JP2023170729A - Toner manufacturing method - Google Patents

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JP2023170729A JP2022082699A JP2022082699A JP2023170729A JP 2023170729 A JP2023170729 A JP 2023170729A JP 2022082699 A JP2022082699 A JP 2022082699A JP 2022082699 A JP2022082699 A JP 2022082699A JP 2023170729 A JP2023170729 A JP 2023170729A
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陽介 岩崎
Yosuke Iwasaki
順一 田村
Junichi Tamura
大輔 山下
Daisuke Yamashita
竜次 岡村
Tatsuji Okamura
剛 大津
Takeshi Otsu
恒 石上
Hisashi Ishigami
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Abstract

To provide a toner manufacturing method capable of achieving a smaller particle diameter.SOLUTION: A toner manufacturing method includes: a melting-kneading step of obtaining a melted-kneaded material by melting and kneading a resin composition containing a binder resin and inorganic fine particles; and a pulverizing step of obtaining a pulverized material by pulverizing a cooled solidified material after cooling and solidifying the melted-kneaded material. When the outflow start temperature of the binder resin is T1(°C), the thermal expansion coefficient of the inorganic fine particles is always -0.1×10-6(/K) or less in a temperature range of 30°C or more and T1°C or less.SELECTED DRAWING: None

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 electrophotographic systems, electrostatic recording systems, electrostatic printing systems, and toner jet systems.

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進んでいる。印刷市場では、幅広いメディア(紙種)に対応しながら、高速、高画質、高い生産性が要求されるようになってきている。トナーにおいては、小粒径化することで高画質化を図ることができる。
溶融混練、粉砕工程を経て製造されるトナーは、顔料分散性が良く、高色域化できるメリットがある。しかし、粉砕装置としてよく用いられる機械式粉砕装置(特許文献1、2など)では、粉砕に必要なエネルギーが大きく、重合トナーと比較すると小粒径化が困難であった。
一方、トナー粒子中に無機微粒子などを添加することで粉砕性を向上させる試みがある(特許文献3)。
In recent years, electrophotographic full-color copying machines have become widespread, and their application to the printing market is progressing. In the printing market, there is a growing demand for high speed, high image quality, and high productivity while supporting a wide range of media (paper types). In toner, high image quality can be achieved by reducing the particle size.
Toners manufactured through melt-kneading and pulverization processes have the advantage of good pigment dispersibility and a wide color gamut. However, in the mechanical pulverizers (Patent Documents 1, 2, etc.) that are often used as pulverizers, the energy required for pulverization is large, and it is difficult to reduce the particle size compared to polymerized toners.
On the other hand, there has been an attempt to improve the crushability by adding inorganic fine particles to toner particles (Patent Document 3).

特開2005-21768号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-21768 特開2011-237816号公報JP2011-237816A 特開2015-132645号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-132645

しかしながら、上記特許文献3の技術では、さらなる高画質化を狙うにはトナーの粒径が大きく、小粒径化には不十分であった。
本発明の目的は、上記の如き問題点を解決し、小粒径化を図れるトナー粉砕方法を提供することにある。
However, in the technique disclosed in Patent Document 3, the particle size of the toner is too large to achieve even higher image quality, and it is insufficient to reduce the particle size.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for pulverizing toner that can solve the above-mentioned problems and reduce the particle size.

本発明は、結着樹脂と無機微粒子とを含有する樹脂組成物を溶融混練して溶融混練物を得る溶融混練工程、および該溶融混練物を冷却固化した後、冷却固化物を粉砕して粉砕物を得る粉砕工程、を有するトナーの製造方法であって、
該結着樹脂の流出開始温度をT1(℃)としたとき、該無機微粒子は30℃以上T1℃以下の温度範囲において常に、熱膨張係数が-0.1×10-6(/K)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。
The present invention provides a melt-kneading process for obtaining a melt-kneaded product by melt-kneading a resin composition containing a binder resin and inorganic fine particles, and a process of cooling and solidifying the melt-kneaded product, and then pulverizing the cooled and solidified product. A method for producing a toner, the method comprising: a pulverizing step to obtain a toner;
When the outflow start temperature of the binder resin is T1 (°C), the inorganic fine particles always have a coefficient of thermal expansion of -0.1×10 -6 (/K) or less in the temperature range of 30°C or more and T1°C or less. The present invention relates to a method for manufacturing a toner characterized by the following.

本発明により、小粒径化を図れるトナー粉砕方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a toner pulverization method that can reduce the particle size.

本発明の粉砕工程における微粉砕に好適な機械式粉砕機の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a mechanical crusher suitable for fine pulverization in the pulverization process of the present invention. 本発明の粉砕工程における微粉砕に好適な微粉砕システムの概略図である。1 is a schematic diagram of a pulverization system suitable for pulverization in the pulverization process of the present invention.

機械式粉砕によるトナー製法では、粗粉砕物を高速で回転する回転子に衝突させる、またはジェットによりトナー同士を衝突させることで粉砕が行われる。内添剤(フィラー)が添加されているトナーの場合、粉砕時フィラー周辺に応力集中が起き、そこから割れやすくなる、すなわち粉砕性が向上すると想定される。より小粒径にする製法として本発明者らが検討を進めた結果、粗粉砕物に熱膨張係数(線膨張係数)が負である無機微粒子を含有させることで、さらに粉砕性が向上することを見出した。 In a toner manufacturing method using mechanical pulverization, pulverization is performed by colliding coarsely pulverized materials with a rotor rotating at high speed, or by causing toner particles to collide with each other using a jet. In the case of a toner to which an internal additive (filler) is added, it is assumed that stress concentration occurs around the filler during pulverization, making the toner more likely to break, that is, improving pulverizability. As a result of the inventors' studies as a manufacturing method to make the particle size smaller, it was found that the grindability was further improved by incorporating inorganic fine particles with a negative coefficient of thermal expansion (linear expansion coefficient) into the coarsely pulverized material. I found out.

本発明の粉砕方法によりさらなる小粒径化が可能となったメカニズムについては現状明確にはなっていないが、本発明者らは以下のように想定している。 Although the mechanism by which particle size can be further reduced by the pulverization method of the present invention is currently not clear, the inventors of the present invention assume the following.

通常、物質は熱膨張係数が正であり、加熱されると膨張し冷却されると収縮する性質がある。一方、熱膨張係数が負である物質は、加熱されると収縮し冷却されると膨張する性質がある。本発明における熱膨張係数が負である無機微粒子は、混練工程においてトナーを構成する樹脂全体(主に結着樹脂)に分散される。その後高温になった混練物が冷却される際、樹脂は収縮していくのに対し、熱膨張係数が負である無機微粒子は膨張する。高温で樹脂に流動性がある状態では従来と変わらないが、温度低下で樹脂の流動性が低下すると差が顕著になると考えられる。特に、樹脂はフローテスターにおける流出開始温度以下に冷却されると流動性を失うが、冷却により室温(およそ30℃)まで収縮は継続される。これに対し、熱膨張係数が負である無機微粒子は冷却により膨張を続けるため、膨張する無機微粒子が固化された樹脂に微小なクラックを入れると想定される。従来の粉砕性向上はフィラーによる応力集中の効果だけであったが、熱膨張係数が負である無機微粒子を含有させることによるクラック発生が起きることで、従来の粉砕性をしのぐ効果が得られたと考えている。 Usually, substances have a positive coefficient of thermal expansion, and have the property of expanding when heated and contracting when cooled. On the other hand, a substance with a negative coefficient of thermal expansion has the property of contracting when heated and expanding when cooled. In the present invention, the inorganic fine particles having a negative coefficient of thermal expansion are dispersed throughout the resin (mainly the binder resin) constituting the toner in the kneading step. When the kneaded material that has reached a high temperature is subsequently cooled, the resin contracts, whereas the inorganic fine particles having a negative coefficient of thermal expansion expand. When the resin has fluidity at high temperatures, there is no difference from the conventional method, but when the temperature decreases and the fluidity of the resin decreases, the difference becomes more noticeable. In particular, the resin loses its fluidity when it is cooled below the temperature at which it begins to flow out in a flow tester, but it continues to shrink as it cools down to room temperature (approximately 30° C.). On the other hand, since inorganic fine particles having a negative coefficient of thermal expansion continue to expand upon cooling, it is assumed that the expanding inorganic fine particles cause minute cracks in the solidified resin. Conventionally, the improvement in crushability was only due to the effect of stress concentration by fillers, but by including inorganic fine particles with a negative coefficient of thermal expansion, which causes cracks to occur, an effect that surpasses conventional crushability was obtained. thinking.

以下に本発明において好ましいトナーの製造方法を詳述する。 A preferred method for producing toner in the present invention will be described below in detail.

<無機微粒子>
熱膨張係数が負の物質としては特に限定されないが、冷却工程で樹脂にクラックを生じさせる必要があるため、無機微粒子であることが必要である。例えばゴム性状を有する物質では熱膨張係数が負になる場合があるが、ゴムの場合弾性をもつためクラックを生じさせることができないと推定される。熱膨張係数が負の無機微粒子としては、リン酸ジルコニウム、リン酸タングステン酸ジルコニウム、ネオセラム、フォージャサイトなどがあげられる。とくに六方晶のリン酸ジルコニウムが好ましい。詳細は明らかになっていないが、比重が比較的軽くクラック数を増やしやすいためと考えている。
<Inorganic fine particles>
The material with a negative coefficient of thermal expansion is not particularly limited, but since it is necessary to cause cracks in the resin during the cooling process, it is necessary to use inorganic fine particles. For example, a material having rubber properties may have a negative coefficient of thermal expansion, but it is presumed that rubber cannot cause cracks because it has elasticity. Examples of inorganic fine particles having a negative coefficient of thermal expansion include zirconium phosphate, zirconium tungstate phosphate, neoceram, and faujasite. Particularly preferred is hexagonal zirconium phosphate. Although the details are not clear, it is believed that this is because the specific gravity is relatively light and it is easy to increase the number of cracks.

本発明は粉砕によるトナーの製造方法のため、無機微粒子には好ましい粒径が存在する。個数平均粒径が好ましくは0.3μm以上3.0μm以下であり、より好ましくは0.5μm以上3.0μm以下である。この大きさの範囲にあるとき、冷却時の無機微粒子の膨張特性と樹脂の冷却特性の差によるクラックを入れる効果が出やすく、トナー粉砕性がより高まる。 Since the present invention is a toner manufacturing method by pulverization, the inorganic fine particles have a preferable particle size. The number average particle diameter is preferably 0.3 μm or more and 3.0 μm or less, more preferably 0.5 μm or more and 3.0 μm or less. When the size is within this range, the effect of creating cracks due to the difference between the expansion characteristics of the inorganic fine particles and the cooling characteristics of the resin during cooling is likely to occur, and the toner pulverizability is further enhanced.

また、クラックを生じさせるためには、上述の想定されるメカニズムから、樹脂の粘度が高い状態である必要がある。本発明では、結着樹脂の流出開始温度(T1℃)から30℃の範囲において熱膨張係数が負であることの効果が最も大きくなる。すなわち、当該温度範囲において常に、熱膨張係数が-0.1×10-6(/K)以下であることが必要で、熱膨張係数が-0.1×10-6(/K)より大きい場合は、従来からのフィラーの効果しか得られず、粉砕性は大きく向上しない。 Furthermore, in order to cause cracks, the viscosity of the resin needs to be high due to the assumed mechanism described above. In the present invention, the effect of having a negative coefficient of thermal expansion is greatest in the range of 30° C. from the outflow start temperature (T1° C.) of the binder resin. In other words, it is necessary that the coefficient of thermal expansion is always -0.1×10 -6 (/K) or less in the relevant temperature range, and the coefficient of thermal expansion is greater than -0.1×10 -6 (/K). In this case, only the effect of the conventional filler can be obtained, and the crushability does not improve significantly.

添加量に関しては、樹脂組成物に対し、0.3体積%以上6.5体積%以下であることが好ましく、1.5体積%以上4.5体積%以下であることがより好ましい。少ないとクラックを入れられず、多すぎると凝集がおこるためが粉砕性は向上せず、またトナー性能にも影響が及ぶと考えられる。 Regarding the amount added, it is preferably 0.3 volume % or more and 6.5 volume % or less, and more preferably 1.5 volume % or more and 4.5 volume % or less, based on the resin composition. If the amount is too small, cracks cannot be formed, and if it is too large, agglomeration occurs, so the crushability is not improved and the toner performance is also thought to be affected.

<トナーの原料>
次に、上記無機微粒子以外の、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粒子の原材料について説明する。
<Toner raw materials>
Next, raw materials for toner particles containing at least a binder resin and a colorant used in the present invention, other than the above-mentioned inorganic fine particles, will be explained.

<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。
<Binder resin>
As the binder resin used in the toner used in electrophotography, general resins can be used, such as polyester resin, styrene-acrylic acid copolymer, polyolefin resin, vinyl resin, fluororesin, phenol resin, Examples include silicone resin and epoxy resin. Among these, amorphous polyester resins are used from the viewpoint of improving low-temperature fixing properties, and it is known that low-molecular-weight polyesters and high-molecular-weight polyesters are used in combination from the viewpoint of achieving both low-temperature fixing properties and hot offset resistance. ing. Further, from the viewpoint of further improving low-temperature fixing properties and blocking resistance during storage, crystalline polyester may be used as a plasticizer.

<着色剤>
トナーに含有できる着色剤としては、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。
<Colorant>
Examples of the coloring agent that can be contained in the toner include known organic pigments or oil dyes, carbon black, and magnetic materials.

より詳しくは、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。 More specifically, cyan colorants include copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds, and the like.

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 magenta colorants 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 condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds.

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, and those toned to black using the yellow colorant, magenta colorant, and cyan colorant described above.

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。 These colorants 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 release agent may be used to suppress the occurrence of hot offset during heat fixing of the toner. Examples of the mold release agent generally include low molecular weight polyolefins, silicone waxes, fatty acid amides, ester waxes, carnauba wax, and hydrocarbon waxes.

<トナー粒子の製造法>
次に、本発明の製造方法で、トナー粒子を製造する手順について説明する。
<Method for manufacturing toner particles>
Next, a procedure for manufacturing toner particles using the manufacturing method of the present invention will be described.

まず、原料混合工程では、トナー内添剤として、少なくとも結着樹脂、負の熱膨張性の無機微粒子、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, predetermined amounts of at least a binder resin, negative thermally expandable inorganic fine particles, and a colorant are weighed out, blended, and mixed as toner internal additives. If necessary, a release agent that suppresses the occurrence of hot offset during heat fixing of the toner, a dispersant that disperses the release agent, a charge control agent, and the like may be mixed. Examples of mixing devices include a double con mixer, a V-type mixer, a drum-type mixer, a super mixer, a Henschel mixer, a Nauta 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、負の熱膨張性の無機微粒子、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。 Furthermore, the toner raw materials blended and mixed above are melt-kneaded to melt the resins and disperse inorganic fine particles with negative thermal expansion, colorants, and the like. In the melt-kneading step, for example, a batch-type kneader such as a pressure kneader or a Banbury mixer, or a continuous-type kneader can be used. In recent years, single-screw or twin-screw extruders have become mainstream due to their superiority in continuous production, such as the KTK-type twin-screw extruder manufactured by Kobe Steel, and the TEM-type twin-screw extruder manufactured by Toshiba Machinery Co., Ltd. , a twin-screw extruder manufactured by K.C.K., a co-kneader manufactured by Buss, etc. are generally used.

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。このとき負の熱膨張性の無機微粒子が膨張し、樹脂中に微小なクラックを生じさせていると思われる。 Further, the colored resin composition obtained by melt-kneading the toner raw materials is rolled after melt-kneading with two rolls or the like, and is cooled through a cooling step of cooling with water or the like. At this time, it is thought that the inorganic fine particles having negative thermal expansion expand and cause minute cracks in the resin.

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、イノマイザー(ホソカワミクロン社製)、クリプトロン(川崎重工社製)、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)等の機械式粉砕機、またはカウンタージェットミル(ホソカワミクロン社製)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 colored resin composition obtained above is then pulverized to a desired particle size in a pulverization step. In the pulverization process, first, the material is coarsely pulverized using a crusher, hammer mill, feather mill, etc. Furthermore, mechanical crushers such as Inomizer (manufactured by Hosokawa Micron), Kryptron (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), Super Rotor (manufactured by Nisshin Engineering), Turbo Mill (manufactured by Turbo Kogyo), or Counter Jet Mill (manufactured by Hosokawa Micron) ) is pulverized. In the pulverization step, the toner is pulverized in stages to a predetermined particle size.

ここで、図1は、後述の実施例での微粉砕に用いた機械式粉砕機の概略を示しており、機械式微粉砕機の粉体供給口(粉体投入口)101へ所定量の粗粉砕物(被粉砕物)が投入されると、粗粉砕物は、回転子103と固定子104との間隙である粉砕処理室に導入される。そして、該粉砕処理室内で高速回転する表面に多数の溝が設けられている回転子と、表面に多数の溝が設けられている固定子との間に発生する衝撃によって瞬間的に粉砕される。その後、粉体排出口106を通り、排出される。 Here, FIG. 1 schematically shows a mechanical pulverizer used for pulverization in Examples described later, and a predetermined amount of coarse powder is fed to a powder supply port (powder input port) 101 of the mechanical pulverizer. When the pulverized material (material to be pulverized) is input, the coarsely pulverized material is introduced into the pulverization processing chamber, which is a gap between the rotor 103 and the stator 104 . The particles are instantaneously crushed by the impact generated between the rotor, which rotates at high speed in the pulverization processing chamber, and the stator, which has many grooves on its surface. . Thereafter, the powder passes through the powder discharge port 106 and is discharged.

また、機械式微粉砕機には、図1に示すように供給口101に連通した渦巻室102を設けることが好ましい。供給口101から入ってきた粗粉砕物は渦巻室102の壁に沿って旋回し、旋回を続けていく中で粗粉砕物の粒径に応じて粉砕室内に導入されていく。即ち渦巻室が無いものに比べ、整流作用が強まり、粒径に応じて入るべき箇所から入り易くなっていると考えられる。 Further, it is preferable that the mechanical pulverizer is provided with a swirl chamber 102 communicating with the supply port 101, as shown in FIG. The coarsely pulverized material entering from the supply port 101 swirls along the wall of the swirl chamber 102, and as it continues to swirl, it is introduced into the pulverizing chamber according to the particle size of the coarsely pulverized material. In other words, it is thought that the rectifying effect is stronger than in a case without a swirl chamber, and particles can enter from the desired location more easily depending on the particle size.

一方、図2は、後述の実施例で使用の別の微粉砕機(ジェットミル)を組み込んだ微粉砕システムの概略を示している。この微粉砕システムにおいて、粗粉砕物を原料供給機233に導入し、原料供給機233から搬送管234を経由して風力分級機232に導入する。風力分級機232は、コレクター238内にセンターコア240及びセパレートコア241を有している。風力分級機232内において、二次エアー供給口243から導入される二次エアーにより粗粉砕物は、微粉砕物と粗粒子に分級される。分級された微粉砕物は、排出管242を経由してシステム外に排出される。分級された粗粒子は、本体ホッパー部239を経由してジェットミル微粉砕機231に導入される。微粉砕機においては、圧縮空気が導入されているノズル235に粗粒子を供給し、粗粒子を高速の圧縮空気で搬送して、粉砕室237の衝突板236に衝突させて微粉砕し、粗粒子の微粉砕物を搬送管234を経由して風力分級機232に導入して、再度分級する。 On the other hand, FIG. 2 schematically shows a pulverization system incorporating another pulverizer (jet mill) used in the examples described later. In this pulverization system, coarsely pulverized material is introduced into a raw material feeder 233, and from the raw material feeder 233 is introduced into an air classifier 232 via a conveying pipe 234. The wind classifier 232 has a center core 240 and a separate core 241 inside a collector 238. In the wind classifier 232, the coarsely pulverized material is classified into finely pulverized material and coarse particles by secondary air introduced from the secondary air supply port 243. The classified finely ground material is discharged from the system via the discharge pipe 242. The classified coarse particles are introduced into the jet mill pulverizer 231 via the main body hopper section 239. In the pulverizer, coarse particles are supplied to a nozzle 235 into which compressed air is introduced, and the coarse particles are transported by high-speed compressed air and collided with a collision plate 236 in a crushing chamber 237 to be pulverized. The finely pulverized particles are introduced into the air classifier 232 via the conveying pipe 234 and classified again.

本発明に係るトナー及び原材料の各種物性の測定法について以下に説明する。 Methods for measuring various physical properties of toner and raw materials according to the present invention will be described below.

<トナー粒子の重量平均粒径(D4)の測定方法>
トナー粒子の重量平均粒径(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。
<Method for measuring weight average particle diameter (D4) of toner particles>
The weight average particle diameter (D4) of the toner particles was measured using a precise particle size distribution measuring device "Coulter Counter Multisizer 3" (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter) equipped with a 50 μm aperture tube using the pore electrical resistance method. Using the included dedicated software "Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51" (manufactured by Beckman Coulter) for setting conditions and analyzing measured data, measurements were taken with 25,000 effective measurement channels, and the measured data was Analyze 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。 The electrolytic aqueous solution used in the measurement can be one in which special grade sodium chloride is dissolved in ion-exchanged water to have a concentration of about 1% by mass, such as "ISOTON II" (manufactured by Beckman Coulter).

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。 Note that before performing measurement and analysis, the dedicated software is set 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 in control mode to 50,000 particles, set the number of measurements to 1, and set the Kd value to "standard particle 10.0 μm" (Beckman Coulter). Set the value obtained using 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, the electrolyte to ISOTON II, and check the aperture tube flush 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 interval 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) Approximately 200 ml of the above electrolyte aqueous solution is placed in a 250 ml round-bottom glass beaker exclusively for Multisizer 3, set on a sample stand, and stirred with a stirrer rod counterclockwise at 24 revolutions/second. Then, use the analysis software's ``aperture flush'' function to remove dirt and air bubbles from inside the aperture tube.
(2) Pour about 30 ml of the above electrolytic aqueous solution into a 100 ml glass flat-bottomed beaker, and add "Contaminon N" as a dispersant (precision measurement of pH 7 consisting of nonionic surfactant, anionic surfactant, and organic builder). Approximately 0.3 ml of a diluted solution prepared by diluting a 10% by mass aqueous solution of a neutral detergent for cleaning utensils (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) by 3 times by mass with ion-exchanged water is added.
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are built in with their phases shifted by 180 degrees, and are installed in the water tank of an ultrasonic dispersion device "Ultrasonic Dispension System Tetora 150" (manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.) with an electrical output of 120 W. A predetermined amount of ion-exchanged water is poured into the water tank, and approximately 2 ml of the contaminon N is added to the water tank.
(4) Set the beaker of (2) above in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and operate the ultrasonic disperser. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolytic aqueous solution in the beaker is maximized.
(5) While the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) is 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 treatment is continued for another 60 seconds. In addition, in the ultrasonic dispersion, the water temperature in the water tank is appropriately adjusted to be 10° C. or more and 40° C. or less.
(6) Using a pipette, drop the aqueous electrolyte solution of (5) in which toner is dispersed into the round bottom beaker of (1) placed in the sample stand, and adjust the measured concentration to approximately 5%. . Then, the measurement is continued until the number of particles to be measured reaches 50,000.
(7) Analyze the measurement data using the dedicated software attached to the device and calculate the weight average particle diameter (D4). Note that when the dedicated software is set to graph/volume %, the "average diameter" on the analysis/volume statistics (arithmetic mean) screen is the weight average particle diameter (D4).

<流出開始温度の測定方法>
流出開始の測定は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターCFT-500D」(島津製作所社製)を用い、装置付属のマニュアルに従って行う。本装置では、測定試料の上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに充填した測定試料を昇温させて溶融し、シリンダ底部のダイから溶融された測定試料を押し出し、この際のピストン降下量と温度との関係を示す流動曲線を得ることができる。
<Measurement method of outflow start temperature>
The start of outflow is measured using a constant force extrusion type capillary rheometer "Flow Characteristic Evaluation Device Flow Tester CFT-500D" (manufactured by Shimadzu Corporation) according to the manual attached to the device. In this device, a constant load is applied from the top of the measurement sample by a piston, the temperature of the measurement sample filled in the cylinder is raised and melted, and the molten measurement sample is pushed out from the die at the bottom of the cylinder. A flow curve can be obtained that shows the relationship between temperature and temperature.

本発明においては、「流動特性評価装置 フローテスターCFT-500D」に付属のマニュアルに記載の流出開始温度を採用する。昇温によって軟化した試料が細管部を通りだし、ピストンが連続的に下降を始める温度となる。 In the present invention, the outflow start temperature described in the manual attached to "Flow Tester CFT-500D" is adopted. The sample, which has been softened by the temperature rise, passes through the thin tube section, reaching a temperature at which the piston begins to descend continuously.

測定試料は、約1.0gの樹脂を、25℃の環境下で、錠剤成型圧縮機(例えば、NT-100H、エヌピーエーシステム社製)を用いて約10MPaで、約60秒間圧縮成型し、直径約8mmの円柱状としたものを用いる。 The measurement sample was obtained by compression molding about 1.0 g of resin at about 10 MPa for about 60 seconds using a tablet molding and compression machine (for example, NT-100H, manufactured by NP Systems, Inc.) in an environment of 25 ° C. A cylinder with a diameter of about 8 mm is used.

CFT-500Dの測定条件は、以下の通りである。
試験モード:昇温法
開始温度:50℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/min
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):10.0kgf(0.9807MPa)
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
The measurement conditions of CFT-500D are as follows.
Test mode: Heating method Starting temperature: 50℃
Achieved temperature: 200℃
Measurement interval: 1.0℃
Temperature increase rate: 4.0℃/min
Piston cross-sectional area: 1.000cm 2
Test load (piston load): 10.0kgf (0.9807MPa)
Preheating time: 300 seconds Die hole diameter: 1.0mm
Die length: 1.0mm

<無機微粒子の熱膨張係数(線膨張係数)の測定方法>
無機微粒子の熱膨張係数は、以下のようにして算出する。
<Method for measuring the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of inorganic fine particles>
The thermal expansion coefficient of inorganic fine particles is calculated as follows.

下記装置を下記条件にて使用し、無機微粒子の格子定数を測定する。
・測定装置:MiniFlex600(商品名、株式会社リガク社製)
試料中温アタッチメント ホットプレート
・X線源:Cu-Kα線
・スリット系:DS=SS=1.25°、RS=0.3mm
・検出器:シンチレーションカウンター
・スキャン方式:2θ-θ連続スキャン
・測定範囲(2θ):5-60°
・ステップ幅(2θ):0.02°
・スキャン速度:1°/min
・測定温度:30℃/50℃/70℃/100℃
目標温度に到達してから10分後に測定
The lattice constant of inorganic fine particles is measured using the following apparatus under the following conditions.
・Measuring device: MiniFlex600 (product name, manufactured by Rigaku Co., Ltd.)
Sample medium temperature attachment Hot plate/X-ray source: Cu-Kα ray/slit system: DS=SS=1.25°, RS=0.3mm
・Detector: Scintillation counter ・Scan method: 2θ-θ continuous scan ・Measurement range (2θ): 5-60°
・Step width (2θ): 0.02°
・Scan speed: 1°/min
・Measurement temperature: 30℃/50℃/70℃/100℃
Measured 10 minutes after reaching the target temperature

得られたグラフと無機材料データベースを元に、各温度でのa軸、b軸、c軸の格子定数を求め、体積膨張変化を線膨張換算し、熱膨張係数を求める。 Based on the graph obtained and the inorganic material database, the lattice constants of the a-axis, b-axis, and c-axis at each temperature are determined, and the change in volumetric expansion is converted into linear expansion to determine the coefficient of thermal expansion.

<無機微粒子の個数平均粒径の測定方法>
無機微粒子の個数平均粒径は、日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S-4800((株)日立ハイテクノロジーズ)にて撮影されたトナーから分離した無機微粒子(トナーに顔料が含まれる場合は顔料との混合物)の画像から算出される。S-4800の画像撮影条件は以下のとおりである。
<Method for measuring number average particle size of inorganic fine particles>
The number average particle size of the inorganic fine particles is the inorganic fine particles separated from the toner (if the toner contains pigments) taken with a Hitachi ultra-high resolution field emission scanning electron microscope S-4800 (Hitachi High-Technologies Corporation). (mixture with pigment). The image shooting conditions for S-4800 are as follows.

(1)試料作製
試料台(アルミニウム試料台15mm×6mm)に導電性ペーストを薄く塗り、その上にトナーから分離した無機微粒子を吹きつける。さらにエアブローして、余分な無機微粒子を試料台から除去し十分乾燥させる。試料台を試料ホルダにセットし、試料高さゲージにより試料台高さを36mmに調節する。
(1) Sample Preparation A conductive paste is applied thinly to a sample stand (aluminum sample stand 15 mm x 6 mm), and inorganic fine particles separated from toner are sprayed onto it. Further, air is blown to remove excess inorganic fine particles from the sample stage and thoroughly dry it. Set the sample stage in the sample holder, and adjust the height of the sample stage to 36 mm using the sample height gauge.

(2)S-4800観察条件設定
個数平均粒径の算出は、S-4800の反射電子像観察により得られた画像を用いて行う。S-4800の筺体に取り付けられているアンチコンタミネーショントラップに液体窒素を溢れるまで注入し、30分間置く。S-4800の「PC-SEM」を起動し、フラッシング(電子源であるFEチップの清浄化)を行う。画面上のコントロールパネルの加速電圧表示部分をクリックし、[フラッシング]ボタンを押し、フラッシング実行ダイアログを開く。フラッシング強度が2であることを確認し、実行する。フラッシングによるエミッション電流が20~40μAであることを確認する。試料ホルダをS-4800筺体の試料室に挿入する。コントロールパネル上の[原点]を押し試料ホルダを観察位置に移動させる。
(2) Setting S-4800 observation conditions Calculation of the number average particle diameter is performed using images obtained by backscattered electron image observation of the S-4800. Pour liquid nitrogen into the anti-contamination trap attached to the S-4800 housing until it overflows, and leave it for 30 minutes. Start up the "PC-SEM" of the S-4800 and perform flushing (cleaning of the FE chip, which is the electron source). Click the acceleration voltage display area of the control panel on the screen and press the [Flushing] button to open the flushing execution dialog. Check that the flushing strength is 2 and execute. Confirm that the emission current due to flushing is 20 to 40 μA. Insert the sample holder into the sample chamber of the S-4800 housing. Press [Origin] on the control panel to move the sample holder to the observation position.

加速電圧表示部をクリックしてHV設定ダイアログを開き、加速電圧を[1.1kV]、エミッション電流を[20μA]に設定する。オペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、信号選択を[SE]に設置し、SE検出器を[上(U)]および[+BSE]を選択し、[+BSE]の右の選択ボックスで[L.A.100]を選択し、反射電子像で観察するモードにする。同じくオペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、電子光学系条件ブロックのプローブ電流を[Normal]に、焦点モードを[UHR]に、WDを[4.5mm]に設定する。コントロールパネルの加速電圧表示部の[ON]ボタンを押し、加速電圧を印加する。 Click the acceleration voltage display area to open the HV setting dialog, and set the acceleration voltage to [1.1 kV] and the emission current to [20 μA]. In the [Basic] tab of the operation panel, set the signal selection to [SE], select the SE detector to [Upper (U)] and [+BSE], and select [ in the selection box to the right of [+BSE]. L. A. 100] to set the mode for observation using a backscattered electron image. Similarly, in the [Basics] tab of the operation panel, set the probe current of the electron optical system condition block to [Normal], the focus mode to [UHR], and the WD to [4.5 mm]. Press the [ON] button on the acceleration voltage display section of the control panel to apply acceleration voltage.

(3)焦点調整
操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。その後、倍率を80,000(80k)倍に設定し、上記と同様にフォーカスつまみ、STIGMA/ALIGNMENTつまみを使用して焦点調整を行い、再度オートフォーカスでピントを合わせる。この操作を再度繰り返し、ピントを合わせる。ここで、観察面の傾斜角度が大きいと個数平均粒径の測定精度が低くなりやすいので、ピント調整の際に観察面全体のピントが同時に合うものを選ぶことで、表面の傾斜が極力無いものを選択して解析する。
(3) Focus adjustment Rotate the focus knob [COARSE] on the operation panel and adjust the aperture alignment when the image is in focus to a certain extent. Click [Align] on the control panel to display the alignment dialog and select [Beam]. Rotate the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) on the operation panel to move the displayed beam to the center of the concentric circles. Next, select [Aperture] and turn the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) one by one to stop or minimize the image movement. Close the aperture dialog and use autofocus to focus. Then, set the magnification to 80,000 (80k) times, adjust the focus using the focus knob and STIGMA/ALIGNMENT knob in the same way as above, and focus again using autofocus. Repeat this operation again to focus. If the angle of inclination of the observation surface is large, the accuracy of measuring the number average particle size tends to decrease, so when adjusting the focus, select a device that allows the entire observation surface to be brought into focus at the same time, so that there is as little surface inclination as possible. Select and analyze.

(4)画像保存
ABCモードで明るさ合わせを行い、サイズ640×480ピクセルで写真撮影して保存する。この画像ファイルを用いて下記の解析を行う。少なくとも500個の無機微粒子の粒径を測定して、個数平均粒径を算出するため、必要な個数が得られるよう、同じ無機微粒子を撮影しないように複数個所で撮影し、画像を得る。
(4) Image saving Adjust the brightness in ABC mode, take a photo with a size of 640 x 480 pixels, and save it. The following analysis will be performed using this image file. In order to calculate the number average particle size by measuring the particle size of at least 500 inorganic fine particles, in order to obtain the required number of inorganic fine particles, images are taken at multiple locations so as not to photograph the same inorganic fine particle.

(5)画像解析
少なくとも500個の無機微粒子について粒径を測定して、個数平均粒径を求める。本発明では画像解析ソフトImage-Pro Plus ver.5.0を用いて、上述した手法で得た画像を2値化処理することで個数平均粒径を算出する。
(5) Image analysis Measure the particle size of at least 500 inorganic fine particles to determine the number average particle size. In the present invention, image analysis software Image-Pro Plus ver. 5.0, the number average particle diameter is calculated by binarizing the image obtained by the method described above.

トナーから分離した無機微粒子に顔料などが混入している場合、予めエネルギー分散型X線分析装置(EDS)による元素分析や、粒径・形状による判別を行い、測定したい無機微粒子以外の粒子を除外した上で測定を行う。 If the inorganic fine particles separated from the toner contain pigments, etc., perform elemental analysis using an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS) and distinguish them based on particle size and shape, and exclude particles other than the inorganic fine particles to be measured. After that, perform the measurement.

<無機微粒子の含有量(体積%)の測定方法>
上記の個数平均粒径を算出したSEM画像を用い算出する。全体の面積と粒子の面積の比率を算出し、その比を3/2乗することで体積%として測定する。
<Method for measuring the content (volume %) of inorganic fine particles>
The number average particle diameter is calculated using the SEM image from which the above number average particle diameter was calculated. The ratio of the total area to the particle area is calculated, and the ratio is raised to the 3/2 power to measure as volume %.

〔本発明の実施形態に含まれる構成〕
本実施形態の開示は、以下の構成を含む。
(構成1)結着樹脂と無機微粒子とを含有する樹脂組成物を溶融混練して溶融混練物を得る溶融混練工程、および該溶融混練物を冷却固化した後、冷却固化物を粉砕して粉砕物を得る粉砕工程、を有するトナーの製造方法であって、
該結着樹脂の流出開始温度をT1(℃)としたとき、該無機微粒子は30℃以上T1℃以下の温度範囲において常に、熱膨張係数が-0.1×10-6(/K)以下であることを特徴とするトナーの製造方法。
(構成2)該無機微粒子が、六方晶リン酸ジルコニウム粒子である構成1に記載のトナーの製造方法。
(構成3)該無機微粒子の含有量が、該樹脂組成物に対し、0.3体積%以上6.5体積%以下である構成1または2に記載のトナーの製造方法。
(構成4)該無機微粒子の含有量が、樹脂組成物に対し、1.5体積%以上4.5体積%以下である構成1または2に記載のトナーの製造方法。
(構成5)該無機微粒子は、該冷却固化物における個数平均粒径が0.3μm以上3.0μm以下である構成1~4のいずれかに記載のトナーの製造方法。
(構成6)該無機微粒子は、該冷却固化物における個数平均粒径が0.5μm以上3.0μm以下である構成1~4のいずれかに記載のトナーの製造方法。
[Configuration included in the embodiment of the present invention]
The disclosure of this embodiment includes the following configurations.
(Structure 1) A melt-kneading step of melt-kneading a resin composition containing a binder resin and inorganic fine particles to obtain a melt-kneaded product, and cooling and solidifying the melt-kneaded product, and then crushing and pulverizing the cooled-solidified product. A method for producing a toner, the method comprising: a pulverizing step to obtain a toner;
When the outflow start temperature of the binder resin is T1 (°C), the inorganic fine particles always have a coefficient of thermal expansion of -0.1×10 -6 (/K) or less in the temperature range of 30°C or more and T1°C or less. A method for producing a toner, characterized in that:
(Structure 2) The method for producing a toner according to Structure 1, wherein the inorganic fine particles are hexagonal zirconium phosphate particles.
(Structure 3) The method for producing a toner according to Structure 1 or 2, wherein the content of the inorganic fine particles is 0.3% by volume or more and 6.5% by volume or less with respect to the resin composition.
(Structure 4) The method for producing a toner according to Structure 1 or 2, wherein the content of the inorganic fine particles is 1.5% by volume or more and 4.5% by volume or less based on the resin composition.
(Structure 5) The method for producing a toner according to any one of Structures 1 to 4, wherein the inorganic fine particles have a number average particle diameter of 0.3 μm or more and 3.0 μm or less in the cooled and solidified product.
(Structure 6) The method for producing a toner according to any one of Structures 1 to 4, wherein the inorganic fine particles have a number average particle diameter of 0.5 μm or more and 3.0 μm or less in the cooled and solidified product.

以下の実施例において、部数は質量部基準である。 In the following examples, parts are based on parts by weight.

<結着樹脂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部(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部(多価カルボン酸総モル数に対して96.0mol%)
・2-エチルヘキサン酸錫(エステル化触媒):0.5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。
<Production example of binder resin L>
・Polyoxypropylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane: 72.0 parts (100.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric alcohol)
・Terephthalic acid: 28.0 parts (96.0 mol% based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
- Tin 2-ethylhexanoate (esterification catalyst): 0.5 part The above materials were weighed into a reaction tank equipped with a cooling tube, a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a thermocouple. Next, after purging the inside of the flask with nitrogen gas, the temperature was gradually raised while stirring, and 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。
・無水トリメリット酸:3部(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L(重量平均分子量5100)を得た。
Furthermore, the pressure inside the reaction tank was lowered to 8.3 kPa and maintained for 1 hour, then cooled to 180° C. and returned to atmospheric pressure.
- Trimellitic anhydride: 3 parts (4.0 mol% based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
・Tert-butylcatechol (polymerization inhibitor): 0.1 part After that, the above materials were added, the pressure inside the reaction tank was lowered to 8.3 kPa, and the reaction was carried out for 1 hour while maintaining the temperature at 180°C, and ASTM D36- After confirming that the softening point measured in accordance with No. 86 had reached 90° C., the temperature was lowered to stop the reaction, and a binder resin L (weight average molecular weight: 5100) was obtained.

<結着樹脂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部(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部(多価カルボン酸総モル数に対して65.0mol%)
・フマル酸:2.9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 binder resin H>
・Polyoxypropylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane: 72.3 parts (100.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric alcohol)
・Terephthalic acid: 18.3 parts (65.0 mol% based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
・Fumaric acid: 2.9 parts (0.03 mol; 15.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric carboxylic acids)
- Tin 2-ethylhexanoate (esterification catalyst): 0.5 part The above materials were weighed into a reaction tank equipped with a cooling tube, a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a thermocouple. Next, after purging the inside of the flask with nitrogen gas, the temperature was gradually raised while stirring, and the mixture was reacted 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。
・無水トリメリット酸:6.5部(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H(重量平均分子量77100)を得た。
Furthermore, the pressure inside the reaction tank was lowered to 8.3 kPa and maintained for 1 hour, then cooled to 180°C and returned to atmospheric pressure.
- Trimellitic anhydride: 6.5 parts (20.0 mol% based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
・Tert-butylcatechol (polymerization inhibitor): 0.1 part After that, the above materials were added, the pressure inside the reaction tank was lowered to 8.3 kPa, and the reaction was carried out for 15 hours while maintaining the temperature at 160°C, and ASTM D36- After confirming that the softening point measured according to No. 86 had reached 137° C., the temperature was lowered to stop the reaction, and binder resin H (weight average molecular weight 77,100) was obtained.

<無機微粒子1~9>
無機微粒子1は六方晶リン酸ジルコニウム粒子(ウルテアWH2;東亞合成社製)を用い、無機微粒子2~6はウルテアWH2を、気流式分級機を用い分級することで粒径を変えたものを用いた。
<Inorganic fine particles 1 to 9>
Inorganic fine particles 1 used hexagonal zirconium phosphate particles (Ultair WH2; manufactured by Toagosei Co., Ltd.), and inorganic fine particles 2 to 6 used Ultair WH2 whose particle size was changed by classifying it using an air classifier. there was.

無機微粒子7は炭酸カルシウム粒子(軽質炭酸カルシウム;丸尾カルシウム社製)を用いた。無機微粒子8はシリカ粒子(シルフィルNHM-3N;トクヤマ社製)を用いた。無機微粒子9は層状リン酸ジルコニウム粒子(層状リン酸ジルコニウム;Aldrich社製)を用いた。 As the inorganic fine particles 7, calcium carbonate particles (light calcium carbonate; manufactured by Maruo Calcium Co., Ltd.) were used. As the inorganic fine particles 8, silica particles (Silfil NHM-3N; manufactured by Tokuyama Corporation) were used. As the inorganic fine particles 9, layered zirconium phosphate particles (layered zirconium phosphate; manufactured by Aldrich) were used.

無機微粒子1~9の物性は表1の通りである。表1における熱膨張係数を求める際のT1は、後述の実施例1等における結着樹脂(結着樹脂L+結着樹脂H)の85.5℃である。また、無機微粒子1~6の熱膨張係数は、30℃~85.5℃の範囲において、表中の値(-2×10-6(/K))が最大値であった。また、無機微粒子7~9の熱膨張係数は、30℃~85.5℃の範囲において、表中の値(それぞれ10×10-6(/K)、0.55×10-6(/K)、0.8×10-6(/K))が最小値であった。 The physical properties of inorganic fine particles 1 to 9 are shown in Table 1. T1 when determining the coefficient of thermal expansion in Table 1 is 85.5° C. for the binder resin (binder resin L+binder resin H) in Example 1, etc. described below. Furthermore, the thermal expansion coefficients of the inorganic fine particles 1 to 6 had the maximum value (-2×10 -6 (/K)) in the range of 30° C. to 85.5° C. in the table. In addition, the thermal expansion coefficients of inorganic fine particles 7 to 9 are the values shown in the table (10×10 -6 (/K) and 0.55×10 -6 (/K), respectively, in the range of 30°C to 85.5°C. ), 0.8×10 −6 (/K)) was the minimum value.

Figure 2023170729000001
Figure 2023170729000001

〔実施例1〕
<トナー1の製造>
(溶融混練工程・粗粉砕工程)
・結着樹脂L 80部
・結着樹脂H 20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部
・C.I.ピグメントブルー15:3 7部
・無機微粒子1 10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。
[Example 1]
<Manufacture of toner 1>
(melt kneading process/coarse grinding process)
- Binder resin L 80 parts - Binder resin H 20 parts - Fischer-Tropsch wax (hydrocarbon wax, maximum endothermic peak temperature 90°C) 8 parts - C.I. I. Pigment Blue 15:3 7 parts / Inorganic fine particles 1 10 parts The above materials were mixed using a Henschel mixer (model FM-75, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) at a rotation speed of 20 s -1 and a rotation time of 5 min. The mixture was kneaded using a shaft kneader (PCM-30 model, manufactured by Ikegai Co., Ltd.). The barrel temperature during kneading was set so that the outlet temperature of the kneaded product was 120°C. The outlet temperature of the kneaded material was directly measured using a handy type thermometer HA-200E manufactured by Anritsu Keiki Co., Ltd.

得られた混練物を30℃まで1分で冷却し、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。 The obtained kneaded product was cooled to 30° C. in 1 minute, and coarsely ground using a pin mill to a volume average particle size of 100 μm or less to obtain a coarsely ground product.

(微粉砕工程)
上記粗砕物を微粉砕する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、図1の装置(装置1)を用いた。装置1の構成で粗砕物のフィード20kg/h、回転子の回転数を周速170m/s、回転子と固定子とギャップ1.0mm、冷風温度-10℃、冷風風量8m3/minで運転を行い、トナー1を製造した。
(Fine grinding process)
As a configuration of a pulverizer for pulverizing the above-mentioned coarsely crushed material, a mechanical pulverizer (Turbo Mill T250-CRS-rotor shape RS type manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.) was modified and the apparatus shown in FIG. 1 (apparatus 1) was used. With the configuration of device 1, the feed rate of crushed material is 20 kg/h, the rotation speed of the rotor is 170 m/s, the gap between the rotor and stator is 1.0 mm, the cold air temperature is -10°C, and the cold air flow is 8 m 3 /min. Toner 1 was produced.

〔実施例2〕
<トナー1’の製造>
(微粉砕工程)
上記実施例1における粗砕物を微粉砕する粉砕装置の構成として、図2に示したホソカワミクロン社製ジェットミル粉砕機(PICOJET粉砕機;装置2)を用いた。装置2の構成で粉砕室内の衝突板への被粉砕物の加速噴射速度は8.8m/sで運転を行い、トナー1’を製造した。
[Example 2]
<Manufacture of toner 1'>
(Fine grinding process)
As the configuration of the pulverizer for pulverizing the coarsely crushed material in Example 1, a jet mill pulverizer manufactured by Hosokawa Micron Corporation (PICOJET pulverizer; device 2) shown in FIG. 2 was used. Toner 1' was manufactured by operating apparatus 2 with the configuration of apparatus 2 at an accelerated injection speed of 8.8 m/s of the material to be crushed to the collision plate in the crushing chamber.

〔実施例3~13、比較例1~3〕
無機微粒子1を、それぞれ表2に示す無機微粒子及び量とするほかは、実施例1と同様に粗砕物を得、更に実施例1と同様の装置1及び運転条件でトナー2~16を得た。
[Examples 3 to 13, Comparative Examples 1 to 3]
Crushed products were obtained in the same manner as in Example 1, except that inorganic fine particles 1 were changed to the inorganic fine particles and amounts shown in Table 2, and toners 2 to 16 were obtained using the same apparatus 1 and operating conditions as in Example 1. .

Figure 2023170729000002
Figure 2023170729000002

[評価]
得られたトナー1~16の粒度分布であるD4を測定し、下記評価基準にてD4の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[evaluation]
D4, which is the particle size distribution of the obtained toners 1 to 16, was measured, and D4 was evaluated based on the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in Table 3.

<評価基準>
A:D4が6.00μm未満 (非常に優れている)
B:D4が6.00μm以上、6.20μm未満 (優れている)
C:D4が6.20μm以上、6.40μm未満 (良好である)
D:D4が6.40μm以上、6.60μm未満 (本発明では問題ないレベルである)
E:D4が6.60μm以上 (本発明では許容できない)
<Evaluation criteria>
A: D4 is less than 6.00μm (very excellent)
B: D4 is 6.00 μm or more and less than 6.20 μm (excellent)
C: D4 is 6.20 μm or more and less than 6.40 μm (good)
D: D4 is 6.40 μm or more and less than 6.60 μm (this is a level that poses no problem in the present invention)
E: D4 is 6.60 μm or more (unacceptable according to the present invention)

Figure 2023170729000003
Figure 2023170729000003

比較例1は、炭酸カルシウム微粒子を添加した。フィラーの効果でやや粉砕性はよくなるもの、負の熱膨張性によるクラックの効果を得られていない。よって本発明では許容できない粉砕性となり、粒径も大きくなったと推測される。 In Comparative Example 1, calcium carbonate fine particles were added. The effect of the filler improves the crushability somewhat, but the effect of cracking due to negative thermal expansion is not achieved. Therefore, it is presumed that the present invention resulted in unacceptable grindability and increased particle size.

比較例2は、シリカを添加した。比較例1と同様、フィラーの効果でやや粉砕性はよくなるもの、負の熱膨張性によるクラックの効果を得られていない。よって本発明では許容できない粉砕性となり、粒径も大きくなったと推測される。 In Comparative Example 2, silica was added. Similar to Comparative Example 1, the effect of the filler improved the crushability somewhat, but the effect of cracking due to negative thermal expansion was not obtained. Therefore, it is presumed that the present invention resulted in unacceptable grindability and increased particle size.

比較例3は、層状のリン酸ジルコニウムを添加した。比較例1と同様、フィラーの効果でやや粉砕性はよくなるもの、負の熱膨張性によるクラックの効果を得られていない。よって本発明では許容できない粉砕性となり、粒径も大きくなったと推測される。 In Comparative Example 3, layered zirconium phosphate was added. Similar to Comparative Example 1, the effect of the filler improved the crushability somewhat, but the effect of cracking due to negative thermal expansion was not achieved. Therefore, it is presumed that the present invention resulted in unacceptable grindability and increased particle size.

比較例4は、フィラーを添加していない。フィラーの効果も得られず、本発明では許容できない粉砕性となり、粒径も大きくなったと推測される。 In Comparative Example 4, no filler was added. It is presumed that the effect of the filler was not obtained, and the crushability was unacceptable in the present invention, and the particle size also increased.

101:供給口、102:渦巻室、、103:回転子、104:固定子、105:後室、106:排出口、107:回転軸、108:冷風発生装置、109:冷水供給口、110:冷水排出口、231:粉砕機、232:分級機、233:原料供給機、234:搬送管、235:ノズル、236:衝突板、237:粉砕室、238:コレクター、239:本体ホッパー部、240:センターコア、241:セパレートコア、242:排出管、243:二次エアー供給口 101: Supply port, 102: Vortex chamber, 103: Rotor, 104: Stator, 105: Rear chamber, 106: Discharge port, 107: Rotating shaft, 108: Cold air generator, 109: Cold water supply port, 110: Cold water outlet, 231: Grinding machine, 232: Classifier, 233: Raw material supply machine, 234: Conveying pipe, 235: Nozzle, 236: Collision plate, 237: Grinding chamber, 238: Collector, 239: Main body hopper section, 240 : Center core, 241: Separate core, 242: Discharge pipe, 243: Secondary air supply port

Claims (6)

結着樹脂と無機微粒子とを含有する樹脂組成物を溶融混練して溶融混練物を得る溶融混練工程、および該溶融混練物を冷却固化した後、冷却固化物を粉砕して粉砕物を得る粉砕工程、を有するトナーの製造方法であって、
該結着樹脂の流出開始温度をT1(℃)としたとき、該無機微粒子は30℃以上T1℃以下の温度範囲において常に、熱膨張係数が-0.1×10-6(/K)以下であることを特徴とするトナーの製造方法。
A melt-kneading step in which a resin composition containing a binder resin and inorganic fine particles is melt-kneaded to obtain a melt-kneaded product, and a pulverization step in which the melt-kneaded product is cooled and solidified, and then the cooled and solidified product is pulverized to obtain a pulverized product. A method for producing a toner, comprising the steps of:
When the outflow start temperature of the binder resin is T1 (°C), the inorganic fine particles always have a coefficient of thermal expansion of -0.1×10 -6 (/K) or less in the temperature range of 30°C or more and T1°C or less. A method for producing a toner, characterized in that:
該無機微粒子が、六方晶リン酸ジルコニウム粒子である請求項1に記載のトナーの製造方法。 The method for producing a toner according to claim 1, wherein the inorganic fine particles are hexagonal zirconium phosphate particles. 該無機微粒子の含有量が、該樹脂組成物に対し、0.3体積%以上6.5体積%以下である請求項1または2に記載のトナーの製造方法。 3. The method for producing a toner according to claim 1, wherein the content of the inorganic fine particles is 0.3% by volume or more and 6.5% by volume or less based on the resin composition. 該無機微粒子の含有量が、該樹脂組成物に対し、1.5体積%以上4.5体積%以下である請求項1または2に記載のトナーの製造方法。 3. The method for producing a toner according to claim 1, wherein the content of the inorganic fine particles is 1.5% by volume or more and 4.5% by volume or less based on the resin composition. 該無機微粒子は、該冷却固化物における個数平均粒径が0.3μm以上3.0μm以下である請求項1または2に記載のトナーの製造方法。 3. The method for producing a toner according to claim 1, wherein the inorganic fine particles have a number average particle diameter of 0.3 μm or more and 3.0 μm or less in the cooled and solidified product. 該無機微粒子は、該冷却固化物における個数平均粒径が0.5μm以上3.0μm以下である請求項1または2に記載のトナーの製造方法。 3. The method for producing a toner according to claim 1, wherein the inorganic fine particles have a number average particle diameter of 0.5 μm or more and 3.0 μm or less in the cooled and solidified product.
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