JP4501753B2 - Method for producing toner for developing electrostatic image - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンター、ファックス等に好適に用いられる静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a toner for developing an electrostatic charge image that is suitably used for a copying machine, a printer, a fax machine, and the like.
近年、使用環境の変化に伴い、複写機、プリンター等のカラー化率は年々増加傾向にある。同時に、高解像・高階調の高画像品質の要求から、トナーの小粒径化及び分布のシャープ化による均一性向上が必須となってきている。このような状況下トナーの製造方法においても、従来の粉砕法から、いわゆる「ケミカルトナー」と呼ばれる乳化分散法や重合法等の湿式法による各種トナーの製造方法が注目されている。中でも、乳化分散法は、トナーの小粒径化や球形化が容易であることに加え、重合法と比較して、バインダー樹脂の種類の選択幅が広くなり、ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂等の縮合系樹脂を主結着樹脂として使用できる。そのため、樹脂本来の広い領域での耐オフセット性、低温定着性、ガラス転移温度の保持による良好な耐熱保存性、等の利点を活かすことが可能である。 In recent years, with changes in the usage environment, the colorization rate of copying machines, printers, etc. has been increasing year by year. At the same time, due to demands for high resolution and high gradation and high image quality, it is essential to improve uniformity by reducing the particle size of the toner and sharpening the distribution. Under such circumstances, in the toner production method, various toner production methods using a wet method such as an emulsification dispersion method or a polymerization method called a “chemical toner” are attracting attention from conventional pulverization methods. Among them, the emulsification dispersion method makes it easy to reduce the particle size and spheroidization of the toner, and the selection range of the binder resin is wider than the polymerization method, so that condensation of polyester resin or epoxy resin can be performed. Series resins can be used as the main binder resin. Therefore, it is possible to make use of advantages such as offset resistance in a wide area inherent to the resin, low-temperature fixability, and good heat-resistant storage stability by maintaining the glass transition temperature.
乳化分散法を用いたトナーの製造方法に関する従来の技術としては、例えば、着色剤とアニオン型自己水分散性樹脂となるポリエステル樹脂を有機溶剤中に分散させ、その後、転相乳化することによりトナー粒子を製造する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。更に、着色剤とポリエステル樹脂を有機溶剤中に分散させ、その後、転相乳化を行い、次いで合一工程を行うことにより粒度分布がシャープなトナーを高収率で製造する方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。 As a conventional technique relating to a toner production method using an emulsification dispersion method, for example, a colorant and a polyester resin that becomes an anionic self-water-dispersible resin are dispersed in an organic solvent, and then subjected to phase inversion emulsification. A method for producing particles is disclosed (for example, see Patent Document 1). Furthermore, a method for producing a toner having a sharp particle size distribution in a high yield by dispersing a colorant and a polyester resin in an organic solvent, then performing phase inversion emulsification, and then performing a coalescing step is disclosed. (For example, refer to Patent Document 2).
しかしながら、乳化分散法においては、疎水性有機溶剤を使用して結着樹脂であるポリエステル樹脂を溶解もしくは縣濁させて有機層を調整し、次いで、水性媒体中で粒子を形成するため、得られたトナー粒子(着色剤含有樹脂粒子と以下称する)中には有機溶剤が含有されている。本製法では、水性媒体中で粒子を形成した後、脱溶剤を行い、水性媒体中に含有された疎水性有機溶剤の一部を除去した後、固液分離・洗浄を行い、得られた含水着色剤含有樹脂粒子から、乾燥工程で水分と残留している疎水性有機溶剤を除去する必要がある。該着色樹脂粒子中には溶剤が残存しており、ガラス転移温度が低下しているため、乾燥温度を上げると融着物が発生するため、本製法では低温乾燥が必須条件となる。 However, in the emulsification dispersion method, a hydrophobic organic solvent is used to dissolve or suspend the polyester resin, which is a binder resin, to adjust the organic layer, and then to form particles in an aqueous medium. The toner particles (hereinafter referred to as colorant-containing resin particles) contain an organic solvent. In this production method, particles are formed in an aqueous medium, then the solvent is removed, a part of the hydrophobic organic solvent contained in the aqueous medium is removed, solid-liquid separation and washing are performed, and the obtained water content is obtained. It is necessary to remove moisture and remaining hydrophobic organic solvent from the colorant-containing resin particles in the drying step. Since the solvent remains in the colored resin particles and the glass transition temperature is lowered, a fusion product is generated when the drying temperature is raised. Therefore, low temperature drying is an essential condition in this production method.
乾燥工程における乾燥方法としては、リボコーン(大河原製作所)、ナウターミキサー(ホソカワミクロン)等の減圧可能な攪拌装置付の乾燥機を用いて、水分や揮発性有機物である残存モノマーの除去を行う例が開示されている(例えば、特許文献3〜6参照)。上記乾燥機を用いて含水着色剤含有樹脂粒子を乾燥する場合、伝熱面を有した間接加熱方式であるため、スケールアップを行うと真空容器内に仕込まれた該樹脂粒子に対する伝熱面積の割合が大スケールになるほど低下するというデメリットがあり、水分を除去する際に長時間の乾燥が必要になる。また、混合真空方式による乾燥方法において乾燥時間を短縮する目的で、真空乾燥に入る前段階で流動層、あるいはフラッシュジェットドライヤー(セイシン企業)等によりあらかじめ水分を除去する方法や、キャリアガスの送入、あるいはキャリアガスの温度調整により滞留する揮発成分を除去する方法も開示されている(例えば、特許文献3〜6参照)が、粒子内に残存する有機溶剤を低レベルまで除去するには、やはり長時間を要する。一方、乾燥気流を用いた流動層による乾燥方法についても開示されている(例えば、特許文献7〜10参照)。流動層による乾燥では、熱気流による直接的な熱交換を行うため、効率よく水分を除去できるが、温度を高くすることができないため、粒子内に残存した有機溶剤を一定値以上に除去することができない。
Examples of drying methods in the drying process include removal of residual monomers such as moisture and volatile organic substances using a dryer equipped with a stirrer that can be decompressed, such as Ribocorn (Okawara Seisakusho) and Nauta Mixer (Hosokawa Micron). It is disclosed (for example, see
上記、開示された乾燥方法では、いずれもまず水分を除去した後、残存する揮発性有機物を除去する方法であるが、常圧による沸点が水よりも低く、結着樹脂と親和性の高い疎水性有機溶剤を効率的に除去するには限界がある。これは、水の除去により粒子表面のミクロな道通路がふさがれ、有機溶剤の除去が阻害されるためと推測される。
上記問題を解決する方法として、機械的振動と調湿された気流を用いて流動層を形成し、平衡含水状態で有機溶剤をまず除去し、次いで、乾燥気流下で水分を除去する乾燥方法が開示されている(例えば、特許文献11参照)。
In all of the above-described disclosed drying methods, water is removed first, and then the remaining volatile organic substances are removed. However, the boiling point under normal pressure is lower than that of water, and the hydrophobicity has a high affinity with the binder resin. There is a limit to efficiently removing the organic solvent. This is presumably because the removal of water blocks the microscopic passages on the particle surface and inhibits the removal of the organic solvent.
As a method for solving the above problem, there is a drying method in which a fluidized bed is formed using a mechanical vibration and a conditioned air stream, an organic solvent is first removed in an equilibrium water-containing state, and then moisture is removed under a dry air stream. It is disclosed (for example, see Patent Document 11).
流動層は、粉粒体中にエアを吹き込み、固体粒子を浮遊・縣濁させ、流体に似た状態(噴流性)で乾燥を行う。従来の流動層はエアの風量により流動性を確保するため、粉体の大きさに限界があった。粉体間の凝集を防ぐのは風量しかなく、効率的な乾燥ができない。本公報の流動層では、振動方式が導入されており、「振動+風量」により、流動化を行っている。両者の相乗効果により、安定的な流動層を確保可能となり、さらに少ないエア量で流動化可能となる。その結果、より均一な「固−気」の接触が可能となり、乾燥効率が向上する。 In the fluidized bed, air is blown into the granular material, the solid particles are suspended and suspended, and dried in a state similar to a fluid (jet properties). The conventional fluidized bed has a limit on the size of the powder in order to ensure fluidity by the air volume. Only air volume prevents aggregation between the powders, and efficient drying is not possible. In the fluidized bed of this publication, a vibration system is introduced, and fluidization is performed by “vibration + air volume”. Due to the synergistic effect of both, a stable fluidized bed can be secured and fluidization can be achieved with a smaller amount of air. As a result, a more uniform “solid-gas” contact is possible and drying efficiency is improved.
本公報の流動層では、「振動+風量」による流動化と、「調湿エア」による有機溶剤成分同伴効果を組み合わせることにより、効率的な有機溶剤除去プロセスが構築されている。ちなみに、該流動層では、最初に湿潤環境下に調湿エアによる有機溶剤除去を行い、その後乾燥エアによる水分除去を行うが、乾燥エアによる水分除去効率も上記特性により、通常の流動層に比べ良好であることが推測される。
しかしながら、特許文献11では、主に食品や医薬品に関する晶析時に用いる有機溶剤、あるいは洗浄に用いる有機溶剤の除去に限定されている。使用される有機溶剤は、メタノールやアセトン等の主に水溶性の有機溶剤であり、被乾燥物に対し溶解性を有しないものとなっている。一方、乳化分散法で使用されるような、樹脂を溶解・懸濁可能な、樹脂と有機溶剤との親和性の高い、かつ、水に対する溶解度の低い疎水性有機溶剤に関しての情報、また、着色剤を含有した樹脂粒子中に内包された疎水性有機溶剤の除去に関しての情報、については何ら開示されていない。また、乳化分散法で得られるような粒子内に疎水性有機溶剤が残存する場合には溶剤による可塑化効果により低温でも融着しやすい状況にあること、また、高湿度の調湿エアにより液膜により複数個の粒子同士が凝集する傾向にあることにより、最終的には融着物が混在するという問題点を有している。すなわち、本方式では、上記凝集による融着物の発生を防ぐことができず、トナーとしての良好な画像品質を達成するには未だ満足するレベルに至っていない。また、流動化による層膨張により、被乾燥物の体積が膨張するため仕込量に制限があり、生産性が低下するという問題も含んでいる。
However, in
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、疎水性有機溶剤と着色剤と結着樹脂としてポリエステル樹脂を含む有機層を調製した後、水性媒体中における粒子形成工程を経て得られる静電荷像現像用トナーの製法において、得られた含水着色剤含有樹脂粒子中又は含水着色剤含有樹脂粒子の表面から効率的に水分と疎水性有機溶剤を除去するための新規な製造方法を提供することである。また、乾燥工程における融着物が無く、優れた現像特性を有する静電荷像現像用トナーを製造する、新規な製造方法を提供する事である。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to prepare a hydrophobic organic solvent, a colorant, and an organic layer containing a polyester resin as a binder resin, and then a particle forming step in an aqueous medium. In the process for producing a toner for developing an electrostatic image obtained through the process, a novel method for efficiently removing moisture and a hydrophobic organic solvent from the obtained water-containing colorant-containing resin particles or from the surface of the water-containing colorant-containing resin particles It is to provide a manufacturing method. Another object of the present invention is to provide a novel production method for producing a toner for developing an electrostatic image that has no fused product in the drying step and has excellent development characteristics.
本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、減圧可能な撹拌機付の乾燥機を用いて、湿式で得られた含水着色剤含有樹脂粒子中から、初めに撹拌機による機械的な攪拌下に常圧において調湿ガスを送入した後、引き続き減圧による真空乾燥を行うことにより、水分と、使用した疎水性有機溶剤を効率よく除去できること、かつ融着物の発生を防止できることを見出した。 As a result of intensive research, the present inventors first used a dryer equipped with a stirrer that can be depressurized, from among the water-containing colorant-containing resin particles obtained in a wet manner, first under mechanical stirring by a stirrer. The present inventors have found that moisture and a used hydrophobic organic solvent can be efficiently removed and that generation of a fused product can be prevented by continuously supplying a humidity control gas at normal pressure and then performing vacuum drying under reduced pressure.
すなわち、本発明は、ポリエステル樹脂を主成分とする結着樹脂と着色剤と該ポリエステル樹脂を溶解又は分散可能な疎水性有機溶剤とを含む混合物を、水性媒体中に乳化又は懸濁させて着色剤含有樹脂粒子の懸濁液とし、該着色剤含有樹脂粒子を洗浄、脱水して含水着色剤含有樹脂粒子を得る第1工程、
次いで、該含水着色剤含有樹脂粒子を減圧可能な撹拌機付きの乾燥機に投入し、常圧下で該撹拌機による攪拌を行いながら、相対湿度が70〜100%に調湿された気体(I)を送入し、該含水着色剤含有樹脂粒子中に残存する該疎水性有機溶剤を該気体(I)中に含まれる水分により除去した後、該含水着色剤含有樹脂粒子中又は該含水着色剤含有樹脂粒子の表面に残存する水分を攪拌下で減圧除去する第2工程
を順次行う静電荷像現像用トナーの製造方法である。
That is, the present invention is colored by emulsifying or suspending a mixture containing a binder resin mainly composed of a polyester resin, a colorant, and a hydrophobic organic solvent capable of dissolving or dispersing the polyester resin in an aqueous medium. A first step of obtaining a water-containing colorant-containing resin particle by washing and dehydrating the colorant-containing resin particle as a suspension of the agent-containing resin particle,
Next, the water-containing colorant-containing resin particles are put into a dryer equipped with a stirrer that can be depressurized, and a gas (I) whose relative humidity is adjusted to 70 to 100% while stirring with the stirrer under normal pressure. ), And the hydrophobic organic solvent remaining in the water-containing colorant-containing resin particles is removed by moisture contained in the gas (I), and then the water-containing colorant-containing resin particles or the water-containing color is removed. This is a method for producing a toner for developing an electrostatic charge image, in which the second step of removing the water remaining on the surface of the agent-containing resin particles under reduced pressure with stirring is sequentially performed.
本発明の製造方法によれば、結着樹脂であるポリエステル樹脂と親和性の高い、疎水性溶剤を内包した、含水着色剤含有樹脂粒子中又は含水着色剤含有樹脂粒子の表面から、該疎水性有機溶剤と水分を効率的に、かつ大幅に低減し、かつ融着物の発生がない、静電荷像現像用のトナーを製造することができる。 According to the production method of the present invention, from the surface of the water-containing colorant-containing resin particles or the water-containing colorant-containing resin particles containing a hydrophobic solvent having a high affinity with the polyester resin as the binder resin, It is possible to produce a toner for developing an electrostatic charge image, in which an organic solvent and moisture are efficiently and greatly reduced, and there is no generation of a fused product.
以下、本発明に係る静電荷像現像用トナーの製造方法について説明する。本発明の製造方法は、以下の第1工程及び第2工程を備えている。
第1工程:ポリエステル樹脂を主成分とする結着樹脂と着色剤と該ポリエステル樹脂を溶解又は分散可能な疎水性有機溶剤とを含む混合物を、水性媒体中に乳化又は懸濁させて着色剤含有樹脂粒子の懸濁液とし、該着色剤含有樹脂粒子を洗浄、脱水して含水着色剤含有樹脂粒子を得る。
第2工程:該含水着色剤含有樹脂粒子を、減圧可能な撹拌機付きの乾燥機中で、常圧における機械的な攪拌下に、相対湿度が70〜100%に調湿された気体(I)の送入により、含水着色剤含有樹脂粒子に残存する疎水性有機溶剤を気体(I)の水分と置換した後、残存する水分を機械的な攪拌下に減圧除去する
なお、着色剤含有樹脂粒子は、
(1)着色剤とポリエステル樹脂が溶解または分散した疎水性有機溶剤の微粒子、
(2)着色剤の微粒子に水性媒体中に溶解したポリエステル樹脂が付着した状態の乳化型の微粒子、
または、
(3)着色剤の微粒子に疎水性有機溶剤により膨潤したポリエステル樹脂のミクロエマルジョンが付着した乳化型の微粒子
の形態のいずれかの微粒子、またはそれらの形態の混合微粒子であっても良い。
後記の合一法によりトナーを製造する場合は、上記(2)または(3)の状態である着色剤含有樹脂粒子の懸濁液を製造することが好ましい。
Hereinafter, a method for producing an electrostatic image developing toner according to the present invention will be described. The manufacturing method of the present invention includes the following first step and second step.
First step: A colorant is contained by emulsifying or suspending a mixture containing a binder resin mainly composed of a polyester resin, a colorant, and a hydrophobic organic solvent capable of dissolving or dispersing the polyester resin in an aqueous medium. A suspension of resin particles is obtained, and the colorant-containing resin particles are washed and dehydrated to obtain water-containing colorant-containing resin particles.
Second step: The water-containing colorant-containing resin particles in a dryer (with a stirrer that can be depressurized) are mixed with a gas whose relative humidity is adjusted to 70 to 100% under mechanical stirring at normal pressure (I ) To replace the hydrophobic organic solvent remaining in the water-containing colorant-containing resin particles with the moisture of the gas (I), and then remove the remaining water under reduced pressure under mechanical stirring. Particles
(1) Fine particles of a hydrophobic organic solvent in which a colorant and a polyester resin are dissolved or dispersed,
(2) emulsified fine particles in a state where a polyester resin dissolved in an aqueous medium is attached to fine particles of a colorant;
Or
(3) It may be any fine particle in the form of emulsified fine particles in which a microemulsion of a polyester resin swollen by a hydrophobic organic solvent is adhered to the fine particles of the colorant, or a mixed fine particle of those forms.
When the toner is produced by the coalescence method described later, it is preferable to produce a suspension of the colorant-containing resin particles in the state (2) or (3).
まず、第1工程について詳しく説明する。第1工程では、まず疎水性有機溶剤中にポリエステル樹脂を主成分とする結着樹脂と、着色剤とを投入して、溶解または分散させることで、混合物を調整する(工程1−i)。必要に応じて、離型剤や他の添加剤を混合物と共に用いることができるが、いずれにおいてもトナー粒径以下に微分散または溶解される必要がある。
結着樹脂と着色剤は、高速攪拌機により疎水性有機溶剤中に溶解または分散することが好ましい。この場合、離型剤のような添加剤などはあらかじめ別々に予備分散を行ってマスター混練チップを調整した後に混合しても良い。第1工程においては、DESPA(アサダ鉄工株式会社)、ホモミクサ(特殊機化工業株式会社)などの高速攪拌機が使用できる。この時の翼先端速度は4〜30m/sであることが好ましく、10〜25m/sであることが特に好ましい。上記高速攪拌機を用いることで、結着樹脂の疎水性有機溶剤への溶解を効率よく行えると共に、着色剤の結着樹脂溶液中での均一微分散を達成できる。すなわち、あらかじめ微分散された着色剤の状態を高速攪拌することで、結着樹脂溶液中においても保持することができる。翼先端速度が4m/sより低いと、結着樹脂溶液中での着色剤の微分散が不十分となり好ましくない。一方、30m/sより高いと、専断による発熱が大きくなり、溶剤の揮発と相まって均一攪拌が困難となるため好ましくない。また、溶解、または分散する場合の温度は、20〜60℃の範囲が好ましく、30〜50℃の範囲が特に好ましい。
First, the first step will be described in detail. In the first step, first, a binder resin containing a polyester resin as a main component and a colorant are introduced into a hydrophobic organic solvent and dissolved or dispersed to prepare a mixture (step 1-i). If necessary, a release agent and other additives can be used together with the mixture, but in any case, it is necessary to be finely dispersed or dissolved below the toner particle diameter.
The binder resin and the colorant are preferably dissolved or dispersed in the hydrophobic organic solvent with a high-speed stirrer. In this case, additives such as a release agent may be mixed after separately preliminarily dispersing in advance to adjust the master kneading chip. In the first step, a high-speed stirrer such as DESPA (Asada Iron Works Co., Ltd.) or Homomixa (Special Machine Industries Co., Ltd.) can be used. The blade tip speed at this time is preferably 4 to 30 m / s, particularly preferably 10 to 25 m / s. By using the high-speed stirrer, the binder resin can be efficiently dissolved in the hydrophobic organic solvent, and uniform fine dispersion of the colorant in the binder resin solution can be achieved. That is, the state of the colorant finely dispersed in advance can be maintained in the binder resin solution by stirring at high speed. When the blade tip speed is lower than 4 m / s, the fine dispersion of the colorant in the binder resin solution becomes insufficient, which is not preferable. On the other hand, if it is higher than 30 m / s, heat generation due to exclusive cutting becomes large, and it is not preferable because uniform stirring becomes difficult in combination with volatilization of the solvent. Moreover, the temperature in the case of melt | dissolving or disperse | distributing has the preferable range of 20-60 degreeC, and the range which is 30-50 degreeC is especially preferable.
疎水性有機溶剤としては、25℃における水に対する溶解度が、0.1〜30質量%であることが好ましく、0.1〜25質量%であることが特に好ましい。また、常圧における沸点は、水の沸点よりも低いことが好ましい。このような疎水性有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトンのようなケトン類や、酢酸エチル、酢酸イソプロピルのようなエステル類、などが用いられる。これらの疎水性有機溶剤は、2種以上を混合して用いることもできるが、溶剤回収の点から、同一種類の溶剤を単独で使用することが好ましい。また、疎水性有機溶剤は、ポリエステル樹脂を溶解または分散するものであり、毒性が比較的低く、かつ後の工程で脱溶剤しやすいために低沸点のものが好ましい。ここで、ポリエステル樹脂を溶解する有機溶剤としては、溶解、分散性に優れている、メチルエチルケトン、酢酸エチルを用いている。特にメチルエチルケトンを用いることがもっとも好ましい。 As a hydrophobic organic solvent, it is preferable that the solubility with respect to water in 25 degreeC is 0.1-30 mass%, and it is especially preferable that it is 0.1-25 mass%. Moreover, it is preferable that the boiling point in a normal pressure is lower than the boiling point of water. Examples of such a hydrophobic organic solvent include ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isopropyl ketone, and esters such as ethyl acetate and isopropyl acetate. These hydrophobic organic solvents can be used in combination of two or more, but from the viewpoint of solvent recovery, it is preferable to use the same type of solvent alone. The hydrophobic organic solvent is preferably a solvent having a low boiling point because it dissolves or disperses the polyester resin, has a relatively low toxicity, and is easy to remove the solvent in a later step. Here, as the organic solvent for dissolving the polyester resin, methyl ethyl ketone and ethyl acetate, which are excellent in solubility and dispersibility, are used. In particular, it is most preferable to use methyl ethyl ketone.
次いで、得られた混合物を、水性媒体中に乳化又は懸濁させて、着色剤含有樹脂粒子の懸濁液を調製する(工程1−ii)。好ましくは、塩基性化合物である塩基性中和剤の存在下で水と混合して懸濁または溶解し、着色剤含有樹脂粒子(微粒子(A))の懸濁液を調製する。ここで、塩基性化合物の塩基によってポリエステル樹脂のカルボキシル基を中和した着色剤含有樹脂液に水を徐々に添加することが好ましい。水を滴下終了した後の水と有機溶剤の比率は50:50〜80:20が好ましく60:40〜80:20がより好ましい。 Next, the obtained mixture is emulsified or suspended in an aqueous medium to prepare a suspension of colorant-containing resin particles (step 1-ii). Preferably, the mixture is suspended or dissolved by mixing with water in the presence of a basic neutralizing agent, which is a basic compound, to prepare a suspension of colorant-containing resin particles (fine particles (A)). Here, it is preferable to gradually add water to the colorant-containing resin liquid in which the carboxyl group of the polyester resin is neutralized with the base of the basic compound. 50: 50-80: 20 is preferable and, as for the ratio of water and the organic solvent after finishing dripping water, 60: 40-80: 20 is more preferable.
本発明で用いるポリエステルは、カルボキシル基を有することが好ましい。カルボキシル基を有するポリエステル樹脂であれば、カルボキシル基を中和することにより水中で容易に分散するか(以下、自己水分散性という)、または水溶性となる。又、自己水分散性または水溶性のポリエステル樹脂の酸価は、1〜30KOHmg/gが好ましく、3〜20KOHmg/gであることがより好ましい。
これは、ポリエステル樹脂の酸価が1未満であると、ポリエステル樹脂と有機溶剤とが水と均一に溶解もしくは混合した水溶液の製造、またはポリエステル樹脂と有機溶剤との微粒子が水中に懸濁した懸濁液の製造がスムーズに行われず、粗大粒子が発生するので好ましくない。
一方、ポリエステル樹脂の酸価が30より大きいと、各種環境下における帯電量が安定しないため好ましくない。酸価が1〜30KOHmg/gであるポリエステル樹脂は、カルボキシル基が塩基性化合物により中和されることによりアニオン型となる。その結果、樹脂の親水性が増加し、分散安定剤や界面活性剤を使用しなくとも安定に分散または溶解することができる。
The polyester used in the present invention preferably has a carboxyl group. If it is a polyester resin having a carboxyl group, it is easily dispersed in water by neutralizing the carboxyl group (hereinafter referred to as self-water dispersibility) or becomes water-soluble. Further, the acid value of the self-water dispersible or water-soluble polyester resin is preferably 1 to 30 KOHmg / g, and more preferably 3 to 20 KOHmg / g.
This is because when the acid value of the polyester resin is less than 1, production of an aqueous solution in which the polyester resin and the organic solvent are uniformly dissolved or mixed with water, or suspension of fine particles of the polyester resin and the organic solvent suspended in water. Since the suspension is not smoothly produced and coarse particles are generated, it is not preferable.
On the other hand, when the acid value of the polyester resin is greater than 30, the charge amount under various environments is not stable, which is not preferable. The polyester resin having an acid value of 1 to 30 KOHmg / g becomes an anionic type by neutralizing the carboxyl group with a basic compound. As a result, the hydrophilicity of the resin increases, and the resin can be stably dispersed or dissolved without using a dispersion stabilizer or a surfactant.
中和用の塩基性化合物としては、特に制限はなく、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどの無機塩基や、ジエチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミンなどの有機塩基が用いられる。特に、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機塩基が好ましい。ポリエステル樹脂を水中または水が主成分で有機溶剤を含む媒体(水性媒体)中に分散するためには、懸濁安定剤や、界面活性剤などの分散安定剤を添加する方法があるが、懸濁安定剤や、界面活性剤を添加して乳化させる方法では高剪断力が必要となってしまう。これにより、粗大粒子の発生、粒度分布がブロードになることから好ましくない。また、ゲル分を含有するような架橋型ポリエステル樹脂の場合には、さらに不均一な粒度分布となり、実用上限界がある。したがって、本発明では、自己水分散性または水溶性であるポリエステル樹脂を用い、ポリエステル樹脂が有するカルボキシル基を、塩基性化合物により中和する。 The basic compound for neutralization is not particularly limited, and for example, inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia, and organic bases such as diethylamine, triethylamine and isopropylamine are used. In particular, inorganic bases such as ammonia, sodium hydroxide, and potassium hydroxide are preferred. In order to disperse the polyester resin in water or in a medium containing water as a main component and containing an organic solvent (aqueous medium), there is a method of adding a dispersion stabilizer such as a suspension stabilizer or a surfactant. A high shear force is required in the method of emulsifying by adding a turbid stabilizer or a surfactant. This is not preferable because the generation of coarse particles and the particle size distribution become broad. Further, in the case of a cross-linked polyester resin containing a gel content, the particle size distribution becomes more non-uniform, and there is a practical limit. Therefore, in the present invention, a self-dispersible or water-soluble polyester resin is used, and the carboxyl group of the polyester resin is neutralized with a basic compound.
ポリエステル樹脂のカルボキシル基を塩基性化合物の塩基で中和する方法としては、例えば、(1)カルボキシル基を有するポリエステル樹脂、有機顔料、離型剤及び有機溶剤等を含有する混合物を製造した後、塩基で中和する方法や、(2)水または水性媒体中にあらかじめ塩基性中和剤を混合しておき、第二工程を行う際に前記混合物に含まれるポリエステル樹脂の酸性基を中和する方法などが挙げられる。 As a method for neutralizing the carboxyl group of the polyester resin with the base of the basic compound, for example, (1) after producing a mixture containing a polyester resin having a carboxyl group, an organic pigment, a release agent, an organic solvent, and the like, A method of neutralizing with a base, (2) A basic neutralizing agent is mixed in advance in water or an aqueous medium, and the acidic group of the polyester resin contained in the mixture is neutralized when performing the second step. The method etc. are mentioned.
ここで、塩基性化合物の使用量は、ポリエステル樹脂の全カルボキシル基を中和するために必要な量の1〜3倍に相当する量が好ましく、また、1〜2倍に相当する量であることがより好ましい。このようにポリエステル樹脂のカルボキシル基を中和するために要する量よりも過剰に添加することにより、異形の粒子が生成するのを防止することができ、また、合一工程における粒度分布をシャープにすることができる。 Here, the amount of the basic compound used is preferably an amount corresponding to 1 to 3 times the amount necessary for neutralizing all carboxyl groups of the polyester resin, and is an amount corresponding to 1 to 2 times. It is more preferable. By adding in excess of the amount required to neutralize the carboxyl groups of the polyester resin in this way, it is possible to prevent the formation of irregularly shaped particles and sharpen the particle size distribution in the coalescence process. can do.
工程1−iiおいては、DESPA(アサダ鉄工株式会社)、ホモミクサ(特殊機化工業株式会社)あるいはスラッシャ(三井鉱山株式会社)、キャビトロン(株式会社ユーロテック)、などの高速攪拌機、あるいは高速分散機が使用できる。この時の翼先端速度は4〜30m/sであることが好ましく、10〜25m/sであることが特に好ましい。上記高速攪拌機、あるいは高速分散機を用いることで、混合物の水性媒体中への縣濁液を効率よく得られると共に、該混合物に含まれる着色剤の水性媒体中における均一微分散を達成できる。すなわち、あらかじめ工程1−iで微分散された着色剤の状態を高速攪拌することで水性媒体中においても保持することができる。翼先端速度が4m/sより低いと、水性媒体中での着色剤の微分散が不十分となり好ましくない。一方、30m/sより高いと、飛散が激しくなり不溶解物が混在する傾向が見られるため好ましくない。また、その時の温度は、特に制限はないが、温度が高いと、転相水量が多くなるため好ましくない。また、低温だとポリエステル樹脂及び有機溶剤を含む混合物の粘度が上昇し、粗大粒子の発生が多くなるため好ましくない。また、工程1−iiの温度範囲としては20℃〜60℃であることが好ましく、20℃〜50℃であることが特に好ましい。 In step 1-ii, a high-speed stirrer such as DESPA (Asada Iron Works Co., Ltd.), Homomixa (Special Machine Industries Co., Ltd.) or Slasher (Mitsui Mining Co., Ltd.), Cavitron (Eurotech Co., Ltd.), or high-speed dispersion The machine can be used. The blade tip speed at this time is preferably 4 to 30 m / s, and particularly preferably 10 to 25 m / s. By using the high-speed stirrer or the high-speed disperser, a suspension of the mixture in the aqueous medium can be efficiently obtained, and uniform fine dispersion of the colorant contained in the mixture in the aqueous medium can be achieved. That is, the state of the colorant finely dispersed in Step 1-i in advance can be maintained in an aqueous medium by high-speed stirring. When the blade tip speed is lower than 4 m / s, the fine dispersion of the colorant in the aqueous medium becomes insufficient, which is not preferable. On the other hand, if it is higher than 30 m / s, it is not preferable because scattering tends to be intense and insoluble matter tends to be mixed. The temperature at that time is not particularly limited, but a high temperature is not preferable because the amount of phase inversion water increases. On the other hand, if the temperature is low, the viscosity of the mixture containing the polyester resin and the organic solvent is increased, and the generation of coarse particles is increased. Moreover, as a temperature range of process 1-ii, it is preferable that it is 20 to 60 degreeC, and it is especially preferable that it is 20 to 50 degreeC.
次いで、前記懸濁液に分散安定剤を添加し、その後電解質を添加することにより、前記着色剤含有樹脂粒子(微粒子(A))の合一体(B)を製造する(工程1−iii)。
合一法では、着色剤含有樹脂粒子(微粒子(A))の懸濁液を水で希釈して溶剤量を調整し、その後、分散安定剤を添加する。そして、分散安定剤の存在下で電解質の水溶液を滴下することで合一を進めて合一体を得る。微粒子(A)の懸濁液に電解質を添加することで、微粒子が塩析または不安定化され、さらに複数の微粒子が一体化することによって合一が進行し、合一体を得ることができる。なお、電解質を添加することにより、微粒子(A)同士が合一するばかりでなく、水性媒体中に溶解しているポリエステル樹脂が塩析または不安定化することによりポリエステル樹脂の微粒子が析出し、微粒子(A)の表面または既に合一した微粒子(A)の合一体に付着して、或いは、水性媒体中に溶解しているポリエステル樹脂が塩析または不安定化することにより、直接、微粒子(A)の表面または既に合一した微粒子(A)の合一体に付着することにより、合一が進行し、合一体を得る。
Next, a dispersion stabilizer is added to the suspension, and then an electrolyte is added to produce the combined (B) of the colorant-containing resin particles (fine particles (A)) (step 1-iii).
In the coalescence method, a suspension of colorant-containing resin particles (fine particles (A)) is diluted with water to adjust the amount of solvent, and then a dispersion stabilizer is added. And unity is advanced by dripping the aqueous solution of electrolyte in presence of a dispersion stabilizer, and unity is obtained. By adding an electrolyte to the suspension of the fine particles (A), the fine particles are salted out or destabilized, and further, the coalescence proceeds by integrating the plurality of fine particles, whereby the coalescence can be obtained. By adding the electrolyte, not only the fine particles (A) are united, but also the polyester resin dissolved in the aqueous medium is salted out or destabilized to precipitate the fine particles of the polyester resin, The fine particles (A) are directly adhered to the surface of the fine particles (A) or the already-integrated fine particles (A), or the polyester resin dissolved in the aqueous medium is salted out or destabilized to directly form fine particles ( By adhering to the surface of A) or the coalesced fine particles (A) that have already coalesced, coalescence proceeds to obtain the coalesced.
工程1−iiで得られた微粒子(A)の懸濁液は、微粒子(A)の近傍に存在するポリエステル樹脂のカルボン酸塩等による水和作用により水性媒体中で安定して分散している。工程1−iiiでは、微粒子が分散している水性媒体中にその水和状態を破壊あるいは減少させる電解質を添加することで、粒子を析出あるいは不安定化させる。ここで用いられる電解質としては、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、酢酸、シュウ酸などの酸性物質がある。また、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素アンモニウム、硫酸マグネシウム、リン酸ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、塩化カルシュウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、酢酸ナトリウムなどの有機、無機の水溶性の塩なども電解質として有効に用いることができる。これらの電解質は、単独でも、2種類以上の物質を混合してもよい。中でも、硫酸ナトリウムや硫酸アンモニウムのような1価のカチオンの硫酸塩、炭酸塩が均一な合一を進める上で好ましい。ここで得られる合一体は溶剤によって膨潤しており、かつ電解質を添加することによって粒子の水和状態が不安定な状態となっているため、低シェアー(低剪断力)の攪拌により粒子同士を衝突させて合一を進行させることが好ましい。高剪断条件下で合一工程を行うと、合一が行われた粒子の分裂と合一が同時に行われるため好ましくない。分裂が起きずに合一のみが進行するような低シェア条件下で合一工程をコントロールすることが好ましい。 The suspension of fine particles (A) obtained in step 1-ii is stably dispersed in an aqueous medium due to hydration by a carboxylate of a polyester resin existing in the vicinity of the fine particles (A). . In step 1-iii, the particles are precipitated or destabilized by adding an electrolyte that destroys or reduces the hydration state of the aqueous medium in which the fine particles are dispersed. Examples of the electrolyte used here include acidic substances such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, and oxalic acid. Also, sodium sulfate, ammonium sulfate, potassium sulfate, sodium hydrogen sulfate, ammonium hydrogen sulfate, magnesium sulfate, sodium phosphate, sodium dihydrogen phosphate, sodium chloride, potassium chloride, ammonium chloride, calcium chloride, sodium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate Organic and inorganic water-soluble salts such as sodium acetate can also be effectively used as the electrolyte. These electrolytes may be used alone or as a mixture of two or more kinds of substances. Among them, monovalent cation sulfates and carbonates such as sodium sulfate and ammonium sulfate are preferable in promoting uniform coalescence. The resulting unity is swollen by a solvent, and the hydration state of the particles is unstable due to the addition of an electrolyte. Therefore, the particles are brought together by stirring with low shear (low shearing force). It is preferable that the coalescence proceeds by colliding. It is not preferable to perform the coalescing step under high shear conditions because the particles that have undergone coalescence are split and coalesced simultaneously. It is preferable to control the coalescence process under low shear conditions where only coalescence proceeds without splitting.
ところで、電解質などの添加だけでは、系内の合一体の分散が不安定になっているため、合一が不均一となり、粗大粒子や凝集物が発生することがある。このように電解質の添加により生成した合一体が不均一な合一を繰り返すことによって目的とする粒子径以上の凝集体を形成するのを防止するためには、電解質を添加する前に、ヒドロキシアパタイトなどの無機分散安定剤やイオン性あるいはノニオン性の界面活性剤を分散安定剤として添加する必要がある。工程1−iiiにおいて用いられる分散安定剤は、後から添加する電解質の存在下においても分散安定性を保持できる特性が必要である。そのような特性を有する分散安定剤としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなど、あるいは各種プルロニック系などのノニオン型の乳化剤、あるいはアルキル硫酸エステル塩型、アルキルスルホン酸塩型のアニオン性乳化剤、また、第四級アンモニウム塩型のカチオン型の分散安定剤などがある。中でも、アニオン型、ノニオン型の分散安定剤が少量の添加量であっても系の分散安定性に効果があるので好ましい。ノニオン型の界面活性剤の曇点は40℃以上であることが好ましい。上述した界面活性剤は単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよい。また、本発明の製造方法では、分散安定剤(乳化剤)の存在下に電解質を添加することで、不均一な合一を防止することが可能となる。これにより、シャープな粒度分布が得られると共に、収率の向上が達成される。 By the way, only by adding an electrolyte or the like, the unitary dispersion in the system becomes unstable, so the unity becomes nonuniform and coarse particles and aggregates may be generated. In order to prevent the formation of an aggregate having a particle size larger than the target particle size by repeating non-uniform coalescence generated by the addition of the electrolyte in this way, before adding the electrolyte, hydroxyapatite It is necessary to add an inorganic dispersion stabilizer such as ionic or nonionic surfactant as a dispersion stabilizer. The dispersion stabilizer used in the step 1-iii needs to have a property capable of maintaining dispersion stability even in the presence of an electrolyte added later. Examples of the dispersion stabilizer having such characteristics include polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester. Nonionic emulsifiers such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, various pluronics, etc., alkyl sulfate ester type, alkyl sulfonate type anionic emulsifiers, and quaternary ammonium salt type cationic dispersions There are stabilizers. Among these, an anion type and nonionic type dispersion stabilizer is preferable even if it is added in a small amount because it has an effect on the dispersion stability of the system. The cloud point of the nonionic surfactant is preferably 40 ° C. or higher. The above-described surfactants may be used alone or in combination of two or more. Further, in the production method of the present invention, it is possible to prevent non-uniform coalescence by adding an electrolyte in the presence of a dispersion stabilizer (emulsifier). As a result, a sharp particle size distribution is obtained and an improvement in yield is achieved.
また、均一な合一を進める上では、合一時の攪拌条件が重要であり、例えば、アンカー翼、タービン翼、ファウドラー翼、フルゾーン翼、マックスブレンド翼、半月翼などが用いられている。中でも、マックスブレンド翼やフルゾーン翼のような均一混合性に優れた大型翼を用いることが好ましい。均一な合一体を生成させるための攪拌翼の周速は、0.2〜10m/sが好ましく、0.2〜8m/s未満の低シェアでの攪拌がより好ましい。特に、0.2〜6m/sとすることが好ましい。攪拌翼の周速が10m/sよりも早いと、微粒子が残存するため好ましくない。一方、周速が0.2m/sよりも遅いと、攪拌が不均一となり粗大粒子が発生する傾向となるので好ましくない。上述した条件であれば、微粒子同士の衝突のみにより合一が進行し、合一体が再び解離、分散することがない。特に、合一法では微小粒子から優先的に合一が進行するため、超微粒子の発生が少なく、かつシャープな粒度分布となるため収率の向上が達成できる。 In order to promote uniform coalescence, agitation conditions at the same time are important, and for example, anchor blades, turbine blades, fowler blades, full zone blades, max blend blades, and meniscus blades are used. Among them, it is preferable to use a large wing excellent in uniform mixing properties such as a Max blend wing or a full zone wing. The peripheral speed of the stirring blade for generating a uniform unity is preferably 0.2 to 10 m / s, and more preferably stirring with a low shear of less than 0.2 to 8 m / s. In particular, 0.2 to 6 m / s is preferable. If the peripheral speed of the stirring blade is faster than 10 m / s, fine particles remain, which is not preferable. On the other hand, if the peripheral speed is slower than 0.2 m / s, stirring is not uniform and coarse particles tend to be generated, which is not preferable. Under the above-described conditions, coalescence proceeds only by collision of fine particles, and the coalescence does not dissociate and disperse again. In particular, in the coalescence method, coalescence proceeds preferentially from fine particles, so that generation of ultrafine particles is small and a sharp particle size distribution is achieved, so that an improvement in yield can be achieved.
合一体を形成する場合には、系中の有機溶剤であるメチルエチルケトン量を調整することが好ましい。そのため、必要に応じて系中の懸濁液または水溶液を水でさらに希釈することが好ましい。その後、分散安定剤、及び電解質を順次添加して合一を行う。電解質を添加する前の系中に含まれる溶剤量は、12〜45質量%が好ましく、15〜30質量%であることがより好ましい。溶剤量が12質量%よりも少ないと、合一に要する電解質量が多くなるので好ましくない。また、溶剤量が45質量%よりも多いと不均一な合一による凝集物発生が多くなり、また、分散安定剤の添加量が多くなるので好ましくない。 When forming a unity, it is preferable to adjust the amount of methyl ethyl ketone which is an organic solvent in the system. Therefore, it is preferable to further dilute the suspension or aqueous solution in the system with water as necessary. Thereafter, a dispersion stabilizer and an electrolyte are sequentially added to perform coalescence. 12-45 mass% is preferable and, as for the amount of the solvent contained in the system before adding electrolyte, it is more preferable that it is 15-30 mass%. If the amount of solvent is less than 12% by mass, the electrolytic mass required for coalescence increases, which is not preferable. On the other hand, if the amount of the solvent is more than 45% by mass, the generation of aggregates due to non-uniform coalescence increases, and the amount of dispersion stabilizer added increases, which is not preferable.
また、使用する分散安定剤の量は、例えば固形分含有量に対し、0.1〜3.0質量%が好ましく、0.3〜2.0質量%であることがより好ましく、0.3〜1.5質量%であることが特に好ましい。これは、0.1質量%よりも少ないと、目的とする粗大粒子発生に対する防止効果が得られないためである。また、3.0質量%よりも多いと、電解質の量を増加しても合一が十分に進行せず、所定粒径の粒子が得られなくなり、結果として、微粒子が残存してしまい収率を低下させるためである。 Further, the amount of the dispersion stabilizer to be used is preferably 0.1 to 3.0% by mass, more preferably 0.3 to 2.0% by mass, for example, based on the solid content. It is especially preferable that it is -1.5 mass%. This is because if it is less than 0.1% by mass, the desired effect of preventing the generation of coarse particles cannot be obtained. On the other hand, when the amount is more than 3.0% by mass, coalescence does not proceed sufficiently even if the amount of the electrolyte is increased, and particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. As a result, fine particles remain and yield. This is because of lowering.
また、使用する電解質の量は、固形分含有量に対し、0.5〜15質量%が好ましく、1〜12質量%であることがより好ましく、1〜10質量%であることが特に好ましい。これは、電解質の量が0.5質量%よりも少ないと、合一が十分に進行しないためである。また、電解質の量が15質量%よりも多いと、合一が不均一となり、凝集物の発生や、粗大粒子が発生し収率を低下させるためである。 Moreover, 0.5-15 mass% is preferable with respect to solid content, and, as for the quantity of the electrolyte to be used, it is more preferable that it is 1-12 mass%, and it is especially preferable that it is 1-10 mass%. This is because coalescence does not proceed sufficiently when the amount of electrolyte is less than 0.5% by mass. Further, when the amount of the electrolyte is more than 15% by mass, the coalescence becomes non-uniform, and aggregates and coarse particles are generated to reduce the yield.
また、合一時の温度は、10〜50℃が好ましく、20〜40℃であることがより好ましく、20〜35℃であることが特に好ましい。これは、温度が10℃よりも低いと、合一が進行しにくくなるためである。また、温度が50℃よりも高いと、合一速度が速くなり、凝集物や、粗大粒子が発生しやすくなるためである。本発明の製造方法では、例えば、20〜40℃といった低温の条件で、合一による合一体の生成が可能である。 Moreover, 10-50 degreeC is preferable, as for the temporary temperature, it is more preferable that it is 20-40 degreeC, and it is especially preferable that it is 20-35 degreeC. This is because coalescence is difficult to proceed when the temperature is lower than 10 ° C. Moreover, when temperature is higher than 50 degreeC, it is because a coalescence rate will become quick and it will become easy to generate | occur | produce an aggregate and a coarse particle. In the production method of the present invention, it is possible to produce a unity by uniting under a low temperature condition of 20 to 40 ° C., for example.
ところで、摩擦帯電性能を良好に保持するためには、着色剤などがトナー粒子表面に露出しないようにすること、すなわち着色剤などがトナー粒子に内包されたトナー構造とすることが有効である。トナーの小粒径化に伴う帯電性の悪化は、含有する着色剤やその他の添加物(通常離型剤など)の一部がトナー粒子表面に露出することも原因になっている。すなわち、着色剤などの含有率(質量%)が同じであっても、小粒径化によりトナー粒子の表面積が増大し、トナー粒子表面に露出する着色剤や離型剤などの比率が増大し、その結果トナー粒子表面の組成が大きく変化し、トナー粒子の摩擦帯電性能が大きく変わり適正な帯電性が得られにくくなる。 By the way, in order to maintain the frictional charging performance satisfactorily, it is effective to prevent the colorant and the like from being exposed on the surface of the toner particles, that is, to have a toner structure in which the colorant and the like are included in the toner particles. The deterioration of the chargeability accompanying the reduction in the toner particle size is caused by the fact that a part of the contained colorant and other additives (usually a release agent) is exposed on the toner particle surface. That is, even if the content (% by mass) of the colorant is the same, the surface area of the toner particle is increased by reducing the particle size, and the ratio of the colorant and the release agent exposed on the surface of the toner particle is increased. As a result, the composition of the toner particle surface changes greatly, and the frictional charging performance of the toner particles changes greatly, making it difficult to obtain an appropriate chargeability.
上記の製造方法により製造されるトナー粒子は、着色剤や離型剤などがポリエステル樹脂に内包されていることが特徴である。トナー粒子表面に着色剤や離型剤などが露出していないことは、例えば、粒子の断面をTEM(透過型電子顕微鏡)で観察することにより容易に判定できる。より具体的には、トナー粒子を樹脂包埋してミクロトームで切断した断面を、必要ならば酸化ルテニウムなどで染色し、TEMで観察することで、着色剤や離型剤などが粒子内に内包されてほぼ均一に分散していることが確認できる。 The toner particles produced by the above production method are characterized in that a colorant, a release agent and the like are encapsulated in a polyester resin. Whether the colorant, the release agent or the like is not exposed on the toner particle surface can be easily determined by observing the cross section of the particle with a TEM (transmission electron microscope), for example. More specifically, a cross-section obtained by embedding the toner particles with a resin and cutting with a microtome is dyed with ruthenium oxide or the like if necessary, and observed with a TEM, so that a colorant or a release agent is included in the particles. It can be confirmed that the particles are dispersed almost uniformly.
工程1−iiiで得られる合一体の形状は、合一の程度により不定形から球形まで変化させることができる。例えば、平均円形度で表現すれば、0.94〜0.99まで変化させることが可能である。なお、この平均円形度は、最終的に得られたトナー粒子のSEM(走査型電子顕微鏡)写真を撮影し、画像解析装置(ルーゼックスAP 株式会社ニレコ製)などで計算することで求められるが、シスメックス(株)製フロー式粒子像分析装置FPIP−1000を使用すると容易に得られるため、本明細書ではこの装置で測定した値を平均円形度としている。 The unitary shape obtained in step 1-iii can be changed from an indeterminate shape to a spherical shape depending on the degree of unity. For example, it can be changed from 0.94 to 0.99 in terms of average circularity. The average circularity can be obtained by taking a SEM (scanning electron microscope) photograph of the finally obtained toner particles and calculating with an image analysis device (manufactured by Luzex AP Co., Ltd.). Since it can be easily obtained by using a flow type particle image analyzer FPIP-1000 manufactured by Sysmex Corporation, a value measured by this apparatus is used as an average circularity in this specification.
トナー粒子の形状は、少なくとの1個以上の球面を有し、更には複数個の球面から構成されることが好ましく、平均円形度としては0.95以上であることが好まく、0.96以上であることがより好ましい。特に、0.97以上であることがもっとも好ましい。これは、平均円形度を0.97以上の略球形あるいは球形の形状とすることで粉体流動性の向上、転写効率の向上がみられ、トナーとして用いる場合には上記範囲とすることが好ましい。特に、粒径が小さくなるにつれ、球形と不定形では、粉体流動性、転写効率、トナー消費量の面での差は大きくなる。 The shape of the toner particles has at least one spherical surface and is preferably composed of a plurality of spherical surfaces, and the average circularity is preferably 0.95 or higher. More preferably, it is 96 or more. In particular, it is most preferable that it is 0.97 or more. This is because the powder fluidity and the transfer efficiency are improved by setting the average circularity to a substantially spherical or spherical shape having an average circularity of 0.97 or more. . In particular, as the particle size decreases, the difference in terms of powder flowability, transfer efficiency, and toner consumption increases between spherical and irregular shapes.
次に、合一工程において得られた合一体を含む水性媒体から有機溶剤を除去する(工程1−iv)。合一工程で得られた合一体は有機溶剤を内包し、膨潤しているため高温条件下では凝集しやすい。そのため、脱溶剤を低温条件下で、速やかに行うためには減圧下で行うことが好ましい。 Next, the organic solvent is removed from the aqueous medium including the unity obtained in the uniting step (step 1-iv). The unity obtained in the uniting step contains an organic solvent and swells, so that it tends to aggregate under high temperature conditions. Therefore, it is preferable to carry out the desolvation under reduced pressure in order to carry out the desolvation quickly under a low temperature condition.
次に、合一体(B)を水性媒体から分離し、洗浄、脱水する(工程1−v)。水性媒体からの分離は、遠心分離機、あるいはフィルタープレス、ベルトフィルターなどの公知慣用の手段で行うことができる。ついで粒子を乾燥させることによりトナー粒子を得ることができる。ここで、工程1−iiiにおいて分散安定剤を用いている場合、より十分に洗浄することが好ましい。 Next, the combined body (B) is separated from the aqueous medium, washed and dehydrated (step 1-v). Separation from the aqueous medium can be performed by a known and commonly used means such as a centrifugal separator, a filter press, a belt filter or the like. Subsequently, the toner particles can be obtained by drying the particles. Here, in the case where a dispersion stabilizer is used in Step 1-iii, it is preferable to wash more sufficiently.
上記工程により得られた合一体(B)(含水着色剤含有樹脂粒子)を、以下の第2工程に供する。 The unitary body (B) (water-containing colorant-containing resin particles) obtained by the above step is subjected to the following second step.
トナーの粒度分布については、コールター社製マルチサイザーTAII型(アパーチャーチューブ径:100μm)による測定で、50%体積粒径/50%個数粒径が1.25以下であることが好ましく、1.20以下であることがより好ましい。これは、1.25以下であると良好な画像が得られやすくなるためである。また、GSD(幾何標準偏差)は1.30以下が好ましく、1.25以下がより好ましい。なお、GSDは、コールター社製マルチサイザーTAII型による測定で、(16%体積粒径/84%体積粒径)の平方根により求められる値である。GSDの値が小さいほど粒度分布がシャープになり、良好な画像が得られる。また、このようなシャープな粒度分布を有することで、第一工程終了後の含水率が低減できると共に、第二工程における流動性が向上するため好ましい。 The toner particle size distribution is preferably 50% volume particle size / 50% number particle size of 1.25 or less, as measured with a multisizer TAII type (aperture tube diameter: 100 μm) manufactured by Coulter, Inc. The following is more preferable. This is because it is easy to obtain a good image when it is 1.25 or less. The GSD (geometric standard deviation) is preferably 1.30 or less, and more preferably 1.25 or less. The GSD is a value obtained from the square root of (16% volume particle size / 84% volume particle size) as measured by a multisizer TAII type manufactured by Coulter. The smaller the GSD value, the sharper the particle size distribution and the better the image. Moreover, it is preferable to have such a sharp particle size distribution because the water content after the first step can be reduced and the fluidity in the second step is improved.
トナーの体積平均粒径として、得られる画像品質などの点から1〜13μmの範囲にあるものが好ましく、3〜10μm程度が現行のマシンとのマッチングが得やすいことなどもあってより好ましい。カラートナーにあっては、体積平均粒径が3〜8μmとなる範囲が好適である。体積平均粒径が小さくなると解像性や階調性が向上するだけでなく、印刷画像を形成するトナー層の厚みが薄くなり、ページあたりのトナー消費量が減少するという効果も発現されるからである。 The volume average particle diameter of the toner is preferably in the range of 1 to 13 μm from the viewpoint of the obtained image quality, etc., and about 3 to 10 μm is more preferable because it can be easily matched with the current machine. For a color toner, a range in which the volume average particle diameter is 3 to 8 μm is preferable. When the volume average particle size is reduced, not only the resolution and gradation are improved, but also the thickness of the toner layer forming the printed image is reduced and the toner consumption per page is reduced. It is.
本発明で使用するポリエステル樹脂は、架橋型ポリエステル樹脂と直鎖型ポリエステル樹脂との混合物であることが好ましく、以下の原料の中から選択される化合物を反応させることによって得られる。
架橋型ポリエステルは、2価の多塩基酸またはその誘導体と、2価のアルコールと、架橋剤として多価化合物とを反応させることによって製造することが好ましい。特に、2価の多塩基酸またはその誘導体と、2価の脂肪族多価アルコールと、架橋剤として多価エポキシ化合物とを反応させることによって製造することが好ましい。
また、直鎖型ポリエステル樹脂は、2価の多塩基酸類と、2価のアルコールとを反応させることによって製造する。特に、2価の多塩基酸類と、2価の脂肪族アルコールとを反応させることによって製造することが好ましい。
The polyester resin used in the present invention is preferably a mixture of a cross-linked polyester resin and a linear polyester resin, and can be obtained by reacting a compound selected from the following raw materials.
The cross-linked polyester is preferably produced by reacting a divalent polybasic acid or a derivative thereof, a divalent alcohol, and a polyvalent compound as a cross-linking agent. In particular, it is preferable to produce by reacting a divalent polybasic acid or a derivative thereof, a divalent aliphatic polyhydric alcohol, and a polyvalent epoxy compound as a crosslinking agent.
The linear polyester resin is produced by reacting a divalent polybasic acid with a divalent alcohol. In particular, it is preferable to produce by reacting a divalent polybasic acid with a divalent aliphatic alcohol.
架橋型ポリエステル樹脂と直鎖型ポリエステル樹脂とを製造する際に使用する酸成分としては、以下の2価の塩基酸類を使用することができる。例えば、2価の塩基酸化合物としては、無水フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、アジピン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸などのジカルボン酸またはその誘導体またはそのエステル化物が挙げられる。 The following divalent basic acids can be used as the acid component used when producing the cross-linked polyester resin and the linear polyester resin. For example, divalent basic acid compounds include phthalic anhydride, terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, adipic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydroanhydride Examples thereof include dicarboxylic acids such as phthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, malonic acid, glutaric acid, azelaic acid, sebacic acid, and derivatives or esterified products thereof.
また、2価の脂肪族アルコール成分としては、以下のアルコール類を使用することができる。2価の脂肪族アルコールとしては、例えば1,4−シクロヘキサンジメタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイドランダム共重合体ジオール、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイドブロック共重合体ジオール、エチレンオキサイド−テトラハイドロフラン共重合体ジオール、ポリカプロカクトンジオールなどのジオールが挙げられる。 In addition, as the divalent aliphatic alcohol component, the following alcohols can be used. Examples of the divalent aliphatic alcohol include 1,4-cyclohexanedimethanol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, neopentyl glycol, butanediol, pentanediol, and hexanediol. Diols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, ethylene oxide-propylene oxide random copolymer diol, ethylene oxide-propylene oxide block copolymer diol, ethylene oxide-tetrahydrofuran copolymer diol, polycaprocactone diol It is done.
架橋型ポリエステル樹脂と直鎖型ポリエステル樹脂とにおいて、脂肪族アルコールを用いることにより、ワックス類との相溶性が良好となり、耐オフセット性が改良され、好ましい。また、ポリエステル主鎖を軟質化することにより低温での定着性が改善される。
架橋型のポリエステル樹脂を製造する際には、さらに架橋剤として多価エポキシ化合物を使用する。そのような化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、N,N−ジグリシジルアニリン、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、テトラキス1,1,2,2(p−ヒドロキシフェニル)エタンテトラグリシジルエーテル、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ基を有するビニル化合物の重合体、あるいは共重合体、エポキシ化レゾルシノール−アセトン縮合物、部分エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ基を有するビニル化合物の重合体、あるいは共重合体、半乾性もしくは乾性脂肪酸エステルエポキシ化合物などが挙げられる。上記の化合物の中でもビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテルがより好適に用いられる。
Use of an aliphatic alcohol in the cross-linked polyester resin and the linear polyester resin is preferable because compatibility with waxes is improved and offset resistance is improved. Moreover, fixing property at low temperature is improved by softening the polyester main chain.
When producing a crosslinked polyester resin, a polyvalent epoxy compound is further used as a crosslinking agent. Examples of such compounds include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, ethylene glycol diglycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether, N, N-diglycidyl aniline, glycerin triglycidyl ether. , Trimethylolpropane triglycidyl ether, trimethylolethane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether,
具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の例として大日本インキ化学工業(株)製エピクロン850、エピクロン1050、エピクロン2055、エピクロン3050などが、ビスフェノールF型エポキシ樹脂の例として大日本インキ化学工業(株)製エピクロン830、エピクロン520などが、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の例として大日本インキ化学工業(株)製エピクロンN−660,N−665,N−667,N−670,N−673,N−680,N−690,N−695などが、フェノールノボラック型エポキシ樹脂の例としては大日本インキ化学工業(株)製エピクロンN−740,N−770,N−775,N−865などが挙げられる。エポキシ基を有するビニル化合物の重合体、あるいは共重合体としてはグリシジル(メタ)アクリレートのホモポリマー、あるいはアクリル共重合体、スチレンとの共重合体が挙げられる。 Specifically, as an example of bisphenol A type epoxy resin, Dainippon Ink & Chemicals, Inc. Epicron 850, Epicron 1050, Epicron 2055, Epicron 3050, etc. are examples of bisphenol F type epoxy resin. Epicron 830, Epicron 520, etc. manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. as examples of orthocresol novolak type epoxy resins are N-660, N-665, N-667, N-670, N-673. N-680, N-690, N-695 and the like, and examples of the phenol novolac type epoxy resin include Epicron N-740, N-770, N-775, N-865, etc. manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc. Can be mentioned. Examples of the polymer or copolymer of a vinyl compound having an epoxy group include a homopolymer of glycidyl (meth) acrylate, an acrylic copolymer, and a copolymer with styrene.
また、上述したエポキシ化合物は2種以上併用して用いることもでき、さらに、樹脂の変性剤として、以下に記載するモノエポキシ化合物を併せて用いることもできる。同時に使用することができるモノエポキシ化合物としては、例えばフェニルグリシジルエーテル、アルキルフェニルグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエステル、アルキルフェノールアルキレンオキサイド付加物のグリシジルエーテル、α−オレフィンオキサイド、モノエポキシ脂肪酸アルキルエステルなどが挙げられる。 Moreover, the epoxy compound mentioned above can also be used in combination of 2 or more types, Furthermore, the mono epoxy compound described below can also be used together as a modifier | denaturant of resin. Examples of the monoepoxy compound that can be used at the same time include phenyl glycidyl ether, alkylphenyl glycidyl ether, alkyl glycidyl ether, alkyl glycidyl ester, glycidyl ether of alkylphenol alkylene oxide adduct, α-olefin oxide, monoepoxy fatty acid alkyl ester, etc. Is mentioned.
これらのモノエポキシ化合物を併用することにより定着性、高温での耐オフセット性が向上する。これらの中でも、特にアルキルグリシジルエステルがより好適に用いられる。具体的な例としてはネオデカン酸グリシジルエステル(カージュラE;シェルジャパン製が挙げられる。 By using these monoepoxy compounds in combination, fixability and resistance to offset at high temperatures are improved. Among these, alkyl glycidyl esters are particularly preferably used. Specific examples include neodecanoic acid glycidyl ester (Cardura E; manufactured by Shell Japan).
架橋型ポリエステル樹脂と直鎖型ポリエステル樹脂とは、上述した原料成分を用いて、例えば触媒の存在下で脱水縮合反応あるいはエステル交換反応を行うことにより得ることができる。この際の反応温度及び反応時間は、特に限定されるものではないが、通常150〜300℃で2〜24時間である。 The cross-linked polyester resin and the linear polyester resin can be obtained, for example, by performing a dehydration condensation reaction or a transesterification reaction in the presence of a catalyst using the raw material components described above. The reaction temperature and reaction time at this time are not particularly limited, but are usually 150 to 300 ° C. and 2 to 24 hours.
上記反応を行う際の触媒としては、例えばテトラブチルチタネート、酸化亜鉛、酸化第一錫、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジラウレート、パラトルエンスルホン酸などを適宜使用することができる。 As the catalyst for performing the above reaction, for example, tetrabutyl titanate, zinc oxide, stannous oxide, dibutyltin oxide, dibutyltin dilaurate, paratoluenesulfonic acid, and the like can be used as appropriate.
本発明で使用する架橋型ポリエステル樹脂と直鎖型ポリエステル樹脂との使用比率は、(架橋型ポリエステル樹脂の質量)/(直鎖型ポリエステル樹脂の質量)=5/95〜60/40が好ましく、10/90〜40/60であることがより好ましく、20/80〜40/60であることが特に好ましい。架橋型ポリエステル樹脂の比率が5質量%よりも少ないと、耐ホットオフセット性が低下するので好ましくない。また、合一速度が低下し、ワックスや着色剤などの分散性が低下するので好ましくない。また、60質量%よりも多いと、溶融粘度(T1/2温度)が上昇し、低温定着性が低下するので好ましくない。 The use ratio of the crosslinked polyester resin and the linear polyester resin used in the present invention is preferably (mass of crosslinked polyester resin) / (mass of linear polyester resin) = 5 / 95-60 / 40, It is more preferably 10/90 to 40/60, and particularly preferably 20/80 to 40/60. When the ratio of the cross-linked polyester resin is less than 5% by mass, the hot offset resistance is lowered, which is not preferable. In addition, the coalescence speed is lowered, and the dispersibility of wax, colorant and the like is lowered, which is not preferable. On the other hand, if it is more than 60% by mass, the melt viscosity (T1 / 2 temperature) increases and the low-temperature fixability decreases, which is not preferable.
架橋型ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、60〜85℃であることが好ましく、60〜75℃であることが特に好ましい。ガラス転移温度(Tg)が55℃より低いと、トナーが保存、運搬、あるいはマシンの現像装置内部で高温下に晒された場合にブロッキング現象(熱凝集)を生じやすい。また、ガラス転移温度(Tg)が85℃より高いと、低温定着性が低下するため好ましくない。
直鎖型ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、40〜70℃であることが好ましく、50〜65℃であることが特に好ましい。ガラス転移温度(Tg)が40℃より低いと、トナーが保存、運搬、あるいはマシンの現像装置内部で高温下に晒された場合にブロッキング現象(熱凝集)を生じやすい。また、ガラス転移温度(Tg)が70℃より高いと、低温定着性が低下するため好ましくない。
The glass transition temperature (Tg) of the cross-linked polyester resin is preferably 60 to 85 ° C, and particularly preferably 60 to 75 ° C. When the glass transition temperature (Tg) is lower than 55 ° C., a blocking phenomenon (thermal aggregation) tends to occur when the toner is stored, transported, or exposed to a high temperature inside the developing device of the machine. Further, if the glass transition temperature (Tg) is higher than 85 ° C., the low-temperature fixability is lowered, which is not preferable.
The glass transition temperature (Tg) of the linear polyester resin is preferably 40 to 70 ° C, and particularly preferably 50 to 65 ° C. When the glass transition temperature (Tg) is lower than 40 ° C., a blocking phenomenon (thermal aggregation) tends to occur when the toner is stored, transported, or exposed to a high temperature inside the developing device of the machine. On the other hand, if the glass transition temperature (Tg) is higher than 70 ° C., the low-temperature fixability is lowered, which is not preferable.
また、架橋型ポリエステル樹脂の軟化点としては、160℃以上となっていることが好ましく、中でも、160℃〜220℃であることが好ましい。ここで、架橋型ポリエステル樹脂の軟化点としては、170℃〜200℃であることがより好ましく、170℃〜190℃であることが特に好ましい。これは、軟化点が160℃未満の場合は、トナーが凝集現象を生じやすくなるので保存時や印字の際にトラブルになりやすく、220℃を越える場合は、定着性が悪化しやすくなるためである。
また、直鎖型ポリエステル樹脂の軟化点としては、90℃以上となっていることが好ましく、中でも、90℃〜130℃であることが好ましい。ここで、直鎖型ポリエステル樹脂の軟化点としては、90℃〜120℃であることがより好ましく、90℃〜110℃であることが特に好ましい。これは、架橋型ポリエステル樹脂と同様に、軟化点が90℃未満の場合は、ガラス転移温度が低下してしまい、トナーが凝集現象を生じやすくなるので保存時や印字の際にトラブルになりやすく、130℃を越える場合には定着性が悪化しやすくなるためである。
Further, the softening point of the cross-linked polyester resin is preferably 160 ° C. or higher, and more preferably 160 ° C. to 220 ° C. Here, the softening point of the cross-linked polyester resin is more preferably 170 ° C to 200 ° C, and particularly preferably 170 ° C to 190 ° C. This is because when the softening point is less than 160 ° C., the toner tends to cause agglomeration phenomenon, which is likely to cause trouble during storage or printing, and when it exceeds 220 ° C., the fixability tends to deteriorate. is there.
Moreover, as a softening point of a linear polyester resin, it is preferable that it is 90 degreeC or more, and it is preferable that it is 90 to 130 degreeC especially. Here, the softening point of the linear polyester resin is more preferably 90 ° C to 120 ° C, and particularly preferably 90 ° C to 110 ° C. As with the cross-linked polyester resin, when the softening point is less than 90 ° C., the glass transition temperature is lowered, and the toner tends to cause aggregation phenomenon, which is likely to cause trouble during storage or printing. If the temperature exceeds 130 ° C., the fixability tends to deteriorate.
また、架橋型ポリエステル樹脂と直鎖型ポリエステル樹脂との混合物の軟化点は、100℃〜150℃となっていることが好ましい。ここで、混合物の軟化点は、110℃〜150℃であることがより好ましく、120℃〜140℃であることが特に好ましい。これは、上述と同様に、軟化点が100℃未満の場合は、トナーが凝集現象を生じやすくなるので保存時や印字の際にトラブルになりやすく、150℃を越える場合には定着性が悪化しやすくなるためである。 The softening point of the mixture of the cross-linked polyester resin and the linear polyester resin is preferably 100 ° C to 150 ° C. Here, the softening point of the mixture is more preferably 110 ° C to 150 ° C, and particularly preferably 120 ° C to 140 ° C. As described above, when the softening point is less than 100 ° C., the toner tends to agglomerate, which is likely to cause trouble during storage and printing. When the softening point exceeds 150 ° C., the fixing property is deteriorated. It is because it becomes easy to do.
ポリエステル樹脂の軟化点は、定荷重押出し形細管式レオメータである島津製作所製フローテスタCFT−500を用いて測定されるT1/2温度で定義する。フローテスタでの測定条件は、ピストン断面積1cm2 、シリンダ圧力0.98MPa、ダイ長さ1mm、ダイ穴径1mm、測定開始温度50℃、昇温速度6℃/min、試料質量1.5gの条件で行った。
The softening point of the polyester resin is defined by a T1 / 2 temperature measured using a flow tester CFT-500 manufactured by Shimadzu Corporation, which is a constant load extrusion type capillary rheometer. The measurement conditions with the flow tester were: piston
本発明の製造方法では、離型剤を用いることができる。その場合に離型剤としては、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、フィーシャートロプシュワックスなどの炭化水素系ワックス類、合成エステルワックス類、カルナバワックス、ライスワックスなどの天然エステル系ワックス類の中から選択した離型剤が用いられる。中でも、カルナバワックス、ライスワックスなどの天然系エステルワックス、多価アルコールと長鎖モノカルボン酸から得られる合成エステルワックス類、フィーシャートロプシュワックスなどの炭化水素系ワックス類が好適に用いられる。合成エステルワックスとしては、例えば、WEP−5(日本油脂社製)が好適に用いられる。離型剤の含有量は、1質量%未満であると離型性が不十分となりやすく、40質量%を越えるとワックスがトナー粒子表面に露出しやすくなり、帯電性や保存安定性が低下しやすくなるため、1〜40質量%の範囲内が好ましい。 In the production method of the present invention, a release agent can be used. In this case, the release agent may be selected from hydrocarbon waxes such as polypropylene wax, polyethylene wax, and Fischer-Tropsch wax, and natural ester waxes such as synthetic ester wax, carnauba wax, and rice wax. A mold is used. Of these, natural ester waxes such as carnauba wax and rice wax, synthetic ester waxes obtained from polyhydric alcohols and long-chain monocarboxylic acids, and hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax are preferably used. As the synthetic ester wax, for example, WEP-5 (manufactured by NOF Corporation) is preferably used. If the content of the release agent is less than 1% by mass, the releasability is likely to be insufficient, and if it exceeds 40% by mass, the wax is likely to be exposed on the toner particle surface, and the chargeability and storage stability are reduced. Since it becomes easy, the inside of the range of 1-40 mass% is preferable.
また、帯電制御剤を用いることができる。正帯電性帯電制御剤としては、特に限定はなく、トナー用として公知慣用のニグロシン化合物、第4級アンモニウム化合物、オニウム化合物、トリフェニルメタン系化合物などが使用できる。また、アミノ基、イミノ基、N−ヘテロ環などの塩基性基含有化合物、例えば3級アミノ基含有スチレンアクリル樹脂なども正帯電性帯電制御剤としてニグロシン染料と併用できる。また、用途によっては、アゾ染料金属錯体やサリチル酸誘導体金属錯塩などの負帯電制御剤を少量併用することも可能である。負帯電性帯電制御剤としては、トリメチルエタン系染料、サリチル酸の金属錯塩、ベンジル酸の金属錯塩、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、金属錯塩アゾ系染料、アゾクロムコンプレックスなどの重金属含有酸性染料、カッリクスアレン型のフエノール系縮合物、環状ポリサッカライド、カルボキシル基及び/またはスルホニル基を含有する樹脂などが挙げられる。 In addition, a charge control agent can be used. The positively chargeable charge control agent is not particularly limited, and known and commonly used nigrosine compounds, quaternary ammonium compounds, onium compounds, triphenylmethane compounds, and the like can be used for toner. A basic group-containing compound such as an amino group, an imino group, or an N-heterocycle, such as a tertiary amino group-containing styrene acrylic resin, can also be used in combination with the nigrosine dye as a positively chargeable charge control agent. Depending on the application, a small amount of a negative charge control agent such as an azo dye metal complex or a salicylic acid derivative metal complex salt may be used in combination. Negative charge control agents include trimethylethane dyes, metal complexes of salicylic acid, metal complexes of benzylic acid, copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo pigments, metal complex azo dyes, azochrome complexes Examples thereof include dyes, calixarene-type phenol condensates, cyclic polysaccharides, resins containing carboxyl groups and / or sulfonyl groups.
帯電制御剤の含有量は0.01〜10質量%であることが好ましい。特に0.1〜6質量%であることが好ましい。 The content of the charge control agent is preferably 0.01 to 10% by mass. It is especially preferable that it is 0.1-6 mass%.
着色剤については、特に制限はなく、公知慣用のものが用いられる。黒色系着色剤としては、カーボンブラック、C.I.Pigment Black 11などの鉄酸化物系顔料、C.I.Pigment Black 12などの鉄−チタン複合酸化物系顔料が挙げられる。カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックなどが挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular about a coloring agent, A well-known and usual thing is used. Examples of black colorants include carbon black, C.I. I.
また、青系の着色剤としては、フタロシアニン系のC.I.Pigment Blue 1,2,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,15,16,17:1,27,28,29,56,60,63などが挙げられる。青系の着色剤として、好ましくは、C.I.Pigment Blue 15:3,15,16,60が挙げられ、最も好ましくは、C.I.Pigment Blue 15:3,60が挙げられる。
As the blue colorant, phthalocyanine C.I. I.
また、黄色系の着色剤としては、例えば、C.I.Pigment Yellow 1,3,4,5,6,12,13,14,15,16,17,18,24,55,65,73,74,81,83,87,93,94,95,97,98,100,101,104,108,109,110,113,116,117,120,123,128,129,133,138,139,147,151,153,154,155,156,168,169,170,171,172,173,180,185などが挙げられる。好ましくは、C.I.Pigment Yellow 17,74,93,97,110,155及び180が挙げられ、より好ましくはC.I.Pigment Yellow 74,93,97,180が挙げられ、特に、C.I.Pigment Yellow 93,97,180が好ましい。
Examples of yellow colorants include C.I. I.
さらに、赤色系着色剤としては、例えば、C.I.Pigment Red 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12,14,15,17,18,22,23,31,37,38,41,42,48:1,48:2,48:3,48:4,49:1,49:2,50:1,52:1,52:2,53:1,54,57:1,58:4,60:1,63:1,63:2,64:1,65,66,67,68,81,83,88,90,90:1,112,114,115,122,123,133,144,146,147,149,150,151,166,168,170,171,172,174,175,176,177,178,179,185,187,188,189,190,193,194,202,208,209,214,216,220,221,224,242,243,243:1,245,246,247などが挙げられる。好ましくは、C.I.Pigment Red 48:1,48:2,48:3,48:4,53:1,57:1,122及び209が挙げられ、最も好ましくはC.I.Pigment Red 57:1,122及び209が挙げられる。
Further, examples of red colorants include C.I. I.
これら着色剤の含有量は、トナー全体に対して、1〜20質量%であることが好ましい。中でも2〜18質量%であることがさらに好ましく、2〜15質量%であることが特に好ましい。これらの着色剤は1種または2種以上の組み合わせで使用することができる。 The content of these colorants is preferably 1 to 20% by mass with respect to the whole toner. Especially, it is more preferable that it is 2-18 mass%, and it is especially preferable that it is 2-15 mass%. These colorants can be used alone or in combination of two or more.
次に、第2工程について詳しく説明する。
まず、第1工程で得られたれた該含水着色剤含有樹脂粒子を、減圧可能な撹拌機付きの乾燥機中で、常圧における機械的な攪拌下に、相対湿度が70〜100%に調湿された気体(I)の送入により、含水着色剤含有樹脂粒子に残存する疎水性有機溶剤を気体(I)の水分と置換して除去した後、残存する水分を機械的な攪拌下に減圧除去する。
含水着色剤含有樹脂粒子のウェットケーキは、ヘンシェルミキサー等の撹拌機を用いてあらかじめ解砕することが好ましい。さらに、BET表面積が30〜200、特に好ましくは50〜150の無機酸化物を添加して解砕することが好ましい。無機酸化物をあらかじめ添加することで、該無機酸化物がスペーサー剤として作用し、乾燥工程中の凝集、融着を防止できるためである。嵩比は、好ましくは0.2〜0.8g/ml、更に0.3〜0.6g/mlの解砕物とすることが好ましい。嵩比が上記範囲であると良好な撹拌ができ、溶剤と水の除去がより効率的に進む。また、バグフィルターの目詰まりが起きにくく、その結果、圧損が高くなり難いため好ましい。無機酸化物としては、特に限定されるものではないが、例えば、二酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニュウム、等の無機酸化物、及びそれらをシリコーンオイル、シランカップリング剤などの疎水化処理剤で表面処理したもの等が上げられる。
上記乾燥機に含水着色剤含有樹脂粒子のウェットケーキと無機酸化物を仕込み、該乾燥機による機械的な攪拌下に、乾燥と解砕を同時並行に行わせることもできるが、あらかじめ無機酸化物を添加して解砕しておくことにより、常圧における調湿ガスと粒子が効率的に接触するため乾燥の効率が向上し好ましい。得られた解砕物は、乾燥機に投入され、機械的な攪拌下に、常圧の調湿ガスを挿入し、残存する疎水性有機溶剤を置換、除去する。
Next, the second step will be described in detail.
First, the water-containing colorant-containing resin particles obtained in the first step are adjusted to a relative humidity of 70 to 100% under mechanical stirring at normal pressure in a dryer equipped with a stirrer that can be decompressed. By removing the hydrophobic organic solvent remaining in the water-containing colorant-containing resin particles by replacing the moisture in the water-containing colorant-containing resin particles with the wet gas (I), the remaining water is subjected to mechanical stirring. Remove under reduced pressure.
The wet cake of the water-containing colorant-containing resin particles is preferably pulverized in advance using a stirrer such as a Henschel mixer. Furthermore, it is preferable to crush by adding an inorganic oxide having a BET surface area of 30 to 200, particularly preferably 50 to 150. This is because by adding an inorganic oxide in advance, the inorganic oxide acts as a spacer agent and can prevent aggregation and fusion during the drying process. The bulk ratio is preferably 0.2 to 0.8 g / ml, more preferably 0.3 to 0.6 g / ml. When the bulk ratio is in the above range, good stirring can be performed, and the removal of the solvent and water proceeds more efficiently. Further, it is preferable because the bag filter is not easily clogged, and as a result, the pressure loss is hardly increased. The inorganic oxide is not particularly limited, but for example, inorganic oxide such as silicon dioxide, titanium oxide, aluminum oxide, and the like, and surface thereof with a hydrophobic treatment agent such as silicone oil or silane coupling agent. Processed ones are raised.
It is possible to prepare a wet cake of water-containing colorant-containing resin particles and an inorganic oxide in the dryer, and perform drying and crushing in parallel under mechanical stirring by the dryer. It is preferable to add and pulverize, since the humidity-controlled gas and particles at normal pressure come into efficient contact with each other, thereby improving the drying efficiency. The obtained crushed material is put into a drier, and a humidity control gas at normal pressure is inserted under mechanical stirring to replace and remove the remaining hydrophobic organic solvent.
本発明の製造方法で使用する乾燥機としては、撹拌機付きの乾燥機であり、減圧乾燥が可能な構造であればいずれのものも使用できる。本発明の製造方法で使用する乾燥機の一例を図1に示す。 As the dryer used in the production method of the present invention, any dryer with a stirrer can be used as long as it can be dried under reduced pressure. An example of a dryer used in the production method of the present invention is shown in FIG.
図1に示した乾燥機には、逆円錐形状の乾燥機本体17と、乾燥機本体17の上部に配置された攪拌モーター15と、攪拌モーター15に駆動アームを介して連結されたスクリュー式の攪拌機12とが設けられており、攪拌機12が回転しながら乾燥機本体17の内周面に沿って旋回するように構成されている。図1に示した乾燥機中に投入された含水着色剤含有樹脂粒子は、攪拌機12により下方から上方に持ち上げられながら攪拌され、更に分散される。このため乾燥機本体17内の含水着色剤含有樹脂粒子は全体にわたって効率よく攪拌混合される。
The dryer shown in FIG. 1 includes an inverted
図1の乾燥機本体17の上部には、バグフィルター16が取り付けられ、更に、バグフィルター16には凝縮器19と凝縮水受け槽20と真空ポンプ21が順に設けられており、減圧乾燥を行いながら、含水着色剤含有樹脂粒子中又は表面から揮発した水又は疎水性有機溶剤を凝縮させて除去することができるようになっている。図1に示した乾燥機本体17は二重構造となっており、該二重構造部分に併設された温水作製装置から温水が供給できるよう配管で結ばれている。これにより、乾燥機本体17内の温度を適宜に制御し、所望の温度で乾燥することが可能となっている。
A
更に、乾燥機本体17の下部側面には、相対湿度を調湿した気体(I)を送入するための調湿ガス供給口11が設けられている。相対湿度を調湿した気体(I)は、圧縮ガスボンベ、送風機等のガス(空気)発生装置1から送られるガスと蒸気(スチーム)発生装置4から送られる水蒸気とを調湿ガス発生装置7により混合することで作られる。ガス(空気)発生装置1から送られるガスは、空気であることが好ましいが、窒素ガス等の不活性ガス等も使用することができる。ガス(空気)発生装置1から送られるガスはガス(空気)流量計2、ガス(空気)温度計3を通過して調湿ガス発生装置7に送られる。また、蒸気(スチーム)発生装置4から送られる水蒸気は蒸気(スチーム)流量計5、蒸気(スチーム)温度計6を通過して調湿ガス発生装置7に送られる。更に、調湿ガス発生装置7で作られた相対湿度を調湿した気体(I)は調湿ガス流量計8、調湿ガス温度計9、調湿ガス湿度計10を順次通過して調湿ガス供給口11に送られる。
Further, a humidity control
含水着色剤含有樹脂粒子のウェットケーキの含水率は、第1工程終了後、10〜40%の範囲であることが好ましい。更に、20〜35%の範囲であることが好ましく、特に25〜30%の範囲がもっとも好ましい。ウェットケーキの含水率が上記の範囲であると、常圧条件下で、調湿ガスによる残存有機溶剤の除去が、湿潤したウェットケーキに対して有効に作用し、調湿ガスによる水分と疎水性有機溶剤の除去が効率的に進行する。また、減圧乾燥等により水分を除去する際の時間が短くできて好ましい。
気体(I)の相対湿度は、70〜100%、特に80〜100%であることが好ましい。相対湿度がこの範囲であると、含水着色剤含有樹脂粒子中の水分が先に除去され難く、水分と疎水性有機溶剤との置換を十分に行うことができる。また、気体(I)の入り口温度は、30〜60℃以下であることが好ましい。更に、35〜50℃の範囲が好ましく、特に35〜45℃の範囲がもっとも好ましい。気体(I)の入り口温度がこの範囲であると、溶剤で膨潤した粒子が液膜により凝集して融着することが起きにくい。また、疎水性有機溶剤との置換が速やかであり、溶剤を置換するために要する時間が短くできる。また、相対湿度を調湿した気体(I)が通過する際に接する調湿ガス供給口11の表面温度は、挿入する調湿ガスの温度と±2℃の範囲内で調整しておくことが好ましい。調湿ガス供給口11の表面温度が±2℃の範囲内であると乾燥機の内面で露結が生じ難く、露結した水分によるトナーの凝集体が発生し難く、好ましい。また、気体(I)の相対湿度が低下し難く、気体(I)による溶剤の除去効果を維持しやすい。
第1工程後のウェットケーキの含水率が高い場合には、相対湿度が60%以下の調湿ガス(気体(II))の送入により、該ケーキの含水率を調整することが好ましい。更に、40%以下の調湿ガスの送入が好ましい。気体(I)の風量は、嵩比0.2〜0.8g/ml、平均粒径1〜13μmの含水着色剤含有樹脂粒子において、例えば、ホソカワミクロン社製「ナウターミキサーNXV-1」においては、含水着色剤含有樹脂粒子の単位重量当たり5〜150L/min・Kgの範囲が好ましく、更に、10〜80L/min/Kgの範囲が好ましい。該風量がこの範囲であると、均一に接触が行われ、疎水性有機溶剤の除去効率が良好であり、好ましい。また、釜内でチャンネリングが発生し難く、バグの圧損が大きくなり難い。乾燥機の容積によっては適宜最適値を設定することが好ましい。
本発明の製造方法では、常圧で気体(I)を送入すると同時に、機械的に撹拌機で攪拌することが重要である。通常、湿潤状態のウェットケーキに高湿度の調湿ガスを送入すると、液膜が粒子表面に付着し、粒子間の凝集が発生する。しかしながら、図1に示すような撹拌機を用いて機械的に攪拌することで、圧縮と専断力が個々の粒子にかかり、凝集が解砕されるために、一連の乾燥を通して凝集による融着が防止されると考えられる。例えば、ホソカワミクロン社製「ナウターミキサーNXV-1」においては、公転の回転数としては0.9〜3.6rpmの範囲が好ましい。一方、自転の回転数は30〜120rpmの範囲が好ましい。
また、流動層と比較し、流動層を形成しないため層膨張も大きくなく、仕込量を増やすことができるため生産性に優れている。一方、理由は明確でないが、流動層に比べ調湿ガスとの接触効率は劣ると推測されるにもかかわらず、同様の疎水性有機溶剤の置換による除去効果は高い。機械的な攪拌による混合性が良好なためと推測される。加えて流動層と比較し、単位面積・単位時間あたりの風量(空塔速度)は格段に少なくてすむ。
また、品温制御は効率的な乾燥を行う上で重要であるが、ジャケット(乾燥機本体17は二重構造部分)温水による乾燥機内面の伝熱面からの熱量及び調湿ガスの熱から供給される熱量と粒子間との熱交換は、本製法では常圧下で行われるため、減圧下真空状態に比べ該熱交換の効率が高く、安定な温度制御が可能となるというメリットも有する。処理時間に特に制限はないが、例えば、1〜20時間が好ましい。
The water content of the wet cake of the water-containing colorant-containing resin particles is preferably in the range of 10 to 40% after the first step. Further, it is preferably in the range of 20 to 35%, and particularly preferably in the range of 25 to 30%. When the moisture content of the wet cake is within the above range, the removal of the residual organic solvent by the humidity control gas effectively acts on the wet wet cake under normal pressure conditions. Removal of the organic solvent proceeds efficiently. Further, it is preferable because the time for removing moisture by drying under reduced pressure can be shortened.
The relative humidity of the gas (I) is preferably 70 to 100%, particularly preferably 80 to 100%. When the relative humidity is within this range, the water in the water-containing colorant-containing resin particles is difficult to remove first, and the replacement of the water with the hydrophobic organic solvent can be sufficiently performed. Moreover, it is preferable that the inlet temperature of gas (I) is 30-60 degrees C or less. Furthermore, the range of 35-50 degreeC is preferable, and the range of 35-45 degreeC is the most preferable especially. When the inlet temperature of the gas (I) is within this range, particles swollen with the solvent are less likely to aggregate and fuse with the liquid film. Further, the replacement with the hydrophobic organic solvent is quick, and the time required for replacing the solvent can be shortened. In addition, the surface temperature of the humidity control
When the moisture content of the wet cake after the first step is high, it is preferable to adjust the moisture content of the cake by feeding a humidity control gas (gas (II)) having a relative humidity of 60% or less. Furthermore, it is preferable to feed humidity control gas of 40% or less. The air volume of the gas (I) is a water-containing colorant-containing resin particle having a bulk ratio of 0.2 to 0.8 g / ml and an average particle diameter of 1 to 13 μm. For example, in the “Nauter Mixer NXV-1” manufactured by Hosokawa Micron The range of 5 to 150 L / min · Kg per unit weight of the water-containing colorant-containing resin particles is preferable, and the range of 10 to 80 L / min / Kg is more preferable. When the air volume is within this range, contact is made uniformly and the removal efficiency of the hydrophobic organic solvent is good, which is preferable. Also, channeling is less likely to occur in the hook, and the pressure loss of the bug is less likely to increase. It is preferable to set an optimum value as appropriate depending on the volume of the dryer.
In the production method of the present invention, it is important to feed the gas (I) at normal pressure and at the same time mechanically stir with a stirrer. Normally, when a high-humidity conditioning gas is fed into a wet cake in a wet state, a liquid film adheres to the particle surface and aggregation between particles occurs. However, by mechanically stirring using a stirrer as shown in FIG. 1, compression and cutting force are applied to individual particles, and the agglomeration is crushed. It is thought to be prevented. For example, in the “Nauter mixer NXV-1” manufactured by Hosokawa Micron, the revolution speed is preferably in the range of 0.9 to 3.6 rpm. On the other hand, the rotation speed is preferably in the range of 30 to 120 rpm.
Moreover, compared with a fluidized bed, since a fluidized bed is not formed, the expansion of the layer is not large, and the amount of charge can be increased, so that productivity is excellent. On the other hand, although the reason is not clear, the removal effect by the replacement of the same hydrophobic organic solvent is high although it is estimated that the contact efficiency with the humidity control gas is inferior to that of the fluidized bed. This is presumably because of good mixing by mechanical stirring. In addition, the volume of air per unit area and unit time (superficial velocity) is much smaller than in a fluidized bed.
In addition, the product temperature control is important for efficient drying, but the amount of heat from the heat transfer surface of the dryer inner surface by the jacket (the dryer
次いで、残存する水分を、減圧下に攪拌を継続しながら除去することにより、着色剤含有樹脂粒子の乾燥粉を得ることができる。含水着色剤含有樹脂粒子のウェットケーキには、粒子内に残存する疎水性有機溶剤と水が、また粒子間にも水が存在する。粒子間の水は、流動層による乾燥ガスの送入により簡便に除去可能であるが、粒子内に残存する水は乾燥温度を上げることにより効率的に除去するのが好ましい。低温で、効率的に粒子内の水分を除去するためには、減圧下に真空乾燥することが必要である。真空乾燥することにより、粒子内部の水分を効率的に除去することができる。また、気体(I)の送入が終了した後のウェットケーキの含水率は、10〜35%の範囲が好ましい。更に、15〜30%の範囲が好ましい。特に15〜25%の範囲がもっとも好ましい。気体(I)の送入が終了した後のウェットケーキの含水率がこの範囲であると、疎水性有機溶剤の除去効率が良好である。また、減圧下真空乾燥での水分除去が速やかに進行しやすい。気体(I)の送入が終了した後のウェットケーキの含水率が高い場合には、粒子間に吸着した水分を除去する目的で、相対湿度が60%以下の調湿ガスを送入することにより、該ケーキの含水率を減少させることが好ましい。更に、40%以下の調湿ガスの送入が好ましい。
減圧下真空乾燥する際の温度条件については、品温が35〜45℃の範囲内が好ましい。この範囲であれば、効率的に水を除去し易い。また、融着が発生する可能性が少なく、好ましい。ジャケットの温度は品温が適正な範囲となるように、適宜調整することが好ましい。処理時間に特に制限はないが、含水率が0.2%以下となるまでで、例えば、1〜20時間が好ましい。
Subsequently, the remaining water is removed while continuing stirring under reduced pressure, whereby a dry powder of the colorant-containing resin particles can be obtained. In the wet cake of the water-containing colorant-containing resin particles, the hydrophobic organic solvent and water remaining in the particles are present, and water is also present between the particles. The water between the particles can be easily removed by feeding dry gas through the fluidized bed, but the water remaining in the particles is preferably removed efficiently by raising the drying temperature. In order to efficiently remove moisture in the particles at a low temperature, it is necessary to vacuum dry under reduced pressure. By drying in vacuum, moisture inside the particles can be efficiently removed. Moreover, the moisture content of the wet cake after completion | finish of inflow of gas (I) has the preferable range of 10-35%. Furthermore, the range of 15 to 30% is preferable. The range of 15 to 25% is most preferable. When the moisture content of the wet cake after completion of the gas (I) feed is within this range, the removal efficiency of the hydrophobic organic solvent is good. In addition, moisture removal by vacuum drying under reduced pressure tends to proceed quickly. When the moisture content of the wet cake after the completion of the gas (I) transfer is high, a humidity control gas with a relative humidity of 60% or less should be supplied for the purpose of removing moisture adsorbed between the particles. It is preferable to reduce the moisture content of the cake. Furthermore, it is preferable to feed humidity control gas of 40% or less.
About temperature conditions at the time of vacuum-drying under reduced pressure, the product temperature is preferably within a range of 35 to 45 ° C. If it is this range, it will be easy to remove water efficiently. Moreover, there is little possibility that fusion will occur, which is preferable. It is preferable to adjust the temperature of the jacket appropriately so that the product temperature falls within an appropriate range. Although there is no restriction | limiting in particular in processing time, For example, 1 to 20 hours are preferable until a moisture content will be 0.2% or less.
乾燥させたトナー粒子は、そのままでも現像剤として使用可能であるが、トナー用外添剤として公知慣用の無機酸化物微粒子や有機ポリマー微粒子などの外添剤をトナー粒子表面に添加するのが好ましい。疎水性シリカ、酸化チタンなどの無機微粒子、あるいは有機微粒子などは、トナー粒子に外添され、静電印刷法による乾式現像剤として用いる場合に、流動性や帯電性などの物理的特性を改良する効果がある。外添剤の種類は、各種シリコーンオイル、あるいはシランカップリング剤で処理された疎水性シリカなどが好適に用いられる。例えば、ジメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、α―メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッソ変性シリコーンオイル、及びオレフィン変性シリコーンオイルなどで処理された疎水性シリカが挙げられる。外添方法は、公知慣用の機種を用いて処理される。 The dried toner particles can be used as a developer as they are, but it is preferable to add known external additives such as inorganic oxide fine particles and organic polymer fine particles to the toner particle surfaces as external additives for toner. . Hydrophobic silica, inorganic fine particles such as titanium oxide, or organic fine particles are externally added to toner particles to improve physical properties such as fluidity and chargeability when used as a dry developer by electrostatic printing. effective. As the type of external additive, various silicone oils, hydrophobic silica treated with a silane coupling agent, or the like is preferably used. Examples thereof include hydrophobic silica treated with dimethyl silicone oil, alkyl-modified silicone oil, α-methylstyrene-modified silicone oil, chlorophenyl silicone oil, fluorine-modified silicone oil, and olefin-modified silicone oil. The external addition method is processed using a known and commonly used model.
上記のトナー粒子にキャリアを混合することによって、二成分静電荷像現像剤とすることができる。静電荷像現像剤は、本発明の製造方法により製造されたトナーと、磁性キャリア、好ましくは表面に樹脂被覆した磁性キャリアとからなる。 A two-component electrostatic image developer can be obtained by mixing a carrier with the toner particles. The electrostatic charge image developer comprises a toner produced by the production method of the present invention and a magnetic carrier, preferably a magnetic carrier whose surface is coated with a resin.
静電荷像現像剤に用いられるキャリアのコア剤(磁性キャリア)は通常の二成分現像方式に用いられる鉄粉、マグネタイト、フェライトなどが使用できるが、中でも真比重が低く、高抵抗であり、環境安定性に優れ、球形にし易いため流動性が良好なフェライト、またはマグネタイトが好適に用いられる。コア剤の形状は球形、不定形など、特に差し支えなく使用できる。平均粒径は一般的には10〜200μmであるが、高解像度画像を印刷するためには30〜110μmが好ましい。 Iron powder, magnetite, ferrite, etc. used in the usual two-component development system can be used as the carrier core agent (magnetic carrier) used in the electrostatic image developer, but the true specific gravity is low, the resistance is high, and the environment Ferrite or magnetite that is excellent in stability and easy to be spherical and has good fluidity is preferably used. The shape of the core agent can be used without any problem, for example, spherical or irregular. The average particle size is generally 10 to 200 μm, but 30 to 110 μm is preferable for printing a high resolution image.
また、これらのコア剤を被覆するコーティング樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテルポリビニルケトン、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、スチレン/アクリル共重合体、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコン樹脂あるいはその変性品、フッ素樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、フェノール樹脂、アミノ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、エポキシ樹脂などが使用できる。 Examples of the coating resin for coating these core agents include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether polyvinyl ketone, vinyl chloride / vinyl acetate. Copolymers, styrene / acrylic copolymers, straight silicone resins composed of organosiloxane bonds or modified products thereof, fluororesins, (meth) acrylic resins, polyesters, polyurethanes, polycarbonates, phenol resins, amino resins, melamine resins, benzoguanamine resins Urea resin, amide resin, epoxy resin and the like can be used.
これらの中でも、特にシリコン樹脂、(メタ)アクリル樹脂が帯電安定性、被覆強度などに優れ、より好適に使用できる。また、トナー粒子とキャリアとからなる現像剤の帯電特性は、シリコンなどのコート剤のコート量の調整、帯電制御剤の添加、カーボンに代表される導電物質の添加などにより調整できる。つまり本発明で用いられる樹脂被覆キャリアは、コア剤としてフェライト、あるいはマグネタイトを用い、シリコン樹脂、(メタ)アクリル樹脂から選ばれる1種以上の樹脂で被覆された樹脂被覆磁性キャリアであり、場合により、コート剤中に帯電制御剤、カーボンなどを添加して帯電特性を調整することが好ましい。 Among these, silicon resin and (meth) acrylic resin are particularly excellent in charging stability and coating strength, and can be used more suitably. In addition, the charging characteristics of a developer composed of toner particles and a carrier can be adjusted by adjusting the coating amount of a coating agent such as silicon, adding a charge control agent, or adding a conductive material typified by carbon. That is, the resin-coated carrier used in the present invention is a resin-coated magnetic carrier coated with one or more resins selected from silicon resin and (meth) acrylic resin using ferrite or magnetite as a core agent. It is preferable to adjust the charging characteristics by adding a charge control agent, carbon or the like to the coating agent.
また、本発明の製造方法により製造されたトナーは、含有溶剤量が少なく、乾燥時の融着による粗大粒子がないため、通常の非磁性一成分現像方式の印刷装置、あるいは二成分現像方式の印刷装置、磁性一成分現像方式の印刷装置などに使用して、高品質の画像を得ることができる。また、現像剤担持ロールと層規制部材とを有する非磁性一成分現像装置などを用いて摩擦帯電された粉体トナーを、トナー通過量などを調節する機能の電極を周囲に有するフレキシブルプリント基板上の穴を通して、背面電極上の紙に直接吹き付けて画像を形成する方式の、いわゆるトナージェット方式のプリンタなどにも好適に使用できる。本発明の製造方法により製造されたトナーは、潜像保持体上に静電荷像を形成させ、得られた静電荷像を、現像剤担持体上に担持された現像剤を用いて現像し、前記荷像保持体上に形成されたトナー像を紙やフィルムなどの転写材上に転写し、該転写材上のトナー像をヒートロールにより熱定着する画像形成方法により印刷を行うことができる。 In addition, since the toner produced by the production method of the present invention has a small amount of solvent and does not have coarse particles due to fusion during drying, it is possible to use a normal non-magnetic one-component developing type printing apparatus or two-component developing type. A high-quality image can be obtained by using it in a printing apparatus, a magnetic one-component developing type printing apparatus, or the like. Further, on a flexible printed circuit board having an electrode having a function of adjusting a toner passing amount of powder toner that is frictionally charged using a nonmagnetic one-component developing device having a developer carrying roll and a layer regulating member. Therefore, it can be suitably used for a so-called toner jet type printer in which an image is formed by spraying directly on the paper on the back electrode through the hole. The toner produced by the production method of the present invention forms an electrostatic image on the latent image carrier, and develops the obtained electrostatic image using a developer carried on the developer carrier, Printing can be performed by an image forming method in which the toner image formed on the cargo image carrier is transferred onto a transfer material such as paper or film, and the toner image on the transfer material is thermally fixed by a heat roll.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本実施例・比較例では、特に表示がない限り部は質量部、水は脱イオン水の意である。最初にトナーを調製するにあたって用いたバインダー樹脂の合成例を下記に示す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In Examples and Comparative Examples, unless otherwise indicated, “part” means “mass part” and “water” means deionized water. A synthesis example of the binder resin used for preparing the toner first is shown below.
<架橋型ポリエステル樹脂の合成例>
(樹脂1の合成例)
テレフタル酸 252 質量部
イソフタル酸 63 質量部
プロピレングリコール 122 質量部
ネオペンチルグリコール 21 質量部
エチレングリコール 12 質量部
テトラブチルチタネート 2.5質量部
エピクロン830 9.4質量部
カージュラE 9.0質量部
<Synthesis example of cross-linked polyester resin>
(Synthesis example of resin 1)
Terephthalic acid 252 parts by mass Isophthalic acid 63 parts by mass Propylene glycol 122 parts by
以上の原料をガラス製2Lの四ツ口フラスコに入れ温度計、攪拌棒及び窒素導入管を取り付け、電熱マントルヒーター中で、常圧窒素気流下にて240℃で10時間反応を行った。その後、順次減圧し、10mmHgで反応を続行した。反応はASTM・E28−517に準じる軟化点により追跡し、該軟化点が160℃に達した時反応を終了した。 The above raw materials were put into a 2 L glass four-necked flask and a thermometer, a stirring rod and a nitrogen introducing tube were attached, and the reaction was carried out in an electric heating mantle heater at 240 ° C. for 10 hours under a normal pressure nitrogen stream. Thereafter, the pressure was reduced successively and the reaction was continued at 10 mmHg. The reaction was followed by a softening point according to ASTM E28-517, and the reaction was terminated when the softening point reached 160 ° C.
得られた重合体は、無色の固体であり、酸価10.5、DSC測定法によるガラス転移温度74℃、フローテスターによる軟化点(T1/2)が180℃であった。
*エピクロン830:大日本インキ化学工業(株)製ビスフェノールF型エポキシ樹脂
エポキシ当量170(g/eq)
*カージュラE(シェルジャパン製アルキルグリシジルエステル)
エポキシ当量250(g/eq)
<直鎖型ポリエステル樹脂の合成例>
The obtained polymer was a colorless solid, and had an acid value of 10.5, a glass transition temperature of 74 ° C. by a DSC measurement method, and a softening point (T1 / 2) by a flow tester of 180 ° C.
* Epicron 830: Bisphenol F type epoxy resin manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.
Epoxy equivalent 170 (g / eq)
* Cardura E (Shell Japan alkyl glycidyl ester)
Epoxy equivalent 250 (g / eq)
<Synthesis example of linear polyester resin>
(樹脂2の合成例)
テレフタル酸 315質量部
ネオペンチルグリコール 21質量部
エチレングリコール 12質量部
プロピレングリコール 122質量部
テトラブチルチタネート 2.5質量部
以上の原料をガラス製2Lの四ツ口フラスコに入れ温度計、攪拌棒及び窒素導入管を取り付け、電熱マントルヒーター中で、常圧窒素気流下にて240℃で12時間反応後、順次減圧し、10mmHgで反応を続行した。反応はASTM・E28−517に準じる軟化点により追跡し、軟化点が100℃に達した時反応を終了した。
(Synthesis example of resin 2)
Terephthalic acid 315 parts by
得られた重合体は、無色の固体であり、酸価11.0、DSC測定法によるガラス転移温度57℃、フローテスターによる軟化点(T1/2)が103℃であった。 The obtained polymer was a colorless solid having an acid value of 11.0, a glass transition temperature of 57 ° C. by DSC measurement method, and a softening point (T1 / 2) by a flow tester of 103 ° C.
(離型剤マスター分散液の調製例)
カルナバワックス「カルナバワックス 1号」(加藤洋行輸入品)30部と直鎖型ポリエステル樹脂(樹脂合成例2)70部とメチルエチルケトン150部とをデスパーで予備混合した後、スターミルLMZ-10(アシザワファインテック社製)で微細化を行い、固形分含有量40質量%の離型剤微分散液W―1を調製した。
(Example of preparation of release agent master dispersion)
Carnauba wax "Carnauba wax No. 1" (imported by Yoko Kato) 30 parts, linear polyester resin (resin synthesis example 2) 70 parts and methyl ethyl ketone 150 parts were premixed with Desper and then Starmill LMZ-10 (Ashizawa Fine) (Made by Tec Co., Ltd.) to obtain a release agent fine dispersion W-1 having a solid content of 40% by mass.
(着色剤マスター溶液の調製例)
シアン顔料(大日本インキ化学工業(株)社製シアン顔料「Ket-111」)を50質量部と直鎖型ポリエステル樹脂(合成例2)を50質量部とを100質量部の有機溶剤(メチルエチルケトン)中に添加し、デスパーにてプレ分散を行った後、スターミルLMZ-10(アシザワファインテック社製)で湿式分散を行い、各着色剤のマスター溶液を調製した。最終的に得られたマスター溶液の固形分含有量は45%であった。また、得られたマスター溶液を合成例2の樹脂及びMEKで希釈し、400倍の光学顕微鏡で着色剤の微分散状態、粗大粒子の有無を観察したところ、粗大粒子がなく、均一に微分散していた。
(Example of preparation of colorant master solution)
50 parts by mass of a cyan pigment (Cyan Pigment “Ket-111” manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) and 50 parts by mass of a linear polyester resin (Synthesis Example 2) are combined with 100 parts by mass of an organic solvent (methyl ethyl ketone). ) And pre-dispersing with a desper, followed by wet dispersion with Starmill LMZ-10 (manufactured by Ashizawa Finetech) to prepare a master solution of each colorant. The solid content of the finally obtained master solution was 45%. Further, the obtained master solution was diluted with the resin and MEK of Synthesis Example 2 and observed with a 400 × optical microscope for the finely dispersed state of the colorant and the presence or absence of coarse particles. Was.
(ミルベースの調製例)
上記離型剤分散液、着色剤マスター溶液、あるいは着色剤マスターチップ、希釈樹脂(追加樹脂)、メチルエチルケトンを、固形分含有量が65%、温度条件が30〜40℃の範囲でT.K.ホモディスパー翼(T.K.ロボミックス:特殊機化工業株式会社)の3600rpmにより3時間の間混合し、溶解・分散を行った。得られた混合物は、固形分含有量を65%に再調整してミルベースとした。作製したミルベースの配合を表1に示す。
(Example of mill base preparation)
The release agent dispersion, the colorant master solution, or the colorant master chip, the dilution resin (additional resin), and methyl ethyl ketone have a solid content of 65% and a temperature condition of 30 to 40 ° C. K. The mixture was mixed at 3600 rpm with a homodisper blade (TK Robotics: Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) for 3 hours, and dissolved and dispersed. The resulting mixture was readjusted to a solid content of 65% to make a mill base. Table 1 shows the formulation of the produced mill base.
(トナー母粒子の調製例)
攪拌翼としてデスパー翼を有する円筒型の2LセパラブルフラスコにミルベースMB−1を461.5部(固形分300部)仕込み、次いで1規定アンモニア水50部を加えて、T.K.ホモディスパー翼(T.K.ロボミックス:特殊機化工業株式会社)により3600rpmにて十分に攪拌した後、温度を23℃に調製した。ついで、攪拌速度を7000rpmに変更して340部の脱イオン水を10g/minで滴下して乳化分散体を作製した。この時の攪拌翼の周速は14.7m/sであった。また、スラリーを光学顕微鏡で観察すると、樹脂は溶解しており、顔料と離型剤の微粒子が分散している状態が観察された。
(Preparation example of toner base particles)
A cylindrical 2 L separable flask having a desper blade as a stirring blade is charged with 461.5 parts (300 parts solids) of mill base MB-1, and then 50 parts of 1N ammonia water is added. K. After sufficiently stirring at 3600 rpm with a homodisper blade (TK Robotics: Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), the temperature was adjusted to 23 ° C. Subsequently, the stirring speed was changed to 7000 rpm and 340 parts of deionized water was added dropwise at 10 g / min to prepare an emulsified dispersion. The peripheral speed of the stirring blade at this time was 14.7 m / s. Further, when the slurry was observed with an optical microscope, it was observed that the resin was dissolved and the pigment and release agent fine particles were dispersed.
次いで、攪拌速度を3600rpmに変更して、アニオン型乳化剤であるネオゲンSC-F(第一工業製薬社製)2.2部を水32.5部に希釈して添加した。その後、攪拌翼をマックスブレンド翼に変更して、温度を25℃に、また回転数を400rpmに調整し、3.5%の硫酸アンモニュウム水溶液(一段目の電解質)120部を、10g/minで滴下し、その後、回転数を158rpmに調整し、粒径が4μmになるまで攪拌を継続した。引き続き、回転数を400rpmに調整し、硫酸アンモニュウムの濃度を4.5%に変更した硫酸アンモニュウム水溶液(二段目の電解質)を10g/minで50部滴下し、その後攪拌を158rpmに変更して粒径が7.8μmに成長した段階で希釈水を添加して合一操作を終了した。このときの攪拌翼の周速は0.34m/sであった。また、電解質の固形分に対する添加量は2.2%であった。その後、減圧下、真空度が4kPaとなるまでメチルエチルケトンを留去した。脱溶剤後のスラリーは、固液分離と洗浄を繰り返した後、着色剤樹脂粒子のウットケーキを得た。該ウェットケーキの含水率は33%、ウェットケーキ中に含まれる溶剤は1750PPM、体積平均粒径は7.7μm、体積平均粒径/個数平均粒径=1.11、平均円径度0.974であった。
なお、上記性状は下記評価装置にて測定を行った。
Next, the stirring speed was changed to 3600 rpm, and 2.2 parts of an anionic emulsifier Neogen SC-F (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was diluted to 32.5 parts of water and added. Thereafter, the stirring blade was changed to a Max blend blade, the temperature was adjusted to 25 ° C., the rotation speed was adjusted to 400 rpm, and 120 parts of a 3.5% ammonium sulfate aqueous solution (first stage electrolyte) was added at 10 g / min. After that, the number of revolutions was adjusted to 158 rpm, and stirring was continued until the particle size reached 4 μm. Subsequently, 50 parts of ammonium sulfate aqueous solution (second-stage electrolyte) in which the rotation speed was adjusted to 400 rpm and the ammonium sulfate concentration was changed to 4.5% was dropped at 10 g / min, and the stirring was changed to 158 rpm. When the particle size grew to 7.8 μm, dilution water was added to complete the coalescence operation. The peripheral speed of the stirring blade at this time was 0.34 m / s. Moreover, the addition amount with respect to solid content of electrolyte was 2.2%. Thereafter, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure until the degree of vacuum was 4 kPa. The slurry after removing the solvent was subjected to solid-liquid separation and washing repeatedly, and then a utcake of colorant resin particles was obtained. The moisture content of the wet cake was 33%, the solvent contained in the wet cake was 1750 PPM, the volume average particle size was 7.7 μm, the volume average particle size / number average particle size = 1.11, and the average circularity was 0.974. Met.
The above properties were measured using the following evaluation apparatus.
1)粒径、粒度分布測定
乾燥後の母トナーを、界面活性剤を含む水の中に懸濁させることにより試料を作製する。次いで100μmのアパーチャーチューブを用いたコールターカウンターマルチサイザーTAIIにより該母トナーの粒径、粒度分布を測定した。
1) Measurement of particle size and particle size distribution A sample is prepared by suspending the mother toner after drying in water containing a surfactant. Next, the particle size and particle size distribution of the mother toner were measured by Coulter Counter Multisizer TAII using a 100 μm aperture tube.
2)平均円形度の測定
平均円形度は、トナー粒子のSEM(走査型電子顕微鏡)写真を撮影し、それを測定し計算することによっても求めることができるが、本発明においては、東亜医用電子(株)製フロー式粒子像分析装置FPIP−1000により求める。フロー式粒子像分析装置FPIP−1000とは、トナー粒子等の微粒子の大きさや形状を撮像する装置であり、粒子の撮像は以下の通りに行われる。
2) Measurement of average circularity The average circularity can be obtained by taking a SEM (scanning electron microscope) photograph of the toner particles, and measuring and calculating it. In the present invention, however, Toa Medical Electronics It calculates | requires by the Co., Ltd. flow type particle image analyzer FPIP-1000. The flow-type particle image analyzer FPIP-1000 is an apparatus that captures the size and shape of fine particles such as toner particles, and particle imaging is performed as follows.
まず、乾燥後の母トナーの少量を界面活性剤を含む水の中に懸濁させることにより試料を作製する。次いで、この試料をフロー式粒子像分析装置FPIP−1000中に設けられた、透明且つ扁平なセル中に流下させる。このセルの片側にはパルス光を発する光源が設置されており、更に、セルを挟んで反対側にはその光源に正対するように撮像用カメラが設けられている。FPIP−1000のセル中を流下する試料中のトナー粒子は、パルス光が照射されることにより、セルを夾んで光源と正対するカメラにより静止画像として捉えられる。 First, a sample is prepared by suspending a small amount of the dried mother toner in water containing a surfactant. Next, this sample is allowed to flow down into a transparent and flat cell provided in the flow type particle image analyzer FPIP-1000. A light source that emits pulsed light is installed on one side of the cell, and an imaging camera is provided on the opposite side of the cell so as to face the light source. The toner particles in the sample flowing down in the cell of the FPIP-1000 are captured as a still image by a camera facing the light source while holding the cell when irradiated with pulsed light.
このようにして撮像されたトナー粒子の像を基にして、画像解析装置により各トナー粒子の輪郭が抽出され、トナー粒子像の投影面積や周囲長(トナー粒子投影像の周長)が算出される。更に、算出されたトナー粒子像の投影面積から、それと同等の面積を有する円の円周の長さ(トナー粒子投影面積と同じ面積の円の周長)が算出される。上記の平均円形度は、このように算出されたトナー粒子投影面積と同じ面積の円の周長をトナー粒子投影像の周長で除したものである。 Based on the image of the toner particle thus captured, the contour of each toner particle is extracted by the image analysis device, and the projected area and peripheral length of the toner particle image (peripheral length of the toner particle projected image) are calculated. The Further, from the calculated projected area of the toner particle image, the circumference of a circle having the same area (the circumference of the circle having the same area as the toner particle projected area) is calculated. The average circularity is obtained by dividing the circumference of the circle having the same area as the toner particle projection area calculated in this way by the circumference of the toner particle projection image.
上記装置で測定する際の条件は以下の通り。
(1)トナー粒子の懸濁液の作製
水20gに対し界面活性剤(エルクリヤー(中外写真薬品(株)製)0.1gを添加し、更に試料である母トナー0.04gを添加し、超音波分散機でトナー粒子を水中に懸濁させる。
(2)測定条件
測定温度;25℃
測定湿度;60%
測定トナー粒子数;5000±2000個
(3)残存溶剤量
ガラス製のスクリュー瓶に試料を約250mg精秤し、THFを加えて全量を4460mg程度(5μL相当)とする。1時間放置した後、よく振って試料を溶解する。マイクロシリンジで試料溶液1μLをとり、GC/MSに導入して、メチルエチルケトンの定量を行った。定量値は、GC/MSのSIMモードで、MEK(m/z57)とsec-Butyl acetone(m/z56)で検量線を作成したものから求めた。
(4)含水率
試料約0.5gを精秤し、140℃―40min加熱乾燥し、デシケーター中で冷却した後再度精秤し、加熱減分から含水率を算出した。
The conditions when measuring with the above apparatus are as follows.
(1) Preparation of toner particle suspension 0.1 g of a surfactant (ELCLEAR (manufactured by Chugai Photo Chemical Co., Ltd.)) is added to 20 g of water, and 0.04 g of a mother toner as a sample is further added. The toner particles are suspended in water using an ultrasonic disperser.
(2) Measurement conditions Measurement temperature: 25 ° C
Measuring humidity: 60%
Number of toner particles to be measured: 5000 ± 2000 (3) Residual solvent amount About 250 mg of a sample is precisely weighed into a glass screw bottle, and THF is added to make the total amount about 4460 mg (corresponding to 5 μL). After standing for 1 hour, shake well to dissolve the sample. 1 μL of the sample solution was taken with a microsyringe and introduced into GC / MS to quantify methyl ethyl ketone. The quantitative value was determined from a calibration curve prepared with MEK (m / z 57) and sec-Butyl acetone (m / z 56) in the SIM mode of GC / MS.
(4) Moisture content About 0.5 g of the sample was precisely weighed, dried by heating at 140 ° C. for 40 minutes, cooled in a desiccator, then weighed again, and the moisture content was calculated from the heat loss.
(調温調湿空気による脱疎水性有機溶剤) (Dehydrophobic organic solvent with temperature-controlled humidity air)
(実施例1)
トナー母粒子の調製例で得られた含水着色剤含有樹脂粒子のウェットケーキ3000部を、CK翼を有する20Lヘンシェルミキサーの30m/sで3分間攪拌し、一旦停止した後更に同条件で3分間攪拌して、解砕を行った。次いで、シリカH05TX(クラリアントジャパン社製シリカ、BET比表面積50)を15部添加して10m/sで1分間攪拌を行った。得られたウェットケーキの解砕物の傘比は0.40g/ccであった。次いで、該解砕物44.8Kg(固形分30Kg)を図1に記載した付帯設備を具備したホソカワミクロン社製「ナウターミキサーNXV-1」(有効容積100L)に仕込み、ジャケット入り口温度40℃、相対湿度が90%の40℃に調湿調温された空気(気体I)を、20L/min・Kgの風量で送入し、8時間処理した。この時、撹拌機は、公転が3rpm、自転が90rpmに設定した。この後、真空乾燥に切り替えて10時間処理することで、水分を除去して、着色剤含有樹脂粒子の乾燥粉を得た。得られた乾燥分をコールターマルチサイザーIIで測定したところ、テーリングは見られず、乾燥による凝集体の発生は見られなかった。
Example 1
3000 parts of wet cake of water-containing colorant-containing resin particles obtained in the toner mother particle preparation example was stirred for 3 minutes at 30 m / s in a 20 L Henschel mixer having a CK blade, and once stopped, the conditions were further changed for 3 minutes. Crushing was performed with stirring. Next, 15 parts of silica H05TX (Silica manufactured by Clariant Japan, BET specific surface area 50) was added and stirred at 10 m / s for 1 minute. The umbrella ratio of the crushed material of the obtained wet cake was 0.40 g / cc. Next, the pulverized product 44.8 kg (solid content 30 kg) was charged into Hosokawa Micron “Nauter Mixer NXV-1” (effective volume 100 L) equipped with the incidental facilities described in FIG. Air (gas I) conditioned at a humidity of 40 ° C. with a humidity of 90% was sent in with an air volume of 20 L / min · Kg and treated for 8 hours. At this time, the agitator was set to 3 rpm for revolution and 90 rpm for rotation. Then, it switched to vacuum drying and processed for 10 hours, the water | moisture content was removed and the dry powder of the colorant containing resin particle was obtained. When the obtained dried content was measured with Coulter Multisizer II, no tailing was observed, and no generation of aggregates due to drying was observed.
(実施例2)
実施例1における気体Iの相対湿度を変える以外は同様の操作で実施例2を行った。得られた乾燥分をコールターマルチサイザーIIで測定したところ、テーリングは見られず、乾燥による凝集体の発生は見られなかった。
(Example 2)
Example 2 was performed in the same manner except that the relative humidity of the gas I in Example 1 was changed. When the obtained dried content was measured with Coulter Multisizer II, no tailing was observed, and no generation of aggregates due to drying was observed.
(実施例3)
実施例1における風量を20L/min・Kgから10L/min/Kgに変更した以外は同様の操作で実施例3を行った。得られた乾燥分をコールターマルチサイザーIIで測定したところ、テーリングは見られず、乾燥による凝集体の発生は見られなかった。
(Example 3)
Example 3 was performed by the same operation except that the air volume in Example 1 was changed from 20 L / min · Kg to 10 L / min / Kg. When the obtained dried content was measured with Coulter Multisizer II, no tailing was observed, and no generation of aggregates due to drying was observed.
(実施例4)
常圧調湿条件下での乾燥は実施例1と同様の条件で行った後、相対湿度が5%の40℃に調湿調温された空気を送入し、含水率を低減した後、真空乾燥を行った。得られた乾燥分をコールターマルチサイザーIIで測定したところ、テーリングは見られず、乾燥による凝集体の発生は見られなかった。
Example 4
After performing drying under normal pressure and humidity control conditions under the same conditions as in Example 1, after feeding air conditioned and adjusted to 40 ° C. with a relative humidity of 5% and reducing the moisture content, Vacuum drying was performed. When the obtained dried content was measured with Coulter Multisizer II, no tailing was observed, and no generation of aggregates due to drying was observed.
(比較例1、2)
実施例1における気体Iの相対湿度を変える以外は同様の操作で比較例1、2を行った。得られた乾燥分をコールターマルチサイザーIIで測定したところ、テーリングは見られず、乾燥による凝集体の発生は見られなかった。
(Comparative Examples 1 and 2)
Comparative Examples 1 and 2 were performed in the same manner except that the relative humidity of the gas I in Example 1 was changed. When the obtained dried content was measured with Coulter Multisizer II, no tailing was observed, and no generation of aggregates due to drying was observed.
(比較例3)
常圧調湿ガスの送入を行わず真空乾燥のみで乾燥を行った。品温が40℃となるようにジャケット温度を調整しながら、攪拌条件は実施例1と同様の条件で行った。10時間かけて水分を除去後、更に18時間の間0.3〜0.5Kpaの高真空で真空乾燥を行った。得られた乾燥分をコールターマルチサイザーIIで測定したところ、テーリングは見られず、乾燥による凝集体の発生は見られなかった。各実施例、比較例の条件と評価結果を表2、3に示す。
(Comparative Example 3)
Drying was performed only by vacuum drying without feeding atmospheric pressure humidity gas. The stirring conditions were the same as in Example 1 while adjusting the jacket temperature so that the product temperature was 40 ° C. After removing the water over 10 hours, it was further vacuum dried at a high vacuum of 0.3 to 0.5 Kpa for 18 hours. When the obtained dried content was measured with Coulter Multisizer II, no tailing was observed, and no generation of aggregates due to drying was observed. Tables 2 and 3 show the conditions and evaluation results of the examples and comparative examples.
本発明は、複写機、プリンター、ファックス等トナーを使用するOA機器等に利用することができる。 The present invention can be used for OA devices that use toner such as copying machines, printers, and fax machines.
1.ガス(空気)発生装置
2.ガス(空気)流量計
3.ガス(空気)温度計
4.蒸気(スチーム)発生装置
5.蒸気(スチーム)流量計
6.蒸気(スチーム)温度計
7.調湿ガス発生装置
8.調湿ガス流量計
9.調湿ガス温度計
10.調湿ガス湿度計
11.調湿ガス供給口
12.攪拌機
13.乾燥機圧力計
14.乾燥機温度計
15.攪拌モーター
16.バグフィルター
17.(真空)乾燥機本体
18.温水作製装置
19.凝縮器
20.凝縮水受け槽
21.真空ポンプ
1. 1. Gas (air)
Claims (7)
次いで、該含水着色剤含有樹脂粒子を減圧可能な撹拌機付きの乾燥機に投入し、常圧下で該撹拌機による攪拌を行いながら、温度30〜60℃、相対湿度が70〜100%に調湿された気体(I)を送入し、該含水着色剤含有樹脂粒子中に残存する該疎水性有機溶剤を該気体(I)中に含まれる水分により除去した後、該含水着色剤含有樹脂粒子中又は該含水着色剤含有樹脂粒子の表面に残存する水分を攪拌下で減圧除去する第2工程を順次行い、かつ第1工程終了後に前記含水着色剤含有樹脂粒子にBET比表面積が30〜200の無機酸化物を添加する静電荷像現像用トナーの製造方法。 A binder resin and a colorant mainly composed of polyester resin, water solubility in the dissolution or dispersible 25 ° C. The polyester resin is a mixture comprising 0.1 to 30 wt% of a hydrophobic organic solvent, an aqueous Emulsified or suspended in a medium to form a suspension of colorant-containing resin particles , an electrolyte was added to the suspension to unite the colorant-containing resin particles, and after removal of the solvent, the colorant-containing resin particles A first step of separating and washing the aqueous medium to obtain water-containing colorant-containing resin particles,
Then the water-containing colorant-containing resin particles were charged into a dryer with a pressure can be reduced stirrer, with stirring by the stirrer at normal pressure, the temperature 30 to 60 ° C., a relative humidity adjusted to 70% to 100% The wet gas (I) is fed, and the hydrophobic organic solvent remaining in the water-containing colorant-containing resin particles is removed by the water contained in the gas (I), and then the water-containing colorant-containing resin the second step have successively rows, and BET specific surface area in the water-containing colorant-containing resin particles after the first step is completed for depressurizing remove moisture remaining on the surface of the particles or the water-containing colorant-containing resin particles under stirring 30 A method for producing a toner for developing an electrostatic image, comprising adding ~ 200 inorganic oxide .
(1−i)疎水性有機溶剤中に、カルボキシル基を有するポリエステル樹脂及び着色剤を溶解又は分散させて混合物を製造する工程、
(1−ii)前記混合物を塩基性化合物の存在下で水と混合させることにより、前記ポリエステル樹脂と前記着色剤と前記疎水性有機溶剤を含有する、着色剤含有樹脂粒子が、水性媒体中に懸濁した懸濁液を製造する工程、
(1−iii)次いで、前記懸濁液に分散安定剤を添加し、その後電解質を添加することにより、前記着色剤含有樹脂粒子の合一体を製造する工程、
(1−iv)前記疎水性有機溶剤を除去する工程、
(1−v)前記合一体を前記水性媒体から分離し、洗浄する工程。 The said 1st process performs the process of following (1-i), (1-ii), (1-iii), (1-iv), and (1-v) sequentially, Claim 1, 2, 3 or 4 A method for producing a toner for developing an electrostatic image according to any one of the above.
(1-i) a step of producing a mixture by dissolving or dispersing a polyester resin having a carboxyl group and a colorant in a hydrophobic organic solvent;
The (1-ii) it is mixed with water in the presence of the mixture a basic compound, containing the hydrophobic organic solvent and the polyester resin and the colorant, the colorant-containing resin particles, water soluble medium in Producing a suspension suspended in
(1-iii) Next, a step of producing a unity of the colorant-containing resin particles by adding a dispersion stabilizer to the suspension and then adding an electrolyte;
(1-iv) removing the hydrophobic organic solvent;
(1-v) A step of separating and washing the unity from the aqueous medium.
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