JP3890240B2 - Toner production method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子印刷の如き画像形成方法において、静電荷像を現像するためのトナー、または、トナージェット方式の画像形成方法におけるトナー定着画像を形成するためのトナーの製造方法に関し、特に、トナー像を転写材の如きプリントシートに加熱定着させる定着方式に供されるトナーの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真法、静電写真法及び静電印刷法の如き画像形成方法では、静電荷像を現像するためのトナーが使用される。一般にトナーの製造方法としては、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を原料とし、さらに必要に応じて、粒子に電荷を付与させるための荷電制御剤や、離型剤としてのワックス、及び流動性付与剤等の他の添加剤を加えて乾式混合し、しかる後、混練機などにより加熱、溶融、分散を行い均一な組成物とした後、これを冷却して、粉砕、分級することによりトナーを製造する方法が、大量生産性、コスト等の観点から現在の主流となっている。しかし、こうした混練粉砕法で製造したトナー粒子は形状が不揃いであるため、トナー特性にバラツキを生じ、最近の電子写真装置の小型化、簡素化、高画質化、フルカラー化の動向においてトナーに要求される性能は非常に高度化しており、現状に十分満足できていない。
【0003】
さらに近年、フルカラー化、クリーナーレスや廃トナー量削減達成のために、トナーの転写性の向上が求められていることから、トナーの形状を球形化することが必須となってきている。
【0004】
例えば、特開昭63−235953号公報においては、機械的衝撃力により球形化したトナーが提案されている。しかしながら、転写効率はいまだ不十分であり、さらなる改良が必要である。
【0005】
従来の機械的衝撃力による方法においては、球形化には多くの衝撃、摩擦が必要であるため、球形化処理は回分式(循環)処理が中心である。機械的衝撃力による球形化処理の際には、球形化に伴う衝撃力による粉砕作用により極小さな微粉が発生するため、球形化処理後に、極小微粉の除去が必要となる。また場合によっては、この極小微粉が、回分式(循環)処理されている間にトナー表面に付着し、トナー表面の組成の偏在を生じさせるため、トナー特性に弊害を生じ好ましくない。
【0006】
トナー形状を球形化する方法としては、上記の機械的衝撃力による方法の他にも、熱風により表面を溶融する方法、熱を利用する方法等があるが、トナーは熱により表面組成が変化する問題があり、特に離型剤として添加するワックス成分の存在状態が変化するため、熱により表面を溶融する方法は好ましくない。
【0007】
近年、複写機の省エネルギー対策として、圧力により転写材の如き記録材に定着させるために、結着樹脂としてワックスのような軟質のものを使用したり、加熱式定着の場合であっても定着スピードを速くしたり、定着に要する消費電力を少なくかつ低温でトナーを定着させるために、低ガラス転移点の、または、低軟化点の結着樹脂を使用するようになってきており、特に、熱により表面を溶融する方法は好ましくない。
【0008】
一方、微粉砕手段としては、各種粉砕装置が用いられるが、その中でも結着樹脂を主とするトナー粗砕物の粉砕には、図1に示す如きジェット気流の如き高圧気体を用いたジェット気流式粉砕機、特に衝突式気流粉砕機が用いられている。
【0009】
ジェット気流の如き高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機は、ジェット気流で粉体原料を搬送し、加速管の出口より噴射し、粉体原料を加速管の出口の開口面に対向して設けた衝突部材の衝突面に衝突させて、その衝撃力により粉体原料を粉砕している。
【0010】
近年、環境問題への対応から、製造装置の省エネルギー化が求められており、多量のエアーを必要とする衝突式気流粉砕機に代わりに、電力消費の少ない機械式粉砕機が着目されている。
【0011】
例えば、図10に示す機械式粉砕機では、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転体である回転子(図11参照)と、該回転子表面と一定間隔を保持して回転子の周囲に配置されている固定子とを有し、且つ該間隔を保持することによって形成される環状空間が気密状態となるように構成されている。
【0012】
このような機械式粉砕機は、衝突式気流粉砕機のように多量なエアーを使用する必要がないため、電力消費が少なく、近年求められている装置の省エネルギー化に対応できる。また、機械式粉砕機により粉砕されたトナーは、機械的衝撃力によりその形状は丸みを帯びる、さらに、粉砕限界があるため微粉の発生が少ないという利点を有している。
【0013】
しかしながら、近年、複写機やプリンター等の高画質化・高精細化に伴い、トナーに要求される性能も一段と厳しくなり、求められるトナーの粒子径はさらに小さくなり、粉砕性の悪い結着樹脂、例えばポリエステル樹脂を用いたトナー材料の場合、機械式粉砕機では、粉砕限界があり、重量平均粒径が7μm以下に(さらには、6μm以下に)粉砕することは、困難である。
【0014】
また、機械式粉砕機を高性能な分級機と組合せ閉回路を組み粉砕を行えば、重量平均粒径が7μm以下(さらには、6μm以下)の微粉砕品を得ることは可能であるが、処理能力が減少するだけではなく、円形度も低いものしか得られない。また、このような小さな粒径にまで粉砕を行うためには、閉回路内での循環量が多くなり、機械的衝撃力を多くの受けるため、機械的衝撃力による発熱によりトナーの表面組成が変化する問題があり、特に離型剤として添加するワックス成分の存在状態が変化するため好ましくない。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、こうした問題点を解消して、より高精細・高画質なトナー粒子が得られる製造方法を提供することにある。
【0016】
本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点を解決して、静電荷像現像用トナーを効率よく製造する製造方法を提供することにある。
【0017】
本発明の目的は、少なくとも、結着樹脂及び着色剤を含有する組成物を溶融混練し、混練物を冷却固化し、固化物を微粉砕して微粉砕物を得る工程、及び得られた微粉砕物を表面改質処理し表面改質処理粒子を得る表面改質工程を有するトナーの製造方法において、
表面改質時における熱の影響や微粉の発生を抑制し、トナーの表面形状を任意にコントロールでき、且つ、トナーの表面形状をコントロールすることにより、良好な現像性、転写性並びにクリーニング性、及び安定した帯電性を有する、長寿命のトナーが得られるトナーの製造方法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有する組成物を溶融混練し、得られた混練物を冷却固化し、冷却固化物を微粉砕して微粉砕物を得る微粉砕工程、及び得られた微粉砕物を表面改質処理し表面改質処理粒子を得る表面改質工程を有するトナーの製造方法において、
該微粉砕工程が、ジェット気流の如き高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機を用い、重量平均粒径3〜11μmの微粉砕物を得る工程であり、
該表面改質工程が、回分式の表面改質装置を用いて行われ、該回分式の表面改質装置には、所定粒径以下の微粒子を装置外へ連続的に排出除去する分級手段と、機械式衝撃力を用いる表面処理手段、及び該分級手段と該表面処理手段との間の空間を第一の空間と第二の空間とに仕切る案内手段を有し、
該微粉砕物を第一の空間に導入し、該分級手段により所定粒径以下の微粒子を装置外へ連続的に排出除去しながら、第二の空間を経由して、機械式衝撃力を用いる該表面処理手段へ導入して表面改質処理を行い、再び第一の空間へ循環させることにより、所定時間分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理とを繰り返すことにより、所定粒径以下の微粒子が所定量除かれた表面改質処理粒子を得る工程であり、
該表面改質工程の機械式衝撃力を用いる表面処理が、上面に角型のディスク或いは円筒型のピンを複数個有し、高速で回転する円盤上の回転体と、該回転体との間に間隔をおいて固定配置される固定体とからなる表面処理装置により行われることを特徴としている。
【0019】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に係る微粉砕装置について図を用いて詳述する。
【0020】
図1及び図2は、本発明に使用するジェット気流の如き高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機の一例を示す。
【0021】
衝突式気流粉砕機は、図3または図4に示すように気流分級機と閉回路を組み、所望の粒径以上の粒子を粉砕機へ戻すことにより、分級機の微粉側から、微粉砕品を取り出す。
【0022】
ここで用いられる気流分級機としては、図5または図6のような可動部を持たない固定壁型の分級機と、図7のような回転ローターを備えたローター回転式の気流分級機があるが、重量平均粒径が7μm以下(さらには、6μm以下)のような、より小さな微粉砕品を得ようとする場合、気流分級機は、強制的に分級気流の速度を上げることのできる回転ローターを備えたローター回転式の気流分級機が好ましい。
【0023】
また、真比重が1.2g/cm3以下の小さな比重のトナー材料を粉砕する場合にも、同様に強制的に分級気流の速度を上げることのできる回転ローターを備えたローター回転式の気流分級機が好ましい。
【0024】
次に、表面改質工程で使用される表面改質装置及び表面改質装置を利用したトナーの製造方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【0025】
図8は、本発明に使用する表面改質装置の一例を示し、図9は図8において高速回転する回転子の上面図の一例を示す。
【0026】
図8に示す表面改質装置では、ケーシング15、冷却水或いは不凍液を通水できるジャケット(図示しない)、表面改質手段である、ケーシング15内にあって中心回転軸に取り付けられた、上面に角型のディスク型或いは円筒型のピン10を複数個有し、高速で回転する円盤上の回転体である分散ローター6、分散ローター6の外周に一定間隔を保持して配置されている表面に多数の溝が設けられているライナー4(尚、ライナー表面上の溝はなくても構わない)、さらに、表面改質された原料を所定粒径に分級するための手段である分級ローター1、さらに、冷風を導入するための冷風導入口5、被処理原料を導入するための原料供給口3、さらに、表面改質時間を自在に調整可能となるように、開閉可能なように設置された排出弁8、処理後の粉体を排出するための粉体排出口7、さらに、分級手段である分級ローター1と表面改質手段である分散ローター6−ライナー4との間の空間を、分級手段へ導入される前の第一の空間11と、分級手段により微粉を分級除去された粒子を表面処理手段へ導入するための第二の空間12に仕切る案内手段である円筒形のガイドリング9とから構成されている。分散ローター6とライナー4との間隙部分が表面改質ゾーンであり、分級ローター4及びローター周辺部分が分級ゾーンである。
【0027】
尚、分級ローター1の設置方向は図8に示したように縦型でもかまわないし、横型でも構わない。また、分級ローター1の個数は図8に示したように単体でもかまわないし、複数でもかまわない。
【0028】
以上のように構成してなる表面改質装置では、排出弁8を閉とした状態で原料供給口3から微粉砕品を一定量投入すると、投入された微粉砕品は、まずブロワー(図示しない)により吸引され、分級ローター1で分級される。その際、分級された所定粒径以下の微粉は装置外へ連続的に排出除去され、所定粒径以上の粗粉は遠心力によりガイドリング(案内板)9の内周(第二の空間12)に沿いながら分散ローター6により発生する循環流に乗り表面改質ゾーンへ導かれる。表面改質ゾーンに導かれた原料は分散ローター6とライナー4間で機械式衝撃力を受け、表面改質処理される。表面改質された表面改質粒子は、機内を通過する冷風に乗って、ガイドリング9の外周(第一の空間11)に沿いながら分級ゾーンに導かれ、分級ローター1により、さらに微粉は機外へ排出され、粗粉は、循環流に乗り、再度第二の空間12に戻され、表面改質ゾーンで繰り返し表面改質作用を受ける。一定時間経過後、排出弁8を開とし、排出口7より表面改質粒子を回収する。
【0029】
本発明のトナーの製造方法の特徴は、ジェット気流の如き高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機を使用してトナー原料を微粉砕し、且つ、微粉砕されたトナーを図8に示す如き回分式の表面改質装置を使用することにより、微粉除去分級を連続的に行いながらトナーの表面形状を任意にコントロールを行うことによりシャープな粒度分布を持つ表面改質粒子を得ることである。
【0030】
すなわち、本発明者らが鋭意検討した結果、粉砕工程ではジェット気流の如き高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機を用い、表面改質工程で使用する表面改質装置は、図8に示す様な、回分式の表面改質装置とし、さらに、該回分式の表面改質装置が、微粉除去を連続的に行うための分級ローターを内蔵する表面改質装置とすることが、トナーの表面改質を行う上で好ましいことが分かった。
【0031】
すなわち、本発明者が検討した結果、粉砕工程で使用する粉砕機を図1または図2に示す様な、ジェット気流の如き高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機とすることで、発熱を伴わずに、ポリエステル樹脂を結着樹脂として含有するような粉砕しづらい材料でも、7μm以下(さらには、6μm以下に)の微小粒径に粉砕することができる。さらに、表面改質工程で使用する表面改質装置を図8に示す様な回分式の表面改質装置とし、微粉除去を連続的に行うための分級ローターを内蔵するタイプとし、さらに微粉砕品を表面改質する際、該表面改質装置の表面改質ゾーンの設定を適切な状態に制御することにより、過粉砕されやすいトナーを表面改質する場合においても、表面改質時における微粉量の増加を防止し、且つ、トナーの粒度分布をシャープに分級することができる。さらに、排出弁を開放する時間を任意に設定することにより、装置内におけるトナーの滞留時間を調整でき、トナーの表面形状を任意にコントロールでき、良好な現像性、転写性並びにクリーニング性、及び安定した帯電性を有する、長寿命のトナーを得ることができる。
【0032】
トナーの表面形状は、表面改質装置内でのトナーの滞留時間に依存している。つまり、トナーの表面形状をコントロールするためには、表面改質装置内のトナーの滞留時間をコントロールすることが重要である。本発明において、表面改質工程で使用する表面改質装置を、図8に示す様な、回分式の表面改質装置とすることで、排出弁開放までの時間、分散ローター上面の歯形状及び回転周速、分散ローターとライナーとの間隔、ガイドリングと分散ローターとの間隔等を適切な状態に制御することにより、表面改質時における微粉増加を防止し、トナーの表面改質装置内での滞留時間をコントロールでき、トナーの表面形状を任意にコントロールすることができる。また、表面改質されたトナーを所定粒径に分級する分級ローターを内蔵することで、分級ローターの回転周速を適切な状態に制御することにより、所定粒子以下の微粉は装置外へ連続的に排出され、粗粉は再度表面改質できるため、所定粒径以下の微粉が除かれたシャープな粒度分布を持つ表面改質粒子を得ることができる。
【0033】
本発明者が検討した結果、表面改質装置における表面改質時間(=サイクルタイム)としては、5秒以上180秒以下、さらに好ましくは、15秒以上120秒以下であることが好ましい。表面改質時間が5秒未満の場合、改質時間が短時間過ぎるため、表面改質粒子が得られずトナー品質上好ましくない。また、改質時間が180秒超の場合、改質時間が長時間過ぎるため、表面改質時に発生する熱によるトナーの表面変質や、機内融着の発生、及び処理能力の低下を招くので、トナー生産性上好ましくない。
【0034】
尚、表面改質粒子の表面改質の度合を示すものとして、本発明においては平均円形度をその指標とした。
【0035】
本発明における平均円形度は、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本発明では東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置FPIA−1000を用いて測定を行い、測定された粒子の円形度を下式により求め、測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数で除した値を平均円形度と定義する。
【0036】
【数1】

Figure 0003890240
【0037】
測定方法としては、ノニオン型界面活性剤約0.1mgを溶解している水10mlにトナー約5mgを分散させ分散液を調製し、超音波(20kHz、50W)を分散液に3分間照射し、分散液濃度を5000〜20000個/μlとして、前記装置によりトナーの円形度を測定する。
【0038】
本発明における「平均円形度」とは、表面改質粒子の凹凸の度合を示す指標であり、トナーが完全な球形の場合1.000を示し、トナー形状が複雑になるほど平均円形度は小さな値となる。
【0039】
本発明のトナー製造方法によれば、該表面改質工程で得られた粒子の平均円形度は、該表面改質工程に導入された微粉砕品の平均円形度よりも0.01乃至0.05大きくすることができる。これは、上述した通り、該表面改質装置の表面改質時間を任意にコントロールすることにより、トナーの表面形状を任意にコントロールすることができるためである。
【0040】
本発明のトナーの製造方法によれば、表面改質工程において、微粉を除去しながら表面改質を行うため、表面改質装置で得られる表面改質粒子の個数平均径は、該表面改質工程に導入された微粉砕品の個数平均径よりも大きく、さらに、該表面改質工程に導入された微粉砕品の個数平均径をAとし、該表面改質装置で得られる粒子の個数平均径をBとした場合に、AとBが下記条件
02≦B/A≦2.00
を満足していることが好ましい。
【0041】
さらに、本発明のトナーの製造方法においては、該表面改質装置内に導入する冷風温度T1を10℃以下とすることが好ましい。該表面改質装置内に導入する冷風温度T1を10℃以下(より好ましくは5℃以下、さらに好ましくは0℃以下、特に好ましくは−5℃以下)とすることにより、表面改質時に発生する熱によるトナーの表面変質や、機内融着を防止することができる。該表面改質装置内に導入する冷風温度T1を6℃以上とすると、表面改質時に発生する熱によるトナーの表面変質や、機内融着を起こしやすいので、トナー生産性という点から好ましくない。
【0042】
さらに、本発明のトナーの製造方法においては、該表面改質装置内は、機内冷却用のジャケットを具備しており、該ジャケットに冷媒(好ましくは冷却水、さらに好ましくはエチレングリコール等の不凍液)を通しながら微粉砕物を表面改質処理することが好ましい。該ジャケットによる機内冷却により、トナー表面改質時における熱によるトナー表面変質や機内融着を防止することができる。
【0043】
尚、表面改質装置の該ジャケット内に通す冷媒の温度は5℃以下とすることが好ましい。表面改質装置内の該ジャケット内に通す冷媒の温度を5℃以下(より好ましくは0℃以下、さらに好ましくは−5℃以下)とすることにより、表面改質時に発生する熱によるトナーの表面変質や、機内融着を防止することができる。該ジャケット内に導入する冷媒の温度を6℃以上とすると、表面改質時に発生する熱によるトナーの表面変質や、機内融着を起こしやすいので、トナー生産性という点から好ましくない。
【0044】
さらに、本発明のトナーの製造方法においては、該表面改質装置内の分級ローター後方の温度T2を60℃以下とすることが好ましい。該表面改質装置内の分級ローター後方の温度T2を60℃以下(好ましくは40℃以下、さらに好ましくは30℃以下)とすることにより、表面改質時に発生する熱によるトナーの表面変質や、機内融着を防止することができる。該表面改質装置内の分級ローター後方の温度T2を61℃以上とすると、表面改質ゾーンにおいては、それ以上の温度が影響するため、表面改質時に発生する熱によるトナーの表面変質や、機内融着を起こしやすいので、トナー生産性という点から好ましくない。
【0045】
さらに、本発明のトナーの製造方法においては、該表面改質装置内の分級ローター後方の温度T2と、該表面改質装置に導入する冷風温度T1との温度差ΔT(T2−T1)を80℃以下とすることが好ましい。該表面改質装置内の分級ローター後方の温度T2と、該表面改質装置に導入する冷風温度T1との温度差ΔT(T2−T1)を80℃以下(更に好ましくは70℃以下)とすることにより、表面改質時に発生する熱によるトナーの表面変質や、機内融着を防止することができる。該表面改質装置内の分級ローター後方の温度T2と、該表面改質装置に導入する冷風温度T1との温度差ΔT(T2−T1)を81℃以上とすると、表面改質ゾーンにおいては、それ以上の温度が影響するため、表面改質時に発生する熱によるトナーの表面変質や、機内融着を起こしやすいので、トナー生産性という点から好ましくない。
【0046】
さらに、本発明のトナーの製造方法においては、表面改質装置内の該分散ローターとライナーとの間の最小間隔が0.5mm乃至15.0mmとすることが好ましく、さらには、2.0mm乃至10.0mmとすることが好ましい。また、該分散ローターの回転周速は75m/sec乃至150m/secとすることが好ましく、さらには、85m/sec乃至140m/secとすることが好ましい。さらに、表面改質装置内の該分散ローター上面に設置されている角型のディスク或いは円筒形のピンの上部と、該円筒型のガイドリングの下部との間の最小間隔が2.0mm乃至50.0mmとすることが好ましく、さらには、5.0mm乃至45.0mmとすることが好ましい。
【0047】
本発明者が検討した結果、表面改質装置の運転条件を上述の範囲に制御することにより、トナーの表面形状を任意にコントロールでき、良好な現像性、転写性並びにクリーニング性、及び安定した帯電性を有する、長寿命のトナーを得ることができる。
【0048】
表面改質装置内の該分散ローターと該ライナーとの間の最小間隔を0.5mm未満とすると、装置自体の負荷が大きくなるのと同時に、表面改質時に過粉砕され熱によるトナーの表面変質や機内融着を起こしやすいのでトナー生産性という点から好ましくない。また、該分散ローターと該ライナーとの間の最小間隔を15.1mm以上とすると、表面改質粒子を得るために処理能力を落とさなければならず、こちらもトナー生産性上好ましくない。また、表面改質装置内の該分散ローターの回転周速を75m/sec未満とすると、所定の円形度を得るためには処理能力を落とさなければならず、トナー生産性上好ましくない。また、該粉砕ローターの回転周速を141m/sec以上とすると、装置自体の負荷が大きくなるのと同時に、表面改質時にトナーが過粉砕されると同時に、熱によるトナーの表面変質や機内融着を起こしやすいので、こちらもトナー生産性という点から好ましくない。
【0049】
また、表面改質装置内の該分散ローター上面に設置されている角型のディスク或いは円筒形のピンの上部と、該円筒型のガイドリングの下部との間の最小間隔が2.0mm未満とすると、装置自体の負荷が大きくなるのと同時に、ガイドリング39の内側の第一の空間41での滞留時間が長くなり、表面改質時に過粉砕され熱によるトナーの表面変質や機内融着を起こしやすいのでトナー生産性という点から好ましくない。また、該分散ローター上面に設置されている角型のディスク或いは円筒形のピンの上部と、該円筒型のガイドリングの下部との間の最小間隔を50.1mm以上とすると、表面改質粒子が十分に表面改質されない状態でガイドリング39の外側の第二の空間42へ流出するというショートパスを起こす可能性があり、こちらもトナー生産性上好ましくない。
【0050】
本発明において、該表面改質装置内の分散ローター及びライナーの粉砕面は耐摩耗処理されていることがトナー生産性上好ましい。尚、耐摩耗処理方法は何ら限定されるものではない。また、該表面改質装置内の分散ローター及びライナーの刃形状に関しても、何ら限定されるものではない。
【0051】
真比重が1.2g/cm3以下のトナー粒子、所謂フルカラー用のトナー粒子を製造する場合において、真比重が1.2g/cm3を超える磁性トナーに比較して分級しづらいため収率が劣る傾向にあるが、本発明においては、真比重が1.2g/cm3以下であるようなトナー粒子フルカラー用のトナー粒子の製造おいても、分散ローターの近傍に分級ローターを内蔵しているため、高い収率を維持することが可能であるため微粉除去分級の点からも好適に適用される。重量平均粒径が7μm以下、さらに好ましくは、6μm以下の粒径の小さいシャープな粒度分布を有するトナー粒子を製造する際の収率の向上効果が顕著である。
【0052】
本発明に係る結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー粒子の構成素材について説明する。
【0053】
本発明に用いられる結着樹脂としては、従来より結着樹脂として知られている種々の樹脂化合物を使用することができ、例えば、ビニル系樹脂、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロインデン樹脂、石油系樹脂等が挙げられる。中でもビニル系樹脂とポリエステル系樹脂が帯電性や定着性の点で好ましい。
【0054】
ビニル系樹脂としては、例えばスチレン;o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチレンスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンの如きスチレン誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンの如きエチレン不飽和モノオレフィン類;ブタジエンの如き不飽和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、弗化ビニルの如きハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルの如きビニルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンの如きビニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンの如きN−ビニル化合物;ビニルナフタリン類:アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドの如きアクリル酸またはメタクリル酸誘導体;α,β−不飽和酸のエステル、二塩基酸のジエステル類;アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸、ビニル酢酸、イソクロトン酸、アンゲリカ酸等のアクリル酸及びそのα−またはβ−アルキル誘導体;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、アルケニルコハク酸、イタコン酸、メサコン酸、ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸等の不飽和ジカルボン酸及びそのモノエステル誘導体または無水物等のビニル系モノマーを用いた重合体が挙げられる。
【0055】
上記ビニル系樹脂では、前述したようなビニル系モノマーが単独または二つ以上で用いられる。これらの中でもスチレン系共重合体、スチレン−アクリル系共重合体となるようなモノマーの組合せが好ましい。
【0056】
また、本発明に用いられる結着樹脂は、必要に応じて以下に例示するような架橋性モノマーで架橋された重合体または共重合体であってもよい。
【0057】
前記架橋性モノマーとしては、架橋可能な二以上の不飽和結合を有するモノマーを用いることができる。このような架橋性モノマーとしては、以下に示すような種々のモノマーが従来より知られており、本発明のトナーに好適に用いることができる。
【0058】
前記架橋性モノマーには、芳香族ジビニル化合物として例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンが挙げられ;アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物として例えば、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものが挙げられ;エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものが挙げられ;芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として例えば、ポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロバンジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものが挙げられ;ポリエステル型ジアクリレート類として例えば、商品名MANDA(日本化薬)等が挙げられる。
【0059】
多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの;トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテート等が挙げられる。
【0060】
本発明に用いられる結着樹脂としては、以下に示すポリエステル樹脂も好ましい。ポリエステル樹脂は、全成分中45〜55mol%がアルコール成分であり、55〜45mol%が酸成分であることが好ましい。
【0061】
アルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、下記(B)式で表されるビスフェノール誘導体;
【0062】
【化1】
Figure 0003890240
(式中、Rはエチレンまたはプロピレン基を示し、x及びyはそれぞれ1以上の整数であり、かつx+yの平均値は2〜10である。)
【0063】
(C)式で示されるジオール類;
【0064】
【化2】
Figure 0003890240
【0065】
またはグリセリン、ソルビット、ソルビタン等の多価アルコール類等が挙げられる。
【0066】
また、酸成分としてはカルボン酸が好ましくは例示することができ、二価のカルボン酸としてはフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸の如きベンゼンジカルボン酸類またはその無水物;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類またはその無水物;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸またはその無水物等が挙げられ、また、3価以上のカルボン酸としてはトリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸やその無水物等が挙げられる。
【0067】
特に好ましいポリエステル樹脂のアルコール成分としては、前記(B)式で示されるビスフェノール誘導体であり、酸成分としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸またはその無水物、コハク酸、n−ドデセニルコハク酸またはその無水物、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸の如きジカルボン酸類;トリメリット酸またはその無水物のトリカルボン酸類が挙げられる。これらの酸成分及びアルコール成分から得られたポリエステル樹脂を結着樹脂として使用した熱ローラ定着用トナーとして定着性が良好で、耐オフセット性に優れているからである。
【0068】
本発明に係るトナーに用いられる着色剤は、黒色着色剤としては、カーボンブラック,磁性体,以下に示すイエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤の如き有彩色着色剤によって黒色に調色されるように組み合わせたものが利用される。
【0069】
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物,イソインドリノン化合物,アンスラキノン化合物,アゾ金属錯体,メチン化合物,アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、168、174、176、180、181、191が好適に用いられる。
【0070】
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物,ジケトピロロピロール化合物,アンスラキノン,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,ペリレン化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254が特に好ましい。
【0071】
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体,アンスラキノン化合物,塩基染料レーキ化合物が利用できる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66等が特に好適に利用できる。
【0072】
これらの着色剤は、単独又は混合しさらには固溶体の状態で用いることができる。本発明において、着色剤は、色相角,彩度,明度,耐候性,OHP透明性,トナー中への分散性を考慮して選択される。これらの有彩色着色剤は、結着樹脂100質量部に対し1〜20質量部トナー中に含有される。磁性トナーとして、磁性体を用いる場合は、結着樹脂100質量部に対し60〜200質量部トナー中に含有される。
【0073】
本発明に係るトナーにおいては、定着時の定着部材からの離型性の向上、定着性の向上の点から次のようなワックス類をトナー中に含有させる。パラフィンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス及びその誘導体などで、誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。その他、アルコール、脂肪酸、酸アミド、エステル、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス、鉱物系ワックス、ペトロラクタム等も利用できる。
【0074】
本発明に係るトナーには荷電制御剤をトナー粒子に配合(内添)、またはトナー粒子と混合(外添)して用いることが好ましい。荷電制御剤によって、現像システムに応じた最適の荷電量コントロールが可能となり、特に本発明のトナーにおいては、粒度分布と荷電量とのバランスをさらに安定したものとすることが可能である。トナーを負荷電性に制御するための負荷電制御剤としては、下記物質がある。
【0075】
例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸金属錯体、芳香族ジカルボン酸金属錯体がある。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノカルボン酸及び芳香族ポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノールの如きフェノール誘導体類がある。
【0076】
トナーを正荷電性に制御するための正荷電制御剤として下記物質がある。
【0077】
例えば、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの如き四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩の如きオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等);高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドの如きジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートの如きジオルガノスズボレート類;がある。
【0078】
これらの荷電制御剤は、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。
【0079】
上述した荷電制御剤は微粒子状として用いることが好ましく、この場合これらの荷電制御剤の個数平均粒径は4μm以下さらには3μm以下が特に好ましい。これらの荷電制御剤をトナーに内添する場合は、結着樹脂100質量部に対して0.1〜20質量部、特に0.2〜10質量部トナーに含有されることが好ましい。
【0080】
本発明に係るトナー粒子を製造するには、例えば、結着樹脂、ワックス、金属塩ないし金属錯体、着色剤としての顔料または染料、磁性体、必要に応じて荷電制御剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合器により十分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融混練して樹脂類をお互いに相溶せしめた中に金属化合物、顔料、染料、磁性体を分散又は溶解せしめ、冷却固化し、固化物を粗粉砕した後、本発明の微粉砕・表面処理方法により、所望の粒径のトナー粒子を得ることができる。この際、所定の粒径以上の粒子が存在する場合には、微粉砕工程の後、または表面処理工程の後に、所定の粒径以上の粒子を取り除くために、分級または、篩分けを行ってもよい。さらに、流動性、転写性等の向上のために該トナー粒子に無機微粉末等の外添剤を外添混合し、トナーとして用いられる。
【0081】
トナーの粒度分布は、種々の方法によって測定できるが、本発明においては、次の測定装置を用いて行った。
【0082】
すなわち、測定装置としては、コールターカウンターTA−II型あるいはコールターマルチサイザーII(コールター社製)を用いた。電解液は1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製する。例えば、ISOTON R−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。測定法としては前記電解液水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を、0.1〜5ml加え、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散機で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパチャーとして100μmアパチャーを用い、トナーの体積,個数を測定して体積分布と個数分布とを算出した。それから、本発明に係る体積分布から求める重量基準の重量平均粒径を求めた。
【0083】
【実施例】
以下、トナーの具体的な製造方法、実施例及び比較例をもって本発明を具体的に説明する。
【0084】
<実施例1>
・不飽和ポリエステル樹脂 100質量部
(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/ポリオキシエチレン(2,2)−2,2ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン/テレフタル酸/無水トリメリット酸/フマル酸からなる不飽和ポリエステル樹脂)
・銅フタロシアニン顔料 6質量部
(C.I.ピグメンブルー15:3)
・パラフィンワックス 5質量部
(最大吸熱ピーク73℃)
・荷電制御剤(サリチル酸金属錯体) 2質量部
上記の処方の材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)でよく混合した後、温度110℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、池貝鉄工(株)製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、トナー製造用の粗砕物を得た。尚、トナー組成物の真比重は、1.1g/cm3であった。
【0085】
得られたトナー原料粗砕物を、図1で示した高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機(高圧気体圧力:0.6MPa、流量:27Nm3/min)と、図7で示した気流分級機ターボプレックス(350−ATP型:ホソカワミクロン(株)製)を図3のように閉回路を組んだ微粉砕装置を用いて粉砕した。得られた微粉砕物は、重量平均径4.8μm、個数平均径3.6μm(粒径3.17μm以下の粒子を43個数%含有し、粒径8.00μm以上の粒子を0.0体積%含有)であり、平均円形度は0.936であった。
【0086】
次に、得られた微粉砕物を図8及び図9に示したような表面改質装置を用い、微粉砕物を毎回1.3kg投入し、分級ローター回転数7300rpmで微粒子を除去しながら、分散ローター回転数5800rpm(回転周速を130m/sec)で60秒間表面処理を行った(原料供給口3より微粉砕物を投入終了後、60秒間処理後、排出弁8を開けて処理品として取り出した)。その際、本実施例においては、分散ローター上部に角型のディスクを10個設置し、ガイドリングと分散ローター上角型ディスクの間隔を30mm、分散ローターとライナーとの間隔を5mmとした。またブロワー風量を14m3/min、ジャケットに通す冷媒の温度及び冷風温度T1を−20℃とした。
【0087】
この状態で繰り返し、20分間運転した結果、分級ローター後方の温度T2は27℃で安定した。従って、ΔT(T2−T1)は47℃であった。
【0088】
処理後、重量平均径5.2μm、個数平均径4.9μm(粒径3.17μm以下の粒子を12個数%含有し、粒径8.00μm以上の粒子を0.0体積%含有)、平均円形度は0.953のトナー粒子を分級収率85%で得た(表面処理工程に導入された微粉砕品の個数平均径をAとし、表面処理装置で得られる粒子の個数平均径をBとした場合のB/Aは、1.36)。また、分級ローター及び分散ローターを確認したところ、トナー原材料の融着物は見られなかった。
【0089】
さらに、網面固定式風力篩ハイボルター(NR−300型、新東京機械(株)製:金網の裏にエアーブラシを装着)を用い、これに直径30cm、目開き29μm、ワイヤーの平均径が30μmの金網を設置し、該トナー粉体を風量5Nm3/minの気流に乗せて供給し、粗粒を分離し、トナー粒子を得た。粒径12.7μm以上の粒子は、0.1体積%未満であった。また、分離した粗粒は、篩を通過させたトナー粒子の約0.2%であった。
【0090】
得られたトナー粒子100質量部に対して、BET法による比表面積が200m2/gである疎水性シリカを1.8質量部外添混合し、トナーを得た。このトナー5質量部に対し、アクリルコートされたフェライトキャリア95質量部を混合し、現像剤とした。
【0091】
この現像剤を用いて、キヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機(定着ユニットのオイル塗布機構を取り外した)を用いて常温常湿(23℃,60%RH)下で画出し評価を行ったところ、10,000枚耐久においても、初期と耐久後の画像濃度に変化がなく、カブリのない高画質の画像が得られた。さらに両面画像を形成させたが、転写材の表裏面共にオフセットの発生は認められなかった。また、OHPシートへの画像形成を行ったところ、透明性の良好な画像が得られた。ここで、感光体から転写材(坪量199g/m2紙)への転写効率は93%とかなり高い転写効率を示した。
【0092】
さらに、高温高湿(32.5℃,85%RH)下においても、同様の画出し評価(5,000枚耐久)を行ったが、良好な画像が得られた。
【0093】
<実施例2>
実施例1と同様のトナー原料粗砕物を用いて、実施例1と同様の微粉砕装置を用い、微粉砕条件を変更し、微粉砕を行った。得られた微粉砕物の粒径は、重量平均径5.2μm、個数平均径4.1μm(粒径3.17μm以下の粒子を37個数%含有し、粒径8.00μm以上の粒子を0.4体積%含有する)、平均円形度は0.935であった。次に、得られた微粉砕物を実施例1と同様の表面改質装置を用い、同様に微粒子を除去しながら、60秒間表面処理を行った。
【0094】
表面改質処理を繰り返し20分間運転した結果、分級ローター後方の温度T2は28℃で安定した。従って、ΔT(T2−T1)は48℃であった。
【0095】
処理後、重量平均径5.2μm、個数平均径5.0μm(粒径3.17μm以下の粒子を9個数%含有し、粒径8.00μm以上の粒子を0.5体積%含有、B/Aは、1.22)、平均円形度は0.952のトナー粒子を分級収率81%で得た。分級ローター及び分散ローターを確認したところ、トナー原材料の融着物は見られなかった。
【0096】
さらに、同様の網面固定式風力篩ハイボルターを用い、粗粒を分離し、粒径12.7μm以上の粒子が0.1体積%未満のトナー粒子を得た。また、分離した粗粒は、篩を通過させたトナー粒子の約0.2%であった。
【0097】
得られたトナー粒子に実施例1と同様に疎水性シリカを外添混合しトナーとし、さらにアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。
【0098】
この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行ったところ、実施例1と同様に良好な画像が得られた。また、感光体から転写材(坪量199g/m2紙)への転写効率は91%であった。
【0099】
<実施例3>
実施例1と同様のトナー原料粗砕物を用いて、表面改質装置において、表面改質処理時間を45秒間とした以外は、実施例2と同様に、微粉砕及び、表面改質処理を行った。
【0100】
表面改質処理を繰り返し20分間運転した結果、分級ローター後方の温度T2は25℃で安定した。従って、ΔT(T2−T1)は45℃であった。
【0101】
処理後、重量平均径5.2μm、個数平均径4.9μm(粒径3.17μm以下の粒子を11個数%含有し、粒径8.00μm以上の粒子を0.5体積%含有、B/Aは、1.20)、平均円形度は0.948のトナー粒子を分級収率83%で得た。分級ローター及び分散ローターを確認したところ、トナー原材料の融着物は見られなかった。
【0102】
さらに、同様の網面固定式風力篩ハイボルターを用い、粗粒を分離し、粒径12.7μm以上の粒子が0.1体積%未満のトナー粒子を得た。また、分離した粗粒は、篩を通過させたトナー粒子の約0.2%であった。
【0103】
得られたトナー粒子に実施例1と同様に疎水性シリカを外添混合しトナーとし、さらにアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。
この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行ったところ、実施例1と同様に良好な画像が得られた。また、感光体から転写材(坪量199g/m2紙)への転写効率は89%であった。
【0104】
<実施例4>
実施例1と同様のトナー原料粗砕物を用いて、表面改質装置において、表面改質処理時間を30秒間とした以外は、実施例2と同様に、微粉砕及び、表面改質処理を行った。
【0105】
表面改質処理を繰り返し20分間運転した結果、分級ローター後方の温度T2は19℃で安定した。従って、ΔT(T2−T1)は39℃であった。
【0106】
処理後、重量平均径5.2μm、個数平均径4.8μm(粒径3.17μm以下の粒子を13個数%含有し、粒径8.00μm以上の粒子を0.5体積%含有、B/Aは、1.17)、平均円形度は0.944のトナー粒子を分級収率85%で得た。分級ローター及び分散ローターを確認したところ、トナー原材料の融着物は見られなかった。
【0107】
さらに、同様の網面固定式風力篩ハイボルターを用い、粗粒を分離し、粒径12.7μm以上の粒子が0.1体積%未満のトナー粒子を得た。また、分離した粗粒は、篩を通過させたトナー粒子の約0.2%であった。
【0108】
得られたトナー粒子に実施例1と同様に疎水性シリカを外添混合しトナーとし、さらにアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。
【0109】
この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行ったところ、実施例1と同様に良好な画像が得られた。また、感光体から転写材(坪量199g/m2紙)への転写効率は86%であった。
【0110】
<実施例5>
実施例1と同様のトナー原料粗砕物を用いて、実施例1と同様の微粉砕装置を用い、微粉砕条件を変更し、微粉砕を行った。得られた微粉砕物の粒径は、重量平均径6.6μm、個数平均径5.5μm(粒径4.00μm以下の粒子を53個数%含有し、粒径10.08μm以上の粒子を2.2体積%含有する)、平均円形度は0.923であった。次に、得られた微粉砕物を実施例1と同様の表面改質装置を用い、同様に微粒子を除去(ブロワー風量は15m3/min)しながら、80秒間表面処理を行った。
【0111】
表面改質処理を繰り返し20分間運転した結果、分級ローター後方の温度T2は31℃で安定した。従って、ΔT(T2−T1)は51℃であった。
【0112】
処理後、重量平均径6.9μm、個数平均径6.6μm(粒径4.00μm以下の粒子を12個数%含有し、粒径10.08μm以上の粒子を2.3体積%含有、B/Aは、1.20)、平均円形度は0.953のトナー粒子を分級収率81%で得た。分級ローター及び分散ローターを確認したところ、トナー原材料の融着物は見られなかった。
【0113】
さらに、同様の網面固定式風力篩ハイボルターを用い、粗粒を分離し、粒径16.0μm以上の粒子が0.1体積%未満のトナー粒子を得た。また、分離した粗粒は、篩を通過させたトナー粒子の約0.4%であった。
【0114】
得られたトナー粒子に実施例1と同様に疎水性シリカを1.4質量部外添混合しトナーとし、さらにアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。
【0115】
この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行ったところ、実施例1と同様に良好な画像が得られた。また、感光体から転写材(坪量199g/m2紙)への転写効率は91%であった。
【0116】
<比較例1>
実施例1と同様のトナー原料粗砕物を用いて、図1で示した機械式微粉砕機301(ターボ工業(株)製ターボミルT250−RS型)を用い、粉砕ローターとライナーとの間隙1.0mm、粉砕ローター回転数12300rpm(=回転子の先端周速160m/sec)、風量6Nm3/min(入口温度−15℃)で粉砕した。
【0117】
原料粗砕物の供給量を調整しても、重量平均径7.5μm、個数平均径が4.4μmの微粉砕物しか得られなかった。
【0118】
<比較例2>
実施例1と同様のトナー原料粗砕物を用いて、機械式微粉砕機スーパーローター(日清エンジニアリング(株) SR−25型)を用い、粉砕ローターとライナーとの間隙1.0mm、粉砕ローター回転数12000rpm(=回転子の先端周速160m/sec)、風量6Nm3/min(入口温度−40℃)で粉砕した。
【0119】
原料粗砕物の供給量を調整しても、重量平均径7.2μm個数平均径が4.1μmの微粉砕物しか得られなかった。
【0120】
<比較例3>
実施例1と同様のトナー原料粗砕物を用いて、機械式微粉砕機スーパーローターSR−25型と、気流分級機ターボクラシファイア(日清エンジニアリング(株)TC−25IIIS型)で閉回路を組み、微粉砕を行ったところ、原料粗砕物の供給量を比較例2の約1/3に調整し、重量平均径4.8μm、個数平均径が3.8μm(粒径3.17μm以下の粒子を38個数%含有し、粒径8.00μm以上の粒子を0.1体積%含有)、平均円形度は0.932の微粉砕物を得た。これは、実施例1の微粉砕物に比べると、球形化が悪いものであった。
【0121】
この微粉砕物をエルボジェット分級機(EJ−15−3型)を用い、重量平均径5.2μm、個数平均径4.9μm(粒径3.17μm以下の粒子を12個数%含有し、粒径8.00μm以上の粒子を0.0体積%含有)、平均円形度は0.941に分級した。
【0122】
次に、実施例1と同様に、得られたトナー粒子に疎水性シリカを外添混合しトナーを得、さらにアクリルコートされたフェライトキャリアと混合し、現像剤とした。この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行ったところ、常温常湿下では、良好な画像が得られたが、高温高湿下では、画像濃度が徐々に低下し、カブリが増加した。トナーを顕微鏡で観察したところ、遊離したワックスとみられる未着色の粒子が見られた。これが、帯電性に影響を与えたものと思われる。また、感光体から転写材(坪量199g/m2紙)への転写効率は84%であった。
【0123】
<比較例4>
実施例5で得たトナー微粉砕物をエルボジェット分級機(EJ−15−3型)を用い、重量平均径6.9μm、個数平均径6.6μm(粒径4.00μm以下の粒子を12個数%含有し、粒径10.08μm以上の粒子を2.3体積%含有する)、平均円形度0.926のトナー粒子を得た。
【0124】
次に、その後、上記分級品を図12に示す表面改質装置で表面改質した。
【0125】
図12において151は本体ケーシング、158はステーター、177はステータージャケット、163はリサイクルパイプ、159は排出バルブ、119は排出シュート、164は原料投入シュートである。
【0126】
該装置において、原料投入シュート164から供給された粉体粒子及び他の微小固体粒子は、衝撃室168内で主として高速で回転している回転ローター162に配置された複数のローターブレード155によって瞬間的な打撃作用を受け、さらに周辺のステーター158に衝突して粉体粒子同士または、他の微小固体粒子同士の凝集をほぐしながら系内に分散させると同時に、粉体粒子表面に他の微小固体粒子を静電気力、ファンデルワールス力等により付着させるか、粉体粒子のみの場合は、粒子の角取りまたは球形化が行われる。この状態は粒子の飛行と衝突に伴って進んで行く。すなわち、ローターブレード155の回転により発生する気流の流れに伴って、該粒子は、163のリサイクルパイプを複数回通過することにより処理される。さらにローターブレード155及びステーター158から該粒子が繰り返し打撃作用を受けることにより、他の微小固体粒子は、粉体粒子表面またはその近傍に均一に分散し固定化されるか、粉体粒子のみの場合は、粒子の形状が球形化されていく。
【0127】
処理が完了した該粒子は、排出弁制御装置128により排出バルブ159を開くことにより、119の排出シュートを通過し吸引ブロア224と連通しているバグフィルター222等により捕集される。
【0128】
本比較例においては、ローターブレード155を有する回転ローター162の最長径が242mmであるものを使用し、回転ローター162の回転周速は90m/secとした。また微粉砕品の投入量を300gとし、サイクルタイムを180秒として表面改質粒子を得た。
【0129】
処理後の表面改質粒子は、重量平均径6.7μm、個数平均径6.4μm(粒径4.00μm以下の粒子を18個数%含有し、粒径10.08μm以上の粒子を2.4体積%含有、B/Aは、0.97)、平均円形度は0.941であった。
【0130】
表面改質する以前の分級品粒度と比較してブロードとなっていた。これは表面改質の際、トナーが過粉砕され、微粉が増加したためと推察される。また、運転終了後機内点検したところ、ローターブレードに若干融着が発生していた。
【0131】
次に、実施例5と同様に、得られたトナー粒子に疎水性シリカを外添混合しトナーを得、さらにアクリルコートされたフェライトキャリアと混合し、現像剤とした。この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行ったところ、画像濃度が徐々に低下し、カブリが増加した。トナーを顕微鏡で観察したところ、遊離したワックスとみられる未着色の粒子が見られた。これが、帯電性に影響を与えたものと思われる。また、感光体から転写材(坪量199g/m2紙)への転写効率は86%であった。
【0132】
<実施例6>
・不飽和ポリエステル樹脂 100質量部
・マゼンタ顔料 4質量部
(C.I.ピグメントレッド184)
・ポリエチレンワックス 4質量部
(最大吸熱ピーク102℃)
・荷電制御剤(サリチル酸金属錯体) 2質量部
上記の処方の材料をヘンシェルミキサー(FM−75型)でよく混合した後、温度120℃に設定した二軸混練機(PCM−30型)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、トナー製造用の粗砕物を得た。
【0133】
得られた粗砕物を図2で示した高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機(I−5型、日本ニューマッチック工業(株)製:高圧気体圧力:0.6MPa、流量:5Nm3/min)と、図6で示した気流分級機を図3のように閉回路を組んだ微粉砕装置を用いて粉砕した。得られた微粉砕物は、重量平均径7.2μm、個数平均径4.2μm(粒径4.00μm以下の粒子を63個数%含有し、粒径12.7μm以上の粒子を2.1体積%含有)であり、平均円形度は0.922であった。
【0134】
次に、得られた微粉砕物を実施例1と同様の表面改質装置を用い、同様に分級ローター回転数6800rpmで微粒子を除去しながら、分散ローター回転数5200rpm(回転周速を115m/sec)で45秒間表面処理を行った。
【0135】
この状態で表面改質処理を繰り返し20分間運転した結果、分級ローター後方の温度T2は27℃で安定した。従って、ΔT(T2−T1)は47℃であった。
【0136】
処理後、重量平均径7.2μm、個数平均径6.8μm(粒径4.00μm以下の粒子を12個数%含有し、粒径12.7μm以上の粒子を2.3体積%含有、B/Aは、1.62)、平均円形度は0.933のトナー粒子を分級収率75%で得た。分級ローター及び分散ローターを確認したところ、トナー原材料の融着物は見られなかった。
【0137】
さらに、エルボジェット分級機(EJ−15−3型)を用い12.7μm以上の粗粒を分級除去し、粒径12.7μm以上の粒子が0.1体積%未満のトナー粒子を得た。また、分離した粗粒は、エルボジェット分級機を通過させたトナー粒子の約9%であった。
【0138】
得られたトナー粒子に実施例1と同様に疎水性シリカを外添混合しトナーとし、さらにアクリルコートされたフェライトキャリアを混合し、現像剤とした。
【0139】
この現像剤を用いて、実施例1と同様にキヤノン製フルカラー複写機CLC1000改造機で画出し評価を行ったところ、実施例1と同様に良好な画像が得られた。また、感光体から転写材(坪量199g/m2 紙)への転写効率は87%であった。
【0140】
<実施例7>
・スチレン−nブチルアクリレート−マレイン酸モノブチルアクリレート
共重合体 100質量部
・磁性酸化鉄(平均粒径0.22μm) 100質量部
・低分子量エチレン−プロピレン共重合体 3質量部
・モノアゾ染料の鉄錯体 2質量部
上記の処方の材料をヘンシェルミキサー(FM−75型)でよく混合した後、温度130℃に設定した二軸混練機(PCM−30型)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、トナー製造用の粗砕物を得た。
【0141】
得られた粗砕物を図2で示した高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機I−5型(高圧気体圧力:0.6MPa、流量:5Nm3/min)と、図5で示した気流分級機(DS−5型、日本ニューマッチック工業(株)製)を図3のように閉回路を組んだ微粉砕装置を用いて粉砕した。得られた微粉砕物は、重量平均径7.8μm、個数平均径4.7μm(粒径4.00μm以下の粒子を49個数%含有し、粒径12.7μm以上の粒子を2.3体積%含有)であり、平均円形度は0.923であった。
【0142】
次に、得られた微粉砕物を実施例1と同様の表面改質装置(分散ローター回転数5200rpm(回転周速を115m/sec)、ジャケットに通す冷媒の温度及び冷風温度T1を0℃に変更)を用い、微粉砕品を毎回2.0kg投入し、分級ローター回転数6600rpmで微粒子を除去しながら、同様に45秒間表面処理を行った。
【0143】
この状態で表面改質処理を繰り返し20分間運転した結果、分級ローター後方の温度T2は47℃で安定した。従って、ΔT(T2−T1)は47℃であった。
【0144】
処理後、重量平均径8.0μm、個数平均径7.7μm(粒径4.00μm以下の粒子を11個数%含有し、粒径12.7μm以上の粒子を2.8体積%含有、B/Aは、1.64)、平均円形度は0.933のトナー粒子を分級収率78%で得た。分級ローター及び分散ローターを確認したところ、トナー原材料の融着物は見られなかった。
【0145】
さらに、エルボジェット分級機(EJ−15−3型)を用い12.7μm以上の粗粒を分級除去し、粒径12.7μm以上の粒子が0.1体積%未満のトナー粒子を得た。このトナー粒子100質量部に対して、BET法による比表面積が110m2/gである疎水性シリカを1.2質量部添加し、ヘンシェルミキサーにて外添混合しトナーとした。
【0146】
このトナーを用いて、キヤノン製のレーザージェットプリンターLBP−950改造機(A4横送りで32枚/分から50枚/分に改造)に搭載して画出し試験を行い、トナーの画像特性を評価した。
【0147】
常温常湿下、及び高温高湿下で、5,000枚の画出し評価を行ったところ、初期と耐久後の画像濃度に変化がなく、カブリのない高画質の画像が得られた。さらに両面画像を形成させたが、転写材の表裏面共にオフセットの発生は認められなかった。
【0148】
【発明の効果】
本発明のトナーの製造方法によれば、少なくとも、結着樹脂及び着色剤を含有する組成物を溶融混練し、混練物を冷却固化し、固化物を微粉砕して微粉砕物を得る工程、及び得られた微粉砕物を表面改質処理し表面改質処理粒子を得る表面改質工程を有するトナーの製造方法において、表面改質時における熱の影響や微粉の発生を抑制し、トナーの表面形状を任意にコントロールでき、且つ、トナーの表面形状をコントロールすることにより、良好な現像性、転写性並びにクリーニング性、及び安定した帯電性を有する、長寿命のトナーが得られるトナーの製造方法を提供することができる。したがって、本発明のトナーの製造方法によれば、ワックス成分を含有し、低融点、低軟化点または低ガラス転移点の樹脂が使用されたトナー粒子を効率よく製造し得る。特に重量平均粒径が7μm以下(さらには、6μm以下)の、表面形状をコントロールしたトナー粒子を効率よく製造し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトナーの粉砕工程において使用される一例の衝突式気流粉砕機の概略断面図である。
【図2】本発明のトナーの粉砕工程において使用される他の一例の衝突式気流粉砕機の概略断面図である。
【図3】本発明の微粉砕工程において使用される一例の粉砕装置−分級装置のフロー図である。
【図4】本発明の微粉砕工程において使用される他の一例の粉砕装置−分級装置のフロー図である。
【図5】本発明の微粉砕工程において使用される一例の分級機の概略的断面図である。
【図6】本発明の微粉砕工程において使用される他の一例の分級機の概略的断面図である。
【図7】本発明の微粉砕工程において使用される他の一例の分級機の概略的断面図である。
【図8】本発明の表面改質工程において使用される一例の表面改質装置の概略的断面図である。
【図9】図8に示す分散ローターの上面図の一例を示す概略図である。
【図10】従来粉砕工程に用いられる機械式粉砕機の概略断面図である。
【図11】図10に示す機械式粉砕機の回転子の斜視図である。
【図12】比較例の表面改質工程において使用される一例の機械式粉砕機の概略的断面図である。
【符号の説明】
1:分級ローター
2:微粉回収
3:原料供給口
4:ライナー(固定体)
5:冷風導入口
6:分散ローター(回転体)
7:製品排出口
8:排出弁
9:ガイドリング(案内板)
10:角型ディスク
11:第一の空間
12:第二の空間
15:ケーシング
21:加速管
22:加速管スロート部
23:高圧気体供給ノズル
24:被粉砕物供給口
25:被粉砕物供給筒
26:高圧気体供給口
27:高圧気体チャンバー
28:高圧気体導入管
29:加速管出口
30:衝突部材
32:粉砕室内壁
33:粉砕物排出口
34:粉砕室
35:粉砕室
36:衝突部材
37:衝突面
38:粉砕室内壁
39:粉砕物排出口
41:被粉砕物供給口
42:加速管
43:高圧気体供給ノズル
44:加速管出口
47:分級ルーバー
48:分散ルーバー
49:分級ルーバー
51:本体ケーシング
52:分級室
53:案内室
54:分級ローター
55:原料投入口
56:エアー投入口
57:分散ルーバー
58:微粉排出管
59:ホッパー
212:渦巻室
219:パイプ
220:デイストリビュータ
222:バグフィルター
224:吸引ブロワー
229:捕集サイクロン
301:機械式粉砕機
302:粉体排出口
310:固定子
311:粉体投入口
312:回転軸
313:ケーシング
314:回転子
315:定量供給機
316:ジャケット
317:冷却水供給口
318:冷却水排出口
320:後室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner for developing an electrostatic charge image in an image forming method such as electronic printing or a toner manufacturing method for forming a toner fixed image in a toner jet type image forming method. The present invention relates to a method for producing toner used in a fixing method in which an image is heated and fixed on a print sheet such as a transfer material.
[0002]
[Prior art]
In image forming methods such as electrophotography, electrostatic photography, and electrostatic printing, toner for developing an electrostatic charge image is used. In general, a toner is produced by using, as a raw material, a binder resin for fixing on a transfer material and various colorants for producing a color as a toner, and further, if necessary, a charge for imparting charges to particles. Add other additives such as a control agent, a wax as a mold release agent, and a fluidity-imparting agent and dry-mix them. After that, heat, melt and disperse with a kneader to make a uniform composition. A method for producing a toner by cooling, pulverizing, and classifying the toner has become the current mainstream from the viewpoint of mass productivity and cost. However, the toner particles produced by the kneading and pulverization method have irregular shapes, resulting in variations in toner characteristics, and demands for toner in the recent trend of miniaturization, simplification, higher image quality, and full color of electrophotographic apparatuses. The performance is very advanced and not fully satisfied with the current situation.
[0003]
Further, in recent years, in order to achieve full color, cleaner-less, and reduction of waste toner amount, improvement in toner transferability has been demanded, so it has become essential to make the toner shape spherical.
[0004]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-235953 proposes a toner spheroidized by a mechanical impact force. However, the transfer efficiency is still insufficient and further improvement is necessary.
[0005]
In the conventional method using mechanical impact force, a lot of impact and friction are required for spheroidization, and therefore the spheronization process is centered on a batch (circulation) process. At the time of spheronization processing by mechanical impact force, extremely fine powder is generated by the pulverization action by impact force accompanying spheroidization. Therefore, it is necessary to remove the very fine powder after the spheronization processing. In some cases, the fine powder adheres to the toner surface during the batch (circulation) treatment and causes uneven distribution of the toner surface composition.
[0006]
In addition to the mechanical impact force described above, the toner shape can be spheroidized by a method of melting the surface with hot air, a method of using heat, etc., but the toner changes its surface composition due to heat. There is a problem, and in particular, the method of melting the surface with heat is not preferable because the presence state of the wax component added as a release agent changes.
[0007]
In recent years, as a measure to save energy in copying machines, the fixing speed can be fixed even when using a soft resin such as wax as the binder resin to fix the recording material such as transfer material by pressure. In order to reduce the power consumption required for fixing and to fix the toner at a low temperature, a binder resin having a low glass transition point or a low softening point has been used. The method of melting the surface by this is not preferred.
[0008]
On the other hand, various pulverizing devices are used as the fine pulverizing means. Among them, the pulverized toner pulverized product mainly composed of a binder resin is a jet stream type using a high pressure gas such as a jet stream as shown in FIG. A pulverizer, particularly a collision type airflow pulverizer is used.
[0009]
A collision-type airflow crusher using a high-pressure gas such as a jet stream transports the powder raw material by a jet stream and injects it from the exit of the acceleration tube, and the powder material is provided facing the opening surface of the exit of the acceleration tube. The powder raw material is pulverized by the impact force of the collision member.
[0010]
In recent years, energy saving of a manufacturing apparatus has been demanded in order to cope with environmental problems, and a mechanical pulverizer with low power consumption has been attracting attention instead of a collision type airflow pulverizer that requires a large amount of air.
[0011]
For example, in the mechanical pulverizer shown in FIG. 10, a rotor (see FIG. 11) that is a rotating body attached to at least a central rotating shaft, and the rotor surface is arranged around the rotor while maintaining a certain distance. And an annular space formed by maintaining the gap is configured to be in an airtight state.
[0012]
Such a mechanical pulverizer does not need to use a large amount of air unlike a collision type airflow pulverizer, so that it consumes less power and can cope with energy saving of devices that have been demanded in recent years. Further, the toner pulverized by the mechanical pulverizer has the advantage that the shape is rounded due to the mechanical impact force, and further, the generation of fine powder is small due to the pulverization limit.
[0013]
However, in recent years, with higher image quality and higher definition of copying machines, printers, etc., the performance required for toner has become more severe, the required toner particle size has become smaller, and binder resins with poor grindability, For example, in the case of a toner material using a polyester resin, a mechanical pulverizer has a pulverization limit, and it is difficult to pulverize the weight average particle diameter to 7 μm or less (further to 6 μm or less).
[0014]
In addition, if a mechanical pulverizer is combined with a high-performance classifier in combination with a closed circuit to perform pulverization, it is possible to obtain a finely pulverized product having a weight average particle size of 7 μm or less (more than 6 μm). Not only is the throughput reduced, but only low circularity is obtained. In addition, in order to pulverize to such a small particle size, the circulation amount in the closed circuit increases, and a lot of mechanical impact force is received. Therefore, the surface composition of the toner is caused by heat generated by the mechanical impact force. This is not preferable because there is a problem that the wax component added as a mold release agent changes.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a production method capable of solving such problems and obtaining toner particles with higher definition and higher image quality.
[0016]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a production method for efficiently producing an electrostatic charge image developing toner.
[0017]
An object of the present invention is to melt and knead a composition containing at least a binder resin and a colorant, cool and solidify the kneaded product, and finely pulverize the solidified product to obtain a finely pulverized product. In a method for producing a toner having a surface modification step of surface-treating a pulverized product to obtain surface-modified particles,
By controlling the surface shape of the toner by controlling the surface shape of the toner by suppressing the influence of heat and the generation of fine powder during surface modification, and by controlling the surface shape of the toner, It is an object of the present invention to provide a toner production method capable of obtaining a long-life toner having stable charging properties.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  In the toner production method of the present invention, a composition containing at least a binder resin and a colorant is melt-kneaded, the obtained kneaded product is cooled and solidified, and the cooled solidified product is finely pulverized to obtain a finely pulverized product. In a toner production method comprising a pulverization step and a surface modification step of obtaining a surface-modified particle by subjecting the obtained finely pulverized product to surface modification treatment,
  The pulverization step is a step of obtaining a pulverized product having a weight average particle diameter of 3 to 11 μm using a collision type air pulverizer using a high-pressure gas such as a jet air flow,
  The surface modification step is performed using a batch type surface modification apparatus, and the batch type surface modification apparatus includes classification means for continuously discharging and removing fine particles having a predetermined particle size or less to the outside of the apparatus. , Surface treatment means using mechanical impact force, and guide means for partitioning the space between the classification means and the surface treatment means into a first space and a second space,
  The finely pulverized product is introduced into the first space, and mechanical impact force is used via the second space while continuously removing and removing fine particles having a predetermined particle diameter or less from the apparatus by the classification means. By introducing into the surface treatment means, performing surface modification treatment, and circulating again to the first space, by repeating predetermined time classification and surface modification treatment using mechanical impact force, the particle size is less than the predetermined particle size. Is a step of obtaining surface-modified particles from which a predetermined amount of fine particles have been removed.The
  The surface treatment using the mechanical impact force in the surface modification step has a plurality of square disks or cylindrical pins on the upper surface, and a rotating body on a disk that rotates at high speed and the rotating body. Is performed by a surface treatment apparatus comprising a fixed body fixedly arranged at intervals.It is characterized by that.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the pulverizing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
1 and 2 show an example of a collision type airflow crusher using a high-pressure gas such as a jet airflow used in the present invention.
[0021]
As shown in FIG. 3 or FIG. 4, the collision-type airflow crusher is a finely pulverized product from the fine powder side of the classifier by combining an airflow classifier and a closed circuit and returning particles having a desired particle size or more to the crusher. Take out.
[0022]
As the airflow classifier used here, there are a fixed wall type classifier having no moving part as shown in FIG. 5 or 6 and a rotor rotating type airflow classifier equipped with a rotating rotor as shown in FIG. However, when trying to obtain a smaller finely pulverized product having a weight average particle size of 7 μm or less (or 6 μm or less), the airflow classifier is capable of forcibly increasing the speed of the classified airflow. A rotor rotating air classifier equipped with a rotor is preferred.
[0023]
The true specific gravity is 1.2 g / cmThreeIn the case of pulverizing the following toner material having a small specific gravity, a rotor rotating type air classifier equipped with a rotating rotor capable of forcibly increasing the speed of the classifying air flow is also preferable.
[0024]
Next, a surface modifying apparatus used in the surface modifying step and a toner manufacturing method using the surface modifying apparatus will be specifically described with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 8 shows an example of a surface modification apparatus used in the present invention, and FIG. 9 shows an example of a top view of a rotor that rotates at a high speed in FIG.
[0026]
In the surface reforming apparatus shown in FIG. 8, the casing 15, a jacket (not shown) through which cooling water or antifreeze liquid can be passed, and surface reforming means, which is in the casing 15 and attached to the central rotating shaft, Dispersion rotor 6 that is a rotating body on a disk that has a plurality of square disk-shaped or cylindrical pins 10 and rotates at a high speed, and a surface that is arranged on the outer periphery of dispersion rotor 6 at a constant interval. Liner 4 provided with a number of grooves (there is no need to have grooves on the liner surface), and further, a classification rotor 1, which is a means for classifying the surface-modified raw material into a predetermined particle size, Furthermore, the cold air introduction port 5 for introducing cold air, the raw material supply port 3 for introducing the raw material to be treated, and the surface modification time were installed so as to be openable and closable. Discharge valve 8, The space between the powder discharge port 7 for discharging the processed powder and the classification rotor 1 as the classification means and the dispersion rotor 6-liner 4 as the surface modification means is introduced into the classification means. And a cylindrical guide ring 9 which is a guide means for partitioning into a second space 12 for introducing particles classified and removed by the classifying means into the surface treatment means. ing. A gap portion between the dispersion rotor 6 and the liner 4 is a surface modification zone, and a classification rotor 4 and a rotor peripheral portion are classification zones.
[0027]
The classifying rotor 1 may be installed vertically as shown in FIG. 8 or horizontally. Further, the number of classification rotors 1 may be single as shown in FIG. 8, or plural.
[0028]
In the surface reforming apparatus configured as described above, when a certain amount of finely pulverized product is introduced from the raw material supply port 3 with the discharge valve 8 closed, the charged finely pulverized product is first blower (not shown). ) And classified by the classification rotor 1. At that time, the classified fine powder having a predetermined particle size or less is continuously discharged out of the apparatus, and the coarse powder having a predetermined particle size or more is removed by centrifugal force from the inner periphery (second space 12) of the guide ring (guide plate) 9. ) Along the circulation flow generated by the dispersion rotor 6 and led to the surface modification zone. The raw material guided to the surface modification zone is subjected to a surface modification treatment by receiving a mechanical impact force between the dispersion rotor 6 and the liner 4. The surface-modified particles having undergone surface modification ride on the cold air passing through the inside of the machine, and are guided to the classification zone along the outer periphery (first space 11) of the guide ring 9. After being discharged to the outside, the coarse powder rides on the circulating flow, returns to the second space 12 again, and repeatedly undergoes a surface modification action in the surface modification zone. After a certain period of time, the discharge valve 8 is opened and the surface modified particles are recovered from the discharge port 7.
[0029]
The toner production method of the present invention is characterized in that a toner raw material is finely pulverized using a collision type airflow pulverizer using a high-pressure gas such as a jet airflow, and the finely pulverized toner is collected as shown in FIG. By using a surface modification device of the formula, surface modified particles having a sharp particle size distribution can be obtained by arbitrarily controlling the surface shape of the toner while continuously performing fine powder removal classification.
[0030]
That is, as a result of intensive studies by the present inventors, the surface reforming apparatus used in the surface reforming process using a collision-type airflow grinder using a high-pressure gas such as a jet stream is shown in FIG. In addition, a batch type surface modification device, and further, the batch type surface modification device may be a surface modification device with a built-in classification rotor for continuously removing fine particles. It turned out to be favorable for quality.
[0031]
That is, as a result of investigation by the present inventors, the pulverizer used in the pulverization step is a collision type airflow pulverizer using a high-pressure gas such as a jet airflow as shown in FIG. 1 or FIG. In addition, even a material that is difficult to pulverize such as containing a polyester resin as a binder resin can be pulverized to a fine particle size of 7 μm or less (and 6 μm or less). Furthermore, the surface modification device used in the surface modification step is a batch type surface modification device as shown in FIG. 8, and is a type with a built-in classification rotor for continuously removing fine powder, and a finely pulverized product. Even when the surface of toner that is easily pulverized is modified by controlling the setting of the surface modification zone of the surface modification device to an appropriate state, the amount of fine powder during surface modification And the toner particle size distribution can be classified sharply. Furthermore, by arbitrarily setting the time for opening the discharge valve, it is possible to adjust the residence time of the toner in the apparatus, and to arbitrarily control the surface shape of the toner, with good developability, transferability, cleaning properties, and stability. Thus, a long-life toner having excellent charging properties can be obtained.
[0032]
The surface shape of the toner depends on the residence time of the toner in the surface modifying apparatus. That is, in order to control the surface shape of the toner, it is important to control the residence time of the toner in the surface modifying device. In the present invention, the surface modification device used in the surface modification step is a batch-type surface modification device as shown in FIG. 8, so that the time until the discharge valve is opened, the tooth shape on the top surface of the dispersion rotor, and By controlling the rotational peripheral speed, the distance between the dispersion rotor and the liner, the distance between the guide ring and the dispersion rotor, etc. to an appropriate state, an increase in fine powder during surface modification is prevented, and the toner surface modification device The residence time of the toner can be controlled, and the surface shape of the toner can be arbitrarily controlled. In addition, by incorporating a classification rotor that classifies the surface-modified toner into a predetermined particle size, by controlling the rotational peripheral speed of the classification rotor to an appropriate state, fine powder below the predetermined particle is continuously discharged out of the device. Since the coarse powder can be surface-modified again, surface-modified particles having a sharp particle size distribution from which fine powder having a predetermined particle size or less is removed can be obtained.
[0033]
As a result of investigation by the present inventors, the surface modification time (= cycle time) in the surface modification apparatus is preferably 5 seconds to 180 seconds, more preferably 15 seconds to 120 seconds. When the surface modification time is less than 5 seconds, since the modification time is too short, surface modified particles cannot be obtained, which is not preferable in terms of toner quality. In addition, when the modification time exceeds 180 seconds, the modification time is too long, so the surface of the toner is altered by the heat generated during surface modification, the occurrence of in-machine fusion, and the processing capacity is reduced. This is not preferable in terms of toner productivity.
[0034]
In the present invention, the average circularity is used as an index for indicating the degree of surface modification of the surface modified particles.
[0035]
The average circularity in the present invention is used as a simple method for quantitatively expressing the shape of particles, and in the present invention, measurement is performed using a flow type particle image analyzer FPIA-1000 manufactured by Toa Medical Electronics, The circularity of the measured particles is obtained by the following formula, and the value obtained by dividing the total circularity of all the measured particles by the total number of particles is defined as the average circularity.
[0036]
[Expression 1]
Figure 0003890240
[0037]
As a measurement method, about 5 mg of toner is dispersed in 10 ml of water in which about 0.1 mg of a nonionic surfactant is dissolved to prepare a dispersion, and ultrasonic waves (20 kHz, 50 W) are irradiated to the dispersion for 3 minutes. The degree of circularity of the toner is measured with the above apparatus at a dispersion concentration of 5000 to 20000 / μl.
[0038]
The “average circularity” in the present invention is an index indicating the degree of unevenness of the surface-modified particles, and is 1.000 when the toner is a perfect sphere, and the average circularity becomes smaller as the toner shape becomes more complicated. It becomes.
[0039]
According to the toner production method of the present invention, the average circularity of the particles obtained in the surface modification step is 0.01 to 0.00 higher than the average circularity of the finely pulverized product introduced into the surface modification step. 05 can be increased. This is because the surface shape of the toner can be arbitrarily controlled by arbitrarily controlling the surface modification time of the surface modifying device as described above.
[0040]
According to the method for producing a toner of the present invention, in the surface modification step, the surface modification is performed while removing fine powder. Therefore, the number average diameter of the surface modified particles obtained by the surface modification apparatus is determined by the surface modification. The number average diameter of the finely pulverized product introduced into the process is larger than the number average diameter of the finely pulverized product introduced into the surface modification step. When the diameter is B, A and B are the following conditions
02 ≦ B / A ≦ 2.00
Is preferably satisfied.
[0041]
Furthermore, in the toner production method of the present invention, it is preferable that the cold air temperature T1 introduced into the surface modifying apparatus is 10 ° C. or less. The cold air temperature T1 introduced into the surface reforming apparatus is 10 ° C. or lower (more preferably 5 ° C. or lower, more preferably 0 ° C. or lower, particularly preferably −5 ° C. or lower). It is possible to prevent toner surface deterioration due to heat and in-machine fusion. If the cold air temperature T1 introduced into the surface reforming apparatus is 6 ° C. or higher, it is not preferable from the viewpoint of toner productivity because the surface of the toner is easily deteriorated due to heat generated during the surface modification and fusion occurs in the machine.
[0042]
Further, in the toner production method of the present invention, the inside of the surface modifying apparatus is provided with a jacket for cooling inside the apparatus, and a refrigerant (preferably cooling water, more preferably an antifreeze such as ethylene glycol) is provided in the jacket. The finely pulverized product is preferably subjected to a surface modification treatment while passing through. In-machine cooling by the jacket can prevent toner surface deterioration and in-machine fusion due to heat during toner surface modification.
[0043]
In addition, it is preferable that the temperature of the refrigerant | coolant passed through this jacket of a surface modification apparatus shall be 5 degrees C or less. By setting the temperature of the refrigerant passed through the jacket in the surface reforming apparatus to 5 ° C. or less (more preferably 0 ° C. or less, more preferably −5 ° C. or less), the surface of the toner due to heat generated during the surface modification Alteration and in-machine fusion can be prevented. If the temperature of the refrigerant introduced into the jacket is 6 ° C. or higher, it is not preferable from the viewpoint of toner productivity because the surface of the toner is easily deteriorated due to heat generated during surface modification and fusion occurs in the machine.
[0044]
Furthermore, in the toner manufacturing method of the present invention, it is preferable that the temperature T2 behind the classification rotor in the surface modifying apparatus is 60 ° C. or less. By setting the temperature T2 behind the classification rotor in the surface reforming apparatus to 60 ° C. or less (preferably 40 ° C. or less, more preferably 30 ° C. or less), the surface modification of the toner due to heat generated during surface modification, In-machine fusion can be prevented. If the temperature T2 behind the classifying rotor in the surface modification device is 61 ° C. or higher, the surface modification zone is affected by the temperature higher than that, so the surface modification of the toner due to heat generated during the surface modification, Since in-machine fusion is likely to occur, it is not preferable from the viewpoint of toner productivity.
[0045]
Furthermore, in the toner manufacturing method of the present invention, the temperature difference ΔT (T2−T1) between the temperature T2 behind the classification rotor in the surface reforming apparatus and the cold air temperature T1 introduced into the surface reforming apparatus is set to 80. It is preferable to set it as below ℃. The temperature difference ΔT (T2−T1) between the temperature T2 behind the classification rotor in the surface reformer and the cold air temperature T1 introduced into the surface reformer is set to 80 ° C. or less (more preferably 70 ° C. or less). As a result, it is possible to prevent toner surface deterioration and in-machine fusion due to heat generated during surface modification. When the temperature difference ΔT (T2−T1) between the temperature T2 behind the classification rotor in the surface reforming apparatus and the cold air temperature T1 introduced into the surface modifying apparatus is 81 ° C. or more, in the surface reforming zone, Since the temperature higher than that influences, it is not preferable from the viewpoint of toner productivity because the toner surface is easily altered by the heat generated during the surface modification and is easily fused in the machine.
[0046]
Furthermore, in the toner production method of the present invention, the minimum distance between the dispersion rotor and the liner in the surface modifying apparatus is preferably 0.5 mm to 15.0 mm, and more preferably 2.0 mm to It is preferable to set it as 10.0 mm. Further, the rotational peripheral speed of the dispersion rotor is preferably 75 m / sec to 150 m / sec, and more preferably 85 m / sec to 140 m / sec. Further, the minimum distance between the upper part of the rectangular disk or cylindrical pin installed on the upper surface of the dispersion rotor in the surface modifying apparatus and the lower part of the cylindrical guide ring is 2.0 mm to 50 mm. 0.0 mm is preferable, and 5.0 mm to 45.0 mm is more preferable.
[0047]
As a result of the study by the present inventors, it is possible to arbitrarily control the surface shape of the toner by controlling the operating condition of the surface reforming device within the above-mentioned range, and good developability, transferability, cleaning property, and stable charging. Thus, a long-life toner can be obtained.
[0048]
If the minimum distance between the dispersion rotor and the liner in the surface reforming apparatus is less than 0.5 mm, the load on the apparatus itself increases, and at the same time, the toner surface changes due to heat that is excessively pulverized during the surface modification. In addition, it is not preferable from the viewpoint of toner productivity because it tends to cause in-machine fusion. Further, if the minimum distance between the dispersion rotor and the liner is 15.1 mm or more, the processing capability must be reduced to obtain surface-modified particles, which is also not preferable in terms of toner productivity. In addition, if the rotational peripheral speed of the dispersion rotor in the surface reforming apparatus is less than 75 m / sec, the processing capability must be lowered to obtain a predetermined circularity, which is not preferable in terms of toner productivity. Further, when the rotational peripheral speed of the grinding rotor is 141 m / sec or more, the load on the apparatus itself is increased, and at the same time, the toner is excessively ground during the surface modification, and at the same time, the toner surface changes due to heat and melts in the machine. This is also not preferable from the viewpoint of toner productivity because it tends to cause adhesion.
[0049]
In addition, the minimum distance between the upper part of the rectangular disk or cylindrical pin installed on the upper surface of the dispersion rotor in the surface modification device and the lower part of the cylindrical guide ring is less than 2.0 mm. As a result, the load on the apparatus itself increases, and at the same time, the residence time in the first space 41 inside the guide ring 39 becomes longer, and the toner is excessively pulverized during surface reforming, causing toner surface alteration and in-machine fusion due to heat. This is not preferable from the viewpoint of toner productivity because it easily occurs. Further, when the minimum distance between the upper part of the rectangular disk or cylindrical pin installed on the upper surface of the dispersion rotor and the lower part of the cylindrical guide ring is 50.1 mm or more, the surface modified particles May cause a short path that flows into the second space 42 outside the guide ring 39 in a state where the surface is not sufficiently modified, which is also not preferable in terms of toner productivity.
[0050]
In the present invention, it is preferable in terms of toner productivity that the pulverized surfaces of the dispersion rotor and liner in the surface modifying apparatus are subjected to abrasion resistance treatment. In addition, the abrasion-resistant processing method is not limited at all. Further, the blade shapes of the dispersion rotor and liner in the surface modification device are not limited at all.
[0051]
True specific gravity is 1.2g / cmThreeIn the case of producing the following toner particles, so-called full-color toner particles, the true specific gravity is 1.2 g / cm.ThreeThe yield tends to be inferior because it is difficult to classify compared with a magnetic toner exceeding 1, but in the present invention, the true specific gravity is 1.2 g / cm 2.ThreeEven in the production of toner particles for full toner particles such as the following, since a classification rotor is built in the vicinity of the dispersion rotor, it is possible to maintain a high yield, so from the viewpoint of fine powder removal classification Are also preferably applied. The effect of improving the yield when producing toner particles having a small particle size distribution with a weight average particle size of 7 μm or less, more preferably 6 μm or less, is remarkable.
[0052]
The constituent material of the toner particles containing the binder resin, the colorant and the wax according to the present invention will be described.
[0053]
As the binder resin used in the present invention, various resin compounds conventionally known as binder resins can be used. For example, vinyl resins, phenol resins, natural resin-modified phenol resins, natural resin-modified resins. Maleic acid resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl acetate, silicone resin, polyester resin, polyurethane, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene resin, polyvinyl butyral, terpene resin, coumaroindene resin, petroleum resin, etc. . Of these, vinyl resins and polyester resins are preferable in terms of chargeability and fixability.
[0054]
Examples of vinyl resins include styrene; o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylenestyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, p-ethyl. Styrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decylstyrene Styrene derivatives such as pn-dodecylstyrene; ethylene unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene; unsaturated polyenes such as butadiene; vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride. Vinyl halides such as: vinyl acetate, vinyl propionate, benzo Vinyl esters such as vinyl acid; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, Α-methylene aliphatic monocarboxylic acid esters such as phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, propyl acrylate, acrylic Acrylic acid esters such as n-octyl acid, dodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate; vinylmethyl Vinyl ethers such as ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether; Vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and methyl isopropenyl ketone; N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone Vinyl naphthalenes: acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide; esters of α, β-unsaturated acids, diesters of dibasic acids; acrylic acid, methacrylic acid, Acrylic acid such as α-ethylacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, vinyl acetic acid, isocrotonic acid, angelic acid, and α- or β-alkyl derivatives thereof; fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, alkenyl succinic acid, itako Examples thereof include polymers using vinyl monomers such as unsaturated dicarboxylic acids such as acid, mesaconic acid, dimethylmaleic acid and dimethylfumaric acid and monoester derivatives or anhydrides thereof.
[0055]
In the vinyl resin, vinyl monomers as described above are used alone or in combination of two or more. Among these, a combination of monomers that is a styrene copolymer or a styrene-acrylic copolymer is preferable.
[0056]
Further, the binder resin used in the present invention may be a polymer or a copolymer crosslinked with a crosslinkable monomer as exemplified below if necessary.
[0057]
As the crosslinkable monomer, a monomer having at least two crosslinkable unsaturated bonds can be used. As such a crosslinkable monomer, various monomers as shown below are conventionally known and can be suitably used for the toner of the present invention.
[0058]
Examples of the crosslinkable monomer include divinylbenzene and divinylnaphthalene as aromatic divinyl compounds; diacrylate compounds linked with an alkyl chain such as ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1 , 4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and those obtained by replacing acrylates of the above compounds with methacrylates; Examples of diacrylate compounds linked with an alkyl chain include diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, and polyethylene glycol. Coal # 400 diacrylate, polyethylene glycol # 600 diacrylate, dipropylene glycol diacrylate and the above compounds in which the acrylate is replaced with methacrylate; diacrylate compounds linked by a chain containing an aromatic group and an ether bond For example, polyoxyethylene (2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diacrylate, polyoxyethylene (4) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diacrylate and the above The thing which replaced the acrylate of the compound with the methacrylate is mentioned; As a polyester type diacrylate, a brand name MANDA (Nippon Kayaku) etc. are mentioned, for example.
[0059]
Polyfunctional cross-linking agents include pentaerythritol triacrylate, trimethylol ethane triacrylate, trimethylol propane triacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate, oligoester acrylate, and acrylates of the above compounds replaced with methacrylate; triallylcia Examples thereof include nurate and triallyl trimellitate.
[0060]
As binder resin used for this invention, the polyester resin shown below is also preferable. It is preferable that 45 to 55 mol% of the polyester resin is an alcohol component and 55 to 45 mol% is an acid component in all components.
[0061]
Examples of alcohol components include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, and 1,6- Xanthdiol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, bisphenol derivatives represented by the following formula (B);
[0062]
[Chemical 1]
Figure 0003890240
(In the formula, R represents an ethylene or propylene group, x and y are each an integer of 1 or more, and the average value of x + y is 2 to 10.)
[0063]
(C) diols represented by the formula;
[0064]
[Chemical formula 2]
Figure 0003890240
[0065]
Or polyhydric alcohols, such as glycerin, sorbit, sorbitan, etc. are mentioned.
[0066]
As the acid component, carboxylic acid can be preferably exemplified, and as the divalent carboxylic acid, benzenedicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride or anhydrides thereof; succinic acid, adipine Alkyl dicarboxylic acids such as acid, sebacic acid and azelaic acid or anhydrides thereof; unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid and itaconic acid or anhydrides thereof; Examples of the acid include trimellitic acid, pyromellitic acid, benzophenone tetracarboxylic acid and its anhydride.
[0067]
A particularly preferable alcohol component of the polyester resin is a bisphenol derivative represented by the formula (B), and examples of the acid component include phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid or anhydride thereof, succinic acid, n-dodecenyl succinic acid, or the like. Examples thereof include dicarboxylic acids such as anhydride, fumaric acid, maleic acid and maleic anhydride; trimellitic acid or tricarboxylic acids of anhydride thereof. This is because the heat roller fixing toner using a polyester resin obtained from these acid components and alcohol components as a binder resin has good fixability and excellent offset resistance.
[0068]
The colorant used in the toner according to the present invention is adjusted to black by a chromatic colorant such as carbon black, a magnetic material, a yellow colorant, a magenta colorant, and a cyan colorant described below as a black colorant. A combination is used.
[0069]
As the yellow colorant, compounds typified by condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds are used. Specifically, C.I. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 97, 109, 110, 111, 120, 127, 128, 129, 147, 168, 174, 176, 180, 181 and 191 are preferably used.
[0070]
As the magenta colorant, condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds are used. Specifically, C.I. I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 57: 1, 81: 1, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221, 254 are particularly preferred.
[0071]
As the cyan colorant, copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds can be used. Specifically, C.I. I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 60, 62, 66 and the like can be used particularly preferably.
[0072]
These colorants can be used alone or mixed and further used in the form of a solid solution. In the present invention, the colorant is selected in consideration of hue angle, saturation, brightness, weather resistance, OHP transparency, and dispersibility in the toner. These chromatic colorants are contained in 1 to 20 parts by mass of toner with respect to 100 parts by mass of the binder resin. When a magnetic material is used as the magnetic toner, it is contained in 60 to 200 parts by mass of toner with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
[0073]
In the toner according to the present invention, the following waxes are contained in the toner from the viewpoint of improving releasability from the fixing member during fixing and improving fixability. Paraffin wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch wax and derivatives thereof, polyolefin wax and derivatives thereof, carnauba wax and derivatives thereof, and the derivatives include oxides and block copolymers with vinyl monomers. And graft modified products. In addition, alcohols, fatty acids, acid amides, esters, ketones, hydrogenated castor oil and derivatives thereof, plant waxes, animal waxes, mineral waxes, petrolactams and the like can also be used.
[0074]
In the toner according to the present invention, it is preferable to use a charge control agent mixed (internally added) to toner particles or mixed (externally added) with toner particles. The charge control agent makes it possible to control the optimum charge amount according to the development system. In particular, in the toner of the present invention, the balance between the particle size distribution and the charge amount can be further stabilized. The negative charge control agent for controlling the toner to negative charge includes the following substances.
[0075]
For example, organometallic complexes and chelate compounds are effective, and there are monoazo metal complexes, acetylacetone metal complexes, aromatic hydroxycarboxylic acid metal complexes, and aromatic dicarboxylic acid metal complexes. Others include aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic monocarboxylic acids and aromatic polycarboxylic acids and their metal salts, anhydrides, esters, and phenol derivatives such as bisphenols.
[0076]
The following substances are used as positive charge control agents for controlling the toner to positive charge.
[0077]
For example, modified products such as nigrosine and fatty acid metal salts; quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and analogs of phosphonium salts thereof. Onium salts and lake pigments thereof; triphenylmethane dyes and lake pigments thereof (as rake agents, phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten molybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanide) Metal salts of higher fatty acids; diorganotin oxides such as dibutyl tin oxide, dioctyl tin oxide, dicyclohexyl tin oxide; dibutyl tin borate, dioctyl tin borate, dicyclohexane Such as diorgano tin borate such Rusuzuboreto; there is.
[0078]
These charge control agents can be used alone or in combination of two or more.
[0079]
The above-described charge control agent is preferably used in the form of fine particles. In this case, the number average particle diameter of these charge control agents is particularly preferably 4 μm or less, and more preferably 3 μm or less. When these charge control agents are internally added to the toner, they are preferably contained in the toner in an amount of 0.1 to 20 parts by weight, particularly 0.2 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin.
[0080]
In order to produce the toner particles according to the present invention, for example, a binder resin, a wax, a metal salt or a metal complex, a pigment or dye as a colorant, a magnetic material, a charge control agent as required, other additives, etc. Are mixed thoroughly by a mixer such as a Henschel mixer and a ball mill, and then melted and kneaded using a heat kneader such as a heating roll, kneader, and extruder to mix the resins with each other. After dispersing or dissolving the dye and the magnetic substance, cooling and solidifying, and coarsely pulverizing the solidified product, toner particles having a desired particle diameter can be obtained by the fine pulverization / surface treatment method of the present invention. At this time, when particles having a predetermined particle size or more are present, classification or sieving is performed after the fine pulverization step or the surface treatment step in order to remove particles having a predetermined particle size or more. Also good. Further, in order to improve fluidity, transferability and the like, the toner particles are externally mixed with an external additive such as an inorganic fine powder and used as a toner.
[0081]
The particle size distribution of the toner can be measured by various methods. In the present invention, the following measurement apparatus was used.
[0082]
That is, a Coulter Counter TA-II type or Coulter Multisizer II (manufactured by Coulter, Inc.) was used as a measuring device. As the electrolytic solution, a 1% NaCl aqueous solution is prepared using first grade sodium chloride. For example, ISOTON R-II (manufactured by Coulter Scientific Japan) can be used. As a measuring method, 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the aqueous electrolyte solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion process for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser. Using the measuring apparatus, a 100 μm aperture is used as an aperture, and the volume and number of toners are measured. Was calculated. Then, the weight-average weight average particle diameter obtained from the volume distribution according to the present invention was obtained.
[0083]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with specific toner production methods, examples, and comparative examples.
[0084]
<Example 1>
・ Unsaturated polyester resin 100 parts by mass
(Polyoxypropylene (2,2) -2,2bis (4-hydroxyphenyl) propane / polyoxyethylene (2,2) -2,2bis (4-hydroxyphenyl) propane / terephthalic acid / trimellitic anhydride / Unsaturated polyester resin consisting of fumaric acid)
・ 6 parts by mass of copper phthalocyanine pigment
(C.I. Pigment Blue 15: 3)
・ 5 parts by weight of paraffin wax
(Maximum endothermic peak 73 ° C)
Charge control agent (salicylic acid metal complex) 2 parts by mass
After mixing the ingredients of the above formulation with a Henschel mixer (FM-75 type, manufactured by Mitsui Miike Kako Co., Ltd.), a twin-screw kneader (PCM-30 type, Ikekai Tekko Co., Ltd.) set at a temperature of 110 ° C. Kneaded). The obtained kneaded product was cooled and coarsely pulverized to 1 mm or less with a hammer mill to obtain a coarsely pulverized product for toner production. The true specific gravity of the toner composition is 1.1 g / cm.ThreeMet.
[0085]
The obtained toner raw material crushed material was subjected to a collision type airflow crusher (high pressure gas pressure: 0.6 MPa, flow rate: 27 Nm) using the high pressure gas shown in FIG.Three/ Min) and the airflow classifier turboplex (350-ATP type: manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.) shown in FIG. 7 was pulverized using a fine pulverizer equipped with a closed circuit as shown in FIG. The obtained finely pulverized product contains a weight average diameter of 4.8 μm, a number average diameter of 3.6 μm (43% by number of particles having a particle size of 3.17 μm or less, and 0.0 volume of particles having a particle size of 8.00 μm or more). The average circularity was 0.936.
[0086]
Next, using the surface modifying apparatus as shown in FIGS. 8 and 9 for the obtained finely pulverized product, 1.3 kg of the finely pulverized product was charged each time, and while removing fine particles at a classification rotor rotation speed of 7300 rpm, Surface treatment was performed for 60 seconds at a dispersion rotor rotational speed of 5800 rpm (rotational peripheral speed 130 m / sec) (after finishing the introduction of finely pulverized material from the raw material supply port 3, processing for 60 seconds, and then opening the discharge valve 8 as a processed product. Took out). At this time, in this example, ten square disks were installed on the upper part of the dispersion rotor, the distance between the guide ring and the upper square disk of the dispersion rotor was 30 mm, and the distance between the dispersion rotor and the liner was 5 mm. Also, blower air volume is 14mThree/ Min, the temperature of the refrigerant passed through the jacket and the cold air temperature T1 were set to -20 ° C.
[0087]
As a result of repeating the operation in this state for 20 minutes, the temperature T2 behind the classification rotor was stabilized at 27 ° C. Therefore, ΔT (T2−T1) was 47 ° C.
[0088]
After the treatment, a weight average diameter of 5.2 μm, a number average diameter of 4.9 μm (containing 12% by number of particles having a particle size of 3.17 μm or less and 0.0% by volume of particles having a particle size of 8.00 μm or more), average A toner particle having a circularity of 0.953 was obtained with a classification yield of 85% (the number average diameter of the finely pulverized product introduced into the surface treatment step is A, and the number average diameter of the particles obtained by the surface treatment apparatus is B. B / A is 1.36). Further, when the classification rotor and the dispersion rotor were confirmed, no fused material of the toner raw material was found.
[0089]
Furthermore, using a mesh surface fixed wind sieve high voltor (NR-300 type, manufactured by Shin Tokyo Machine Co., Ltd .: air brush attached to the back of the wire mesh), this has a diameter of 30 cm, an opening of 29 μm, and an average wire diameter of 30 μm A metal mesh is installed, and the toner powder has an air flow of 5 Nm.Three/ Min. And supplied to a gas stream to separate coarse particles to obtain toner particles. Particles having a particle size of 12.7 μm or more were less than 0.1% by volume. The separated coarse particles were about 0.2% of the toner particles passed through the sieve.
[0090]
The specific surface area by the BET method is 200 m with respect to 100 parts by mass of the obtained toner particles.2A toner was obtained by externally adding 1.8 parts by mass of hydrophobic silica having a / g content. 95 parts by mass of an acrylic-coated ferrite carrier was mixed with 5 parts by mass of the toner to obtain a developer.
[0091]
Using this developer, an image was evaluated under normal temperature and humidity (23 ° C, 60% RH) using a Canon full-color copier CLC1000 remodeled machine (with the oil application mechanism of the fixing unit removed). Even at the endurance of 10,000 sheets, the image density at the initial stage and after the endurance did not change, and a high-quality image without fogging was obtained. Further, double-sided images were formed, but no occurrence of offset was observed on the front and back surfaces of the transfer material. Further, when an image was formed on an OHP sheet, an image with good transparency was obtained. Here, the transfer material (basis weight 199 g / m from the photosensitive member)2The transfer efficiency to paper was as high as 93%.
[0092]
Furthermore, similar image evaluation (5,000 sheets durability) was performed under high temperature and high humidity (32.5 ° C., 85% RH), but a good image was obtained.
[0093]
<Example 2>
Using the same pulverized toner raw material as in Example 1, the same pulverization apparatus as in Example 1 was used, and the pulverization conditions were changed and pulverization was performed. The resulting finely pulverized product has a weight average diameter of 5.2 μm, a number average diameter of 4.1 μm (containing 37% by number of particles having a particle diameter of 3.17 μm or less, and 0 having a particle diameter of 8.00 μm or more). The average circularity was 0.935. Next, the obtained finely pulverized product was subjected to a surface treatment for 60 seconds using the same surface modifying apparatus as in Example 1 while removing fine particles in the same manner.
[0094]
As a result of repeating the surface modification treatment for 20 minutes, the temperature T2 behind the classification rotor was stabilized at 28 ° C. Therefore, ΔT (T2−T1) was 48 ° C.
[0095]
After the treatment, the weight average diameter is 5.2 μm, the number average diameter is 5.0 μm (9% by number of particles having a particle size of 3.17 μm or less, 0.5% by volume of particles having a particle size of 8.00 μm or more, B / A was 1.22), and toner particles having an average circularity of 0.952 were obtained with a classification yield of 81%. When the classification rotor and the dispersion rotor were confirmed, no fused material of the toner raw material was found.
[0096]
Further, using a similar screen-fixed wind screen high voltor, coarse particles were separated to obtain toner particles having a particle size of 12.7 μm or more of less than 0.1% by volume. The separated coarse particles were about 0.2% of the toner particles passed through the sieve.
[0097]
In the same manner as in Example 1, hydrophobic silica was externally mixed with the obtained toner particles to obtain a toner, and further, an acrylic-coated ferrite carrier was mixed to obtain a developer.
[0098]
When this developer was used to evaluate image output on a Canon full-color copying machine CLC1000 remodeled machine in the same manner as in Example 1, a good image was obtained as in Example 1. Also, the transfer material (basis weight 199 g / m2The transfer efficiency to paper was 91%.
[0099]
<Example 3>
Using the same toner raw material crushed material as in Example 1, in the surface modification apparatus, fine pulverization and surface modification treatment were performed in the same manner as in Example 2 except that the surface modification treatment time was 45 seconds. It was.
[0100]
As a result of repeating the surface modification treatment for 20 minutes, the temperature T2 behind the classification rotor was stabilized at 25 ° C. Therefore, ΔT (T2−T1) was 45 ° C.
[0101]
After the treatment, the weight average diameter is 5.2 μm, the number average diameter is 4.9 μm (11% by number of particles having a particle size of 3.17 μm or less, 0.5% by volume of particles having a particle size of 8.00 μm or more, B / A was 1.20), and toner particles having an average circularity of 0.948 were obtained with a classification yield of 83%. When the classification rotor and the dispersion rotor were confirmed, no fused material of the toner raw material was found.
[0102]
Further, using a similar screen-fixed wind screen high voltor, coarse particles were separated to obtain toner particles having a particle size of 12.7 μm or more of less than 0.1% by volume. The separated coarse particles were about 0.2% of the toner particles passed through the sieve.
[0103]
In the same manner as in Example 1, hydrophobic silica was externally mixed with the obtained toner particles to obtain a toner, and further, an acrylic-coated ferrite carrier was mixed to obtain a developer.
When this developer was used to evaluate image output on a Canon full-color copying machine CLC1000 remodeled machine in the same manner as in Example 1, a good image was obtained as in Example 1. Also, the transfer material (basis weight 199 g / m2The transfer efficiency to paper was 89%.
[0104]
<Example 4>
Using the same toner raw material crushed material as in Example 1, in the surface modification device, fine pulverization and surface modification treatment were performed in the same manner as in Example 2 except that the surface modification treatment time was 30 seconds. It was.
[0105]
As a result of repeating the surface modification treatment for 20 minutes, the temperature T2 behind the classification rotor was stabilized at 19 ° C. Therefore, ΔT (T2−T1) was 39 ° C.
[0106]
After the treatment, a weight average diameter of 5.2 μm, a number average diameter of 4.8 μm (containing 13% by number of particles having a particle size of 3.17 μm or less, 0.5% by volume of particles having a particle size of 8.00 μm or more, B / A was 1.17), and toner particles having an average circularity of 0.944 were obtained with a classification yield of 85%. When the classification rotor and the dispersion rotor were confirmed, no fused material of the toner raw material was found.
[0107]
Further, using a similar screen-fixed wind screen high voltor, coarse particles were separated to obtain toner particles having a particle size of 12.7 μm or more of less than 0.1% by volume. The separated coarse particles were about 0.2% of the toner particles passed through the sieve.
[0108]
In the same manner as in Example 1, hydrophobic silica was externally mixed with the obtained toner particles to obtain a toner, and further, an acrylic-coated ferrite carrier was mixed to obtain a developer.
[0109]
When this developer was used to evaluate image output on a Canon full-color copying machine CLC1000 remodeled machine in the same manner as in Example 1, a good image was obtained as in Example 1. Also, the transfer material (basis weight 199 g / m2The transfer efficiency to paper was 86%.
[0110]
<Example 5>
Using the same pulverized toner raw material as in Example 1, the same pulverization apparatus as in Example 1 was used, and the pulverization conditions were changed and pulverization was performed. The obtained finely pulverized product has a weight average particle size of 6.6 μm, a number average particle size of 5.5 μm (containing 53% by number of particles having a particle size of 4.00 μm or less, and 2 particles having a particle size of 10.08 μm or more. The average circularity was 0.923. Next, the obtained finely pulverized product was similarly removed using the same surface modifying apparatus as in Example 1 (the blower air volume was 15 m).Three/ Min), surface treatment was performed for 80 seconds.
[0111]
As a result of repeating the surface modification treatment for 20 minutes, the temperature T2 behind the classification rotor was stabilized at 31 ° C. Therefore, ΔT (T2−T1) was 51 ° C.
[0112]
After the treatment, a weight average diameter of 6.9 μm, a number average diameter of 6.6 μm (containing 12% by number of particles having a particle size of 4.00 μm or less, 2.3% by volume of particles having a particle size of 10.08 μm or more, B / A was 1.20), and toner particles having an average circularity of 0.953 were obtained with a classification yield of 81%. When the classification rotor and the dispersion rotor were confirmed, no fused material of the toner raw material was found.
[0113]
Further, using the same fixed screen wind-screen sieving high voltor, coarse particles were separated to obtain toner particles having a particle size of 16.0 μm or more of less than 0.1% by volume. Further, the separated coarse particles were about 0.4% of the toner particles passed through the sieve.
[0114]
In the same manner as in Example 1, 1.4 parts by mass of hydrophobic silica was externally added to the obtained toner particles to prepare a toner, and further, an acrylic-coated ferrite carrier was mixed to prepare a developer.
[0115]
When this developer was used to evaluate image output on a Canon full-color copying machine CLC1000 remodeled machine in the same manner as in Example 1, a good image was obtained as in Example 1. Also, the transfer material (basis weight 199 g / m2The transfer efficiency to paper was 91%.
[0116]
<Comparative Example 1>
Using the same coarse toner raw material as in Example 1, the mechanical pulverizer 301 shown in FIG. 1 (Turbo Mill T250-RS type manufactured by Turbo Industry Co., Ltd.) was used, and the gap between the pulverization rotor and the liner was 1.0 mm. Crushing rotor rotation speed 12300 rpm (= rotor tip peripheral speed 160 m / sec), air flow 6 NmThree/ Min (inlet temperature -15 ° C).
[0117]
Even if the supply amount of the raw material crushed material was adjusted, only a finely pulverized material having a weight average diameter of 7.5 μm and a number average diameter of 4.4 μm was obtained.
[0118]
<Comparative example 2>
Using the same coarsely-crushed toner raw material as in Example 1, using a mechanical fine crusher super rotor (Nisshin Engineering Co., Ltd. SR-25 type), the gap between the crushing rotor and the liner is 1.0 mm, and the crushing rotor rotation speed 12000rpm (= rotor tip peripheral speed 160m / sec), air flow 6NmThree/ Min (inlet temperature −40 ° C.).
[0119]
Even when the supply amount of the raw material crushed material was adjusted, only a finely pulverized material having a weight average diameter of 7.2 μm and a number average diameter of 4.1 μm was obtained.
[0120]
<Comparative Example 3>
Using the same toner raw material crushed material as in Example 1, a closed circuit was assembled by using a super-rotor SR-25 type mechanical pulverizer and a turbo classifier (Nisshin Engineering Co., Ltd. TC-25IIIS type). When pulverization was performed, the supply amount of the raw crushed material was adjusted to about 1/3 that of Comparative Example 2, and the weight average diameter was 4.8 μm, the number average diameter was 3.8 μm (particles having a particle diameter of 3.17 μm or less were 38 A finely pulverized product having an average circularity of 0.932 was obtained. Compared with the finely pulverized product of Example 1, this was poor in spheroidization.
[0121]
Using an elbow jet classifier (EJ-15-3 type), this finely pulverized product contains 12% by number of particles having a weight average diameter of 5.2 μm and a number average diameter of 4.9 μm (particle diameter of 3.17 μm or less). The particles having a diameter of 8.00 μm or more were contained by 0.0 vol%), and the average circularity was classified to 0.941.
[0122]
Next, in the same manner as in Example 1, hydrophobic silica was externally mixed with the obtained toner particles to obtain a toner, which was further mixed with an acrylic-coated ferrite carrier to obtain a developer. Using this developer, image evaluation was carried out with a Canon full-color copying machine CLC1000 remodeled in the same manner as in Example 1. As a result, a good image was obtained under normal temperature and normal humidity. Then, the image density gradually decreased and the fog increased. When the toner was observed under a microscope, uncolored particles that appeared to be free wax were observed. This seems to have influenced the chargeability. Also, the transfer material (basis weight 199 g / m2The transfer efficiency to paper was 84%.
[0123]
<Comparative example 4>
Using a elbow jet classifier (EJ-15-3 type), the finely pulverized toner obtained in Example 5 was 6.9 μm in weight average diameter, 6.6 μm in number average diameter (12 particles having a particle diameter of 4.00 μm or less). Toner particles having an average circularity of 0.926 and a number% of particles containing 2.3% by volume of particles having a particle size of 10.08 μm or more.
[0124]
Next, after that, the classified product was subjected to surface modification using a surface modification apparatus shown in FIG.
[0125]
In FIG. 12, 151 is a main body casing, 158 is a stator, 177 is a stator jacket, 163 is a recycling pipe, 159 is a discharge valve, 119 is a discharge chute, and 164 is a raw material charging chute.
[0126]
In the apparatus, the powder particles and other fine solid particles supplied from the raw material charging chute 164 are instantaneously generated by a plurality of rotor blades 155 disposed in a rotating rotor 162 that rotates mainly at high speed in the impact chamber 168. In addition, the fine particles collide with the surrounding stator 158 and disperse in the system while loosening the agglomeration of the powder particles or other fine solid particles, and at the same time other fine solid particles on the powder particle surface. Is attached by electrostatic force, van der Waals force or the like, or in the case of powder particles only, the particles are rounded or spheroidized. This state advances as the particles fly and collide. That is, the particles are processed by passing through a recycle pipe 163 a plurality of times as the airflow generated by the rotation of the rotor blade 155 flows. Further, when the particles are repeatedly hit from the rotor blade 155 and the stator 158, the other fine solid particles are uniformly dispersed and fixed on the surface of the powder particles or in the vicinity thereof, or only the powder particles are used. The shape of the particles becomes spherical.
[0127]
The particles that have been processed are collected by the bag filter 222 or the like that passes through the discharge chute 119 and communicates with the suction blower 224 by opening the discharge valve 159 by the discharge valve control device 128.
[0128]
In this comparative example, a rotating rotor 162 having a rotor blade 155 with a longest diameter of 242 mm was used, and the rotating peripheral speed of the rotating rotor 162 was 90 m / sec. The amount of finely pulverized product was 300 g and the cycle time was 180 seconds to obtain surface modified particles.
[0129]
The surface-modified particles after the treatment contain a weight average diameter of 6.7 μm, a number average diameter of 6.4 μm (18% by number of particles having a particle size of 4.00 μm or less, and 2.4 particles having a particle size of 10.08 μm or more). Containing% by volume, B / A was 0.97), and the average circularity was 0.941.
[0130]
Compared to the classification particle size before surface modification, it was broad. This is presumably because the toner was excessively pulverized and the fine powder increased during the surface modification. Further, when the in-flight inspection was performed after the operation was completed, the rotor blade was slightly fused.
[0131]
Next, as in Example 5, the toner particles obtained were externally mixed with hydrophobic silica to obtain a toner, which was further mixed with an acrylic-coated ferrite carrier to obtain a developer. Using this developer, image evaluation was carried out with a Canon full color copier CLC1000 remodeled machine as in Example 1. As a result, the image density gradually decreased and fogging increased. When the toner was observed under a microscope, uncolored particles that appeared to be free wax were observed. This seems to have influenced the chargeability. Also, the transfer material (basis weight 199 g / m2The transfer efficiency to paper was 86%.
[0132]
<Example 6>
・ Unsaturated polyester resin 100 parts by mass
・ Magenta pigment 4 parts by mass
(CI Pigment Red 184)
・ Polyethylene wax 4 parts by mass
(Maximum endothermic peak 102 ° C)
Charge control agent (salicylic acid metal complex) 2 parts by mass
The materials of the above formulation were thoroughly mixed with a Henschel mixer (FM-75 type) and then kneaded with a twin-screw kneader (PCM-30 type) set at a temperature of 120 ° C. The obtained kneaded product was cooled and coarsely pulverized to 1 mm or less with a hammer mill to obtain a coarsely pulverized product for toner production.
[0133]
Collision type airflow crusher using the high-pressure gas shown in FIG. 2 (I-5 type, manufactured by Nippon New Match Industrial Co., Ltd .: high-pressure gas pressure: 0.6 MPa, flow rate: 5 NmThree/ Min) and the airflow classifier shown in FIG. 6 was pulverized using a fine pulverizer with a closed circuit as shown in FIG. The obtained finely pulverized product contains a weight average diameter of 7.2 μm, a number average diameter of 4.2 μm (63% by number of particles having a particle size of 4.00 μm or less, and 2.1 volumes of particles having a particle size of 12.7 μm or more). The average circularity was 0.922.
[0134]
Next, the obtained finely pulverized product was removed using a surface reformer similar to that of Example 1 and fine particles were similarly removed at a classification rotor rotational speed of 6800 rpm, while a dispersed rotor rotational speed was 5200 rpm (rotational peripheral speed was 115 m / sec. ) For 45 seconds.
[0135]
As a result of repeating the surface modification treatment in this state for 20 minutes, the temperature T2 behind the classification rotor was stabilized at 27 ° C. Therefore, ΔT (T2−T1) was 47 ° C.
[0136]
After the treatment, a weight average diameter of 7.2 μm, a number average diameter of 6.8 μm (containing 12% by number of particles having a particle size of 4.00 μm or less, 2.3% by volume of particles having a particle size of 12.7 μm or more, B / A was 1.62), and toner particles having an average circularity of 0.933 were obtained with a classification yield of 75%. When the classification rotor and the dispersion rotor were confirmed, no fused material of the toner raw material was found.
[0137]
Further, using an elbow jet classifier (EJ-15-3 type), coarse particles having a size of 12.7 μm or more were classified and removed to obtain toner particles having a particle size of 12.7 μm or more of less than 0.1% by volume. Further, the separated coarse particles were about 9% of the toner particles passed through the elbow jet classifier.
[0138]
In the same manner as in Example 1, hydrophobic silica was externally mixed with the obtained toner particles to obtain a toner, and further, an acrylic-coated ferrite carrier was mixed to obtain a developer.
[0139]
When this developer was used to evaluate image output on a Canon full-color copying machine CLC1000 remodeled machine in the same manner as in Example 1, a good image was obtained as in Example 1. Also, the transfer material (basis weight 199 g / m2  The transfer efficiency to paper was 87%.
[0140]
<Example 7>
・ Styrene-nbutyl acrylate-monobutyl acrylate maleate
100 parts by mass of copolymer
・ 100 parts by mass of magnetic iron oxide (average particle size 0.22 μm)
・ 3 parts by mass of low molecular weight ethylene-propylene copolymer
・ Iron complex of monoazo dye 2 parts by mass
The materials of the above formulation were thoroughly mixed with a Henschel mixer (FM-75 type) and then kneaded with a twin-screw kneader (PCM-30 type) set at a temperature of 130 ° C. The obtained kneaded product was cooled and coarsely pulverized to 1 mm or less with a hammer mill to obtain a coarsely pulverized product for toner production.
[0141]
The resulting coarsely crushed product is a collision type airflow crusher type I-5 using the high pressure gas shown in FIG. 2 (high pressure gas pressure: 0.6 MPa, flow rate: 5 Nm).Three/ Min) and the airflow classifier (DS-5 type, manufactured by Nippon New Matchoc Kogyo Co., Ltd.) shown in FIG. 5 was pulverized by using a fine pulverizer equipped with a closed circuit as shown in FIG. The finely pulverized product thus obtained contained 49% by number of particles having a weight average diameter of 7.8 μm and a number average diameter of 4.7 μm (particle diameter of 4.00 μm or less, and 2.3 volumes of particles having a particle diameter of 12.7 μm or more. %), And the average circularity was 0.923.
[0142]
Next, the obtained finely pulverized product was subjected to the same surface reforming apparatus as in Example 1 (dispersion rotor rotational speed 5200 rpm (rotational peripheral speed 115 m / sec), the temperature of the refrigerant passed through the jacket and the cold air temperature T1 to 0 ° C. The surface treatment was similarly performed for 45 seconds while fine particles were removed at a classification rotor rotational speed of 6600 rpm.
[0143]
As a result of repeating the surface modification treatment in this state for 20 minutes, the temperature T2 behind the classification rotor was stabilized at 47 ° C. Therefore, ΔT (T2−T1) was 47 ° C.
[0144]
After the treatment, a weight average diameter of 8.0 μm, a number average diameter of 7.7 μm (11% by number of particles having a particle size of 4.00 μm or less, 2.8% by volume of particles having a particle size of 12.7 μm or more, B / A was 1.64), and toner particles having an average circularity of 0.933 were obtained with a classification yield of 78%. When the classification rotor and the dispersion rotor were confirmed, no fused material of the toner raw material was found.
[0145]
Further, using an elbow jet classifier (EJ-15-3 type), coarse particles having a size of 12.7 μm or more were classified and removed to obtain toner particles having a particle size of 12.7 μm or more of less than 0.1% by volume. The specific surface area by the BET method is 110 m with respect to 100 parts by mass of the toner particles.21.2 parts by mass of hydrophobic silica of / g was added and externally added and mixed with a Henschel mixer to obtain a toner.
[0146]
Using this toner, it is mounted on a Canon laser jet printer LBP-950 remodeling machine (modified from A4 horizontal feed to 32 sheets / min. To 50 sheets / min), and an image output test is performed to evaluate the image characteristics of the toner. did.
[0147]
When 5,000 images were printed and evaluated under normal temperature and normal humidity and high temperature and high humidity, there was no change in the image density between the initial stage and the endurance, and a high-quality image without fogging was obtained. Further, double-sided images were formed, but no occurrence of offset was observed on the front and back surfaces of the transfer material.
[0148]
【The invention's effect】
According to the method for producing a toner of the present invention, a step of melt-kneading a composition containing at least a binder resin and a colorant, cooling and solidifying the kneaded product, and finely pulverizing the solidified product to obtain a finely pulverized product, And a toner manufacturing method having a surface modification step of surface-treating the obtained finely pulverized product to obtain surface-modified particles, suppressing the influence of heat and generation of fine powder during the surface modification, Method for producing a toner capable of arbitrarily controlling the surface shape and obtaining a long-life toner having good developability, transferability, cleaning property, and stable chargeability by controlling the surface shape of the toner Can be provided. Therefore, according to the method for producing a toner of the present invention, toner particles containing a wax component and using a resin having a low melting point, a low softening point, or a low glass transition point can be efficiently produced. In particular, toner particles having a weight average particle size of 7 μm or less (more preferably 6 μm or less) and having a controlled surface shape can be efficiently produced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a collision-type airflow pulverizer used in a toner pulverization process of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of another example of an impingement airflow pulverizer used in the toner pulverization step of the present invention.
FIG. 3 is a flow diagram of an example pulverizer-classifier used in the fine pulverization step of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart of another example of a pulverizer-classifier used in the fine pulverization process of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an example classifier used in the pulverization process of the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of another example classifier used in the pulverization process of the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of another example classifier used in the pulverization process of the present invention.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an example surface modification apparatus used in the surface modification step of the present invention.
FIG. 9 is a schematic view showing an example of a top view of the dispersion rotor shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a schematic sectional view of a mechanical crusher used in a conventional crushing process.
11 is a perspective view of a rotor of the mechanical crusher shown in FIG.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of an example mechanical pulverizer used in a surface modification step of a comparative example.
[Explanation of symbols]
1: Classification rotor
2: Fine powder recovery
3: Raw material supply port
4: Liner (fixed body)
5: Cold air inlet
6: Distributed rotor (rotating body)
7: Product outlet
8: Discharge valve
9: Guide ring (guide plate)
10: Square disk
11: First space
12: Second space
15: Casing
21: Accelerating tube
22: Acceleration tube throat
23: High pressure gas supply nozzle
24: Object to be crushed
25: Crushable object supply cylinder
26: High-pressure gas supply port
27: High-pressure gas chamber
28: High-pressure gas introduction pipe
29: Acceleration tube exit
30: Colliding member
32: Grinding interior wall
33: Crushing material outlet
34: Crushing chamber
35: Grinding chamber
36: Colliding member
37: Collision surface
38: Interior wall for grinding
39: Crushing material outlet
41: Object to be crushed supply port
42: Accelerating tube
43: High-pressure gas supply nozzle
44: Acceleration tube exit
47: Classification louver
48: Distributed louver
49: Classification louver
51: Main body casing
52: Classification room
53: Information room
54: Classification rotor
55: Raw material inlet
56: Air inlet
57: Distributed louver
58: Fine powder discharge pipe
59: Hopper
212: Swirl chamber
219: Pipe
220: Distributor
222: Bug filter
224: Suction blower
229: Collection cyclone
301: Mechanical crusher
302: Powder outlet
310: Stator
311: Powder inlet
312: Rotating shaft
313: Casing
314: Rotor
315: Fixed quantity feeder
316: Jacket
317: Cooling water supply port
318: Cooling water outlet
320: Rear room

Claims (17)

少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有する組成物を溶融混練し、得られた混練物を冷却固化し、冷却固化物を微粉砕して微粉砕物を得る微粉砕工程、及び得られた微粉砕物を表面改質処理し表面改質処理粒子を得る表面改質工程を有するトナーの製造方法において、
該微粉砕工程が、ジェット気流の如き高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機を用い、重量平均粒径3〜11μmの微粉砕物を得る工程であり、
該表面改質工程が、回分式の表面改質装置を用いて行われ、該回分式の表面改質装置には、所定粒径以下の微粒子を装置外へ連続的に排出除去する分級手段と、機械式衝撃力を用いる表面処理手段、及び該分級手段と該表面処理手段との間の空間を第一の空間と第二の空間とに仕切る案内手段を有し、
該微粉砕物を第一の空間に導入し、該分級手段により所定粒径以下の微粒子を装置外へ連続的に排出除去しながら、第二の空間を経由して、機械式衝撃力を用いる該表面処理手段へ導入して表面改質処理を行い、再び第一の空間へ循環させることにより、所定時間分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理とを繰り返すことにより、所定粒径以下の微粒子が所定量除かれた表面改質処理粒子を得る工程であり、
該表面改質工程の機械式衝撃力を用いる表面処理が、上面に角型のディスク或いは円筒型のピンを複数個有し、高速で回転する円盤上の回転体と、該回転体との間に間隔をおいて固定配置される固定体とからなる表面処理装置により行われることを特徴とするトナーの製造方法。
A composition comprising at least a binder resin and a colorant is melt-kneaded, the resulting kneaded product is cooled and solidified, and the cooled and solidified product is finely pulverized to obtain a finely pulverized product, and the obtained fine pulverization In a toner production method having a surface modification step of surface-treating a product to obtain surface-modified particles,
The pulverization step is a step of obtaining a pulverized product having a weight average particle diameter of 3 to 11 μm using a collision type air pulverizer using a high-pressure gas such as a jet air flow,
The surface modification step is performed using a batch type surface modification apparatus, and the batch type surface modification apparatus includes classification means for continuously discharging and removing fine particles having a predetermined particle size or less to the outside of the apparatus. , Surface treatment means using mechanical impact force, and guide means for partitioning the space between the classification means and the surface treatment means into a first space and a second space,
The finely pulverized product is introduced into the first space, and mechanical impact force is used via the second space while continuously removing and removing fine particles having a predetermined particle diameter or less from the apparatus by the classification means. By introducing into the surface treatment means, performing surface modification treatment, and circulating again to the first space, by repeating predetermined time classification and surface modification treatment using mechanical impact force, the particle size is less than the predetermined particle size. step der the microparticles to obtain a surface modification treatment particles removed predetermined amount is,
The surface treatment using the mechanical impact force in the surface modification step has a plurality of square disks or cylindrical pins on the upper surface, and a rotating body on a disk that rotates at high speed and the rotating body. A method for producing toner, comprising: a surface treatment device comprising a fixed body fixedly arranged at intervals .
該表面改質工程で得られた粒子の個数平均粒径が、該表面改質工程に導入された前記微粉砕物の個数平均粒径よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載のトナーの製造方法。  2. The toner according to claim 1, wherein the number average particle size of the particles obtained in the surface modification step is larger than the number average particle size of the finely pulverized product introduced into the surface modification step. Manufacturing method. 該表面改質工程に導入された前記微粉砕物の個数平均径Aと、該表面改質工程で得られた表面改質粒子の個数平均径Bが、下記条件
1.02≦B/A≦2.00
を満足していることを特徴とする請求項1または2に記載のトナーの製造方法。
The number average diameter A of the finely pulverized product introduced into the surface modification step and the number average diameter B of the surface modified particles obtained in the surface modification step are as follows: 1.02 ≦ B / A ≦ 2.00
The toner production method according to claim 1, wherein:
該表面改質工程で得られた粒子の平均円形度が、該表面改質工程に導入された前記微粉砕物の平均円形度よりも0.01乃至0.05大きいことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のトナーの製造方法。  The average circularity of particles obtained in the surface modification step is 0.01 to 0.05 greater than the average circularity of the finely pulverized product introduced into the surface modification step. The method for producing a toner according to any one of 1 to 3. 少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有する組成物がワックスを含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のトナーの製造方法。  5. The method for producing a toner according to claim 1, wherein the composition containing at least a binder resin and a colorant contains a wax. 該結着樹脂が少なくともポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のトナーの製造方法。  6. The method for producing a toner according to claim 1, wherein the binder resin contains at least a polyester resin. 該トナー粒子の真比重が1.2g/cm3以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のトナーの製造方法。The toner production method according to claim 1, wherein the toner particles have a true specific gravity of 1.2 g / cm 3 or less. 該トナー粒子がフルカラー用トナーを構成することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のトナーの製造方法。  8. The method for producing a toner according to claim 1, wherein the toner particles constitute a full-color toner. 該表面改質工程の分級手段が、羽根車型の分級ローターの回転による分級手段であり、案内手段が、円筒型のガイドリングであることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のトナーの製造方法。Is classification means of the surface modification step, a classification means according to the rotation of the impeller type classifying rotor, guide means, a cylindrical, characterized in that a guide ring of claims 1 to 8 according to any one Toner manufacturing method. 該回分式の表面改質装置が、表面処理時間を任意に調整可能となるように、開閉可能な排出弁を有することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のトナーの製造方法。該回content type surface modification apparatus, so that the surface treatment time is arbitrarily adjustable method for producing a toner according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it has an openable discharge valve . 該回分式の表面改質装置における表面処理時間が、5秒以上180秒以下であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載のトナーの製造方法。The method for producing a toner according to any one of claims 1 to 10, wherein a surface treatment time in the batch-type surface modification apparatus is 5 seconds or more and 180 seconds or less. 該回分式の表面改質装置に導入する冷風温度T1が10℃以下であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載のトナーの製造方法。The method for producing a toner according to any one of claims 1 to 11 , wherein a cold air temperature T1 introduced into the batch-type surface reforming apparatus is 10 ° C or lower. 該回分式の表面改質装置が機内冷却用のジャケットを具備しており、該ジャケット内に冷媒を通しながら前期微粉砕物を表面改質処理することを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載のトナーの製造方法。該回content type surface modification apparatus has provided a jacket for internal cooling, more of claims 1 to 12, characterized in that the surface modification treatment the year finely pulverized product while passing a coolant in the jacket A method for producing the toner according to claim 1. 該回分式の表面改質装置の該ジャケット内に通す冷媒の温度が5℃以下であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載のトナーの製造方法。Method for producing a toner according to any one of claims 1 to 13, wherein the temperature of the refrigerant passing in the jacket of該回content type of the surface modifying apparatus is 5 ° C. or less. 該回分式の表面改質装置において、該分級手段の分級ローター後方の温度T2が60℃以下であることを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載のトナーの製造方法。In the surface modification apparatus該回subexpression method for producing a toner according to any one of claims 1 to 14, wherein the classifying rotor behind the temperature T2 of該分grade means is 60 ° C. or less. 温度T1と温度T2との温度差(T2−T1)が80℃以下であることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載のトナーの製造方法。 16. The toner manufacturing method according to claim 1, wherein a temperature difference (T2−T1) between the temperature T1 and the temperature T2 is 80 ° C. or less. 該回分式の表面改質装置において、該表面処理手段の回転体と固定体との間の最小間隔が0.5mm乃至15.0mmであり、該回転体の回転周速が75乃至150mm/秒であり、該回転体上部に設置されている角型のディスク或いは円筒型のピンの上部と該円筒型のガイドリングの下部との間の最小間隔が2.0mm乃至50.0mmであることを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載のトナーの製造方法。In the batch type surface modification apparatus, the minimum distance between the rotating body and the stationary body of the surface treatment means is 0.5 mm to 15.0 mm, and the rotating peripheral speed of the rotating body is 75 to 150 mm / sec. The minimum distance between the upper part of the rectangular disk or cylindrical pin installed on the upper part of the rotating body and the lower part of the cylindrical guide ring is 2.0 mm to 50.0 mm. method for producing a toner according to any one of claims 1 to 16, wherein.
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