JP2008064827A - Method for producing resin particles - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、樹脂粒子の製造方法に関する。詳しくは、粉砕後のトナー等の樹脂原料粒子の、形状制御、複合化、表面処理、造粒などの処理を行ってトナー等の樹脂原料粒子の粉体を製造する、電子写真法、静電記録法、静電印刷法、またはトナージェット方式記録法の如き画像形成方法に用いられるトナーの粒子の製造方法、或いはトナー以外のポリエステル粒子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing resin particles. Specifically, the resin raw material particles such as the toner after pulverization are processed such as shape control, compositing, surface treatment, granulation, etc. to produce powder of the resin raw material particles such as toner, electrophotographic method, electrostatic The present invention relates to a method for producing toner particles used in an image forming method such as a recording method, an electrostatic printing method, or a toner jet type recording method, or a method for producing polyester particles other than toner.
原材料に粉砕処理、造粒処理などを施して製造される処理粉体は、通常、種々の形状のものが得られる。一般に、処理品(製品)として処理粉体に要求される形状はその用途に応じて異なり、種々の粉体処理装置が考案されている。この粉体処理装置を用いて工業的に粉体処理を行っている代表的な産業は、複写機及びプリンター業界であり、現像剤(トナー)を製造するため、高度な粉体処理技術を有している。
複写機及びプリンターの現像剤(トナー)の製造方法は、一般的に懸濁重合法、乳化凝集法、懸濁造粒法等のケミカル製法と粉砕法の2つに大別される。
Processed powders produced by subjecting raw materials to pulverization, granulation and the like are usually obtained in various shapes. In general, the shape required of the treated powder as a treated product (product) varies depending on its application, and various powder processing apparatuses have been devised. A typical industry that uses this powder processing equipment for industrial powder processing is the copier and printer industry, which has advanced powder processing technology to produce developers (toners). is doing.
In general, a production method of a developer (toner) for a copying machine and a printer is roughly divided into a chemical production method such as a suspension polymerization method, an emulsion aggregation method, and a suspension granulation method, and a pulverization method.
例えばケミカル製法の代表例である懸濁重合法では、モノマーに着色剤を分散させてモノマー混合物を得る。その後、このモノマー混合物に重合開始剤、さらに必要に応じて架橋剤、荷電制御剤、その他添加剤を均一に溶解又は分散してモノマー組成物とする。更にこのモノマー組成物を分散安定剤又は界面活性剤を含有する水系媒体中に適当な高せん断撹拝機を用いて分散し、同時にモノマーに重合反応を行わせ、所望粒径のトナー粒子を得る。このトナー粒子に流動性向上剤(例えばシリカ等)を外添してトナーを製造している。
この方法は優れたトナー粒子の製造方法であるが、プラント設備が大掛かりになる故に初期の設備投資額が大きくなる。
また、エマルジョンの形成し易さ、重合阻害性等を考慮して原材料を選択する必要があるため、使用できる原材料が限定される。
For example, in a suspension polymerization method which is a typical example of a chemical production method, a monomer mixture is obtained by dispersing a colorant in a monomer. Thereafter, a polymerization initiator and, if necessary, a crosslinking agent, a charge control agent and other additives are uniformly dissolved or dispersed in this monomer mixture to obtain a monomer composition. Further, the monomer composition is dispersed in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer or a surfactant using an appropriate high shear stirrer, and at the same time, the monomer is subjected to a polymerization reaction to obtain toner particles having a desired particle size. . A toner is produced by externally adding a fluidity improver (such as silica) to the toner particles.
This method is an excellent method for producing toner particles. However, since the plant equipment becomes large, the initial capital investment amount increases.
Moreover, since it is necessary to select a raw material in consideration of the ease of forming an emulsion, polymerization inhibition, etc., the raw materials that can be used are limited.
一方、粉砕法は製法が比較的容易であることが知られている。この製法は、まず、結着樹脂、着色剤等を所定量混合後、溶融混練、冷却し、冷却固化した混練物を粉砕する。次に粉砕して得られた粉砕物を分級して所定の粒度分布を有するトナー粒子を得る。この後は懸濁重合法と同様に、流動性向上剤(例えばシリカ等)をトナー粒子に外添してトナーを製造している。 On the other hand, it is known that the pulverization method is relatively easy to manufacture. In this production method, first, a predetermined amount of a binder resin, a colorant and the like are mixed, then melt-kneaded and cooled, and the cooled and solidified kneaded product is pulverized. Next, the pulverized product obtained by pulverization is classified to obtain toner particles having a predetermined particle size distribution. Thereafter, as in the suspension polymerization method, a fluidity improver (such as silica) is externally added to the toner particles to produce a toner.
近年、複写機及びプリンターには高画質化、省スペース化及び環境対応等が要求されている。この要求に対してトナーは、現像時の高い転写効率が不可欠である。転写効率が低いと画質上、中抜けと呼ばれる現象が発生する。中抜けとは、例えば文字画像を複写機及びプリンターにて紙面へ出力した場合、紙面文字部分にトナーが載らず(転写されず)、不鮮明(低画質)な文字になることを言う。また、転写効率が低いと転写されない残トナーのために複写機及びプリンター内に大容量の廃トナー容器が必要となり、機器容積が大きくなる。更に廃トナーはリサイクルが困難であるために、廃棄物が増大して環境負荷を重くする。
逆に転写効率が高いと廃トナー容器レス若しくは小容量の容器で足りるため、小さな設計が可能となって省スペース化が実現する。また当然のことながら廃トナー自体も皆無となるために環境負荷を低減できる。
In recent years, copiers and printers are required to have high image quality, space saving, environmental support, and the like. To meet this requirement, toner requires high transfer efficiency during development. When the transfer efficiency is low, a phenomenon called hollowing out occurs in terms of image quality. For example, when a character image is output to a paper surface by a copying machine and a printer, the toner is not transferred (not transferred) on the paper character portion, and the character is unclear (low image quality). Also, if the transfer efficiency is low, a large amount of waste toner container is required in the copying machine and printer due to the residual toner that is not transferred, and the volume of the apparatus becomes large. Furthermore, since waste toner is difficult to recycle, waste increases and the environmental load becomes heavy.
On the contrary, if the transfer efficiency is high, a waste toner container or a small-capacity container is sufficient, so that a small design is possible and space saving is realized. Of course, since there is no waste toner, the environmental load can be reduced.
一般に高い転写効率を得るためには、トナー粒子形状が球形であることが有利である。それはトナー粒子が球形であると、帯電性が均一になるためと考えられている。前記したケミカル製法は、その製法上、トナー粒子の球形化が容易に行える。よって近年、多くのメーカーがこの方法による製造装置の開発、製法の検討を開始している。 In general, in order to obtain high transfer efficiency, it is advantageous that the toner particle shape is spherical. This is thought to be because the chargeability is uniform when the toner particles are spherical. The above-described chemical manufacturing method can easily make the toner particles spherical. Therefore, in recent years, many manufacturers have started development of manufacturing apparatuses using this method and examination of manufacturing methods.
その一方で、製造装置が安価であることと、原材料の選択性が広いことに着目して粉砕法トナー粒子の球形化技術も検討されている。例えば粉砕方法を従来のジェットミルから機械式粉砕法に変更してトナー粒子を球形化する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。この方法はある程度の球形化は得られるが、高転写が可能な球形トナー粒子を得ることはできない。 On the other hand, spheroidizing technology for pulverized toner particles has been studied by paying attention to the fact that the manufacturing apparatus is inexpensive and the selectivity of raw materials is wide. For example, there has been proposed a method in which the pulverization method is changed from a conventional jet mill to a mechanical pulverization method to spheroidize toner particles (see, for example, Patent Document 1). Although this method can achieve a certain degree of spheroidization, spherical toner particles capable of high transfer cannot be obtained.
この不十分な球形化を補うために熱風によるトナー粒子の球形化が提案されている(例えば特許文献2参照)。この方法は前記したケミカル製法に近似した球形化が得られる。しかしながら、一般的にトナー粒子には各種メディア(例えば紙面)への定着性を保持するため、ワックスが含有されており、この熱風によって含有ワックスが溶融してしまう。この溶融したワックスはトナー粒子表面に析出し、画像を現像する際、現像部材を汚染して不具合を起こすことが多い。 In order to compensate for this insufficient spheroidization, spheroidization of toner particles by hot air has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In this method, spheroidization similar to the above-described chemical manufacturing method can be obtained. However, in general, toner particles contain wax in order to maintain fixability to various media (for example, paper), and the contained wax is melted by this hot air. The melted wax is deposited on the surface of the toner particles, and often develops a problem by contaminating the developing member when developing an image.
これに対して熱風を用いることなく、トナー粒子の角取を行う表面処理と、角取によって発生した微粉除去を同時に可能とした表面改質装置が提案されている。しかしながらこの装置はバッチ連続装置であるために、大量のトナー粒子処理には不向きである。また処理後のトナー粒子排出性に問題があるため、直行率が極端に悪い。更に、高球形化を狙って運転した場合には微粉除去効率が落ちて製品に微粉が混入する。製品に微粉が混入すると画像上はカブリと呼ばれる不具合が生じる。カブリとは例えば文字を複写機及びプリンターにて紙面へ出力した場合、微粉が目的の文字の周りに飛び散る現象を指す。この飛び散りは、トナー微粉の帯電性が通常粒径の帯電性とは異なるために制御が困難になるのことが原因で、鮮明な文字出力の妨げとなる。 On the other hand, there has been proposed a surface modification apparatus that can simultaneously perform surface treatment for chamfering toner particles and removing fine powder generated by chamfering without using hot air. However, since this apparatus is a batch continuous apparatus, it is not suitable for processing a large amount of toner particles. Further, since there is a problem in the toner particle dischargeability after processing, the direct rate is extremely bad. Further, when the operation is aimed at increasing the spheroidization, the fine powder removal efficiency is lowered and the fine powder is mixed into the product. When fine powder is mixed into the product, a defect called fog occurs on the image. Fogging refers to a phenomenon in which fine powder scatters around a target character when, for example, the character is output to a paper surface by a copying machine and a printer. This scattering hinders clear character output because the chargeability of the toner fine powder is different from the chargeability of the normal particle size, which makes control difficult.
本願発明は、上記の課題を解消する樹脂粒子の製造方法を提供することを目的とする。
即ち、本願発明は、トナー等の樹脂粒子の品質を維持しながら、高精度に球状化の処理を行うことが可能なトナー等の樹脂の粒子の製造方法を提供を図る。また、連続的な処理にて、効率良く粉体原料の表面を改質することを可能とした上で、高精度な樹脂粒子の製造方法の提供を図る。
更に、本願発明は、複雑な製造工程を必要とせず、容易かつ安価な製造方法で高精度にトナー等の樹脂粒子を球形化する製造方法の提供を図るものである。
An object of the present invention is to provide a method for producing resin particles that solves the above problems.
That is, the present invention aims to provide a method for producing resin particles such as toner that can be spheroidized with high accuracy while maintaining the quality of resin particles such as toner. In addition, the present invention aims to provide a method for producing resin particles with high accuracy while enabling the surface of the powder raw material to be efficiently modified by continuous treatment.
Furthermore, the present invention is intended to provide a manufacturing method in which resin particles such as toner are spheroidized with high accuracy by an easy and inexpensive manufacturing method without requiring a complicated manufacturing process.
本願発明者は、鋭意検討をした結果、微小の隙間に連続かつ瞬間的に樹脂粒子を通過させ、樹脂粒子に強力なせん断力を加えることにより、効果的に樹脂粒子の球形化が実現することを見出したものであり、本願発明は、メカニカルシールに用いられている原理を利用するという、2つの処理用面間の間隔を機械的に一定に保つ方式とは全く異なる発想により、第1処理用面と第2処理処理用面の間隔を、所定の微小間隔に設定するようにした樹脂粒子の製造方法である。
即ち、本願第1の発明は、既に粉砕された樹脂原料粒子を、球状に加工する樹脂粒子の製造方法について、次の手段を採るものである。
この樹脂粒子の製造方法は、樹脂原料粒子の流路の少なくとも一部を構成する、対面する第1及び第2の2つの処理用面1,2を用い、第1及び第2の少なくとも何れか一方の処理用面を、第1及び第2の何れか他方の処理用面に対し相対的に回転させることにより、せん断力を発生させて加工を施すものであり、樹脂原料粒子の流路を、気密にする。そして、第1及び第2の少なくとも何れか一方の処理用面を、第1及び第2の何れか他方の処理用面へ近接離反自在に対面させると共に、当該他方の処理用面へ近接するように付勢する。樹脂原料粒子の流路へ、ガス等の流体と共に樹脂原料粒子を噴射し、第1及び第2の両処理用面1,2を離反させる方向に作用する当該噴射の圧力及び処理用面の回転にて生じる遠心力と、両処理用面1,2を近接させる方向に作用する上記付勢力との均衡の上に、当該隙間に流体及び樹脂原料粒子を通過させて、樹脂原料粒子の表面処理を行う。
本願発明における「表面処理」とは、粒子表面の凸凹を円滑にすることであり、粒子の外観形状を球形に近づけることを示す。
As a result of intensive studies, the inventor of the present application realizes effective spheroidization of resin particles by passing resin particles continuously and instantaneously through a minute gap and applying a strong shearing force to the resin particles. In the present invention, the first treatment is based on a completely different idea from the method of keeping the distance between the two treatment surfaces mechanically constant by using the principle used for the mechanical seal. This is a method for producing resin particles in which the interval between the working surface and the second processing surface is set to a predetermined minute interval.
That is, 1st invention of this application takes the following means about the manufacturing method of the resin particle which processes the already grind | pulverized resin raw material particle | grain into a spherical shape.
The resin particle manufacturing method uses at least one of the first and
“Surface treatment” in the present invention means smoothing the unevenness of the particle surface, and means that the appearance shape of the particle is close to a sphere.
本願第2の発明は、上記本願第1の発明にあって、次の手段を採る樹脂粒子の製造方法を提供する。
即ち、第1及び第2の処理用面1,2の少なくとも一方は、少なくとも第1及び第2処理用面の他方に向けて出没自在な処理リングの、端面として形成されている。そして、上記処理リングの中心から、第1及び第2の両処理用面1,2間に、ガス等の流体と共に加工する樹脂原料粒子を噴射するものであり、処理リングの処理用面樹となる端面と処理リングの内周面との間に受圧面を設けて、当該受圧面にて受けた、流体及び樹脂原料粒子の流圧を、処理リングの処理用面を他方の処理用から離反させる方向に作用させる。
A second invention of the present application provides the method for producing resin particles according to the first invention of the present application, which employs the following means.
In other words, at least one of the first and
本願第3の発明は、上記本願第1の発明にあって、次の手段を採る樹脂粒子の製造方法を提供する。
即ち、この樹脂粒子の製造方法は、少なくとも結着樹脂及び着色剤を溶融混練して得た樹脂原料粒子の表面処理を行うことにより球状化するものであって、一端面を上記の第1処理用面1とする第1処理リング10と、一端面を上記の第2処理用面2とする第2処理リング20と、第1処理リング10を第2処理リング20に対して相対的に回転させる転駆動機構とを備えた粉体処理装置71を用い、上記のガス等の流体を、高圧エアーとするものである。そして、この樹脂粒子の製造方法は、第1処理リング10と第2処理リング20の間に上記高圧エアーと共に樹脂原料粒子を導入することにより、第2処理リング20を第1処理リング10から離間させ、回転駆動機構により付与される第1処理リング10の回転により樹脂原料粒子の表面を処理することを特徴とする。
A third invention of the present application provides the method for producing resin particles according to the first invention of the present application, which employs the following means.
That is, the resin particle manufacturing method is to spheroidize by performing a surface treatment of resin raw material particles obtained by melt-kneading at least a binder resin and a colorant, and one end surface of the resin particle is the first treatment described above. The
本願第4の発明は、上記本願第3の発明にあって、上記の粉体処理装置には、粉体原料供給ノズル60と、当該粉体原料供給ノズル60に設けられた樹脂原料粒子を供給する樹脂導入口62と、当該粉体原料供給ノズルの軸芯部に設けられた高圧エアー導入ノズル61とを備えたものを採用し、エアーの圧力により、第1処理リング10から第2処理リング20を離間させて隙間をつくり、当該隙間に樹脂原料粒子を導入する樹脂粒子の製造方法を提供する。
A fourth invention of the present application is the third invention of the present application, wherein the powder raw
本願第5の発明は、上記本願第2〜4の何れかの発明にあって、処理用リングの少なくとも1つに、微振動やアライメントを緩衝する、緩衝機構を設けたことを特徴とする樹脂粒子の製造方法を提供する。 A fifth invention of the present application is the resin according to any one of the second to fourth applications of the present application, wherein at least one of the processing rings is provided with a buffer mechanism for buffering fine vibration and alignment. A method for producing particles is provided.
本願第6の発明は、上記本願第3〜5の何れかの発明にあって、粉体処理装置に、第1処理用面1と第2処理用面2との間の最大間隔を規定し、当該最大間隔より大きい両処理要面1,2の離反を抑止する、離反抑止部を備えたものを採用することを特徴とする樹脂粒子の製造方法を提供する。
A sixth invention of the present application is the invention according to any one of the above third to fifth applications, wherein the maximum distance between the
本願第7の発明は、上記本願第3〜6の何れかの発明にあって、粉体処理装置に、第1処理用面1と第2処理用面2との間の最小間隔を規定し、当該最小間隔より小さい両処理用面1,2の近接を抑制する、近接抑止部を備えたものを採用することを特徴する樹脂粒子の製造方法を提供する。
A seventh invention of the present application is the invention according to any one of the above third to sixth applications, wherein the powder processing apparatus defines a minimum distance between the
本願第8の発明では、上記本願第1〜7の何れかの発明にあって、第1処理用面1と第2処理用面2の一方或いは双方の、少なくとも一部が、鏡面加工されていることを特徴とする樹脂粒子の製造方法を提供する。
The eighth invention of the present application is the invention of any one of the first to seventh applications, wherein at least a part of one or both of the
本願第9の発明では、上記本願第1〜8の何れかの発明にあって、回転する処理用面の最外周辺部周速が10m/s〜100m/sであることを特徴とする樹脂粒子の製造方法を提供する。 The ninth invention of the present application is the resin according to any one of the first to eighth applications of the present invention, wherein the outer peripheral peripheral speed of the rotating processing surface is 10 m / s to 100 m / s. A method for producing particles is provided.
本願第10の発明では、上記本願第1〜9の何れかの発明にあって、第1処理用面及び第2処理用面の一方或いは双方に、処理用面の中心から放射状に伸びる凹部を備えたものを採用することにより、上記少なくとも一方の処理用面の回転によって、第1及び第2の少なくとも一方の処理用面を第1及び第2他方の処理用面から、離間させることを特徴とする樹脂粒子の製造方法を提供する。 The tenth invention of the present application is the invention of any one of the first to ninth applications, wherein one or both of the first processing surface and the second processing surface is provided with a recess extending radially from the center of the processing surface. By employing the provided one, the at least one processing surface is separated from the first and second other processing surfaces by rotation of the at least one processing surface. A method for producing resin particles is provided.
本願第11の発明では、上本願第1〜10の何れかの発明であって、樹脂原料粒子の粒径Dが、
3μm≦D≦10μm
であることを特徴とする樹脂粒子の製造方法を提供する。
本願第12の発明では、上本願第1〜11の何れかの発明であって、上記第1及び第2処理用面間の間隔が、樹脂原料粒子の直径の1〜5倍であることを特徴とする樹脂粒子の製造方法を提供する。
The eleventh invention of the present application is the invention of any one of the first to tenth applications, wherein the particle diameter D of the resin raw material particles is
3μm ≦ D ≦ 10μm
The manufacturing method of the resin particle characterized by these is provided.
The twelfth invention of the present application is the invention of any one of the first to eleventh applications of the present application, wherein the distance between the first and second processing surfaces is 1 to 5 times the diameter of the resin raw material particles. Provided is a method for producing a resin particle.
本願発明第1〜12の発明により、効率良く粉体原料の表面を高精度に改質する(球状化する)樹脂粒子の製造方法を提供し得た。即ち、対面する両処理用面間の微小間隔内で大きなせん断力を粉体原料に付与することができ、その結果、従来得ることのできなかった精度の高い均質な表面処理を、実現することが可能になる。
また、熱の影響が少なく、微粉の含有量が少ない球形樹脂粒子が得られる粉体処理方法を提供し得た。更に、容易かつ安価な製法で、上記の通り、熱の影響が少なく、また微粉の少ない球形樹脂粒子を製造することができる。
詳しくは、本願発明に係る樹脂粒子の製造方法は、メカニカルシールに用いられている原理、即ち、第1及び第2の両処理用面を離反させる方向に作用する当該噴射の圧力及び処理用面の回転にて生じる遠心力と、両処理用面を近接させる方向に作用する上記付勢力との均衡させることにより、両処理用面間に流体膜を形成し、熱の影響による処理用面の変形に拘わらず、第1及び第2の処理用面の両面間を樹脂原料粒子の球状化に適した微小な間隔を確保することを可能とし、当該隙間に流体及び樹脂原料粒子を通過させることにより、樹脂にせん断力を与えて、高精度に球状化すること可能としたものである。
According to the first to twelfth inventions of the present invention, it is possible to provide a method for producing resin particles that efficiently modify (spheroidize) the surface of a powder raw material with high accuracy. That is, a large shearing force can be applied to the powder raw material within a minute distance between the processing surfaces facing each other, and as a result, a highly accurate and uniform surface treatment that could not be obtained in the past can be realized. Is possible.
Moreover, the powder processing method which can obtain the spherical resin particle with little influence of a heat | fever and little content of a fine powder could be provided. Furthermore, as described above, it is possible to produce spherical resin particles with less influence of heat and less fine powders by an easy and inexpensive production method.
Specifically, the resin particle manufacturing method according to the present invention is based on the principle used in mechanical sealing, that is, the pressure of the jet and the processing surface acting in the direction of separating both the first and second processing surfaces. By balancing the centrifugal force generated by the rotation of the surface and the urging force acting in the direction in which both processing surfaces are brought close to each other, a fluid film is formed between both processing surfaces, and the processing surface due to the influence of heat is Regardless of the deformation, it is possible to secure a minute gap suitable for the spheroidization of resin raw material particles between both surfaces of the first and second processing surfaces, and allow fluid and resin raw material particles to pass through the gap. Thus, a shearing force is applied to the resin to enable spheroidization with high accuracy.
とりわけ、処理リングの中心から、第1及び第2の両処理用面間に、ガス等の流体と共に加工する樹脂原料粒子を噴射することにより、噴射圧の調整によって、両処理用面間の間隔の調整を行うことができる。即ち、両処理用面間の間隔を調整するパラメータとして上記の噴射圧を利用することができる。
このような噴射圧の利用により、よりきめ細やかな両処理用面間の間隔の調整を行うことができ、所望の樹脂粒子の製造に対応する処理用面間の間隔を設定することができる。
また、両処理用面間に連続的に樹脂原料粒子を供給し、連続的に球状化の処理を施すものであるため、極めて高能率に処理を行うことができる。従って、本願発明は、従来のバッチ連続式表面処理装置とは異なり、粉体原料の排出性は良好であり、直行率は高い数値、即ちほぼ100%を維持できる。
尚、上記の直交率とは、投入された粉体中、装置内部に留まらずに、外部に排出されるものの比率(回収率)を指す。
In particular, by injecting resin raw material particles to be processed together with a fluid such as gas from the center of the processing ring between the first and second processing surfaces, the distance between the processing surfaces is adjusted by adjusting the injection pressure. Adjustments can be made. That is, the above injection pressure can be used as a parameter for adjusting the distance between the processing surfaces.
By using such an injection pressure, it is possible to adjust the distance between the processing surfaces more finely and to set the distance between the processing surfaces corresponding to the production of desired resin particles.
In addition, since the resin raw material particles are continuously supplied between the two processing surfaces and the spheroidizing process is continuously performed, the process can be performed with extremely high efficiency. Therefore, unlike the conventional batch continuous surface treatment apparatus, the present invention has good dischargeability of the powder raw material, and can maintain a high value, that is, almost 100%.
The orthogonality mentioned above refers to the ratio (recovery rate) of the powder that is discharged to the outside instead of staying inside the apparatus.
また、この樹脂粒子の製造方法は、瞬間的に粒子表面を処理することができ、上記の通り、熱の影響を最小限に抑えることができる。また、加工を施す樹脂原料粒子を、ガス等の流体と共に処理用面間に送るものであるため、粒子間の摩擦により発生する熱を流体の介在によって抑制することができ、この点においても熱の影響を効果的に回避し得たものである。 In addition, the resin particle manufacturing method can instantaneously treat the particle surface, and as described above, the influence of heat can be minimized. Further, since the resin raw material particles to be processed are sent between the processing surfaces together with a fluid such as a gas, the heat generated by the friction between the particles can be suppressed by the intervention of the fluid. The effect of this can be effectively avoided.
本願第2の発明では、第1及び第2の何れか一方の処理用面を、第1及び第2の何れかの処理用面へ離反させる有効な手段の一つとして、具体的な方法を提供したものである。
即ち、本願第2の発明は、上記のメカニカルシールに用いられている原理を利用して、処理する樹脂原料粒子を含むエアーを介して、処理リングを、一方の処理用面である当該処理リングの端面が対面する他方の処理用面へ、押圧するように、処理リングに受圧面を設定するものである。
特に、処理リングの処理用面となる端面と処理リングの内周面との間に受圧面を設けて、流体及び粉体の流圧を、当該受圧面にて受けることにより、より確実に、処理リングの処理用面を他方の処理用から離反させる方向に作用させることができる。従って、当初に受圧面の大きさを選択することにより、離反方向へ作用する力を、より適したものに設定しておくことができる。
このように、コンプレッサーといった周知の加圧手段を用いて加圧する(高圧にする)ことが可能なエアーを、処理用面間の間隔を調整するための力の媒体として利用し、一定の圧力を保持した高圧エアーに、粉体原料を分散させた後、高圧エアーの圧力を利用して、端面が一方の処理用面をなしている処理リングを、他方の処理用面から離反させることにより、第1及び第2の両処理用面間に微小かつ一定な隙間を形成することができる。
In the second invention of the present application, a specific method is used as one of effective means for separating one of the first and second processing surfaces to either the first or second processing surface. Provided.
That is, the second invention of the present application utilizes the principle used for the mechanical seal described above, and the processing ring is one processing surface through the air containing the resin raw material particles to be processed. The pressure-receiving surface is set on the processing ring so as to press against the other processing surface that faces the end face.
In particular, by providing a pressure-receiving surface between the end surface serving as the processing surface of the processing ring and the inner peripheral surface of the processing ring, and receiving the fluid and powder fluid pressure at the pressure-receiving surface, more reliably, The processing surface of the processing ring can be made to act in a direction away from the other processing surface. Therefore, by initially selecting the size of the pressure receiving surface, the force acting in the separation direction can be set to a more suitable one.
In this way, air that can be pressurized (high pressure) using a known pressurizing means such as a compressor is used as a medium of force for adjusting the distance between processing surfaces, and a constant pressure is applied. After dispersing the powder raw material in the held high-pressure air, by utilizing the pressure of the high-pressure air, by separating the processing ring whose end surface forms one processing surface from the other processing surface, A minute and constant gap can be formed between both the first and second processing surfaces.
本願第3の発明では、第1及び第2の処理用部の夫々が、処理リングを備え、粉体処理装置に設けられた回転駆動機構にて、第1処理リングを第2処理リングに対し相対的に回転させることにより、両処理リング間の微小間隔内で大きなせん断力を粉体原料へ付与することができる。その結果、従来得ることのできなかった精度の高い均質な表面処理を、実現することが可能になる。
また、熱風を使用する樹脂粒子の球形化と異なり、熱劣化の度合いも最小限に抑えることも可能である。
In the third invention of the present application, each of the first and second processing units includes a processing ring, and the first processing ring is connected to the second processing ring by a rotary drive mechanism provided in the powder processing apparatus. By relatively rotating, a large shearing force can be applied to the powder raw material within a minute interval between the two processing rings. As a result, it is possible to realize a highly accurate and uniform surface treatment that could not be obtained conventionally.
In addition, unlike the resin particles that use hot air, the degree of thermal degradation can be minimized.
本願第4の発明では、粉体原料供給ノズルの軸芯部に高圧エアー導入ノズルを設けて、当該ノズルの周りからエジェクター効果(流体を噴流として噴出させることにより、他の流体を誘引して送出する、霧吹きの原理)により粉体原料を粉体処理装置に導入するものであるため、粉体原料の偏りがなく、高分散な状態で粉体原料を粉体処理装置装置内に導入できる。 In the fourth invention of the present application, a high-pressure air introduction nozzle is provided in the shaft core portion of the powder raw material supply nozzle, and the ejector effect (by ejecting the fluid as a jet stream from around the nozzle, the other fluid is attracted and sent out. Since the powder raw material is introduced into the powder processing apparatus by the principle of spraying), the powder raw material can be introduced into the powder processing apparatus apparatus in a highly dispersed state with no bias of the powder raw material.
本願第5の発明では、第1処理リング及び第2処理リングの少なくとも一方の微振動やアライメントを緩衝する緩衝機構が備えられることにより、緩芯振れなどのアライメントを吸収し、接触による磨耗などを原因とするトラブルの発生の危険性を低減した。 In the fifth invention of the present application, by providing a buffer mechanism for buffering fine vibration and alignment of at least one of the first processing ring and the second processing ring, it absorbs alignment such as loose core runout, and wear due to contact, etc. Reduced the risk of causing trouble.
本願第6の発明では、離反抑止部にて、第1処理リングと第2処理リングとの間の最大間隔を規定し、粉体処理装置の稼動時に、当該最大間隔より大きい両処理リングの離反を抑止することにより、第1処理リングと第2処理リングとの間の間隙が必要以上に広がることを防止し、均一な表面処理を確実に行うことを可能とした。 In the sixth invention of the present application, the separation prevention unit defines a maximum interval between the first processing ring and the second processing ring, and when the powder processing apparatus is in operation, the separation between both processing rings larger than the maximum interval is determined. By suppressing the above, it is possible to prevent the gap between the first processing ring and the second processing ring from unnecessarily widening and to perform uniform surface treatment reliably.
本願第7の発明では、近接抑止部にて、粉体処理装置の稼動時に、第1処理リングと第2処理リングとの間の最小間隔を規定し、当該最小間隔より小さい両処理リングの近接を抑制することによって、第1処理用面と第2処理用面との間の隙間が必要以上に狭まることを防止し、均一な表面処理と粉体の過処理を防止することを可能とした。 In the seventh invention of the present application, the proximity suppression unit defines a minimum distance between the first processing ring and the second processing ring when the powder processing apparatus is in operation, and the proximity of both processing rings is smaller than the minimum distance. By suppressing the above, it is possible to prevent the gap between the first processing surface and the second processing surface from becoming unnecessarily narrow and to prevent uniform surface treatment and powder overtreatment. .
本願第8の発明では、第1処理リングと第2処理リングとが対向する面の一方或いは双方の少なくとも一部に、鏡面加工を施しておくことにより、第1処理リングと第2処理リングにおける上記表面処理をより高精度に行うことを実現し得た。 In the eighth invention of the present application, at least a part of one or both of the surfaces of the first processing ring and the second processing ring facing each other is mirror-finished so that the first processing ring and the second processing ring It was possible to realize the surface treatment with higher accuracy.
本願第9の発明では、第2処理リングの最外周辺部の周速(秒速)を10m/s〜100m/sとすることにより、樹脂の球状化に適したせん断力を樹脂原料粒子に与えることを可能とした。
即ち、上記の周速が、10m/sより小さいと必要なせん断力が得られにくく、また100m/sより大きいと過剰な遠心力が生じて粉体過処理の問題が生じやすいが、上記の周速の設定により、本願第9の発明では、このような問題を回避した。
In the ninth invention of the present application, by setting the peripheral speed (second speed) of the outermost peripheral portion of the second processing ring to 10 m / s to 100 m / s, a shearing force suitable for resin spheroidization is given to the resin raw material particles. Made it possible.
That is, if the above peripheral speed is less than 10 m / s, it is difficult to obtain the required shearing force, and if it is more than 100 m / s, excessive centrifugal force is generated and the problem of powder overtreatment tends to occur. By setting the peripheral speed, the ninth invention of the present application avoids such a problem.
本願第10の発明では、第1及び第2の処理用面の少なくとも何れか一方に、その中心からに放射状に伸びる凹部を備えたものを採用し、一方の処理用面の回転によって他方の処理用面を当該一方の処理用面から離間させることにより、回転時に、回転にて生じた遠心力により、高圧エアーが凹部を円滑に流動し、当該高圧エアーの流動により動圧が発生し、両処理用面に離反力が作用して非接触で回転しながら確実により良好な流体膜を形成することが可能となる。 In the tenth invention of the present application, at least one of the first processing surface and the second processing surface is provided with a concave portion extending radially from the center, and the other processing surface is rotated by rotation of one processing surface. By separating the working surface from the one processing surface, at the time of rotation, the high-pressure air smoothly flows in the concave portion due to the centrifugal force generated by the rotation, and the dynamic pressure is generated by the flow of the high-pressure air. A separation force acts on the processing surface, and it is possible to reliably form a better fluid film while rotating without contact.
更に、上記本願第11の発明では、樹脂原料粒子に、粒径を上記の範囲とするものを採用することにより、加工により、適切な樹脂粒子を得ることを可能とした。即ち、上記の粒径について、3μmより細かいと、加工後の樹脂粒子は、複写機及びプリンター内での制御が困難であり、また、上記の粒径が、10μmより粗いと、加工語の樹脂粒子は、高精細な画像形成が実現できない。このため、本願第11の発明において、樹脂原料粒子の粒径を上記の範囲とすることにより、加工後樹脂粒子として適切なものを得ることができる。
本願第12の発明では、原料粒子に対して、第1及び第2の処理用面間の間隔を上記の通り(原料粒子の径の5倍以下に)設定することによって、原料粒子を的確に処理用面に接触させることができ、確実に処理が行える。また、両処理用面間の間隔を上記の通り(原料粒子の径の1倍以上に)設定することにより、粒子を詰まらせずに、処理後の粒子を円滑に排出することができる。
Furthermore, in the eleventh aspect of the present invention, by adopting a resin raw material particle having a particle size in the above range, it is possible to obtain appropriate resin particles by processing. That is, if the particle size is smaller than 3 μm, the processed resin particles are difficult to control in a copying machine and a printer, and if the particle size is larger than 10 μm, the processed word resin Particles cannot realize high-definition image formation. Therefore, in the eleventh aspect of the present invention, by setting the particle diameter of the resin raw material particles in the above range, suitable post-processed resin particles can be obtained.
In the twelfth invention of the present application, by setting the distance between the first and second processing surfaces to the raw material particles as described above (less than 5 times the diameter of the raw material particles), the raw material particles are accurately set. It can be brought into contact with the processing surface, and processing can be performed reliably. Further, by setting the distance between the two processing surfaces as described above (one time or more than the diameter of the raw material particles), the processed particles can be smoothly discharged without clogging the particles.
以下、図面を参照しつつ、本願発明の好ましい実施の形態について、説明する。ここでは、トナー粒子の製造において、本願発明を実施した場合を例示して説明する。図1〜図6へ本願発明の一実施の形態を示す。図1は、本願発明に係る樹脂粒子の製造方法を実施するに適したシステムの概略を示す説明図である。図2は、図1に示すシステムの要部である粉体処理装置の略縦断面図である。図3は、図2の粉体処理装置の要部略縦断面図である。図4は、図2に示す粉体処理装置の第1処理リングを示す平面図である。図5は、図2のA−A略端面図である。図6は、トナー製造フローの好ましい実施の形態を示す説明図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, a case where the present invention is implemented in the production of toner particles will be described as an example. 1 to 6 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a system suitable for carrying out the method for producing resin particles according to the present invention. FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of a powder processing apparatus which is a main part of the system shown in FIG. FIG. 3 is a schematic vertical sectional view of an essential part of the powder processing apparatus of FIG. FIG. 4 is a plan view showing a first processing ring of the powder processing apparatus shown in FIG. FIG. 5 is an AA schematic end view of FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a preferred embodiment of a toner manufacturing flow.
このトナー製造方法は、少なくとも結着樹脂及び着色剤を溶解混練して得たトナー原料に対して、微粉砕工程と、粗粉分級工程と、微粉分級工程と、形状制御工程と、外添混合工程とを、順次施すものである。
このトナー製造方法は、図6に示すシステムを用いて、実施することができる。このシステムは、溶融混練して得られたトナー原料を粉砕する微粉砕機201、微粉砕機201により粉砕された原料から所望の粒径以下の粉体のみを取り出す粗粉分級機202、この取り出された粉体から不要な微粉を取り除き、トナー原料粒子を得る微粉分級機203、トナー原料粒子の形状を制御してトナー粒子を得る形状制御装置204、及びトナー粒子に添加剤を添加、混合する外添混合機205から構成されている。尚、微粉砕機201と粗粉分級機202とは別々に構成されていても、1つの装置として構成されていてもよい。
This toner manufacturing method includes a fine pulverization step, a coarse powder classification step, a fine powder classification step, a shape control step, and an external additive mixing for a toner raw material obtained by dissolving and kneading at least a binder resin and a colorant. The steps are sequentially performed.
This toner manufacturing method can be implemented using the system shown in FIG. This system includes a
このようなシステムの採用により、微粉砕工程において、上記の微粉砕機201によって溶融混練して得られた原料を粉砕することができる。そして、粗粉分級工程において、上記の粗粉分級機202を用いて、微粉砕機201により粉砕された原料から所望の粒径の粉体のみを取り出すことができる。微粉分級工程において、上記の微粉分級機203を用い、粗粉分級工程で取り出された粉体から不要な微粉を取り除いてトナー原料粒子を得ることができる。形状制御工程において、上記の形状制御装置204を用いて、トナー原料粒子の形状を制御してトナー粒子を得ることができる。微粉砕機201により粉砕された原料のうち、所望の粒径より大きな粉体は、再び微粉砕機201に戻され(粗粒のリターン)粉砕される。
従って、このシステムを利用することにより、効率良く粉体処理を行うことが可能であり、従来公知の装置と本願発明の粉体処理システムとを組み合わせたトナー製造フローとして実施することができる。
By adopting such a system, it is possible to pulverize the raw material obtained by melt kneading with the pulverizer 201 in the pulverization step. In the coarse powder classifying step, only the powder having a desired particle diameter can be taken out from the raw material pulverized by the
Therefore, by using this system, it is possible to efficiently perform powder processing, and it can be implemented as a toner manufacturing flow combining a conventionally known apparatus and the powder processing system of the present invention.
上記の微粉砕機201として、IDS型及びPJM型ジェットミル(日本ニューマチック工業株式会社製)、カウンタージェットミル(ホソカワミクロン株式会社製)、ミクロンジェットT型(ホソカワミクロン株式会社製)、クロスジェットミル(株式会社栗本繊工所製)、コンダックス・ジェットミル(三井三池化工機株式会社製)、その他のジェットミルおよび気流式粉砕機、ターボミル(ターボ工業株式会社製)、クリプロトン(川崎重工業株式会社製)、スーパーロータ(日清エンジニアリング株式会社製)、ファインミル(日本ニューマチック工業株式会社製)、クラッシファイヤーミル(三井三池化工機株式会社製)その他の機械式粉砕機を採用することができる。
As the above-mentioned
上記の粗粉分級機202としては、ターボプレックス(ホソカワミクロン株式会社製)、ターボクラシフアイア(日清エンジニアリング株式会社製)ディスバージョンセパレータ(日本ニューマチック工業株式会社製)、シャープカットセパレータ(株式会社栗本鐵工所製)、SFシャープカットセパレータ((株式会社栗本鐵工所製)、エルボージェット(日鉄鉱業株式会社製)その他の気流式分級機を採用することができる。
Examples of the
上記の微粉分級機203としては、エルボージェット(日鉄鉱業株式会社製)、ターボプレックス(ホソカワミクロン株式会社製)、TSPセパレ−タ(ホソカワミクロン株式会社製)、シャープカットセパレ−タ(株式会社栗本鐵工所製)、SFシャープカットセパレータ(株式会社栗本鐵工所製)を採用することができる。
As the
上記の外添混合機205としては、ヘンシェルミキサー(三井三池化工機株式会社)製)、ハイブリダイゼーションシステム(株式会社奈良機械製作所製)、スーパーミキサー(株時会社カワタ製)、レーディゲミキサー(独国レーディゲ社製)、その他のスクリューまたは攪拌羽根を有する混合機、及び空気・ガスによる流動混合式の混合機を採用することができる。
Examples of the
そして、この形状制御工程で用いられる形状制御装置204として、図1に示すトナー粒子製造システムを採用することができる。
このトナー粒子製造システムについて具体的に説明すると、このトナー粒子製造システムは、図1へ示す通り、オートフィーダー70と、粉体処理装置71と、サイクロン72と、バグフィルター73と、吸引ブロアー74とを備える。
The toner particle production system shown in FIG. 1 can be adopted as the
The toner particle manufacturing system will be described in detail. The toner particle manufacturing system includes an
上記のオートフィーダー70は、粉体処理装置71にトナー原料粒子63を供給するものである。このオートフィーダー70から供給されたトナー原料粒子63は、高圧エアー共に、粉体処理装置71に導入されトナー原料粒子の表面処理即ち、球状化の処理がなされる。トナー原料粒子63は、粉体処理装置71にて、表面を改質されて球形化トナー粒子となって粉体処理装置71から排出される。排出されたトナー粒子は、吸引ブロアー74の吸引にて、不要な(所望の粒子より小さな粒子)を、サイクロン72からバグフィルター73側に集塵する。一方、適正な処理済みのトナー粒子は、サイクロン72にて捕集される。このようにサイクロン72にて捕集されたトナー粒子が製品として、サイクロン72から排出される。
The
本願発明に係るトナー原料粒子の製造方法は、上記の形状制御工程中の粉体処理装置7を用いて行われる処理を発明の要旨とするものである。
即ち、本願発明に係るトナー粒子の製造方法は、特に、上記の粉体処理装置7を用いて実施することができる。
この粉体処理装置71を用いたトナー粒子の製造へ方法について、以下詳しく説明する。
The gist of the toner raw material particle manufacturing method according to the present invention is based on the processing performed using the powder processing apparatus 7 in the shape control step.
That is, the method for producing toner particles according to the present invention can be implemented using the powder processing apparatus 7 described above.
A method for producing toner particles using the
先ず、図2に示すように、この粉体処理装置71は、第1ホルダ11と、第1ホルダ11の上方に配置された第2ホルダ21と、第2ホルダ21と共に第1ホルダ11を覆うケース3と、粉体原料供給ノズル60と、高圧エアー導入ノズル61と、接面圧付与機構4とを備える。
この実施の形態において、原料粉体導入口62(以下トナー導入口62と呼ぶ。)が粉体処理装置71の上部に設けられている。またこの粉体処理装置71には、トナー導入口62と別に流体導入口64(以下エアー導入口64と呼ぶ。)が設けられている。前記の導入オートフィダー70から供給されるトナー原料粒子63は、トナー導入口62から、粉体処理装置71の内部に導入される。また、粉体処理装置71の内部において、ケース3の内部空間より上方に、上記の粉体供給ノズル60が設けられている。上記トナー導入口62は、粉体処理装置7内において、当該粉体供給ノズル60に連絡している。また、粉体原料供給ノズル60の軸芯部(内部中心部)に上記の高圧エアー導入ノズル61が設けられている。図5へ示す通り、上記のエアー導入口64は、当該高圧エアー導入ノズル61に連絡して当該ノズル61に高圧エアーを供給するものである。即ち、エアー導入口64は、コンプレッサーといった周知のガスの加圧手段に接続されており(図示せす。)、エアーを加圧して噴射することができる。
First, as shown in FIG. 2, the
In this embodiment, a raw material powder inlet 62 (hereinafter referred to as a toner inlet 62) is provided at the top of the
この実施の形態では、図2へ示す通り、粉体処理装置71内部において、ケース3の内部空間30より上部に当該内部空間30へ通じる気密な通路31が設けられている。即ち、当該通路31の下端が、ケース3の内部空間30に通じている。そして、当該通路31の上端部に、上記粉体供給ノズル60が設けられている。トナー導入口62から供給されるトナー原料粒子は、高圧エアー導入ノズル61から下方のケース3内部空間30に向けて噴射されるガスのエジェクター効果により、当該ガスと共にケース3の内部空間30に向けて噴射される。このガスについては、空気を採用するのが適当である。但し、当該ガスとして、アルゴンや他の不活性ガスを空気に代えて用いることができる。
また、粉体処理装置71内において、上記粉体供給ノズル60からケース3の内部空間30に至るまでの、トナー原料粒子と高圧エアーの流路は、気密に形成されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, an
Further, in the
上記の第1ホルダ11には、第1処理リング10と、回転軸50が設けられている。この第1処理リング10の一端面が、第1処理用面1を構成する。
第1処理リング10(メイティングリング)は、図4へ示す通り金属製の環状体であり、上記の第1処理用面1となる端面には、鏡面加工されている(図4において網掛けで示す部分が当該鏡面加工部位である)。回転軸50は、第1ホルダ11の中心へ、ボルトといった周知の固定具51にて固定されており、その端部が電動機といった周知の回転駆動力を供給する回転駆動装置5(回転駆動機構)と接続されている。回転軸50は、回転駆動装置5の駆動力を第1ホルダ11に伝えることにより、当該第1ホルダ11を回転させる。第1処理リング10は、回転軸50と同心に第1ホルダ11上部に取付けられ、回転軸50の回転にて、第1ホルダ11と一体となって回転する。
The
The first processing ring 10 (mating ring) is a metal annular body as shown in FIG. 4, and the end surface to be the
第1処理用面1は、第1ホルダ11から露出して、第2ホルダ21側に対向している。この第1処理用面1は、研磨やラッピングやポリッシングによる鏡面加工を施すのが好ましい。第1処理リング10の材質は、セラミックや焼結金属、耐磨耗銅、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材のライニングやコーティング、メッキの如き施工したものを使用するのが好ましい。特に回転するため、軽量な素材にて第1処理リング10を形成するのが好ましい。ケース3は、排出部32を備えた有底の容器であり、その内部空間30に、上記の第1ホルダ11を収容している。
ここで、第1処理用面1についてより詳しく説明すると、図4へ示す通り、第1処理リング10の第2処理リング20を望む端面(上面)には、第1処理リング10の中心(リングの中空部分12)から、放射状に第1処理リング10の外周面14側に向けて伸びる複数の凹部13…13が形成されている。第1リング10の上記上面において、この凹部13…13以外の部分(図4において網掛けで示す部分)が、上記の鏡面加工が施された第1処理用面1である。図4へ示す通り、この凹部13…13の夫々は、リングの中空部分12に連絡しているが、上記の第1処理リング10の外周面14には達しない。
より詳しくは、上記の凹部13…13の夫々は、第1処理リング10の上面において、上記の中空部分12側から外周面14側に向けて漸次深さが浅くなるように形成されている。
また、当該凹部13の太さ(第1処理リング10を平面視した際の凹部13の幅)も、第1処理リング10の上面において、上記の中空部分12から外周面14側に向けて漸次狭くなるように形成されている。
更に、凹部13の内部は、回転先(回転方向r)を望む掬い面15を備える。上記の通り凹部13を形成することにより、粉体処理装置71の作動当初、第1処理用面1に第2処理用面2が当接した状態において、高圧エアーの噴射圧Q(図2)を受けて、トナー原料粒子63を含む当該高圧エアーは、第1処理リング10の中空部分から、凹部13…13内に入りこむ。このような当該高圧エアーが凹部13…13内を進むにつれて、凹部13…13内は狭く浅く狭くなるので、入り込みの勢いが、第2処理用面2を押圧する即ち、第2処理リング20を上方にこじ開けようとする力に転換される。また、上記の通り掬い面15…15を備えることによって、第1処理リング1の回転による遠心力と共に、凹部13…13内の、高圧エアーが掬い面15…15から押圧され、上記の第2処理リング20をこじ開ける力を増加させる。
尚、上記の凹部13…13の形状については、図示したものに限定するものではなく、他の形状に変更可能である。
また、このような凹部13…13を設けずに実施することも可能である。
The
Here, the
More specifically, each of the
In addition, the thickness of the concave portion 13 (the width of the
Furthermore, the inside of the recessed
In addition, about the shape of said recessed
It is also possible to carry out without providing
第2ホルダ21には、第2処理リング20と、接面圧付与機構4とが設けられている。第2処理リング20(コンプレッションリング)は、金属製の環状体である。第2処理用リング20は、この実施の形態において第2ホルダ21に固定されている。この環状の第2処理リング20の一端面は、第2処理用面2を構成する。第2処理用面2である第2処理リング20の一端面(下面)には、鏡面加工が施されている。上記の第1処理用面1は当該第2処理用面2に対向する。また、第2処理リング20は、第2処理用面2の他、第2処理用面2の内側に位置し且つ当該第2処理用面2に隣接する受圧面23(以下、離反用調整面23と呼ぶ。)を有する。
図2及び図3へ示す通り、この離反用調整面23は、傾斜面として、即ち、環状の第2処理リング20の内周面と上記第2処理用面2との間の角を落とした、すり鉢状のテーパ面として形成されている。
The
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第2処理用面2に施す上記の鏡面加工は、第1処理用面1と同様の方法が採用される。また、第2処理リング20の素材についても、第1処理リング10と同様のものが採用される。また、上記の通り、離反用調整面23は、環状の第2処理リング20の内周面と隣接する。
The above-described mirror surface processing applied to the
接面圧付与機構4は、第1処理用面1に対して第2処理用面2を、圧接又は近接した状態に押圧するものであり、高圧エアー導入ノズル61から生じる(エアー)圧力及び第1ホルダ11(第1処理リング10)の回転による遠心力により、両処理用面1,2間を離反させる力との均衡によって、薄い流体(エアー)膜を発生させる。言い換えれば、薄い流体(エアー)膜は両処理用面1,2の間隔を微小間隔に保っている。
The contact surface
この実施の形態において、図3へ示す通り、接面圧付与機構4は、収容部41と、収容部41の奥(最深部)に設けられたスプリング受容部42と、スプリング43と、エアー導入部44とにて構成されている。
但し、接面圧付与機構4は、収容部41とスプリング受容部42とスプリング43によって構成される圧付与手段と、エアー導入部44との少なくとも、何れか一方を備えるものであればよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the contact
However, the contact surface
上記の収容部41は、収容部41内の第2処理リング20の位置を深く或いは浅く(上下に)変位することができるように寸法設定されている。即ち、収容部41は、出没自在に第2処理リング20を収容している。スプリング43の一端は、スプリング受容部42の奥に当接し、スプリング43の他端は、収容部42内の第2処理リング20の前部(上部)と当接する。図2において、スプリング43は、一つしか描かれていないが、第2処理リング20の少なくとも周方向に沿って複数のスプリングを(環状に)配列し、当該複数のスプリングにて、第2の処理リング20の各部を押圧するのが好ましい。第2処理リング20の周方向に沿って配列するスプリング43の数を増すことによって、均等な押圧力を第2処理リング20に与えることができるからである。具体的には、第2ホルダ21について、上記のスプリング43は、数本から数十本(より好ましくは、4本乃至20本)取り付けられていることが好ましい。
The
図2に示す通り、上記の通りエア導入部44から、加圧された空気の如き加圧ガスを収容部41内に導入することができる。このような空気の如き加圧ガスの導入により、収容部41と第2処理リング20との間を加圧室として、スプリング43と共に、空気圧を押圧力として第2処理リング20に与えることができる。従って、エアー導入部44から導入する空気圧を調整することにより、運転中においても第1処理用面1に対する第2処理用面2の接面圧力を調整することが可能である。また、空気圧を利用するエアー導入部の代わりに、油圧の如き他の流体圧を利用してもよい。
このように、上記のエアー導入部44から第2処理リング20の上面(第2処理用面2と反対側の端面)に向けて導入されるエアーは、離反力を発生させる前記の高圧エアー導入ノズル61から噴射されるエアーとは逆に、第2処理リング20(第2処理用面2)を第1処理リング10(第1処理用面1)へ付勢する方向に働く、背圧Pを供給するものである。
As shown in FIG. 2, a pressurized gas such as pressurized air can be introduced into the
As described above, the air introduced from the air introduction portion 44 toward the upper surface of the second processing ring 20 (the end surface opposite to the second processing surface 2) is the high-pressure air introduction that generates a separation force. Contrary to the air jetted from the
接面庄付与機構4は、上記の押圧力(接面圧力)の一部を供給し調整する他、変位調整機構と、緩衝機構とを兼ねている。詳しくは、接面圧付与機構4は、変位調整機構として、始動時や運転中の軸方向への伸びや磨耗による軸方向変位にも、空気圧調整によって追従し、当初の押圧力を維持できる。また、接面圧付与機構4は、第2処理リング20の芯ぶれを許容して保持するフローティング機構を採用することによって、微振動や回転アライメントの緩衝機構としても機能するのである。
The contact
具体的には、第2ホルダ21の収容部41は、第2リング20の軸方向が第2リング20の出没の方向に対して、ずれを生じることを許容する(出没する方向と直交する仮想面に対して第2処理用面2が傾いた状態を許容する)余裕を以って、第2リング20を受容する。但しこの傾きは、出没する方向と直交する仮想面に対して、第2処理用面2の傾きを1秒〜2度程度とするものである。また、当該仮想面上の全方向について、当該角度を以って傾くことを許容する。
更にまた、このような傾きを許容する、第2リング20の内周面と外周面との幅に対する、第2ホルダ21の内側と外側の両内周面との間隔の余裕を持った大きさ(第2リング20の内径よりも第2ホルダ20の中心部の径は小さく、且つ第2リング20の外径よりも第2ホルダ20の外周の径は大きい)が、上記の傾きを伴わない、第2処理リング20の中心軸の、第2ホルダ21の中心軸に対する平行なずれをも、許容するものともなっている。
このような第2リング20の内周面と外周面との幅に対する、第2ホルダ21の内側と外側の両内周面との間隔の余裕を持った大きさが、上記の緩衝機構として働く、フローティング機構を構成しているのである。
Specifically, the
Furthermore, the size which has the allowance of the space | interval of both the inner peripheral surface of the inner side of the
Such a size having a margin between the inner and outer peripheral surfaces of the
また、接面圧付与機構4は、収容部41内における第2処理リング20の上部と、収容部41の最上部との間に余裕があっても、スプリング43が第1処理用面1と第2処理用面2との間の隙間の幅の上限を規定する。即ち、接面圧付与機構4は、第1処理用面1と第2処理用面2の規定を超える離反を抑止する離反抑止部として機能する。
また、第1処理用面1と第2処理用面2とが当接していなくても、第2処理リング20の突出を引き止めることにより、スプリング43が第1処理用面1と第2処理用面2との間の隙間の幅の下限を規定する。即ち、この実施の形態において、上記のスプリング43が、第1処理用面1と第2処理用面2の規定未満の近接を抑止する近接抑止部として機能する。
Further, even if there is a margin between the upper part of the
Even if the
以下、上記の粉体処理装置71を用いた、トナー粒子の製造方法について、更に詳細に説明する。
図1へ示す通り、トナー粒子製造システムにおいて、オートフィーダー71から供給されたトナー原料粒子63は、図2へ示す粉体処理装置71のトナー導入口62を介して粉体処理装置71に導入される。粉体処理装置71に導入されたトナー原料粒子63は、高圧エアー導入ノズル61から供給される高圧エアーによるエジェクター効果により、前述の通り、粉体原料供給ノズル60に導かれる。その後、トナー原料粒子63は、高圧エアー導入ノズル61から導入される高圧エアーにより高分散されて、両処理用面1,2間に導入される。
Hereinafter, a method for producing toner particles using the
As shown in FIG. 1, in the toner particle manufacturing system, the toner
一方、回転駆動装置5(回転駆動機構)によって、第1処理リング10が所定回転数を保って回転する。この時、主に高圧エアー導入ノズル61から受けた圧力により第2処理リングは上方に押し上げられる。これにより第1処理用面1は、第2処理用面2とは微小間隔を保った状態で相対的に回転することになる。
粉体処理装置71内に高圧エアーと共に導入されたトナー原料粒子63は、この微小間隔を保った第1処理用面1と第2処理用面2との間で、強力なせん断を受け、表面を改質されて球形化トナー粒子となって排出部32から排出される。
即ち、両処理用面1,2を離反させる方向に作用する高圧エアーの噴射の圧力及び第1処理用面の回転による遠心力と、第2処理用面2(第2処理リング20)を第1処理用面1(第1処理リング10)へ近接させる方向に作用する上記接面圧付与機構5の付勢力との均衡の上に、両処理用面1,2間に微小な隙間を確保しつつ、当該隙間に高圧エアー及びトナー原料粒子を通過させるのである。
その後、吸引ブロアー74とサイクロン72の作用により、処理済のトナー粒子は捕集される。
On the other hand, the
The toner
That is, the pressure of the high-pressure air jet acting in the direction of separating the processing surfaces 1 and 2 and the centrifugal force due to the rotation of the first processing surface and the second processing surface 2 (second processing ring 20) are A minute gap is secured between the processing surfaces 1 and 2 in addition to the balance with the urging force of the contact surface
Thereafter, the processed toner particles are collected by the action of the
上記粉体処理装置71内における処理について、より具体的に説明する。
前述の通り、高圧エアー噴射ノズル61により、コンプレッサーで得られた一定の圧力を保持した高圧エアーにトナー原料粒子63を分散させた後、当該高圧エアーの圧力を利用して、第1処理リング10及び第2処理リング20を離反させる。この結果、上記第1処理リング10と第2処理リング20との間に微小かつ一定な隙間を形成することができる。
上記において、高圧エアー噴射ノズル61により噴射する高圧エアーの噴射圧Qについては、
100kPa<Q<500kPa
とするのが好ましい。
また、第1処理リング10及び第2処理リング20夫々の、外径は50〜500mm、内径は30〜400mmとするのが好ましい。
そして、このような第1処理用リング10について、外周面14の回転速度を10m/s〜100m/sとするのが好ましい。
ここで、エアー導入部44から導入される付勢手段としてのエアーの圧力即ち、即ち背圧Pと両処理用面1,2間の間隙(微小間隔)について詳しく説明すると、粉体処理中(トナー原料粒子の表面処理中)の第1処理リング10と第2処理リング20との間隙を調整するために第2処理リング20に
10kPa<P<700kPa
の背圧Pを負荷することが好ましい。10kPaより小さいと粉体処理中、必要以上に間隙(両処理用面1,2間の間隔)が開いてしまい、装置から過剰にエアーが排出されるため、所定の粉体処理が行えず、所望のトナー粒子が得られない。また700kPaより大きいと発熱して装置内融着や粉体原料の品質に悪影響を及ぼしやすい。このように上記範囲内で背圧を負荷することにより、粉体処理度合いをより適正にできる。
特に、上記の背圧Pを50kPa<P<500kPaとするのが好ましい。
この場合、スプリング42…42全体の押圧力は、50〜200Nとするのが好ましい。
The processing in the
As described above, after the toner
In the above, about the injection pressure Q of the high pressure air injected by the high pressure
100 kPa <Q <500 kPa
Is preferable.
The
And about such a
Here, the pressure of the air as the urging means introduced from the air introduction part 44, that is, the back pressure P and the gap between the processing surfaces 1 and 2 (minute interval) will be described in detail. 10 kPa <P <700 kPa in the
It is preferable to apply a back pressure P of. If the pressure is less than 10 kPa, a gap (interval between the processing surfaces 1 and 2) is opened more than necessary during powder processing, and air is excessively discharged from the apparatus, so that predetermined powder processing cannot be performed. Desired toner particles cannot be obtained. On the other hand, if it is higher than 700 kPa, heat is generated and it tends to adversely affect the fusion within the apparatus and the quality of the powder raw material. Thus, by applying the back pressure within the above range, the degree of powder processing can be made more appropriate.
In particular, the back pressure P is preferably 50 kPa <P <500 kPa.
In this case, the pressing force of the
また、本粉体処理装置は、第1処理リング10と第2処理リング20の一方或いは双方の温度を調整する、温度調整用のジャケットを備えていることが好ましい(図示せず)。また、このジャケット内には冷媒(好ましくは冷却水、更に好ましくはエチレングリコールの如き不凍液)を通しながらトナー原料粒子を表面処理することが好ましい。このような温度調整用のジャケットにより、第1処理リング10及び第2処理リング20の一方或いは双方を、表面処理を行う際、冷却することを可能とし、被処理粉体であるトナー原料粒子の品質悪化や装置内の粒子融着が防止できる。
また上記トナー原料粒子の粒径Dは
3μm≦D≦10μm
であることが好ましい。3μmより細かいと複写機及びプリンター内での制御が困難であり、10μmより粗いと高精細な画像形成が実現できないからである。
上記のトナー原料粒子の表面処理を行うのに適切な微小間隔としては、トナー原料粒子の直径の1〜5倍とするのが好ましく、従って、トナー粒子の径を4μmとした場合、4〜20μmとするのが好ましい。
Moreover, it is preferable that this powder processing apparatus is provided with the jacket for temperature adjustment which adjusts the temperature of one or both of the
The particle diameter D of the toner raw material particles is 3 μm ≦ D ≦ 10 μm.
It is preferable that This is because if it is finer than 3 μm, it is difficult to control in the copying machine and printer, and if it is coarser than 10 μm, high-definition image formation cannot be realized.
The fine interval suitable for the surface treatment of the toner raw material particles is preferably 1 to 5 times the diameter of the toner raw material particles. Therefore, when the diameter of the toner particles is 4 μm, 4 to 20 μm. Is preferable.
上記の実施の形態において、第1処理リング10は、第1ホルダ11から出没しないものとしたが、第2処理リング20と同様、ホルダから出没するものとして実施することも可能である。その場合、第1処理リング10についても、第2処理リング20と同様に、フローティング機構を採用するものとしても実施可能である。また、第1処理リング10と第2処理リング20の双方を出没させる他、第1処理リング10のみ出没させ、第2処理リング20は出没しないものとしても実施可能である。
また、第1処理リング10に代え或いは第1処理リング10と共に、第2処理リング2も回転するものとしても実施可能である。即ち、第2ホルダ21を回転駆動機構に接続して回転させるものとしても実施可能である。
また、第1処理用面1は、環状ではなく、中空部分12のない板面としても実施可能である(即ち、第1処理リング10の代わりに、回転駆動部に接続された円盤を採用して、第1処理用面1を当該円盤の端面として実施することも可能である)。
上記において、本願発明を、トナー粒子の製造方法について実施する場合を例に採って説明したが、この他、他の用途の樹脂粒子の製造方法において、本願発明を実施することが可能である。本願発明は、特に、微小なポリエステル粒子の製造方法として、最適である。
In the embodiment described above, the
Further, the
Further, the
In the above description, the present invention has been described with reference to the case where the method for producing toner particles is taken as an example. However, the present invention can be implemented in methods for producing resin particles for other purposes. The present invention is particularly suitable as a method for producing fine polyester particles.
以下、本願発明の実施例、及び比較例について、説明する。
表1に実施例1〜5の5つの実施例と比較例を示す。
Examples of the present invention and comparative examples will be described below.
Table 1 shows five examples of Examples 1 to 5 and a comparative example.
前述の通り、本願発明における「表面処理」とは、粒子表面の凸凹を円滑にすることであり、粒子の外観形状を球形に近づけることを示す。この実施例では、その指標としてトナー粒子の表面処理度合を平均円形度として示す。
先ず、各実施例及び比較例について調べた、平均円経度の測定方法、測定条件、トナー粒子の粒度分布の測定について説明する。
As described above, “surface treatment” in the present invention is to smooth the unevenness of the particle surface, and to indicate that the external shape of the particle is close to a spherical shape. In this embodiment, the degree of surface treatment of toner particles is shown as an average circularity as an index.
First, the measurement method, measurement conditions, and measurement of the particle size distribution of toner particles, which were investigated for each example and comparative example, will be described.
(平均円形度の測定方法)
平均円形度は、フロー式粒子像測定装置「FPIA−2100型」(シスメックス社製)を用いて測定を行い、下式を用いて算出する。
(Measuring method of average circularity)
The average circularity is measured using a flow type particle image measuring device “FPIA-2100 type” (manufactured by Sysmex Corporation), and is calculated using the following equation.
上記数1の「粒子投影面積」とは二値化された粒子像の面積であり、数式2において「粒子投影像の周囲長」とは当該粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。測定は、512×512の画像処理解像度(0.3μm×0.3μmの画素)で画像処理した時の粒子像の周囲長を用いる。具体的には「粒子投影像の周囲長」とは、例えば図7へ細線で示す方眼の上に粒子のシルエットを投影して二値化した際に、太線で示す二値化したシルエットの外郭線の長さである。また、「粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長」とは、上記太線で囲まれた領域の面積と同じ面積の真円の円周の長さである。
ここでいう円形度は粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、粒子が完全な球形の場合に1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
また、円形度頻度分布の平均値を意味する平均円形度Cは、粒度分布の分割点iでの円形度(中央値)をci、測定粒子数をmとすると、次式(数式3)から算出される。
The “particle projected area” in
The circularity here is an index indicating the degree of unevenness of the particles, and is 1.000 when the particles are completely spherical, and the circularity becomes smaller as the surface shape becomes more complex.
Further, the average circularity C, which means the average value of the circularity frequency distribution, is obtained from the following equation (Equation 3), where ci is the circularity (median value) at the dividing point i of the particle size distribution and m is the number of measured particles. Calculated.
測定装置として採用した「FPIA−2100」は、各粒子の円形度を算出後、平均円形度の算出に当たって、得られた円形度によって、粒子を円形度0.4〜1.0を0.01ごとに等分割したクラスに分け、その分割点の中央値(メジアン)と測定粒子数を用いて平均円形度の算出を行う。
具体的な測定方法としては、容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水20mlを用意し、その中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を加えた後、更に測定試料を試料濃度が2000〜5000個/μlとなるように均一に分散させる。分散させる手段としては、超音波分散機「ULTRASONIC CLEANER VS−150型」(アズワン株式会社製)を用い、下記の条件で1分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、該分散液の温度が40℃以上とならないように適宜冷却する。また、円形度のバラツキを抑えるため、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100の機内温度が26〜27℃になるよう装置の設置環境を23℃±0.5℃にコントロールし、一定時間おきに、好ましくは2時間おきに2μmラテックス粒子を用いて自動焦点調整を行う。
“FPIA-2100” employed as a measuring device calculates the circularity of each particle, and then calculates the average circularity. Each is divided into equally divided classes, and the average circularity is calculated using the median (median) of the division points and the number of measured particles.
As a specific measuring method, 20 ml of ion-exchanged water from which impure solids have been removed in advance is prepared in a container, and after adding a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) as a dispersant, The measurement sample is uniformly dispersed so that the sample concentration is 2000 to 5000 / μl. As a means to disperse, an ultrasonic disperser “ULTRASONIC CLEANER VS-150 type” (manufactured by ASONE Co., Ltd.) is used, and a dispersion treatment is performed for 1 minute under the following conditions to obtain a dispersion for measurement. In that case, it cools suitably so that the temperature of this dispersion may not be 40 degreeC or more. In order to suppress variation in circularity, the installation environment of the apparatus is controlled at 23 ° C. ± 0.5 ° C. so that the temperature inside the flow type particle image analyzer FPIA-2100 is 26 to 27 ° C. Preferably, autofocus is performed using 2 μm latex particles every 2 hours.
(超音波発振器による分散条件)
超音波発信機として採用した装置は、ULTRASONIC CLEANER VS−150型(アズワン株式会社製)である。その定格は、出力50kHz、150Wである。粒子の円形度測定には、前記フロー式粒子像測定装置を用い、測定時のトナー粒子濃度が3000〜1万個/μlとなるようにこの分散液濃度を再調整し、粒子を1000個以上計測する。計測後、このデータを用いて、円相当径2μm未満のデータをカットして、粒子の平均円形度を求める。
この実施例及び比較例における測定の概略は、以下の通りである。
(Dispersion condition by ultrasonic oscillator)
The apparatus adopted as the ultrasonic transmitter is an ULTRASONIC CLEANER VS-150 type (manufactured by ASONE Corporation). The rating is an output of 50 kHz and 150 W. For the measurement of the circularity of the particles, the flow type particle image measuring device is used, the concentration of the dispersion is readjusted so that the toner particle concentration at the time of measurement is 3000 to 10,000 / μl, and 1000 or more particles are obtained. measure. After the measurement, using this data, data having an equivalent circle diameter of less than 2 μm is cut to determine the average circularity of the particles.
The outline of the measurement in this example and comparative example is as follows.
試料分散液は、フラットで扁平なフローセル(厚み約200μm)の流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するように、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために1/30秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範朗を有する2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出する。それぞれの粒子の2次元画像の投影面積及び投影像の周囲長から上記の円形度算出式を用いて各粒子の円形度を算出する。 The sample dispersion is passed through a flow path (expanded along the flow direction) of a flat and flat flow cell (thickness: about 200 μm). The strobe and the CCD camera are mounted on the flow cell so as to be opposite to each other so as to form an optical path that passes through the thickness of the flow cell. While the sample dispersion is flowing, stroboscopic light is irradiated at 1/30 second intervals to obtain an image of the particles flowing through the flow cell, so that each particle has a constant pattern parallel to the flow cell. Photographed as a two-dimensional image. From the area of the two-dimensional image of each particle, the diameter of a circle having the same area is calculated as the equivalent circle diameter. The circularity of each particle is calculated from the projected area of the two-dimensional image of each particle and the perimeter of the projected image using the above circularity calculation formula.
(トナー粒子の粒度分布の測定)
トナー粒子の粒度分布は種々の方法によって測定できるが、コールターカウンターを用いて行うことが好ましく、この実施例での計測において、当該コールターカウンターを採用した。
測定装置としては、コールターカウンターマルチサイザーI型、II型又はIIe型(コールター社製)を用い、個数平均分布、体積平均分布を出力するインターフェイス(日科機製)及び一般的なパーソナルコンピューターを接続し、特級又は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を電解液として調製した。
測定法としては前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記コールターカウンターマルチサイザーII型により、アパチャーとして100μmアパチャーを用いて、個数を基準として2〜40μmの粒子の粒度分布を測定して、それから各種値を求めた。
(Measurement of toner particle size distribution)
The particle size distribution of the toner particles can be measured by various methods, but it is preferable to use a Coulter counter, and the Coulter counter was employed in the measurement in this example.
As the measuring device, Coulter Counter Multisizer I type, II type or IIe type (manufactured by Coulter Inc.) is connected to an interface (manufactured by Nikkiki) that outputs number average distribution and volume average distribution and a general personal computer. A 1% NaCl aqueous solution was prepared as an electrolyte using special grade or first grade sodium chloride.
As a measuring method, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolyte in which the sample is suspended is subjected to a dispersion process for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and by using the Coulter Counter Multisizer II, a 100 μm aperture is used as an aperture, and particles having a size of 2 to 40 μm on the basis of the number are used. The particle size distribution was measured, and various values were obtained therefrom.
各実施例は、図6に示す装置構成にて得たものであり、その形状制御装置204として、図1に示すトナー粒子製造システムを用いて製造して得たものである。そして、このトナー粒子製造システムの粉体処理装置71として、上述の図2に示すものを採用した。
Each example is obtained by the apparatus configuration shown in FIG. 6, and is obtained by using the toner particle production system shown in FIG. 1 as the
(実施例1)
表1に示す実施例1においては、溶融混練して得られたポリエステル系のカラートナー原料をIDS型ジェットミルで粉砕し、その後エルボージェット(日鉄鉱業社製)にて分級を行ってトナー原料粒子63を得た。得られたトナー原料粒子63を前記したコールターカウンターマルチサイザーで測定したところ体積平均粒径が6.7μmであり、粒径が4.00μm以下の粒子の存在量が15個数%であった。また、平均円形度は0.925であった。
このトナー原料粒子63について、上記の粉体処理装置71を採用し且つその下記の条件の下、第1処理リング10にて、粉体処理を行った。
先ず、外径が100mm、内径が60mmの第1処理リング10の回転数を8000rpm(周速:41.9m/sec)に設定し、エアー導入部44に200kPaの圧縮空気を導入して第1処理リング10と第2処理リング20の間の面圧を調整した。その後、高圧エアー導入ノズル61から300kPaの高圧エアーを流し、オートフィーダー70からトナー原料粒子63を3kg/Hrで供給した。供給されたトナー原料粒子63はトナー導入口62を介して粉体処理装置に導入され、高圧エアーにより生じた第1処理用面1と第2処理用面2との隙間で、強力なせん断を受け、排出部32を介してサイクロン72により処理済のトナー粒子は捕集された。得られたトナー粒子の体積平均粒径が6.6μmであり、粒径が4.00μm以下の粒子の存在量が17個数%であった。また、平均円形度は0.967であった。
尚、第2処理リング20の寸法についても、上記第1処理リング10と同じとした。この点、以下の各実施例においても同様である。
(Example 1)
In Example 1 shown in Table 1, a polyester color toner raw material obtained by melt-kneading is pulverized with an IDS type jet mill, and then classified with an elbow jet (manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.) to obtain a toner raw material.
The toner
First, the rotation speed of the
The dimensions of the
(実施例2)
表1に示す実施例2において、上記と同様の寸法の第1処理リング10の回転数を13000rpm(周速:68m/sec)に設定し、エアー導入部44に300kPaの圧縮空気を導入した。その後、高圧エアー導入ノズル61から400kPaの高圧エアーを流してトナー原料粒子を供給した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径が6.5μmであり、粒径が4.00μm以下の粒子の存在量が18個数%であった。また、平均円形度は0.975であった。
(Example 2)
In Example 2 shown in Table 1, the rotation speed of the
(実施例3)
表1に示す実施例3において、上記と同様の寸法の第1処理リング10の回転数を13000rpm(周速:68m/sec)に設定し、エアー導入部44に300kPaの圧縮空気を導入した。その後、高圧エアー導入ノズル61から400kPaの高圧エアーを流してオートフィーダー70からトナー原料粒子63を5kg/Hrで供給した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径が6.6μmであり、粒径が4.00μm以下の粒子の存在量が16個数%であった。また、平均円形度は0.970であった。
(Example 3)
In Example 3 shown in Table 1, the rotation speed of the
(実施例4)
表1に示す実施例4において、高圧エアー導入ノズル61から400kPaの高圧エアーを流した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径が6.6μmであり、粒径が4.00μm以下の粒子の存在量が16個数%であった。また、平均円形度は0.965であった。
Example 4
In Example 4 shown in Table 1, toner particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that 400 kPa of high-pressure air was supplied from the high-pressure
(実施例5)
表1に示す実施例5において、第1処理リング10の回転数を400rpm(周速:20.9m/sec)に設定した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径が6.7μmであり、粒径が4.00μm以下の粒子の存在量が15個数%であった。また、平均円形度は0.960であった。
(Example 5)
In Example 5 shown in Table 1, toner particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the rotation speed of the
(比較例)
表1に示す比較例として、実施例1と同様に溶融混練して得られたポリエステル系のカラートナー原料をターボミル機械式粉砕機で粉砕し、その後エルボージェット(日鉄鉱業社製)にて分級を行ってトナー原料粒子63を得た。得られたトナー原料粒子63は、図6内の形状制御装置204による表面処理は行わなかった。この粒子を前記したコールターカウンターマルチサイザーで測定したところ体積平均粒径が6.7μmであり、粒径が4.00μm以下の粒子の存在量が17個数%であった。また、平均円形度は0.945であった。
(Comparative example)
As a comparative example shown in Table 1, a polyester color toner material obtained by melt-kneading in the same manner as in Example 1 was pulverized with a turbo mill mechanical pulverizer, and then classified with an elbow jet (manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd.). To obtain toner
以上から、比較例の平均円経度が、0.95(0.945)以下にとどまるのに対して、上記の各実施例1〜5は、何れも、0.96以上の値を得ており、比較例に対して、より丸いものとなっていることが分かる。 From the above, while the average circular longitude of the comparative example stays below 0.95 (0.945), each of the above Examples 1 to 5 has a value of 0.96 or more. It turns out that it is a more round thing with respect to a comparative example.
1 第1処理用面
2 第2処理用面
3 ケース
4 接面圧付与機構
5 回転駆動装置
10 第1処理リング
11 第1ホルダ
20 第2処理リング
21 第2ホルダ
23 受圧面(離反用調整面)
30 内部空間
32 排出部
41 収容部
42 スプリング受容部
43 スプリング
44 エアー導入部
50 回転軸
51 固定具
60 粉体原料供給ノズル
61 高圧エアー導入ノズル
62 トナー導入ロ
63 トナー原料粒子
71 オートフィーダー
72 サイクロン
73 バグフィルター
74 吸引ブロアー
DESCRIPTION OF
30
Claims (12)
樹脂原料粒子の流路の少なくとも一部を構成する、対面する第1及び第2の2つの処理用面を用い、第1及び第2の少なくとも何れか一方の処理用面を、第1及び第2の何れか他方の処理用面に対し相対的に回転させることにより、せん断力を発生させて加工を施すものであり、
樹脂原料粒子の流路を、気密にし、
第1及び第2の少なくとも何れか一方の処理用面を、第1及び第2の何れか他方の処理用面へ近接離反自在に対面させると共に、当該他方の処理用面へ近接するように付勢し、
樹脂原料粒子の流路へ、ガス等の流体と共に樹脂原料粒子を噴射するものであり、第1及び第2の両処理用面を離反させる方向に作用する当該噴射の圧力及び処理用面の回転にて生じる遠心力と、両処理用面を近接させる方向に作用する上記付勢力との均衡の上に、当該隙間に流体及び樹脂原料粒子を通過させて、樹脂原料粒子の表面処理を行うものであることを特徴とする樹脂粒子の製造方法。 In the method for producing resin particles in which the resin raw material particles already pulverized are processed into a spherical shape,
The first and second processing surfaces facing each other, which constitute at least part of the flow path of the resin raw material particles, are used, and at least one of the first and second processing surfaces is defined as the first and second processing surfaces. By rotating relative to the other processing surface of 2, a shearing force is generated and processing is performed.
Make the resin material particle flow path airtight,
At least one of the first and second processing surfaces is made to face either the first or second processing surface so as to be close to or away from the other processing surface, and is attached so as to be close to the other processing surface. Vigorously,
The resin raw material particles are injected into the flow path of the resin raw material particles together with a fluid such as a gas, and the pressure of the injection and the rotation of the processing surface act in the direction of separating both the first and second processing surfaces. The surface treatment of the resin raw material particles is performed by allowing the fluid and the resin raw material particles to pass through the gap in addition to the balance between the centrifugal force generated in the above and the biasing force acting in the direction in which both processing surfaces are brought close to each other A method for producing resin particles, wherein:
上記処理リングの中心から、第1及び第2の両処理用面間に、ガス等の流体と共に加工する樹脂原料粒子を噴射するものであり、処理リングの処理用面となる端面と処理リングの内周面との間に受圧面を設けて、
当該受圧面にて受けた、流体及び樹脂原料粒子の流圧を、処理リングの処理用面を他方の処理用から離反させる方向に作用させるものであることを特徴とする請求項1記載の樹脂粒子の製造方法。 At least one of the first and second processing surfaces is formed as an end surface of the processing ring that can be projected and retracted toward at least the other of the first and second processing surfaces.
From the center of the processing ring, between the first and second processing surfaces, resin raw material particles to be processed together with a fluid such as a gas are sprayed. An end surface serving as a processing surface of the processing ring and a processing ring Provide a pressure-receiving surface between the inner peripheral surface,
2. The resin according to claim 1, wherein the flow pressure of the fluid and the resin raw material particles received on the pressure receiving surface is applied in a direction in which the processing surface of the processing ring is separated from the other processing surface. Particle manufacturing method.
一端面を上記の第1処理用面とする第1処理リングと、一端面を上記の第2処理用面とする第2処理リングと、第1処理リングを第2処理リングに対して相対的に回転させる転駆動機構とを備えた粉体処理装置を用い、
上記のガス等の流体を、高圧エアーとし、
第1処理リングと第2処理リングの間に上記高圧エアーと共に樹脂原料粒子を導入することにより、第2処理リングを第1処理リングから離間させ、回転駆動機構により付与される第1処理リングの回転により樹脂原料粒子の表面を処理することを特徴とする請求項1記載の樹脂粒子の製造方法。 It is spheroidized by performing a surface treatment of resin raw material particles obtained by melt-kneading at least a binder resin and a colorant,
A first processing ring having one end surface as the first processing surface, a second processing ring having one end surface as the second processing surface, and the first processing ring relative to the second processing ring. Using a powder processing apparatus equipped with a rolling drive mechanism for rotating
The fluid such as the above gas is high pressure air,
By introducing the resin raw material particles together with the high-pressure air between the first processing ring and the second processing ring, the second processing ring is separated from the first processing ring, and the first processing ring provided by the rotation drive mechanism The method for producing resin particles according to claim 1, wherein the surface of the resin raw material particles is treated by rotation.
エアーの圧力により、第1処理リングから第2処理リングを離間させて隙間をつくり、当該隙間に樹脂原料粒子を導入することを特徴とする請求項3に記載の樹脂粒子の製造方法。 The powder processing apparatus is provided with a powder raw material supply nozzle, a resin inlet for supplying resin raw material particles provided in the powder raw material supply nozzle, and a shaft core portion of the powder raw material supply nozzle. With a high-pressure air introduction nozzle
The method for producing resin particles according to claim 3, wherein a gap is formed by separating the second treatment ring from the first treatment ring by air pressure, and the resin raw material particles are introduced into the gap.
3μm≦D≦10μm
であることを特徴とする請求項4〜10の何れかに記載の樹脂粒子の製造方法。 The particle diameter D of the resin raw material particles is 3 μm ≦ D ≦ 10 μm
The method for producing resin particles according to any one of claims 4 to 10, wherein:
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