JP4235567B2 - トナーの製造方法 - Google Patents
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得られた粗粉砕物からなる粉体原料を、少なくとも粗粉砕物を微粉砕するために、粉砕手段内に投入するための粉体投入口と、固定子と、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転子と、微粉砕された粉体を粉砕手段から排出するための粉体排出口とを少なくとも有し、該固定子は該回転子を内包しており、該固定子の表面と該回転子の表面とは所定の間隙を有するように回転子は配置されて粉砕ゾーンを形成するよう構成されている機械式粉砕機に導入し、該粉砕ゾーンにおいて、該回転子の回転に伴って粉体原料を微粉砕し、
該機械式粉砕機によって得られた微粉砕物を、分級機に導入し、導入した微粉砕物を少なくとも微粉体及び粗粉体に分級し、分級された粗粉体を粉体原料と混入し、該機械式粉砕機に導入して粉砕し、
該分級機によって得られた微粉体を、少なくとも所定粒径以下の粉体を装置外へ連続的に排出除去する分級ローターを有する分級手段と、機械式衝撃力を用い、分散ローターを有する表面処理手段、及び該分級手段と該表面処理手段との間の空間を該分級手段へ導入される前の第一の空間と該分級手段により該微粉体から所定粒径以下の粉体を分級除去した中粉体を該表面処理手段へ導入するための第二の空間に仕切る案内手段を有するよう構成され、該分級ローター及び該分散ローターが耐磨耗処理されており、該分級ローターの耐磨耗処理後の表面硬化層の硬度がビッカース硬度Hv750以上950未満であり、該分散ローターの耐磨耗処理後の表面硬化層の硬度がビッカース硬度Hv1000以上1300以下である回分式の表面改質装置に導入し、前記微粉体を第一の空間に導入し、該分級手段により所定粒径以下の粉体を装置外へ連続的に排出除去しながら、第二の空間を経由して、機械式衝撃力を用いる該表面処理手段へ導入して表面改質処理を行い、再び第一の空間へ循環させることにより、一定時間分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を繰り返すことにより、該微粉体から所定粒径以下の粉体が除かれた、表面改質処理粒子であるトナー粒子を得ることを特徴とするトナーの製造方法に関する。
(1)粗粉砕物からなる粉体原料を微粉砕するための粉砕機を、少なくとも粗粉砕物を微粉砕するために、粉砕手段内に投入するための粉体投入口と、固定子と、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転子と、微粉砕された粉体を粉砕手段から排出するための粉体排出口とを少なくとも有し、該固定子は該回転子を内包しており、該固定子の表面と該回転子の表面とは所定の間隙を有するように回転子は配置されて粉砕ゾーンを形成するよう構成されている機械式粉砕機とし、
(2)該機械式粉砕機の粉砕ゾーンにおいて、該機械式粉砕機の回転子の回転に伴って粉体原料を微粉砕することで、微粉の少ないシャープな粒度分布を持つ微粉砕物が得られ、
(3)該微粉砕物を分級するための分級機を、少なくとも微粉体及び粗粉体に分級が可能な分級機とし、該分級機により、粗粉体のない分級された微粉体(=被表面改質粒子)が得られ、
(4)該微粉体(=被表面改質粒子)を、少なくとも所定粒径以下の微粉体及び超微粉体を装置外へ連続的に排出除去する分級手段と、機械式衝撃力を用いる表面処理手段、及び該分級手段と該表面処理手段との間の空間を該分級手段へ導入される前の第一の空間と該分級手段により微粉体を分級除去された中粉体を該表面処理手段へ導入するための第二の空間に仕切る案内手段を有するよう構成された回分式の表面改質装置に導入し、
(5)該微粉体(=被表面改質粒子)を第一の空間に導入し、該分級手段により所定粒径以下の微粉体及び超微粉体を装置外へ連続的に排出除去しながら、第二の空間を経由して、機械式衝撃力を用いる該表面処理手段へ導入して表面改質処理を行い、再び第一の空間へ循環させることにより、一定時間分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を繰り返すことにより、
(6)所定粒径以下の微粉体及び超微粉体が除かれた、表面改質処理粒子であるトナー粒子を、収率良く得られることを知見して本発明に到った。
少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有する混合物を溶融混練し、得られた混練物を冷却した後、冷却物を粉砕手段によって粗粉砕し、
(1)該粗粉砕物からなる粉体原料を、第1定量供給機に導入し、
(2)該第1定量供給機から所定量の粉体原料を、少なくとも粗粉砕物を微粉砕するために、粉砕手段内に投入するための粉体投入口と、固定子と、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転子と、微粉砕された粉体を粉砕手段から排出するための粉体排出口とを少なくとも有し、該固定子は該回転子を内包しており、該固定子の表面と該回転子の表面とは所定の間隙を有するように回転子は配置されて粉砕ゾーンを形成するよう構成されている機械式粉砕機に導入し、該粉砕ゾーンにおいて、該回転子の回転に伴って粉体原料を微粉砕し、
(3)該微粉砕された微粉砕物を機械式粉砕機の粉体排出口から排出して第2定量供給機に導入し、
(4)第2定量供給機から所定量の微粉砕物を、分級機に導入し、
(5)該分級機に導入した微粉砕物を少なくとも微粉体及び粗粉体に分級し、分級された粗粉体を粉体原料と混入し、該機械式粉砕機に導入して粉砕し、
(6)分級された微粉体(=被表面改質粒子)を第3定量供給機に導入し、
(7)第3定量供給機から所定量の微粉体(=被表面改質粒子)を、少なくとも所定粒径以下の微粉体及び超微粉体を装置外へ連続的に排出除去する分級手段と、機械式衝撃力を用いる表面処理手段、及び該分級手段と該表面処理手段との間の空間を該分級手段へ導入される前の第一の空間と該分級手段により微粉体及び超微粉体を分級除去されたトナー粒子を該表面処理手段へ導入するための第二の空間に仕切る案内手段を有するよう構成された回分式の表面改質装置に導入し、
(8)前記微粉体(=被表面改質粒子)を第一の空間に導入し、該分級手段により所定粒径以下の微粉体及び超微粉体を装置外へ連続的に排出除去しながら、第二の空間を経由して、機械式衝撃力を用いる該表面処理手段へ導入して表面改質処理を行い、再び第一の空間へ循環させることにより、一定時間分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を繰り返すことにより、
(9)所定粒径以下の微粉体及び超微粉体が除かれた、表面改質処理粒子であるトナー粒子を得る。
まず、本発明の粉砕手段に用いる機械式粉砕機による粉砕方法の概略を、図3〜図7を用いて説明する。
0.25H≦L1≦2.5H
L2<L3
を満足することが、更に好ましい。
試料:5〜20mg、好ましくは10mg
温度曲線:昇温I(20℃→180℃、昇温速度10℃/min.)
降温I(180℃→10℃、降温速度10℃/min.)
昇温II(10℃→180℃、昇温速度10℃/min.)
昇温IIで測定されるTgを測定値とする。
測定法:試料をアルミパン中にいれ、リファレンスとして空のアルミパンを用いる。吸熱ピークが出る前と出た後のべースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点をガラス転移点Tgとした。
分級機としては、慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、図9に示す遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製)等の気流式分級機或いは、風力式篩のハイボルター(新東京機械社製)等の篩分機が挙げられる。
図10は、本発明に使用する回分式表面改質装置の概略図を示し、図11は図10において高速回転する表面改質手段の上面図の一例を示す。
本発明に用いられる結着樹脂としては、従来より、結着樹脂として知られている種々の樹脂化合物を使用することができ、例えば、ビニル系樹脂、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロインデン樹脂、石油系樹脂等が挙げられる。中でもビニル系樹脂とポリエステル系樹脂が帯電性や定着性の点で好ましい。
本発明のトナーを磁性トナーとして用いる場合、磁性トナーに含まれる磁性材料としては、通常使用されている磁性体であれば特に限定されないが、例えばマグネタイト、マグヘマイト、フェライトの如き酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄;Fe、Co、Niのような金属、または、これらの金属とAl、Co、Cu、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Be、Bi、Cd、Ca、Mn、Se、Ti、W、Vのような金属との合金、及びこれらの混合物等が挙げられる。
前述したように本発明のトナーでは磁性体を着色剤として用いても良いが、その他の着色剤として非磁性の着色剤等も用いることができる。このような非磁性の着色剤としては、任意の適当な顔料または染料が挙げられる。例えば顔料としては、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンレーキ、べンガラ、フタロシアニンブルー、インダンスレンブルー等がある。これらは結着樹脂100質量部に対し0.1〜20質量部、好ましくは1〜10質量部の添加量が良い。また、同様に染料が用いられ、結着樹脂100質量部に対し0.1〜20質量部、好ましくは0.3〜10質量部の添加量が良い。
本発明に用いられるワックスには、従来より、離型剤として知られている種々のワックス成分を用いることができ、次のようなものがある。例えば炭化水素系ワックスとしては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス等がある。
本発明のトナーは、その帯電性を更に安定化させるために、必要に応じて荷電制御剤を用いることができる。荷電制御剤は、結着樹脂100質量部当たり0.1〜10質量部、好ましくは1〜5質量部使用するのが、トナーの帯電性を制御する上で好ましい。
本発明のトナーは、前述したように、トナー粒子の他に、トナーの流動性や帯電性等を調整するための外添剤を含むことが一般的である。このような外添剤として、本発明のトナーに流動性向上剤を添加しても良い。流動性向上剤は、トナー粒子に外添することにより、流動性が添加前後を比較すると増加し得るものである。例えば、フッ化ビニリデン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末酸化チタン、微粉末アルミナ、それらをシラン化合物、チタンカップリング剤、シリコーンオイルにより表面処理を施した処理微粉末等がある。
本発明のトナーは荷電制御剤を含有することが好ましい。
で表されるモノマーの単重合体;前述したスチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの如き重合性モノマーとの共重合体を正荷電性制御剤として用いることができる。この場合、この単重合体及び共重合体は荷電制御剤としての機能と、結着樹脂(の全部または一部)としての機能を有する。
・結着樹脂:100質量部
(スチレン−アクリル酸ブチル−マレイン酸ブチルハーフエステル共重合体)
(Tg62℃、分子量:Mp13000、Mw600000、分子量1000〜30000の成分の存在比:60%)
・磁性酸化鉄:90質量部
(平均粒子径0.22μm、795.8kA/m磁場での特性Hc5.1kA/m、σs85.1Am2/kg、σr5.1Am2/kg)
・モノアゾ金属錯体(負荷電制御剤、オリエント社製E−88):2質量部
・低分子量エチレン−プロピレン共重合体:3質量部
上記の処方の材料を、ヘンシェルミキサーでよく混合した後、温度130℃に設定した2軸混練機にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて2mm以下に粗粉砕し、トナー製造用粉体原料である粉体原料(粗粉砕物)を得た。
本実施例では、機械式粉砕機301の回転子314及び固定子310の粉砕面形状を図5に示す形式のものとした。即ち、固定子のβ1の角度を45°、β2を10°、固定子の凸部の高さHを2.0mm、固定子の凹部低部の平坦面の長さL1を1.4mmとした。また、回転子314の周速を130m/sec、回転子314と固定子310の間隙を1.3mmとし、粉砕供給量19.5kg/hrとしたことで、重量平均粒径が6.5μmであり、粒径4.00μm以下%が48個数%、粒径3.00μm以下の粒子が40個数%含有する微粉砕品を得た。
得られた微粉砕品を、図9に示す遠心力分級機(ホソカワミクロン社製ターボプレックス)に導入して粗粉体カット分級し、被表面改質粒子を得た。この時、得られる被表面改質粒子の目標粒度を、重量平均径6.8±0.3μm、4.00μm以下%40個数%以下とした。本実施例においては、分級ローター124の回転周速を適切に制御することで、重量平均径が6.8μmであり、粒径4.00μm以下の粒子が38個数%、粒径3.00μm以下の粒子が38個数%含有する粒度分布を有する被表面改質粒子を回収率88%で得ることができた。また得られた被表面改質粒子の平均円形度を測定した結果、0.952であった。
得られた被表面改質粒子を、図10に示す回分式の表面改質装置で表面改質した。その際、本実施例においては、該分散ローター上部に角型のディスクを8個設置し、該角型のディスク及びライナーに、炭化クロムを含有するクロム合金めっきを施すことにより、ビッカース硬度HV1200を有するディスク及びライナーとし、該分級ローター表面に、Ni、Coを主成分とする自溶性合金にWCまたはCrCを複合し、溶射処理することで溶射被膜を形成させた後、再度溶射被膜を溶融処理する表面処理を施したことで、ビッカース硬度HV850を有する分級ローターとした。
A:円形なシルエット
B:多少楕円形なシルエット
C:曲面であるが、異形
D:角形なシルエット
評価用トナーを現像器中に330g入れ、低温低湿室(15℃,50%)に一晩(12時間以上)放置する。濃度評価用チャートを使用して200枚の画出しを行う。この前後でベタ白画像におけるカブリを測定する。評価レベルは以下に示す。
カブリ%=未使用紙反射率−ベタ白反射率
A:カブリ0.5%未満
B:カブリ0.5以上1.5%未満
C:カブリ1.5以上2.0%未満
D:カブリ2.0%以上
評価用トナーを現像器中に入れ、高温高湿室(32.5℃、85%)に一晩(12時間)放置する。現像器の質量を測定後、現像器を設置し、現像スリーブを3分間から回転させた。この時、本体内のクリーナー部及び廃トナー回収部は事前に一旦取外し、質量を測定しておく。印字比率6%のテストチャートを用いて、500枚画出しを行い、転写率を評価した。結果を表2に示す。
転写率=
{現像器減少量−(クリーナー部増量+廃トナー回収部増量)}/現像器減少量×100
A:90%以上
B:88%以上、90%未満
C:86%以上、88%未満
D:85%以下
A:機内各機器に融着、磨耗なし
B:機内各機器に磨耗、融着が軽微見られるが実用可
C:機内各機器に磨耗、融着が若干見られるが実用可
D:機内各機器に磨耗、融着が顕著に見られ、実用不可
実施例1で得た粉体原料を、図2に示す装置システムで粉砕、分級、表面改質を行った。即ち、粉砕手段として、図3に示す機械式粉砕機301(ターボ工業社製ターボミルT250−RS型を改造した改造機)を用いて微粉砕し、分級手段として、図8に示す多分割気流式分級機を用いて分級し、表面改質手段として図10に示す表面改質装置を用いて表面改質及び分級した。
本実施例では、粉体原料を図3に示す機械式粉砕機301にて微粉砕した。この時機械式粉砕機301の回転子314及び固定子310の粉砕面形状及び運転条件を実施例1と同様とした。その結果、本実施例においては、重量平均粒径が6.5μmであり、粒径4.00μm以下%が48個数%、粒径3.00μm以下の粒子が40個数%含有する微粉砕品を得た。
得られた微粉砕品を、図8に示す多分割気流式分級機にて分級した。この時、得られる中粉体品の目標粒度を、重量平均径6.8±0.3μm、4.00μm以下%30個数%以下とした。本実施例においては、粉体が分級室32内へ飛び出す位置であるコアンダブロック26の下端部分に対する分級エッジ17及び18のエッジ先端位置、及び分級気流の吸引流量、原料供給ノズル16からの粉体の噴出速度等を適切に制御することで、重量平均径が6.8μmであり、粒径4.00μm以下の粒子が24個数%、粒径3.00μm以下の粒子が25個数%含有するシャープな粒度分布を有する中粉体品を回収率85%で得ることができた。また得られた中粉体品の平均円形度を測定した結果、0.954であった。
得られた中粉体品を、図10に示す回分式の表面改質装置で表面改質した。その際、本実施例においては、該回分式の表面処理装置の各運転条件を実施例1と同様とした。
実施例1で得た粉体原料を、図2に示す装置システムで粉砕、分級、表面改質を行った。即ち、粉砕手段として、図3に示す機械式粉砕機301(ターボ工業社製ターボミルT250−RS型を改造した改造機)を用いて微粉砕し、分級手段として、図8に示す多分割気流式分級機を用いて分級し、表面改質手段として図10に示す表面改質装置を用いて表面改質及び分級した。
本実施例では、粉体原料を図3に示す機械式粉砕機301にて微粉砕した。この時機械式粉砕機301の回転子314及び固定子310の粉砕面形状及び運転条件を実施例1と同様とした。その結果、本実施例においては、重量平均粒径が6.5μmであり、粒径4.00μm以下%が48個数%、粒径3.00μm以下の粒子が40個数%含有する微粉砕品を得た。
得られた微粉砕品を、図8に示す多分割気流式分級機にて分級した。この時、多分割分級機の運転条件を実施例2と同様とした。その結果、本実施例においては、重量平均径が6.8μmであり、粒径4.00μm以下の粒子が24個数%、粒径3.00μm以下の粒子が25個数%含有するシャープな粒度分布を有する中粉体品を回収率85%で得ることができた。また得られた中粉体品の平均円形度を測定した結果、0.954であった。
得られた中粉体品を、図10に示す回分式の表面改質装置で表面改質した。その際、本実施例においては、該分散ローター上部に角型のディスクを8個設置し、該角型のディスク及びライナーに、炭化クロムを含有するクロム合金めっきを施し、めっき層の厚さを適宜調整することにより、ビッカース硬度HV1000を有するディスク及びライナーとした。また、該分級ローター表面に、Ni、Coを主成分とする自溶性合金にWCまたはCrCを複合し、溶射処理することで溶射被膜を形成させた後、再度溶射被膜を溶融処理する表面処理を施したことで、ビッカース硬度HV750を有する分級ローターとした。また、ガイドリングと分散ローター上角型ディスクの間隔、分散ローター上角型ディスクとライナーとの間隔、分散ローター及び分級ローターの周速、ブロワー風量、サイクルタイム、ジャケットに通す冷媒の温度及び冷風温度T1を実施例1と同様とした。
実施例1で得た粉体原料を、図2に示す装置システムで粉砕、分級、表面改質を行った。即ち、粉砕手段として、図3に示す機械式粉砕機301(ターボ工業社製ターボミルT250−RS型を改造した改造機)を用いて微粉砕し、分級手段として、図8に示す多分割気流式分級機を用いて分級し、表面改質手段として図10に示す表面改質装置を用いて表面改質及び分級した。
本実施例では、粉体原料を図3に示す機械式粉砕機301にて微粉砕した。この時機械式粉砕機301の回転子314及び固定子310の粉砕面形状及び運転条件を実施例1と同様とした。その結果、本実施例においては、重量平均粒径が6.5μmであり、粒径4.00μm以下%が48個数%、粒径3.00μm以下の粒子が40個数%含有する微粉砕品を得た。
得られた微粉砕品を、図8に示す多分割気流式分級機にて分級した。この時、多分割分級機の運転条件を実施例2と同様とした。その結果、本実施例においては、重量平均径が6.8μmであり、粒径4.00μm以下の粒子が24個数%、粒径3.00μm以下の粒子が25個数%含有するシャープな粒度分布を有する中粉体品を回収率85%で得ることができた。また得られた中粉体品の平均円形度を測定した結果、0.954であった。
得られた中粉体品を、図10に示す回分式の表面改質装置で表面改質した。その際、本実施例においては、該分散ローター上部に角型のディスクを8個設置し、該角型のディスク及びライナーに、炭化クロムを含有するクロム合金めっきを施し、めっき層の厚さを適宜調整することにより、ビッカース硬度HV1300を有するディスク及びライナーとした。該分級ローター表面に、Ni、Coを主成分とする自溶性合金にWCまたはCrCを複合し、溶射処理することで溶射被膜を形成させた後、再度溶射被膜を溶融処理する表面処理を施したことで、ビッカース硬度HV950を有する分級ローターとした。また、ガイドリングと分散ローター上角型ディスクの間隔、分散ローター上角型ディスクとライナーとの間隔、分散ローター及び分級ローターの周速、ブロワー風量、サイクルタイム、ジャケットに通す冷媒の温度及び冷風温度T1を実施例1と同様とした。
実施例1で得た粉体原料を、図2に示す装置システムで粉砕、分級、表面改質を行った。即ち、粉砕手段として、図3に示す機械式粉砕機301(ターボ工業社製ターボミルT250−RS型を改造した改造機)を用いて微粉砕し、分級手段として、図8に示す多分割気流式分級機を用いて分級し、表面改質手段として図10に示す表面改質装置を用いて表面改質及び分級した。
本参考例では、粉体原料を図3に示す機械式粉砕機301にて微粉砕した。この時機械式粉砕機301の回転子314及び固定子310の粉砕面形状及び運転条件を実施例1と同様とした。その結果、本参考例においては、重量平均粒径が6.5μmであり、粒径4.00μm以下%が48個数%、粒径3.00μm以下の粒子が40個数%含有する微粉砕品を得た。
得られた微粉砕品を、図8に示す多分割気流式分級機にて分級した。この時、多分割分級機の運転条件を実施例2と同様とした。その結果、本参考例においては、重量平均径が6.8μmであり、粒径4.00μm以下の粒子が24個数%、粒径3.00μm以下の粒子が25個数%含有するシャープな粒度分布を有する中粉体品を回収率85%で得ることができた。また得られた中粉体品の平均円形度を測定した結果、0.954であった。
得られた中粉体品を、図10に示す回分式の表面改質装置で表面改質した。その際、本実施例においては、該分散ローター上部に角型のディスクを8個設置し、該角型のディスク、ライナー及び該分級ローター表面に表面処理(=耐磨耗処理)を施さなかった。
実施例1で得られた粉体原料を、図13に示す装置システムで粉砕、分級、表面改質を行った。即ち、第一分級及び粉砕手段として、図14に示す気流式分級機及び衝突式気流粉砕機(日本ニューマチック工業社製IDS−5型)を用いて第一分級及び微粉砕し、第二分級手段として、図8に示す多分割気流式分級機を用いて分級し、表面改質手段として図15に示す表面改質装置を用いて表面改質した。
本比較例においては、該衝突式気流粉砕機で使用する圧縮空気圧を0.60MPaとした。また、得られる微粉砕品の目標粒度を実施例と同様、重量平均径6.5±0.5μmとし、目標粒度を得るために、原料供給量を46kg/hrとした。
次に、上記の衝突式気流粉砕機で粉砕されて得られた微粉砕品を、図8に示す多分割気流式分級機にて第二分級した。この時、得られる中粉体品の目標粒度を、重量平均径6.8±0.3μm、4.00μm以下を15個数%以下とした。その結果、重量平均径が6.8μmであり、粒径4.00μm以下の粒子が10個数%、粒径3.00μm以下の粒子が40個数%含有する粒度分布を有する中粉体品を、回収率66%でた。また得られた中粉体品の平均円形度を測定した結果、0.932であった。
次に、得られた中粉体品を図15に示す表面改質装置に導入して表面改質を行った。
14,15 入気管
16 原料供給ノズル
17,18 分級エッジ
19 入気エッジ
22,23 側壁
24,25 分級エッジブロック
26 コアンダブロック
27 左部ブロック
30 分級域
30 本体ケーシング
31 冷却ジャケット
32 分散ローター
33 角型ディスク
34 ライナー
35 分級ローター
36 ガイドリング
37 原料投入口
38 原料供給弁
39 原料供給口
40 製品排出口
41 製品排出弁
42 製品抜取口
43 天板
44 微粉排出ケーシング
45 微粉排出口
46 冷風導入口
47 第一の空間
48 第二の空間
49 表面改質ゾーン
50 分級ゾーン
62 分級室
70 原料供給口
71 高圧エアー供給ノズル
72 原料粉体導入ノズル
121 本体ケーシング
122 分級室
123 案内室
124 分級ローター
125 原料投入口
126 エアー投入口
128 周波数変換機
129 微粉排出管
130 微粉回収手段
131 吸引ファン
132 ホッパー
133 ローターリーバルブ
135 分散ルーバー
151 本体ケーシング
155 ローターブレード
158 ステーター
159 排出バルブ
163 リサイクルパイプ
164 原料投入シュート
168 衝撃室
177 ステータージャケット
178 排出弁制御装置
212 渦巻室
219 パイプ
220 デイストリビュータ
222 バグフィルター
224 吸引ブロワー
229 捕集サイクロン
301 機械式粉砕機
302 粉体排出口
310 固定子
311 粉体投入口
312 回転軸
313 ケーシング
314 回転子
315 第1定量供給機
316 ジャケット
317 冷却水供給口
318 冷却水排出口
320 後室
321,329 固定子凸部の波形形状
322,330 固定子凹部底部の平坦面
323,331 固定子凹部の台形形状
324 回転子凹凸部の波形形状
325 固定子凹凸部の波形形状
326,332 回転子凹部の台形形状
327,333 回転子凹部底部の平坦面
328,334 回転子凸部の波形形状
335,337,339 固定子の凹凸部の波形形状
336,338,340 回転子の凹凸部の波形形状
337 回転子の第1斜面
338 回転子の第2斜面
339 固定子の第1斜面
340 固定子の第2斜面
431 粉砕機
432 分級機
433 原料供給機
434 搬送管
435 ノズル
436 衝突板
437 粉砕室
438 コレクター
439 本体ホッパー部
440 センターコア
441 セパレートコア
442 排出管
443 二次エアー供給口
Claims (34)
- 少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有する混合物を溶融混練し、得られた混練物を冷却した後、冷却物を粉砕手段によって粗粉砕し、
得られた粗粉砕物からなる粉体原料を、少なくとも粗粉砕物を微粉砕するために、粉砕手段内に投入するための粉体投入口と、固定子と、少なくとも中心回転軸に取り付けられた回転子と、微粉砕された粉体を粉砕手段から排出するための粉体排出口とを少なくとも有し、該固定子は該回転子を内包しており、該固定子の表面と該回転子の表面とは所定の間隙を有するように回転子は配置されて粉砕ゾーンを形成するよう構成されている機械式粉砕機に導入し、該粉砕ゾーンにおいて、該回転子の回転に伴って粉体原料を微粉砕し、
該機械式粉砕機によって得られた微粉砕物を、分級機に導入し、導入した微粉砕物を少なくとも微粉体及び粗粉体に分級し、分級された粗粉体を粉体原料と混入し、該機械式粉砕機に導入して粉砕し、
該分級機によって得られた微粉体を、少なくとも所定粒径以下の粉体を装置外へ連続的に排出除去する分級ローターを有する分級手段と、機械式衝撃力を用い、分散ローターを有する表面処理手段、及び該分級手段と該表面処理手段との間の空間を該分級手段へ導入される前の第一の空間と該分級手段により該微粉体から所定粒径以下の粉体を分級除去した中粉体を該表面処理手段へ導入するための第二の空間に仕切る案内手段を有するよう構成され、該分級ローター及び該分散ローターが耐磨耗処理されており、該分級ローターの耐磨耗処理後の表面硬化層の硬度がビッカース硬度Hv750以上950未満であり、該分散ローターの耐磨耗処理後の表面硬化層の硬度がビッカース硬度Hv1000以上1300以下である回分式の表面改質装置に導入し、前記微粉体を第一の空間に導入し、該分級手段により所定粒径以下の粉体を装置外へ連続的に排出除去しながら、第二の空間を経由して、機械式衝撃力を用いる該表面処理手段へ導入して表面改質処理を行い、再び第一の空間へ循環させることにより、一定時間分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理を繰り返すことにより、該微粉体から所定粒径以下の粉体が除かれた、表面改質処理粒子であるトナー粒子を得ることを特徴とするトナーの製造方法。 - 該分散ローターの耐磨耗処理は、耐磨耗性を有するめっきであり、該めっきがクロムめっきであることを特徴とする請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 該めっきが少なくとも炭化クロムを含有するクロム合金めっきであることを特徴とする請求項2に記載のトナーの製造方法。
- 該分級機は、交差気流とコアンダ効果を利用して粉体を気流分級する多分割気流式分級機であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該回分式表面改質装置に導入されるトナーが結着樹脂100質量部に対し、磁性体60〜200質量部を含有する磁性トナーであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該表面回分式改質装置に導入されるトナーが、THF可溶分のGPCにより測定される分子量分布において、分子量2,000〜50,000の領域に少なくとも一つピークを有し、分子量1000〜30000の成分が50〜90%存在することを特徴とするトナーであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該機械式粉砕機の該回転子及び固定子は、いずれも波形形状の複数の凸部と、該凸部と該凸部との間に形成される凹部とを有し、該回転子及び該固定子の少なくとも一方が有する該凹部が底部に平坦面を有し、
該回転子の凹部底面から立ち上がる凸部の回転子回転方向後方側の斜面を回転子第1斜面とし、該回転子第1斜面は、回転軸中心と該回転子第1斜面の立ち上がりの箇所(A)とを結んだ線を基準線として、マイナス側に10°以上80°未満の傾斜角(α1)を有し、且つ、
該固定子の凹部底面から立ち上がる凸部の回転子回転方向前方側の斜面を固定子第1斜面とし、該固定子第1斜面は、回転軸中心と該固定子第1斜面の立ち上がりの箇所(A’)とを結んだ線を基準線として、プラス側に10°以上80°未満の傾斜角(β1)を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のトナーの製造方法。 - 該回転子の凹部底面から立ち上がる凸部の回転子回転方向前方側の斜面を回転子第2斜面とし、
該回転子第2斜面は、回転軸中心と該回転子第2斜面の頂点(C)とを結んだ線を基準線として、プラス側に20°未満の傾斜角(α2)を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のトナーの製造方法。 - 該固定子の凹部底面から立ち上がる凸部の回転子回転方向後方側の斜面を固定子第2斜面とし、
該固定子第2斜面は、回転軸中心と該固定子第2斜面の頂点(C’)とを結んだ線を基準線として、マイナス側に20°未満の傾斜角(β2)を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のトナーの製造方法。 - 該回転子の凹部底面から立ち上がる凸部の回転子回転方向前方側の斜面を回転子第2斜面とし、
該回転子第2斜面は、回転軸中心と該回転子第2斜面の頂点(C)とを結んだ線を基準線として、プラス側に20°未満の傾斜角(α2)を有し、且つ、
該固定子の凹部底面から立ち上がる凸部の回転子回転方向後方側の斜面を固定子第2斜面とし、
該固定子第2斜面は、回転軸中心と該固定子第2斜面の頂点(C’)とを結んだ線を基準線として、マイナス側に20°未満の傾斜角(β2)を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のトナーの製造方法。 - 該凹部の低部は平坦面の両端に曲面を有している請求項1乃至10のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該回転子は、凸部の一部が湾曲面で形成され、固定子は、凹部の底部が平坦面で形成されている請求項1乃至11のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該回転子は、凸部が湾曲面で形成され、固定子は、凹部の底部が平坦面で形成されている請求項1乃至12のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 回転軸方向に垂直な面の該固定子の断面図において、凸部の高さH(mm)が1.0乃至3.0mmであり、凹部の底部の平坦面の長さL1(mm)が1.0乃至3.0mmである請求項1乃至13のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該凸部の高さHと、該凹部の底部の平坦面の長さL1とが下記関係
0.25H≦L1≦2.5H
を満足している請求項14のトナーの製造方法。 - 該回転子及び/固定子の凸部上面の長さをL2とし、凸部該上面と対向している面の長さをL3として場合に、L2及びL3が下記条件
L2<L3
を満足していることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載のトナーの製造方法。 - 粉体原料を冷風と共に機械式粉砕機内に導入する請求項1乃至16のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 冷風の温度が+10乃至−30.0℃である請求項17に記載のトナーの製造方法。
- 該機械式粉砕機は、機内冷却用の冷却手段を具備している請求項1乃至18のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該機械式粉砕機は、機内冷却用のジャケットを具備しており、ジャケット内に冷却水を通しながら粉体原料を粉砕する請求項1乃至19のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該機械式粉砕機は粉体導入口に連通して渦巻室を有し、渦巻室の室温T1が温度+20℃以下である請求項1乃至20のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該機械式粉砕機内で生成した微粉砕物は機械式粉砕機の後室を経由して粉体排出口から機外へ排出され、該後室の室温T2が温度30乃至60℃である請求項1乃至21のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 結着樹脂のガラス転移点Tgが45乃至75℃であり、機械式粉砕機の渦巻室の室温T1が+20℃以下であり且つTgよりも40乃至80℃低くなるよう温調する請求項1乃至22のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 結着樹脂のガラス転移点Tgが45乃至75℃であり、機械式粉砕機の後室の室温T2がTgよりも0乃至30℃低くなるよう温調する請求項1乃至23のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該表面改質工程の機械的衝撃力を用いる表面処理手段が、上面に角型のディスク或いは円筒型のピンを複数個有し、高速で回転する円盤上の回転体と、該回転体との間に間隔をおいて固定配置される固定体とから構成される表面処理装置により行われることを特徴とする請求項1乃至24のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該回分式表面改質装置が、表面処理時間を任意に調整可能となるように、開閉可能な排出弁を有することを特徴とする請求項1乃至25のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該回分式表面改質装置における表面処理時間が、5秒以上180秒以下であることを特徴とする請求項1乃至26のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該回分式表面改質装置に導入する冷風温度T1が5℃以下であることを特徴とする請求項1乃至27のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該回分式表面改質装置が機内冷却用のジャケットを具備しており、該ジャケット内に冷媒を通しながら前記微粉砕物を表面改質処理することを特徴とする請求項1乃至28のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該回分式表面改質装置の該ジャケット内に通す冷媒の温度が5℃以下であることを特徴とする請求項1乃至29のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該回分式表面改質装置の該分級手段である分級ローター後方の温度T2が60℃以下であることを特徴とする請求項1乃至30のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該回分式表面改質装置に導入する冷風温度T1と該回分式表面改質装置の該分級手段である分級ローター後方の温度T2との温度差(T2−T1)が100℃以下であることを特徴とする請求項1乃至31のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該回分式表面改質装置の該表面処理手段である回転体と固定体との間の最小間隔が0.5mm乃至15.0mmであり、該回転体の回転周速が30乃至175m/secであることを特徴とする請求項1乃至32のいずれかに記載のトナーの製造方法。
- 該回分式表面改質装置の該案内手段である円筒型ガイドリングと、装置内壁との間の最小間隔が20.0mm乃至60.0mmであり、該回分式表面改質装置の該表面処理手段である回転体上部に設置されている角型のディスク或いは円筒型のピンの上部と該円筒型ガイドリングの下部との間の最小間隔が2.0mm乃至50.0mmであることを特徴とする請求項1乃至33のいずれかに記載のトナーの製造方法。
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