JP4126525B2

JP4126525B2 - Toner production method

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Publication number: JP4126525B2
Application number: JP2001231287A
Authority: JP
Inventors: 信保太田; 一宏佐藤; 寛山本
Original assignee: Zeon Corp
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2021-07-31
Also published as: JP2003043744A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真の現像に用いられるトナーの製造方法に関し、更に詳しくはフィルミングや白抜けなどの画質欠陥のないトナーを効率よく安定して製造できる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真用トナーは、重合法や粉砕法などにより着色重合体粒子を得、これを、目標製品の粒子径範囲（所定粒子径範囲）より粗い粒子（粗大粒子）と細かい粒子（微小粒子）を除去する分級操作を行い、必要に応じて外添剤などの添加剤を加えて得られる。特に、目標製品の粒子径範囲よりも粗い粒子（粗大粒子）は、印字した時にフィルミングや白抜けなどの画質欠陥を招くため極力除去する必要がある。
【０００３】
一般に粉体の分級には、乾式分級と湿式分級があり、湿式分級では分級後に乾燥が必要になるので乾式分級が好適に用いられている。トナー粒子の大きさは数μｍ〜数十μｍであるので、乾式分級のうち、風力分級が行われている。風力分級とは、気流中に分散させた粒子に気流方向とは異なる方向の力を作用させ、粒子の移動距離の差により分級するか、あるいは沈降速度の差を利用して分級するものなどをいい、これらの性質を利用して、重力分級機、慣性分級機、遠心分級機などの分級機が用いられている。しかし、前記分級機を用いて粗大粒子の除去を行う場合、分級精度は分級機内の原料濃度すなわち処理量に比例して悪化し、処理量を上げると粗大粒子の除去効率が下がるだけでなく、所定粒子径範囲の粒子まで除去されるため、トナーの収率が低下してしまう。そのため、前記分級機を用いる場合、トナーの収率があがるように分級の条件設定などを行っている。しかし、前記分級機は投資コストがかかるだけでなく、分級の条件設定など手間のかかる作業を行わなければならないという問題があった。
【０００４】
その他にも、いろいろな分級方法が開示されている。例えば、特開２０００−１９７７９号公報には、重合着色粒子に無機微粒子を外添後、円筒形のスクリーンの内部に具備したブレードを回転させて、該着色粒子に遠心力を作用させて、粗大粒子を除去する方法が開示されている。前記スクリーンとブレードの間には、粗大粒子を効率よく除去できるように、弾性ボールが入っていてスクリーンに微振動を与えるようになっている。しかしながら、この方法では、弾性ボールとスクリーンの間または弾性ボールとブレードの間で余分なせん断力が前記着色粒子に加わり、凝集体などが発生して、着色粒子の収率が低下したり、スクリーンが目詰まりを起こしたり、スクリーンが破損したりする問題があった。
【０００５】
特開２０００−７５５４７号公報には、トナー粒子に平均粒子径５０ｎｍ以下の無機微粒子を外添混合し、外添トナーを超音波発信機付き振動篩装置で篩別する方法が開示されている。しかし、この方法は大量処理が難しく、さらに特に篩の目開きが小さくなった場合に、篩の目詰まりを起こして処理量が低下するなどの問題点があった。
【０００６】
特開２０００−１７６３７８号公報には、スクリーンを洗浄するエアブラシのエア吐出口を目開き４５μｍのスクリーンに対して傾斜させてなる風力篩分機を用いて、粒径１６ｎｍのシリカ微粒子を２部外添したトナーを篩い分けする方法について記載されている。この方法によれば、エアブラシの網目詰まりを防止し、適度な網目詰まり除去効果を発揮しつつ、外添剤の凝集物やトナーの網裏融着に起因する粗大粒子の発生を防ぐことができると記載されている。しかし、この方法でも、粗大粒子が十分に除去できないだけでなく、該公報に記載されているように特定の条件でスクリーンを洗浄しなければ、小粒径の外添剤がスクリーンに目詰まりしやすくなってしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、フィルミングや白抜けなどの画像欠陥の起こらないトナーを、低コストで、分級の条件などの設定が容易で、かつ高収率で製造できる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、着色重合体粒子を、特定の条件下に供給することにより、上記目的を達成できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。かくして本発明によれば、空気流を用いて着色重合体粒子をエジェクターを介して目開きが５〜４０μｍのスクリーンに空気とともに分散供給し粗大粒子を除去することを含むトナーの製造方法及び該製造方法により得られるトナーが提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の方法は、空気流を用いて着色重合体粒子を目開きが５〜４０μｍのスクリーンに供給して粗大粒子を除去する（分級する）ことを含む。
【００１０】
本発明の方法に使用されるスクリーンは、目開きが５〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍのものである。スクリーンの目開きを前記範囲にすることにより、着色重合体粒子中の粗大粒子を精度よく除去することができる。
【００１１】
スクリーンを形成するワイヤーとしては、例えば、ステンレスなどの金属やポリアミド、ポリエステルなどの樹脂が挙げられるが、特に限定されない。また前記ワイヤーは静電防止処理を行っているものが好適に用いられる。スクリーンの織り方としては、例えば平織り、綾織りなどが挙げられるが、特に限定されない。
【００１２】
本発明の方法において、目開き５〜４５μｍのスクリーン▲１▼の後に該スクリーン▲１▼よりも目開きの大きいスクリーン▲２▼を密着させておくことにより、スクリーン▲１▼の耐久強度を上げて、長期間使用に耐えうることができるので好ましい。密着させるスクリーン▲２▼の目開きは、スクリーン▲１▼の目開きよりも大きければ制限はないが、２００μｍ〜２ｍｍの範囲が好ましい。
【００１３】
本発明の方法においては、スクリーン前後の圧力差が通常３．５ｋＰａ以下、好ましくは３．０ｋＰａ以下となるようにして粗大粒子の除去を行う。スクリーン前後の圧力差を前記範囲となるように粗大粒子の除去を行うことにより、スクリーンの目詰まりを起こさずに、効率よく粗大粒子を除去することができる。
【００１４】
本発明の方法において、着色重合体粒子は、エジェクター１を介して分散供給されることが好ましい。エジェクター１とは、圧縮空気を空気吹き出しノズル２より吹き出し、部分的に真空にして粉流体４を粉流体吸入ノズル３より吸入して分散させて供給する分散機のことをいい、具体的には図１に示すようなものが挙げられる。エジェクターを使用することにより、着色重合体粒子をスクリーンに対して均一に供給することができ、スクリーンの寿命を延ばすことができる。
【００１５】
本発明の方法において、スクリーンを通過させる空気流は、線速度で５０〜１００[ｍ／ｍｉｎ]の範囲である。空気流の線速度を前記範囲にしておくことにより、スクリーンの寿命を延ばすことができる。
【００１６】
本発明の方法において、着色重合体粒子の供給速度をＶ[ｇ／ｍｉｎ]、空気流の風量をＷ[ｍ^３／ｍｉｎ]とした時、着色重合体粒子の濃度Ｄ（＝Ｖ／Ｗ）[ｇ／ｍ^３]は、１００〜５００[ｇ／ｍ^３]が好ましい。さらに好ましくは１８０〜４５０[ｇ／ｍ^３]である。着色重合体粒子の濃度Ｄが５００ｇ／ｍ^３よりも大きくなると、スクリーンの目詰まりが増えて、スクリーンパス品（篩分品）の収率が低下したり、スクリーンが破損したりする傾向にある。
【００１７】
本発明の方法において、スクリーンを用いて着色重合体粒子中の粗大粒子を除去する装置は、特に限定されないが、着色重合体粒子をスクリーンに対して垂直に導入できる風力篩分機が好適に用いられ、具体的にはハイボルター（新東京機械社製）などが挙げられる。
【００１８】
本発明の方法に適用できる着色重合体粒子は、通常、結着樹脂を必須成分として含有し、さらに着色剤、帯電制御剤、離型剤などのその他の添加剤が必要に応じて含まれている。
【００１９】
着色重合体粒子を構成する結着樹脂は、トナー用結着樹脂として通常に使用されているものであればよく、例えば、（メタ）アクリル酸アルキル重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸アルキル共重合体、スチレン重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ノルボルネン系樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリアミドなどが挙げられる。
【００２０】
着色剤としては、黒色着色剤、カラー用着色剤があげられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、ニグロシンベースの染顔料類；コバルト、ニッケル、四三酸化鉄、酸化鉄マンガン、酸化鉄亜鉛、酸化鉄ニッケル等の磁性粒子；などを挙げることができる。カーボンブラックを用いる場合、一次粒径が２０〜４０ｎｍであるものを用いる。一次粒径が２０ｎｍより小さいとカーボンブラックの分散が得られず、かぶりの多いトナーになる。一方、４０ｎｍより大きいと、多価芳香族炭化水素化合物の量が多くなって、環境安全上の問題が起こることがある。
【００２１】
フルカラートナーを得る場合、通常、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤を使用する。
イエロー着色剤としては、アゾ系顔料、縮合多環系顔料等の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３、１２、１３、１４、１５、１７、６２、６５、７３、８３、９０、９３、９７、１２０、１３８、１５５、１８０、１８１、１８５及び１８６等が挙げられる。
【００２２】
マゼンタ着色剤としては、アゾ系顔料、縮合多環系顔料等の化合物が用いられる。具体的にはＣ．Ｉ．ピグメントレッド４８、５７、５８、６０、６３、６４、６８、８１、８３、８７、８８、８９、９０、１１２、１１４、１２２、１２３、１４４、１４６、１４９、１６３、１７０、１８４、１８５、１８７、２０２、２０６、２０７、２０９及び２５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９等が挙げられる。
【００２３】
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、アントラキノン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２、３、６、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１６、１７、及び６０等が挙げられる。
こうした着色剤の量は、結着樹脂を得るために用いる重合性単量体又は結着樹脂１００重量部に対して１〜１０重量部である。
【００２４】
帯電制御剤としては、各種の帯電制御剤を用いることができる。具体的には、ボントロンＮ−０１（オリエント化学工業社製）、ニグロシンベースＥＸ（オリエント化学工業社製）、スピロンブラックＴＲＨ（保土ケ谷化学工業社製）、Ｔ−７７（保土ケ谷化学工業社製）、ボントロンＳ−３４（オリエント化学工業社製）、ボントロンＥ−８１（オリエント化学工業社製）、ボントロンＥ−８４（オリエント化学工業社製）、ＣＯＰＹＣＨＡＲＧＥＮＸ（クラリアント社製）、ＣＯＰＹＣＨＡＲＧＥＮＥＧ（クラリアント社製）等の帯電制御剤、特開平１１−１５１９２号公報、特開平３−１７５４５６号公報、特開平３−２４３９５４号公報などに記載の４級アンモニウム（塩）基含有共重合体や特開平３−２４３９５４号公報、特開平１−２１７４６４号公報、特開平３−１５８５８号公報などに記載のスルホン酸（塩）基含有共重合体等の帯電制御剤（帯電制御樹脂）が挙げられる。これらの帯電制御剤は、トナーの帯電性を向上させるために、着色重合体粒子中に含有させることが好ましい。なかでも帯電制御樹脂は、結着樹脂との相溶性が高く、無色であり高速でのカラー連続印刷においても帯電性が安定したトナーを得ることができる点で好ましい。
帯電制御剤は、結着樹脂を得るために用いる重合性単量体又は結着樹脂１００重量部に対して、通常、０．０１〜１０重量部、好ましくは０．１〜７重量部の割合で用いられる。
【００２５】
離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリブチレンなどの低分子量ポリオレフィンワックス類；キャンデリラ、カルナウバ、ライス、木ロウ、ホホバなどの植物系天然ワックス；パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラクタムなどの石油系ワックス；フィッシャートロプシュワックスなどの合成ワックス；ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラパルミテート、ジペンタエリスリトールヘキサミリステートなどの多官能エステル化合物などが挙げられる。これらも１種あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２６】
本発明の方法が適用できる着色重合体粒子は、着色重合体粒子を得るために使用した単量体、分散安定剤などの水溶性成分、揮発性成分、及び水分などが除去されていることが好ましい。
【００２７】
揮発性成分としては、未反応の単量体、有機溶媒、重合開始剤残渣、分子量調整剤などが挙げられる。これらを除去することによって帯電量が安定し画質が良好になる。
【００２８】
着色重合体粒子中に含まれる揮発性成分は、未反応単量体の量で通常、１００ｐｐｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ以下である。
未反応単量体の量は、下記の方法により測定する。乾燥後の着色重合体粒子３ｇを１ｍｇ単位まで精秤して、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２７ｇを加えて１５分間攪拌した後、メタノール１３ｇを加えて更に１０分間攪拌してから静置して不溶分を沈殿させる。その後、上澄み液２μｌをガスクロマトグラフ（カラム：ＴＣ−ＷＡＸ、０．２５ｍｍ×３０ｍ；カラム温度：８０℃；インジェクション温度：２００℃、ＦＩＤ検出側温度：２００℃）に注入して重合性単量体の残留を確認する。定量用標準試料は、各単量体のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド／メタノール溶液とする。
【００２９】
揮発性成分を留去する前の重合体粒子中の残留重合性単量体量は、湿潤した試料中の純固形分に対する比率として算出する。なお、純固形分は、▲１▼上記試料調製作業のために湿潤した重合体粒子を分取するのと同時に、１ｇを１ｍｇ単位まで精秤し、▲２▼これを１０５℃で１時間加熱して得た固形分重量を精秤し、▲３▼乾燥前後の重量差から純固形分割合を算出し、▲４▼この割合を、残留重合性単量体測定のために用いた湿潤した着色重合体粒子重量に乗じて求める。
【００３０】
水溶性成分としては、分散安定剤（難水溶性金属化合物は酸又はアルカリによって水溶性になるもの）、水溶性オキソ酸塩などが挙げられる。
【００３１】
水溶性成分は、着色重合体粒子の電気伝導度σ２が、通常２０μＳ／ｃｍ以下、好ましくは１５μＳ／ｃｍ以下に、σ２−σ１が、１０μＳ／ｃｍ以下、好ましくは５μＳ／ｃｍ以下である。水の電気伝導度σ１は、通常、０〜１５μＳ／ｃｍである。
σ２が大きい場合あるいはσ２−σ１が大きい場合には、帯電量の環境に対する依存性が高くなって、環境変動（温度や湿度の変化）による画質の低下を引き起こすようになる。
電気伝導度σ２は、着色重合体粒子６ｇを電気伝導度σ１のイオン交換水１００ｇに分散して分散液を得、この分散液を１０分間煮沸した後、別途１０分間煮沸しておいたイオン交換水を添加して煮沸前の容量に戻し、室温に冷却した後、電気伝導度計で測定した値である。
【００３２】
酸又はアルカリ洗浄をした場合には、着色重合体粒子のｐＨが通常４〜８、好ましくは４．５〜７．５になるようにする。ｐＨは、着色重合体粒子６ｇをイオン交換水（陽イオン交換処理と陰イオン交換処理を行ったもの）１００ｇに分散し、これを１０分間煮沸した後、別途１０分間煮沸しておいたイオン交換水を添加して煮沸前の容量に戻し、室温に冷却した後、ｐＨ計を用いて測定した値である。
【００３３】
水分は、着色重合体粒子中の含水率で、通常１．０重量％以下、好ましくは０．５重量％以下である。
なお、含水率は着色重合体粒子２ｇをアルミ皿に採取し、それを精秤（Ｗ_０［ｇ］）し、１０５℃に設定した乾燥器に１時間放置し、冷却後、精秤（Ｗ_１［ｇ］）し、以下の式で計算する。
含水率＝（（Ｗ_０−Ｗ_１）／Ｗ_０）×１００
水分の除去方法としては、具体的には流動乾燥、真空乾燥などが挙げられ、特に限定されないが、低温度での乾燥が可能な真空乾燥が好ましく、特に攪拌翼を備えた真空乾燥機による乾燥が好ましい。
【００３４】
本発明の方法において、着色重合体粒子と平均粒子径が５〜２０ｎｍの微粒子とを共存させることにより、効率よく粗大粒子の除去を行うことができる。
【００３５】
平均粒子径が５〜２０ｎｍの微粒子としては、有機微粒子及び／または無機微粒子を用いることができる。微粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡で該粒子を観察し、無作意に１００個選び、その粒子径を測定し、その測定値の平均値である。
有機微粒子としては、乳化重合法、ソープフリー乳化重合法、非水分散重合法等の湿式重合法、気相法等により重合及び／または造粒したスチレン系重合体微粒子、（メタ）アクリレート系重合体微粒子、オレフィン系重合体微粒子含フッ素系重合体微粒子、含窒素（メタ）アクリレート系重合体微粒子、シリコーン系重合体微粒子、ベンゾグアナミン系樹脂微粒子、メラミン系樹脂微粒子、カーボンブラック、グラファイト等の各種有機微粒子が挙げられる。
【００３６】
無機微粒子としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化タングステン、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化カルシウム、ダイアモンドカーボンランダム等の各種炭化物；窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム等の各種窒化物；ホウ化ジルコニウム等のホウ化物；酸化鉄、酸化クロム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅、酸化チタン、酸化スズ、アルミナ、シリカ等の各種酸化物；二硫化モリブデン等の硫化物；フッ化炭素等のフッ化物；ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の各種金属石鹸；滑石、ベントナイトなどの各種非磁性無機微粒子；などが挙げられる。
これら有機微粒子及び無機微粒子の表面をシランカップリング剤やチタンカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルにより表面処理したものが好適である。これらの中でも、シランカップリング剤で表面処理したシリカ微粒子が特に好ましい。
【００３７】
微粒子は、着色重合体粒子１００重量部（固形分基準）に対して、通常０．０１〜１．５重量部、好ましくは０．０２〜１．０重量部、より好ましくは０．０３〜０．５重量部の割合で添加する。微粒子の添加量が上記範囲よりも少ないと、着色重合体粒子中の粗大粒子を除去（分級）するとき、着色重合体粒子の凝集防止効果が小さく、また、着色重合体粒子の流動性向上効果も小さくなる。微粒子の添加量が上記範囲よりも多いと、着色重合体粒子中の粗大粒子を除去するとき、着色重合体粒子の過剰流動が発生し、分級工程でラインもれを起こしたり、微粒子がスクリーンで目詰まりを起こしたりして、分級収率が低下する傾向にある。
【００３８】
微粒子の添加時期は、粗大粒子を除去する際に、前記微粒子と着色重合体粒子が共存するようになれば特に限定されないが、真空乾燥中で含水率が６０％以下、好ましくは１０〜６０％、より好ましくは１５〜５０％、特に好ましくは２０〜４５％の湿潤状態にある着色重合体粒子に微粒子を添加することが好ましい。例えば、下記に示す重合法あるいは凝集法により生成した着色重合体粒子を洗浄し、濾過した後の湿潤状態にある着色重合体粒子に、微粒子を添加し、着色重合体粒子と微粒子とを混合しながら乾燥する方法などが挙げられる。
【００３９】
本発明の方法に適用される着色重合体粒子は、例えば、粉砕法、重合法、凝集法、溶解分散法等によって調製されたものである。
【００４０】
着色重合体粒子の調製の具体例としては、結着樹脂を着色剤、帯電制御剤、離型剤などと混練、粉砕して得る方法；重合性単量体及び着色剤等の添加剤を含有する単量体組成物を水系媒体中で懸濁重合、乳化重合又は分散重合させ、必要に応じて凝集させた後、酸又はアルカリによる洗浄、水洗浄、脱水及び乾燥させて得る方法；重合体粒子と着色剤等の添加剤とを水系媒体中で凝集させた後、必要に応じて酸又はアルカリによる洗浄、水洗浄、脱水及び乾燥させて得る方法；着色剤を含有する樹脂を有機溶媒に溶解し、次いで溶媒を水媒体に転相し、必要に応じて酸又はアルカリによる洗浄、水洗浄、脱水及び乾燥させて得る方法；などが挙げられる。
【００４１】
本発明の方法において、粗大粒子が除去された後の着色重合体粒子の粒子径は、体積平均粒子径（Ｄｖ）が、通常、０．５〜２０μｍ、好ましくは１〜１０μｍ、さらに好ましくは２〜８μｍである。また１６μｍ以上体積％が１％以下、かつ２０μｍ以上体積％が１％以下であることが好ましい。本発明の方法において、着色重合体粒子の体積平均粒子径、１６μｍ以上体積％、及び２０μｍ以上体積％を上記範囲とすることにより、着色重合体粒子をトナーとした時に、フィルミングや白抜けなどの画像欠陥が発生しない、良好な画像を得ることができる。
なお、着色重合体粒子は、本発明の方法により粗大粒子を除去した後、必要に応じて該着色重合体粒子表面に外添剤を添加する。
【００４２】
外添剤としては、無機粒子や有機樹脂粒子が挙げられる。無機粒子としては、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムなどが挙げられる。有機樹脂粒子としては、メタクリル酸エステル着色重合体粒子、アクリル酸エステル着色重合体粒子、スチレン−メタクリル酸エステル共着色重合体粒子、スチレン−アクリル酸エステル共着色重合体粒子、コアがメタクリル酸エステル共重合体でシェルがスチレン重合体で形成されたコアシェル型着色重合体粒子、シェルがメタクリル酸エステル共重合体でコアがスチレン重合体で形成されたコアシェル型着色重合体粒子などが挙げられる。これらのうち、無機酸化物粒子、特に二酸化ケイ素粒子が好適である。また、これらの粒子表面を疎水化処理することができ、疎水化処理された二酸化ケイ素粒子が特に好適である。外添剤の量は、特に限定されないが、着色重合体粒子１００重量部に対して、通常、０．１〜６重量部である。
【００４３】
外添剤は２種以上を組み合わせて用いても良い。外添剤を組み合わせて用いる場合には、平均粒子径の異なる２種の無機酸化物粒子または有機樹脂粒子を組み合わせるのが好適である。
具体的には、平均粒子径５〜２０ｎｍ、好ましくは７〜１８ｎｍの粒子（好適には無機酸化物粒子）と、平均粒子径２０ｎｍ超過２μｍ以下、好ましくは３０ｎｍ〜１μｍの粒子（好適には無機酸化物粒子）と、を組み合わせて付着させることが好適である。なお、外添剤用の粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡で該粒子を観察し、無作意に１００個選び、その粒子径を測定し、その測定値の平均値である。
前記２種の外添剤（粒子）の量は、着色重合体粒子１００重量部に対して、平均粒子径５〜２０ｎｍの粒子が、通常、０．１〜３重量部、好ましくは０．２〜２重量部、平均粒子径２０ｎｍ超過２μｍ以下の粒子が、通常、０．１〜３重量部、好ましくは０．２〜２重量部である。平均粒子径５〜２０ｎｍ粒子と平均粒子径２０ｎｍ超過２μｍ以下粒子との重量比は、通常、１：５〜５：１の範囲、好ましくは３：１０〜１０：３の範囲である。
外添剤の付着は、通常、外添剤と着色重合体粒子とをヘンシェルミキサーなどの混合機に入れて撹拌して行う。
【００４４】
本発明の方法により得られるトナーは、上記の方法により着色重合体粒子を調製し、該着色重合体粒子中の粗大粒子を除去した後、必要に応じて該着色重合体粒子表面に外添剤を添加することにより得られるものである。本発明の方法により得られるトナーは、その体積平均粒子径（Ｄｖ）が、通常、０．５〜２０μｍ、好ましくは１〜１０μｍ、さらに好ましくは２〜８μｍである。粒径が大きくなると解像度が低下傾向になる。
本発明の方法によって得られるトナーは、一成分現像剤として、あるいはキャリアと組み合わせて二成分現像剤としても適用できる。
【００４５】
【実施例】
本発明の製造方法を実施例に示しながら、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお部及び％は特に断りのない限り重量基準である。
【００４６】
本実施例における評価は、以下の方法によって行う。
（粒径測定）
着色重合体粒子の体積平均粒子径（Ｄｖ）、個数平均粒子径（Ｄｐ）、１６μｍ以上体積％、２０μｍ以上体積％、及び５％以下個数％は、マルチサイザー（ベックマン・コールター社製）により測定する。このマルチサイザーによる測定は、アパーチャー径：１００μｍ、媒体：イソトンＩＩ、濃度１０％、測定粒子数：１００，０００個の条件で行う。
【００４７】
（画質評価）
市販の非磁性一成分現像方式のプリンター（沖データ社製、商品名「ＭＩＣＲＯＬＩＮＥ１２ｎ」）を用いて、２３℃×５０ＲＨ％の環境下で一昼夜放置後、初期から５％濃度の印字画像で連続印字を行い、５００枚ごとに黒べた印字画像で印字し、白筋の発生の有無を確認する。
【００４８】
（実施例１）
スチレン８０．５部及びｎ−ブチルアクリレート１９．５部からなるコア用重合性単量体（これらの単量体を共重合して得られた共重合体のＴｇ＝５５℃）、ポリメタクリル酸エステルマクロモノマー（東亜合成化学工業社製、商品名「ＡＡ６」、Ｔｇ＝９４℃）０．３部、ジビニルベンゼン０．５部、ｔ−ドデシルメルカプタン１．２部、カーボンブラック（三菱化学社製、商品名「＃２５」）７部、帯電制御剤（保土ヶ谷化学工業社製、商品名「スピロンブラックＴＲＨ」）１部、離型剤（フィッシャートロプシュワックス、サゾール社製、商品名「パラプリントスプレイ３０」、吸熱ピーク温度：１００℃）２部を、メディア型湿式粉砕機を用いて湿式粉砕を行い、コア用重合性単量体組成物Ａを得た。
【００４９】
他方、イオン交換水２５０部に塩化マグネシウム（水溶性多価金属塩）１０．２部を溶解した水溶液に、イオン交換水５０部に水酸化ナトリウム（水酸化アルカリ金属）６．２部を溶解した水溶液を攪拌下で徐々に添加して、水酸化マグネシウムコロイド（難水溶性の金属水酸化物コロイド）分散液Ａを調製した。生成した上記コロイドの粒径分布をマイクロトラック粒径分布測定器（日機装社製）で測定したところ、粒径は、Ｄ５０（個数粒径分布の５０％累積値）が０．３５μｍで、Ｄ９０（個数粒径分布の９０％累積値）が０．８４μｍであった。このマイクロトラック粒径分布測定器における測定においては、測定レンジ＝０．１２〜７０４μｍ、測定時間＝３０秒、媒体＝イオン交換水の条件で行った。
【００５０】
一方、メチルメタクリレート（Ｔｇ＝１０５℃になる）３部と水１００部を超音波乳化機にて微分散化処理して、シェル用重合性単量体の水分散液Ａを得た。シェル用重合性単量体の液滴の粒径は、得られた液滴を１％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液中に濃度３％で加え、マイクロトラック粒径分布測定器で測定したところ、Ｄ９０が１．６μｍであった。
【００５１】
上記により得られた水酸化マグネシウム分散液Ａに、コア用重合性単量体組成物Ａを投入し、液滴が安定するまで攪拌し、そこに重合開始剤：ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート（日本油脂社製、商品名「パーブチルＯ」）６部添加後、造粒機エバラマイルダー（荏原製作所製）を用いて１５，０００ｒｐｍの回転数で３０分間高剪断攪拌して、単量体混合物の液滴を造粒した。この造粒した単量体混合物の水分散液を、攪拌翼を装着した反応器に入れ、８５℃で重合反応を開始させ、重合転化率がほぼ１００％に達した後、前記シェル用重合性単量体の水分散液Ａに水溶性開始剤（和光純薬社製、商品名「ＶＡ−０８６」＝２，２’ −アゾビス（２−メチル−Ｎ−（２−ハイドロキシエチル）−プロピオンアミド）０．３部を溶解し、それを反応器に入れた。４時間重合を継続した後、反応を停止し、着色重合体粒子の水分散液を得た。このときの着色重合体粒子分散液の固形分濃度は３１％であった。
【００５２】
上記により得た着色重合体粒子分散液を攪拌しながら、硫酸により系のｐＨを６以下として酸洗浄（２５℃、１０分間）を行い、濾過により水を分離した後、新たにイオン交換水５００部を加えリスラリー化して、水洗浄を行った。その後、再度濾過、脱水、水洗浄を数回繰り返し行って固形分を濾過分離して、湿潤した着色重合体粒子を得た。湿潤した着色重合体粒子を１０５℃で、１時間熱風乾燥機により乾燥させた後、含水率を測定したところ、１５％であった。この含水率１５％の湿潤した着色重合体粒子１００部に対して、微粒子として疎水化シリカ（日本アエロジル社製、商品名「Ｒ９７２」；平均粒子径１６ｎｍ）０．０５部を添加した。この湿潤した着色重合体粒子を真空乾燥機の容器内に入れ、圧力３０ｔｏｒｒ、温度４５℃で攪拌翼を備えた真空乾燥機により真空乾燥した。
【００５３】
上記により得られた着色重合体粒子の粒径分布は体積平均粒子径（Ｄｖ）が７．３３μｍ、数平均粒子径（Ｄｐ）が６．１５μｍ、１６μｍ以上体積％が１．７％、２０μｍ以上体積％が１．１％、５μｍ以下個数％が２３．５％であった。
【００５４】
この着色重合体粒子中の粗大粒子を除去するために風力篩分機（新東京機械株式会社製、商品名「ハイボルターＮＲ−３００型」を用いた。スクリーンは、直径３００ｍｍ、目開き２０μｍ、ワイヤーの材質はステンレスとし、着色重合体粒子の供給速度を７０ｋｇ／ｈｒ、空気流の線速度を７９ｍ／ｍｉｎ、着色重合体粒子の濃度を２１２ｇ／ｍ^３、スクリーン前後の差圧を１．２ｋＰａの条件で着色重合体粒子中の粗大粒子を除去した。この時の着色重合体粒子の回収率は９９．３％であった。
【００５５】
得られた着色重合体粒子の粒径分布は、Ｄｖが７．３０μｍ、Ｄｐが６．１３μｍ、１６μｍ以上体積％が０．１２％、２０μｍ以上体積％が０．０６％、５μｍ以下個数％が２３．９％であった。
上記着色重合体粒子１００部に対して、外添剤として疎水化処理したコロイダルシリカ（商品名「ＲＸ−３００」、日本アエロジル社製）０．６部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、トナーを得た。このトナーを市販の非磁性一成分現像方式のプリンター（沖データ社製、商品名「ＭＩＣＲＯＬＩＮＥ１２ｎ」）を用いて、２３℃×５０ＲＨ％の環境下で印字品質を確認した。１万枚の連続印字を行ったが、白筋が発生せず、問題のない良好な印字品質であった。測定結果及び評価結果を表１に示す。
【００５６】
（実施例２）
空気流の線速度を５７ｍ／ｍｉｎ、着色重合体粒子の濃度を２９２ｇ／ｍ^３、スクリーン前後の差圧を１．０ｋＰａにした他は実施例１と同様にしてトナーを得た。測定結果及び評価結果を表１に示す。
【００５７】
（実施例３）
空気流の線速度を８６ｍ／ｍｉｎ、着色重合体粒子の濃度を１９４ｇ／ｍ^３、スクリーン前後の差圧を１．２ｋＰａにした他は実施例１と同様にしてトナーを得た。測定結果及び評価結果を表１に示す。
【００５８】
（実施例４）
着色重合体粒子の供給速度を１００ｋｇ／ｈｒ、空気流の線速度を７９ｍ／ｍｉｎ、着色重合体粒子の濃度を３０３ｇ／ｍ^３、スクリーン前後の差圧を２．３ｋＰａにした他は実施例１と同様にしてトナーを得た。測定結果及び評価結果を表１に示す。
【００５９】
（実施例５）
着色重合体粒子の供給速度を１４０ｋｇ／ｈｒ、空気流の線速度を７９ｍ／ｍｉｎ、着色重合体粒子の濃度を４２４ｇ／ｍ^３、スクリーン前後の差圧を３．０ｋＰａにした他は実施例１と同様にしてトナーを得た。測定結果及び評価結果を表１に示す。
【００６０】
（実施例６）
着色重合体粒子を乾燥する時に微粒子を添加せずに、着色重合体粒子の供給速度を７０ｋｇ／ｈｒ、空気流の線速度を７９ｍ／ｍｉｎ、着色重合体粒子の濃度を２１２ｇ／ｍ^３、スクリーン前後の差圧を１．０ｋＰａとして、エジェクターを使用して空気中に分散させてスクリーンに供給した他は実施例１と同様にしてトナーを得た。測定結果及び評価結果を表１に示す。
【００６１】
（実施例７）
スクリーンの目開きを２６μｍにし、着色重合体粒子の供給速度を７０ｋｇ／ｈｒ、空気流の線速度を７９ｍ／ｍｉｎ、着色重合体粒子の濃度を２１２ｇ／ｍ^３、スクリーン前後の差圧を１．０ｋＰａにした他は実施例１と同様にしてトナーを得た。測定結果及び評価結果を表１に示す。
【００６２】
（実施例８）
着色重合体粒子の供給速度を１４０ｋｇ／ｈｒ、空気流の線速度を７９ｍ／ｍｉｎ、着色重合体粒子の濃度を４２４ｇ／ｍ^３、スクリーン前後の差圧を１．３ｋＰａにした他は実施例１と同様にしてトナーを得た。測定結果及び評価結果を表１に示す。
【００６３】
（比較例１）
スクリーンの目開きを４５μｍ、固体微粒子として疎水化シリカ（日本アエロジル社製、商品名「Ｒ９７２」；平均粒子径１６ｎｍ）２．０部を添加した他は実施例１と同様にしてトナーを得た。測定結果及び評価結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】

【００６５】
表１の結果から、以下のことがわかる。本発明の方法によれば、実施例１〜８に示したとおり、着色重合体粒子中の粗大粒子を効率よく除去することができ、フィルミングや白抜けなどの画像欠陥の起こらないトナーを製造することができる。中でも実施例６及び８においては、エジェクターを用いることにより、着色重合体粒子の供給速度を大きくしてもスクリーン前後の圧力差を小さく、かつ着色重合体粒子のパス品の収率を上げることができる。
一方、比較例１においては、実施例と比較して、スクリーンの目開きが４５μｍと大きく、さらに微粒子の添加量が２重量と多いため、粗大粒子が除去できないだけでなく、スクリーンの目詰まりが発生し収率が低下した。さらに、画質評価においては、現像ブレードに粗大粒子が引っかかり、印字１０００枚で白筋が発生した。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、フィルミングや白抜けなどの画像欠陥の起こらないトナーを、低コストで、分級の条件設定が容易で、かつ高収率で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エジェクターの一例を表す模式図
【符号の説明】
１．エジェクター
２．空気吹き出しノズル
３．粉流体吸入ノズル
４．粉粒体
５．空気の吹き出し方向
６．粉流体の吸入方向
７．分散された粉流体の進行方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing toner used for electrophotographic development, and more particularly, to a method for efficiently and stably producing toner free from image quality defects such as filming and white spots.
[0002]
[Prior art]
For electrophotographic toner, colored polymer particles are obtained by a polymerization method, a pulverization method, and the like, and particles (coarse particles) and fine particles (fine particles) that are coarser than the target product particle size range (predetermined particle size range) are obtained. A classification operation for removal is performed, and an additive such as an external additive is added as necessary. In particular, particles (coarse particles) that are coarser than the particle size range of the target product cause image quality defects such as filming and white spots when printed, so it is necessary to remove them as much as possible.
[0003]
Generally, powder classification includes dry classification and wet classification. In wet classification, drying is necessary after classification, and dry classification is preferably used. Since the size of the toner particles is several μm to several tens of μm, air classification is performed in dry classification. Air classification is a method in which particles dispersed in an air current are subjected to a force in a direction different from the air flow direction and classified based on the difference in the moving distance of the particles, or classified using the difference in sedimentation speed. Well, using these properties, classifiers such as gravity classifiers, inertia classifiers, and centrifugal classifiers are used. However, when removing coarse particles using the classifier, the classification accuracy deteriorates in proportion to the raw material concentration in the classifier, i.e., the treatment amount, and not only the removal efficiency of coarse particles decreases when the treatment amount is increased, Since the particles in the predetermined particle diameter range are removed, the toner yield is reduced. Therefore, when the classifier is used, classification conditions are set so that the toner yield is increased. However, the classifier has not only a high investment cost, but also has a problem that laborious work such as setting of classification conditions has to be performed.
[0004]
In addition, various classification methods are disclosed. For example, in JP-A-2000-19779, after adding inorganic fine particles to polymerized colored particles, a blade provided inside a cylindrical screen is rotated, and centrifugal force is applied to the colored particles to produce coarse particles. A method for removing particles is disclosed. Between the screen and the blade, an elastic ball is contained so that coarse particles can be efficiently removed so as to give a fine vibration to the screen. However, in this method, an extra shearing force is applied to the colored particles between the elastic ball and the screen or between the elastic ball and the blade, and aggregates are generated to reduce the yield of the colored particles. Caused clogging or damage to the screen.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-75547 discloses a method in which inorganic fine particles having an average particle size of 50 nm or less are externally added and mixed with toner particles, and the externally added toner is sieved by a vibration sieve device with an ultrasonic transmitter. However, this method is difficult to process in a large amount, and has a problem that the amount of processing decreases due to clogging of the sieve, particularly when the opening of the sieve becomes small.
[0006]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-176378 discloses that 2 parts of silica fine particles having a particle diameter of 16 nm are externally added by using an air sieving machine in which an air discharge port of an airbrush for cleaning a screen is inclined with respect to a screen having an opening of 45 μm. Describes a method of sieving the toner. According to this method, it is possible to prevent clogging of the airbrush and prevent generation of coarse particles due to agglomeration of the external additive and toner net back fusion while exhibiting an appropriate net clogging removal effect. It is described. However, not only does this method not sufficiently remove coarse particles, but also if the screen is not washed under specific conditions as described in the publication, external additives with a small particle size will clog the screen. It becomes easy.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method capable of producing a toner free from image defects such as filming and white spots at low cost, with easy setting of classification conditions and the like and with high yield. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above object can be achieved by supplying colored polymer particles under specific conditions, and the present invention has been completed based on this finding. It came to do. Thus, according to the present invention, a method for producing a toner comprising removing colored particles by dispersing and supplying colored polymer particles together with air to a screen having an opening of 5 to 40 μm through an ejector using an air stream and the production. A toner obtained by the method is provided.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The method of the present invention includes supplying colored polymer particles to a screen having an opening of 5 to 40 μm using an air stream to remove (classify) coarse particles.
[0010]
The screen used in the method of the present invention has an opening of 5 to 40 μm, preferably 10 to 30 μm. By setting the opening of the screen within the above range, coarse particles in the colored polymer particles can be accurately removed.
[0011]
Examples of the wire forming the screen include metals such as stainless steel and resins such as polyamide and polyester, but are not particularly limited. Further, the wire that is subjected to antistatic treatment is preferably used. Examples of screen weaving methods include plain weave and twill weave, but are not particularly limited.
[0012]
In the method of the present invention, the screen {circle around (1)} having a larger opening than the screen {circle around (1)} is brought into close contact with the screen {circle around (1)} having an opening of 5 to 45 μm, thereby increasing the durability of the screen {circle around (1)}. It is preferable because it can withstand long-term use. The opening of the screen (2) to be adhered is not limited as long as it is larger than the opening of the screen (1), but a range of 200 μm to 2 mm is preferable.
[0013]
In the method of the present invention, coarse particles are removed so that the pressure difference before and after the screen is usually 3.5 kPa or less, preferably 3.0 kPa or less. By removing the coarse particles so that the pressure difference before and after the screen is within the above range, the coarse particles can be efficiently removed without causing clogging of the screen.
[0014]
In the method of the present invention, the colored polymer particles are preferably supplied in a dispersed manner via the ejector 1. The ejector 1 refers to a disperser that blows out compressed air from the air blowing nozzle 2, partially evacuates it, and sucks and disperses the powdered fluid 4 from the powdered fluid suction nozzle 3. Specifically, The thing as shown in FIG. 1 is mentioned. By using the ejector, the colored polymer particles can be supplied uniformly to the screen, and the life of the screen can be extended.
[0015]
In the method of the present invention, the air flow passing through the screen is in the range of 50 to 100 [m / min] in linear velocity. By keeping the linear velocity of the air flow within the above range, the life of the screen can be extended.
[0016]
In the method of the present invention, when the supply rate of the colored polymer particles is V [g / min] and the air flow rate is W [m ³ / min], the concentration D (= V / W) of the colored polymer particles. [g / m ³ ] is preferably 100 to 500 [g / m ³ ]. More preferably, it is 180-450 [g / m < ³ >]. When the concentration D of the colored polymer particles is larger than 500 g / m ³ , clogging of the screen increases, and the yield of the screen pass product (sieving product) tends to decrease or the screen tends to be damaged. .
[0017]
In the method of the present invention, an apparatus for removing coarse particles in the colored polymer particles using a screen is not particularly limited, but a wind sieving machine capable of introducing the colored polymer particles perpendicular to the screen is preferably used. Specific examples include a high volter (manufactured by Shin Tokyo Machine Co., Ltd.)
[0018]
The colored polymer particles applicable to the method of the present invention usually contain a binder resin as an essential component, and further contain other additives such as a colorant, a charge control agent, and a release agent as necessary. Yes.
[0019]
The binder resin constituting the colored polymer particles may be any resin that is normally used as a binder resin for toner. For example, (meth) alkyl acrylate polymer, styrene- (meth) acrylate copolymer Polymer, styrene polymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyethylene, polypropylene, polyester, norbornene resin, polyurethane, epoxy resin, silicone resin, polyamide, etc. Is mentioned.
[0020]
Examples of the colorant include a black colorant and a colorant for color.
Examples of the black colorant include carbon black and nigrosine-based dyes and pigments; magnetic particles such as cobalt, nickel, iron tetroxide, manganese iron oxide, zinc iron oxide, and nickel iron oxide. When carbon black is used, one having a primary particle size of 20 to 40 nm is used. If the primary particle size is smaller than 20 nm, the dispersion of carbon black cannot be obtained and the toner has a lot of fog. On the other hand, if it is larger than 40 nm, the amount of the polyvalent aromatic hydrocarbon compound increases, which may cause environmental safety problems.
[0021]
When obtaining a full-color toner, a yellow colorant, a magenta colorant and a cyan colorant are usually used.
As the yellow colorant, compounds such as azo pigments and condensed polycyclic pigments are used. Specifically, C.I. I. Pigment yellow 3, 12, 13, 14, 15, 17, 62, 65, 73, 83, 90, 93, 97, 120, 138, 155, 180, 181, 185, and 186.
[0022]
As the magenta colorant, compounds such as azo pigments and condensed polycyclic pigments are used. Specifically, C.I. I. Pigment Red 48, 57, 58, 60, 63, 64, 68, 81, 83, 87, 88, 89, 90, 112, 114, 122, 123, 144, 146, 149, 163, 170, 184, 185, 187, 202, 206, 207, 209 and 251; I. Pigment violet 19 and the like.
[0023]
As the cyan colorant, copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, and the like can be used. Specifically, C.I. I. Pigment Blue 2, 3, 6, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 16, 17, and 60.
The amount of such a colorant is 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer or binder resin used for obtaining the binder resin.
[0024]
Various charge control agents can be used as the charge control agent. Specifically, Bontron N-01 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), Nigrosine Base EX (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), Spiron Black TRH (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), T-77 (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) Bontron S-34 (manufactured by Orient Chemical Industries), Bontron E-81 (manufactured by Orient Chemical Industries), Bontron E-84 (manufactured by Orient Chemical Industries), COPY CHARGE NX (manufactured by Clariant), COPY CHARGE NEG ( A quaternary ammonium (salt) group-containing copolymer described in JP-A-11-15192, JP-A-3-175456, JP-A-3-243594, and the like. Japanese Laid-open Patent Publication No. 3-243594, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1-221764, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 3-15858, etc. Sulfonic acid according (salt) group-containing copolymers of the charge control agent (charge control resin) and the like. These charge control agents are preferably contained in the colored polymer particles in order to improve the chargeability of the toner. Among them, the charge control resin is preferable because it has high compatibility with the binder resin, is colorless, and can obtain a toner having stable chargeability even in continuous color printing at high speed.
The charge control agent is usually 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymerizable monomer or binder resin used for obtaining the binder resin. Used in
[0025]
Examples of the release agent include low molecular weight polyolefin waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, and low molecular weight polybutylene; plant-based natural waxes such as candelilla, carnauba, rice, wood wax, jojoba; paraffin, microcrystalline, petro Examples thereof include petroleum waxes such as lactam; synthetic waxes such as Fischer-Tropsch wax; polyfunctional ester compounds such as pentaerythritol tetramyristate, pentaerythritol tetrapalmitate, and dipentaerythritol hexamyristate. These can be used alone or in combination of two or more.
[0026]
The colored polymer particles to which the method of the present invention can be applied are free of water-soluble components such as monomers, dispersion stabilizers, volatile components, and moisture used to obtain the colored polymer particles. preferable.
[0027]
Examples of the volatile component include unreacted monomers, organic solvents, polymerization initiator residues, molecular weight modifiers, and the like. By removing these, the charge amount is stabilized and the image quality is improved.
[0028]
The volatile component contained in the colored polymer particles is usually 100 ppm or less, preferably 50 ppm or less, based on the amount of unreacted monomer.
The amount of the unreacted monomer is measured by the following method. 3 g of colored polymer particles after drying are precisely weighed to the nearest 1 mg, 27 g of N, N-dimethylformamide is added and stirred for 15 minutes, then 13 g of methanol is added and stirred for another 10 minutes, and then left to stand to be insoluble. Allow the minutes to settle. Thereafter, 2 μl of the supernatant was injected into a gas chromatograph (column: TC-WAX, 0.25 mm × 30 m; column temperature: 80 ° C .; injection temperature: 200 ° C., FID detection side temperature: 200 ° C.), and polymerizable monomer Check for residue. The standard sample for quantification is an N, N-dimethylformamide / methanol solution of each monomer.
[0029]
The amount of residual polymerizable monomer in the polymer particles before the volatile component is distilled off is calculated as a ratio to the pure solid content in the wet sample. The pure solid content is as follows: (1) At the same time that the polymer particles wet for the above sample preparation are separated, 1 g is precisely weighed to the unit of 1 mg, and (2) is heated at 105 ° C. for 1 hour. (3) Calculate the pure solid content ratio from the difference in weight before and after drying, and (4) use this ratio for the measurement of residual polymerizable monomer. Obtained by multiplying the weight of the colored polymer particles.
[0030]
Examples of the water-soluble component include a dispersion stabilizer (a poorly water-soluble metal compound becomes water-soluble by acid or alkali), a water-soluble oxo acid salt, and the like.
[0031]
The water-soluble component has an electric conductivity σ2 of the colored polymer particles of usually 20 μS / cm or less, preferably 15 μS / cm or less, and σ2-σ1 of 10 μS / cm or less, preferably 5 μS / cm or less. The electrical conductivity σ1 of water is usually 0 to 15 μS / cm.
When σ2 is large or σ2−σ1 is large, the dependency of the charge amount on the environment becomes high, and the image quality is deteriorated due to environmental fluctuations (changes in temperature and humidity).
The electrical conductivity σ2 was obtained by dispersing 6 g of the colored polymer particles in 100 g of ion-exchanged water having an electrical conductivity σ1 to obtain a dispersion. After boiling this dispersion for 10 minutes, the ion exchange was separately boiled for 10 minutes. It is a value measured with an electric conductivity meter after adding water to return to the volume before boiling and cooling to room temperature.
[0032]
When acid or alkali washing is performed, the pH of the colored polymer particles is usually 4 to 8, preferably 4.5 to 7.5. The pH was determined by dispersing 6 g of colored polymer particles in 100 g of ion-exchanged water (performed with cation exchange and anion exchange), boiled for 10 minutes, and then boiled for another 10 minutes. It is the value measured using a pH meter after adding water to return to the volume before boiling and cooling to room temperature.
[0033]
The water content is usually 1.0% by weight or less, preferably 0.5% by weight or less in terms of water content in the colored polymer particles.
The water content was obtained by collecting 2 g of colored polymer particles in an aluminum dish, precisely weighing it (W ₀ [g]), leaving it in a dryer set at 105 ° C. for 1 hour, cooling, ₁ [g]) and calculated by the following formula.
Water content = ((W ₀ −W ₁ ) / W ₀ ) × 100
Specific examples of the moisture removal method include fluidized drying and vacuum drying, but are not particularly limited, but vacuum drying capable of drying at a low temperature is preferable, and in particular, drying by a vacuum dryer equipped with a stirring blade. Is preferred.
[0034]
In the method of the present invention, coarse particles can be efficiently removed by allowing colored polymer particles and fine particles having an average particle diameter of 5 to 20 nm to coexist.
[0035]
As fine particles having an average particle diameter of 5 to 20 nm, organic fine particles and / or inorganic fine particles can be used. The average particle diameter of the fine particles is an average value of the measured values obtained by observing the particles with a transmission electron microscope, selecting 100 particles at random, measuring the particle diameter.
Examples of the organic fine particles include styrene polymer fine particles polymerized and / or granulated by a wet polymerization method such as an emulsion polymerization method, a soap-free emulsion polymerization method, a non-aqueous dispersion polymerization method, a gas phase method, and a (meth) acrylate heavy polymer. Combined fine particles, olefin polymer fine particles fluorinated polymer fine particles, nitrogen-containing (meth) acrylate polymer fine particles, silicone polymer fine particles, benzoguanamine resin fine particles, melamine resin fine particles, various organic materials such as carbon black and graphite Fine particles are mentioned.
[0036]
As inorganic fine particles, various carbides such as silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, zirconium carbide, hafnium carbide, vanadium carbide, tantalum carbide, niobium carbide, tungsten carbide, chromium carbide, molybdenum carbide, calcium carbide, diamond carbon random; Various nitrides such as boron, titanium nitride, zirconium nitride; borides such as zirconium boride; iron oxide, chromium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, copper oxide, titanium oxide, tin oxide, alumina, silica, etc. Various oxides; sulfides such as molybdenum disulfide; fluorides such as carbon fluoride; various metal soaps such as aluminum stearate, calcium stearate, zinc stearate and magnesium stearate; various nonmagnetic inorganic fine particles such as talc and bentonite ;etc It is below.
The surface of these organic fine particles and inorganic fine particles is preferably treated with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, silicone oil, or modified silicone oil. Among these, silica fine particles surface-treated with a silane coupling agent are particularly preferable.
[0037]
The fine particles are usually 0.01 to 1.5 parts by weight, preferably 0.02 to 1.0 parts by weight, more preferably 0.03 to 0 parts per 100 parts by weight (based on solid content) of the colored polymer particles. Add 5 parts by weight. When the addition amount of the fine particles is less than the above range, when removing coarse particles in the colored polymer particles (classification), the effect of preventing the aggregation of the colored polymer particles is small, and the fluidity improving effect of the colored polymer particles is improved. Becomes smaller. When the addition amount of fine particles is larger than the above range, when removing coarse particles in the colored polymer particles, excessive flow of the colored polymer particles occurs, causing line leakage in the classification process, or fine particles on the screen. The classification yield tends to decrease due to clogging.
[0038]
The timing of adding the fine particles is not particularly limited as long as the fine particles and the colored polymer particles coexist when removing the coarse particles, but the moisture content in vacuum drying is 60% or less, preferably 10 to 60%. More preferably, fine particles are added to the colored polymer particles in a wet state of 15 to 50%, particularly preferably 20 to 45%. For example, the colored polymer particles produced by the polymerization method or the aggregation method shown below are washed, filtered, and added to the wet colored polymer particles, and then the colored polymer particles and the fine particles are mixed. The method of drying while mentioning.
[0039]
The colored polymer particles applied to the method of the present invention are prepared by, for example, a pulverization method, a polymerization method, an agglomeration method, a solution dispersion method, or the like.
[0040]
Specific examples of the preparation of colored polymer particles include a method in which a binder resin is kneaded and pulverized with a colorant, a charge control agent, a release agent, and the like; contains additives such as a polymerizable monomer and a colorant A method of obtaining a monomer composition to be obtained by suspension polymerization, emulsion polymerization or dispersion polymerization in an aqueous medium, agglomerating as necessary, and then washing with acid or alkali, water washing, dehydration and drying; polymer A method of aggregating particles and additives such as a colorant in an aqueous medium, and then, if necessary, washing with an acid or alkali, water washing, dehydration and drying; using a resin containing a colorant in an organic solvent A method in which the solvent is dissolved and then the solvent is phase-inverted into an aqueous medium, and washed with an acid or an alkali, washed with water, dehydrated and dried as necessary.
[0041]
In the method of the present invention, the volume average particle diameter (Dv) of the colored polymer particles after the coarse particles are removed is usually 0.5 to 20 μm, preferably 1 to 10 μm, more preferably 2 ~ 8 μm. Moreover, it is preferable that 16 micrometers or more and volume% are 1% or less, and 20 micrometers or more and volume% are 1% or less. In the method of the present invention, by setting the volume average particle diameter of the colored polymer particles, 16 μm or more and% by volume, and 20 μm or more and volume% in the above range, when the colored polymer particles are used as a toner, filming, white spots, etc. A good image can be obtained without image defects.
In addition, after removing coarse particles from the colored polymer particles by the method of the present invention, an external additive is added to the surface of the colored polymer particles as necessary.
[0042]
Examples of the external additive include inorganic particles and organic resin particles. Examples of the inorganic particles include silicon dioxide, aluminum oxide, titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, barium titanate, and strontium titanate. Examples of the organic resin particles include methacrylic acid ester colored polymer particles, acrylic acid ester colored polymer particles, styrene-methacrylic acid ester cocolored polymer particles, styrene-acrylic acid ester cocolored polymer particles, and a core made of methacrylic acid ester. Examples thereof include core-shell type colored polymer particles in which the shell is formed of a styrene polymer and core-shell type colored polymer particles in which the shell is a methacrylic acid ester copolymer and the core is formed of a styrene polymer. Of these, inorganic oxide particles, particularly silicon dioxide particles are preferred. Moreover, the surface of these particles can be hydrophobized, and silicon dioxide particles that have been hydrophobized are particularly suitable. The amount of the external additive is not particularly limited, but is usually 0.1 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the colored polymer particles.
[0043]
Two or more external additives may be used in combination. When the external additives are used in combination, it is preferable to combine two kinds of inorganic oxide particles or organic resin particles having different average particle diameters.
Specifically, particles having an average particle diameter of 5 to 20 nm, preferably 7 to 18 nm (preferably inorganic oxide particles), and particles having an average particle diameter exceeding 20 nm and not more than 2 μm, preferably 30 nm to 1 μm (preferably inorganic) Oxide particles) are preferably attached in combination. The average particle diameter of the particles for the external additive is an average value of the measured values obtained by observing the particles with a transmission electron microscope, selecting 100 particles randomly, measuring the particle diameter.
The amount of the two kinds of external additives (particles) is usually 0.1 to 3 parts by weight, preferably 0.2, with respect to 100 parts by weight of the colored polymer particles. ˜2 parts by weight and particles having an average particle diameter of more than 20 nm and 2 μm or less are usually 0.1 to 3 parts by weight, preferably 0.2 to 2 parts by weight. The weight ratio of the average particle diameter of 5 to 20 nm and the average particle diameter of more than 20 nm and 2 μm or less is usually in the range of 1: 5 to 5: 1, preferably in the range of 3:10 to 10: 3.
The attachment of the external additive is usually carried out by stirring the external additive and the colored polymer particles in a mixer such as a Henschel mixer.
[0044]
The toner obtained by the method of the present invention is prepared by preparing colored polymer particles by the above-mentioned method, removing coarse particles in the colored polymer particles, and then external additives on the colored polymer particle surface as necessary. It is obtained by adding. The toner obtained by the method of the present invention has a volume average particle diameter (Dv) of usually 0.5 to 20 μm, preferably 1 to 10 μm, and more preferably 2 to 8 μm. As the particle size increases, the resolution tends to decrease.
The toner obtained by the method of the present invention can be applied as a one-component developer or a two-component developer in combination with a carrier.
[0045]
【Example】
The production method of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. Parts and% are based on weight unless otherwise specified.
[0046]
Evaluation in this example is performed by the following method.
(Particle size measurement)
The volume average particle diameter (Dv), number average particle diameter (Dp), 16 μm or more, volume%, 20 μm or more, and 5% or less of the colored polymer particles are measured by Multisizer (manufactured by Beckman Coulter). To do. The measurement with this multisizer is performed under the conditions of an aperture diameter: 100 μm, a medium: Isoton II, a concentration of 10%, and a measurement particle number: 100,000.
[0047]
(Image quality evaluation)
Using a commercially available non-magnetic one-component developing printer (trade name “MICROLINE 12n”, manufactured by Oki Data Corporation), the image is continuously left and standing in an environment of 23 ° C. × 50 RH% for a day and a continuous 5% density printed image. Printing is performed, and a black solid print image is printed every 500 sheets to check for the occurrence of white streaks.
[0048]
(Example 1)
Polymeric monomer for core comprising 80.5 parts of styrene and 19.5 parts of n-butyl acrylate (Tg = 55 ° C. of copolymer obtained by copolymerizing these monomers), polymethacrylic acid Ester macromonomer (manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd., trade name “AA6”, Tg = 94 ° C.) 0.3 part, divinylbenzene 0.5 part, t-dodecyl mercaptan 1.2 part, carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) , Trade name "# 25") 7 parts, charge control agent (made by Hodogaya Chemical Co., Ltd., trade name "Spiron Black TRH"), release agent (Fischer-Tropsch Wax, Sasol, trade name "Paraprint" Spray 30 ”, endothermic peak temperature: 100 ° C.) 2 parts were wet pulverized using a media type wet pulverizer to obtain a polymerizable monomer composition A for core.
[0049]
On the other hand, 6.2 parts of sodium hydroxide (alkali metal hydroxide) was dissolved in 50 parts of ion-exchanged water in an aqueous solution obtained by dissolving 10.2 parts of magnesium chloride (water-soluble polyvalent metal salt) in 250 parts of ion-exchanged water. The aqueous solution was gradually added under stirring to prepare a magnesium hydroxide colloid (slightly water-soluble metal hydroxide colloid) dispersion A. When the particle size distribution of the produced colloid was measured with a Microtrac particle size distribution measuring instrument (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), the particle size was D50 (50% cumulative value of the number particle size distribution) of 0.35 μm and D90 ( 90% cumulative value of the number particle size distribution) was 0.84 μm. The measurement with this microtrack particle size distribution measuring instrument was performed under the conditions of measurement range = 0.12 to 704 μm, measurement time = 30 seconds, medium = ion-exchanged water.
[0050]
On the other hand, 3 parts of methyl methacrylate (Tg = 105 ° C.) and 100 parts of water were finely dispersed with an ultrasonic emulsifier to obtain an aqueous dispersion A of a polymerizable monomer for shell. The droplet diameter of the polymerizable monomer for shell was measured by adding the obtained droplet to a 1% sodium hexametaphosphate aqueous solution at a concentration of 3% and measuring with a Microtrac particle size distribution analyzer. .6 μm.
[0051]
Into the magnesium hydroxide dispersion A obtained above, the core polymerizable monomer composition A is added and stirred until the droplets are stabilized, and there is polymerization initiator: t-butylperoxy-2- After adding 6 parts of ethyl hexanoate (Nippon Yushi Co., Ltd., trade name “Perbutyl O”), high shear stirring was performed for 30 minutes at a rotation speed of 15,000 rpm using a granulator Ebara Milder (manufactured by Ebara Seisakusho). A droplet of the monomer mixture was granulated. The aqueous dispersion of the granulated monomer mixture was put into a reactor equipped with a stirring blade, the polymerization reaction was started at 85 ° C., and the polymerization conversion reached approximately 100%. Water-soluble initiator (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, trade name “VA-086” = 2,2′-azobis (2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) -propionamide) 0.3 parts were dissolved and placed in a reactor, the polymerization was continued for 4 hours, and then the reaction was stopped to obtain an aqueous dispersion of colored polymer particles. The solid content concentration of the liquid was 31%.
[0052]
While stirring the colored polymer particle dispersion obtained as described above, acid cleaning (25 ° C., 10 minutes) with sulfuric acid at a pH of 6 or less with sulfuric acid was performed, and water was separated by filtration. Part was added to reslurry and washed with water. Thereafter, filtration, dehydration, and water washing were repeated several times, and the solid content was separated by filtration to obtain wet colored polymer particles. The wet colored polymer particles were dried with a hot air dryer at 105 ° C. for 1 hour, and the water content was measured and found to be 15%. To 100 parts of the wet colored polymer particles having a water content of 15%, 0.05 part of hydrophobized silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name “R972”; average particle diameter of 16 nm) was added as fine particles. The wet colored polymer particles were put in a container of a vacuum dryer and dried in a vacuum dryer equipped with a stirring blade at a pressure of 30 torr and a temperature of 45 ° C.
[0053]
As for the particle size distribution of the colored polymer particles obtained as described above, the volume average particle size (Dv) is 7.33 μm, the number average particle size (Dp) is 6.15 μm, 16 μm or more and volume% is 1.7%, 20 μm or more. The volume% was 1.1%, the number% of 5 μm or less was 23.5%.
[0054]
In order to remove the coarse particles in the colored polymer particles, a wind sieving machine (manufactured by Shin Tokyo Machine Co., Ltd., trade name “High Voltor NR-300”) was used. The screen had a diameter of 300 mm, an opening of 20 μm, and a wire The material is stainless steel, the supply speed of colored polymer particles is 70 kg / hr, the linear velocity of air flow is 79 m / min, the concentration of colored polymer particles is 212 g / m ³ , and the differential pressure before and after the screen is 1.2 kPa. The coarse particles in the colored polymer particles were removed at 1. At this time, the recovery rate of the colored polymer particles was 99.3%.
[0055]
The particle size distribution of the obtained colored polymer particles is as follows: Dv is 7.30 μm, Dp is 6.13 μm, 16 μm or more by volume% is 0.12%, 20 μm or more by volume% is 0.06%, and 5 μm or less by number%. It was 23.9%.
To 100 parts of the above colored polymer particles, 0.6 part of hydrophobized colloidal silica (trade name “RX-300”, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as an external additive is added and mixed using a Henschel mixer. A toner was obtained. The toner was checked for print quality in an environment of 23 ° C. × 50 RH% using a commercially available non-magnetic one-component developing type printer (trade name “MICROLINE 12n” manufactured by Oki Data Corporation). Although continuous printing was performed on 10,000 sheets, no white streaks occurred and the print quality was satisfactory without any problems. The measurement results and evaluation results are shown in Table 1.
[0056]
(Example 2)
A toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that the linear velocity of the air flow was 57 m / min, the concentration of the colored polymer particles was 292 g / m ³ , and the differential pressure before and after the screen was 1.0 kPa. The measurement results and evaluation results are shown in Table 1.
[0057]
(Example 3)
A toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that the linear velocity of the air flow was 86 m / min, the concentration of the colored polymer particles was 194 g / m ³ , and the differential pressure before and after the screen was 1.2 kPa. The measurement results and evaluation results are shown in Table 1.
[0058]
Example 4
Example 1 except that the supply speed of the colored polymer particles was 100 kg / hr, the linear velocity of the air flow was 79 m / min, the concentration of the colored polymer particles was 303 g / m ³ , and the differential pressure before and after the screen was 2.3 kPa. In the same manner, a toner was obtained. The measurement results and evaluation results are shown in Table 1.
[0059]
(Example 5)
Example 1 except that the supply speed of the colored polymer particles was 140 kg / hr, the linear velocity of the air flow was 79 m / min, the concentration of the colored polymer particles was 424 g / m ³ , and the differential pressure before and after the screen was 3.0 kPa. In the same manner, a toner was obtained. The measurement results and evaluation results are shown in Table 1.
[0060]
(Example 6)
When the colored polymer particles are dried, without adding fine particles, the supply rate of the colored polymer particles is 70 kg / hr, the linear velocity of the air flow is 79 m / min, the concentration of the colored polymer particles is 212 g / m ³ , the screen A toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that the differential pressure before and after was set to 1.0 kPa and dispersed in the air using an ejector and supplied to the screen. The measurement results and evaluation results are shown in Table 1.
[0061]
(Example 7)
The screen opening is 26 μm, the supply speed of colored polymer particles is 70 kg / hr, the linear velocity of air flow is 79 m / min, the concentration of colored polymer particles is 212 g / m ³ , and the differential pressure before and after the screen is 1. A toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pressure was 0 kPa. The measurement results and evaluation results are shown in Table 1.
[0062]
(Example 8)
Example 1 except that the supply speed of the colored polymer particles was 140 kg / hr, the linear velocity of the air flow was 79 m / min, the concentration of the colored polymer particles was 424 g / m ³ , and the differential pressure before and after the screen was 1.3 kPa. In the same manner, a toner was obtained. The measurement results and evaluation results are shown in Table 1.
[0063]
(Comparative Example 1)
A toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that the screen opening was 45 μm and 2.0 parts of hydrophobized silica (trade name “R972”; average particle diameter 16 nm, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) were added as solid fine particles. . The measurement results and evaluation results are shown in Table 1.
[0064]
[Table 1]

[0065]
From the results in Table 1, the following can be understood. According to the method of the present invention, as shown in Examples 1 to 8, coarse particles in colored polymer particles can be efficiently removed, and a toner that does not cause image defects such as filming and white spots is produced. can do. In particular, in Examples 6 and 8, by using an ejector, the pressure difference before and after the screen is reduced even when the supply rate of the colored polymer particles is increased, and the yield of the pass product of the colored polymer particles can be increased. it can.
On the other hand, in Comparative Example 1, since the screen opening is as large as 45 μm and the addition amount of fine particles is as large as 2 wt. Compared to the Example, not only coarse particles cannot be removed but also the screen is clogged. The yield was reduced. Further, in the image quality evaluation, coarse particles were caught on the developing blade, and white streaks occurred on 1000 sheets of printing.
[0066]
【The invention's effect】
According to the method of the present invention, a toner that does not cause image defects such as filming and white spots can be produced at low cost, with easy setting of classification conditions, and in high yield.
[Brief description of the drawings]
[Fig. 1] Schematic diagram showing an example of an ejector [Explanation of symbols]
1. Ejector 2. 2. Air blowing nozzle 3. Powder fluid suction nozzle 4. Granules 5. Air blowing direction 6. Direction of suction of powder fluid Direction of travel of dispersed powder fluid

Claims

A method for producing a toner, comprising: dispersing and supplying colored polymer particles together with air to a screen having an opening of 5 to 40 μm through an ejector using an air flow, and removing coarse particles from the colored polymer particles.

The method for producing a toner according to claim 1, wherein the pressure difference before and after the screen is 3.5 kPa or less.

The coarse particles are removed in the presence of 0.01 to 1.5 parts by weight of fine particles having an average particle diameter of 5 to 20 nm with respect to 100 parts by weight of the colored polymer particles. Toner production method.

Method for producing a toner according to any one of claims 1 to 3 linear velocity of the air flow passing through the screen is 50~100 [m / min].

When the supply speed of the colored polymer particles is V [g / min] and the air flow rate is W [m ³ / min], the concentration D (= V / W) [g / m ³ ] of the colored polymer particles but, 100~500 [g / ^{m 3]} a method for producing a toner according to any one of claims 1 to 4.

The toner obtained by the method according to any one of claims 1 to 5.