JP2008281924A - Method for manufacturing toner for electrostatic charge image development - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真法、静電記録等において使用される静電荷像現像用トナーの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a toner for developing an electrostatic image used in electrophotography, electrostatic recording and the like.
電子複写機等で使用される現像剤は、その現像工程において、例えば静電荷像が形成されている感光体等の像担持体に一旦付着され、次に転写工程において感光体から転写紙に転写された後、定着工程においてコピー紙面に定着される。その際、潜像保持面上に形成される静電荷像を現像するための現像剤として、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤及びキャリアを必要としない一成分系現像剤(磁性トナー、非磁性トナー)が知られている。 The developer used in an electronic copying machine or the like is temporarily attached to an image carrier such as a photoreceptor on which an electrostatic charge image is formed in the development process, and then transferred from the photoreceptor to transfer paper in the transfer process. Then, it is fixed on the copy paper surface in the fixing step. At that time, as a developer for developing an electrostatic charge image formed on the latent image holding surface, a two-component developer composed of a carrier and a toner and a one-component developer that does not require a carrier (magnetic toner, non-toner) Magnetic toner) is known.
該現像剤に含有されるトナーは、非磁性トナーの場合はバインダー樹脂を、磁性トナーの場合はバインダー樹脂と磁性粉とを主成分とし、例えば着色剤や離型剤等と溶融混練することでこれらを樹脂中に分散含有させ、冷却工程により冷却し、冷却物を粉砕工程により粉砕し、所定の大きさのものだけに分級する分級工程を行うことで製造することができる。
この溶融混練する工程で、樹脂中に着色剤や離型剤等を均一に分散させることが、得られるトナーの帯電性を均一にし、ひいてはコピー画質の向上、耐久性能の向上等を図るために重要な要素となる。
そのために、樹脂と着色剤そのもの(いわゆる生顔料)を直接混練するのではなく、予め樹脂中に着色剤を高濃度で分散させたいわゆるマスターバッチを製造しておき、当該マスターバッチを、樹脂、離型剤等と溶融混練することでトナーを製造する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この方法によれば着色剤の分散を均一化することができるがマスターバッチの製造工程が増えることによりコストアップとなり、トナーを安価に製造することができないのみでなく、離型剤の均一分散は十分でなかった。
The toner contained in the developer is composed mainly of a binder resin in the case of a non-magnetic toner, and a binder resin and magnetic powder in the case of a magnetic toner, and is melt-kneaded with, for example, a colorant or a release agent. These can be produced by dispersing these in the resin, cooling in the cooling step, pulverizing the cooled product in the pulverizing step, and performing a classification step of classifying only to a predetermined size.
In this melt-kneading step, a colorant, a release agent, and the like are uniformly dispersed in the resin, so that the chargeability of the obtained toner is uniform, and in order to improve copy image quality and durability. It becomes an important factor.
Therefore, rather than directly kneading the resin and the colorant itself (so-called raw pigment), a so-called master batch in which the colorant is dispersed in a high concentration in the resin in advance is manufactured, A method for producing a toner by melt-kneading with a release agent or the like has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
According to this method, the dispersion of the colorant can be made uniform, but the cost increases due to an increase in the production process of the master batch, and not only the toner cannot be produced at low cost, but also the uniform dispersion of the release agent is achieved. It was not enough.
本発明は、以上のような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とする処は、製造コストを増やすことなく、着色剤と離型剤を樹脂中に均一に分散することができる静電荷像現像用トナー(以下、トナーとも称する)の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to uniformly disperse the colorant and the release agent in the resin without increasing the production cost. Another object of the present invention is to provide a method for producing a toner for developing an electrostatic charge image (hereinafter also referred to as toner).
本発明は、下記の技術的構成により、上記課題を解決できたものである。 The present invention has solved the above problems by the following technical configuration.
(1)少なくとも樹脂、着色剤及び離型剤からなる原材料に水または界面活性剤を添加混合して添加混合物を得る工程、該添加混合物を加熱及び冷却機能を有するオープンロール型連続混練機により熱溶融混練して混練物を得る混練工程、粉砕工程および分級工程、を有することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
(2)前記界面活性剤が非イオン系界面活性剤であることを特徴とする前記(1)に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
(3)前記界面活性剤がアルキルグルコシド、ポリエチレングリコールおよびポリビニルアルコールのいずれかであることを特徴とする前記(1)に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
(1) A step of adding and mixing water or a surfactant to a raw material comprising at least a resin, a colorant and a release agent to obtain an additive mixture, and heating the additive mixture by an open roll type continuous kneader having heating and cooling functions A method for producing a toner for developing an electrostatic charge image, comprising: a kneading step for obtaining a kneaded product by melt kneading, a pulverizing step, and a classification step.
(2) The method for producing a toner for developing an electrostatic charge image according to the above (1), wherein the surfactant is a nonionic surfactant.
(3) The method for producing a toner for developing an electrostatic charge image according to (1), wherein the surfactant is any one of alkyl glucoside, polyethylene glycol, and polyvinyl alcohol.
本発明によれば、製造コストを増やすことなく、着色剤と離型剤を樹脂中に均一に分散することができる静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing an electrostatic charge image developing toner capable of uniformly dispersing a colorant and a release agent in a resin without increasing production costs.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いる樹脂としては、ポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体及びスチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体及びスチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂(飽和、不飽和を含む)、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、並びにポリカーボネート樹脂等があるが、本発明に用いるのに好ましい樹脂としてはスチレン系樹脂、ポリエステル樹脂等を挙げることができる。
また、上記樹脂は単独に使用するに限らず、2種以上併用することもできる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Examples of the resin used in the present invention include polystyrene, polychlorostyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, and styrene-vinyl chloride copolymer. Styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-acrylate copolymer (styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate) Copolymer and styrene-phenyl acrylate copolymer), styrene-methacrylic acid ester copolymer (styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer). And styrene-phenyl methacrylate copolymer, etc. , Styrene resins (monopolymer or copolymer containing styrene or a styrene substitution product), vinyl chloride resin, rosin, such as styrene-α-chloroacrylic acid methyl copolymer and styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer Modified maleic acid resin, phenol resin, epoxy resin, polyester resin (including saturated and unsaturated), polyethylene resin, polypropylene resin, ionomer resin, polyurethane resin, silicone resin, ketone resin, ethylene-ethyl acrylate copolymer resin, xylene resin , Polyvinyl butyral resin, polycarbonate resin, and the like. Preferred resins for use in the present invention include styrene resins and polyester resins.
Moreover, the said resin is not restricted to being used alone, but can be used in combination of two or more.
樹脂のフロー軟化温度(Tm)としては80〜150℃程度がよく、更には90〜140℃程度が好ましい。
80℃未満では紙への定着温度は低くて良好であるが、ホットオフセットが発生しやすく、またトナーが現像槽内部で破砕されやすくなりキャリア表面、ドクターブレードにトナーが固着するスペント現象が発生し、帯電特性の悪化を引き起こし、ひいては現像剤の耐久性能の悪化を招き問題がある。
また、150℃より高いと定着温度紙への定着温度が高く、またトナー粉砕性が悪い等の問題がある。
The flow softening temperature (Tm) of the resin is preferably about 80 to 150 ° C, more preferably about 90 to 140 ° C.
Below 80 ° C, the paper fixing temperature is low and good, but hot offset is likely to occur, and the toner tends to be crushed inside the developing tank, causing a spent phenomenon that the toner adheres to the carrier surface and doctor blade. As a result, the charging characteristics are deteriorated, and the durability of the developer is deteriorated.
On the other hand, when the temperature is higher than 150 ° C., there are problems such as high fixing temperature on the fixing temperature paper and poor toner pulverization.
樹脂のガラス転移温度は45℃程度以上が好ましく、45℃未満では40℃の高温で長時間トナーを放置した場合にトナーの固い凝集或いは固着を招くなど保存安定性が悪く、また、外添工程でトナー凝集物を生成し易い、更に篩別装置のスクリーン、側壁等に付着し凝集物を生成し易いなど使用上問題がある。 The glass transition temperature of the resin is preferably about 45 ° C. or higher, and if it is less than 45 ° C., the toner has a poor storage stability such as causing the toner to agglomerate or stick when left at a high temperature of 40 ° C. for a long time. Therefore, there is a problem in use such that toner agglomerates are easily generated, and further, agglomerates are easily generated by adhering to a screen, a side wall or the like of a sieving apparatus.
また、樹脂の製造は公知の溶液重合、懸濁重合、塊状重合、乳化重合等により行えばよく、必要に応じ低分子量体と高分子量体の重合方法は違えてもよい。 The resin may be produced by known solution polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization, emulsion polymerization or the like, and the polymerization method of the low molecular weight body and the high molecular weight body may be different as required.
本明細書で使用する樹脂の各試験方法を以下に説明する。
[フロー軟化温度(Tm)]
フローテスタ((株)島津製作所社製CFT−500)において、試料1gをノズル1mm×10mmのダイ、荷重30kg、予熱時間50℃で5分、昇温速度3℃/分の条件下で測定を行い、フロー開始から終了までの距離の中間点の温度を軟化温度とする。
Each test method of the resin used in this specification will be described below.
[Flow softening temperature (Tm)]
In a flow tester (CFT-500 manufactured by Shimadzu Corporation), a sample 1 g was measured under the conditions of a die of 1 mm × 10 mm nozzle, a load of 30 kg, a preheating time of 50 ° C. for 5 minutes, and a heating rate of 3 ° C./min. The temperature at the midpoint of the distance from the start to the end of the flow is set as the softening temperature.
[ガラス転移温度(Tg)]示差熱分析計((株)島津製作所社製DTA−40)において、昇温速度10℃/分の条件で測定した曲線の転移(変曲)開始部に接線を引き、その交点温度をガラス転移温度とする。 [Glass transition temperature (Tg)] In a differential thermal analyzer (DTA-40, manufactured by Shimadzu Corporation), a tangent line is formed at the start of transition (inflection) of the curve measured at a temperature rising rate of 10 ° C / min. The intersection temperature is taken as the glass transition temperature.
次に、本発明で用いる着色剤としては、カーボンブラック、酸化チタン、亜鉛華、アルミナホワイト、炭酸カルシウム、群青、紺青、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、ローダミン系染料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、アントラキノン染料、モノアゾ及びジアゾ系染顔料などの着色剤を単独または2種以上混合して使用できる。
着色剤の含有量は、現像により可視像を形成することができるようトナーを着色するに十分な量あればよく、例えば樹脂100重量部に対して1〜20重量部、さらに3〜15重量部が好適である。
Next, as the colorant used in the present invention, carbon black, titanium oxide, zinc white, alumina white, calcium carbonate, ultramarine, bitumen, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa Yellow G, rhodamine dye, chrome yellow, quinacridone, Coloring agents such as benzidine yellow, rose bengal, triallylmethane dye, anthraquinone dye, monoazo and diazo dye / pigment can be used singly or in combination.
The colorant content may be an amount sufficient to color the toner so that a visible image can be formed by development. For example, 1 to 20 parts by weight, and further 3 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin. Part is preferred.
また、本発明で用いる離型剤としては、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、フィーシャートロプシュワックスなどの炭化水素系ワックス類、合成エステルワックス類、カルナバワックス、ライスワックスなどの天然エステル系ワックス類の中から選択した離型剤等がある。
その中でも、カルナバワックス、ライスワックスなどの天然系エステルワックス、多価アルコールと長鎖モノカルボン酸から得られる合成エステルワックス類、フィーシャートロプシュワックスなどの炭化水素系ワックス類が好適に用いられる。
合成エステルワックスとしては、例えば、WEP−8(日本油脂社製)が好適に用いられる。
離型剤の含有量は、樹脂100重量部に対して1〜10重量部、好ましくは3〜8重量部が好適である。
The release agent used in the present invention includes hydrocarbon waxes such as polypropylene wax, polyethylene wax and Fiescher-Tropsch wax, and natural ester waxes such as synthetic ester waxes, carnauba wax and rice wax. There are selected release agents and the like.
Of these, natural ester waxes such as carnauba wax and rice wax, synthetic ester waxes obtained from polyhydric alcohols and long-chain monocarboxylic acids, and hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax are preferably used.
As the synthetic ester wax, for example, WEP-8 (manufactured by NOF Corporation) is suitably used.
The content of the release agent is 1 to 10 parts by weight, preferably 3 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin.
更に、正荷電性または負荷電性の帯電制御剤を単独または併用してトナーに使用してもよく、その使用量は所望する帯電量見合いで選定すればよい。例えば、樹脂100重量部に対して0.05〜10重量部程度が好ましい。
正荷電性帯電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、4級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などがある。
負荷電性帯電制御剤としては、Cr、Co、Al、Fe等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物などがある。
Further, a positively or negatively chargeable charge control agent may be used alone or in combination for the toner, and the amount used may be selected according to the desired charge amount. For example, about 0.05 to 10 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight of the resin.
Examples of the positive charge control agent include nigrosine dyes, quaternary ammonium salt compounds, triphenylmethane compounds, imidazole compounds, and polyamine resins.
Examples of negative charge control agents include metal-containing azo dyes such as Cr, Co, Al, and Fe, salicylic acid metal compounds, alkyl salicylic acid metal compounds, and curix arene compounds.
次に、本発明のトナーの製造方法について図1を用いて説明する。
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも樹脂、着色剤及び離型剤からなる原材料に水または界面活性剤を添加混合して添加混合物を得る添加混合工程、該添加混合物を加熱及び冷却機能を有するオープンロール型連続混練機により熱溶融混練して混練物を得る混練工程を有することを特徴とする。
添加混合工程では、少なくとも樹脂、着色剤、離型剤を所定量秤量して混合した原材料に、水または界面活性剤を添加してさらに混合し、添加混合物を得る。
または、樹脂、着色剤、離型剤、水または界面活性剤を所定量秤量して一度に混合して添加混合物を得てもよい。
混合装置の一例としては、ダブルコーン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等がある。
Next, the toner manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG.
The toner production method of the present invention has an addition and mixing step of adding and mixing water or a surfactant to a raw material consisting of at least a resin, a colorant and a release agent to obtain an addition mixture, and has a function of heating and cooling the addition mixture It has the kneading | mixing process which obtains a kneaded material by hot-melt-kneading with an open roll type continuous kneader.
In the addition and mixing step, water or a surfactant is added to the raw material obtained by weighing and mixing a predetermined amount of at least a resin, a colorant, and a release agent and further mixed to obtain an addition mixture.
Alternatively, a predetermined amount of a resin, a colorant, a release agent, water, or a surfactant may be weighed and mixed at a time to obtain an additive mixture.
Examples of the mixing device include a double cone mixer, a V-type mixer, a drum-type mixer, a super mixer, a Henschel mixer, and a Nauter mixer.
該水としては、工業用水、蒸留水等を用いることができる。
該界面活性剤としては混練時に熱的安定性があるものが好ましく、非イオン系界面活性剤等が好ましく、その中でもアルキルグルコシド、ポリエチレングリコールおよびポリビニルアルコールのいずれかであることがさらに好ましい。また、当該界面活性剤は工業用水、蒸留水等に加えることで5〜15重量%の水溶液にして添加することが好ましい。
水または界面活性剤は原材料に直接添加しても良いし、プランジャーポンプ、ギヤポンプなどの市販の供給装置を使用して、水滴状にして添加しても良い。
また、添加量は、原材料100重量部に対して界面活性剤0.1〜1.5重量部が好ましい。
この場合、界面活性剤が0.1重量部より少ない場合には樹脂中への着色剤と離型剤の均一分散が得にくく、また1.5重量部より多い場合にも前記均一分散が困難となり好ましくない。
As the water, industrial water, distilled water or the like can be used.
As the surfactant, those having thermal stability at the time of kneading are preferable, and nonionic surfactants and the like are preferable. Among them, alkyl glucoside, polyethylene glycol, and polyvinyl alcohol are more preferable. The surfactant is preferably added to an industrial water, distilled water or the like to make a 5 to 15 wt% aqueous solution.
Water or a surfactant may be added directly to the raw material, or may be added in the form of water droplets using a commercially available supply device such as a plunger pump or a gear pump.
Further, the addition amount is preferably 0.1 to 1.5 parts by weight of the surfactant with respect to 100 parts by weight of the raw material.
In this case, when the surfactant is less than 0.1 parts by weight, it is difficult to obtain a uniform dispersion of the colorant and the release agent in the resin, and when it is more than 1.5 parts by weight, the uniform dispersion is difficult. It is not preferable.
次に、混練工程では、添加混合物を加熱及び冷却機能を有するオープンロール型連続混練機により熱溶融混練して、樹脂に着色剤および離型剤が均一に分散した混練物を得る。 Next, in the kneading step, the additive mixture is hot-melt kneaded with an open roll type continuous kneader having heating and cooling functions to obtain a kneaded product in which the colorant and the release agent are uniformly dispersed in the resin.
水または界面活性剤を添加して、かつ、加熱及び冷却機能を有するオープンロール型連続混練機を用いて混練することにより、樹脂中に着色剤および離型剤が均一に分散した混練物を製造することができる。また、本発明によれば、着色剤をマスターバッチにて予備分散する必要がないので製造工程を増やすことなく、製造にかかる時間も少なくて済む。 A kneaded product in which the colorant and the release agent are uniformly dispersed in the resin is manufactured by adding water or a surfactant and kneading using an open roll type continuous kneader having heating and cooling functions. can do. In addition, according to the present invention, since it is not necessary to preliminarily disperse the colorant in the master batch, the manufacturing time can be reduced without increasing the number of manufacturing steps.
本発明で使用されるオープンロール型連続混練機は、フロントロールとバックロールの2のロールが平行に配置されており、この2本のロール間隙を原材料が通過する際の機械的せん断力により混練を行うものである。また、このロールはスパイラル溝および横溝を有しており、これらの溝により原材料をロール間隙に食い込ませるとともに、ロール一端の近傍に設けられた原材料供給部から、ロール他端の近傍に設けられた混練物排出部まで混練物を搬送することを促進する。原材料は、ロール端部からの供給のみならず、原材料の特性に応じてロールの前半部、中間部及び後半部からも適宜供給することができる。 In the open roll type continuous kneader used in the present invention, two rolls of a front roll and a back roll are arranged in parallel, and kneading is performed by a mechanical shear force when the raw material passes through the gap between the two rolls. Is to do. In addition, this roll has spiral grooves and lateral grooves, and these grooves allow the raw material to bite into the gap between the rolls, and from the raw material supply unit provided near one end of the roll, provided near the other end of the roll. The conveyance of the kneaded material to the kneaded material discharge portion is promoted. The raw material can be appropriately supplied not only from the roll end but also from the first half, middle and second half of the roll according to the properties of the raw material.
そして、フロントロール内にオイルや熱水等の加熱媒体を、バックロール内に水等の冷却媒体をそれぞれ通すことで、オープンロール型連続混練機は加熱及び冷却機能を有する。これにより適切な温度で混練を行うことができる。また、混練とともに冷却を行うことで、別工程として冷却工程を経る必要がなく、そのまま粉砕工程へ進むことができる。
オープンロール型連続混練機としては、三井鉱山社製ニーデックス等を用いることができる。
The open roll type continuous kneader has heating and cooling functions by passing a heating medium such as oil or hot water through the front roll and a cooling medium such as water through the back roll. Thereby, kneading can be performed at an appropriate temperature. Moreover, by performing cooling with kneading, it is not necessary to go through a cooling process as a separate process, and the process can proceed directly to the pulverization process.
As an open roll type continuous kneader, there can be used a kneedex manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.
次いで、粉砕工程では、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミル等で粗粉砕し、ジェットミル、高速ローター回転式ミル等で微粉砕し、段階的に所定トナー粒度まで粉砕する。 Next, in the pulverization step, coarse pulverization is performed with a crusher, hammer mill, feather mill, or the like, fine pulverization is performed with a jet mill, a high-speed rotor rotary mill, or the like, and pulverized to a predetermined toner particle size step by step.
そして、分級工程では、慣性分級方式のエルボージェット、遠心力分級方式のミクロプレックス、DSセパレーター、乾式気流分級機等でトナーを分級し、体積平均粒子径3〜15μmの分級トナーを得る。
トナー粒子中に残存する水分及び界面活性剤は、これらの粉砕、分級工程の気流中で除去できる。トナー粒子中に、水分及び界面活性剤が残存すると、トナー粒子の環境安定性が低下するため、完全に除去することが好ましい。
分級工程で発生した粗粉は粉砕工程に戻し、また発生した微粉は添加混合物の混練工程に戻して再利用してもよい。
In the classification step, the toner is classified by an inertia classification type elbow jet, a centrifugal classification type microplex, a DS separator, a dry air classifier, or the like to obtain a classified toner having a volume average particle size of 3 to 15 μm.
Moisture remaining in the toner particles and the surfactant can be removed in the air stream of these pulverization and classification processes. If moisture and a surfactant remain in the toner particles, the environmental stability of the toner particles is lowered. Therefore, it is preferable to completely remove the toner particles.
The coarse powder generated in the classification process may be returned to the pulverization process, and the generated fine powder may be returned to the kneading process of the additive mixture and reused.
分級トナーに外添剤を付着させる場合には、外添工程を行う。
分級トナーと公知の各種外添剤を所定量配合して、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の粉体にせん断力を与える高速攪拌機などで攪拌・混合する。
この際、外添機内部で発熱があり、凝集物を生成し易くなるので外添機の容器部周囲を水で冷却するなどの手段で温度調整をする方が好ましく、更には外添機容器内部の材料温度は樹脂のガラス転移温度より約10℃低めの管理温度以下が好適である。
When an external additive is attached to the classified toner, an external addition step is performed.
A predetermined amount of the classified toner and various known external additives are blended, and the mixture is stirred and mixed with a high-speed stirrer or the like that gives a shearing force to powder such as a Henschel mixer or a super mixer.
At this time, since heat is generated inside the external additive machine and it becomes easy to generate agglomerates, it is preferable to adjust the temperature by means such as cooling the periphery of the container part of the external additive machine with water. The internal material temperature is preferably below the control temperature of about 10 ° C. lower than the glass transition temperature of the resin.
外添剤としては無機または有機の各種外添剤を使用することができるが、特にトナーの流動性向上、凝集性抑制を図る為にシリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の無機微粉末が好適である。
外添剤の混合量は、使用する外添剤及びトナー粒子の平均粒径、粒度分布などにより異なるが、所望するトナー流動性を得る量を適宜選択できる。一般的にはトナー粒子100重量部に対して0.05〜10重量部、更には0.1〜8重量部が好適である。
混合量が0.05重量部未満では流動性改善効果が少なく、高温での貯蔵安定性能が悪く、また混合量が10重量部より多いと一部遊離した外添剤により感光体にフィルミングを発生したり、現像槽内部に堆積し現像剤の帯電機能の劣化等の障害を引き起こし好ましくない。
また、外添剤は高湿環境下での安定性面より、無機微粉末の場合にはシランカップリングなどの処理剤で疎水化処理されたものがより好ましく、更に、帯電性を考慮する場合には負荷電性を付与する処理剤としてはジメチルジクロルシラン、モノオクチルトリクロルシラン、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイルなど、正荷電性を付与する処理剤としてはアミノシランなどを使用すればよい。
As the external additive, various inorganic or organic external additives can be used. In particular, inorganic substances such as silica, titanium oxide, alumina, zinc oxide, and magnesium oxide are used for improving the fluidity of the toner and suppressing the aggregation. A fine powder is preferred.
The amount of the external additive to be mixed varies depending on the external additive to be used and the average particle size, particle size distribution, etc. of the toner particles, but an amount for obtaining the desired toner fluidity can be appropriately selected. Generally, 0.05 to 10 parts by weight, and further 0.1 to 8 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight of toner particles.
If the mixing amount is less than 0.05 parts by weight, the fluidity improving effect is small, the storage stability performance at high temperature is poor, and if the mixing amount is more than 10 parts by weight, filming is caused on the photosensitive member by a partially free external additive. This is undesirable because it occurs or accumulates in the developing tank and causes problems such as deterioration of the charging function of the developer.
In addition, the external additive is more preferably hydrophobized with a treatment agent such as silane coupling in the case of an inorganic fine powder from the viewpoint of stability in a high-humidity environment. For example, dimethyldichlorosilane, monooctyltrichlorosilane, hexamethyldisilazane, or silicone oil may be used as a processing agent for imparting negative charge, and aminosilane or the like may be used as a processing agent for imparting positive charge.
この他、トナー外添剤として抵抗調整、研磨剤などの目的で、流動性改善用以外のマグネタイト、フェライト、導電性チタン、酸化アンチモン、酸化錫、酸化セリウム、ハイドロタルサイト類化合物、アクリルビーズ、シリコーンビーズ、ポリエチレンビーズなどの微粉末を適量混合してもよく、その混合量はトナー100重量部に対して0.005〜10重量部が好ましい。 In addition, for the purpose of resistance adjustment, abrasives, etc. as toner external additives, magnetite, ferrite, conductive titanium, antimony oxide, tin oxide, cerium oxide, hydrotalcite compounds, acrylic beads, An appropriate amount of fine powders such as silicone beads and polyethylene beads may be mixed, and the mixing amount is preferably 0.005 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner.
得られたトナーは、キャリアを使用しない1成分系現像剤(マグネタイト等の磁性物を含有した磁性1成分トナー、または磁性物を含有しない非磁性1成分トナー)、或いは、鉄粉、フェライト、マグネタイト、磁性樹脂キャリア等の磁性キャリアと混合した2成分系現像剤として用いることができる。 The obtained toner is a one-component developer not using a carrier (a magnetic one-component toner containing a magnetic material such as magnetite or a non-magnetic one-component toner containing no magnetic material), or iron powder, ferrite, magnetite. And a two-component developer mixed with a magnetic carrier such as a magnetic resin carrier.
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、原材料の配合量は重量部である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the compounding quantity of a raw material is a weight part.
<実施例1>
まず、下記の原材料をスーパーミキサーで10分間混合し、原材料混合物を得た。
・ポリエステル樹脂 89.0部
(三菱レイヨン社製、商品名:FC−433、Tm137℃、Tg57℃)
・マゼンタ顔料粉末 5.0部
(大日精化工業社製、商品名:レッド No.8)
・帯電制御剤 1.0部
(日本カーリット社製、商品名:LR−147)
・エステルワックス 5.0部
(日本油脂社製、商品名:WEP−8、融点78℃)
さらに、前記混合物に蒸留水を6部添加して、スーパーミキサーで2分間混合し、添加混合物を得た(添加混合工程)。
そして、得られた添加混合物を加熱及び冷却機能を有するオープンロール型連続混練機(三井鉱山社製、商品名:ニーデックスMOS100−500)を用いて、フロントロールの温度を80〜100℃の範囲で適宜設定し、フロントロールの回転数60rpm、バックロールの冷却媒体:水、バックロールの回転数45rpm、ロール間ギャップ0.5〜1mm、吐出量4.0kg/hrの条件で溶融混練してチップ状の成形された混練物を得た(混練工程)。
得られた混練物をハンマーミルで粗粉砕した後ジェットミルで微粉砕し(粉砕工程)、乾式気流分級機で分級し(分級工程)、体積平均粒子径(Dv)が8.5μmの分級トナーを得た。
<Example 1>
First, the following raw materials were mixed for 10 minutes with a super mixer to obtain a raw material mixture.
-Polyester resin 89.0 parts (Made by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., trade name: FC-433, Tm137 ° C, Tg57 ° C)
-Magenta pigment powder 5.0 parts (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd., trade name: Red No. 8)
Charge control agent 1.0 part (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd., trade name: LR-147)
Ester wax 5.0 parts (manufactured by NOF Corporation, trade name: WEP-8, melting point 78 ° C.)
Furthermore, 6 parts of distilled water was added to the mixture and mixed for 2 minutes with a super mixer to obtain an additive mixture (addition mixing step).
And the temperature of a front roll is 80-100 degreeC using the open roll type continuous kneading machine (The Mitsui Mining Co., Ltd. make, brand name: Nidex MOS100-500) which has a heating and cooling function for the obtained addition mixture. And appropriately melted and kneaded under the conditions of a front roll speed of 60 rpm, a back roll cooling medium: water, a back roll speed of 45 rpm, an inter-roll gap of 0.5 to 1 mm, and a discharge rate of 4.0 kg / hr. A chip-shaped kneaded product was obtained (kneading step).
The obtained kneaded material is roughly pulverized with a hammer mill and then finely pulverized with a jet mill (pulverization step), classified with a dry air classifier (classification step), and a classified toner having a volume average particle diameter (Dv) of 8.5 μm. Got.
次に、前記分級トナー100部に対し、下記のシリカ、樹脂微粉末および酸化チタンからなる外添剤を加えて300Lヘンシェルミキサーで回転数1220rpmで8分混合し(外添工程)、実施例1のトナーを得た。
・シリカ 0.2部
(クラリアントジャパン社製、平均一次粒子径17.5nm、比表面積140m2/g)
・樹脂微粉末 0.3部
(AUSIMONT社製、商品名:HYLAR461)
・酸化チタン 0.5部
(日本アエロジル社製、一次粒子径10nm、BET比表面積65±10、処理剤オクチルシラン)
Next, 100 parts of the classified toner was added with the following external additive composed of silica, resin fine powder and titanium oxide, and mixed for 8 minutes with a 300 L Henschel mixer at a rotational speed of 1220 rpm (external addition process). No toner was obtained.
・ Silica 0.2 part (manufactured by Clariant Japan, average primary particle size 17.5 nm, specific surface area 140 m 2 / g)
-Resin fine powder 0.3 part (product name: HYLAR461, manufactured by AUSIMINT)
・ 0.5 parts of titanium oxide (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., primary particle diameter 10 nm, BET specific surface area 65 ± 10, treating agent octylsilane)
<実施例2>
添加混合工程において、蒸留水に代えて界面活性剤(日本油脂社製ポリエチレングリコール、商品名:PEG#1000)の5%水溶液を6部添加したことを除き、実施例1と同様にして実施例2のトナーを得た。
<Example 2>
Example in the same manner as in Example 1 except that 6 parts of a 5% aqueous solution of a surfactant (polyethylene glycol manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd., trade name: PEG # 1000) was added instead of distilled water in the addition mixing step. 2 toner was obtained.
<比較例1>
蒸留水を加えなかったことを除き、実施例1と同様にして比較例1のトナーを得た。
<Comparative Example 1>
A toner of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that distilled water was not added.
<比較例2>
混練工程において、加熱及び冷却機能を有するオープンロール型連続混練機に代えて、連続式2軸押出機(池貝社製、商品名:PCM−35)を用いて回転数200rpm、負荷電流10Aで熱溶融混練して混練物を得たことを除き、実施例1と同様にして比較例2のトナーを得た。
実施例および比較例の主な条件を表1に示す。
<Comparative example 2>
In the kneading process, instead of an open roll type continuous kneader having heating and cooling functions, a continuous twin-screw extruder (manufactured by Ikegai Co., Ltd., trade name: PCM-35) is used to heat at a rotational speed of 200 rpm and a load current of 10A. A toner of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as Example 1 except that the kneaded material was obtained by melt-kneading.
Table 1 shows the main conditions of Examples and Comparative Examples.
実施例および比較例の製造の途中で得られた混練物について、断面の電子顕微鏡写真をとり、着色剤と離型剤について下記の最大分散径を測定して、結果を表2に示した。 Regarding the kneaded materials obtained during the production of Examples and Comparative Examples, cross-sectional electron micrographs were taken, the following maximum dispersion diameters were measured for the colorant and the release agent, and the results are shown in Table 2.
<測定方法>
最大分散径
実施例および比較例の混練物について、断面の走査型電子顕微鏡写真をとり、粒状に現れた着色剤および離型剤のうち最大のものの長径を最大分散径(μm)とした。
そして、着色剤については、◎:0.5μm未満、○:0.5μm以上1.0μm未満、△:1.0μm以上5.0μm未満、×:5.0μm以上とした。
また、離型剤については、◎:0.1μm未満、○:0.1μm以上0.5μm未満、△:0.5μm以上1.0μm未満、×:1.0μm以上とした。
<Measurement method>
Maximum Dispersion Diameter Regarding the kneaded materials of Examples and Comparative Examples, cross-sectional scanning electron micrographs were taken, and the longest diameter of the largest colorant and release agent that appeared in granular form was defined as the maximum dispersion diameter (μm).
For the colorant, ◎: less than 0.5 μm, ◯: 0.5 μm or more and less than 1.0 μm, Δ: 1.0 μm or more and less than 5.0 μm, x: 5.0 μm or more.
In addition, the release agent was ◎: less than 0.1 μm, ◯: 0.1 μm or more and less than 0.5 μm, Δ: 0.5 μm or more and less than 1.0 μm, and x: 1.0 μm or more.
<評価結果>
実施例1は、着色剤の最大分散径が0.1μm未満で極めて良好であり、離型剤の最大分散径が0.1μm以上0.5μm未満で良好であった。
実施例1のトナーを非磁性一成分プリンタに用いて印字したところ、コピー画質の大幅な向上、耐久性能の向上が認められた。
実施例2は、着色剤の最大分散径が0.5μm未満でかなり良好であり、離型剤の最大分散径が0.1μm未満でかなり良好であった。
実施例2のトナーを非磁性一成分プリンタに用いて印字したところ、コピー画質の向上、耐久性能の向上が認められた。
これに対し、比較例1は、着色剤の最大分散径は5.0μm以上で不十分であり、離型剤の最大分散径が0.1μm以上0.5μm未満で良好であった。
比較例1のトナーを非磁性一成分プリンタに用いて印字したところ、コピー画質に実用上問題があった。
また、比較例2は、着色剤の最大分散径は0.5μm以上1.0μm未満で良好であり、離型剤の最大分散径が0.5μm以上1.0μm未満でやや不十分であった。
比較例2のトナーを非磁性一成分プリンタに用いて印字したところ、耐久性能に実用上問題があった。
<Evaluation results>
In Example 1, the maximum dispersion diameter of the colorant was very good at less than 0.1 μm, and the maximum dispersion diameter of the release agent was good at 0.1 μm or more and less than 0.5 μm.
When the toner of Example 1 was printed using a non-magnetic one-component printer, a significant improvement in copy image quality and an improvement in durability performance were observed.
In Example 2, the maximum dispersion diameter of the colorant was considerably good when it was less than 0.5 μm, and the maximum dispersion diameter of the release agent was quite good when it was less than 0.1 μm.
When the toner of Example 2 was printed using a non-magnetic one-component printer, improvement in copy image quality and improvement in durability performance were observed.
On the other hand, in Comparative Example 1, the maximum dispersion diameter of the colorant was insufficient at 5.0 μm or more, and the maximum dispersion diameter of the release agent was good at 0.1 μm or more and less than 0.5 μm.
When the toner of Comparative Example 1 was printed using a non-magnetic one-component printer, there was a practical problem in copy image quality.
In Comparative Example 2, the maximum dispersion diameter of the colorant is good when it is 0.5 μm or more and less than 1.0 μm, and the maximum dispersion diameter of the release agent is slightly insufficient when it is 0.5 μm or more and less than 1.0 μm. .
When the toner of Comparative Example 2 was printed using a non-magnetic one-component printer, there was a practical problem in durability.
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