufacturing apparatus shown in FIG. 1 without spraying the layer forming liquid. A toner was manufactured in the same manner as in Example 1 except that resin fine particles were obtained by heat treatment.
このとき、熱処理は、サーヒュージングシステム(日本ニューマチック工業社製、SFS−3型)を用いて行った。熱処理は、処理温度(熱風温度):70℃、熱風風量:1m3/分、分散風量:0.1m3/分、原料投入速度:0.5kg/時間、吸引風量:10m3/分という条件で行った。また、個々の凝集体(各粒子)についての処理時間は、3秒であった。これにより、凝集体を構成する微粒子同士が溶融接合され、樹脂微粒子を得た。
以上の実施例1〜4および比較例1、2(以下、各実施例および各比較例という)について、トナーの製造条件を表1に示した。
At this time, the heat treatment was performed using a surfing system (Nihon Pneumatic Kogyo Co., Ltd., SFS-3 type). The heat treatment is performed under the conditions of treatment temperature (hot air temperature): 70 ° C., hot air flow rate: 1 m 3 / min, dispersed air flow rate: 0.1 m 3 / min, raw material charging speed: 0.5 kg / hour, suction air flow rate: 10 m 3 / min. I went there. Moreover, the processing time about each aggregate (each particle) was 3 second. Thereby, the fine particles constituting the aggregate were melt-bonded to obtain resin fine particles.
Table 1 shows the toner production conditions for Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 (hereinafter referred to as Examples and Comparative Examples).
[2]評価
上記のようにして得られた各トナーについて、中空粒子の存在比率、耐久性、転写効率、保存性の評価を行った。
[2.1]中空粒子の存在比率
各実施例および各比較例で得られた各トナーについて、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、それぞれ、トナー粒子の内部構造の観察を行い、中空粒子の存在比率を、以下の4段階の基準に従い評価した。
[2] Evaluation Each toner obtained as described above was evaluated for the abundance ratio, durability, transfer efficiency, and storage stability of the hollow particles.
[2.1] Abundance ratio of hollow particles For each toner obtained in each of the examples and comparative examples, the internal structure of each toner particle was observed using a transmission electron microscope (TEM) to obtain hollow particles. The abundance ratio was evaluated according to the following four-stage criteria.
◎:中空粒子の存在が全く認められない。
○:中空粒子の存在がわずかに認められるが、その存在比率は1%未満。
△:中空粒子の存在比率が1%以上3%未満。
×:中空粒子の存在比率が3%以上。
また、中空粒子の存在の指標として、前記各実施例および前記各比較例で得られた各トナーについて、かさ比重測定器(筒井理化学社製、JIS−K5101)を用いて、かさ密度を測定した。
A: The presence of hollow particles is not recognized at all.
A: The presence of hollow particles is slightly observed, but the abundance ratio is less than 1%.
Δ: The abundance ratio of hollow particles is 1% or more and less than 3%.
X: The abundance ratio of the hollow particles is 3% or more.
Further, as an indicator of the presence of hollow particles, the bulk density was measured for each toner obtained in each of the above Examples and each of the above Comparative Examples using a bulk specific gravity measuring instrument (JIS-K5101, manufactured by Tsutsui Rikagaku Co., Ltd.). .
[2.2]耐久性
各実施例および各比較例で得られたトナーを、カラーレーザープリンタ(セイコーエプソン社製:LP−2000C)の現像機にセットした。その後、印字しないように、現像機を連続回転させた。12時間後、現像機を取り出し、現像ローラ上のトナー薄層の均一性を目視にて確認し、以下の4段階の基準に従い評価した。
◎:薄層に乱れがまったく認められない。
○:薄層に乱れがほとんど認められない。
△:薄層に多少の乱れが認められる。
×:薄層に筋状の乱れがはっきりと認められる。
[2.2] Durability The toner obtained in each Example and each Comparative Example was set in a developing device of a color laser printer (manufactured by Seiko Epson Corporation: LP-2000C). Thereafter, the developing machine was continuously rotated so as not to print. After 12 hours, the developing machine was taken out, the uniformity of the toner thin layer on the developing roller was visually confirmed, and evaluated according to the following four criteria.
A: No disturbance is observed in the thin layer.
○: Disturbance is hardly observed in the thin layer.
Δ: Some disturbance is observed in the thin layer.
X: Streaky disturbance is clearly observed in the thin layer.
[2.3]転写効率
以上のようにして得られた各トナーについて、転写効率の評価を行った。
転写効率は、カラーレーザープリンタ(セイコーエプソン社製、LP−2000C)を用いて、以下のように評価した。
感光体への現像工程直後(転写前)の感光体上のトナーと、転写後(印刷後)の感光体上のトナーとを、別々のテープを用いて採取し、それぞれの重量を測定した。転写前の感光体上のトナー重量をWb[g]、転写後の感光体上のトナー重量をWa[g]としたとき、(Wb−Wa)×100/Wbとして求められる値を、転写効率とした。
[2.3] Transfer Efficiency The transfer efficiency of each toner obtained as described above was evaluated.
Transfer efficiency was evaluated as follows using a color laser printer (manufactured by Seiko Epson Corporation, LP-2000C).
The toner on the photoconductor immediately after the development process to the photoconductor (before transfer) and the toner on the photoconductor after transfer (after printing) were collected using different tapes, and their weights were measured. When the toner weight on the photoconductor before transfer is W b [g] and the toner weight on the photoconductor after transfer is W a [g], it is obtained as (W b −W a ) × 100 / W b. The value was defined as transfer efficiency.
[2.4]保存性
各実施例および各比較例のトナーを、それぞれ10gづつサンプル瓶に入れ、50℃の恒温槽内に48時間放置した後、固まり(凝集)の有無を目視で確認し、以下の3段階の基準に従い評価した。
◎:固まり(凝集)の存在が全く認められなかった。
△:小さい固まり(凝集)がわずかに認められた。
×:固まり(凝集)がはっきりと認められた。
これらの結果を表2に示した。
[2.4] Storage stability 10 g of the toner of each example and each comparative example is put in a sample bottle and left in a thermostat at 50 ° C. for 48 hours, and then visually checked for the presence of lumps (aggregation). The evaluation was made according to the following three-stage criteria.
A: The presence of lumps (aggregation) was not recognized at all.
(Triangle | delta): The small lump (aggregation) was recognized slightly.
X: A lump (aggregation) was clearly recognized.
These results are shown in Table 2.
表1および表2から明らかなように、本発明(実施例1〜4)のトナーは、いずれも、円形度が大きく、粒度分布の幅の小さいものであった。また、形状のバラツキ(円形度の標準偏差)が小さく、中空粒子のような異形のトナー粒子が実質的に含まれていなかった。これは、分散質の表面に凝集防止層が形成されたことによって、分散質の凝集が防止され、得られるトナーが1個の分散質由来のものであるため、分散質の円形度および粒度分布がほとんどそのままトナーの円形度および粒度分布に反映されるものと推察される。
これに対し、比較例1のトナーは、円形度が小さく、比較的大きな凸部を有しているトナー粒子が数多く認められた。これは、以下のような理由によるものであると考えられる。
As is apparent from Tables 1 and 2, the toners of the present invention (Examples 1 to 4) all had a large degree of circularity and a small width of the particle size distribution. Further, the variation in shape (standard deviation of circularity) was small, and irregularly shaped toner particles such as hollow particles were not substantially contained. This is because the aggregation of the dispersoid is prevented by the formation of the aggregation preventing layer on the surface of the dispersoid, and the obtained toner is derived from one dispersoid. Is considered to be reflected in the circularity and particle size distribution of the toner as it is.
On the other hand, the toner of Comparative Example 1 has a small degree of circularity, and many toner particles having relatively large convex portions were observed. This is considered to be due to the following reasons.
比較例1、2では、分散液の液滴から分散媒が除去される際に、分散質の凝集が生じ、また、該凝集が均一に進行しないため、得られるトナー粒子は、その表面付近に、比較的大きな凹凸を多数有し、各粒子間での形状、大きさのバラツキが大きいものとなる。また、分散媒の除去が急激に進行するため、中空粒子のような異形のトナー粒子の存在比率が高いものとなる。 In Comparative Examples 1 and 2, when the dispersion medium is removed from the droplets of the dispersion liquid, dispersoid aggregation occurs, and the aggregation does not proceed uniformly. It has a large number of relatively large irregularities, and the variation in shape and size between the particles is large. Further, since the removal of the dispersion medium proceeds rapidly, the abundance ratio of irregularly shaped toner particles such as hollow particles becomes high.
また、表2から明らかなように、本発明の実施例のトナーは、転写効率に優れていた。これに対し、各比較例のトナーは、転写効率に劣っていた。これは、比較例のトナーが各粒子間での形状、大きさのバラツキが大きく、中空粒子のような異形のトナー粒子が多く含まれるため、各粒子間での特性のバラツキが大きいのに対し、本発明のトナーでは、中空粒子のような異形のトナー粒子を実質的に含まず(または、含むとしてもその存在比率が極めて低く)、前記のようなトナー粒子間での形状、大きさ、特性のバラツキが十分に小さいことによるものであると考えられる。また、本発明のトナーが優れた耐久性を有していたのに対し、比較例のトナーは耐久性に劣っていた。 Further, as apparent from Table 2, the toners of the examples of the present invention were excellent in transfer efficiency. On the other hand, the toner of each comparative example was inferior in transfer efficiency. This is because the toner of the comparative example has a large variation in shape and size among the particles, and many irregularly shaped toner particles such as hollow particles are included, so that the variation in characteristics between the particles is large. The toner of the present invention substantially does not contain irregularly shaped toner particles such as hollow particles (or the existence ratio is extremely low even if it is contained), and the shape, size between the toner particles as described above, This is considered to be due to the fact that the variation in characteristics is sufficiently small. Further, the toner of the present invention had excellent durability, while the toner of the comparative example was inferior in durability.
このような転写特性および耐久性の結果は、本発明のトナーでは、中空粒子のような異形のトナー粒子を実質的に含まないこと、または、含むとしてもその存在比率が極めて低いことも寄与しているものと考えられる。
また、実施例のトナーは、保存性に優れていた。これは、トナーの表面に凝集防止層が形成されているためであると考えられる。
Such transfer characteristics and durability results also contribute to the fact that the toner of the present invention does not substantially contain irregularly shaped toner particles such as hollow particles, or the existence ratio is extremely low even if included. It is thought that.
Further, the toners of the examples were excellent in storage stability. This is presumably because an aggregation preventing layer is formed on the surface of the toner.
[3]粉体塗料の製造
(実施例5)
図1に示す樹脂微粒子製造装置のヘッド部をディスク式スプレードライヤー(坂本技研社製、DCTRS−3N型)を代えた以外は、実施例1と同様にして、樹脂微粒子を製造し、これを粉体塗料とした。
このとき、分散液の噴霧は、分散液を温度40℃、圧力0.65MPaの圧縮エアとともに初速度4m/秒で噴射することにより行った。また、分散液の噴射は毎分20mL、ノズルから噴射される分散液の一滴分の平均噴射量は1.5pl(平均粒径Dm:8μm)であった。
[3] Production of powder paint (Example 5)
Resin fine particles were produced in the same manner as in Example 1 except that the disk-type spray dryer (Sakamoto Giken Co., Ltd., DCTRS-3N type) was used instead of the head of the resin fine particle production apparatus shown in FIG. A body paint was used.
At this time, the dispersion was sprayed by injecting the dispersion with compressed air having a temperature of 40 ° C. and a pressure of 0.65 MPa at an initial speed of 4 m / sec. The dispersion was sprayed at 20 mL per minute, and the average spray amount for one drop of the dispersion sprayed from the nozzle was 1.5 pl (average particle diameter Dm: 8 μm).
(実施例6)
樹脂として、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(ガラス転移点Tg:52℃、融点Tm:105℃)を用いた以外は、前記実施例6と同様にして、粉体塗料を製造した。
(比較例3)
層形成用液体の噴霧を行わず、分散液の噴霧に用いる圧縮エアを温度150℃、圧力0.55MPaとし、搬送部内の温度を150℃とした以外は、実施例6と同様にして、粉体塗料を製造した。
(Example 6)
A powder coating material was produced in the same manner as in Example 6 except that a styrene-acrylic acid ester copolymer (glass transition point Tg: 52 ° C., melting point Tm: 105 ° C.) was used as the resin.
(Comparative Example 3)
In the same manner as in Example 6, except that the layer forming liquid was not sprayed, the compressed air used for spraying the dispersion liquid was set to a temperature of 150 ° C., the pressure was set to 0.55 MPa, and the temperature in the conveying unit was set to 150 ° C. A body paint was produced.
[4]評価
上記のようにして得られた各粉体塗料について、前述した[2.1]と同様に、中空粒子の存在比率の評価を行った。
表2から明らかなように、本発明(実施例5、6)の粉体塗料は、中空粒子のような異形の塗料粒子が実質的に含まれていなかった。
[4] Evaluation For each powder paint obtained as described above, the abundance ratio of the hollow particles was evaluated in the same manner as in [2.1] described above.
As is apparent from Table 2, the powder coating material of the present invention (Examples 5 and 6) did not substantially contain irregular-shaped coating particles such as hollow particles.
これに対し、比較例3の粉体塗料は、比較的大きな凸部を有している塗料粒子が数多く認められた。
また、実施例5、6の粉体塗料は、比較例3の粉体塗料よりもかさ密度が大きいことからも、比較例3の粉体塗料に比し中空粒子や異形粒子が少ないことがわかる。
このような各粉体塗料について、基材へ塗装を行い、得られた塗膜の外観を目視観察したところ、実施例5、6の粉体塗料を用いた塗膜は、極めて優れた平滑性を有し、また、塗膜欠陥も全く認められなかった。これに対し、比較例3の粉体塗料を用いた塗膜は、実施例5、6に比し平滑性に劣っており、また、ピンホールのような塗膜欠陥が確認された。
On the other hand, in the powder coating material of Comparative Example 3, many coating particles having relatively large convex portions were recognized.
In addition, the powder coatings of Examples 5 and 6 have a higher bulk density than the powder coating of Comparative Example 3, and thus it is understood that there are fewer hollow particles and irregular shaped particles than the powder coating of Comparative Example 3. .
About each such powder coating material, it applied to a base material, and when the external appearance of the obtained coating film was visually observed, the coating film using the powder coating material of Examples 5 and 6 was extremely excellent in smoothness. In addition, no coating film defects were observed. On the other hand, the coating film using the powder coating material of Comparative Example 3 was inferior in smoothness compared to Examples 5 and 6, and coating film defects such as pinholes were confirmed.
なお、前記基材には、エポキシ樹脂系カチオン電着塗料を電着塗装した軟鋼板(日本パーカライジング社製、ボンデライト#3030)に、メラミン硬化ポリエステル樹脂系中塗り塗料を塗装したものを用いた。
また、各粉体塗料の塗装は、温度25℃、相対湿度65〜70%の環境下で、乾燥塗膜が20μmになるように、それぞれ2回に分けて塗装し、その後、140℃で3分間焼付けを行って、塗膜を得た。なお、塗装時のスプレーガンのエア圧は5kg/cm、塗料の流速は400m/min、基材とスプレーガンとの距離は40cmであった。
In addition, the said base material used what applied the melamine hardening polyester resin system intermediate coating to the mild steel plate (Nippon Parkerizing Co., Ltd. bonderite # 3030) which electrodeposited the epoxy resin system cationic electrodeposition coating.
In addition, each powder coating is applied in two portions so that the dried coating film is 20 μm in an environment of a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 65 to 70%. Baking was performed for a minute to obtain a coating film. The air pressure of the spray gun at the time of painting was 5 kg / cm, the flow rate of the paint was 400 m / min, and the distance between the substrate and the spray gun was 40 cm.
1……トナー製造装置 2……ヘッド部 21……分散液貯留部 22……圧電素子 221……下部電極 222……圧電体 223……上部電極 23……ノズル 24……振動板 25……音響レンズ 26……圧力パルス収束部 3……搬送部 31……ハウジング 311……縮径部 4……分散液供給部 41……攪拌手段 5……回収部 6……分散液 6A……液滴 61……分散質 62……分散媒 7……ガス噴射口 8……電圧印加手段 9……樹脂微粒子 10……ガス流供給手段 101……ダクト 11……熱交換器 12……圧力調整手段 121……接続管 122……拡径部 123……フィルター 13……絞り部材 14……凝集防止層 14’……層形成材料 141……層形成用液体供給手段 15……層形成用液体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Toner manufacturing apparatus 2 ...
Claims (15)
前記分散液を液滴状に吐出する工程と、
液滴状の前記分散液から前記分散媒を除去する工程とを有し、
前記分散質の表面に、前記分散質同士の凝集を防止または抑制する凝集防止層を形成することを特徴とする樹脂微粒子の製造方法。 A method for producing resin fine particles using a dispersion in which a dispersoid mainly composed of a resin material is finely dispersed in a dispersion medium,
Discharging the dispersion into droplets;
Removing the dispersion medium from the droplet-like dispersion liquid,
A method for producing resin fine particles, comprising forming an anti-aggregation layer on a surface of the dispersoid to prevent or suppress aggregation of the dispersoids.
R=L0/L1・・・(I)
(ただし、式中、L1[μm]は、測定対象の樹脂微粒子の投影像の周囲長、L0[μm]は、測定対象の樹脂微粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。) The resin fine particles according to claim 12, wherein an average circularity R represented by the following formula (I) is 0.95 or more.
R = L 0 / L 1 (I)
(Where, L 1 [μm] is the circumference of the projected image of the resin fine particle to be measured, and L 0 [μm] is the circumference of a perfect circle having an area equal to the area of the projected image of the resin fine particle to be measured) Represents length)
The resin fine particle according to any one of claims 12 to 14, which has a bulk density of 0.34 g / cm 3 or more.
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