JP4012083B2 - Toner production method - Google Patents

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JP4012083B2 JP2003018238A JP2003018238A JP4012083B2 JP 4012083 B2 JP4012083 B2 JP 4012083B2 JP 2003018238 A JP2003018238 A JP 2003018238A JP 2003018238 A JP2003018238 A JP 2003018238A JP 4012083 B2 JP4012083 B2 JP 4012083B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電荷潜像を顕在化する画像形成方法やトナージェット記録方法に用いるトナーの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真法としては多数の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、ついで該潜像をトナーで現像を行って可視像とし、必要に応じて紙などの転写材にトナー画像を転写した後、熱・圧力などにより転写材上にトナー画像を定着して複写物又は印刷物を得るものである。
【0003】
また、トナーを用いて現像する方法あるいは、トナー画像を定着する方法としては、従来各種の方法が提案されている。
【0004】
従来、これらの目的に使用するトナーは、一般的に熱可塑性樹脂中に染料または顔料からなる着色剤を溶融混練し、均一に分散させた後、微粉砕装置により微粉砕し、微粉砕物を分級機により分級して所望の粒径を有するトナーを製造してきた。
【0005】
この製造方法ではかなり優れたトナーを製造し得るが、ある種の制限、すなわち、トナー用材料の選択範囲に制限がある。例えば、樹脂着色剤分散体が十分に脆く、経済的に可能な製造装置で微粉砕し得るものでなければならない。ところがこれらの要求を満たすために樹脂着色剤分散体を脆くすると、該分散体を実際に高速で微粉砕した場合、形成された粒子の粒経範囲が広くなりやすく、特に比較的大きな割合で微粒子がこれに含まれるという問題が生じる。
【0006】
更に、このように脆性の高い材料から得られるトナーは、複写機等の現像器中で更なる微粉砕乃至は粉化を受けやすい。また、この方法では、着色剤等の固体微粒子を樹脂中に完全に均一分散することは困難であり、その分散の度合によっては、画像形成時におけるカブリの増大、画像濃度低下、混色性あるいは透明性の不良の原因となるので、着色剤の分散には十分な注意を払わなければならない。
【0007】
一方、これら粉砕法によるトナーの問題点を克服するため、特許公報1〜3等による懸濁重合法トナーを始めとして、化学合成によるトナーやその製造方法が提案されている。例えば、懸濁重合法トナーでは、重合性単量体、着色剤及び重合開始剤、更に必要に応じて架橋剤、荷電制御剤、その他添加剤を均一に溶解または分散せしめて単量体組成物とした後、該単量体組成物を分散安定剤を含有する媒体、例えば、水相中に適当な撹拌機を用いて分散し、同時に重合反応を行わせ、濾別、乾燥して所望の粒径を有するトナー粒子を得る。また、乳化凝集法トナーでは、必要な添加剤の乳化液を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の重合体粒子を製造し、その後に、有機溶媒、凝集剤等を添加して会合する方法で製造することができる。会合の際にトナーの構成に必要な離型剤や着色剤などの分散液と混合して会合させて調製する方法や、単量体中に離型剤や着色剤などのトナー構成成分を分散した上で乳化重合する方法などがある。濾別、乾燥以降の工程は懸濁重合法と同様に行なえる。なお、ここで会合とは、樹脂粒子及び着色剤粒子が複数個融着することを示す。一般に、懸濁重合法トナー及び乳化凝集法トナー等の化学合成によるトナーを、重合トナー又は重合法トナーと称する。これらの方法では、トナーに脆性が必要ではなく、樹脂として軟質の材料を使用することができ、また、粒子表面への着色剤の露出が生ぜず、均一な摩擦帯電性を有するトナーが得られるという利点がある。また、得られるトナーの粒度分布が比較的シャープなことから分級工程において高収率でトナーが得られるため、エネルギーの節約、時間の短縮、工程収率の向上等、コスト削減効果が大きい。また、離型剤として低軟化点物質を大量にトナー中に内包化できることから、得られるトナーが耐オフセット性に優れるという利点がある。
【0008】
上述のように粉砕法トナーよりも粒度分布に優れる重合法トナーではあるが、近年の高精細画像を実現するためには、よりシャープな粒度分布が必要となり重合法トナーにおいても分級を行ない、少なからず発生する所定外粒子の処理が問題となっていた。特許公報4には所定外粒子を重合性単量体に溶解し、不溶分をろ過により除去し、可溶分のみ再利用する方法が開示されているが、工程が複雑なために経済性に優れた再利用方法とは言えなかった。
【0009】
【特許文献1】
特公昭36−10231号公報
【特許文献2】
特公昭43−10799号公報
【特許文献3】
特公昭51−14895号公報
【特許文献4】
特開平5−188642号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、高精細画像を実現しうる粒度分布がシャープなトナーの製造方法を提供することである。
【0011】
また本発明の他の目的は、経済性に優れたトナーの所定外粒子の再利用方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の本発明によって達成される。
【0013】
即ち本発明は、水系媒体中で合成されるトナーの製造方法であって、
分級工程、及び、分級工程で分離した粗大粒子を粉砕又は解砕して、所定の粒径のトナー粒子とする工程とを少なくとも有し、
前記粉砕又は解砕して所定の粒径としたトナー粒子を、一度も粗大粒子として分離されることなく得られた所定の粒径を有するトナー粒子と1:100から20:100の割合で混合することを特徴とするトナーの製造方法である。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
【0015】
本発明者らは、上記した従来技術の課題を解決すべく、重合法トナーの分級工程で分離される所定外粒子を仔細に観察したところ、所定外粒子の割合を体積基準で算出すると、粗大粒子が主であることを見出した。また、粗大粒子を仔細に観察したところ粗大粒子は、1個の巨大粒子である場合と、複数の所定内粒子が凝集している場合に分けられ、複数の所定内粒子が凝集している粗大粒子が多数を占めていることを見出した。更にまた、複数の所定内粒子が凝集している粗大粒子は、軽微な物理的衝撃すなわち粉砕工程または解砕工程で凝集をほぐして複数の所定内粒子として得られることを見出した。
【0016】
凝集をほぐす際、若干の粒子が体積粉砕されるため通常製造品との混合比率は20:100以下が好ましい。また、1:100以下だと粉砕または解砕工程を追加するに有した投資金額を回収できないため、混合比率は1:100から20:100が好ましい。
【0017】
従来、廃棄または複雑な再生処理を施してきた粗大粒子の廃棄処理費用や再生処理費用と比較すると、本発明の再利用工程は粉砕機または解砕機の導入費用のみなので経済効果に優れるものである。
【0018】
以下、仔細に説明する。
【0019】
本発明のトナーは少なくとも樹脂と着色剤を含有するものであるが、必要に応じて定着性改良剤である離型剤や荷電制御剤等を含有することもできる。さらに、上記樹脂と着色剤を主成分とするトナー粒子に対して無機微粒子や有機微粒子等で構成される外添剤を添加したものであってもよい。
【0020】
本発明のトナーは、懸濁重合法や、必要な添加剤の乳化液を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の重合体粒子を製造し、その後に、有機溶媒、凝集剤等を添加して会合する方法で製造することができる。会合の際にトナーの構成に必要な離型剤や着色剤などの分散液と混合して会合させて調製する方法や、単量体中に離型剤や着色剤などのトナー構成成分を分散した上で乳化重合する方法などがあげられる。なお、ここで会合とは、樹脂粒子及び着色剤粒子が複数個融着することを示す。
【0021】
また、本発明でいうところの水系媒体とは、少なくとも水が50質量%以上含有されたものを示す。
【0022】
懸濁重合法の製造方法としては特に限定されるものでは無いが、下記の様な製造方法を上げることができる。
【0023】
すなわち、重合性単量体中に着色剤や必要に応じて離型剤、荷電制御剤、さらに重合開始剤等の各種構成材料を添加し、ホモジナイザー、サンドミル、サンドグラインダー、超音波分散機などで重合性単量体に各種構成材料を溶解あるいは分散させる。この各種構成材料が溶解あるいは分散された重合性単量体を、分散安定剤を含有した水系媒体中にホモミキサーやホモジナイザーなどを使用しトナーとしての所望の大きさの油滴に分散させる。その後、撹拌機構を有する反応装置へ移し、加熱することで重合反応を進行させる。反応終了後、分散安定剤を除去し、濾過、洗浄し、さらに乾燥することで本発明のトナーを調製する。
【0024】
また、本発明のトナーを製造する方法として樹脂粒子を水系媒体中で融着させて調製する方法もあげることができる。この方法としては、特に限定されるものでは無いが、例えば、特開平5−265252号公報や特開平6−329947号公報、特開平9−15904号公報に示す方法をあげることができる。すなわち、樹脂粒子と着色剤などの構成材料の分散粒子、あるいは樹脂及び着色剤等より構成される微粒子を複数以上会合させる方法、特に水中にてこれらを乳化剤を用いて分散した後に、臨界凝集濃度以上の凝集剤を加え塩析させると同時に、形成された重合体自体のガラス転移点温度以上で加熱融着させ、その粒子を含水状態のまま流動状態で加熱乾燥することにより、本発明のトナーを形成することができる。なお、ここにおいて凝集剤と同時に水に対して無限溶解する有機溶媒を加えてもよい。
【0025】
本発明に用いられる好ましい単量体としては、具体的には、スチレン,o(m−、p−)−メチルスチレン,m(p−)−エチルスチレン等のスチレン系単量体;(メタ)アクリル酸メチル,(メタ)アクリル酸エチル,(メタ)アクリル酸プロピル,(メタ)アクリル酸ブチル,(メタ)アクリル酸オクチル,(メタ)アクリル酸ドデシル,(メタ)アクリル酸ステアリル,(メタ)アクリル酸ベヘニル,(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル,(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル,(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル等の(メタ)アクリル酸エステル系単量体;ブタジエン,イソプレン,シクロヘキセン,(メタ)アクリロニトリル,アクリル酸アミド等のエン系単量体が好ましく用いられる。これらは、単独または一般的には出版物ポリマーハンドブック第2版III−P139〜192(JohnWiley&Sons社製)に記載の理論ガラス転移温度(Tg)が、40〜75℃を示すように単量体を適宜混合し用いられる。理論ガラス転移温度が40℃未満の場合には、トナーの保存安定性や現像剤の耐久安定性の面から問題が生じ、一方75℃を超える場合は定着点の上昇をもたらし、特にフルカラートナーの場合においては各色トナーの混色が不十分となり色再現性に乏しく、更にOHP画像の透明性を著しく低下させ高画質の面から好ましくない。
【0026】
外殻樹脂の分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定される。具体的なGPCの測定方法としては、予めトナーをソックスレー抽出器を用いトルエン溶剤で20時間抽出を行った後、ロータリーエバポレーターでトルエンを留去せしめ、更に低軟化点物質は溶解するが外殻樹脂は溶解し得ない有機溶剤、例えばクロロホルム等を加え十分洗浄を行った後、THF(テトラヒドロフラン)に可溶した溶液をポア径が0.3μmの耐溶剤性メンブランフィルターでろ過したサンプルをウォーターズ社製150Cを用い、カラム構成は昭和電工製A−801、802、803、804、805、806、807を連結し標準ポリスチレン樹脂の検量線を用い分子量分布を測定し得る。得られた樹脂成分の数平均分子量(Mn)は5000〜100000であり、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)は2〜100を示す外殻樹脂が本発明には好ましい。
【0027】
本発明においては、コア/シェル構造を有するトナーを製造する場合、低軟化点物質を内包化せしめるため、外殻樹脂中に更に極性樹脂を添加せしめることが特に好ましい。
【0028】
本発明に用いられる極性樹脂としては、スチレンと(メタ)アクリル酸の共重合体,マレイン酸共重合体,飽和ポリエステル樹脂,エポキシ樹脂が好ましく用いられる。該極性樹脂は、外殻樹脂又は単量体と反応しうる不飽和基を分子中にあまり含まないものが特に好ましい。仮に多くの不飽和基を有する極性樹脂を含む場合においては、外殻樹脂層を形成する単量体と架橋反応が起き、特に、フルカラー用トナーとしては、極めて高分子量になり四色トナーの混色には不利となり好ましくない。
【0029】
また、本発明においては、トナーの表面にさらに最外殻樹脂層を設けても良い。該最外殻樹脂層のガラス転移温度は、耐ブロッキング性のさらなる向上のため外殻樹脂層のガラス転移温度以上に設計されること、さらに定着性を損なわない程度に架橋されていることが好ましい。また、該最外殻樹脂層には帯電性向上のため極性樹脂や荷電制御剤が含有されていることが好ましい。
【0030】
該最外殻層を設ける方法としては、特に限定されるものではないが例えば以下のような方法が挙げられる。
1.重合反応後半、または終了後、反応系中に必要に応じて、極性樹脂、荷電制御剤、架橋剤等を溶解、分散したモノマーを添加し重合粒子に吸着させ、重合開始剤を添加し重合を行う方法。
2.必要に応じて、極性樹脂、荷電制御剤、架橋剤等を含有したモノマーからなる乳化重合粒子またはソープフリー重合粒子を反応系中に添加し、重合粒子表面に凝集、必要に応じて熱等により固着させる方法。
3.必要に応じて、極性樹脂、荷電制御剤、架橋剤等を含有したモノマーからなる乳化重合粒子またはソープフリー重合粒子を乾式で機械的にトナー粒子表面に固着させる方法。
である。
【0031】
本発明に用いられる着色剤は、黒色着色剤としてカーボンブラック,磁性体,以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用される。
【0032】
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、109、110、111、128、129、147、168等が好適に用いられる。
【0033】
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、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254が特に好ましい。
【0034】
本発明に用いられる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等が利用できる。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。
【0035】
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。
【0036】
本発明に用いられる着色剤は、カラートナーの場合、色相角,彩度,明度,耐候性,OHP透明性,トナー中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は、樹脂100質量部に対し1〜20質量部添加して用いられる。
【0037】
黒色着色剤として磁性体を用いた場合には、他の着色剤と異なり樹脂100質量部に対し4〜150質量部添加して用いられる。
【0038】
本発明に用いられる荷電制御剤としては、公知のものが利用できるが、カラートナーの場合は、特に、無色でトナーの帯電スピードが速く且つ一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。具体的化合物としては、ネガ系としてサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の金属化合物,スルホン酸、カルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物,ホウ素化合物,尿素化合物,ケイ素化合物,カリークスアレーン等が利用でき、ポジ系として四級アンモニウム塩,該四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物,グアニジン化合物,イミダゾール化合物等が好ましく用いられる。該荷電制御剤は樹脂100質量部に対し0.5〜10質量部が好ましい。
【0039】
本発明で使用される重合開始剤として、例えば、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系重合開始剤;ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド等の過酸化物系重合開始剤が用いられる。
【0040】
該重合開始剤の添加量は、目的とする重合度により変化するが一般的には単量体に対し0.5〜20質量%添加され用いられる。開始剤の種類は、重合方法により若干異なるが、十時間半減期温度を参考に、単独又は混合し利用される。また、重合度を制御するため公知の架橋剤・連鎖移動剤・重合禁止剤等を更に添加し用いることも可能である。
【0041】
本発明のトナー製造方法においては、重合時に用いる分散安定剤を、酸に可溶な無機系酸化物とするのが好ましい。更に、該無機系酸化物はリン酸化合物であることが好ましい。リン酸化合物としては、例えば、リン酸三カルシウム,リン酸マグネシウム,リン酸アルミニウム,リン酸亜鉛等が挙げられる。これらの分散安定剤は、重合性単量体100質量部に対して0.2〜10.0質量部を使用することが好ましい。
【0042】
更に、該分散安定剤は、市販のものをそのまま用いても良いが、細かい均一な粒度を有す分散粒子を得るために、分散媒中にて高速撹拌下にて該無機化合物を生成させて用いることもできる。例えば、リン酸三カルシウムの場合、高速撹袢下において、リン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液を混合することで懸濁重合方法に好ましい分散安定剤を得ることができる。また、これら分散安定剤の微細化のため0.001〜0.1質量部の界面活性剤を併用しても良い。
【0043】
該界面活性剤として、具体的には、市販のノニオン,アニオン,カチオン型の界面活性剤が利用でき、例えばドデシル硫酸ナトリウム,テトラデシル硫酸ナトリウム,ペンタデシル硫酸ナトリウム,オクチル硫酸ナトリウム,オレイン酸ナトリウム,ラウリル酸ナトリウム,ステアリン酸カリウム,オレイン酸カルシウム等が好ましく用いられる。
【0044】
本発明のトナーには、各種トナー性能付与のために、外添剤を添加しても良い。使用される外添剤としては、例えば、金属酸化物(酸化アルミニウム,酸化チタン,チタン酸ストロンチウム,酸化セリウム,酸化マグネシウム,酸化クロム,酸化錫,酸化亜鉛,など)・窒化物(窒化ケイ素など)・炭化物(炭化ケイ素など)・金属塩(硫酸カルシウム,硫酸バリウム,炭酸カルシウムなど)・脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛,ステアリン酸カルシウムなど)・カーボンブラック・シリカなどが用いられる。
【0045】
これら外添剤は、トナー粒子100質量部に対し、0.01〜10質量部が用いられ、好ましくは0.05〜5質量部が用いられる。これら外添剤は、単独で用いても、また、複数併用しても良い。それぞれ、疎水化処理を行ったものが、より好ましい。
【0046】
本発明の特徴である粗大粒子を再利用する方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。図1に本発明に用いたトナー製造装置のフローの一例を示すが、本発明は本フローに限定されるものではない。本発明は、以下の工程よりなる。
【0047】
重合性単量体、着色剤、離型剤及び荷電制御剤を混合し、重合性単量体組成物を調製する(分散/溶解工程)。分散安定剤を含有する分散媒中に前記重合性単量体組成物を投入、撹拌して重合性単量体組成物の液滴を形成する(造粒工程)。前記重合性単量体組成物の液滴を重合し、重合性単量体組成物の重合粒子の懸濁液を生成する(重合工程)。尚、重合開始剤は必要により重合性単量体に溶解させた後に、分散/溶解工程、造粒工程、重合工程の何れかに添加することができる。重合性単量体組成物の重合粒子の懸濁液を蒸留して、未反応の単量体を低減する(蒸留工程)。蒸留後の懸濁液をドラムスクリーン等の分級手段で粗大粒子を分離する(第1分級工程)。第1分級工程を通過した懸濁液に酸またはアルカリを注入し、分散安定剤を溶解させ脱水と洗浄を繰り返して湿潤トナーを形成する(ろ過洗浄工程)。湿潤トナーの水分及び必要により重合性単量体などの揮発成分を除去し乾燥トナー粒子とする(乾燥工程)。乾燥トナー粒子から気流式分級機等の手段で粗大粒子と微細粒子を分離しトナー粒子とする(第2分級工程)。トナー粒子に無機微粒子や有機微粒子等の外添剤を添加してトナーとする(外添工程)。第1分級工程及び第2分級工程にて分離した粗大粒子をジェット粉砕機や機械式粉砕機等の手段で粉砕または解砕する(粉砕/解砕工程)。
【0048】
尚、第2分級工程で分離した微細粒子は必要に応じて別途処理する。
【0049】
第1分級工程に使用できる分級手段としては、スクリーンを用いた分級機が好ましい。スクリーンを用いた分級機としては、前記ドラムスクリーンに加え、ウルトラソニック(晃栄産業社製);レゾナシーブ、ジャイロシフター(徳寿工作所杜製);バイブラソニックシステム(ダルトン社製);ソニクリーン(新東工業社製);ターボスクリーナー(ターボ工業社製);ミクロシフター(槙野産業社製);円形振動篩い;ハイボルター(新東京機械社製);ブロワーシフター(秦工社製)、等が使用できる。
【0050】
第2分級工程に使用できる分級手段としては、前記スクリーンを用いた分級機に加えコアンダー効果を用いた気流式分級機及び遠心力を用いた分級機が使用できる。コアンダー効果を用いた気流式分級機としてはエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力を用いた分級機としては、DS分級機(日本ニューマチック社製);ATP分級機、TSP分級機、TTSP分級機(ホソカワミクロン社製)等が使用できる。
【0051】
粉砕/解砕工程に使用できる粉砕機としては、ジェット粉砕機や機械式粉砕機等が使用できる。ジェット粉砕機としては(日本ニューマチック社製:IDS)等が使用できる。機械式粉砕機としては、ターボ工業(株)製ターボミル、川崎重工業(株)製クリプトロン、日清エンジニアリング(株)製スーパーローター、ホソカワミクロン(株)製イノマイザー等が使用できる。
【0052】
トナー平径及び粒度分布の測定装置としては、コールターカウンタTA−IIあるいはコールターマルチサイザーII(コールター社製)を用いる。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。
【0053】
測定方法としては、前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加える。
【0054】
試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナーの体積、個数を測定して体積分布と個数分布を算出した。
【0055】
それから本発明に係る体積分布から求めた重量基準の重量平均粒径(D4)(各チャンネルの代表値をチャンネル毎の代表値とする)を求めた。
【0056】
また、本発明における含水率は含水粒子5gをアルミ皿に採取し、それを精秤(A[g])し、105℃に設定した乾燥機に1時間放置し、冷却後精秤(B[g])し、以下の式で計算した値である。
含水率=((A−B)/A)×100[%]
【0057】
【実施例】
以上、本発明の基本的な構成と特色について述べたが、以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。しかしながら、もちろん、これによって本発明が何ら限定されるものではない。
【0058】
<実施例1>
イオン交換水95kgに1235gのNa3PO4・12H2Oを投入し60℃に加温した後、クレアミックス撹拌機(エム・テクニック製)を用いて3,700rpmにて撹拌した。これに716gのCaCl2・2H2Oを5kgのイオン交換水に溶解した水溶液を徐々に添加し、Ca3(PO42を含む水系媒体を得た。
【0059】
スチレン 12000g
n−ブチルアクリレート 2500g
C.I.ピグメントブルー15:3 1100g
パラフィンワックス(m.p.70℃) 2200g
荷電制御剤E−88(オリエント化学工業社製) 150g
上記処方を60℃に加温し、均一に溶解、分散し重合性単量体組成物を調製した。
【0060】
前記水系媒体中に上記重合性単量体組成物と重合開始剤、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)440gを投入した。重合性単量体組成物と水系媒体の混合物を60℃,N2雰囲気下において、クレアミックス撹拌機(エム・テクニック製)を用いて3,700rpmで10分間撹拌し、重合性単量体組成物を造粒した。
【0061】
その後、重合性単量体組成物を重合装置に移送し、液温は60℃で5時間反応させた後、液温を80℃とし3時間反応させた。
【0062】
重合反応終了後、重合液を蒸留装置に移送し、液温は80℃で蒸留操作を5時間行なった。
【0063】
蒸留済懸濁液を目開き2mmのドラムスクリーンにかけたところ、固形分の乾燥質量比で、通過品:分離品(=粗大粒子)=99:1であった。
【0064】
ドラムスクリーンを通過した蒸留済懸濁液に塩酸を加えCa3(PO42を溶解させ、洗浄、濾過、乾燥を行ない、乾燥トナー粒子を得た。乾燥トナー粒子は、全て体積分布で、算術平均径7.31μm、4.0μm以下1.11%、10.1μm以上3.66%という粒度分布であった。
【0065】
得られた乾燥トナー粒子を日鉄鉱業(株)製エルボージェット5型で、全て体積分布で、算術平均径6.98μm、4.0μm以下0.64%、10.1μm以上1.02%という粒度分布に分級した。この時分離した微細粒子と粗大粒子の質量比は、微細粒子:所定内粒子:粗大粒子=3:90:6であった。
【0066】
第1分級手段のドラムスクリーンと第2分級手段のエルボージェットの分離品を合算して、微細粒子:所定内粒子:粗大粒子=3:90:7とした。
【0067】
この粗大粒子をターボ工業(株)製ターボミル250型(ローター周速115m/s、ローターとライナーの間隔を1.5mm、粉砕供給量を15kg/H)で粉砕し、再び第2分級手段の日鉄鉱業(株)製エルボージェット5型で分級したところ、微細粒子と粗大粒子の質量比は、微細粒子:所定内粒子:粗大粒子=1:4:2であった。
【0068】
従って、最終的な分離比率は、微細粒子:所定内粒子:粗大粒子=4:94:2となり、原材料の有効利用率は94%であった。
【0069】
また、DSC測定による吸熱ピークトップ温度は70℃であった。また、残存モノマー、副生成物(ベンズアルデヒド)量は、合計で50ppmであった。
【0070】
得られたトナー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0.7質量部を外添した。このトナー7質量部に対して、アクリルコートさらたフェライトキャリア93質量部を混合し、現像剤とした。この現像剤及び外添トナーを用いて、キヤノン製フルカラー複写機CLC−500改造機で画出しを行なったところ、臭気は発生せず良好な画像が得られた。
【0071】
<参考例1>
第1分級手段と第2分級手段で得られた粗大粒子を粉砕/解砕処理しなかった以外は実施例1と同様にトナーの作製、評価を行なった。
【0072】
トナーの性能は問題ないものの、分離比率が、微細粒子:所定内粒子:粗大粒子=3:90:7のままであるため、原材料の有効利用率は90%と実施例1に比べ経済性に劣る結果となった。
【0073】
<実施例2>
第1分級手段のドラムスクリーンと第2分級手段のエルボージェットの分離品を合算しないで、第2分級手段の粗大粒子のみ日本ニューマチック社製I型ジェットミル(粉砕圧力0.6kPa)で粉砕し、再び第2分級手段の日鉄鉱業(株)製エルボージェット5型で分級したところ、微細粒子と粗大粒子の質量比は、微細粒子:所定内粒子:粗大粒子=1:3:2であった。
【0074】
従って、最終的な分離比率は、微細粒子:所定内粒子:粗大粒子=4:93:3となり、原材料の有効利用率は93%であった。
【0075】
再分級以降のトナーの作製、評価は実施例1と同様に行ない、トナーの性能は問題ないものであった。
【0076】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高精細画像を実現しうる粒度分布がシャープなトナーの製造方法が提供される。
【0077】
更に本発明によれば、経済性に優れたトナーの所定外粒子の再利用方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いたトナー製造装置のフローの一例である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner manufacturing method used in an image forming method for revealing an electrostatic latent image and a toner jet recording method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a number of methods are known as electrophotographic methods. Generally, a photoconductive substance is used to form an electric latent image on a photoreceptor by various means, and then the latent image is formed with toner. Development is performed to make a visible image, and a toner image is transferred to a transfer material such as paper as necessary. Then, the toner image is fixed on the transfer material by heat or pressure to obtain a copy or printed matter. .
[0003]
Various methods have been proposed for developing with toner or fixing a toner image.
[0004]
Conventionally, toners used for these purposes are generally obtained by melt-kneading a colorant composed of a dye or pigment in a thermoplastic resin, uniformly dispersing it, and then finely pulverizing it with a fine pulverizer. Toner having a desired particle size has been produced by classification with a classifier.
[0005]
Although this method of manufacture can produce fairly good toner, there are certain limitations, i.e., limited choice of toner materials. For example, the resin colorant dispersion must be sufficiently brittle and capable of being finely pulverized with economically possible production equipment. However, if the resin colorant dispersion is made brittle in order to satisfy these requirements, when the dispersion is actually pulverized at high speed, the particle size range of the formed particles tends to be widened, and in particular, a relatively large proportion of fine particles Is included in this.
[0006]
Further, the toner obtained from such a brittle material is likely to be further pulverized or powdered in a developing device such as a copying machine. Also, with this method, it is difficult to completely disperse solid fine particles such as a colorant in the resin. Depending on the degree of dispersion, an increase in fog at the time of image formation, a decrease in image density, color mixing, or transparency Sufficient attention must be paid to the dispersion of the colorant, as this can cause poor color.
[0007]
On the other hand, in order to overcome the problems of the toner by the pulverization method, a toner by chemical synthesis and a manufacturing method thereof have been proposed, including suspension polymerization method toners disclosed in Patent Publications 1-3. For example, in a suspension polymerization toner, a monomer composition is prepared by uniformly dissolving or dispersing a polymerizable monomer, a colorant and a polymerization initiator and, if necessary, a crosslinking agent, a charge control agent, and other additives. After that, the monomer composition is dispersed in a medium containing a dispersion stabilizer, for example, an aqueous phase using a suitable stirrer, and at the same time, a polymerization reaction is carried out, followed by filtration and drying. Toner particles having a particle size are obtained. In addition, in the emulsion aggregation method toner, the monomer is emulsion-polymerized in a liquid to which an emulsion of necessary additives is added to produce fine polymer particles, and then an organic solvent, an aggregating agent, etc. are added. And can be manufactured by the method of meeting together. A method of preparing by mixing with a dispersion liquid such as a release agent and a colorant necessary for the composition of the toner at the time of association, and a toner component such as a release agent and a colorant dispersed in the monomer And then emulsion polymerization. The steps after filtration and drying can be performed in the same manner as in the suspension polymerization method. Here, the term “association” means that a plurality of resin particles and colorant particles are fused. In general, a toner by chemical synthesis such as a suspension polymerization toner and an emulsion aggregation toner is referred to as a polymerization toner or a polymerization toner. In these methods, the toner does not need to be brittle, and a soft material can be used as the resin. Further, no colorant is exposed to the particle surface, and a toner having uniform triboelectric chargeability can be obtained. There is an advantage. In addition, since the toner particle size distribution obtained is relatively sharp, the toner can be obtained in a high yield in the classification process, so that the cost reduction effect such as energy saving, time reduction, and process yield improvement is great. Further, since a large amount of a low softening point substance can be encapsulated in the toner as a release agent, there is an advantage that the obtained toner has excellent offset resistance.
[0008]
As described above, the polymerization toner is superior in particle size distribution than the pulverized toner, but in order to realize high-definition images in recent years, a sharper particle size distribution is required, and classification is also performed in the polymerization toner. The treatment of non-predetermined non-prescribed particles has been a problem. Patent Document 4 discloses a method in which predetermined outer particles are dissolved in a polymerizable monomer, insoluble components are removed by filtration, and only soluble components are reused. However, since the process is complicated, it is economical. It was not an excellent method of reuse.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 36-10231 [Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 43-10799 [Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 51-14895 [Patent Document 4]
JP-A-5-188642 [0010]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a toner having a sharp particle size distribution capable of realizing a high-definition image.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a method of reusing predetermined outer particles of toner that is excellent in economic efficiency.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below.
[0013]
That is, the present invention is a method for producing a toner synthesized in an aqueous medium,
And a step of pulverizing or pulverizing coarse particles separated in the classification step to obtain toner particles having a predetermined particle size ,
The toner particles having a predetermined particle size by pulverization or crushing are mixed with toner particles having a predetermined particle size obtained without being separated as coarse particles at a ratio of 1: 100 to 20: 100. a method for producing a toner according to claim to Rukoto.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.
[0015]
In order to solve the above-described problems of the prior art, the present inventors have closely observed the predetermined outer particles separated in the polymerization toner classification step. When the ratio of the predetermined outer particles is calculated on a volume basis, We found that the particles were the main. Further, when the coarse particles are closely observed, the coarse particles are divided into a case of one giant particle and a case where a plurality of predetermined inner particles are aggregated. It was found that the particles occupied a large number. Furthermore, it has been found that coarse particles in which a plurality of predetermined inner particles are aggregated can be obtained as a plurality of predetermined inner particles by loosening the aggregation in a slight physical impact, that is, a pulverization step or a crushing step.
[0016]
When loosening the agglomeration, some of the particles are pulverized by volume, so that the mixing ratio with the normal product is preferably 20: 100 or less. In addition, when the ratio is 1: 100 or less, the investment amount required for adding the crushing or crushing process cannot be recovered, so the mixing ratio is preferably 1: 100 to 20: 100.
[0017]
Compared with the disposal costs and recycling costs of coarse particles that have been disposed of or regenerated in the past, the recycling process of the present invention is only economical for the introduction of a crusher or crusher, so it has excellent economic effects. .
[0018]
The following is a detailed description.
[0019]
The toner of the present invention contains at least a resin and a colorant, but may contain a release agent, a charge control agent, or the like, which is a fixability improving agent, if necessary. Further, an external additive composed of inorganic fine particles or organic fine particles may be added to the toner particles containing the resin and the colorant as main components.
[0020]
In the toner of the present invention, a monomer is emulsion-polymerized in a suspension polymerization method or a liquid obtained by adding an emulsion of necessary additives to produce fine polymer particles. It can manufacture by the method of adding an agent etc. and making it associate. A method of preparing by mixing with a dispersion liquid such as a release agent and a colorant necessary for the composition of the toner at the time of association, and a toner component such as a release agent and a colorant dispersed in the monomer And a method of emulsion polymerization. Here, the term “association” means that a plurality of resin particles and colorant particles are fused.
[0021]
Moreover, the aqueous medium as used in the field of this invention shows the thing containing 50 mass% or more of water at least.
[0022]
Although it does not specifically limit as a manufacturing method of a suspension polymerization method, The following manufacturing methods can be raised.
[0023]
That is, various constituent materials such as a colorant and, if necessary, a release agent, a charge control agent, and a polymerization initiator are added to the polymerizable monomer, and then a homogenizer, a sand mill, a sand grinder, an ultrasonic disperser, etc. Various constituent materials are dissolved or dispersed in the polymerizable monomer. The polymerizable monomer in which these various constituent materials are dissolved or dispersed is dispersed in oil droplets of a desired size as a toner in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer using a homomixer or a homogenizer. Then, it transfers to the reaction apparatus which has a stirring mechanism, and a polymerization reaction is advanced by heating. After completion of the reaction, the dispersion stabilizer is removed, filtered, washed, and dried to prepare the toner of the present invention.
[0024]
Further, as a method for producing the toner of the present invention, a method of preparing by fusing resin particles in an aqueous medium can also be mentioned. The method is not particularly limited, and examples thereof include methods described in JP-A-5-265252, JP-A-6-329947, and JP-A-9-15904. That is, a method of associating a plurality of dispersed particles of constituent materials such as resin particles and a colorant, or a plurality of fine particles composed of a resin and a colorant, particularly after dispersing them in water using an emulsifier, the critical aggregation concentration The toner of the present invention is obtained by adding the above flocculant and salting out, and simultaneously heat-melting the formed polymer itself at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature, and heating and drying the particles in a fluid state while containing water. Can be formed. Here, an organic solvent that is infinitely soluble in water may be added simultaneously with the flocculant.
[0025]
Specific examples of preferable monomers used in the present invention include styrene monomers such as styrene, o (m-, p-)-methylstyrene, m (p-)-ethylstyrene; Methyl acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, (meth) acrylic (Meth) acrylic acid ester monomers such as behenyl acid, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate; butadiene, isoprene, cyclohexene, (meth) An ene monomer such as acrylonitrile and acrylamide is preferably used. These monomers are used alone or generally so that the theoretical glass transition temperature (Tg) described in the publication polymer handbook 2nd edition III-P139-192 (John Wiley & Sons) is 40-75 ° C. It is used by mixing appropriately. When the theoretical glass transition temperature is less than 40 ° C., there are problems in terms of storage stability of the toner and durability of the developer. On the other hand, when it exceeds 75 ° C., the fixing point is increased. In some cases, the color toners are not sufficiently mixed, resulting in poor color reproducibility. Further, the transparency of the OHP image is remarkably lowered, which is not preferable from the viewpoint of high image quality.
[0026]
The molecular weight of the outer shell resin is measured by GPC (gel permeation chromatography). As a specific GPC measurement method, toner is extracted with a toluene solvent for 20 hours in advance using a Soxhlet extractor, and then toluene is distilled off with a rotary evaporator. Further, the low softening point substance is dissolved but the outer shell resin is dissolved. After washing thoroughly with an organic solvent that cannot be dissolved, such as chloroform, a sample obtained by filtering a solution soluble in THF (tetrahydrofuran) with a solvent-resistant membrane filter having a pore size of 0.3 μm was manufactured by Waters. Using 150C, the column configuration can connect A-801, 802, 803, 804, 805, 806, and 807 manufactured by Showa Denko and measure the molecular weight distribution using a standard polystyrene resin calibration curve. The number average molecular weight (Mn) of the obtained resin component is 5,000 to 100,000, and the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) (Mw / Mn) is 2-100. Preferred for the invention.
[0027]
In the present invention, when a toner having a core / shell structure is produced, it is particularly preferable to further add a polar resin to the outer shell resin in order to encapsulate the low softening point substance.
[0028]
As the polar resin used in the present invention, a copolymer of styrene and (meth) acrylic acid, a maleic acid copolymer, a saturated polyester resin, and an epoxy resin are preferably used. The polar resin is particularly preferably one that does not contain much unsaturated groups that can react with the outer shell resin or monomer. If a polar resin having many unsaturated groups is included, a cross-linking reaction occurs with the monomer forming the outer shell resin layer. This is disadvantageous and not preferable.
[0029]
In the present invention, an outermost resin layer may be further provided on the toner surface. The glass transition temperature of the outermost shell resin layer is preferably designed to be higher than the glass transition temperature of the outer shell resin layer in order to further improve the blocking resistance, and is preferably crosslinked to such an extent that the fixing property is not impaired. . Further, the outermost resin layer preferably contains a polar resin or a charge control agent in order to improve chargeability.
[0030]
The method for providing the outermost shell layer is not particularly limited, and examples thereof include the following methods.
1. In the latter half of the polymerization reaction or after completion, if necessary, add a monomer in which a polar resin, charge control agent, cross-linking agent, etc. are dissolved and dispersed in the reaction system and adsorb to the polymer particles, and then add a polymerization initiator to perform polymerization. How to do.
2. If necessary, emulsion-polymerized particles or soap-free polymerized particles consisting of monomers containing a polar resin, a charge control agent, a crosslinking agent, etc. are added to the reaction system and aggregated on the surface of the polymerized particles. How to fix.
3. A method in which emulsion-polymerized particles or soap-free polymerized particles comprising monomers containing a polar resin, a charge control agent, a crosslinking agent, etc. are mechanically fixed to the toner particle surface in a dry manner as required.
It is.
[0031]
As the colorant used in the present invention, a black colorant that is toned in black using carbon black, a magnetic material, and the following yellow / magenta / cyan colorant is used.
[0032]
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, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 168, etc. are preferably used.
[0033]
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, 122, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221, 254 are particularly preferred.
[0034]
As the cyan colorant used in the present invention, copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds, and the like 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.
[0035]
These colorants can be used alone or in combination and further in the form of a solid solution.
[0036]
In the case of a color toner, the colorant used in the present invention is selected from the viewpoints of hue angle, saturation, brightness, weather resistance, OHP transparency, and dispersibility in the toner. The colorant is added in an amount of 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
[0037]
When a magnetic material is used as the black colorant, it is used by adding 4 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin, unlike other colorants.
[0038]
As the charge control agent used in the present invention, known ones can be used. In the case of a color toner, in particular, a charge control agent that is colorless and has a high toner charging speed and can stably maintain a constant charge amount. preferable. Specific examples of the negative compounds include salicylic acid, naphthoic acid, dicarboxylic acid metal compounds, sulfonic acid, polymer compounds having carboxylic acid in the side chain, boron compounds, urea compounds, silicon compounds, calixarene, and the like. As a positive system, a quaternary ammonium salt, a polymer compound having the quaternary ammonium salt in the side chain, a guanidine compound, an imidazole compound, and the like are preferably used. The charge control agent is preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
[0039]
Examples of the polymerization initiator used in the present invention include 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, and 1,1′-azobis (cyclohexane). -1-carbonitrile), 2,2′-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azo-based polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile; benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, Peroxide-based polymerization initiators such as cumene hydroperoxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide are used.
[0040]
The addition amount of the polymerization initiator varies depending on the target degree of polymerization, but generally 0.5 to 20% by mass is added to the monomer. The kind of the initiator is slightly different depending on the polymerization method, but can be used alone or mixed with reference to the 10-hour half-life temperature. Further, in order to control the degree of polymerization, a known crosslinking agent, chain transfer agent, polymerization inhibitor and the like can be further added and used.
[0041]
In the toner production method of the present invention, it is preferable that the dispersion stabilizer used in the polymerization is an acid-soluble inorganic oxide. Furthermore, the inorganic oxide is preferably a phosphoric acid compound. Examples of the phosphate compound include tricalcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, and zinc phosphate. These dispersion stabilizers are preferably used in an amount of 0.2 to 10.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
[0042]
Further, as the dispersion stabilizer, a commercially available one may be used as it is. However, in order to obtain dispersed particles having a fine uniform particle size, the inorganic compound is produced under high-speed stirring in a dispersion medium. It can also be used. For example, in the case of tricalcium phosphate, a dispersion stabilizer preferable for the suspension polymerization method can be obtained by mixing an aqueous sodium phosphate solution and an aqueous calcium chloride solution under high-speed stirring. Moreover, you may use together 0.001-0.1 mass part surfactant for refinement | miniaturization of these dispersion stabilizers.
[0043]
Specific examples of the surfactant include commercially available nonionic, anionic, and cationic surfactants such as sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, and lauric acid. Sodium, potassium stearate, calcium oleate and the like are preferably used.
[0044]
An external additive may be added to the toner of the present invention to impart various toner performances. Examples of external additives used include metal oxides (aluminum oxide, titanium oxide, strontium titanate, cerium oxide, magnesium oxide, chromium oxide, tin oxide, zinc oxide, etc.) and nitrides (silicon nitride, etc.) Carbide (silicon carbide, etc.), metal salts (calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, etc.), fatty acid metal salts (zinc stearate, calcium stearate, etc.), carbon black, silica, etc. are used.
[0045]
These external additives are used in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.05 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of toner particles. These external additives may be used alone or in combination. Those subjected to hydrophobic treatment are more preferable.
[0046]
A method for reusing coarse particles, which is a feature of the present invention, will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of the flow of the toner manufacturing apparatus used in the present invention, but the present invention is not limited to this flow. The present invention comprises the following steps.
[0047]
A polymerizable monomer, a colorant, a release agent and a charge control agent are mixed to prepare a polymerizable monomer composition (dispersion / dissolution step). The polymerizable monomer composition is charged into a dispersion medium containing a dispersion stabilizer and stirred to form droplets of the polymerizable monomer composition (granulation step). The droplets of the polymerizable monomer composition are polymerized to generate a suspension of polymerized monomer composition polymer particles (polymerization step). The polymerization initiator can be added to any of the dispersion / dissolution step, granulation step, and polymerization step after being dissolved in the polymerizable monomer as necessary. The suspension of polymerized particles of the polymerizable monomer composition is distilled to reduce unreacted monomers (distillation step). Coarse particles are separated from the suspension after distillation by a classification means such as a drum screen (first classification step). Acid or alkali is injected into the suspension that has passed through the first classification step, the dispersion stabilizer is dissolved, and dehydration and washing are repeated to form a wet toner (filter washing step). Moisture of the wet toner and, if necessary, volatile components such as polymerizable monomers are removed to form dry toner particles (drying step). Coarse particles and fine particles are separated from the dry toner particles by means of an airflow classifier or the like to form toner particles (second classification step). An external additive such as inorganic fine particles or organic fine particles is added to the toner particles to obtain a toner (external addition step). The coarse particles separated in the first classification step and the second classification step are pulverized or pulverized by means such as a jet pulverizer or a mechanical pulverizer (pulverization / disintegration step).
[0048]
Note that the fine particles separated in the second classification step are separately treated as necessary.
[0049]
As a classification means that can be used in the first classification step, a classifier using a screen is preferable. As a classifier using a screen, in addition to the drum screen, Ultrasonic (manufactured by Sakae Sangyo Co., Ltd.); Resonator Sheave, Gyroshifter (manufactured by Deoksugaku Kosakusho); Vibrasonic System (manufactured by Dalton Co.); Soniclean (new) Used by Toyo Kogyo Co., Ltd.); turbo screener (manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.); micro shifter (manufactured by Kanno Sangyo Co., Ltd.); circular vibrating sieve; high volter (manufactured by Shin Tokyo Machinery Co., Ltd.); it can.
[0050]
As a classifying means that can be used in the second classifying step, in addition to the classifier using the screen, an air classifier using a corunder effect and a classifier using a centrifugal force can be used. Elbow Jet (manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd.) as an airflow classifier using the corander effect, DS classifier (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) as a classifier using centrifugal force; ATP classifier, TSP classifier, A TTSP classifier (manufactured by Hosokawa Micron) or the like can be used.
[0051]
As a pulverizer that can be used in the pulverization / disintegration step, a jet pulverizer, a mechanical pulverizer, or the like can be used. A jet crusher (Nippon Pneumatic Co., Ltd. IDS) or the like can be used. As the mechanical pulverizer, a turbo mill manufactured by Turbo Industry Co., Ltd., a kryptron manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd., a super rotor manufactured by Nissin Engineering Co., Ltd., an inomizer manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd., or the like can be used.
[0052]
A Coulter Counter TA-II or Coulter Multisizer II (manufactured by Coulter, Inc.) is used as a measuring device for the toner flat diameter and particle size distribution. As the electrolyte, first grade sodium chloride is used to prepare an approximately 1% NaCl aqueous solution.
[0053]
As a measuring method, 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added.
[0054]
The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the volume and number of toners are measured by using the measuring apparatus with a 100 μm aperture as the aperture. Distribution was calculated.
[0055]
Then, a weight-based weight average particle diameter (D4) obtained from the volume distribution according to the present invention (representing the representative value of each channel as the representative value for each channel) was obtained.
[0056]
In the present invention, the water content is obtained by collecting 5 g of water-containing particles in an aluminum dish, precisely weighing it (A [g]), leaving it in a dryer set at 105 ° C. for 1 hour, g]), and a value calculated by the following equation.
Water content = ((A−B) / A) × 100 [%]
[0057]
【Example】
The basic configuration and features of the present invention have been described above. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples of the present invention and comparative examples. However, of course, this does not limit the present invention.
[0058]
<Example 1>
1235 g of Na 3 PO 4 .12H 2 O was added to 95 kg of ion-exchanged water, heated to 60 ° C., and then stirred at 3,700 rpm using a CLEARMIX stirrer (manufactured by M Technique). An aqueous solution containing 716 g of CaCl 2 · 2H 2 O dissolved in 5 kg of ion exchange water was gradually added thereto to obtain an aqueous medium containing Ca 3 (PO 4 ) 2 .
[0059]
Styrene 12000g
n-Butyl acrylate 2500g
C. I. Pigment Blue 15: 3 1100g
2200 g of paraffin wax (mp 70 ° C.)
150 g of charge control agent E-88 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.)
The above formulation was heated to 60 ° C., and uniformly dissolved and dispersed to prepare a polymerizable monomer composition.
[0060]
The polymerizable monomer composition and the polymerization initiator, 440 g of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), were charged into the aqueous medium. The mixture of the polymerizable monomer composition and the aqueous medium was stirred at 3,700 rpm for 10 minutes using a CLEARMIX stirrer (manufactured by M Technique) in an N 2 atmosphere at 60 ° C. The product was granulated.
[0061]
Thereafter, the polymerizable monomer composition was transferred to a polymerization apparatus, and the liquid temperature was reacted at 60 ° C. for 5 hours, and then the liquid temperature was 80 ° C. and reacted for 3 hours.
[0062]
After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was transferred to a distillation apparatus, and the distillation was performed for 5 hours at a liquid temperature of 80 ° C.
[0063]
When the distilled suspension was applied to a drum screen having a mesh opening of 2 mm, it was found that the passed product: separated product (= coarse particles) = 99: 1 in terms of the dry mass ratio of the solid content.
[0064]
Hydrochloric acid was added to the distilled suspension that passed through the drum screen to dissolve Ca 3 (PO 4 ) 2 and washed, filtered and dried to obtain dry toner particles. The dry toner particles all had a volume distribution with an arithmetic average particle size of 7.31 μm, 4.0 μm or less 1.11%, 10.1 μm or more 3.66%.
[0065]
The obtained dry toner particles are Elbow Jet Type 5 manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd., all having a volume distribution, arithmetic average diameter of 6.98 μm, 4.0 μm or less, 0.64%, 10.1 μm or more, and 1.02%. Classification into particle size distribution. The mass ratio of the fine particles and coarse particles separated at this time was fine particles: predetermined inner particles: coarse particles = 3: 90: 6.
[0066]
The separated product of the drum screen of the first classifying means and the elbow jet of the second classifying means was added to make fine particles: predetermined internal particles: coarse particles = 3: 90: 7.
[0067]
The coarse particles are pulverized with a turbo mill 250 type manufactured by Turbo Industry Co., Ltd. (rotor peripheral speed 115 m / s, the distance between the rotor and the liner is 1.5 mm, and the pulverization supply amount is 15 kg / H). As a result of classification using an iron mining Co., Ltd. elbow jet type 5, the mass ratio of fine particles to coarse particles was fine particles: predetermined internal particles: coarse particles = 1: 4: 2.
[0068]
Therefore, the final separation ratio was fine particles: predetermined inner particles: coarse particles = 4: 94: 2, and the effective utilization rate of raw materials was 94%.
[0069]
Moreover, the endothermic peak top temperature by DSC measurement was 70 degreeC. Moreover, the amount of residual monomers and by-products (benzaldehyde) was 50 ppm in total.
[0070]
To 100 parts by mass of the obtained toner, 0.7 part by mass of hydrophobic silica having a specific surface area by the BET method of 200 m 2 / g was externally added. To 7 parts by mass of this toner, 93 parts by mass of an acrylic-coated ferrite carrier was mixed to obtain a developer. When this developer and externally added toner were used to print out an image using a Canon full color copier CLC-500 remodeling machine, no odor was generated and a good image was obtained.
[0071]
<Reference Example 1>
A toner was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the coarse particles obtained by the first classifying means and the second classifying means were not pulverized / disintegrated.
[0072]
Although there is no problem with the performance of the toner, the separation ratio remains fine particles: predetermined internal particles: coarse particles = 3: 90: 7. Therefore, the effective utilization rate of the raw materials is 90%, which is economical compared to Example 1. The result was inferior.
[0073]
<Example 2>
Without adding up the separation of the drum screen of the first classifying means and the elbow jet of the second classifying means, only the coarse particles of the second classifying means are pulverized by a Japanese pneumatic type I jet mill (pulverization pressure 0.6 kPa). Then, classification was performed again with the second classifying means Elbow Jet Type 5 manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd., and the mass ratio of fine particles to coarse particles was fine particles: predetermined internal particles: coarse particles = 1: 3: 2. It was.
[0074]
Therefore, the final separation ratio was fine particles: predetermined inner particles: coarse particles = 4: 93: 3, and the effective utilization rate of raw materials was 93%.
[0075]
Preparation and evaluation of the toner after reclassification were performed in the same manner as in Example 1, and the toner performance was satisfactory.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a method for producing a toner having a sharp particle size distribution capable of realizing a high-definition image is provided.
[0077]
Furthermore, according to the present invention, there is provided a method for reusing the predetermined outer particles of the toner excellent in economy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of a flow of a toner manufacturing apparatus used in the present invention.

Claims (5)

水系媒体中で合成されるトナーの製造方法であって、
分級工程、及び、分級工程で分離した粗大粒子を粉砕又は解砕して、所定の粒径のトナー粒子とする工程とを少なくとも有し、
前記粉砕又は解砕して所定の粒径としたトナー粒子を、一度も粗大粒子として分離されることなく得られた所定の粒径を有するトナー粒子と1:100から20:100の割合で混合することを特徴とするトナーの製造方法。
A method for producing a toner synthesized in an aqueous medium,
And a step of pulverizing or pulverizing coarse particles separated in the classification step to obtain toner particles having a predetermined particle size ,
The toner particles having a predetermined particle size by pulverization or crushing are mixed with toner particles having a predetermined particle size obtained without being separated as coarse particles at a ratio of 1: 100 to 20: 100. the toner manufacturing method according to claim to Rukoto.
前記分級工程をスクリーンを用いた分級機で行なうことを特徴とする請求項1に記載のトナーの製造方法。The toner production method according to claim 1, wherein the classification step is performed by a classifier using a screen. 前記分級工程をコアンダー効果を用いた分級機で行なうことを特徴とする請求項1に記載のトナーの製造方法。The toner production method according to claim 1, wherein the classification step is performed by a classifier using a Counder effect. 前記粉砕又は解砕する工程をジェット粉砕機で行なう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。Method for producing a toner according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a step of the ground or crushed by a jet mill. 前記粉砕又は解砕する工程を機械式粉砕機で行なう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。Method for producing a toner according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a step of the ground or crushed by mechanical grinding machine.
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