JP2006257354A - Method for producing resin-containing grain, and toner for electrophotography using the same - Google Patents

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Keiichi Kikawa
敬一 紀川
Yasuhiro Shibai
康博 芝井
Yorihisa Tsubaki
頼尚 椿
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a resin-containing grain that is not restricted from the sort of the resin to be used as a raw material of the grain, can reduce environmental load, and can protect from the development of rough and large grain, and can have a narrow grain diameter distribution. <P>SOLUTION: The resin-containing grain is produced by obtaining a dispersion 3 by dispersing a raw material 7 containing at least a resin, a supercritical insoluble grain 4, and a supercritical soluble organic compound 5 in a hydrophobic medium 6, feeding the dispersion 3 into a supercritical solution 1, stirring the solution while heating, and then by reducing the pressure of the supercritical solution 1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、樹脂含有粒子の製造方法およびそれを用いる電子写真用トナーに関する。   The present invention relates to a method for producing resin-containing particles and an electrophotographic toner using the same.

樹脂含有粒子は、塗料用つや消し剤、光拡散用の添加剤、電子写真用トナー、絶縁フィラー、結晶核剤、クロマトグラフィー用充填剤などに幅広く使用されている。中でも、ポリエステル系の樹脂含有粒子は、軽量で高い強度を有し、さらに透明性も高く、安価であるなど多くの利点があるので利用価値が高い。   Resin-containing particles are widely used in matting agents for paints, additives for light diffusion, electrophotographic toners, insulating fillers, crystal nucleating agents, chromatographic fillers, and the like. Among them, the polyester-based resin-containing particles have high utility value because they have many advantages such as light weight, high strength, high transparency, and low cost.

従来、これらの樹脂含有粒子の製造方法としては、懸濁重合法、乳化重合法などの重合法と呼ばれる製造方法が提案されている。重合法は、製造する粒子の小径化が図れるとともに、真球形状の粒子から異形の粒子まで製造できるので形状制御に優れる。しかしながら、重合法による粒子の製造では、懸濁安定剤、界面活性剤、重合開始剤などが含まれる大量の廃液が生じ、該廃液を処理する設備が必要となるとともに、廃液処理のコストが高くなるという問題がある。また、造粒時に重合を伴うので、樹脂含有粒子の原料に用いられる樹脂がアクリル系樹脂に限定されるなどの問題もある。   Conventionally, as a method for producing these resin-containing particles, a production method called a polymerization method such as a suspension polymerization method or an emulsion polymerization method has been proposed. The polymerization method is excellent in shape control because the diameter of particles to be produced can be reduced and from spherical particles to irregularly shaped particles can be produced. However, in the production of particles by the polymerization method, a large amount of waste liquid containing suspension stabilizers, surfactants, polymerization initiators and the like is generated, and equipment for treating the waste liquid is required, and the cost of waste liquid treatment is high. There is a problem of becoming. In addition, since polymerization is involved during granulation, there is a problem that the resin used as a raw material for the resin-containing particles is limited to an acrylic resin.

造粒時に重合を伴わない方法としては、液中乾燥法が知られている。液中乾燥法では、重合法では作製できないポリエステル系の樹脂を原料として作製可能であるけれども、重合法と同様に、廃水処理、樹脂を溶解するための溶剤を用いることによる環境への悪影響、操作が煩雑などの問題がある。   As a method that does not involve polymerization during granulation, a submerged drying method is known. In the liquid drying method, it is possible to produce a polyester-based resin that cannot be produced by the polymerization method. However, as with the polymerization method, the wastewater treatment, adverse effects on the environment due to the use of a solvent for dissolving the resin, operation There are problems such as complications.

このような問題を解決する樹脂含有粒子の製造方法として、超臨界流体または亜臨界流体を用いて樹脂含有粒子を作製する方法が提案されている(たとえば、特許文献1〜3参照)。超臨界流体または亜臨界流体(以下、特に断らない限り亜臨界流体の状態も超臨界流体に含めて表記する)は、一般的に物を溶解する力が非常に大きく、温度および圧力の変化により、物質の溶解力を大幅に変化させることができる性質を有している。したがって超臨界流体は、反応溶媒および抽出溶媒として用いる際に非常に優れた溶媒であり、また環境負荷が小さい。近年では、超臨界流体は物質の分離、抽出、精製などの分野で盛んに研究がされている。超臨界流体を用いる例としては、たとえば、コーヒーにおけるカフェインの抽出、廃棄物の分離および抽出、微粒子の製造などが挙げられる。特許文献1〜3に開示される方法では、樹脂を軟化させて樹脂含有粒子を製造するための超臨界流体として水、メタノールなどの流体が用いられている。   As a method for producing resin-containing particles that solves such a problem, a method of producing resin-containing particles using a supercritical fluid or a subcritical fluid has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3). Supercritical fluids or subcritical fluids (hereinafter, unless otherwise specified, subcritical fluid states are also included in supercritical fluids) are generally very powerful in dissolving objects, and are subject to changes in temperature and pressure. , It has the property that the dissolving power of the substance can be changed greatly. Therefore, the supercritical fluid is a very excellent solvent when used as a reaction solvent and an extraction solvent, and has a small environmental load. In recent years, supercritical fluids have been actively studied in the fields of material separation, extraction and purification. Examples of using a supercritical fluid include extraction of caffeine in coffee, separation and extraction of waste, production of fine particles, and the like. In the methods disclosed in Patent Documents 1 to 3, a fluid such as water or methanol is used as a supercritical fluid for softening the resin to produce resin-containing particles.

しかしながら、水、メタノールなどの流体を超臨界流体の状態とするためには、水では374℃以上、メタノールでは240℃以上の高温にする必要があり、特許文献1〜3に開示される実施例に見られるような数十mlのセルであれば好適に樹脂含有粒子の製造が実現できるけれども、工業化を考慮すればこの方法は現実的ではない。また流体をこのような高い温度にまで加熱する場合、樹脂含有粒子の原料に含まれる樹脂の熱分解が懸念される。また、樹脂を溶解するための溶剤を用いないので環境負荷が小さいけれども、超臨界流体を減圧して樹脂含有粒子を析出させる際、水またはメタノールの溶媒が液化し、この液化した溶媒の廃液処理が必要となる。   However, in order to make a fluid such as water and methanol into a supercritical fluid state, it is necessary to set the temperature to 374 ° C. or higher for water and 240 ° C. or higher for methanol. Examples disclosed in Patent Documents 1 to 3 However, this method is not practical in view of industrialization. When the fluid is heated to such a high temperature, there is a concern about the thermal decomposition of the resin contained in the raw material of the resin-containing particles. In addition, since no solvent is used to dissolve the resin, the environmental load is small. However, when the supercritical fluid is decompressed to precipitate the resin-containing particles, the solvent of water or methanol is liquefied, and waste liquid treatment of this liquefied solvent is performed. Is required.

比較的低温でも超臨界流体とすることができる物質としては、二酸化炭素がよく知られている。二酸化炭素が超臨界流体または亜臨界流体となる温度は約31℃と低温であるので、加熱に要するエネルギーのコストを削減することができる。さらに二酸化炭素を超臨界流体として用いると、減圧して樹脂含有粒子を析出させる際、二酸化炭素が気化するので、廃液処理の必要がない。   Carbon dioxide is well known as a substance that can be a supercritical fluid even at a relatively low temperature. Since the temperature at which carbon dioxide becomes a supercritical fluid or subcritical fluid is as low as about 31 ° C., the cost of energy required for heating can be reduced. Further, when carbon dioxide is used as a supercritical fluid, carbon dioxide is vaporized when the resin-containing particles are deposited under reduced pressure, so that there is no need for waste liquid treatment.

特許文献1〜3に開示される方法においても、超臨界流体または亜臨界流体として二酸化炭素を適用できるとされている。しかしながら、特許文献1〜3に開示される方法で超臨界流体として二酸化炭素を用いると、原料に含まれる高分子の樹脂の超臨界流体中での分散性が悪く、樹脂が超臨界流体中において凝集してしまい、粗大粒子が発生するという問題が生じる。   In the methods disclosed in Patent Documents 1 to 3, carbon dioxide can be applied as a supercritical fluid or a subcritical fluid. However, when carbon dioxide is used as the supercritical fluid in the methods disclosed in Patent Documents 1 to 3, the dispersibility of the polymer resin contained in the raw material in the supercritical fluid is poor, and the resin is in the supercritical fluid. The problem of agglomeration and generation of coarse particles arises.

そこで、低温でも超臨界流体とすることができる二酸化炭素を用い、かつ粗大粒子の発生を防止することができる樹脂含有粒子の製造方法が提案されている(たとえば、特許文献4参照)。特許文献4に開示される方法は、急速膨張法(RESS(Rapid Expansion of Supercritical Solution)法)を用いて、アクリル樹脂などの高分子の樹脂を有機物質の芯微粒子にコーティングする方法である。この方法では、超臨界流体に対する樹脂の分散性を向上させるために、樹脂の粘度を低下させる助溶剤を超臨界流体中に投入し、樹脂含有粒子を製造する。   Therefore, a method for producing resin-containing particles that uses carbon dioxide that can be used as a supercritical fluid even at low temperatures and that can prevent the generation of coarse particles has been proposed (see, for example, Patent Document 4). The method disclosed in Patent Document 4 is a method of coating a core resin of an organic substance with a polymer resin such as an acrylic resin using a rapid expansion method (RESS (Rapid Expansion of Supercritical Solution) method). In this method, in order to improve the dispersibility of the resin in the supercritical fluid, a cosolvent that lowers the viscosity of the resin is introduced into the supercritical fluid to produce resin-containing particles.

このような助溶剤を投入すると、超臨界流体中に樹脂を溶解させて分散性を高めることができるので、粗大粒子を発生することなく、粒径分布の狭い樹脂含有粒子を製造することができるとされる。しかしながら特許文献4に開示される方法では、樹脂含有粒子の原料に含まれる樹脂を超臨界流体状態の二酸化炭素に溶解させる必要があるので、用いることができる樹脂の種類が限定され、応用範囲が限られるという問題がある。   When such a co-solvent is added, the resin can be dissolved in the supercritical fluid and the dispersibility can be improved, so that resin-containing particles having a narrow particle size distribution can be produced without generating coarse particles. It is said. However, in the method disclosed in Patent Document 4, since the resin contained in the raw material of the resin-containing particles needs to be dissolved in carbon dioxide in a supercritical fluid state, the types of resins that can be used are limited, and the application range is limited. There is a problem that it is limited.

そこで、超臨界流体に不溶の樹脂であっても、該樹脂を含む樹脂含有粒子を製造できる方法が提案されている(たとえば、特許文献5参照)。特許文献5に開示される方法によれば、超臨界流体中に樹脂を分散させるフッ素系、シリコーン系などの有機分散剤を超臨界流体中に加え、超臨界流体中において樹脂を乳化させることによって樹脂の分散性を高めることができるので、超臨界流体に溶解しない樹脂であっても該樹脂を含む樹脂含有粒子を製造することができるとされる。   Therefore, a method has been proposed that can produce resin-containing particles containing a resin that is insoluble in a supercritical fluid (see, for example, Patent Document 5). According to the method disclosed in Patent Document 5, an organic dispersant such as a fluorine-based or silicone-based resin that disperses a resin in a supercritical fluid is added to the supercritical fluid, and the resin is emulsified in the supercritical fluid. Since the dispersibility of the resin can be enhanced, resin-containing particles containing the resin can be produced even with a resin that does not dissolve in the supercritical fluid.

しかしながら、このような有機分散剤を用いても超臨界流体中での樹脂の分散性は充分ではなく、得られる樹脂含有粒子は粒径分布が広く、粗大粒子を含むものである。したがって、このような問題を解決することが希求されている。   However, even when such an organic dispersant is used, the dispersibility of the resin in the supercritical fluid is not sufficient, and the resulting resin-containing particles have a wide particle size distribution and include coarse particles. Therefore, it is desired to solve such a problem.

特開2004−143405号公報JP 2004-143405 A 特開2004−143406号公報JP 2004-143406 A 特開2004−143407号公報JP 2004-143407 A 特開平11−197494号公報JP-A-11-197494 特開2004−144778号公報JP 2004-144778 A

本発明の目的は、樹脂含有粒子の原料に用いられる樹脂の種類が限定されることなく、環境負荷を低減することができ、さらに粗大粒子の発生を防止するとともに粒径分布を狭くすることができる樹脂含有粒子の製造方法およびそれを用いる電子写真用トナーを提供することである。   The object of the present invention is not to limit the type of resin used as a raw material for resin-containing particles, but can reduce the environmental load, and further prevent the generation of coarse particles and narrow the particle size distribution. It is to provide a method for producing resin-containing particles that can be produced and an electrophotographic toner using the same.

本発明は、少なくとも樹脂を含む原料と、超臨界流体または亜臨界流体中に原料を分散させる分散剤とを、超臨界流体または亜臨界流体中に投入して加熱しながら攪拌する工程と、超臨界流体または亜臨界流体の圧力を減少させる工程とを含む樹脂含有粒子の製造方法であって、
分散剤は、
超臨界流体または亜臨界流体に不溶である粒子と、超臨界流体または亜臨界流体に可溶である有機物とを疎水性媒体に分散させたものであることを特徴とする樹脂含有粒子の製造方法である。
The present invention includes a step of introducing a raw material containing at least a resin and a dispersant for dispersing the raw material in the supercritical fluid or subcritical fluid into the supercritical fluid or subcritical fluid and stirring the mixture while heating, Reducing the pressure of the critical fluid or subcritical fluid, a method for producing resin-containing particles,
The dispersant is
A method for producing resin-containing particles, characterized in that particles that are insoluble in a supercritical fluid or subcritical fluid and organic substances that are soluble in the supercritical fluid or subcritical fluid are dispersed in a hydrophobic medium. It is.

また本発明は、疎水性媒体は、
原料に含まれる樹脂を溶解しないことを特徴とする。
In the present invention, the hydrophobic medium is
The resin contained in the raw material is not dissolved.

また本発明は、超臨界流体または亜臨界流体に不溶である粒子は、
二酸化ケイ素、二酸化チタンおよび有機顔料のうちから選択される1種以上を含むことを特徴とする。
In the present invention, the particles that are insoluble in the supercritical fluid or subcritical fluid are:
It contains at least one selected from silicon dioxide, titanium dioxide and organic pigments.

また本発明は、超臨界流体または亜臨界流体に不溶である粒子は、
表面が予め疎水化処理されることを特徴とする。
In the present invention, the particles that are insoluble in the supercritical fluid or subcritical fluid are:
The surface is previously hydrophobized.

また本発明は、超臨界流体または亜臨界流体に可溶である有機物は、
フッ素樹脂、シリコーン樹脂およびアクリル樹脂のうちから選択される1種以上を含むことを特徴とする。
Further, the present invention provides an organic substance that is soluble in a supercritical fluid or subcritical fluid.
It is characterized by including 1 or more types selected from a fluororesin, a silicone resin, and an acrylic resin.

また本発明は、超臨界流体または亜臨界流体は、
二酸化炭素であることを特徴とする。
In the present invention, the supercritical fluid or subcritical fluid is
It is characterized by being carbon dioxide.

また本発明は、原料は、
顔料とワックスとを含むことを特徴とする。
In the present invention, the raw material is
It contains a pigment and a wax.

また本発明は、前記のいずれか1つに記載の樹脂含有粒子の製造方法によって製造されることを特徴とする電子写真用トナーである。   According to another aspect of the present invention, there is provided an electrophotographic toner produced by the method for producing resin-containing particles according to any one of the above.

本発明によれば、少なくとも樹脂を含む原料と、超臨界流体または亜臨界流体中に原料を分散させる分散剤とを、超臨界流体または亜臨界流体中に投入して加熱しながら攪拌する工程と、超臨界流体または亜臨界流体の圧力を減少させる工程とを含み、分散剤が、超臨界流体または亜臨界流体に不溶である粒子と、超臨界流体または亜臨界流体に可溶である有機物とを疎水性媒体に分散させたものであることを特徴とする樹脂含有粒子の製造方法が提供される。分散剤に含まれる超臨界流体または亜臨界流体に不溶である粒子と、超臨界流体または亜臨界流体に可溶である有機物とは、それぞれ単独で用いることによっても超臨界流体または亜臨界流体中で樹脂を乳化させ、樹脂含有粒子を微粒化することができる。本発明においては、分散剤として、これらをともに疎水性媒体中に分散させたものを用いることによって、分散剤は、超臨界流体または亜臨界流体に可溶である有機物が超臨界流体または亜臨界流体に不溶である粒子を取巻き、疎水性基を外側に向けて配置するような最適な配向状態となる。このことによって、たとえば、疎水性媒体である二酸化炭素の超臨界流体または亜臨界流体中において、分散剤を安定に分散させることが可能となり、分散剤の分散能が高まるので、乳化状態で存在する超臨界流体または亜臨界流体中の樹脂同士の融着を防止することができ、粗大粒子の発生を防止するとともに樹脂含有粒子の粒径分布を狭くすることができる。また、樹脂を超臨界流体または亜臨界流体中に溶解させる必要がないので、用いることができる樹脂の種類が限定されない。さらに、たとえば超臨界流体または亜臨界流体として減圧処理により気化する物質を選択することによって、廃水の発生を無くすことができるので、廃水処理の問題が生じず、環境負荷の低減を図ることができる。   According to the present invention, a step of charging a raw material containing at least a resin and a dispersant for dispersing the raw material in the supercritical fluid or subcritical fluid into the supercritical fluid or subcritical fluid and stirring while heating. Reducing the pressure of the supercritical fluid or subcritical fluid, wherein the dispersant is insoluble in the supercritical fluid or subcritical fluid, and the organic material is soluble in the supercritical fluid or subcritical fluid; There is provided a method for producing resin-containing particles, characterized in that is dispersed in a hydrophobic medium. Particles that are insoluble in the supercritical fluid or subcritical fluid contained in the dispersant and organic substances that are soluble in the supercritical fluid or subcritical fluid can also be used alone in the supercritical fluid or subcritical fluid. The resin can be emulsified and the resin-containing particles can be atomized. In the present invention, by using a dispersant in which both are dispersed in a hydrophobic medium, the dispersant is an organic substance that is soluble in the supercritical fluid or subcritical fluid. The particles are insoluble in the fluid, and the optimum orientation state is achieved such that the hydrophobic group is arranged outward. As a result, for example, the dispersant can be stably dispersed in the supercritical fluid or subcritical fluid of carbon dioxide, which is a hydrophobic medium, and the dispersibility of the dispersant is increased, so that it exists in an emulsified state. Fusion of the resins in the supercritical fluid or subcritical fluid can be prevented, and the generation of coarse particles can be prevented and the particle size distribution of the resin-containing particles can be narrowed. Further, since it is not necessary to dissolve the resin in the supercritical fluid or subcritical fluid, the type of resin that can be used is not limited. Furthermore, since the generation of waste water can be eliminated by selecting a substance that is vaporized by decompression processing, for example, as a supercritical fluid or a subcritical fluid, the problem of waste water treatment does not occur, and the environmental load can be reduced. .

また本発明によれば、疎水性媒体は、原料に含まれる樹脂を溶解しないことを特徴とする。このような疎水性媒体を含む分散剤を使用すると、樹脂が疎水性媒体に溶解することにより発生する樹脂同士の融着を防止することができるので、粗大粒子の発生をさらに防止することができ、樹脂含有粒子の粒径分布を狭くすることができる。   According to the present invention, the hydrophobic medium does not dissolve the resin contained in the raw material. When a dispersant containing such a hydrophobic medium is used, it is possible to prevent fusion between the resins that are generated when the resin is dissolved in the hydrophobic medium, thereby further preventing the generation of coarse particles. The particle size distribution of the resin-containing particles can be narrowed.

また本発明によれば、超臨界流体または亜臨界流体に不溶である粒子は、二酸化ケイ素、二酸化チタンおよび有機顔料のうちから選択される1種以上を含むことを特徴とする。このような物質を選択することによって、分散剤としての分散能を高め、樹脂含有粒子をさらに効率的よく小径化することができる。   According to the invention, the particles that are insoluble in the supercritical fluid or subcritical fluid contain one or more selected from silicon dioxide, titanium dioxide, and organic pigments. By selecting such a substance, the dispersibility as a dispersant can be increased, and the resin-containing particles can be more efficiently reduced in diameter.

また本発明によれば、超臨界流体または亜臨界流体に不溶である粒子は、表面が予め疎水化処理される。このような分散剤は、超臨界流体または亜臨界流体中での分散性が一層高くなり、分散剤としての分散能をさらに高めることができるので、より効率的に樹脂含有粒子の小径化を図ることができる。   According to the present invention, the surface of particles that are insoluble in the supercritical fluid or subcritical fluid is previously hydrophobized. Such a dispersant has a higher dispersibility in a supercritical fluid or a subcritical fluid, and can further enhance the dispersibility as a dispersant, so that the resin-containing particles can be more efficiently reduced in diameter. be able to.

また本発明によれば、超臨界流体または亜臨界流体に可溶である有機物は、フッ素樹脂、シリコーン樹脂およびアクリル樹脂のうちから選択される1種以上を含む。このような物質は超臨界流体または亜臨界流体に溶解しやすいので、分散剤としての分散能を高め、製造する粒子を小径化できるとともに、得られる樹脂含有粒子の粒径分布を狭くすることができる。   According to the invention, the organic substance that is soluble in the supercritical fluid or the subcritical fluid includes one or more selected from a fluororesin, a silicone resin, and an acrylic resin. Since such substances are easily dissolved in supercritical fluids or subcritical fluids, it is possible to increase the dispersibility as a dispersant, reduce the size of the particles to be produced, and narrow the particle size distribution of the resulting resin-containing particles. it can.

また本発明によれば、超臨界流体または亜臨界流体として二酸化炭素を用いる。二酸化炭素を超臨界流体または亜臨界流体にする温度は約31℃と低温であるので、加熱に要するエネルギーのコストを削減できる。また減圧によって粒子を析出させる際、超臨界流体を無害な二酸化炭素の気体にして排出できるので、廃液処理の必要がなく、環境負荷の少ない方法で樹脂含有粒子を製造することができる。   According to the invention, carbon dioxide is used as the supercritical fluid or subcritical fluid. Since the temperature at which carbon dioxide is converted to a supercritical fluid or subcritical fluid is as low as about 31 ° C., the cost of energy required for heating can be reduced. Further, when the particles are deposited by decompression, since the supercritical fluid can be discharged as a harmless carbon dioxide gas, it is not necessary to perform waste liquid treatment, and the resin-containing particles can be produced by a method having a small environmental load.

また本発明によれば、原料は、顔料とワックスとを含む。このような樹脂と顔料とワックスとを含む原料を用いても小粒径かつ粒径分布の狭い樹脂含有粒子を製造することができるので、幅広い分野に適応可能な樹脂含有粒子を製造することができる。   According to the invention, the raw material includes a pigment and a wax. Since resin-containing particles having a small particle size and a narrow particle size distribution can be produced even using such a raw material containing a resin, a pigment, and a wax, it is possible to produce resin-containing particles that can be applied to a wide range of fields. it can.

また本発明によれば、前記のいずれか1つに記載の樹脂含有粒子の製造方法によって製造されることを特徴とする電子写真用トナーが提供される。このような方法によって製造される電子写真用トナーは、小粒径であるとともに粒径分布の狭いものであり、また製造時において省エネルギー化を実現することができる。   According to the invention, there is provided an electrophotographic toner produced by the method for producing resin-containing particles according to any one of the above. The toner for electrophotography produced by such a method has a small particle size and a narrow particle size distribution, and can realize energy saving at the time of production.

本発明の樹脂含有粒子の製造方法は、少なくとも樹脂を含む原料と、超臨界流体または亜臨界流体中に原料を分散させる分散剤とを、超臨界流体または亜臨界流体中に投入して加熱しながら攪拌する工程(以後、加熱攪拌工程と呼ぶ)と、超臨界流体または亜臨界流体の圧力を減少させる工程(以後、減圧工程と呼ぶ)とを含み、分散剤が、超臨界流体または亜臨界流体に不溶である粒子と、超臨界流体または亜臨界流体に可溶である有機物とを疎水性媒体に分散させたものであることを特徴とする。   In the method for producing resin-containing particles of the present invention, at least a raw material containing a resin and a dispersant for dispersing the raw material in the supercritical fluid or subcritical fluid are charged into the supercritical fluid or subcritical fluid and heated. And the step of reducing the pressure of the supercritical fluid or subcritical fluid (hereinafter referred to as the depressurization step), and the dispersant is supercritical fluid or subcritical Particles that are insoluble in fluid and organic substances that are soluble in supercritical fluid or subcritical fluid are dispersed in a hydrophobic medium.

物質の温度および圧力を一定条件(臨界点)以上に設定すると、気体と液体との密度が等しい状態の流体となる。この臨界点以上の温度および圧力下での流体を、超臨界流体と呼ぶ。また、臨界点未満においても超臨界流体に近い状態の流体となる場合があり、このような流体を、亜臨界流体と呼ぶ。   When the temperature and pressure of the substance are set to a certain condition (critical point) or more, a fluid in which the density of gas and liquid is equal is obtained. A fluid under temperature and pressure above the critical point is called a supercritical fluid. In addition, a fluid close to a supercritical fluid may be obtained even below the critical point, and such a fluid is called a subcritical fluid.

超臨界流体または亜臨界流体(以下、特に断らない限り亜臨界流体の状態も超臨界流体に含めて表記する)中では、気体の性質と液体の性質とがともに現れる。たとえば、密度は気体の密度の数100倍程度であって液体の密度に近く、粘度は液体の粘度の1/10〜1/100程度であって気体の粘度に近い。また、拡散係数は液体の拡散係数の1/10〜1/100程度と小さく、熱伝導度は液体の熱伝導度に近く、気体の熱伝導度の100倍程度である。   In the supercritical fluid or subcritical fluid (hereinafter, unless otherwise specified, the state of the subcritical fluid is also included in the supercritical fluid), both the properties of gas and liquid appear. For example, the density is about several hundred times the density of the gas and close to the density of the liquid, and the viscosity is about 1/10 to 1/100 of the viscosity of the liquid and close to the viscosity of the gas. Further, the diffusion coefficient is as small as 1/10 to 1/100 of the diffusion coefficient of the liquid, and the thermal conductivity is close to the thermal conductivity of the liquid and is about 100 times the thermal conductivity of the gas.

超臨界流体は、一般的に物を溶解する力が非常に大きく、温度および圧力の変化により、物質の溶解力を大幅に変化させることができる性質を有している。したがって、反応溶媒および抽出溶媒として用いると、超臨界流体は非常に優れた溶媒である。   A supercritical fluid generally has a very large power for dissolving an object, and has a property that can greatly change the dissolving power of a substance by changing temperature and pressure. Therefore, when used as a reaction solvent and an extraction solvent, a supercritical fluid is a very excellent solvent.

図1は、本発明の実施の一態様である樹脂含有粒子の製造方法を説明する図である。加熱攪拌工程では、超臨界流体1が充填された反応容器8内に、少なくとも樹脂を含む原料7と、超臨界流体1に原料7を分散させる分散剤3と、好ましくは助溶剤2とを投入して加熱しながら攪拌する。   FIG. 1 is a diagram for explaining a method for producing resin-containing particles according to one embodiment of the present invention. In the heating and stirring step, a raw material 7 containing at least a resin, a dispersant 3 for dispersing the raw material 7 in the supercritical fluid 1, and preferably a cosolvent 2 are charged into a reaction vessel 8 filled with the supercritical fluid 1. And stir while heating.

超臨界流体1として使用可能な物質としては、たとえば、二酸化炭素、窒素、メタン、エタン、トリフロロメタン、アンモニア、トリフロロクロロメタン、メタノール、エタノール、水などが挙げられる。   Examples of substances that can be used as the supercritical fluid 1 include carbon dioxide, nitrogen, methane, ethane, trifluoromethane, ammonia, trifluorochloromethane, methanol, ethanol, and water.

上記例示した物質の中でも、常温に近い臨界温度を有し、かつ無極性、不燃性、無害、安全、安価などの利点を有する二酸化炭素が特に好ましい。なお、二酸化炭素の臨界点は、温度31.1℃、圧力7.4MPaである。二酸化炭素は、比較的低温で超臨界流体となるので、加熱に要するエネルギーのコストを削減することができる。また、超臨界流体1として二酸化炭素を用いると、減圧工程において容易に気体に変化するので、製造した樹脂含有粒子を乾燥させるための乾燥工程を設ける必要がない。   Among the substances exemplified above, carbon dioxide having a critical temperature close to room temperature and having advantages such as nonpolarity, nonflammability, harmlessness, safety, and low cost is particularly preferable. The critical point of carbon dioxide is a temperature of 31.1 ° C. and a pressure of 7.4 MPa. Since carbon dioxide becomes a supercritical fluid at a relatively low temperature, the cost of energy required for heating can be reduced. Further, when carbon dioxide is used as the supercritical fluid 1, it easily changes to a gas in the decompression step, so there is no need to provide a drying step for drying the produced resin-containing particles.

また、加熱攪拌工程では、後述する分散剤3の分散能を高め、超臨界流体1に対する樹脂含有粒子の原料7の分散性を向上させるために、原料7に含まれる樹脂の粘度を低下させる助溶剤2を加えることが好ましい。助溶剤2には有機溶媒を使用でき、超臨界流体の種類、結着樹脂成分の種類などに応じて適宜選択される。特に、常温常圧下(25℃、1.013×10Pa)において原料7に含まれる樹脂との相溶性を有しないものが好ましい。助溶剤2が樹脂との相溶性を有するものであると、製造した樹脂含有粒子を軟化させてしまい、粒子同士の融着によって粗大粒子の発生を引き起こすおそれがある。 Further, in the heating and stirring step, in order to increase the dispersibility of the dispersant 3 described later and to improve the dispersibility of the raw material 7 of the resin-containing particles in the supercritical fluid 1, an assist in reducing the viscosity of the resin contained in the raw material 7 It is preferred to add solvent 2. An organic solvent can be used as the cosolvent 2 and is appropriately selected according to the type of supercritical fluid, the type of binder resin component, and the like. In particular, those that are not compatible with the resin contained in the raw material 7 under normal temperature and normal pressure (25 ° C., 1.013 × 10 5 Pa) are preferable. If the cosolvent 2 is compatible with the resin, the produced resin-containing particles are softened, and there is a possibility that coarse particles are generated due to fusion of the particles.

助溶剤2に用いられる有機溶媒の具体例としては、たとえば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサンなどの炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルアセテート、アルキルカルボン酸エステルなどのエステル類、クロロベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素類などが挙げられる。これらの中で、結着樹脂の変性の抑制および環境への負荷低減の観点から低級アルコール類が好適であり、その中でも取扱が容易なエタノールが最も好適に用いられる。   Specific examples of the organic solvent used for the co-solvent 2 include, for example, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol and butanol, ketones such as methyl ethyl ketone, acetone and cyclohexanone, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, toluene and benzene. And hydrocarbons such as cyclohexane, esters such as ethyl acetate, butyl acetate, methyl acetate and alkyl carboxylic acid esters, and halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene and dichloromethane. Among these, lower alcohols are preferable from the viewpoint of suppressing the denaturation of the binder resin and reducing the burden on the environment, and among these, ethanol that is easy to handle is most preferably used.

助溶剤2は、超臨界流体1の臨界圧力以上に加圧して供給されるのが好ましい。また、助溶剤2の含有量は、超臨界流体1と助溶剤2との混合流体中において10〜50重量%が好ましく、さらに好ましくは20〜30重量%である。助溶剤2の含有量が10重量%未満であると、原料7に含まれる樹脂を軟化させる作用が充分に発現されない。助溶剤2の含有量が50重量%を超えると、原料7に含まれる樹脂が軟化し過ぎて粒子同士の融着を引き起こすおそれがある。   The cosolvent 2 is preferably supplied after being pressurized to a pressure higher than the critical pressure of the supercritical fluid 1. Further, the content of the cosolvent 2 is preferably 10 to 50% by weight, more preferably 20 to 30% by weight in the mixed fluid of the supercritical fluid 1 and the cosolvent 2. If the content of the cosolvent 2 is less than 10% by weight, the effect of softening the resin contained in the raw material 7 is not sufficiently exhibited. If the content of the cosolvent 2 exceeds 50% by weight, the resin contained in the raw material 7 may be too soft and cause fusion of particles.

分散剤3は、超臨界流体1に不溶である粒子(以後、超臨界不溶粒子と呼ぶ)4と、超臨界流体1に可溶である有機物(以後、超臨界可溶有機物と呼ぶ)5とを疎水性媒体6に分散させたものである。   The dispersant 3 includes particles 4 that are insoluble in the supercritical fluid 1 (hereinafter referred to as supercritical insoluble particles) 4 and organic substances that are soluble in the supercritical fluid 1 (hereinafter referred to as supercritical soluble organic substances) 5. Is dispersed in the hydrophobic medium 6.

超臨界不溶粒子4および超臨界可溶有機物5は、それぞれ単独で分散剤として用いられている。これらのいずれか一方のみを分散剤として使用すると、加熱攪拌工程では生成される樹脂含有粒子同士の粒子間距離を安定して保つことができるけれども、減圧工程では樹脂含有粒子同士の粒子間距離を安定して保つことができず、樹脂含有粒子同士が融着してしまう。   Each of the supercritical insoluble particles 4 and the supercritical soluble organic substance 5 is used alone as a dispersant. When only one of these is used as a dispersant, the interparticle distance between the resin-containing particles produced can be stably maintained in the heating and stirring step, but the interparticle distance between the resin-containing particles can be maintained in the decompression step. It cannot be kept stable, and the resin-containing particles are fused.

加熱攪拌工程では、超臨界流体1中の原料7に含まれる粗砕物状の樹脂が、超臨界流体1および助溶剤2の混合流体によって軟化され、周りを超臨界不溶粒子4または超臨界可溶有機物5に囲まれる状態で乳化され微粒化される。この時、生成される樹脂含有粒子同士は、高圧環境下であっても、超臨界流体1と、超臨界不溶粒子4または超臨界可溶有機物5との存在によって充分な粒子間距離を保つことができ、安定な状態にある。しかしながら、減圧工程においては、たとえば超臨界流体1として二酸化炭素を用いる場合、超臨界流体1を減圧して常圧に戻すと二酸化炭素が気体に戻り、樹脂含有粒子の粒子間距離が縮まり、樹脂含有粒子の粒子間距離を安定させることができない。その結果、樹脂含有粒子同士の融着が発生し、粒子の粒径増大、粒径分布が広くなるなどの問題が発生する。   In the heating and stirring step, the crushed resin contained in the raw material 7 in the supercritical fluid 1 is softened by the mixed fluid of the supercritical fluid 1 and the cosolvent 2, and the surroundings are supercritical insoluble particles 4 or supercritically soluble. It is emulsified and atomized while surrounded by the organic matter 5. At this time, the generated resin-containing particles maintain a sufficient inter-particle distance due to the presence of the supercritical fluid 1 and the supercritical insoluble particles 4 or the supercritical soluble organic matter 5 even in a high-pressure environment. Is in a stable state. However, in the decompression step, for example, when carbon dioxide is used as the supercritical fluid 1, when the supercritical fluid 1 is decompressed and returned to normal pressure, the carbon dioxide returns to a gas, and the interparticle distance of the resin-containing particles is reduced. The interparticle distance of the contained particles cannot be stabilized. As a result, fusion between the resin-containing particles occurs, causing problems such as an increase in particle size and a wide particle size distribution.

そこで本発明の分散剤3には、超臨界不溶粒子4と、超臨界可溶有機物5とを疎水性媒体6に分散させたものが用いられる。   Therefore, as the dispersant 3 of the present invention, a dispersion in which supercritical insoluble particles 4 and supercritical soluble organic substances 5 are dispersed in a hydrophobic medium 6 is used.

超臨界不溶粒子4としては、二酸化ケイ素、二酸化チタンおよび有機顔料のうちから選択される1種以上を含むものを用いることが好ましい。有機顔料としては、カーボンブラック、フタロシアニン、キナクリドンなどが挙げられる。さらにこれらの中でも、二酸化ケイ素が特に好ましい。このような超臨界不溶粒子4は、製造しようとする樹脂含有粒子に比べて1次粒子径が充分に小さいので、樹脂を超臨界流体1中に分散させる分散能力が高く、樹脂含有粒子を効率よく小径化できる。   As the supercritical insoluble particles 4, it is preferable to use particles containing at least one selected from silicon dioxide, titanium dioxide and organic pigments. Examples of the organic pigment include carbon black, phthalocyanine, and quinacridone. Of these, silicon dioxide is particularly preferred. Such supercritical insoluble particles 4 have a sufficiently small primary particle diameter compared to the resin-containing particles to be produced, so that the dispersion ability of the resin in the supercritical fluid 1 is high, and the resin-containing particles are efficiently used. The diameter can be reduced well.

また、超臨界不溶粒子4としては、これら以外にもたとえば、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化クロムなどの金属酸化物、窒化ケイ素などの窒化物、炭化ケイ素などの炭化物、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩などを使用しても構わない。これらは、単独で使用されてもよく、また併用されてもよい。超臨界不溶粒子4の粒径としては、10〜600nm程度であることが好ましい。   In addition to these, the supercritical insoluble particles 4 include, for example, tin oxide, zinc oxide, aluminum oxide, strontium titanate, cerium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, chromium oxide, and other metal oxides such as silicon nitride. Carbides such as nitride and silicon carbide, fatty acid metal salts such as calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, zinc stearate, and calcium stearate may be used. These may be used alone or in combination. The particle size of the supercritical insoluble particles 4 is preferably about 10 to 600 nm.

さらに、超臨界不溶粒子4は、表面が予め疎水化処理されることが好ましい。疎水化処理に使用する疎水化処理剤としては、たとえば、シランカップリング剤、シリコーンオイル、チタネートカップリング剤などが使用できる。疎水化処理剤の使用量は、100重量部の超臨界不溶粒子4に対して1〜40重量部、好ましくは2〜35重量部である。疎水化処理には、公知慣用の手段を用いることができる。超臨界不溶粒子4が疎水化されることによって、分散剤3として、より高い分散能を発揮することができ、さらに樹脂含有粒子の粒径分布を狭くすることが可能になる。   Furthermore, it is preferable that the surface of the supercritical insoluble particles 4 is previously hydrophobized. As the hydrophobizing agent used for the hydrophobizing treatment, for example, a silane coupling agent, silicone oil, titanate coupling agent, or the like can be used. The amount of the hydrophobizing agent used is 1 to 40 parts by weight, preferably 2 to 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of the supercritical insoluble particles 4. For the hydrophobizing treatment, known and commonly used means can be used. By making the supercritical insoluble particles 4 hydrophobic, it is possible to exhibit higher dispersibility as the dispersant 3, and it is possible to narrow the particle size distribution of the resin-containing particles.

超臨界不溶粒子4の含有量は、特に限定されないけれども、分散剤3中に5〜10重量%含まれることが好ましい。超臨界不溶粒子4の含有量が5重量%未満であると、原料7に含まれる樹脂を超臨界流体1中において充分に乳化させることができないおそれがある。また10重量%を超えると、製造される樹脂含有粒子の物性が変化してしまうおそれがある。   The content of the supercritical insoluble particles 4 is not particularly limited, but is preferably included in the dispersant 3 by 5 to 10% by weight. If the content of the supercritical insoluble particles 4 is less than 5% by weight, the resin contained in the raw material 7 may not be sufficiently emulsified in the supercritical fluid 1. Moreover, when it exceeds 10 weight%, there exists a possibility that the physical property of the resin containing particle | grains manufactured may change.

超臨界可溶有機物5としては、たとえば、重量平均分子量が数千〜1万程度の有機物である、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。これらは単独で用いられてもよく、また併用されてもよい。これらの中でも、フッ素樹脂、シリコーン樹脂およびアクリル樹脂のうちから選択される1種以上を含むものが特に好ましい。これらの樹脂は、超臨界流体1へ溶解しやすく、分散剤3としての分散能力をさらに向上させることができる。   As the supercritically soluble organic substance 5, for example, a fluororesin, a silicone resin, a polyester resin, an acrylic resin, or the like, which is an organic substance having a weight average molecular weight of about several thousand to 10,000 can be used. These may be used alone or in combination. Among these, those containing at least one selected from a fluororesin, a silicone resin, and an acrylic resin are particularly preferable. These resins are easily dissolved in the supercritical fluid 1 and can further improve the dispersion ability as the dispersant 3.

超臨界可溶有機物5の含有量は、特に限定されないけれども、分散剤3中に1〜5重量%であることが好ましく、より好ましくは1.5〜2.5重量%である。超臨界可溶有機物5の含有量が1重量%未満であると、原料7に含まれる樹脂を超臨界流体1中において充分に乳化させることができないおそれがある。超臨界可溶有機物5の含有量が5重量%を超えると、超臨界流体1中において原料7に含まれる樹脂同士の融着が発生するなど、粉体性能としての保存安定性が低下するおそれがある。   Although content of the supercritical soluble organic substance 5 is not specifically limited, It is preferable that it is 1 to 5 weight% in the dispersing agent 3, More preferably, it is 1.5 to 2.5 weight%. If the content of the supercritical soluble organic substance 5 is less than 1% by weight, the resin contained in the raw material 7 may not be sufficiently emulsified in the supercritical fluid 1. If the content of the supercritical soluble organic substance 5 exceeds 5% by weight, the storage stability as the powder performance may be deteriorated, for example, fusion of the resins contained in the raw material 7 may occur in the supercritical fluid 1. There is.

分散剤3に含まれる疎水性媒体6としては、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−オクタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素、エチルベンゼン、キシレン、トルエンなどの芳香族炭化水素、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸エチルなどのエステル類、メチルイソプロピルケトン、メチルプロピルケトン、メチルエチルケトンなどのケトン類などが挙げられる。また市販の脂肪族炭化水素なども使用できる。市販の脂肪族炭化水素としては、たとえば、アイソパー(登録商標)Eなどが挙げられる。これらの中でも、原料7に含まれる樹脂を溶解しないn−ヘキサン、アイソパーEなどが好ましい。   Examples of the hydrophobic medium 6 contained in the dispersant 3 include aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane, n-octane, and cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as ethylbenzene, xylene, and toluene, isobutyl acetate, and isopropyl acetate. And esters such as butyl acetate and ethyl acetate, and ketones such as methyl isopropyl ketone, methyl propyl ketone, and methyl ethyl ketone. Commercially available aliphatic hydrocarbons can also be used. Examples of commercially available aliphatic hydrocarbons include Isopar (registered trademark) E. Among these, n-hexane, Isopar E and the like that do not dissolve the resin contained in the raw material 7 are preferable.

原料7に含まれる樹脂を溶解しない疎水性溶媒6を使用すると、加熱攪拌工程において原料7に含まれる樹脂同士の融着による表面積の減少が生じないので、分散剤3と樹脂との接触する面積についても減少することがなく、分散剤3の効果を充分に発揮することができる。したがって、たとえば超臨界流体1として二酸化炭素を用いる場合、減圧工程において超臨界流体1を減圧して二酸化炭素が気体に戻り、樹脂含有粒子同士の粒子間距離が小さくなっても、分散剤3と樹脂含有粒子との接触面積は減少せず分散剤3の効果を充分に発揮することができ、粒子同士の融着が防止されるので、樹脂含有粒子の粒径を小さくできるとともに、粒径分布を狭くすることができる。   When the hydrophobic solvent 6 that does not dissolve the resin contained in the raw material 7 is used, the surface area is not reduced by the fusion of the resins contained in the raw material 7 in the heating and stirring step. Therefore, the contact area between the dispersant 3 and the resin Also, the effect of the dispersant 3 can be sufficiently exhibited. Therefore, for example, when carbon dioxide is used as the supercritical fluid 1, the supercritical fluid 1 is decompressed in the decompression step so that the carbon dioxide returns to the gas, and even if the interparticle distance between the resin-containing particles decreases, The contact area with the resin-containing particles is not reduced, and the effect of the dispersant 3 can be sufficiently exerted, and the particles can be prevented from being fused with each other. Can be narrowed.

なお、疎水性媒体6として原料7に含まれる樹脂を溶解する疎水性媒体を用いても、分散剤の使用量が少なければ造粒は可能である。しかしながらこのような樹脂を溶解する疎水性媒体を用いると、粒子同士の融着が生じて樹脂含有粒子の小径化が困難となり、粒径分布が広くなるおそれがある。   Even if a hydrophobic medium that dissolves the resin contained in the raw material 7 is used as the hydrophobic medium 6, granulation is possible if the amount of the dispersant used is small. However, when a hydrophobic medium that dissolves such a resin is used, the particles are fused with each other, making it difficult to reduce the diameter of the resin-containing particles, which may widen the particle size distribution.

したがって、好ましくは樹脂を溶解しない疎水性媒体6中に超臨界不溶粒子4と超臨界可溶有機物5とを分散させると、超臨界可溶有機物5が超臨界不溶粒子4に対して最適に配向して吸着した状態となり、それぞれを単独で用いるよりも原料7に含まれる樹脂を超臨界流体1中に乳化させる能力が高くなるので、樹脂含有粒子をより小径化することができるとともに、粒径分布を狭くすることができる。分散剤3中の疎水性媒体6の含有量は、分散剤3中に占める超臨界不溶粒子4と超臨界可溶有機物5との含有量の残部となる。   Therefore, preferably, when the supercritical insoluble particles 4 and the supercritical soluble organic matter 5 are dispersed in the hydrophobic medium 6 that does not dissolve the resin, the supercritical soluble organic matter 5 is optimally oriented with respect to the supercritical insoluble particles 4. Since the ability to emulsify the resin contained in the raw material 7 in the supercritical fluid 1 becomes higher than when each is used alone, the resin-containing particles can be made smaller in diameter and the particle size can be reduced. The distribution can be narrowed. The content of the hydrophobic medium 6 in the dispersant 3 is the remainder of the content of the supercritical insoluble particles 4 and the supercritical soluble organic matter 5 in the dispersant 3.

分散剤3は、上記のような超臨界不溶粒子4と超臨界可溶有機物5とを疎水性媒体6中で、たとえば、サンドグラインダー分散機(太平システム社製)などのビーズミルなどを用いて1時間程度分散させ、前処理することによって得られる。本発明の製造方法において用いられる分散剤3は、超臨界不溶粒子4と超臨界可溶有機物5との最適な配向状態を得るために、超臨界不溶粒子4と超臨界可溶有機物5とを疎水性媒体6中で単に混合するだけではなく、上記のように疎水性媒体6中で両者を分散させるための前処理が必要であることを特徴とする。   The dispersant 3 is prepared by mixing the supercritical insoluble particles 4 and the supercritically soluble organic matter 5 as described above in a hydrophobic medium 6 using, for example, a bead mill such as a sand grinder disperser (manufactured by Taihei System Co., Ltd.). It is obtained by dispersing for about time and pre-processing. The dispersing agent 3 used in the production method of the present invention comprises a supercritical insoluble particle 4 and a supercritical soluble organic substance 5 in order to obtain an optimal orientation state of the supercritical insoluble particle 4 and the supercritical soluble organic substance 5. It is characterized by not only mixing in the hydrophobic medium 6 but also a pretreatment for dispersing both in the hydrophobic medium 6 as described above.

超臨界不溶粒子4と超臨界可溶有機物5とは、超臨界不溶粒子4の粒径または表面積にもよるけれども、概ね2:1〜3:1の比率で混合されることが好ましい。超臨界可溶有機物5が少なすぎると、充分な立体障害効果を得ることができず、結果的に原料7に含まれる樹脂の分散性が劣るおそれがある。また、超臨界可溶有機物5の量が多すぎると、製造された樹脂含有粒子同士が融着してしまうおそれがあるので好ましくない。   The supercritical insoluble particles 4 and the supercritically soluble organic matter 5 are preferably mixed in a ratio of about 2: 1 to 3: 1, although it depends on the particle size or surface area of the supercritical insoluble particles 4. If the supercritically soluble organic substance 5 is too small, a sufficient steric hindrance effect cannot be obtained, and as a result, the dispersibility of the resin contained in the raw material 7 may be inferior. Moreover, when there is too much quantity of the supercritically soluble organic substance 5, since there exists a possibility that the produced resin containing particle | grains may melt | fuse, it is unpreferable.

また、分散剤3中の固形分である超臨界不溶粒子4と超臨界可溶有機物5との含有量の和(固形分濃度)は、5〜15重量%が好ましく、さらに好ましくは7〜10重量%である。固形分濃度が5重量%未満であると、ビーズミルによって混合を行っても超臨界不溶粒子4と超臨界可溶有機物5との接触回数が少なくなり、効率的な混合が行えないおそれがある。固形分濃度が15重量%を超えると、分散剤3自体の粘性が高くなってゲル化し、超臨界流体1中に均一に混合されないおそれがある。   Further, the sum of the contents (solid content concentration) of the supercritical insoluble particles 4 and the supercritical soluble organic matter 5 which are solid contents in the dispersant 3 is preferably 5 to 15% by weight, more preferably 7 to 10%. % By weight. If the solid content concentration is less than 5% by weight, the number of times of contact between the supercritical insoluble particles 4 and the supercritical soluble organic substance 5 is reduced even if mixing is performed by a bead mill, and efficient mixing may not be performed. When the solid content concentration exceeds 15% by weight, the viscosity of the dispersing agent 3 itself becomes high and gelation may occur, and it may not be uniformly mixed in the supercritical fluid 1.

分散剤3に含まれる超臨界不溶粒子4と超臨界可溶有機物5とは、前述のように、それぞれ単独で用いることによっても超臨界流体1中で原料7に含まれる樹脂を乳化させ、樹脂含有粒子を微粒化することができるけれども、これらを疎水性媒体6中に分散させることによって、超臨界可溶有機物5が超臨界流体1に不溶である粒子に対して最適な配向状態となり、超臨界流体1中に乳化状態で存在する樹脂同士の融着を防止することができるので、さらに粗大粒子の発生を防止し、樹脂含有粒子の粒径分布を狭くすることができる。   As described above, the supercritical insoluble particles 4 and the supercritical soluble organic substance 5 contained in the dispersant 3 can be used alone to emulsify the resin contained in the raw material 7 in the supercritical fluid 1, Although the contained particles can be atomized, by dispersing them in the hydrophobic medium 6, the supercritical soluble organic substance 5 becomes in an optimal orientation state with respect to the particles that are insoluble in the supercritical fluid 1, and Since it is possible to prevent fusion of the resins present in the critical fluid 1 in an emulsified state, the generation of coarse particles can be further prevented, and the particle size distribution of the resin-containing particles can be narrowed.

なお、超臨界流体1への分散剤3の添加量は、原料7に含まれる樹脂100重量部に対して100重量部以上250重量部以下が好ましく、さらに好ましくは100重量部以上150重量部以下である。分散剤3の添加量が100重量部未満であると、超臨界流体1中において樹脂を充分に分散させることができないおそれがある。分散剤3の添加量が250重量部を超えると、分散剤3が樹脂含有粒子の物性に与える影響が大きくなる。   The amount of the dispersant 3 added to the supercritical fluid 1 is preferably 100 parts by weight or more and 250 parts by weight or less, and more preferably 100 parts by weight or more and 150 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the resin contained in the raw material 7. It is. If the added amount of the dispersant 3 is less than 100 parts by weight, the resin may not be sufficiently dispersed in the supercritical fluid 1. When the addition amount of the dispersant 3 exceeds 250 parts by weight, the influence of the dispersant 3 on the physical properties of the resin-containing particles becomes large.

本発明の樹脂含有粒子の製造方法の原料7に含まれる樹脂としては、熱可塑性で超臨界流体1中において不溶であれば特に限定されない。このような樹脂としては、たとえば、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリル共重合体などのスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン−ビニルアルコール共重合体などのエチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アリルフタレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、マレイン酸系樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、単独で使用されてもよく、また併用されてもよい。   The resin contained in the raw material 7 of the method for producing resin-containing particles of the present invention is not particularly limited as long as it is thermoplastic and insoluble in the supercritical fluid 1. Examples of such resins include styrene resins such as polystyrene, styrene-butadiene copolymer, styrene-acrylic copolymer, ethylene such as polyethylene, polyethylene-vinyl acetate copolymer, polyethylene-vinyl alcohol copolymer. Examples thereof include acrylic resins, acrylic resins such as polymethyl methacrylate, phenolic resins, epoxy resins, allyl phthalate resins, polyamide resins, polyester resins, polyether resins, and maleic resins. These resins may be used alone or in combination.

また、原料7には、顔料、ワックスなどが含まれてもよい。このように、樹脂だけでなく、顔料、ワックスなどを含む原料を用いても、小粒径かつ粒径分布の狭い樹脂含有粒子を製造することができるので、電子写真用トナーなど幅広い分野に適応可能な樹脂含有粒子を製造することができる。   The raw material 7 may contain pigments, waxes, and the like. In this way, resin-containing particles with a small particle size distribution and narrow particle size distribution can be produced using raw materials including not only resins but also pigments, waxes, etc., making it suitable for a wide range of fields such as toner for electrophotography. Possible resin-containing particles can be produced.

このような原料7に用いられる顔料としては、公知の無機または有機の顔料が使用可能であり、たとえば、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンレーキ、アリザリンレーキ、ベンガラ、フタロシアニンブルー、インダスレンブルーなどが挙げられる。これらは通常、原料7に含まれる樹脂100重量部に対し0.5〜20重量部使用される。   As the pigment used for such a raw material 7, known inorganic or organic pigments can be used. For example, carbon black, aniline black, acetylene black, naphthol yellow, Hansa yellow, rhodamine lake, alizarin lake, Bengala, Examples include phthalocyanine blue and indanthrene blue. These are usually used in an amount of 0.5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the resin contained in the raw material 7.

また、原料7に用いられるワックスとしては、公知のものを使用でき、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリオレフィンなどの合成ワックス、カルナバワックス、ホホバオイル、ライスワックスなどの植物性ワックス、モンタンワックスなどの鉱物ワックスなどから選ばれる少なくとも一種を含むワックスが挙げられる。ワックスは、原料7に含まれる樹脂100重量部に対して2〜8重量部含まれるのが好ましい。   As the wax used for the raw material 7, known waxes can be used, such as synthetic waxes such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, polyolefin, vegetable waxes such as carnauba wax, jojoba oil, rice wax, and montan. Examples thereof include a wax containing at least one selected from mineral waxes such as wax. The wax is preferably contained in an amount of 2 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin contained in the raw material 7.

なお、原料7は、樹脂、顔料およびワックスだけでなく、好ましい特性を損なわない範囲で帯電制御剤などの添加剤を含有してもよい。このように、樹脂および樹脂以外の成分を含む原料を用いる場合は、予めスーパーミキサー、ヘンシェルミキサーなどの高速攪拌型混合装置によって予備混合を行った後、二軸押出機、三本ロール、ラボブラストミルなどの一般的な混練機によって溶融混練が行われることが好ましい。   The raw material 7 may contain not only a resin, a pigment and a wax, but also an additive such as a charge control agent as long as preferable characteristics are not impaired. Thus, in the case of using a raw material containing a resin and a component other than the resin, after preliminarily mixing with a high-speed stirring type mixing device such as a super mixer or a Henschel mixer, a twin-screw extruder, a three-roll, a lab blast It is preferable that melt kneading is performed by a general kneader such as a mill.

以上のような原料7と、分散剤3と、好ましくは助溶剤2とを超臨界流体1中に投入して、超臨界流体1が気化または液化しないように加熱しながら攪拌することによって、超臨界流体1中に樹脂を含む原料7の粒子を分散させる。超臨界流体1中に原料7の粒子が分散すると、次いで減圧工程に供される。   By introducing the raw material 7 as described above, the dispersant 3, and preferably the co-solvent 2 into the supercritical fluid 1 and stirring while heating so that the supercritical fluid 1 does not vaporize or liquefy, The raw material 7 particles containing resin are dispersed in the critical fluid 1. When the particles of the raw material 7 are dispersed in the supercritical fluid 1, it is then subjected to a decompression step.

減圧工程では、超臨界流体1の圧力を減少させて超臨界流体1を気化または液化し、超臨界流体1中に分散する原料7の粒子、すなわち樹脂含有粒子を、超臨界流体1を構成する物質の流体と分離させる。ここで、超臨界流体1として二酸化炭素を用いると、減圧によって二酸化炭素が気化するので、樹脂含有粒子と超臨界流体1を構成する流体との分離を行う必要がなく、また樹脂含有粒子を乾燥させる必要も生じないので好ましい。超臨界流体1を構成する物質として、減圧工程で液化する物質を用いる場合、樹脂含有粒子と超臨界流体1を構成する液体との分離工程、樹脂含有粒子の洗浄工程、樹脂含有粒子の乾燥工程などを必要に応じて行う。   In the depressurization step, the supercritical fluid 1 is vaporized or liquefied by reducing the pressure of the supercritical fluid 1, and the raw material 7 particles dispersed in the supercritical fluid 1, that is, resin-containing particles constitute the supercritical fluid 1. Separated from the substance fluid. Here, when carbon dioxide is used as the supercritical fluid 1, since carbon dioxide is vaporized by decompression, there is no need to separate the resin-containing particles from the fluid constituting the supercritical fluid 1, and the resin-containing particles are dried. This is preferable because it does not need to be performed. When a substance that liquefies in a decompression step is used as the substance constituting the supercritical fluid 1, a separation process between the resin-containing particles and the liquid constituting the supercritical fluid 1, a washing process for the resin-containing particles, and a drying process for the resin-containing particles Etc. as necessary.

図2は、本発明の樹脂含有粒子の製造方法に好適に用いられる樹脂含有粒子製造装置11を簡略化して示す系統図である。樹脂含有粒子製造装置11は、温度計12と、圧力計13と、ヒータ14と、攪拌手段16と、超臨界流体1を生成させかつ超臨界流体1中に樹脂含有粒子の原料である樹脂を含む原料7を分散させるための反応容器17と、超臨界流体1の原料ガスを反応容器17へ供給するガスボンベ18と、ガスボンベ18から供給される超臨界流体1の原料ガスを加圧するための加圧ポンプ19と、加圧ポンプ19から供給される加圧された原料ガスの流量を調整する原料ガス供給バルブ20と、助溶剤2が充填されるタンク21と、タンク21から供給される助溶剤2を加圧するための加圧ポンプ22と、加圧ポンプ22から供給される加圧された助溶剤2を反応容器17へ供給する量を制御するための助溶剤供給バルブ23と、減圧バルブ15の開放により反応容器17から排出される原料7の分散物を流過させる管であって、途中に減圧バルブ15が設けられる分散物供給管24と、分散物供給管24の外周に設けられるヒータ25と、分散物供給管24に接続され、分散物から生成する樹脂含有粒子を放出するためのノズル26と、ノズル26の外周に設けられるノズルヒータ27と、ノズル26を内包するように設けられ、ノズル26から放出される樹脂含有粒子を捕集する粒子捕集容器28とを含んで構成される。   FIG. 2 is a system diagram schematically showing a resin-containing particle production apparatus 11 that is preferably used in the method for producing resin-containing particles of the present invention. The resin-containing particle manufacturing apparatus 11 includes a thermometer 12, a pressure gauge 13, a heater 14, a stirring means 16, a supercritical fluid 1, and a resin that is a raw material for the resin-containing particles in the supercritical fluid 1. A reaction vessel 17 for dispersing the containing raw material 7, a gas cylinder 18 for supplying the raw gas of the supercritical fluid 1 to the reaction vessel 17, and an additive for pressurizing the raw gas of the supercritical fluid 1 supplied from the gas cylinder 18. A pressure pump 19, a source gas supply valve 20 for adjusting the flow rate of the pressurized source gas supplied from the pressurizing pump 19, a tank 21 filled with the cosolvent 2, and a cosolvent supplied from the tank 21 A pressure pump 22 for pressurizing 2, a co-solvent supply valve 23 for controlling the amount of pressurized co-solvent 2 supplied from the pressure pump 22 to the reaction vessel 17, and a pressure reducing valve 15 of A pipe for allowing the dispersion of the raw material 7 discharged from the reaction vessel 17 to flow by being discharged, a dispersion supply pipe 24 provided with a pressure reducing valve 15 in the middle, and a heater 25 provided on the outer periphery of the dispersion supply pipe 24. A nozzle 26 for discharging resin-containing particles generated from the dispersion, a nozzle heater 27 provided on the outer periphery of the nozzle 26, and a nozzle 26. And a particle collecting container 28 for collecting the resin-containing particles released from 26.

原料ガスはガスボンベ18から加圧ポンプ19に送給され、加圧ポンプ19によって加圧された後、原料ガス供給バルブ20を介して反応容器17に供給される。原料ガスとしては、常温に近い臨界温度を有し、環境負荷の小さい二酸化炭素が特に好ましく用いられる。   The raw material gas is supplied from the gas cylinder 18 to the pressurizing pump 19, pressurized by the pressurizing pump 19, and then supplied to the reaction vessel 17 through the raw material gas supply valve 20. As the source gas, carbon dioxide having a critical temperature close to room temperature and a small environmental load is particularly preferably used.

タンク21に充填される助溶剤2は加圧ポンプ22に供給され、加圧ポンプ22によって加圧された後、助溶剤供給バルブ23を介して反応容器17に供給される。   The co-solvent 2 filled in the tank 21 is supplied to the pressurization pump 22, pressurized by the pressurization pump 22, and then supplied to the reaction vessel 17 through the co-solvent supply valve 23.

反応容器17には、反応容器17内の温度を測定する温度計12、反応容器17内の圧力を測定する圧力計13、反応容器17の内容物を加熱するヒータ14および反応容器17の内容物を攪拌する攪拌手段16が設けられ、分散物供給管24の一端が接続される。攪拌手段16は、たとえば羽状の攪拌部材およびモータで構成され、モータによって攪拌部材を回転させることによって、反応容器17の内容物を攪拌する。   The reaction vessel 17 includes a thermometer 12 for measuring the temperature in the reaction vessel 17, a pressure gauge 13 for measuring the pressure in the reaction vessel 17, a heater 14 for heating the contents of the reaction vessel 17, and the contents of the reaction vessel 17. Is provided, and one end of the dispersion supply pipe 24 is connected. The stirring means 16 is composed of, for example, a wing-shaped stirring member and a motor, and the contents of the reaction vessel 17 are stirred by rotating the stirring member by the motor.

反応容器17には、少なくとも樹脂を含む原料7と、超臨界流体不溶粒子4および超臨界流体可溶有機物5を疎水性媒体6に分散させたものである分散剤3とのそれぞれ適量が投入される。さらに、原料ガス供給バルブ20および助溶剤供給バルブ23を介して、加圧された原料ガスおよび助溶剤2の適量が供給される。このとき、減圧バルブ15は閉じられている。反応容器17内の温度および圧力はそれぞれ温度計12および圧力計13によって測定され、ヒータ14と加圧ポンプ19とによって調整される。適量の原料ガスおよび助溶剤2が供給されて所望の圧力が得られると、原料ガス供給バルブ20および助溶剤供給バルブ23を閉じて供給を停止する。このようにして所望の温度および圧力が得られると、原料ガスから超臨界流体1が生成され、モータによる攪拌部材の回転によって原料7および分散剤3が超臨界流体1中で攪拌され、均一に分散する。このようにして、反応容器17内に均一な分散系を形成し、この状態を一定時間保持する。   The reaction vessel 17 is charged with appropriate amounts of the raw material 7 containing at least the resin and the dispersant 3 in which the supercritical fluid insoluble particles 4 and the supercritical fluid soluble organic substance 5 are dispersed in the hydrophobic medium 6. The Furthermore, appropriate amounts of the pressurized source gas and auxiliary solvent 2 are supplied via the raw material gas supply valve 20 and the auxiliary solvent supply valve 23. At this time, the pressure reducing valve 15 is closed. The temperature and pressure in the reaction vessel 17 are measured by the thermometer 12 and the pressure gauge 13, respectively, and adjusted by the heater 14 and the pressurizing pump 19. When an appropriate amount of source gas and auxiliary solvent 2 are supplied and a desired pressure is obtained, the source gas supply valve 20 and auxiliary solvent supply valve 23 are closed to stop supply. When the desired temperature and pressure are obtained in this way, the supercritical fluid 1 is generated from the raw material gas, and the raw material 7 and the dispersant 3 are stirred in the supercritical fluid 1 by the rotation of the stirring member by the motor, and uniformly scatter. In this way, a uniform dispersion system is formed in the reaction vessel 17, and this state is maintained for a certain time.

次いで、減圧バルブ15を開放し、反応容器17内の超臨界流体を減圧バルブ15によって排出し、大気圧付近にまで減圧して気化させる。このとき、超臨界流体1中に分散していた原料7からなる樹脂含有粒子が分離される。   Next, the decompression valve 15 is opened, the supercritical fluid in the reaction vessel 17 is discharged by the decompression valve 15, and the pressure is reduced to near atmospheric pressure to vaporize. At this time, the resin-containing particles made of the raw material 7 dispersed in the supercritical fluid 1 are separated.

減圧バルブ15を介して反応容器17に接続する分散物供給管24には、減圧バルブ15の開放と同時に減圧によって、超臨界流体1から生成される原料ガスと、原料7から形成され超臨界流体1から分離した樹脂含有粒子と、助溶剤2と、分散剤3との混合物が送給される。該混合物中の助溶剤2および分散剤3中の疎水性媒体6は、ヒータ25とノズルヒータ27とによる加熱によって大部分が気化される。分散物供給管24内を流過した前記混合物は、ノズル26から粒子捕集容器28内に樹脂含有粒子を含む気流として放出され、樹脂含有粒子が粒子捕集容器28内に回収される。   The dispersion supply pipe 24 connected to the reaction vessel 17 via the pressure reducing valve 15 is connected to the raw material gas generated from the supercritical fluid 1 and the supercritical fluid formed from the raw material 7 by reducing the pressure simultaneously with opening of the pressure reducing valve 15. A mixture of the resin-containing particles separated from 1, the cosolvent 2, and the dispersant 3 is fed. Most of the cosolvent 2 in the mixture and the hydrophobic medium 6 in the dispersant 3 are vaporized by heating with the heater 25 and the nozzle heater 27. The mixture that has flowed through the dispersion supply pipe 24 is discharged from the nozzle 26 as an air stream containing resin-containing particles into the particle collection container 28, and the resin-containing particles are collected in the particle collection container 28.

なお、ノズル26から放出される樹脂含有粒子に助溶剤2および分散剤3が付着していても、原料7に含まれる樹脂と非相溶な助溶剤2および疎水性媒体6を使用すれば、樹脂含有粒子同士が付着せず、微細な状態のままの樹脂含有粒子を得ることができる。また、樹脂含有粒子に付着した助溶剤2および疎水性媒体6は余熱により気化し、除去される。分散剤3中に含まれる超臨界不溶粒子4および超臨界可溶粒子5は、樹脂含有粒子に付着するけれども、極めて少量であるので、樹脂含有粒子の物性への影響はほとんど生じない。   Even if the cosolvent 2 and the dispersant 3 are attached to the resin-containing particles discharged from the nozzle 26, if the cosolvent 2 and the hydrophobic medium 6 that are incompatible with the resin contained in the raw material 7 are used, Resin-containing particles do not adhere to each other, and resin-containing particles in a fine state can be obtained. Moreover, the cosolvent 2 and the hydrophobic medium 6 adhering to the resin-containing particles are vaporized and removed by the residual heat. Although the supercritical insoluble particles 4 and the supercritical soluble particles 5 contained in the dispersant 3 adhere to the resin-containing particles, since they are very small amounts, the physical properties of the resin-containing particles are hardly affected.

このような樹脂含有粒子製造装置11は、上記の構成に限定されることなく、種々の変更が可能である。   Such a resin-containing particle manufacturing apparatus 11 is not limited to the above configuration, and various modifications can be made.

たとえば、加圧ポンプ19と原料ガス供給バルブ20との間および/または加圧ポンプ22と助溶剤供給バルブ23との間に、図示しないヒータ、コイルなどの加熱手段を設け、加圧された原料ガスおよび/または助溶剤2を所望の温度近くまで加熱する構成にしてもよい。また、加圧ポンプ19、12と反応容器17との間に図示しない混合容器を設け、原料ガスと助溶剤とを混合し、その後に反応容器17に供給する構成にしてもよい。   For example, heating means such as a heater or a coil (not shown) is provided between the pressurization pump 19 and the source gas supply valve 20 and / or between the pressurization pump 22 and the auxiliary solvent supply valve 23 to pressurize the source material. The gas and / or the cosolvent 2 may be heated to a temperature close to a desired temperature. Further, a mixing container (not shown) may be provided between the pressure pumps 19 and 12 and the reaction container 17 so that the raw material gas and the cosolvent are mixed and then supplied to the reaction container 17.

さらに、反応容器17の外部に設けられるヒータ14に代えて、図示しない恒温槽などを用いることができる。また、ノズル26の出口付近に図示しない温度計を設置して出口温度を測定し、助溶剤2の気化状況などを調べてもよい。   Furthermore, a thermostat (not shown) or the like can be used in place of the heater 14 provided outside the reaction vessel 17. Further, a thermometer (not shown) may be installed near the outlet of the nozzle 26 to measure the outlet temperature, and the vaporization status of the cosolvent 2 may be examined.

本発明の樹脂含有粒子の製造方法によれば、超臨界不溶粒子4と超臨界可溶有機物5とが分散される疎水性媒体6を分散剤3として用いることによって、超臨界可溶有機物5が超臨界不溶粒子4に対して最適な配向をした状態で超臨界流体1中の樹脂を取り巻き、分散させることができる。この分散剤3は、たとえば二酸化炭素である超臨界流体1を減圧して気体に戻し、助溶剤2中で樹脂含有粒子同士の粒子間距離が縮まっても、超臨界不溶粒子4または超臨界可溶有機物5をそれぞれ単体で用いる分散剤よりも立体障害が大きくなり、生成した樹脂含有粒子間の距離を安定して保つことができるので、粒子同士の融着を防止することができる。したがって、粒子径が小さく、粒径分布が狭い樹脂含有粒子を得ることができる。   According to the method for producing resin-containing particles of the present invention, by using the hydrophobic medium 6 in which the supercritical insoluble particles 4 and the supercritical soluble organic matter 5 are dispersed as the dispersant 3, the supercritical soluble organic matter 5 is obtained. The resin in the supercritical fluid 1 can be surrounded and dispersed in an optimally oriented state with respect to the supercritical insoluble particles 4. This dispersing agent 3 is used to reduce the supercritical fluid 1, for example, carbon dioxide, to a gas and return the gas to the gas. Even if the interparticle distance between the resin-containing particles is reduced in the cosolvent 2, the supercritical insoluble particles 4 or supercritical Since the steric hindrance is larger than that of the dispersant using each of the dissolved organic substances 5 alone, the distance between the produced resin-containing particles can be stably maintained, so that the fusion of the particles can be prevented. Therefore, resin-containing particles having a small particle size and a narrow particle size distribution can be obtained.

以下本発明の実施例について説明する。実施例および比較例の樹脂含有粒子の製造に用いられる分散剤は、以下のようにして作製した。   Examples of the present invention will be described below. The dispersant used for the production of the resin-containing particles of Examples and Comparative Examples was prepared as follows.

〔分散剤A〕
超臨界不溶粒子として疎水性二酸化チタン(AEROSIL T805;日本アエロジル社製)を10重量部、超臨界可溶有機物としてアクリル樹脂(EFKA−4400;エフカーケミカルズ社製)を5重量部用い、これらを疎水性媒体であるアイソパーE(エッソスタンダード石油社製)185重量部にビーズ300重量部とともにサンドグラインダー分散機(太平システム社製)によって1時間分散させた。分散後、ビーズを取り除いたものを分散剤Aとした。
[Dispersant A]
10 parts by weight of hydrophobic titanium dioxide (AEROSIL T805; manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as supercritical insoluble particles, and 5 parts by weight of acrylic resin (EFKA-4400; manufactured by Efcar Chemicals) as supercritical soluble organic substances are used. It was dispersed in 185 parts by weight of Isopar E (Esso Standard Petroleum), which is a hydrophobic medium, together with 300 parts by weight of beads using a sand grinder disperser (manufactured by Taihei System Co., Ltd.) for 1 hour. Dispersant A was obtained by removing the beads after dispersion.

〔分散剤B〕
超臨界可溶有機物のアクリル樹脂を用いないこと、および、サンドグラインダー分散機による分散を行わず、軽く手攪拌によって混合したこと以外は分散剤Aと同様にして、分散剤Bを作製した。
[Dispersant B]
Dispersant B was prepared in the same manner as Dispersant A, except that no supercritically soluble organic acrylic resin was used and that the mixture was lightly mixed by hand stirring without using a sand grinder disperser.

〔分散剤C〕
超臨界不溶粒子の疎水性二酸化チタンを除いたこと、および、サンドグラインダー分散機による分散を行わず、軽く手攪拌によって混合したこと以外は分散剤Aと同様にして、分散剤Cを作製した。
[Dispersant C]
Dispersant C was prepared in the same manner as Dispersant A, except that the supercritical insoluble particles of hydrophobic titanium dioxide were removed, and the mixture was lightly mixed by hand stirring without being dispersed by a sand grinder disperser.

〔分散剤D〕
サンドグラインダー分散機による分散を行わず、軽く手攪拌によって混合したこと以外は分散剤Aと同様にして、分散剤Dを作製した。
[Dispersant D]
Dispersant D was prepared in the same manner as Dispersant A, except that the mixture was lightly mixed by hand stirring without dispersing with a sand grinder disperser.

〔分散剤E〕
疎水性媒体としてトルエンを使用したこと以外は分散剤Aと同様にして、分散剤Eを作製した。
[Dispersant E]
Dispersant E was prepared in the same manner as Dispersant A, except that toluene was used as the hydrophobic medium.

〔分散剤F〕
疎水性媒体の代わりに、親水性媒体であるエタノールを使用したこと以外は分散剤Aと同様にして、分散剤Fを作製した。
[Dispersant F]
Dispersant F was produced in the same manner as Dispersant A, except that ethanol, which is a hydrophilic medium, was used instead of the hydrophobic medium.

〔分散剤G〕
疎水性媒体としてn−ヘキサンを使用したこと以外は分散剤Aと同様にして、分散剤Gを作製した。
[Dispersant G]
Dispersant G was prepared in the same manner as Dispersant A, except that n-hexane was used as the hydrophobic medium.

〔分散剤H〕
超臨界不溶粒子として疎水性二酸化ケイ素(AEROSIL RX2000;日本アエロジル社製)を使用したこと以外は分散剤Gと同様にして、分散剤Hを作製した。
[Dispersant H]
Dispersant H was prepared in the same manner as Dispersant G, except that hydrophobic silicon dioxide (AEROSIL RX2000; manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was used as supercritical insoluble particles.

〔分散剤I〕
超臨界不溶粒子としてシアン顔料(Fastogen Blue RG;大日本インキ化学製造社製)を使用したこと以外は分散剤Gと同様にして、分散剤Iを作製した。
[Dispersant I]
Dispersant I was prepared in the same manner as Dispersant G, except that a cyan pigment (Fastogen Blue RG; manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) was used as supercritical insoluble particles.

〔分散剤J〕
超臨界不溶粒子として未処理二酸化ケイ素(AEROSIL OX50;日本アエロジル社製)を使用したこと以外は分散剤Hと同様にして、分散剤Jを作製した。
[Dispersant J]
Dispersant J was prepared in the same manner as Dispersant H, except that untreated silicon dioxide (AEROSIL OX50; manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was used as supercritical insoluble particles.

〔分散剤K〕
超臨界可溶有機物としてシリコーン樹脂(EMALEX SS−5050K;日本エマルジョン株式会社製)を使用したこと以外は分散剤Hと同様にして、分散剤Kを作製した。
[Dispersant K]
Dispersant K was prepared in the same manner as Dispersant H, except that a silicone resin (EMALEX SS-5050K; manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd.) was used as the supercritical soluble organic substance.

〔分散剤L〕
超臨界可溶有機物としてフッ素樹脂(フタージェント300;株式会社ネオス製)を使用したこと以外は分散剤Hと同様にして、分散剤Lを作製した。
[Dispersant L]
Dispersant L was produced in the same manner as Dispersant H, except that a fluororesin (Furgent 300; manufactured by Neos Co., Ltd.) was used as the supercritical soluble organic substance.

〔分散剤M〕
超臨界可溶有機物としてウレタン樹脂(EFKA−4047;エフカーケミカルズ社製)を使用したこと以外は分散剤Hと同様にして、分散剤Mを作製した。
[Dispersant M]
Dispersant M was prepared in the same manner as Dispersant H, except that urethane resin (EFKA-4047; manufactured by Efcar Chemicals) was used as the supercritical soluble organic substance.

表1に、分散剤A〜Mの作製に用いた超臨界不溶粒子、超臨界可溶有機物、疎水性または親水性媒体および各分散剤の調製方法をまとめて示す。   Table 1 summarizes the supercritical insoluble particles, supercritical soluble organic substances, hydrophobic or hydrophilic media used for the preparation of the dispersants A to M, and the preparation methods of the respective dispersants.

Figure 2006257354
Figure 2006257354

以上のようにして作製した分散剤A〜Mを用いて、次のようにして実施例および比較例の樹脂含有粒子を作製した。   Using the dispersants A to M produced as described above, resin-containing particles of Examples and Comparative Examples were produced as follows.

〈実施例1〉
図2に示す樹脂含有粒子製造装置11を用い、次のようにして実施例1の樹脂含有粒子を製造した。なお、樹脂含有粒子製造装置11の反応容器17の容積は1000mlであった。
<Example 1>
Using the resin-containing particle manufacturing apparatus 11 shown in FIG. 2, the resin-containing particles of Example 1 were manufactured as follows. The volume of the reaction vessel 17 of the resin-containing particle production apparatus 11 was 1000 ml.

反応容器に原料としてポリエステル樹脂(EP208;三洋化成工業(株)社製;融点117℃)を100g、分散剤として分散剤Aを100g投入し、反応容器内の温度を50℃に設定し密閉した。また、助溶剤としてエタノール300gを反応容器に供給した。攪拌手段によって反応容器の内容物を1500rpmで攪拌しつつ、反応容器内の圧力が20MPaになるまで加圧ポンプによって加圧された二酸化炭素を供給した。このように、反応容器内において二酸化炭素の超臨界流体を生成し、さらに反応容器内の温度を40℃に変更し、反応容器内の圧力を25MPaとした。その後、攪拌速度を3000rpmに上昇させて約3時間攪拌し、超臨界流体中にポリエステル樹脂を分散させた。その後、減圧バルブを開放して粒子捕集容器に析出した粒子を回収し、樹脂含有粒子を得た。   100 g of polyester resin (EP208; manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd .; melting point 117 ° C.) as a raw material and 100 g of dispersant A as a dispersing agent were charged into the reaction vessel, and the temperature in the reaction vessel was set to 50 ° C. and sealed. . Moreover, 300 g of ethanol was supplied to the reaction vessel as a cosolvent. While stirring the contents of the reaction vessel at 1500 rpm by the stirring means, carbon dioxide pressurized by a pressure pump was supplied until the pressure in the reaction vessel reached 20 MPa. Thus, a supercritical fluid of carbon dioxide was generated in the reaction vessel, the temperature in the reaction vessel was changed to 40 ° C., and the pressure in the reaction vessel was 25 MPa. Thereafter, the stirring speed was increased to 3000 rpm and stirring was performed for about 3 hours to disperse the polyester resin in the supercritical fluid. Thereafter, the pressure reducing valve was opened, and the particles deposited in the particle collecting container were collected to obtain resin-containing particles.

〈比較例1〉
分散剤を分散剤Bに変更したこと以外は実施例1と同様にして、比較例1の樹脂含有粒子を製造した。
<Comparative example 1>
Resin-containing particles of Comparative Example 1 were produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was changed to Dispersant B.

〈比較例2〉
分散剤を分散剤Cに変更したこと以外は実施例1と同様にして、比較例2の樹脂含有粒子を製造した。
<Comparative example 2>
Resin-containing particles of Comparative Example 2 were produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was changed to Dispersant C.

〈比較例3〉
分散剤を分散剤Dに変更したこと以外は実施例1と同様にして、比較例3の樹脂含有粒子を製造した。
<Comparative Example 3>
Resin-containing particles of Comparative Example 3 were produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was changed to Dispersant D.

〈実施例2〉
分散剤を分散剤Eに変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の樹脂含有粒子を製造した。
<Example 2>
Resin-containing particles of Example 2 were produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was changed to Dispersant E.

〈比較例4〉
分散剤を分散剤Fに変更したこと以外は実施例1と同様にして、比較例4の樹脂含有粒子を製造した。
<Comparative example 4>
Resin-containing particles of Comparative Example 4 were produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was changed to Dispersant F.

〈実施例3〉
分散剤を分散剤Gに変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例3の樹脂含有粒子を製造した。
<Example 3>
Resin-containing particles of Example 3 were produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was changed to Dispersant G.

〈実施例4〉
分散剤を分散剤Hに変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例4の樹脂含有粒子を製造した。
<Example 4>
Resin-containing particles of Example 4 were produced in the same manner as Example 1 except that the dispersant was changed to Dispersant H.

〈実施例5〉
分散剤を分散剤Iに変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例5の樹脂含有粒子を製造した。
<Example 5>
Resin-containing particles of Example 5 were produced in the same manner as Example 1 except that the dispersant was changed to Dispersant I.

〈実施例6〉
分散剤を分散剤Jに変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例6の樹脂含有粒子を製造した。
<Example 6>
Resin-containing particles of Example 6 were produced in the same manner as Example 1 except that the dispersant was changed to Dispersant J.

〈実施例7〉
分散剤を分散剤Kに変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例7の樹脂含有粒子を製造した。
<Example 7>
Resin-containing particles of Example 7 were produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was changed to Dispersant K.

〈実施例8〉
分散剤を分散剤Lに変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例8の樹脂含有粒子を製造した。
<Example 8>
Resin-containing particles of Example 8 were produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was changed to Dispersant L.

〈実施例9〉
分散剤を分散剤Mに変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例9の樹脂含有粒子を製造した。
<Example 9>
Resin-containing particles of Example 9 were produced in the same manner as Example 1 except that the dispersant was changed to Dispersant M.

〈実施例10〉
原料を以下のようにして作製した樹脂混練物Aに変更したこと以外は実施例4と同様にして、実施例10の樹脂含有粒子を製造した。
<Example 10>
Resin-containing particles of Example 10 were produced in the same manner as in Example 4 except that the raw material was changed to the resin kneaded material A produced as follows.

〔樹脂混練物A〕
ポリエステル樹脂(EP208;三洋化成工業(株)社製)380重量部およびフタロシアニン顔料(Fastogen Blue5415;大日本インキ化学製造社製)20重量部をヘンシェルミキサーに投入して10分間混合し、該混合物をニーディクス(MOS140−800;三井鉱山(株)製)で130℃以下で溶融混練し、シアン色の樹脂混練物Aを作製した。
[Resin kneaded product A]
380 parts by weight of a polyester resin (EP208; manufactured by Sanyo Chemical Industries Co., Ltd.) and 20 parts by weight of a phthalocyanine pigment (Fastogen Blue 5415; manufactured by Dainippon Ink & Chemicals) are charged into a Henschel mixer and mixed for 10 minutes. A cyan resin kneaded product A was produced by melt-kneading at a temperature of 130 ° C. or less with Kneedic (MOS140-800; manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.).

〈実施例11〉
原料を以下のようにして作製した樹脂混練物Bに変更したこと以外は実施例4と同様にして、実施例11の樹脂含有粒子を製造した。
<Example 11>
Resin-containing particles of Example 11 were produced in the same manner as in Example 4 except that the raw material was changed to the resin kneaded material B produced as follows.

〔樹脂混練物B〕
ポリエステル樹脂(EP208;三洋化成工業(株)製)356重量部、フタロシアニン顔料(Fastogen Blue5415;大日本インキ化学製造社製)20重量部およびポリワックス(ポリワックス850;東洋ペトロライト(株)製)24重量部を前述の樹脂混練物Aと同様に混合、溶融混練し、シアン色の樹脂混練物Bを作製した。
[Resin kneaded product B]
356 parts by weight of a polyester resin (EP208; manufactured by Sanyo Chemical Industries), 20 parts by weight of a phthalocyanine pigment (Fastogen Blue 5415; manufactured by Dainippon Ink & Chemicals) and a polywax (polywax 850; manufactured by Toyo Petrolite Co., Ltd.) 24 parts by weight were mixed and melt-kneaded in the same manner as in the resin kneaded product A described above to prepare a cyan resin kneaded product B.

以上のようにして得られた実施例および比較例の樹脂含有粒子の体積平均粒径を測定し、粒径分布および粗大粒子の発生量について評価を行った。   The volume average particle size of the resin-containing particles of Examples and Comparative Examples obtained as described above was measured, and the particle size distribution and the generation amount of coarse particles were evaluated.

(体積平均粒径の測定)
樹脂含有粒子の粒径をレーザー回折式粒径測定装置(堀場製作所社製:LA−920)によって測定し、その値から体積平均粒径を算出した。
(Measurement of volume average particle diameter)
The particle size of the resin-containing particles was measured with a laser diffraction particle size measuring device (Horiba, Ltd .: LA-920), and the volume average particle size was calculated from the value.

(粒径分布の評価)
体積平均粒径の測定値およびその標準偏差に基づいて、下記式(1)より算出した変動係数によって実施例および比較例の樹脂含有粒子の粒径分布を評価した。評価基準は、変動係数が30以下である場合を○、変動係数が30を超える場合を×とした。
変動係数 = 標準偏差 / 体積平均粒径 …(1)
(Evaluation of particle size distribution)
Based on the measured value of the volume average particle size and the standard deviation thereof, the particle size distribution of the resin-containing particles of Examples and Comparative Examples was evaluated by the coefficient of variation calculated from the following formula (1). The evaluation criteria were ◯ when the variation coefficient was 30 or less, and x when the variation coefficient exceeded 30.
Coefficient of variation = standard deviation / volume average particle diameter (1)

(粗大粒子発生量の評価)
実施例および比較例の樹脂含有粒子に粗大粒子が発生したか否か評価した。粗大粒子の発生量は、全く発生しなかったものを○、原料の5重量%未満の範囲で発生したものを△、原料の5重量%以上の範囲で発生したものを×とした。
(Evaluation of the amount of coarse particles generated)
It was evaluated whether coarse particles were generated in the resin-containing particles of Examples and Comparative Examples. The generation amount of coarse particles was evaluated as “◯” when no generation occurred, “Δ” when generation occurred in a range of less than 5% by weight of the raw material, and “X” generated in the range of 5% by weight or more of the raw material.

実施例および比較例の樹脂含有粒子の体積平均粒径と、粒径分布および粗大粒子発生量の評価結果とを表2に示す。     Table 2 shows the volume average particle diameters of the resin-containing particles of Examples and Comparative Examples, and the evaluation results of the particle size distribution and the amount of coarse particles generated.

Figure 2006257354
Figure 2006257354

表2より、本発明の製造方法で製造した樹脂含有粒子は、体積平均粒径が10μm以下と小径であって粒径分布が狭く、粗大粒子が発生しないものであった。特に、疎水性媒体として樹脂を溶解しないアイソパーEを用いた場合(実施例1)、さらに疎水性が高く樹脂を溶解しないn−ヘキサンを用いた場合(実施例3)において、一層粒径が小さく、粒径分布の狭い樹脂含有粒子を製造することができた。   From Table 2, the resin-containing particles produced by the production method of the present invention had a volume average particle size as small as 10 μm or less, a narrow particle size distribution, and no coarse particles were generated. In particular, when Isopar E that does not dissolve the resin is used as the hydrophobic medium (Example 1), and when n-hexane that is highly hydrophobic and does not dissolve the resin is used (Example 3), the particle size is further reduced. Thus, resin-containing particles having a narrow particle size distribution could be produced.

また、超臨界不溶粒子として疎水化二酸化ケイ素を用いた場合(実施例4)、顕著に粗大粒子の発生を抑制し、粒度分布を狭くすることができた。超臨界可溶有機物としてアクリル樹脂、シリコーン樹脂およびフッ素樹脂を用いる場合(実施例7および8)、一層粒径分布の狭い樹脂含有粒子を製造することができた。   Moreover, when hydrophobized silicon dioxide was used as supercritical insoluble particles (Example 4), the generation of coarse particles was significantly suppressed, and the particle size distribution could be narrowed. When acrylic resin, silicone resin and fluororesin were used as supercritically soluble organic substances (Examples 7 and 8), resin-containing particles having a narrower particle size distribution could be produced.

さらに、原料として、顔料、ワックスなどを含むものを用いても(実施例10および11)、粒径分布が狭く小粒径の樹脂含有粒子を製造することができたので、本発明の樹脂含有粒子の製造方法は、電子写真用トナーなど幅広い分野に適応可能であることが判る。   Furthermore, even when a material containing a pigment, wax or the like was used as a raw material (Examples 10 and 11), resin-containing particles having a narrow particle size distribution and a small particle size could be produced. It can be seen that the particle manufacturing method can be applied to a wide range of fields such as electrophotographic toner.

一方、分散剤として超臨界不溶粒子および超臨界可溶有機物のいずれかのみを疎水性媒体を混合した場合(比較例1および2)、粗大粒子が多く発生し粒径分布が広くなるとともに、得られる粒子の粒径も大きいものとなった。また、超臨界不溶粒子および超臨界可溶有機物をいずれも含むけれども、疎水性媒体に混合されただけで分散されていない分散剤を用いた場合(比較例3)、疎水性媒体の代わりに親水性媒体であるエタノールを用いた場合(比較例4)についても同様の結果となった。   On the other hand, when only a supercritical insoluble particle or a supercritically soluble organic substance as a dispersant is mixed with a hydrophobic medium (Comparative Examples 1 and 2), a large number of coarse particles are generated and the particle size distribution is widened. The particle size of the resulting particles was also large. In addition, in the case of using a dispersant that contains both supercritical insoluble particles and supercritically soluble organic matter but is mixed only in the hydrophobic medium but not dispersed (Comparative Example 3), hydrophilicity is used instead of the hydrophobic medium. The same result was obtained when ethanol (a comparative medium) was used (Comparative Example 4).

本発明の実施の一態様である樹脂含有粒子の製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the resin containing particle | grains which is 1 aspect of implementation of this invention. 本発明の樹脂含有粒子の製造方法に好適に用いられる樹脂含有粒子製造装置11を簡略化して示す系統図である。It is a systematic diagram which simplifies and shows the resin containing particle manufacturing apparatus 11 used suitably for the manufacturing method of the resin containing particle | grains of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 超臨界流体
2 助溶剤
3 分散剤
4 超臨界不溶粒子
5 超臨界可溶有機物
6 疎水性媒体
7 原料
8,17 反応容器
11 樹脂含有粒子製造装置
12 温度計
13 圧力計
14,25 ヒータ
15 減圧バルブ
16 攪拌手段
18 ガスボンベ
19 加圧ポンプ
20 原料ガス供給バルブ
21 タンク
22 加圧ポンプ
23 助溶剤供給バルブ
24 分散物供給管
26 ノズル
27 ノズルヒータ
28 粒子捕集容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Supercritical fluid 2 Cosolvent 3 Dispersant 4 Supercritical insoluble particle 5 Supercritical soluble organic substance 6 Hydrophobic medium 7 Raw material 8,17 Reaction vessel 11 Resin-containing particle production apparatus 12 Thermometer 13 Pressure gauge 14, 25 Heater 15 Depressurization Valve 16 Stirring means 18 Gas cylinder 19 Pressure pump 20 Raw material gas supply valve 21 Tank 22 Pressure pump 23 Cosolvent supply valve 24 Dispersion supply pipe 26 Nozzle 27 Nozzle heater 28 Particle collection container

Claims (8)

少なくとも樹脂を含む原料と、超臨界流体または亜臨界流体中に原料を分散させる分散剤とを、超臨界流体または亜臨界流体中に投入して加熱しながら攪拌する工程と、超臨界流体または亜臨界流体の圧力を減少させる工程とを含む樹脂含有粒子の製造方法であって、
分散剤は、
超臨界流体または亜臨界流体に不溶である粒子と、超臨界流体または亜臨界流体に可溶である有機物とを疎水性媒体に分散させたものであることを特徴とする樹脂含有粒子の製造方法。
Introducing a raw material containing at least a resin and a dispersing agent for dispersing the raw material in the supercritical fluid or subcritical fluid into the supercritical fluid or subcritical fluid and stirring them while heating; Reducing the pressure of the critical fluid, and a method for producing resin-containing particles,
The dispersant is
A method for producing resin-containing particles, characterized in that particles that are insoluble in a supercritical fluid or subcritical fluid and organic substances that are soluble in the supercritical fluid or subcritical fluid are dispersed in a hydrophobic medium. .
疎水性媒体は、
原料に含まれる樹脂を溶解しないことを特徴とする請求項1記載の樹脂含有粒子の製造方法。
The hydrophobic medium is
The method for producing resin-containing particles according to claim 1, wherein the resin contained in the raw material is not dissolved.
超臨界流体または亜臨界流体に不溶である粒子は、
二酸化ケイ素、二酸化チタンおよび有機顔料のうちから選択される1種以上を含むことを特徴とする請求項1または2記載の樹脂含有粒子の製造方法。
Particles that are insoluble in supercritical or subcritical fluids
The method for producing resin-containing particles according to claim 1, comprising at least one selected from silicon dioxide, titanium dioxide, and organic pigments.
超臨界流体または亜臨界流体に不溶である粒子は、
表面が予め疎水化処理されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の樹脂含有粒子の製造方法。
Particles that are insoluble in supercritical or subcritical fluids
The method for producing resin-containing particles according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface is hydrophobized in advance.
超臨界流体または亜臨界流体に可溶である有機物は、
フッ素樹脂、シリコーン樹脂およびアクリル樹脂のうちから選択される1種以上を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の樹脂含有粒子の製造方法。
Organic substances that are soluble in supercritical or subcritical fluids
The method for producing resin-containing particles according to any one of claims 1 to 4, comprising one or more selected from a fluororesin, a silicone resin, and an acrylic resin.
超臨界流体または亜臨界流体は、
二酸化炭素であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の樹脂含有粒子の製造方法。
Supercritical fluid or subcritical fluid is
It is a carbon dioxide, The manufacturing method of the resin containing particle | grains as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
原料は、
顔料とワックスとを含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の樹脂含有粒子の製造方法。
The raw material is
The method for producing resin-containing particles according to claim 1, comprising a pigment and a wax.
請求項1〜7のいずれか1つに記載の樹脂含有粒子の製造方法によって製造されることを特徴とする電子写真用トナー。
An electrophotographic toner produced by the method for producing resin-containing particles according to claim 1.
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