JP2021196437A - Method for manufacturing toner - Google Patents
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- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子写真方式、静電記録方式、静電印刷方式、トナージェット方式に用いられるトナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing toner used in an electrophotographic method, an electrostatic recording method, an electrostatic printing method, and a toner jet method.
近年、電子写真方式のフルカラー複写機が広く普及し、印刷市場への適用も始まっている。印刷市場では、幅広いメディア(紙種)に対応しながら、高速に高画質な印刷物を得られることが要求されている。
高画質化のための具体的な施策として、ドット再現性を高めるため、トナー粒子径の小さく、かつ粗大粒子および微小粒子を含まない粒径分布が均一なトナーが求められている。
乾式でのトナー製造の方法のひとつに以下の方法がある。まず、被転写材に定着させるための結着樹脂、トナーとしての色味を出させる各種着色剤、更に必要に応じて、離型剤及び流動性付与剤等の添加剤を加えて乾式混合を行う。次いで、ロールミル、エクストルーダー等の汎用混練装置にて溶融混練し、冷却固化した後、混練物を各種粉砕装置により微細化し、得られた粗粉砕物を各種風力分級機に導入して分級を行うことにより、トナーとして必要な粒径に揃えられた分級品を得る。更に、必要に応じて流動化剤や滑剤等を外添し、乾式混合して、画像形成に供するトナーとしている。
混練物を微細化する装置の一例として、高速回転する回転子とその周囲に配置された固定子との間で粉砕させる方式の機械式粉砕機が挙げられる(特許文献1)。この方式では被粉砕物は回転子と固定子の間において、高速回転する回転子により高速運動を行い、その時発生する衝突によって微粉砕される。
この回転子の回転数を制御することで、所望の粒子径を有するトナーを得ることが可能であるが、粉砕機における回転子の回転数は限度があり、それゆえ到達可能なトナー粒子径も限度がある。
機械式粉砕機とは異なるトナー微細化装置として、高圧の空気を利用して被粉砕物を高速運動させ、その時生じる衝突エネルギーにより被粉砕物を粉砕させる気流式粉砕機が挙げられる(特許文献2)。この方式では被粉砕物により高い衝突エネルギーを付与することが可能であるが、得られるトナー微粒子の粒径分布が機械式粉砕機に比べブロードになることが知られている。
In recent years, electrophotographic full-color copiers have become widespread and have begun to be applied to the printing market. In the printing market, it is required to obtain high-quality printed matter at high speed while supporting a wide range of media (paper types).
As a specific measure for improving image quality, a toner having a small toner particle diameter and a uniform particle size distribution that does not contain coarse particles and fine particles is required in order to improve dot reproducibility.
The following method is one of the dry toner manufacturing methods. First, a binder resin for fixing to the material to be transferred, various colorants for giving a color as a toner, and, if necessary, additives such as a mold release agent and a fluidity-imparting agent are added for dry mixing. conduct. Next, after melt-kneading with a general-purpose kneader such as a roll mill or extruder and cooling and solidifying, the kneaded material is pulverized by various pulverizers, and the obtained coarse pulverized material is introduced into various wind power classifiers for classification. As a result, a graded product having a particle size required as a toner is obtained. Further, if necessary, a fluidizing agent, a lubricant, or the like is externally added, and the toner is dry-mixed to obtain a toner to be used for image formation.
As an example of an apparatus for miniaturizing a kneaded product, there is a mechanical crusher in which crushing is performed between a rotor rotating at high speed and a stator arranged around the rotor (Patent Document 1). In this method, the object to be crushed moves at high speed between the rotor and the stator by the rotor rotating at high speed, and is finely crushed by the collision generated at that time.
By controlling the rotation speed of the rotor, it is possible to obtain a toner having a desired particle size, but the rotation speed of the rotor in the crusher is limited, and therefore the reachable toner particle size is also limited. There is a limit.
As a toner pulverizer different from the mechanical crusher, there is an airflow crusher that uses high pressure air to move the object to be crushed at high speed and crushes the object to be crushed by the collision energy generated at that time (Patent Document 2). ). In this method, it is possible to apply higher collision energy to the object to be crushed, but it is known that the particle size distribution of the obtained toner fine particles is broader than that of the mechanical crusher.
前述の通り、印刷物の高画質化のために、トナー粒子径の小さく、かつ粗大粒子および微小粒子を含まない粒径分布が均一なトナーが求められている。トナー微細化工程における粒径分布がシャープであるほど、その後の分級工程において除去すべき微粉と粗粉の量が少なく、生産性の観点から好ましい。本発明の課題は、トナー微細化工程において、粒子径が小さく、かつ粒径分布のシャープなトナー粒子を製造する方法を提供することである。 As described above, in order to improve the image quality of printed matter, there is a demand for a toner having a small toner particle size and a uniform particle size distribution that does not contain coarse particles and fine particles. The sharper the particle size distribution in the toner miniaturization step, the smaller the amount of fine powder and coarse powder to be removed in the subsequent classification step, which is preferable from the viewpoint of productivity. An object of the present invention is to provide a method for producing toner particles having a small particle size and a sharp particle size distribution in a toner miniaturization step.
上記の従来技術の課題を解決すべく、本発明者らは検討の結果、機械式粉砕機における、原料の供給方法が、得られるトナー粒子の粒子径及び、粒度分布に関連があると知見し本発明に至った。
すなわち本発明は、結着樹脂と着色剤とを含有する被粉砕物を粉砕手段によって微粉砕する工程を有するトナーの製造方法であって、
該粉砕手段は、
該被粉砕物を供給する粉体供給機構と、
内周面に複数の凸部と凹部とを有する固定子と、
中心回転軸に取り付けられ、外周面に複数の凸部と凹部とを有する回転子と、
微粉砕物を排出する粉体排出口と、
を有し、
該固定子は該回転子を内包しており、該固定子の表面と該回転子の表面とが所定の間隙を有して対向するように、該回転子は配置されており、
該固定子の内周面及び該回転子の外周面に存在する凸部と凹部は、該中心回転軸の軸線方向に沿って形成されており、
該被粉砕物は、該粉体供給機構によって加速噴射されて、供給口から該回転子の外周面に直接衝突するように供給され、該固定子と該回転子との間隙で形成される粉砕領域において、該回転子の回転によって微粉砕が行われ、
該回転子を中心回転軸に沿って4等分し、4等分された各領域を該被粉砕物の流れに沿って第1領域〜第4領域としたとき、
(i)該被粉砕物が該粉体供給機構によって加速噴射されて該回転子に衝突する位置が、第1領域であり、
(ii)該粉体排出口が、第4領域に対向する該固定子の領域内に設けられており、
該被粉砕物を加速噴射し供給する際の加速されたエア風速が、該供給口通過時において10m/sec以上50m/sec以下である、
ことを特徴とするトナーの製造方法に関する。
As a result of studies in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present inventors have found that the method of supplying raw materials in the mechanical crusher is related to the particle size and particle size distribution of the obtained toner particles. The present invention has been reached.
That is, the present invention is a method for producing a toner, which comprises a step of finely pulverizing an object to be pulverized containing a binder resin and a colorant by a pulverizing means.
The crushing means is
A powder supply mechanism that supplies the object to be crushed,
A stator having a plurality of protrusions and recesses on the inner peripheral surface,
A rotor attached to the central rotation axis and having a plurality of protrusions and recesses on the outer peripheral surface,
A powder discharge port that discharges finely pulverized material and
Have,
The stator contains the rotor, and the rotor is arranged so that the surface of the stator and the surface of the rotor face each other with a predetermined gap.
The protrusions and recesses existing on the inner peripheral surface of the stator and the outer peripheral surface of the rotor are formed along the axial direction of the central rotation axis.
The object to be crushed is acceleratedly jetted by the powder supply mechanism, supplied from the supply port so as to directly collide with the outer peripheral surface of the rotor, and crushed formed in the gap between the stator and the rotor. In the region, the rotation of the rotor causes fine grinding.
When the rotor is divided into four equal parts along the central rotation axis and each of the four equal parts is divided into first to fourth regions along the flow of the object to be crushed.
(I) The position where the object to be crushed is acceleratedly jetted by the powder supply mechanism and collides with the rotor is the first region.
(Ii) The powder discharge port is provided in the region of the stator facing the fourth region.
The accelerated air wind speed when the object to be crushed is acceleratedly injected and supplied is 10 m / sec or more and 50 m / sec or less when passing through the supply port.
The present invention relates to a toner manufacturing method.
本発明により、粒子径が小さいトナーを高い生産性を維持しつつ提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a toner having a small particle size can be provided while maintaining high productivity.
本発明は従来の一般的な機械式粉砕装置に対し、高圧空気を用いて被粉砕物を粉砕処理室へ加速噴射し、高速回転する回転子に直接衝突させる原料供給方法の特徴をもつ。本発明を実施するための機械式粉砕機の概略を説明する。 The present invention has a feature of a raw material supply method in which an object to be crushed is acceleratedly injected into a crushing processing chamber by using high-pressure air and directly collides with a rotor rotating at high speed, as compared with a conventional general mechanical crushing device. An outline of a mechanical crusher for carrying out the present invention will be described.
・装置
図1は、従来の一般的な機械式粉砕装置の概略断面図を示している。例示した図は横型の装置であるが、縦型であっても構わない。被粉砕物および冷風を供給する供給口101、中心回転軸107に取り付けられた外周面に多数の凹凸を有する回転子103、回転子103の外周に一定間隔を保持して配置されており、内周面に多数の凹凸を有する固定子104、固定子の外周に冷却水を循環させるための冷水供給口109、および冷水排出口110、処理後の粉体(微粉砕物)および冷風を排出するための排出口106とから構成されている。
-Device FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a conventional general mechanical crushing device. The illustrated figure is a horizontal device, but it may be a vertical device. The
以上のように構成された機械式粉砕機では、供給口101へ所定量の粉体原料が投入されると、原料は前室102を経由し粉砕処理室内に導入される。該粉砕処理室内で高速回転する表面に多数の凹凸を有する回転子103と、表面に多数の凹凸を有する固定子104との間に発生する衝撃と、この背後に生じる多数の超高速渦流、並びにこれによって発生する高周波の圧力振動によって瞬間的に粉砕される。その後、排出口106を通り、排出される。粒子を搬送しているエアー(空気)は粉砕処理室を経由し、排出口106から排出される。処理後の粉体を捕集するためには排出口106から配管等を用いて接続したサイクロンを用いて、気流中の粉体を分離する手段が挙げられる。
In the mechanical crusher configured as described above, when a predetermined amount of powder raw material is charged into the
このような機械式粉砕機としては、イノマイザー(ホソカワミクロン社製)、クリプトリン(川崎重工業社製)、スーパーローター(日清エンジニアリング社製)、ターボミル(ターボ工業社製)、トルネードミル(日機装社製)などを挙げることができる。これらをそのまま、あるいは適宜改造して用いることができる。 Such mechanical crushers include Inomizer (manufactured by Hosokawa Micron), Cryptoline (manufactured by Kawasaki Heavy Industries), Super Rotor (manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd.), Turbo Mill (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), and Tornado Mill (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). ) And so on. These can be used as they are or modified as appropriate.
機械式粉砕機内の回転子や固定子の母材には、S45Cなどの炭素鋼やSCM材などのクロムモリブデン鋼などが用いられることが多い。これらの母材表面をクロム合金でコーティングした後に機械的表面処理を施すことにより、粉砕面の表面硬さ、耐摩耗性が高くなり、長寿命の回転子や固定子が得られるため、長時間のロングランが可能となる。 Carbon steel such as S45C and chrome molybdenum steel such as SCM material are often used as the base material of the rotor and stator in the mechanical crusher. By coating the surface of these base materials with a chrome alloy and then applying a mechanical surface treatment, the surface hardness and wear resistance of the crushed surface are increased, and a long-life rotor and stator can be obtained. Long run is possible.
特に、炭化クロムを含有するクロム合金の母材表面へのコーティングは、めっき処理により、表面を均一かつ滑らかに仕上げ、摩擦係数を小さくして耐摩耗性を向上させることが可能となる。めっき処理した後、回転子や固定子の表面粗さを整えるために、バフ研磨の如き研磨処理やショットブラストの如きブラスト処理を施しても良い。 In particular, the coating on the surface of the base material of the chromium alloy containing chromium carbide makes it possible to finish the surface uniformly and smoothly by the plating treatment, reduce the coefficient of friction, and improve the wear resistance. After the plating treatment, a polishing treatment such as buffing or a blasting treatment such as shot blasting may be performed in order to adjust the surface roughness of the rotor and the stator.
本発明では上記の被粉砕物の投入方法を変更し、図2右側に示すように原料供給口201より圧縮空気を用いて高速回転する回転子103に直接原料を供給する。この時、被粉砕物は加速噴射され、回転子103の外周に直接衝突し、粉砕される。
In the present invention, the method of charging the object to be crushed is changed, and as shown on the right side of FIG. 2, the raw material is directly supplied from the raw
図2左側は図2右側中のD−D´面での概略的断面図を示す。回転子および固定子の表面に存在する複数の凸部と凹部が回転子の中心回転軸の軸線方向に沿って形成されている。本発明では、固定子と回転子との間隙で形成される粉砕領域において微粉砕が行われるが、被粉砕物が供給口から該回転子の外周面に直接衝突するように供給されることが重要である。これによって、被粉砕物により高い衝突エネルギーを付与することができていると考えている。 The left side of FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view on the DD'plane in the right side of FIG. A plurality of protrusions and recesses existing on the surface of the rotor and the stator are formed along the axial direction of the central rotation axis of the rotor. In the present invention, fine pulverization is performed in the pulverized region formed by the gap between the stator and the rotor, but the object to be pulverized may be supplied so as to directly collide with the outer peripheral surface of the rotor from the supply port. is important. It is believed that this makes it possible to impart higher collision energy to the object to be crushed.
圧縮空気を加速噴射する際の、エア風速もまたトナー粒子の粒径に大きく影響する。エア風速の速度が供給口通過時において、10m/sec以上50m/sec以下であることが必要である。エア風速が10m/secを下回る場合、トナー粒子の粒径を小さくするような効果は得られない。また、エア風速が50m/secを上回る場合、衝突エネルギーを過剰に付与することになり、トナー粒子の粒径分布が過粉砕の影響でブロードになる。 The air wind speed at the time of accelerated injection of compressed air also greatly affects the particle size of the toner particles. It is necessary that the speed of the air wind speed is 10 m / sec or more and 50 m / sec or less when passing through the supply port. When the air wind speed is lower than 10 m / sec, the effect of reducing the particle size of the toner particles cannot be obtained. Further, when the air wind speed exceeds 50 m / sec, the collision energy is excessively applied, and the particle size distribution of the toner particles becomes broad due to the influence of over-grinding.
図4は回転子および固定子に存在する凹凸形状の概略図である。回転子および固定子の凸部の間隔Dbは0.8mm以上1.4mm以下であることが望ましく、0.8mm以上1.2mm以下であることがより望ましい。また回転子および固定子の凹凸部の間隔Daは1.0mm以上1.5mm以下であることが望ましい。Da及びDbがこの範囲にあるとき、回転子が高速回転することで固定子との間に高速渦流が発生する。これにより被粉砕物は効率的に回転子及び固定子との衝突を繰り返すことで、さらなる微粉砕が可能である。また、衝突後の粉砕処理室において被粉砕物は、ある一定の粒径まで細かくなると処理室内の気流による影響で迅速に原料排出口より排出される。これにより過粉砕による粒径分布のブロード化を抑制することができる。 FIG. 4 is a schematic view of the uneven shape existing in the rotor and the stator. The distance Db between the protrusions of the rotor and the stator is preferably 0.8 mm or more and 1.4 mm or less, and more preferably 0.8 mm or more and 1.2 mm or less. Further, it is desirable that the distance Da between the uneven portions of the rotor and the stator is 1.0 mm or more and 1.5 mm or less. When Da and Db are in this range, the rotor rotates at high speed to generate a high-speed vortex flow with the stator. As a result, the object to be pulverized can be further pulverized by efficiently repeating collisions with the rotor and the stator. Further, in the crushing treatment chamber after the collision, when the object to be crushed becomes finer to a certain particle size, it is quickly discharged from the raw material discharge port due to the influence of the air flow in the treatment chamber. This makes it possible to suppress the broadening of the particle size distribution due to over-grinding.
本発明の効果を高めるために、被粉砕物を加速噴射により導入する際の角度も重要である。被粉砕物を回転子の回転方向と対向するように供給し、回転子の回転軸に垂直な面において、図2中の左図における被粉砕物導入方向と、原料導入口における接線方向とのなす角θは20°以上80°以下にすることが好ましく、30°以上から70°以下であることがより好ましい。θの値が小さいほど、被粉砕物と回転子の衝突時の相対速度を高めることが可能になる。しかし、衝突速度がある一定の値を超えるとき、被粉砕物は過粉砕気味になり、その結果得られるトナー粒子の粒径分布はブロードになる。またθが大きい時、被粉砕物と回転子の相対速度が上がらず、それゆえ所望の粒径のトナー粒子を得ることができない。以上の理由からθは上記のような範囲にあることが好ましい。 In order to enhance the effect of the present invention, the angle at which the object to be crushed is introduced by accelerated injection is also important. The object to be crushed is supplied so as to face the rotation direction of the rotor, and on the plane perpendicular to the rotation axis of the rotor, the crushed object introduction direction in the left figure in FIG. 2 and the tangential direction at the raw material introduction port are The angle θ formed is preferably 20 ° or more and 80 ° or less, and more preferably 30 ° or more and 70 ° or less. The smaller the value of θ, the higher the relative speed at the time of collision between the object to be ground and the rotor. However, when the collision speed exceeds a certain value, the object to be crushed tends to be over-crushed, and the particle size distribution of the resulting toner particles becomes broad. Further, when θ is large, the relative speed between the object to be crushed and the rotor does not increase, and therefore toner particles having a desired particle size cannot be obtained. For the above reasons, θ is preferably in the above range.
原料供給口の角度と同様に、原料供給位置についても得られるトナー粒子の粒度に影響を与える。すなわち、回転子を中心回転軸に沿って4等分し、4等分された各領域を該被粉砕物の流れに沿って第1領域〜第4領域としたとき、(i)該被粉砕物が粉体供給機構によって加速噴射されて該回転子に衝突する位置が、第1領域であり、(ii)粉体排出口が、第4領域に対向する該固定子の領域内に設けられていることが必要である。この態様を満たさない場合は、気流衝突後の粉砕処理室内での粉砕が十分に行われずに、所望の粒径のトナー粒子を得ることができない。 Similar to the angle of the raw material supply port, the raw material supply position also affects the particle size of the obtained toner particles. That is, when the rotor is divided into four equal parts along the central rotation axis and each of the four equal parts is divided into first to fourth regions along the flow of the material to be crushed, (i) the crushed material. The position where the object is acceleratedly jetted by the powder supply mechanism and collides with the rotor is the first region, and (ii) the powder discharge port is provided in the region of the stator facing the fourth region. It is necessary to be. If this aspect is not satisfied, toner particles having a desired particle size cannot be obtained without sufficient pulverization in the pulverization processing chamber after the collision with the air flow.
図3は上記態様を具体的に説明するものであり、図3中における回転子の全長Lrに対する、供給口101側の回転子の端部から原料供給口201までの距離Ljの比率Lj/Lrが0以上0.25以下である必要があり、0以上0.15以下が好ましい。
FIG. 3 specifically describes the above aspect, and the ratio Lj / Lr of the distance Lj from the end of the rotor on the
(トナーの製造手順)
次に、本発明の製造方法および製造装置で、トナーを製造する手順について説明する。
(Toner manufacturing procedure)
Next, a procedure for manufacturing toner by the manufacturing method and manufacturing apparatus of the present invention will be described.
まず、原料混合工程では、トナー内添材として、少なくとも結着樹脂、着色剤を所定量秤量して配合し、混合する。必要に応じて、トナーの加熱定着時にホットオフセットの発生を抑制する離型剤、該離型剤を分散させる分散剤、帯電制御剤などを混合してもよい。混合装置の一例としては、ダブルコン・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。 First, in the raw material mixing step, at least a binder resin and a colorant are weighed and mixed in a predetermined amount as a toner inner filler, and then mixed. If necessary, a mold release agent that suppresses the generation of hot offset when the toner is heated and fixed, a dispersant that disperses the mold release agent, a charge control agent, and the like may be mixed. Examples of the mixing device include a double-con mixer, a V-type mixer, a drum-type mixer, a super mixer, a Henschel mixer, a Nauter mixer, and the like.
更に、上記で配合し、混合したトナー原料を溶融混練して、樹脂類を溶融し、その中の着色剤等を分散させる。該溶融混練工程では、例えば、加圧ニーダー、バンバリィミキサー等のバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。近年では、連続生産できる等の優位性から、1軸または2軸押出機が主流となっており、例えば、神戸製鋼所社製KTK型2軸押出機、東芝機械社製TEM型2軸押出機、ケイ・シー・ケイ社製2軸押出機、ブス社製コ・ニーダー等が一般的に使用される。更に、トナー原料を溶融混練することによって得られる着色樹脂組成物は、溶融混練後、2本ロール等で圧延され、水冷等で冷却する冷却工程を経て冷却される。 Further, the toner raw materials blended and mixed as described above are melt-kneaded to melt the resins and disperse the colorants and the like in the resins. In the melt-kneading step, for example, a batch type kneader such as a pressure kneader or a Bambary mixer, or a continuous type kneader can be used. In recent years, single-screw or twin-screw extruders have become the mainstream because of their superiority such as continuous production. For example, KTK type twin-screw extruder manufactured by Kobe Steel Co., Ltd. and TEM type twin-screw extruder manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. , Kay-Cee twin-screw extruder, Buss co-kneader, etc. are generally used. Further, the colored resin composition obtained by melt-kneading the toner raw material is melt-kneaded, rolled by two rolls or the like, and cooled through a cooling step of cooling by water cooling or the like.
上記で得られた着色樹脂組成物の冷却物は、次いで、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、まず、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミル等で粗粉砕される。更に、本発明に係わる機械式粉砕機で微粉砕される。粉砕工程では、このように段階的に所定のトナー粒度まで粉砕される。 The cooled product of the colored resin composition obtained above is then pulverized to a desired particle size in the pulverization step. In the crushing step, first, coarse crushing is performed with a crusher, a hammer mill, a feather mill or the like. Further, it is finely pulverized by the mechanical pulverizer according to the present invention. In the pulverization step, the toner is pulverized step by step to a predetermined toner particle size.
(トナーの原材料)
次に、本発明で使用する結着樹脂及び着色剤を少なくとも含むトナーの原材料について説明する。
(Toner raw material)
Next, the raw materials of the toner containing at least the binder resin and the colorant used in the present invention will be described.
<結着樹脂>
電子写真に用いられるトナーに用いられる結着樹脂としては、一般的な樹脂を用いることができ、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリオレフィン系樹脂、ビニル系樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などが例示できる。この中でも、低温定着性を良好にするという観点から非晶性ポリエステル樹脂が用いられ、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、低分子量ポリエステルと高分子量ポリエステルを併用することが知られている。また、さらなる低温定着性の向上と保管時の耐ブロッキング性の観点から結晶性ポリエステルを可塑剤として用いることもある。
<Bundling resin>
As the binder resin used for the toner used for electrophotographic, a general resin can be used, and polyester resin, styrene-acrylic acid copolymer, polyolefin resin, vinyl resin, fluororesin, phenol resin, etc. Examples thereof include silicone resin and epoxy resin. Among these, amorphous polyester resin is used from the viewpoint of improving low temperature fixability, and it is known that low molecular weight polyester and high molecular weight polyester are used in combination from the viewpoint of achieving both low temperature fixability and hot offset resistance. ing. In addition, crystalline polyester may be used as a plasticizer from the viewpoint of further improving low temperature fixability and blocking resistance during storage.
<着色剤>
トナーに含有できる着色剤としては、以下のものが挙げられる。
<Colorant>
Examples of the colorant that can be contained in the toner include the following.
該着色剤としては、公知の有機顔料若しくは油性染料、カーボンブラック、又は磁性体などが挙げられる。 Examples of the colorant include known organic pigments or oil dyes, carbon black, magnetic substances and the like.
シアン系着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物などが挙げられる。 Examples of the cyanide colorant include a copper phthalocyanine compound and its derivative, an anthraquinone compound, and a basic dye lake compound.
マゼンタ系着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物などが挙げられる。 Examples of the magenta colorant include condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinone compounds, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, perylene compounds and the like.
イエロー系着色剤としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物などが挙げられる。 Examples of the yellow colorant include a condensed azo compound, an isoindolinone compound, an anthraquinone compound, an azo metal complex, a methine compound, and an allylamide compound.
黒色系着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、又は、前記イエロー系着色剤、マゼンタ系着色剤、及びシアン着色剤を用い黒色に調色されたものが挙げられる。 Examples of the black colorant include carbon black, a magnetic material, or a black colorant using the yellow colorant, magenta colorant, and cyan colorant.
該着色剤は、一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。 The colorant can be used alone or in combination of two or more.
<離型剤>
必要に応じて、トナーの加熱定着時にホットオフセットの発生を抑制する離型剤を用いてもよい。該離型剤としては、低分子量ポリオレフィン類、シリコーンワックス、脂肪酸アミド類、エステルワックス類、カルナバワックス、炭化水素系ワックスなどが一般的に例示できる。
<Release agent>
If necessary, a mold release agent that suppresses the occurrence of hot offset during heat fixing of the toner may be used. As the mold release agent, low molecular weight polyolefins, silicone waxes, fatty acid amides, ester waxes, carnauba wax, hydrocarbon waxes and the like can be generally exemplified.
次に、本発明および後述の実施例に係わる特性値の測定方法を説明する。 Next, a method for measuring characteristic values according to the present invention and examples described later will be described.
<加速噴射速度の算出>
被粉砕物の加速噴射の速度は、以下の式1から算出を行った。体積流量は流量計で測定を行うことで得られる値を使用する。
(速度)=(体積流量)/(管の有効断面積) (式1)
<Calculation of accelerated injection speed>
The speed of accelerated injection of the object to be crushed was calculated from the following equation 1. For the volumetric flow rate, the value obtained by measuring with a flow meter is used.
(Velocity) = (Volume flow rate) / (Effective cross-sectional area of pipe) (Equation 1)
(トナーの粒度分布の測定)
<トナーの重量平均粒径(D4)の測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)は、50μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出する。
(Measurement of toner particle size distribution)
<Measuring method of toner weight average particle size (D4)>
The weight average particle size (D4) of the toner is measured by the precision particle size distribution measuring device "Coulter Counter Multisizer 3" (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter) equipped with a 50 μm aperture tube by the pore electric resistance method. Using the attached dedicated software "Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51" (manufactured by Beckman Coulter) for setting and analysis of measurement data, the measurement data is measured with 25,000 effective measurement channels. Perform analysis and calculate.
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。 As the electrolytic aqueous solution used for the measurement, one in which special grade sodium chloride is dissolved in ion-exchanged water so that the concentration becomes about 1% by mass, for example, "ISOTON II" (manufactured by Beckman Coulter) can be used.
なお、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。 Before performing measurement and analysis, set the dedicated software as follows.
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。 In the "Change standard measurement method (SOM) screen" of the dedicated software, set the total count number of the control mode to 50,000 particles, measure once, and set the Kd value to "Standard particles 10.0 μm" (Beckman Coulter). Set the value obtained using (manufactured by the company). By pressing the threshold / noise level measurement button, the threshold and noise level are automatically set. Also, set the current to 1600 μA, the gain to 2, and the electrolyte to ISOTON II, and check the flash of the aperture tube after measurement.
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を1μm以上30μm以下に設定する。 On the "Pulse to particle size conversion setting screen" of the dedicated software, set the bin spacing to logarithmic particle size, the particle size bin to 256 particle size bins, and the particle size range to 1 μm or more and 30 μm or less.
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れ、この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) Put about 200 ml of the electrolytic aqueous solution in a 250 ml round bottom beaker made of glass dedicated to Multisizer 3, set it on a sample stand, and stir the stirrer rod counterclockwise at 24 rpm. Then, the dirt and air bubbles in the aperture tube are removed by the "aperture flash" function of the analysis software.
(2) Approximately 30 ml of the electrolytic aqueous solution is placed in a 100 ml flat-bottomed beaker made of glass, and "Contaminone N" (nonionic surfactant, anionic surfactant, organic builder) is used as a dispersant in the electrolytic aqueous solution for precise measurement of pH 7. Add about 0.3 ml of a diluted solution obtained by diluting a 10% by mass aqueous solution of a neutral detergent for cleaning a vessel, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) with ion-exchanged water 3 times by mass.
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are built in with the phase shifted by 180 degrees, and are installed in the water tank of the ultrasonic disperser "Ultrasonic Dispension System Tetora 150" (manufactured by Nikkaki Bios) with an electrical output of 120 W. A predetermined amount of ion-exchanged water is added, and about 2 ml of the Contaminone N is added into the water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolytic solution in the beaker is maximized.
(5) With the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) being irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner is added little by little to the electrolytic aqueous solution and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion processing is continued for another 60 seconds. For ultrasonic dispersion, the water temperature in the water tank is appropriately adjusted to be 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
(6) Using a pipette, drop the aqueous electrolyte solution of (5) in which toner is dispersed into the round-bottomed beaker of (1) installed in the sample stand, and adjust the measured concentration to about 5%. .. Then, the measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
(7) The measurement data is analyzed by the dedicated software attached to the device, and the weight average particle size (D4) is calculated. The "average diameter" of the analysis / volume statistical value (arithmetic mean) screen when the graph / volume% is set by the dedicated software is the weight average particle diameter (D4).
<トナーの個数平均粒径(D1)の測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)の測定方法の(7)の工程において、専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、分析/個数統計値(算術平均)画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
<Measuring method of number average particle size (D1) of toner>
In the step (7) of the method for measuring the weight average particle size (D4) of toner, the number of "average diameters" on the analysis / number statistical value (arithmetic mean) screen when graph / number% is set with the dedicated software. The average particle size (D1).
<ポリエステル樹脂Lの製造例>
・ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:72.0質量部(0.20モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・テレフタル酸:28.0質量部(0.17モル;多価カルボン酸総モル数に対して100.0mol%)
・2−エチルヘキサン酸錫(エステル化触媒):0.5質量部
冷却管、撹拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、4時間反応させた。
<Manufacturing example of polyester resin L>
Polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane: 72.0 parts by mass (0.20 mol; 100.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric alcohol)
-Terephthalic acid: 28.0 parts by mass (0.17 mol; 100.0 mol% with respect to the total number of moles of polyvalent carboxylic acid)
-Tin 2-ethylhexanoate (esterification catalyst): 0.5 parts by mass The above materials were weighed in a cooling tube, a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a reaction vessel equipped with a thermocouple. Next, the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, the temperature was gradually raised while stirring, and the reaction was carried out for 4 hours while stirring at a temperature of 200 ° C.
さらに、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、1時間維持した後、180℃まで冷却し、大気圧に戻した。 Further, the pressure in the reaction vessel was lowered to 8.3 kPa, maintained for 1 hour, cooled to 180 ° C., and returned to atmospheric pressure.
・無水トリメリット酸:
3質量部(0.01モル;多価カルボン酸総モル数に対して4.0mol%)
・tert−ブチルカテコール(重合禁止剤):0.1質量部
その後、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度180℃に維持したまま、1時間反応させ、ASTM D36−86に従って測定した軟化点が90℃に達したことを確認してから温度を下げて反応を止め、結着樹脂成分であるポリエステル樹脂Lを得た。
・ Trimellitic acid anhydride:
3 parts by mass (0.01 mol; 4.0 mol% based on the total number of moles of polyvalent carboxylic acid)
-Tert-Butylcatechol (polymerization inhibitor): 0.1 part by mass Then, the above material was added, the pressure in the reaction vessel was lowered to 8.3 kPa, and the reaction was carried out for 1 hour while maintaining the temperature at 180 ° C., ASTM D36. After confirming that the softening point measured according to −86 reached 90 ° C., the temperature was lowered to stop the reaction, and a polyester resin L as a binder resin component was obtained.
<ポリエステル樹脂Hの製造例>
・ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:72.3質量部(0.20モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・テレフタル酸:
18.3質量部(0.11モル;多価カルボン酸総モル数に対して65.0mol%)
・フマル酸:
2.9質量部(0.03モル;多価カルボン酸総モル数に対して15.0mol%)
・2−エチルヘキサン酸錫(エステル化触媒):0.5質量部
冷却管、撹拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、2時間反応させた。
<Production example of polyester resin H>
Polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane: 72.3 parts by mass (0.20 mol; 100.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric alcohol)
·Terephthalic acid:
18.3 parts by mass (0.11 mol; 65.0 mol% based on the total number of moles of polyvalent carboxylic acid)
・ Fumaric acid:
2.9 parts by mass (0.03 mol; 15.0 mol% based on the total number of moles of polyvalent carboxylic acid)
-Tin 2-ethylhexanoate (esterification catalyst): 0.5 parts by mass The above materials were weighed in a cooling tube, a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a reaction vessel equipped with a thermocouple. Next, the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, the temperature was gradually raised while stirring, and the reaction was carried out for 2 hours while stirring at a temperature of 200 ° C.
さらに、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、1時間維持した後、180まで冷却し、大気圧に戻した。 Further, the pressure in the reaction vessel was lowered to 8.3 kPa, maintained for 1 hour, cooled to 180, and returned to atmospheric pressure.
・無水トリメリット酸:
6.5質量部(0.03モル;多価カルボン酸総モル数に対して20.0mol%)
・tert−ブチルカテコール(重合禁止剤):0.1質量部
その後、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度160℃に維持したまま、15時間反応させ、ASTM D36−86に従って測定した軟化点が137℃に達したのを確認してから温度を下げて反応を止め、結着樹脂成分であるポリエステル樹脂Hを得た。
・ Trimellitic acid anhydride:
6.5 parts by mass (0.03 mol; 20.0 mol% based on the total number of moles of polyvalent carboxylic acid)
-Tert-Butylcatechol (polymerization inhibitor): 0.1 part by mass Then, the above material was added, the pressure in the reaction vessel was lowered to 8.3 kPa, and the reaction was carried out for 15 hours while maintaining the temperature at 160 ° C., ASTM D36. After confirming that the softening point measured according to −86 reached 137 ° C., the temperature was lowered to stop the reaction, and the polyester resin H as a binder resin component was obtained.
<結晶性ポリエステル樹脂>
・1,6−ヘキサンジオール:
34.5質量部(0.29モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・ドデカン二酸:
65.5質量部(0.28モル;多価カルボン酸総モル数に対して100.0mol%)
・2−エチルヘキサン酸錫:0.5質量部
冷却管、撹拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。フラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、140℃の温度で撹拌しつつ、3時間反応させた。
<Crystalline polyester resin>
-1,6-Hexanediol:
34.5 parts by mass (0.29 mol; 100.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric alcohol)
・ Dodecanedioic acid:
65.5 parts by mass (0.28 mol; 100.0 mol% based on the total number of moles of polyvalent carboxylic acid)
-Tin 2-ethylhexanoate: 0.5 parts by mass The above materials were weighed in a cooling tube, a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a reaction vessel equipped with a thermocouple. After replacing the inside of the flask with nitrogen gas, the temperature was gradually raised while stirring, and the reaction was carried out for 3 hours while stirring at a temperature of 140 ° C.
次に、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度200℃に維持したまま、4時間反応させた。 Next, the above materials were added, the pressure in the reaction vessel was lowered to 8.3 kPa, and the reaction was carried out for 4 hours while maintaining the temperature at 200 ° C.
さらに、反応槽内の圧力を序々に開放して常圧へ戻した後、表2に示した、脂肪族モノカルボン酸及び脂肪族モノアルコールからなる群より選ばれた1種以上の脂肪族化合物を、原料モノマー100.0mol%に対し7.0mol%加え、常圧下にて200℃で2時間反応させた。 Further, after gradually releasing the pressure in the reaction vessel and returning it to normal pressure, one or more aliphatic compounds selected from the group consisting of aliphatic monocarboxylic acids and aliphatic monoalcohols shown in Table 2 Was added in an amount of 7.0 mol% with respect to 100.0 mol% of the raw material monomer, and the mixture was reacted at 200 ° C. for 2 hours under normal pressure.
その後、再び反応槽内を5kPa以下へ減圧して200℃で3時間反応させることにより、結晶性ポリエステル樹脂を得た。 Then, the inside of the reaction vessel was reduced to 5 kPa or less and reacted at 200 ° C. for 3 hours to obtain a crystalline polyester resin.
<トナー用粗砕物の製造>
・非晶性ポリエステル樹脂L 80質量部
・非晶性ポリエステル樹脂H 20質量部
・結晶性ポリエステル樹脂 5質量部
・フィッシャートロプシュワックス(炭化水素ワックス、最大吸熱ピークのピーク温度90℃) 8質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 7質量部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井鉱山(株)製)を用いて、回転数20s-1、回転時間5minで混合した後、二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて混練した。混練時のバレル温度は、混練物の出口温度が120℃になるよう設定した。混練物の出口温度は、安立計器社製ハンディタイプ温度計HA−200Eを用い直接計測した。得られた混練物を冷却し、ピンミルにて体積平均粒径100μm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。
<Manufacturing of coarsely crushed toner>
・ Amorphous polyester resin L 80 parts by mass ・ Amorphous polyester resin H 20 parts by mass ・ Crystalline polyester resin 5 parts by mass ・ Fisher Tropsch wax (hydrocarbon wax, peak temperature of maximum heat absorption peak 90 ° C) 8 parts by mass ・C. I. Pigment Blue 15: 37 parts by mass After mixing the above materials with a Henshell mixer (FM-75 type, manufactured by Mitsui Mine Co., Ltd.) at a rotation speed of 20 s -1 and a rotation time of 5 min, a twin-screw kneader (PCM). Kneaded with -30 type, manufactured by Ikekai Co., Ltd.). The barrel temperature at the time of kneading was set so that the outlet temperature of the kneaded product was 120 ° C. The outlet temperature of the kneaded product was directly measured using a handy type thermometer HA-200E manufactured by Anritsu Meter Co., Ltd. The obtained kneaded product was cooled and coarsely pulverized with a pin mill to a volume average particle size of 100 μm or less to obtain a coarsely crushed product.
<製造装置1>
粉砕装置の構成として、機械式粉砕機(ターボ工業社製ターボミルT250−CRS−ローター形状RS型)を改造し、原料供給方式を加速噴射で供給でき、さらに供給方向を自在に調整できる供給機構を設置した。すなわち、原料供給時の加速噴射する速度および、図2中の左図における被粉砕物導入方向と、原料導入口における接線方向とのなす角θを変化させることが可能である。なお、図3中における回転子の全長Lrに対する、供給口101側の回転子の端部から原料供給口201までの距離Ljの比率Lj/Lrは0.1とした。構成を表1に示す。なお表1における歯構成は回転子および固定子の形状を表す。平行歯においては回転子および固定子の凹凸部の間隔Daは1.3mmであり、回転子および固定子の凸部の間隔Dbは1.0mmとなる構成とした。
<Manufacturing equipment 1>
As a configuration of the crusher, a mechanical crusher (Turbo Mill T250-CRS-Rotor shape RS type manufactured by Turbo Industries) is modified to supply a raw material supply method by accelerated injection, and a supply mechanism that can freely adjust the supply direction. installed. That is, it is possible to change the speed of accelerated injection at the time of supplying the raw material and the angle θ formed by the introduction direction of the object to be crushed in the left figure in FIG. 2 and the tangential direction at the raw material introduction port. The ratio Lj / Lr of the distance Lj from the end of the rotor on the
<製造装置2>
粉砕装置の構成として、機械式粉砕機(ターボ工業社製ターボミルT250−CRS−ローター形状RS型)を改造し、原料供給方式を加速噴射で供給でき、さらに供給方向を自在に調整できる供給機構を設置した。なお、Lj/Lrは0.3とした。構成を表1に示す。
<Manufacturing equipment 2>
As a configuration of the crusher, a mechanical crusher (Turbo Mill T250-CRS-Rotor shape RS type manufactured by Turbo Industries) is modified to supply a raw material supply method by accelerated injection, and a supply mechanism that can freely adjust the supply direction. installed. Lj / Lr was set to 0.3. The configuration is shown in Table 1.
<製造装置3>
粉砕装置の構成として、機械式粉砕機(ターボ工業社製ターボミルT250−CRS−ローター形状RS型)を用いた。構成を表1に示す。
<Manufacturing equipment 3>
A mechanical crusher (Turbo Mill T250-CRS-Rotor Shape RS Type) manufactured by Turbo Industries, Ltd. was used as the configuration of the crusher. The configuration is shown in Table 1.
<製造装置4>
粉砕装置の構成として、機械式粉砕機(ターボ工業社製ターボミルT250−CRS−ローター形状RS型)を改造し、原料供給方式を製造装置1と同様の加速噴射とし、さらに図5に示すような回転子および固定子の歯が凹凸を持ち噛み合うようにした装置を用いた。構成を表1に示す。
<Manufacturing equipment 4>
As the configuration of the crushing device, a mechanical crusher (Turbo Mill T250-CRS-Rotor shape RS type manufactured by Turbo Industries, Ltd.) was modified, and the raw material supply method was set to the same accelerated injection as that of the manufacturing device 1, as shown in FIG. A device was used in which the teeth of the rotor and the stator had irregularities and meshed with each other. The configuration is shown in Table 1.
<トナー製造方法1>
装置1の構成でθを55°、粗砕物のフィード10kg/h、回転子の回転数を周速170m/s、冷風温度−10℃、冷風風量8m3/minで運転を行った。加速噴射の条件は、ノズル径21.6mm、圧力0.5MPa、流量0.5L/minで行った。この時の加速噴射速度は22.7m/sとなった。
<Toner manufacturing method 1>
In the configuration of the apparatus 1, θ was set to 55 °, the feed of the coarse crushed product was 10 kg / h, the rotation speed of the rotor was 170 m / s, the cold air temperature was −10 ° C., and the cold air volume was 8 m 3 / min. The conditions for accelerated injection were a nozzle diameter of 21.6 mm, a pressure of 0.5 MPa, and a flow rate of 0.5 L / min. The accelerated injection speed at this time was 22.7 m / s.
<トナー製造方法2乃至12の製造例>
トナー製造方法2乃至12にて、装置構成、被粉砕物(粗砕物)を加速噴射する速度、θを表2のとおりに変更し運転を行った。上記以外の運転条件は製造方法1と同様である。
<Manufacturing examples of toner manufacturing methods 2 to 12>
In the toner manufacturing methods 2 to 12, the apparatus configuration, the speed at which the object to be crushed (coarse crushed object) was accelerated and injected, and θ were changed as shown in Table 2 and the operation was performed. The operating conditions other than the above are the same as those in the manufacturing method 1.
<実施例1>
トナー製造方法1のとおりに粉砕装置を運転し、平均粒径であるD4とD1を測定し、D4および、粒径分布指標であるD4/D1の評価を行った。
<Example 1>
The pulverizer was operated according to the toner manufacturing method 1, the average particle sizes D4 and D1 were measured, and D4 and the particle size distribution index D4 / D1 were evaluated.
[D4の評価]
粉砕処理後のトナー粒子の粒径評価を行った。評価基準は以下に示す。
A:D4が4.2μm未満 (非常に優れている)
B:D4が4.2μm以上 4.4μm未満 (優れている)
C:D4が4.4μm以上 4.6μm未満 (本発明では問題ないレベルである)
D:D4が4.6μm以上 (本発明では許容できない)
[Evaluation of D4]
The particle size of the toner particles after the pulverization treatment was evaluated. The evaluation criteria are shown below.
A: D4 is less than 4.2 μm (very good)
B: D4 is 4.2 μm or more and less than 4.4 μm (excellent)
C: D4 is 4.4 μm or more and less than 4.6 μm (a level that is not a problem in the present invention).
D: D4 is 4.6 μm or more (not acceptable in the present invention)
[D4/D1の評価]
粉砕処理後のトナー粒子の粒径分布評価を行った。粒径分布指標であるD4/D1は値が小さいほど、分布がシャープである。前述の通り、粒径分布がシャープである時、微粉砕工程後の分級工程において、除去すべき不要な粒径成分が少なくなる。そのため、高い生産性を維持することが可能である。評価基準は以下に示す。
A:D4/D1が1.57未満 (非常に優れている)
B:D4/D1が1.57以上 1.59未満 (優れている)
C:D4/D1が1.59以上 1.62未満 (本発明では問題ないレベルである)
D:D4/D1が1.62以上 (本発明では許容できない)
[Evaluation of D4 / D1]
The particle size distribution of the toner particles after the pulverization treatment was evaluated. The smaller the value of D4 / D1, which is a particle size distribution index, the sharper the distribution. As described above, when the particle size distribution is sharp, unnecessary particle size components to be removed in the classification step after the fine pulverization step are reduced. Therefore, it is possible to maintain high productivity. The evaluation criteria are shown below.
A: D4 / D1 is less than 1.57 (very good)
B: D4 / D1 is 1.57 or more and less than 1.59 (excellent)
C: D4 / D1 is 1.59 or more and less than 1.62 (a level that is not a problem in the present invention).
D: D4 / D1 is 1.62 or more (not acceptable in the present invention)
<実施例2乃至7、および比較例1乃至5>
製造方法を変えた以外は、実施例1と同様に評価を行った。評価結果を表3に示す。
<Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 5>
The evaluation was carried out in the same manner as in Example 1 except that the manufacturing method was changed. The evaluation results are shown in Table 3.
比較例1は、被粉砕物の供給に関して加速粉砕させず、通常通りの供給方式をとった。供給時にの衝突による粉砕効果が得られないため、D4の評価が悪くなったと推測される。 In Comparative Example 1, the supply of the object to be crushed was not accelerated and crushed, and the usual supply method was adopted. It is presumed that the evaluation of D4 deteriorated because the crushing effect due to the collision at the time of supply could not be obtained.
比較例2は、粉砕歯を噛み合わせ歯にしている。加速噴射した被粉砕物が直接回転子に衝突するが、その後の粉砕処理室における粉砕不足により、D4の評価が悪くなったと推測される。 In Comparative Example 2, the crushed teeth are meshed teeth. It is presumed that the object to be crushed by the accelerated injection directly collides with the rotor, but the evaluation of D4 deteriorates due to the subsequent insufficient crushing in the crushing processing chamber.
比較例3は原料供給位置を排出口側へずらした例となる。加速噴射した被粉砕物が直接回転子に衝突するが、その後の粉砕処理室における粉砕不足により、D4の評価が悪くなったと推測される。 Comparative Example 3 is an example in which the raw material supply position is shifted to the discharge port side. It is presumed that the object to be crushed by the accelerated injection directly collides with the rotor, but the evaluation of D4 deteriorates due to the subsequent insufficient crushing in the crushing processing chamber.
比較例4は圧縮空気の加速噴射速度を51.9m/secまで上げた例となる。加速噴射による衝突エネルギーが過剰となり、過粉砕されたトナー微粒子が発生したことにより、D4/D1の評価が悪くなったと推測される。 Comparative Example 4 is an example in which the accelerated injection speed of compressed air is increased to 51.9 m / sec. It is presumed that the evaluation of D4 / D1 deteriorated due to the excessive collision energy due to the accelerated injection and the generation of overcrushed toner fine particles.
比較例5は圧縮空気の加速噴射速度を8.8m/secまで下げた例となる。粉砕に足りる衝突エネルギーが得られず、D4の評価が悪くなったと推測される。 Comparative Example 5 is an example in which the accelerated injection speed of compressed air is reduced to 8.8 m / sec. It is presumed that the evaluation of D4 deteriorated because the collision energy sufficient for crushing could not be obtained.
101:供給口、102:渦巻室、103:回転子、104:固定子、105:後室、106:排出口、107:中心回転軸(回転軸)、108:冷風発生装置、109:冷水供給口、110:冷水排出口、201:原料供給口 101: Supply port, 102: Swirl chamber, 103: Rotor, 104: Stator, 105: Rear chamber, 106: Discharge port, 107: Central rotary shaft (rotary shaft), 108: Cold air generator, 109: Cold water supply Port, 110: Cold water discharge port, 201: Raw material supply port
Claims (2)
該粉砕手段は、
該被粉砕物を供給する粉体供給機構と、
内周面に複数の凸部と凹部とを有する固定子と、
中心回転軸に取り付けられ、外周面に複数の凸部と凹部とを有する回転子と、
微粉砕物を排出する粉体排出口と、
を有し、
該固定子は該回転子を内包しており、該固定子の表面と該回転子の表面とが所定の間隙を有して対向するように、該回転子は配置されており、
該固定子の内周面及び該回転子の外周面に存在する凸部と凹部は、該中心回転軸の軸線方向に沿って形成されており、
該被粉砕物は、該粉体供給機構によって加速噴射されて、供給口から該回転子の外周面に直接衝突するように供給され、該固定子と該回転子との間隙で形成される粉砕領域において、該回転子の回転によって微粉砕が行われ、
該回転子を中心回転軸に沿って4等分し、4等分された各領域を該被粉砕物の流れに沿って第1領域〜第4領域としたとき、
(i)該被粉砕物が該粉体供給機構によって加速噴射されて該回転子に衝突する位置が、第1領域であり、
(ii)該粉体排出口が、第4領域に対向する該固定子の領域内に設けられており、
該被粉砕物を加速噴射し供給する際の加速されたエア風速が、該供給口通過時において10m/sec以上50m/sec以下である、
ことを特徴とするトナーの製造方法。 A method for producing a toner, which comprises a step of finely pulverizing an object to be pulverized containing a binder resin and a colorant by a pulverizing means.
The crushing means is
A powder supply mechanism that supplies the object to be crushed,
A stator having a plurality of protrusions and recesses on the inner peripheral surface,
A rotor attached to the central rotation axis and having a plurality of protrusions and recesses on the outer peripheral surface,
A powder discharge port that discharges finely pulverized material and
Have,
The stator contains the rotor, and the rotor is arranged so that the surface of the stator and the surface of the rotor face each other with a predetermined gap.
The protrusions and recesses existing on the inner peripheral surface of the stator and the outer peripheral surface of the rotor are formed along the axial direction of the central rotation axis.
The object to be crushed is acceleratedly jetted by the powder supply mechanism, supplied from the supply port so as to directly collide with the outer peripheral surface of the rotor, and crushed formed in the gap between the stator and the rotor. In the region, the rotation of the rotor causes fine grinding.
When the rotor is divided into four equal parts along the central rotation axis and each of the four equal parts is divided into first to fourth regions along the flow of the object to be crushed.
(I) The position where the object to be crushed is acceleratedly jetted by the powder supply mechanism and collides with the rotor is the first region.
(Ii) The powder discharge port is provided in the region of the stator facing the fourth region.
The accelerated air wind speed when the object to be crushed is acceleratedly injected and supplied is 10 m / sec or more and 50 m / sec or less when passing through the supply port.
A method for manufacturing toner, which is characterized by the fact that.
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