JP5446639B2 - Toner production method - Google Patents
Toner production method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5446639B2 JP5446639B2 JP2009211639A JP2009211639A JP5446639B2 JP 5446639 B2 JP5446639 B2 JP 5446639B2 JP 2009211639 A JP2009211639 A JP 2009211639A JP 2009211639 A JP2009211639 A JP 2009211639A JP 5446639 B2 JP5446639 B2 JP 5446639B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- nozzle
- vibration
- droplet
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Glanulating (AREA)
Description
本発明は、電子写真における静電荷像を現像する現像剤として使用されるトナーの製造法及びこの製造法で製造されたトナーに関するものである。 The present invention relates to a method for producing a toner used as a developer for developing an electrostatic image in electrophotography, and a toner produced by this production method.
従来、電子写真記録法に基づく複写機、プリンター、ファックス、及びそれらの複合機に使用される電子写真用トナーの製造法としては粉砕法のみであった。しかし、近年、重合法と呼ばれる水系媒体中でトナーを形成する方法が広く採用され、粉砕法を凌駕する勢いである(例えば特許文献1参照)。なお、重合法により製造されたトナーは「重合トナー」、または国によっては「ケミカルトナー」と呼ばれるが、重合法には必ずしも重合過程を伴わない製造方法も便宜上含んでいる。現在に実用化されている重合方法は、懸濁重合、乳化凝集、ポリマー懸濁(ポリマー凝集)、エステル伸長の各方法である。 Conventionally, the pulverization method has been the only production method for electrophotographic toners used in copiers, printers, fax machines, and composite machines based on the electrophotographic recording method. However, in recent years, a method of forming a toner in an aqueous medium called a polymerization method has been widely adopted and has a tendency to surpass the pulverization method (see, for example, Patent Document 1). The toner produced by the polymerization method is called “polymerized toner” or “chemical toner” in some countries, but the polymerization method includes a production method that does not necessarily involve a polymerization process for convenience. The polymerization methods currently in practical use are suspension polymerization, emulsion aggregation, polymer suspension (polymer aggregation), and ester elongation.
粉砕法に比べ、重合法は総じて、小粒径トナーが得易い、粒径分布がシャープである、形状が球形に近い等の利点がある反面、通常、水系媒体中でトナー粒子から脱溶剤するため、脱溶剤効率が悪く、また重合過程に長時間を必要とする。さらに固化終了後、トナー粒子と水とを分離し、その後、洗浄乾燥を繰り返す必要が有り、多くの時間と、多量の水、多くのエネルギーを必要とする。 Compared with the pulverization method, the polymerization method generally has advantages such that it is easy to obtain a toner having a small particle size, a sharp particle size distribution, and a shape close to a sphere, but usually the solvent is removed from the toner particles in an aqueous medium. Therefore, the solvent removal efficiency is poor, and a long time is required for the polymerization process. Further, after the solidification is completed, it is necessary to separate the toner particles and water, and then repeat washing and drying, which requires a lot of time, a lot of water, and a lot of energy.
重合法に替わるトナーの製造方法として、水を使わずにトナー組成液を気相中で液滴化した後に固化する、いわゆるスプレードライ法も提案されているが、粒度分布が広いといった問題点がある。
トナー組成液を気相中で液滴化し粒度分布を狭くする試みとして、圧電パルスを利用して微小液滴を形成し、さらにこれを乾燥固化してトナー化する製造法が提案されている(特許文献2参照)。また、ノズル内の熱膨張を利用して微小液滴を形成し、さらにこれを乾燥固化してトナー化する製造法が提案されている(特許文献3参照)。さらには、音響レンズを利用し、特許文献3と同様の処理をする製造法が提案されている(特許文献4参照)。また、ノズルプレートに設けたノズルから液滴を吐出する液滴吐出装置において、前記ノズルの出口形状を非軸対称とした液滴吐出装置(特許文献5参照)、液体材料を吐出する吐出口を有する第1の貫通孔と、前記液体材料を注入する注入口を有する第2の貫通孔とを含み、前記第2の貫通孔の表面に突起部を有する液滴吐出ヘッド(特許文献6参照)が提案されている。
しかしながら、これらの方法では、一つのノズルから単位時間あたりに吐出できる液滴数が少なく、生産性が悪いという問題があると同時に、液滴同士の合一による粒度分布の広がりが避けられず、単一分散性という点においても満足のいくものではなかった。
一方、高周波数の振動を利用して微小液滴を形成することで生産性を向上させることができる。また、複数ノズルで吐出させることで更に生産性を向上させることができる。しかし、高周波数の振動を利用すると、ノズルからの液の滲み出しが起きやすく、それが吐出安定性と微小液滴の分散性を悪化させる。複数ノズルの場合、その液の滲み出しがさらに起きやすく、さらに吐出を悪化させる傾向にあることが実質的に分かっている。また、複数ノズルの場合、吐出された微小液滴の方向性が悪く、液滴同士の合一が起こり、乾燥した粒子中の粗粉が多くなり、単一分散性が悪いという問題点がある。
As a toner manufacturing method that replaces the polymerization method, a so-called spray drying method in which the toner composition liquid is formed into droplets in the gas phase without using water and then solidified has been proposed, but there is a problem that the particle size distribution is wide. is there.
As an attempt to make the toner composition liquid droplets in the gas phase and narrow the particle size distribution, a manufacturing method has been proposed in which fine droplets are formed using piezoelectric pulses, which are then dried and solidified to become toners ( Patent Document 2). In addition, a manufacturing method has been proposed in which fine droplets are formed using thermal expansion in a nozzle, and this is dried and solidified into a toner (see Patent Document 3). Furthermore, a manufacturing method has been proposed in which an acoustic lens is used and the same processing as in
However, in these methods, the number of droplets that can be ejected from one nozzle per unit time is small, and there is a problem that productivity is low, and at the same time, the spread of particle size distribution due to coalescence of droplets is unavoidable, Also in terms of monodispersity, it was not satisfactory.
On the other hand, productivity can be improved by forming microdroplets using high-frequency vibrations. Moreover, productivity can be further improved by discharging with a plurality of nozzles. However, if high-frequency vibration is used, liquid oozes easily from the nozzle, which deteriorates ejection stability and dispersibility of microdroplets. In the case of a plurality of nozzles, it has been found that the liquid oozes more easily and tends to worsen the discharge. In addition, in the case of a plurality of nozzles, the directionality of the ejected fine droplets is poor, coalescence of the droplets occurs, the coarse powder in the dried particles increases, and there is a problem that the single dispersibility is poor. .
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、トナー組成液の滲み出しが低減されたノズルを用いたトナーの製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a toner manufacturing method using a nozzle in which bleeding of the toner composition liquid is reduced.
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
1.本発明のトナー製造法は、少なくとも樹脂液及び着色剤を含むトナー材料を溶媒に溶解又は分散させたトナー組成液を複数のノズルから振動手段により気相中に周期的に液滴として吐出し、次いで該液滴を固化乾燥させる工程を有するトナー製造法において、前記ノズルが、液滴吐出側に凸形状を有し、前記凸形状がノズル孔の内壁周囲に形成された円筒であり、前記ノズル孔の径をa、前記円筒の外径をb、該円筒の高さをhとしたときに、(1/2)a≦h≦2a かつa<b≦3aの関係を満たしていることを特徴とする。
2.本発明のトナー製造法は、少なくとも樹脂液及び着色剤を含むトナー材料を溶媒に溶解又は分散させたトナー組成液を複数のノズルから振動手段により気相中に周期的に液滴として吐出し、次いで該液滴を固化乾燥させる工程を有するトナー製造法において、前記ノズルが、液滴吐出側に凸形状を有し、前記凸形状の液吐出方向に平行な断面が、ノズル孔の内壁を接線とする曲線と該内壁とで形成された形状を有し、前記ノズル孔の径をa、前記曲線の曲率半径をrとしたときに、(1/2)a≦r≦2a の関係を満たしていることを特徴とする。
3.本発明のトナー製造法は、さらに、前記振動手段が、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)で構成されることを特徴とする。
4.本発明のトナー製造法は、さらに、前記ノズルが、金属板で構成されることを特徴とする。
5.本発明のトナー製造法は、さらに、前記ノズルが、シリコンで構成されることを特徴とする。
6.本発明のトナー製造法は、さらに、前記ノズルが、ニッケルで構成されることを特徴とする。
7.本発明のトナー製造法は、さらに、前記ノズルが、ステンレス鋼で構成されることを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
1. In the toner production method of the present invention, a toner composition liquid in which a toner material containing at least a resin liquid and a colorant is dissolved or dispersed in a solvent is periodically discharged as droplets from a plurality of nozzles into a gas phase by vibration means. then the toner production method including a step of solidifying drying the droplets, the nozzle has a convex shape to the droplet discharge side, wherein the convex shape is a cylinder formed on the inner wall around the nozzle hole, the nozzle When the diameter of the hole is a, the outer diameter of the cylinder is b, and the height of the cylinder is h, the relationship of (1/2) a ≦ h ≦ 2a and a <b ≦ 3a is satisfied. Features.
2. In the toner production method of the present invention, a toner composition liquid in which a toner material containing at least a resin liquid and a colorant is dissolved or dispersed in a solvent is periodically discharged as droplets from a plurality of nozzles into a gas phase by vibration means. Next, in the toner manufacturing method including the step of solidifying and drying the droplets, the nozzle has a convex shape on the droplet discharge side, and the cross section of the convex shape parallel to the liquid discharge direction is tangent to the inner wall of the nozzle hole. When the diameter of the nozzle hole is a and the curvature radius of the curve is r, the relationship of (1/2) a ≦ r ≦ 2a is satisfied. It is characterized by.
3. The toner manufacturing method of the present invention is further characterized in that the vibration means is composed of lead zirconate titanate (PZT) .
4). The toner manufacturing method of the present invention is further characterized in that the nozzle is made of a metal plate .
5. The toner manufacturing method of the present invention is further characterized in that the nozzle is made of silicon .
6). The toner manufacturing method of the present invention is further characterized in that the nozzle is made of nickel .
7). Toner production method of the present invention, further, the nozzle, characterized in that consists of stainless steel.
本発明によれば、トナー組成液の滲み出しが低減されたノズルを用いたトナーの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a toner manufacturing method using a nozzle in which bleeding of the toner composition liquid is reduced.
以下に、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における実施の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated based on drawing. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of an embodiment of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
(トナー製造方法)
従来のトナー製造方法である粉砕法と、本発明のトナー製造方法である噴霧法及び振動噴射法について説明する。
<粉砕法>
従来から行われている一般的なトナーの製造方法であり、トナー組成物を二本ロールや二軸押し出し機などにより溶融混練し、冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級を行い、必要に応じてヘンシェルミキサーなどで流動化剤などの外添剤の混合を行う方法である。粗粉砕ではロートプレックスやパルペライザー、微粉砕ではジェットミルやターボミル、分級ではエルボジェットや各種の風力分級装置等の公知の製造装置を用いることができる。
(Toner production method)
A pulverization method that is a conventional toner manufacturing method and a spraying method and a vibration jetting method that are toner manufacturing methods of the present invention will be described.
<Crushing method>
This is a conventional method for producing toner, and the toner composition is melt-kneaded with a two-roll or twin-screw extruder, etc., and after cooling, coarsely pulverized, finely pulverized and classified, and if necessary In this method, external additives such as a fluidizing agent are mixed using a Henschel mixer. A known production apparatus such as a rotoplex or pulverizer can be used for coarse pulverization, a jet mill or a turbo mill can be used for fine pulverization, and an elbow jet or various air classifiers can be used for classification.
<噴霧法>
液体を加圧してノズルから噴霧する一流体ノズル(加圧ノズル)噴霧機や液体と圧縮気体を混合して噴霧する多流体スプレーノズル噴霧機、回転する円盤を用いて液体を遠心力により液滴化する回転円盤型噴霧機等を用いて、トナー組成液を気相中で液滴化する方法である。噴霧と乾燥を同時に行うスプレードライシステムとして市販の装置を用いることができるが、十分な乾燥ができない場合は流動床乾燥等の二次乾燥を行い、必要に応じてヘンシェルミキサーなどで流動化剤などの外添剤の混合を行う方法である。
<Spraying method>
One-fluid nozzle (pressurized nozzle) sprayer that pressurizes liquid and sprays from the nozzle, multi-fluid spray nozzle sprayer that mixes and sprays liquid and compressed gas, liquid droplets by centrifugal force using a rotating disk In this method, the toner composition liquid is formed into droplets in the gas phase using a rotating disk type sprayer or the like. Commercially available equipment can be used as a spray-drying system that performs spraying and drying at the same time, but if sufficient drying is not possible, secondary drying such as fluidized bed drying is performed, and if necessary, fluidizing agent etc. with a Henschel mixer etc. The external additive is mixed.
<振動噴射法>
同じ開口径の複数のノズルを有する薄膜を機械的に振動させることによって、該ノズルからトナー組成液を周期的に放出することにより均一粒径の液滴を生成し、乾燥してトナー粒子を得る方法である。機械的振動手段は、ノズルを有する膜に対して垂直方向に振動すればどのような配置でもよいが、本発明においては次の二通りの方式が好ましく用いられる。
一つは、複数のノズルを有する薄膜に対して平行な振動面を有し、垂直方向に縦振動する機械的手段(機械的縦振動手段)を用いる方式であり、他の一つは、複数のノズルを有する薄膜のノズルを設けた領域の周囲に円環状に形成された機械的振動手段(円環状機械的振動手段)を設ける方式である。
以下、各方式について説明する。
<Vibration injection method>
By mechanically vibrating a thin film having a plurality of nozzles having the same opening diameter, a toner composition liquid is periodically discharged from the nozzles, thereby generating droplets having a uniform particle diameter and drying to obtain toner particles. Is the method. The mechanical vibration means may be arranged in any way as long as it vibrates in the direction perpendicular to the film having the nozzle. In the present invention, the following two systems are preferably used.
One is a method using mechanical means (mechanical longitudinal vibration means) having a vibration surface parallel to the thin film having a plurality of nozzles and longitudinally vibrating in the vertical direction. This is a system in which mechanical vibration means (annular mechanical vibration means) formed in an annular shape is provided around the area where the thin film nozzle having the nozzles is provided.
Hereinafter, each method will be described.
(機械的縦振動手段)
まず、機械的縦振動手段を設けたトナー製造装置の一例について、図1に示す模式的構成図を参照して説明する。
トナーの製造装置1はトナー組成液を同じ開口径の複数のノズルから周期的に放出し、気相中で液滴化する周期的液滴化工程における液滴化手段としての液滴噴射ユニット2と、この液滴噴射ユニット2が上方に配置され、液滴噴射ユニット2から放出される液滴化されたトナー組成液の液滴を固化してトナー粒子Tを形成する粒子形成工程における粒子化手段としての粒子形成部(溶媒除去部)3と、粒子形成部3で形成されたトナー粒子Tを捕集するトナー捕集部4と、トナー捕集部4で捕集されたトナー粒子Tがチューブ5を介して移送され、移送されたトナー粒子Tを貯留するトナー貯留手段としてのトナー貯留部6と、トナー組成液10を収容する原料収容部7と、この原料収容部7内から液滴噴射ユニット2に対してトナー組成液10を送液する配管(送液管)8と、稼動時などにトナー組成液10を圧送供給するためのポンプ9とを備えている。
また、原料収容部7から送出されるトナー組成液10は、液滴噴射ユニット2による液滴化現象により自給的に液滴噴射ユニット2に供給されるが、装置稼働時等には上述したように補助的にポンプ9を用いて液供給を行う構成としている。図1において、31は液滴、35は乾燥気体、41はトナー捕集部4のテーパ面、42は気流(渦流)、43はトナー粒子の電荷を中和する除電手段である。
(Mechanical longitudinal vibration means)
First, an example of a toner manufacturing apparatus provided with mechanical longitudinal vibration means will be described with reference to a schematic configuration diagram shown in FIG.
The toner manufacturing apparatus 1 periodically discharges a toner composition liquid from a plurality of nozzles having the same opening diameter, and a
Further, the
次に、液滴噴射ユニット2について図2、3に基づいて説明する。図2は液滴噴射ユニット2の概略断面説明図、図3は図2を下側から見た要部底面説明図である。
この液滴噴射ユニット2は、複数のノズル(吐出口)11が形成された薄膜12と、この薄膜12を振動させる機械的振動手段(以下「振動手段」という)13と、薄膜12と振動手段13との間にトナー組成液10を供給する貯留部(液流路)14を形成する流路部材15とを備えている。
前記複数のノズル11を有する薄膜12は、振動手段13の振動面13aに対して平行に設置されており、薄膜12の一部がハンダまたはトナー組成液に溶解しない樹脂結着材料によって流路部材15に接合固定されており、振動手段13の振動方向とは実質的に垂直な位置関係となる。本発明の要諦はノズルの形状にあるが、それについては後述する。前記振動手段13の振動発生手段21の上下面に電圧信号が付与されるように、通信手段24が設けられており、駆動信号発生源23からの信号を機械的振動に変換することができる。電気信号を与える通信手段としては、表面を絶縁被覆されたリード線が適している。また、振動手段13は後述する各種ホーン型振動子、ボルト締めランジュバン型振動子など、振動振幅の大きな素子を用いることが、効率的かつ安定なトナー生産には好適である。
Next, the
The
The
振動手段13は、振動を発生する振動発生手段21と、この振動発生手段21で発生した振動を増幅する振動増幅手段22とで構成され、駆動回路(駆動信号発生源)23から所要周波数の駆動電圧(駆動信号)が振動発生手段21の電極21a、21b間に印加されることによって、振動発生手段21に振動が励起され、この振動が振動増幅手段22で増幅され、薄膜12と平行に配置される振動面13aが周期的に振動し、この振動面13aの振動による周期的な圧力によって薄膜12が所要周波数で振動する。
この振動手段13としては、薄膜12に対して確実な縦振動を一定の周波数で与えることができるものであれば特に制限はなく、適宜選択して使用することができるが、薄膜12を振動させることから、振動発生手段21にはバイモルフ型のたわみ振動の励起される圧電体が好ましい。圧電体は、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する機能を有する。振動発生手段として圧電体を用いると、この圧電体に電圧を印加することにより、たわみ振動が励起され、薄膜12を振動させることが可能となる。
The
The vibrating means 13 is not particularly limited as long as it can give a certain longitudinal vibration to the
振動発生手段21を構成する圧電体としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電セラミックスが挙げられるが、これらは一般に変位量が小さいため、積層して使用されることが多い。圧電体としては、この他に、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等の圧電高分子や、水晶、LiNbO3、LiTaO3、KNbO3等の単結晶などが挙げられる。
振動手段13は、ノズル11を有する薄膜12に対して垂直方向の振動を与えるものであれば、どのような配置でもよいが、振動面13aと薄膜12とは平行に配置される。
図2に示す例では振動発生手段21と振動増幅手段22で構成される振動手段13としてホーン型振動子を用いており、振動増幅手段22としてホーンを用いている。ホーン型振動子は、圧電素子などの振動発生手段21の振幅を、ホーンなどの振動増幅手段22で増幅することができるため、機械的振動を発生する振動発生手段21自体は小さな振動でよく、機械的負荷が軽減するために生産装置としての長寿命化につながる。
Examples of the piezoelectric body constituting the vibration generating means 21 include piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT), and these are generally used in a stacked manner because of their small displacement. Other examples of the piezoelectric body include piezoelectric polymers such as polyvinylidene fluoride (PVDF), single crystals such as quartz, LiNbO 3 , LiTaO 3 , and KNbO 3 .
The vibration means 13 may be arranged in any way as long as it gives vibration in the vertical direction to the
In the example shown in FIG. 2, a horn type vibrator is used as the vibration means 13 including the vibration generation means 21 and the vibration amplification means 22, and a horn is used as the vibration amplification means 22. The horn-type vibrator can amplify the amplitude of the vibration generating means 21 such as a piezoelectric element by the vibration amplifying means 22 such as a horn. Since the mechanical load is reduced, the life of the production apparatus is extended.
振動手段13としてのホーン型振動子としては、公知の代表的なホーン形状でよく、例えば図4に示すようなステップ型のホーン型振動子、図5に示すようなエクスポネンシャル型のホーン型振動子、図6に示すようなコニカル型のホーン型振動子などを挙げることができる。
これらのホーン型振動子は、図2に示すように、ホーン(振動増幅手段22)の面積の大きい面に圧電体(振動発生手段21)が配置され、圧電体(振動発生手段21)は縦振動を利用し、ホーン(振動増幅手段22)の効率的な振動を誘起し、ホーン(振動増幅手段22)に面積の小さい面を振動面13aとして、この振動面13aが最大振動面となるように設計されている。圧電体(振動発生手段21)の上方と下方には通信手段(リード線)24が配置され、駆動回路23より交流電圧信号を与える。これらホーン振動子の最大振動面は、振動面13aとなるように形状を設計されるものである。
また、振動手段13としては、特に高強度なボルト締めランジュバン型振動子を用いることもできる。このボルト締めランジュバン型振動子は圧電セラミックスが機械的に結合されており、高振幅励振時に破損することがない。
As the horn type vibrator as the vibration means 13, a known typical horn shape may be used. For example, a step type horn type vibrator as shown in FIG. 4 or an exponential horn type as shown in FIG. Examples thereof include a vibrator and a conical horn vibrator as shown in FIG.
In these horn type vibrators, as shown in FIG. 2, a piezoelectric body (vibration generating means 21) is arranged on the surface of the horn (vibration amplifying means 22) having a large area, and the piezoelectric body (vibration generating means 21) is longitudinal. The vibration is induced to induce efficient vibration of the horn (vibration amplifying means 22), and the surface of the horn (vibration amplifying means 22) having a small area is defined as the
Further, as the vibration means 13, a particularly high-strength bolted Langevin type vibrator can be used. This bolted Langevin type vibrator is mechanically coupled with piezoelectric ceramics and will not be damaged during high amplitude excitation.
次に、図1に示す貯留部14、振動手段13及び薄膜12の構成を、図2の概略図を用いて詳細に説明する。貯留部14には、液供給チューブ18が少なくとも1箇所設けられており、一部断面図に示されるように、流路を通じて貯留部14にトナー組成液10が導入される。また、必要に応じて気泡排出チューブ19を設けることも可能である。流路部材15に取り付けた図示しない支持部材によって液滴噴射ユニット2が粒子形成部3の天面部に設置保持されている。なお、図1に示すトナー製造装置では、粒子形成部3の天面部に液滴噴射ユニット2を配置している例で説明しているが、粒子形成部3となる乾燥部側面壁又は底部に液滴噴射ユニット2を設置する構成とすることもできる。
Next, the structure of the
機械的振動を発生する振動手段13の大きさは、発振振動数の減少に伴って大きくなることが一般的であり、必要な周波数に応じて、適宜振動手段に直接穴あけ加工を施し貯留部を設けることができる。また、貯留部14全体を効率的に振動させることも可能である。
この場合、振動面とは、前記複数のノズルを有する薄膜が貼り合わされた面と定義される。
このような構成の液滴噴射ユニットの異なる例について図7及び図8を参照して説明する。
図7に示す液滴噴射ユニット204は、振動手段として、振動発生部としての圧電体81及び振動増幅部としてのホーン82で構成されるホーン型振動子134を用いて、ホーン82の一部に貯留部(流路)144を形成したものである。この液滴噴射ユニット204は、ホーン型振動子134のホーン82に一体形成した固定部(フランジ部)83によって、図1に示す粒子形成部3(乾燥手段)の壁面に固定されていることが好ましい、振動の損失を防ぐ観点から、図示しない弾性体を用いて固定してもよい。図7において、134aは振動面、114はノズル、124は薄膜、184は液供給チューブ、194は気泡排出チューブである。
In general, the size of the vibration means 13 that generates mechanical vibration increases as the oscillation frequency decreases. Can be provided. It is also possible to vibrate the
In this case, the vibration surface is defined as a surface on which the thin films having the plurality of nozzles are bonded.
Different examples of the droplet ejecting unit having such a configuration will be described with reference to FIGS.
A
図8に示す液滴噴射ユニット205は、振動発生部としての圧電体911、912及びホーン921、922がボルトで機械的に強固に固定されて構成されるボルト締めランジュバン型振動子135を振動手段として用いて、ホーン921に貯留部(流路)145を形成したものである。周波数条件により、ホーン921が大きくなる場合もあり、図示のようにホーン921の一部に、液供給チューブ185(流体導入/排出路)及び貯留部145を加工し、複数の薄膜を有する金属薄膜を貼り付けることができる。図8において、135aは振動面、115はノズル、125は薄膜、195は気泡排出チューブである。
なお、図1では、液滴噴射ユニット2が1個だけ粒子形成部3に取付けられている例を示しているが、複数個の液滴噴射ユニット2を粒子形成部3(乾燥塔)上部に並列にすることが、生産性向上の観点から好ましい。液滴噴射ユニットの個数は100〜1000個の範囲であることが、制御性の観点から好ましい。この場合、液滴噴射ユニット2の各貯留部14には配管8を介して原料収容部(共通液溜め)7に通じ、トナー組成液10が供給される構成とする。トナー組成液10は、液滴化に伴って自給的に供給される構成とすることもできるし、また、装置稼働時等に、補助的にポンプ9を用いて液供給を行う構成とすることもできる。
The
FIG. 1 shows an example in which only one
液滴噴射ユニットの他の例について図9を参照して説明する。図9は同液滴噴射ユニットの模式的断面説明図である。
図9に示す液滴噴射ユニット206は、振動手段としてホーン型振動子136を用いている。このホーン型振動子136の周囲を囲んでトナー組成液10を供給する流路部材156を配置し、ホーン型振動子136のホーン226に、薄膜126と対向する部分に貯留部146を形成している。さらに、流路部材156の周囲に所要の間隔を置いて気流35を流す気流路37を形成する気流路形成部材36を配置している。なお、図示を簡略化するため、薄膜126のノズル116は1個で示しているが、上述したように複数個設けられている。図9において、186は液供給チューブ、216は圧電体である。
また、図10に示すように、複数、例えば制御性の観点からは100〜1000個の液滴噴射ユニット206を、図1に示す粒子形成部3を構成する乾燥塔の上部に並べて配置する。これにより、より生産性の向上を図ることができる。
Another example of the droplet ejecting unit will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic cross-sectional explanatory view of the liquid droplet ejecting unit.
The
As shown in FIG. 10, from the viewpoint of controllability, a plurality of, for example, 100 to 1000
(円環状機械的振動手段)
図11は図1に示すトナー製造装置において液滴噴射ユニットをリング式のものに替えた例を示す。
リング式の液滴噴射ユニット207について図12ないし図14を参照して説明する。なお、図12は同液滴噴射ユニット2の断面説明図、図13は図12を下側から見た要部底面説明図、図14は液滴噴射ユニットにおける液滴化手段の概略断面説明図である。
この液滴噴射ユニット207は、図12に示すように、少なくともトナー組成液10を液滴化して放出させる液滴化手段16と、この液滴化手段16にトナー組成液10を供給する貯留部(液流路)147を形成した流路部材157とを備えている。
(Annular mechanical vibration means)
FIG. 11 shows an example in which the liquid droplet ejecting unit is replaced with a ring type in the toner manufacturing apparatus shown in FIG.
The ring type
As shown in FIG. 12, the
液滴化手段16は、複数のノズル(吐出口)117が形成された薄膜127と、この薄膜127を振動させる円環状の振動発生手段(電気機械変換手段)17とで構成されている。ここで、薄膜127は、最外周部(図13の斜線を施して示す領域)をハンダ又はトナー組成液に溶解しない樹脂結着材料によって流路部材157に接合固定している。振動発生手段17は、図14に示す、薄膜127の変形可能領域16A(流路部材157に固定されていない領域)内のノズルを設けた領域の周囲に配されている。図12に示すように、この振動発生手段17には、通信手段(リード線)24を通じて駆動回路(駆動信号発生源)23から所要周波数の駆動電圧(駆動信号)が印加されることで、例えば撓み振動を発生する。図12において、20は支持部材、187は液供給チューブ、197は気泡排出チューブである。
The
液滴化手段16は、貯留部147に臨む複数のノズル117を有する薄膜127の変形可能領域16A内のノズルを設けた領域の周囲に円環状の振動発生手段17が配されていることによって、例えば図15に示す比較例構成のように振動発生手段171が薄膜127の周囲を保持している構成に比べて、相対的に薄膜127の変位量が大きくなり、この大きな変位量が得られる比較的大面積(φ1mm以上)の領域に複数のノズル117を配置することができ、これら複数のノズル117より一度に多くの液滴を安定的に形成して放出することができるようになる。
The
図11は、液滴噴射ユニット207が1個配置されている例を示しているが、好ましくは、図16に示すように、複数、例えば制御性の観点からは100〜1000個(図16では4個のみ図示)の液滴噴射ユニット207を、粒子形成部3の天面部301に並べて配置し、各液滴噴射ユニット2には配管801を原料収容部(共通液溜め)7に通じさせてトナー組成液10を供給するようにする。これによって、一度により多くの液滴を放出させることができて、生産効率の向上を図ることができる。
FIG. 11 shows an example in which one
(液滴形成メカニズム)
次に、この液滴化手段としての液滴噴射ユニット2による液滴形成のメカニズムについて説明する。
上述したように液滴噴射ユニット2は、貯留部14に臨む複数のノズル11を有する薄膜12に、機械的振動手段である振動手段13によって発生した振動を伝播させて、薄膜12を周期的に振動させ、比較的大面積(φ1mm以上)の領域に複数のノズル11を配置し、それら複数のノズル11より液滴を周期的に、安定に形成して放出することができるようになる。
(Droplet formation mechanism)
Next, the mechanism of droplet formation by the
As described above, the
図17(a)、(b)に示すように、単純円形膜12の周辺部12Aを固定した場合、基本振動は周辺が節になり、図18に示すように、薄膜の中心Oで変位ΔLが最大(ΔLmax)となる断面形状となり、振動方向に周期的に上下振動する。
また、図19及び図20に示すような、より高次のモードが存在することが知られている。これらの振動モードは、円形膜内に、同心円状に1ないし複数の節を持ち、実質的に軸対称な変形形状である。また、図21に示すように、薄膜の中心部を凸形状12Cとすることで液滴の進行方向を制御し、かつ振動振幅量を調整することが可能である。
As shown in FIGS. 17A and 17B, when the
Further, it is known that higher order modes as shown in FIGS. 19 and 20 exist. These vibration modes have one or a plurality of nodes concentrically in a circular film and are substantially axisymmetric deformation shapes. In addition, as shown in FIG. 21, by making the central portion of the thin film have a
円形薄膜の振動により、円形膜各所に設けられたノズル近傍の液体には、膜の振動速度Vmに比例した音圧Pacが発生する。音圧は、媒質(トナー組成液)の放射インピーダンスZrの反作用として生じることが知られており、音圧は、放射インピーダンスと膜振動速度Vmの積で下記の方程式(1)を用いて表される。
Pac(r,t)=Zr・Vm(r,t) (1)
膜の振動速度Vmは時間とともに周期的に変動しているため時間(t)の関数であり、例えばサイン波形、矩形波形など、様々な周期変動を形成することが可能である。また、前述のとおり、膜の各所で振動方向の振動変位は異なっており、Vmは、膜上の位置座標の関数でもある。本発明で用いられる膜の振動形態は、上述のとおり軸対象である。したがって、実質的には半径(r)座標の関数となる。
以上のように、分布を持った膜の振動変位速度に対して、それに比例する音圧が発生し、音圧の周期的変化に対応してトナー組成液が、気相へ吐出される。
気相へ周期的に排出されたトナー組成液は、液相と気相との表面張力差によって球体を形成するため、液滴化が周期的に発生する。
Due to the vibration of the circular thin film, a sound pressure P ac proportional to the vibration speed V m of the film is generated in the liquid in the vicinity of the nozzles provided in the circular film. Sound pressure, medium are known to occur as a reaction of the radiation impedance Z r of (toner constituent liquid), sound pressure, using Equation (1) below the product of the radiation impedance and film vibration velocity Vm Table Is done.
P ac (r, t) = Z r · V m (r, t) (1)
Is a function of time (t) since the vibration speed V m of the film fluctuates periodically with time, for example a sine wave, such as a rectangular waveform, it is possible to form various periodic variations. Further, as described above, the vibration displacement in the vibration direction is different in each part of the film, and V m is also a function of the position coordinates on the film. The vibration mode of the film used in the present invention is an axial object as described above. Therefore, it is substantially a function of the radius (r) coordinate.
As described above, a sound pressure proportional to the vibration displacement speed of the distributed film is generated, and the toner composition liquid is discharged into the gas phase in response to the periodic change of the sound pressure.
Since the toner composition liquid periodically discharged to the gas phase forms a sphere due to a difference in surface tension between the liquid phase and the gas phase, droplet formation occurs periodically.
液滴化を可能とする薄膜の振動周波数としては20kHz〜2.0MHzの領域が用いられ、50kHz〜500kHzの範囲がより好適に用いられる。20kHz以上の振動周期であれば、液体の励振によって、トナー組成液中の顔料やワックスなどの微粒子の分散が促進される。
更には、前記音圧の変位量が、10kPa以上となることによって、上述の微粒子分散促進作用がより好適に発生する。
ここで、形成される液滴の直径は、前記膜のノズル近傍における振動変位が大きいほど大きくなる傾向にあり、振動変位が小さい場合、小滴が形成されるか、または液滴化しない。このような、各ノズル部位における液滴サイズのばらつきを低減するためには、ノズル配置を、膜振動変位の最適な位置に規定することが必要である。
As the vibration frequency of the thin film that enables droplet formation, a range of 20 kHz to 2.0 MHz is used, and a range of 50 kHz to 500 kHz is more preferably used. If the vibration period is 20 kHz or more, the dispersion of fine particles such as pigment and wax in the toner composition liquid is promoted by the excitation of the liquid.
Furthermore, when the displacement amount of the sound pressure is 10 kPa or more, the above-described fine particle dispersion promoting action is more preferably generated.
Here, the diameter of the formed droplet tends to increase as the vibration displacement in the vicinity of the nozzle of the film increases, and when the vibration displacement is small, a small droplet is formed or is not formed into a droplet. In order to reduce such a variation in droplet size at each nozzle site, it is necessary to define the nozzle arrangement at an optimum position of the membrane vibration displacement.
本発明においては、図18ないし20で説明されるように、前記機械的振動手段により発生するノズル近傍における膜の振動方向変位ΔLの最大値ΔLmaxと最小値でΔLminの比R(=ΔLmax/ΔLmin)が、2.0以内である部位にノズルが配置することにより、上記液滴サイズのばらつきを、高画質な画像を提供することのできるトナー微粒子として必要な領域に保つことができる。
トナー組成液の条件を変更し、粘度20mPa・s以下、表面張力20〜75mN/mの領域においてサテライトの発生開始領域が同様であったことから、前記音圧の変位量が、500kPa以下であることが必要となる。更に好適には100kPa以下である。
In the present invention, as will be described with reference to FIGS. 18 to 20, the ratio R (= ΔLmax / ΔLmin) between the maximum value ΔLmax and the minimum value ΔLmin of the vibration direction displacement ΔL of the film in the vicinity of the nozzle generated by the mechanical vibration means. However, by arranging the nozzle at a site within 2.0, the variation in the droplet size can be maintained in a necessary region as toner fine particles capable of providing a high-quality image.
The conditions of the toner composition liquid were changed, and the satellite generation start region was the same in the region where the viscosity was 20 mPa · s or less and the surface tension was 20 to 75 mN / m. Therefore, the displacement of the sound pressure was 500 kPa or less. It will be necessary. More preferably, it is 100 kPa or less.
(複数のノズルを有する薄膜)
ノズルを有する薄膜は、先にも述べたように、トナー組成物の溶解ないし分散液を、吐出させて液滴とする部材である。この薄膜12の材質、ノズル11の形状は、本発明の要諦であり、後述する。
(Thin film with multiple nozzles)
As described above, the thin film having the nozzle is a member in which a solution or dispersion of the toner composition is discharged to form droplets. The material of the
(液共振方式)
液共振方式のトナーの製造装置の一例を図22に、液滴噴射ユニット例を図23に示す。液共振方式の基本的な構成は機械的縦振動方式とほぼ同一であるが、機械的縦振動方式が振動発生手段によりノズルを有する薄膜を振動させて液滴化しているのに対して、液共振方式ではノズルを有する薄膜の振動によるのではなく、液の共振により液滴化している点が異なる。
したがって、薄膜は振動しない程度に強度を高めている。薄膜の材質としては、シリコンやシリコン酸化物などが用いられ、シリコン基板、特にSOI(Silicon on Insulator)基板を用いることがノズルの形成の面でも望ましい。なお、ノズル形状は本発明の要諦であり、後述する。
(Liquid resonance method)
An example of a liquid resonance type toner manufacturing apparatus is shown in FIG. 22, and an example of a droplet ejection unit is shown in FIG. The basic structure of the liquid resonance system is almost the same as that of the mechanical longitudinal vibration system. However, the mechanical longitudinal vibration system vibrates the thin film having the nozzles by the vibration generating means to form liquid droplets. The resonance method is different in that it is not formed by vibration of a thin film having a nozzle but is formed into droplets by resonance of the liquid.
Therefore, the strength of the thin film is increased to the extent that it does not vibrate. As the material of the thin film, silicon, silicon oxide, or the like is used, and it is desirable in terms of nozzle formation to use a silicon substrate, particularly an SOI (Silicon on Insulator) substrate. The nozzle shape is the gist of the present invention and will be described later.
図23(b)は液滴噴射ユニット2の概略断面説明図であり、図23(a)はより詳細に説明するための組立図であり、図23(c)は図23(a)、(b)に示した液滴噴射ユニットによる液滴形成の説明図である。
この液滴噴射ユニット208は、複数のノズル(吐出口)118が形成された薄膜128と、振動手段138と、薄膜128と振動手段138との間に、少なくとも樹脂、着色剤、及び特定のフェノール系樹脂を含有するトナー組成液10を供給する貯留部(液流路)148を形成する貯留部構成部材158とを備えている。振動手段138と貯留部148の壁との間には、振動を伝達させないための、振動分離部材26により位置を固定されている構成が望ましいが、振動手段138の、振動振幅の小さい節の部分27を介して壁に直接固定する形態でも構わない。液貯留部148には、液供給及び液循環に用いる配管808を通じてトナー組成液10が供給される。
振動手段138、振動発生手段218、振動増幅手段228としては、前述の機械的縦振動手段を用いる膜振動方式の説明において例示したものを同様に使用することができる。
FIG. 23B is a schematic cross-sectional explanatory view of the
The
As the vibration means 138, the vibration generation means 218, and the vibration amplification means 228, those exemplified in the description of the membrane vibration method using the mechanical longitudinal vibration means described above can be similarly used.
貯留部148の隔壁は、金属やセラミックス、プラスチックなど一般的な材料のうち、噴霧液に溶解しない、かつ噴霧液の変性を起こさないような材料で構成される。また、液貯留部148は複数の隔壁によって、複数の液貯留領域29に分割される。このように隔壁で分割することにより、数十kHz駆動において、液室内の振動圧力分布が均等になるため均等な吐出が可能となり、また共振周波数を高める効果も期待できる。図23(a)において、Aは液室長さ、Bは液室幅であり、図23(b)において、Hは液室高さである。
次に、液滴化手段としての液滴噴射ユニット208による液滴形成のメカニズムについて図23(c)を参照して説明する。
振動手段138により振動面138aに発生した振動は貯留部148内の液に伝達し、貯留部148内の液は液共振現象を起こす。薄膜128に設けられた複数のノズルにおいて、液は均質に加圧された状態において気体側に放出される。貯留部148内の液全体の共振の作用によって、全てのノズルから均等に液が噴出され、更には、トナー組成液に多く含有される、分散微粒子が前記薄膜の貯留部面に沈着することなく貯留部を浮遊するため、安定的に液を噴射し続けることができる構成となっている。
The partition wall of the
Next, the mechanism of droplet formation by the
The vibration generated on the
振動手段138は、例えば積層型PZTや、後述する超音波振動子と超音波ホーンを組み合わせたものなど、高い振幅において機械的超音波振動を液に与えることができるものであればどのようなものでも構わない。
複数のノズルを設けた薄膜を機械的に振動させる場合はノズル詰りが発生しづらいという利点があるが、薄膜面積が広いと均一振動が得られずに液滴の粒度分布なる場合がある。これに対し、液共振方式は各ノズルにほぼ等しい振動圧力が与えられるため、広い薄膜でも狭粒度分布の液滴が得られやすい。
Any vibration means 138 can be used as long as it can apply mechanical ultrasonic vibration to the liquid at a high amplitude, such as a laminated PZT or a combination of an ultrasonic vibrator and an ultrasonic horn described later. It doesn't matter.
When a thin film provided with a plurality of nozzles is vibrated mechanically, there is an advantage that nozzle clogging is difficult to occur. However, if the thin film area is large, uniform vibrations may not be obtained and the droplet size distribution may be obtained. On the other hand, in the liquid resonance method, since substantially equal vibration pressure is applied to each nozzle, it is easy to obtain droplets having a narrow particle size distribution even with a wide thin film.
(捕集)
特徴的な噴射によるトナー製造方法について上記で説明してきたが、説明を簡便にするために捕集に関する機構を省略している。捕集に関してはどの噴射方法においても同様の対処となるため、代表として円環状機械的振動手段での説明を行う。
図24は本発明のトナー製造装置の実施形態を示す説明図である。本実施形態では、吐出部にはシュラウドを有し、トナー流の周囲に搬送気流を有して、この搬送気流により、吐出されたトナー群の群速度を増加させるように、また、吐出初速度が高い場合には逆に減少させるようにする。これにより、吐出されたトナーが固化するまでの乾燥工程中に互いに衝突することによる合着を効率よく防止し、得られるトナー群は合一物が極めて少なく、歩留などを含む生産性を向上させることができる。
(Collection)
Although the toner production method by characteristic ejection has been described above, a mechanism relating to collection is omitted for the sake of simplicity. Since collection is the same for any injection method, an explanation will be given with an annular mechanical vibration means as a representative.
FIG. 24 is an explanatory view showing an embodiment of the toner production apparatus of the present invention. In the present embodiment, the discharge unit has a shroud and has a transport airflow around the toner flow, and the transport airflow increases the group speed of the discharged toner group, and the initial discharge speed. If the value is high, decrease it. As a result, it is possible to efficiently prevent coalescence caused by colliding with each other during the drying process until the discharged toner is solidified, and the resulting toner group has very little coalescence, improving productivity including yield. Can be made.
本実施形態でも液滴噴射ユニットを装置上部に有し、液滴を噴射させ乾燥させるチャンバー部180と、そのチャンバー部180で得られたトナーをトナー貯留部に送るための誘導管とを有して構成されている。
液滴噴射ユニット209は、少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成物を有機溶媒中に分散ないし溶解させたトナー組成液10を液滴化して放出させる液滴化手段161と、この液滴化手段161にトナー組成液10を供給する貯留部149を形成した容器130とを備えている。
Also in this embodiment, the apparatus has a droplet jetting unit at the top of the apparatus, and has a
The
液滴化手段161は、前記膜振動方式と同様である。トナーの容器130には貯留部149にトナー組成液10を供給する液供給孔200及び排出孔210がそれぞれ接続されている。液滴化手段161により、ノズル119から液滴31が放出される。
そして、容器130の外側には、ノズル119に対向する部分を開口した開口部30aを有し、ノズル119からのトナー組成液10の放出方向に沿って流れる液滴31を搬送する気体の気流路を形成するシュラウド部30が取り付けられている。シュラウド部30は、ノズル部が開口した2重の釜状の壁30b、30cからなり、互いが蓋部310で結合されている。シュラウド部30の側面には気体の吹き出し用のパイプ91が嵌入されている。2重の壁の内、内側の壁30cは、容器130の下端近傍で終わっている。2重の壁の内、外側の壁30bはノズル119の下部まで回り込んでおり、ノズル119に対向する下部の円状の開口部30aで終わっている。開口部30aの口径は「D」であり、外側の壁30bの底部30dの内壁とノズル119の下端とはクリアランスGを保っている。Dに比してGのサイズが小さいため、Gが搬送気流の流速を決める主な要因である。
The droplet forming means 161 is the same as the membrane vibration method. A
Further, on the outside of the
液滴31を含む流れ31aは、次に、上部にシュラウド部30及び容器130を取り付けた容積の大きいシュラウド部30内に導かれる。チャンバー部180内には、後述するチャンバー部噴出口93により、図24に示す下方向への気流96が形成されている。この気流96は一様な層流であり、液滴31を含む流れ31aは、気流96により層流状態で乾燥、固化されながら底部のトナー捕集部401に連結された誘導管92に送られる。誘導管92は図示しないサイクロンにつながり、さらに乾燥されながら捕集され、トナー貯留部601に送給される。シュラウド部30の上部側面には気体吹き出し用のパイプ91が気密的に嵌入されている。チャンバー部180の反対側側面には圧力計PG1が挿入されている。また、シュラウド部30の吹き出しパイプの側面にも圧力計PG2が挿入されている。
The
次に、本実施形態に係るトナー製造装置の動作について説明する。ここでは、トナー組成液10を循環させる場合について説明する。適当な圧力でトナー組成液10が容器130に収容されているところに、図示しない駆動装置により、振動手段である円環状振動手段170が、例えば100kHzで振動駆動されると、薄膜129に振動が伝播し、トナー組成液10が複数のノズル119から、振動駆動の周波数と一致した放出振動数で液滴31が放出される。放出された初速度V0はシュラウド部30中の気体の粘性による抵抗を受け減速しようとする。
一方、シュラウド部30中には、吹き出しパイプ91により気体が吹き出され、シュラウド部30中を通って搬送気流95を形成し、開口部30aからチャンバー部180に放出される。形成される搬送気流95は円周方向に均一で下向きであり、シュラウド部30の壁30bの下端部が丸味を帯びているため気流はスムースに横向きに方向を変え、ノズル15下で合流し、さらに開口部30aから放出される。この時の気流は乱流であると液滴31同士の合着が起こり易いので、層流であることが好ましい。
Next, the operation of the toner manufacturing apparatus according to this embodiment will be described. Here, the case where the
On the other hand, gas is blown out into the
放出された液滴23は、搬送気流95に乗って開口部30aからチャンバー部180内へ放出され、そこで層流である気流96に乗り、合着することなくトナー捕集部401まで送られる。
この例では、液滴31の初速度V0より搬送気流95の流速V1が大きく、液滴31は加速されてから搬送気流95に乗って送られる場合を示している。V1は自由落下速度より高ければよく、初速度V0より低くてよい。チャンバー内にはV1より速い流速V2の気流96が形成されている。気流96の流速V2は大きいほど、合着を防止する点で好ましい。チャンバー部180中の気流96は、吹き出し用のパイプ93より気体を吹き出すことによりシュラウド部30中と同様に周方向に均一な一様の気流が形成される。チャンバー部180内では層流が好ましい。チャンバー部180中に放出された直後の液滴31を含む液滴の流れ31a(流速はV1)が乱流を起こさず、スムースに流下されるために、チャンバー部180内の気流96の流速V2に対し、V2≧V1であることが好ましい。
The discharged
In this example, the flow velocity V 1 of the
シュラウド部30内の搬送気流95及びチャンバー部180内の気流96の流速は圧力計PG1及びPG2によって管理される。シュラウド部30内の圧力P1、チャンバー部18内の圧力P2は、P1≧P2の関係があることが好ましい。この関係でないと液滴31に負圧が作用して逆流する可能性がある。
前述したように、シュラウド部30の搬送気流95の流速を決める律速となるのは、D>Gであるため、G、即ち壁30bとヘッド2aとのクリアランスである。
以上はシュラウド部30の搬送気流95及びチャンバー部180内の気流96とも、チャンバー部18の上部にある吹き出しパイプ91及びチャンバー部噴出し口93から気体を吹き出すことにより形成されたが、チャンバー部180の下部に設けたパイプ92から吸引することによって気流を形成してもよい。
The flow rates of the
As described above, it is G> that is the clearance between the
The
シュラウド部30の壁30bの開口部30aの断面は、気体の放出方向に沿って口径が大きくなる、即ち外側の径が大なる方向にテーパー30eが付いていることが好ましい。このように、開口部30aにテーパー30eを形成することによって、液滴31が開口部30aを通過する際に、液滴31が開口部30aの壁面に接触して付着することを回避できる。
本実施形態では、吹き出される気体として、シュラウド部30、チャンバー部180とも窒素ガスを用いたが、気体であればよく、空気あるいはその他の気体であってもよい。また、図24ではシュラウド部30を2重のお釜状の壁30b、30cで構成したが、内側30cの壁を、容器130を構成する外周壁で兼用してもよい。また、1つのチャンバー部180中に複数の液滴噴射ユニット209とシュラウド部30を並設した構成にすることによってさらにトナーの製造効率を上げることができる。
放出された液滴31は粒子形成部301を通過しながら溶媒除去され、固形形態となってトナー貯蔵部601で捕集される。図24において、25はヘッド、32はバルブ、70は送液管、71は排液管、100はポンプ、701は原料収容部である。
The cross section of the
In the present embodiment, nitrogen gas is used for the
The discharged
(乾燥)
必要に応じて、さらに流動床乾燥や真空乾燥といった二次乾燥が行われる。有機溶剤がトナー中に残留すると耐熱保存性や定着性、帯電特性等のトナー特性が経時で変動するだけでなく。加熱による定着時において有機溶剤が揮発するため、使用者及び周辺機器へ悪影響を及ぼす可能性が高まるため、充分な乾燥を実施する。
(Dry)
If necessary, secondary drying such as fluidized bed drying or vacuum drying is further performed. If the organic solvent remains in the toner, not only the toner characteristics such as heat-resistant storage stability, fixing properties, and charging characteristics will change over time. Since the organic solvent volatilizes during fixing by heating, the possibility of adverse effects on the user and peripheral equipment is increased. Therefore, sufficient drying is performed.
<ノズル形状>
以上説明したように本発明で適用される、液滴吐出手段には様々なものがある。上述したような液滴吐出手段ではノズル及び薄膜においてトナー組成液の滲み出しに対する対処を行わないと、噴射中にトナー組成液が予期しない状態で染み出し、結果としてノズル全体をトナー組成液が覆ってしまい、噴射を妨げる事態に陥ることが明らかとなってきた。また、トナー組成液自体が噴射を妨げなかった場合であっても、やがてトナー組成液が乾燥し、乾燥物によってノズルの詰まりや形状の変化によって、やはり噴射低下あるいは噴射の停止を引き起こす。このため、ノズルには滲み出しを防止する措置を講ずる必要がある。
本発明ではノズル形状を従来実施してきたような吐出面が平板であることより、吐出面に凸加工を施した形状に変更することによってトナー組成液の染み出しが顕著に低減できることを見出し、本発明に至った。
本発明においては、液滴吐出側にタコ口形状を有するノズルを用いる。ここで、タコ口形状とは、液滴吐出側に凸形状を有し、該凸形状がノズル孔の内壁周囲に形成された筒状物である形状をいう。筒状物の断面としては、円、楕円、三角形、四角形、六角形、八角形等の多角形などが挙げられる。
本発明のノズルの形状は、図25及び図26に示すように噴射出口側に凸加工を施してある。図25に示すノズルは、ノズルAの口径をa、凸部Bの径をb、凸部高さをhとしたときに下記式(1)及び(2)の関係を満たす。
a<b≦3a (1)
1/2a≦h≦2a (2)
<Nozzle shape>
As described above, there are various types of droplet discharge means applied in the present invention. In the droplet discharge means as described above, if no countermeasure is taken against the seepage of the toner composition liquid in the nozzle and the thin film, the toner composition liquid exudes unexpectedly during ejection, and as a result, the entire nozzle covers the nozzle composition liquid. As a result, it has become clear that the situation of injection is hindered. Further, even when the toner composition liquid itself does not hinder the ejection, the toner composition liquid eventually dries, and the dry matter also causes the nozzle to be clogged or the shape change to cause a decrease in ejection or stop of the ejection. For this reason, it is necessary to take measures to prevent the nozzle from bleeding.
In the present invention, it has been found that since the discharge surface is a flat plate that has been implemented in the past, the discharge of the toner composition liquid can be remarkably reduced by changing the discharge surface to a shape that is convex. Invented.
In the present invention, a nozzle having an octopus shape on the droplet discharge side is used. Here, the octopus shape means a shape having a convex shape on the droplet discharge side, and the convex shape is a cylindrical object formed around the inner wall of the nozzle hole. Examples of the cross section of the cylindrical object include circles, ellipses, triangles, quadrangles, hexagons, octagons, and other polygons.
As shown in FIGS. 25 and 26, the shape of the nozzle of the present invention is convex on the injection outlet side. The nozzle shown in FIG. 25 satisfies the relationship of the following formulas (1) and (2), where a is the diameter of the nozzle A, b is the diameter of the convex portion B, and h is the convex portion height.
a <b ≦ 3a (1)
1 / 2a ≦ h ≦ 2a (2)
図25に示すノズルの形状において、式(1)に示すように、ノズルAの口径が凸部Bの径以上である場合(a≧b)は、実質的に凸Bは存在し得ない。凸Bの径bはノズルAの口径aの3倍以下(b≦3a)であり、好ましくは2倍以下(b≦2a)である。凸Bの径bはノズルAの口径aの3倍を超えた場合、ノズルのメニスカス直径が大きくなり過ぎ実質的に凸Bが存在しない様態と変わりなく、更に液滴径が安定せず粒度分布が広くなり好ましい状態ではない。
図25に示すノズルの形状において、式(2)に示すように、凸Bの高さhは、ノズルA口径の1/2以上が必要である。1/2未満であった場合、メニスカスの振動や気流の乱れなどから実質的に凸Bが無い状態と変わりなく、メニスカスが広がりかつ液滴吐出方向性が安定にならず液滴粒度分布が広くなる。凸Bの高さhは、ノズルAの口径の2倍以下であることを要し、好ましくは1.5倍である。2倍を超えた場合、ノズルプレートの厚さがあるため実質的にノズルAの孔内高さLと口径aとの比(L/a)が大きくなって、ノズルの加工がしにくいばかりか吐出時の圧力損失が大きくなり、吐出電圧が高くなり。このため、トナーの製造において省エネルギー化を図ることができなくなる。
In the nozzle shape shown in FIG. 25, as shown in the equation (1), when the diameter of the nozzle A is equal to or larger than the diameter of the convex portion B (a ≧ b), the convex B cannot substantially exist. The diameter b of the convex B is 3 times or less (b ≦ 3a) of the diameter a of the nozzle A, and preferably 2 times or less (b ≦ 2a). When the diameter b of the convex B exceeds three times the diameter a of the nozzle A, the meniscus diameter of the nozzle becomes too large and the convex B does not exist, and the droplet diameter is not stabilized and the particle size distribution is not changed. Is not preferable because it becomes wider.
In the nozzle shape shown in FIG. 25, the height h of the protrusion B needs to be 1/2 or more of the nozzle A diameter, as shown in Expression (2). If it is less than ½, the meniscus is substantially unchanged due to vibration of the meniscus and turbulence of the airflow, and the meniscus spreads and the droplet discharge directionality does not become stable and the droplet size distribution is wide. Become. The height h of the convex B needs to be not more than twice the diameter of the nozzle A, and is preferably 1.5 times. If it exceeds twice, the nozzle plate is thick, so the ratio between the height L in the hole of the nozzle A and the diameter a (L / a) is substantially increased, which makes it difficult to process the nozzle. Pressure loss during discharge increases and discharge voltage increases. This makes it impossible to save energy in the production of toner.
本発明において、ノズル材質は特に制限はなく、適宜選択した材料を用いることができるがトナー組成液に有機溶剤を用いることが多いため、金属板が望ましい。本発明のような孔の加工にはフォトエッチング法や電鋳法が好適に用いられる。またフォトエッチング法に適した材質としてはシリコン、ステンレス、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、りん青銅、ベリウム銅、ニッケル、パーマロイ等が挙げられ、電鋳法に適した材質としてはニッケルと銅が望ましい。中でも、加工精度やフィルターの強度を確保するためには、シリコン、ステンレス及びニッケルが特に望ましい。 In the present invention, the nozzle material is not particularly limited, and an appropriately selected material can be used. However, since an organic solvent is often used for the toner composition liquid, a metal plate is desirable. A photo-etching method or an electroforming method is preferably used for processing holes as in the present invention. Examples of materials suitable for photoetching include silicon, stainless steel, copper, copper alloys, brass, aluminum, phosphor bronze, beryllium copper, nickel, permalloy, etc., and materials suitable for electroforming include nickel and copper. desirable. Among these, silicon, stainless steel and nickel are particularly desirable in order to ensure processing accuracy and filter strength.
本発明において、ノズルの実際のサイズは目的とする液滴の大きさによって決定される。図1、2、3、7、8、9、10、11、12、13、14、15、17に記載の薄膜12は厚み5〜500μmの金属板で形成され、かつ、ノズル11の開口径が3〜30μmであることが、ノズル11からトナー組成液10の液滴を噴射させるときに、極めて均一な粒子径を有する微小液滴を発生させる観点から好ましい。なお、前記ノズル11の開口径は、真円であれば直径を意味し、楕円であれば短径を意味する。また、複数のノズル11の個数は、2〜3000個が好ましい。
In the present invention, the actual size of the nozzle is determined by the intended droplet size. The
本発明では図26に示すようなノズルの凸加工を選択することもできる。図26に示すノズルは、ノズルAの口径をa、凸部の曲率半径をrとしたときに下記式(3)の関係を満たす。
1/2a≦r≦2a (3)
図26に示すノズルの形状において、液滴吐出側に曲率半径rである凸形状の場合、凸部の曲率半径rについては上記式(2)に示す高さhと同様のことが言え、曲率半径rは、上記式(2)における高さhと見なすことができる。したがって、式(3)に示すように、曲率半径rは、ノズルAの口径aの1/2以上が必要である。曲率半径rが、ノズルAの口径aの1/2未満であった場合、メニスカスの振動や気流の乱れなどから実質的に凸Bが無い状態と変わりなく、メニスカスが広がりかつ液滴吐出方向性が安定にならず液滴粒度分布が広くなる。また、曲率半径rは、ノズルAの口径aの2倍以下であることを要し、好ましくは1.5倍である。2倍を超えた場合、ノズルプレートの厚さがあるため実質的にノズルAの孔内高さLと口径aとの比(L/a)が大きくなって、ノズルの加工がしにくいばかりか吐出時の圧力損失が大きくなり、吐出電圧が高くなり。このため、トナーの製造において省エネルギー化を図ることができなくなる。
図26の形状を選択した場合においてもノズルの材質及びノズル口径の大きさは図25で最適のものが適用される。
In the present invention, it is possible to select the convex processing of the nozzle as shown in FIG. The nozzle shown in FIG. 26 satisfies the relationship of the following formula (3) when the diameter of the nozzle A is a and the curvature radius of the convex portion is r.
1 / 2a ≦ r ≦ 2a (3)
In the case of a convex shape having a curvature radius r on the droplet discharge side in the shape of the nozzle shown in FIG. 26, the curvature radius r of the convex portion can be said to be the same as the height h shown in the above equation (2). The radius r can be regarded as the height h in the above equation (2). Therefore, as shown in Equation (3), the radius of curvature r needs to be 1/2 or more of the diameter a of the nozzle A. When the radius of curvature r is less than ½ of the diameter a of the nozzle A, the meniscus spreads and the droplet discharge directionality is substantially unchanged from the state without the convex B due to vibration of the meniscus or turbulence of the airflow. Does not become stable and the droplet size distribution becomes wide. Further, the curvature radius r needs to be not more than twice the diameter a of the nozzle A, and is preferably 1.5 times. If it exceeds twice, the nozzle plate is thick, so the ratio between the height L in the hole of the nozzle A and the diameter a (L / a) is substantially increased, which makes it difficult to process the nozzle. Pressure loss during discharge increases and discharge voltage increases. This makes it impossible to save energy in the production of toner.
Even when the shape shown in FIG. 26 is selected, the optimum nozzle material and nozzle diameter are applied in FIG.
ノズルの開口径に対して膜厚が非常に厚い場合はノズルの断面形状を2段型とすることにより吐出性が向上する。
次に、ノズルの断面形状を2段型とする方法を、図27を用いて説明する。シリコン基板両面にレジスト1110をコートし(11a)、ノズルパターンが形成されたフォトマスクで覆い、紫外線を露光し、レジスト1110をノズルパターンとして形成する(11b)。支持層1120面側からICP放電(誘導結合プラズマ放電)を用いた異方性ドライエッチングを行い、第1のノズル孔1150を形成し、活性層1140面側を同様の異方性ドライエッチングを行なって第2のノズル1160を形成し(11c)、最後に誘電体層1130をフッ酸系エッチング液により取り除き、2段の貫通孔を得る(11d)。この方法は、深堀りノズル形状を均等に形成する上で最も好ましい方法である。また、図示しないが、シリコン基板として、単層のシリコン基板を用いた場合でもSOI基板の場合と同様の方法でノズルを形成することができる。その際には、エッチング時間を調整することにより、第1のノズル孔の深さ及び第2のノズル孔の深さを調整することが可能である。
When the film thickness is very large with respect to the opening diameter of the nozzle, the discharge performance is improved by making the cross-sectional shape of the nozzle two-stage.
Next, a method of making the cross-sectional shape of the nozzle into a two-stage type will be described with reference to FIG. Resist 1110 is coated on both surfaces of the silicon substrate (11a), covered with a photomask on which a nozzle pattern is formed, and exposed to ultraviolet rays to form resist 1110 as a nozzle pattern (11b). Anisotropic dry etching using ICP discharge (inductively coupled plasma discharge) is performed from the
(トナー)
次に、本発明に係るトナーについて説明する。本発明に係るトナーは上述したトナー製造装置を用いたトナー製造法により製造されたトナーであり、この製造法により、粒度分布が単分散なものが得られる。
具体的には、前記トナーの粒度分布(体積平均粒径(Dv)/個数平均粒径(Dn))としては、1.00〜1.15の範囲内にあるのが好ましい。より好ましくは1.00〜1.05である。また、体積平均粒径としては、1〜20μmの範囲内にあることが好ましく、より好ましくは3〜10μmである。
次に、本発明で使用するトナー材料(トナー組成液)について説明する。先ず、前述したようにトナー組成物を溶媒に分散、溶解させたトナー組成液について説明する。
トナー材料としては、従来の電子写真用トナーと全く同じ物が使用できる。すなわち、スチレンアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂、エポキシ系樹脂、等のトナーバインダーを各種有機溶媒に溶解し、着色剤を分散、かつ、離型剤を分散又は溶解し、これを前記トナー製造方法により微小液滴とし乾燥固化させることで、目的とするトナー粒子を作製することが可能である。また、上記材料を熱溶融混練し得られた混練物を各種溶媒に一度溶解乃至分散した液を、前記トナー製造方法により微小液滴とし乾燥固化させることで、目的のトナーを得ることも可能である。
(toner)
Next, the toner according to the present invention will be described. The toner according to the present invention is a toner manufactured by a toner manufacturing method using the above-described toner manufacturing apparatus, and a monodispersed particle size distribution is obtained by this manufacturing method.
Specifically, the particle size distribution (volume average particle diameter (Dv) / number average particle diameter (Dn)) of the toner is preferably in the range of 1.00 to 1.15. More preferably, it is 1.00 to 1.05. Moreover, as a volume average particle diameter, it is preferable to exist in the range of 1-20 micrometers, More preferably, it is 3-10 micrometers.
Next, the toner material (toner composition liquid) used in the present invention will be described. First, a toner composition liquid in which a toner composition is dispersed and dissolved in a solvent as described above will be described.
As the toner material, the same material as that of a conventional electrophotographic toner can be used. That is, a toner binder such as a styrene acrylic resin, a polyester resin, a polyol resin, and an epoxy resin is dissolved in various organic solvents, a colorant is dispersed, and a release agent is dispersed or dissolved. The target toner particles can be produced by drying and solidifying into fine droplets by the toner production method. It is also possible to obtain a target toner by drying and solidifying a liquid obtained by dissolving or dispersing a kneaded material obtained by hot-melting and kneading the above materials in various solvents into fine droplets by the toner production method. is there.
〔トナー用材料〕
前記トナー用材料としては、少なくとも樹脂と着色剤とを含有し、必要に応じて、キャリア、ワックス等のその他の成分を含有する。
[Toner material]
The toner material contains at least a resin and a colorant and, if necessary, other components such as a carrier and wax.
〔樹脂〕
前記樹脂としては、少なくとも結着樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、特に制限はなく、通常使用される樹脂を適宜選択して使用することができるが、例えば、スチレン系単量体、アクリル系単量体、メタクリル系単量体等のビニル重合体、これらの単量体又は2種類以上からなる共重合体、ポリエステル系重合体、ポリオール樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、石油系樹脂、などが挙げられる。
スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−アミルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−へキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロロスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレン等のスチレン、又はその誘導体などが挙げられる。
アクリル系単量体としては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸n−ドデシル、アクリル酸2−エチルへキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸、又はそのエステル類などが挙げられる。
メタクリル系単量体としては、例えば、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸n−ドデシル、メタクリル酸2−エチルへキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸又はそのエステル類などが挙げられる。
〔resin〕
Examples of the resin include at least a binder resin.
The binder resin is not particularly limited, and a commonly used resin can be appropriately selected and used. For example, vinyl such as styrene monomer, acrylic monomer, methacrylic monomer, etc. Polymers, copolymers of these monomers or two or more types, polyester polymers, polyol resins, phenol resins, silicone resins, polyurethane resins, polyamide resins, furan resins, epoxy resins, xylene resins, terpene resins, Coumarone indene resin, polycarbonate resin, petroleum resin and the like can be mentioned.
Examples of the styrene monomer include styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, p-phenyl styrene, p-ethyl styrene, 2,4-dimethyl styrene, and pn-amyl styrene. , P-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-methoxy styrene, p -Styrene such as chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, m-nitrostyrene, o-nitrostyrene, p-nitrostyrene, or derivatives thereof.
Examples of the acrylic monomer include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, n-dodecyl acrylate, and acrylic acid 2 -Acrylic acid such as ethylhexyl, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, and phenyl acrylate, or esters thereof.
Examples of the methacrylic monomer include methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, n-dodecyl methacrylate, and methacrylic acid 2 -Methacrylic acid such as ethylhexyl, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, or esters thereof.
前記ビニル重合体又はビニル共重合体を形成する他のモノマーの例としては、以下の(1)ないし(18)が挙げられる。
(1)エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレフィン類;(2)ブタジエン、イソプレン等のポリエン類;(3)塩化ビニル、塩化ビニルデン、臭化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル類;(4)酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類;(5)ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;(6)ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;(7)N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物;(8)ビニルナフタリン類;(9)アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体等;(10)マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;(11)マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物;(12)マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸モノブチルエステル、シトラコン酸モノメチルエステル、シトラコン酸モノエチルエステル、シトラコン酸モノブチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、アルケニルコハク酸モノメチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、メサコン酸モノメチルエステルの如き不飽和二塩基酸のモノエステル;(13)ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和二塩基酸エステル;(14)クロトン酸、ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸;(15)クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如きα,β−不飽和酸無水物;(16)該α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物、アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマー;(17)2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類;(18)4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルへキシル)スチレンの如きヒドロキシ基を有するモノマー。
Examples of other monomers that form the vinyl polymer or vinyl copolymer include the following (1) to (18).
(1) Monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene; (2) Polyenes such as butadiene and isoprene; (3) Vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride; (4) Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl benzoate; (5) Vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether; (6) Vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and methyl. Vinyl ketones such as isopropenyl ketone; (7) N-vinyl compounds such as N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone; (8) vinyl naphthalenes; (9) acrylonitrile, methacrylate. Ronitrile, acrylamide, etc. (10) unsaturated dibasic acids such as maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, alkenyl succinic acid, fumaric acid, mesaconic acid; (11) maleic anhydride, citraconic anhydride, Unsaturated dibasic acid anhydrides such as itaconic anhydride and alkenyl succinic anhydride; (12) maleic acid monomethyl ester, maleic acid monoethyl ester, maleic acid monobutyl ester, citraconic acid monomethyl ester, citraconic acid monoethyl ester Monoesters of unsaturated dibasic acids such as citraconic acid monobutyl ester, itaconic acid monomethyl ester, alkenyl succinic acid monomethyl ester, fumaric acid monomethyl ester, mesaconic acid monomethyl ester; (13) dimethylmaleic acid, dimethylfumaric acid, etc. (14) α, β-unsaturated acids such as crotonic acid and cinnamic acid; (15) α, β-unsaturated acid anhydrides such as crotonic acid anhydride and cinnamic anhydride; ) Monomers having a carboxyl group such as anhydrides of the α, β-unsaturated acids and lower fatty acids, alkenylmalonic acid, alkenylglutaric acid, alkenyladipic acid, acid anhydrides and monoesters thereof; Acrylic acid or methacrylic acid hydroxyalkyl esters such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate; (18) 4- (1-hydroxy-1-methylbutyl) styrene, 4- (1- Monomers having a hydroxy group such as hydroxy-1-methylhexyl) styrene.
前記ビニル重合体又はビニル共重合体は、ビニル基を2個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有していてもよい。この場合に用いられる架橋剤としては、芳香族ジビニル化合物として、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンなどが挙げられる。アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として、例えば、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6へキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、これらの化合物のアクリレートをメタクリレートに替えたものなどが挙げられる。エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、これらの化合物のアクリレートをメタアクリレートに替えたものなどが挙げられる。 The vinyl polymer or vinyl copolymer may have a crosslinked structure crosslinked with a crosslinking agent having two or more vinyl groups. Examples of the crosslinking agent used in this case include divinylbenzene and divinylnaphthalene as aromatic divinyl compounds. Examples of diacrylate compounds linked by an alkyl chain include ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, and 1,6. Examples include xanthdiol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and those obtained by replacing the acrylate of these compounds with methacrylate. Examples of diacrylate compounds linked by an alkyl chain containing an ether bond include diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol # 400 diacrylate, polyethylene glycol # 600 diacrylate, and dipropylene. Examples include glycol diacrylate and those obtained by replacing acrylate of these compounds with methacrylate.
その他、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物、ジメタクリレート化合物も挙げられる。ポリエステル型ジアクリレート類として、例えば、商品名MANDA(日本化薬社製)が挙げられる。
多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに替えたもの、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテートなどが挙げられる。変える
これらの架橋剤は、他のモノマー成分100質量部に対して、0.01〜10質量部用いることが好ましく、0.03〜5質量部用いることがより好ましい。これらの架橋性モノマーのうち、トナー用樹脂に定着性、耐オフセット性を付与する点から、芳香族ジビニル化合物(特にジビニルベンゼン)、芳香族基及びエーテル結合を1つ含む結合鎖で結ばれたジアクリレート化合物類が好適に挙げられる。これらの中でも、スチレン系共重合体、スチレン−アクリル系共重合体となるようなモノマーの組み合わせが好ましい。
Other examples include diacrylate compounds and dimethacrylate compounds linked by a chain containing an aromatic group and an ether bond. Examples of polyester diacrylates include trade name MANDA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.).
Polyfunctional crosslinking agents include pentaerythritol triacrylate, trimethylol ethane triacrylate, trimethylol propane triacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate, oligoester acrylate, and acrylates of the above compounds replaced with methacrylate, triallyl cyanide. Examples thereof include nurate and triallyl trimellitate. Changing These crosslinking agents are preferably used in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.03 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the other monomer components. Among these crosslinkable monomers, they were linked by a bond chain containing one aromatic divinyl compound (especially divinylbenzene), an aromatic group, and an ether bond from the viewpoint of imparting fixability and offset resistance to the toner resin. Preferred are diacrylate compounds. Among these, a combination of monomers that becomes a styrene copolymer or a styrene-acrylic copolymer is preferable.
本発明で用いるビニル重合体又はビニル共重合体の製造に用いられる重合開始剤としては、例えば、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2'−アゾビスイソブチレート、1,1'−アゾビス(1−シクロへキサンカルボニトリル)、2−(カルバモイルアゾ)−イソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2',4'−ジメチル−4'−メトキシバレロニトリル、2,2'−アゾビス(2−メチルプロパン)、メチルエチルケトンパ−オキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロへキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類;2,2−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ブタン、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、ジークミルパーオキサイド、α−(tert−ブチルパーオキシ)イソプロピルベンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリルパーオキサイド、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルへキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジ−エトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロへキシルスルホニルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルへキサレート、tert−ブチルパーオキシラウレート、tert−ブチル−オキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−tert−ブチルパーオキシイソフタレート、tert−ブチルパーオキアリルカーボネート、イソアミルパーオキシ−2−エチルへキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキシへキサハイドロテレフタレート、tert−ブチルパーオキシアゼレートなどが挙げられる。 Examples of the polymerization initiator used in the production of the vinyl polymer or vinyl copolymer used in the present invention include 2,2′-azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (4-methoxy-2, 4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate 1,1′-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile), 2- (carbamoylazo) -isobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4,4-trimethylpentane), 2-phenylazo- 2 ', 4'-dimethyl-4'-methoxyvaleronitrile, 2,2'-azobis (2-methylpropane), methyl ethyl ketone peroxide, acetylacetone peroxide, cycl Ketone peroxides such as hexanone peroxide; 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane, tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydro Peroxide, di-tert-butyl peroxide, tert-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, α- (tert-butylperoxy) isopropylbenzene, isobutyl peroxide, octanoyl peroxide, decanoyl peroxide, lauroyl Peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, benzoyl peroxide, m-tolyl peroxide, di-isopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxide Dicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, di-2-ethoxyethyl peroxycarbonate, di-ethoxyisopropyl peroxydicarbonate, di (3-methyl-3-methoxybutyl) peroxycarbonate, acetylcyclohex Xylsulfonyl peroxide, tert-butylperoxyacetate, tert-butylperoxyisobutyrate, tert-butylperoxy-2-ethylhexarate, tert-butylperoxylaurate, tert-butyl-oxybenzoate, tert- Butyl peroxyisopropyl carbonate, di-tert-butyl peroxyisophthalate, tert-butyl peroxyallyl carbonate, isoamyl peroxy-2-ethylhexanoate, di- ert- butyl peroxy the hexa hydro terephthalate, etc. tert- butylperoxy azelate, and the like.
結着樹脂がスチレン−アクリル系樹脂の場合、樹脂成分のテトラヒドロフラン(THF)に可溶分のゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)により測定した分子量分布で、分子量3000〜50000(数平均分子量換算)の領域に少なくとも1つのピークが存在し、分子量10万以上の領域に少なくとも1つのピークが存在する樹脂が、定着性、オフセット性、保存性の点で好ましい。また、THF可溶分としては、分子量分布100000以下の成分が50〜90%となるような結着樹脂が好ましく、分子量5000〜30000の領域にメインピークを有する結着樹脂がより好ましく、5000〜20000の領域にメインピークを有する結着樹脂が最も好ましい。
結着樹脂がスチレン−アクリル系樹脂等のビニル重合体のときの酸価としては、0.1〜100mgKOH/gであることが好ましく、0.1〜70mgKOH/gであることがより好ましく、0.1〜50mgKOH/gであることがさらに好ましい。
When the binder resin is a styrene-acrylic resin, the molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography (GPC) of the soluble component in tetrahydrofuran (THF) as a resin component has a molecular weight of 3000 to 50000 (in terms of number average molecular weight). A resin having at least one peak in a region and at least one peak in a region having a molecular weight of 100,000 or more is preferable in terms of fixing property, offset property and storage property. Further, as the THF-soluble component, a binder resin in which a component having a molecular weight distribution of 100,000 or less is 50 to 90% is preferable, and a binder resin having a main peak in a molecular weight region of 5000 to 30000 is more preferable. A binder resin having a main peak in the 20000 region is most preferred.
The acid value when the binder resin is a vinyl polymer such as styrene-acrylic resin is preferably 0.1 to 100 mgKOH / g, more preferably 0.1 to 70 mgKOH / g, and 0 More preferably, it is 1-50 mgKOH / g.
前記ポリエステル系重合体を構成するモノマーとしては、以下のものが挙げられる。
2価のアルコール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、又は、ビスフェノールAにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテルが重合して得られるジオールなどが挙げられる。
ポリエステル樹脂を架橋させるためには、3価以上のアルコールを併用することが好ましい。3価以上の多価アルコールとしては、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、例えば、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼンなどが挙げられる。
The following are mentioned as a monomer which comprises the said polyester-type polymer.
Examples of the divalent alcohol component include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, diol obtained by polymerizing cyclic ethers such as ethylene oxide and propylene oxide to bisphenol A, and the like Can be mentioned.
In order to crosslink the polyester resin, it is preferable to use a trivalent or higher alcohol together. Examples of the trihydric or higher polyhydric alcohol include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, for example, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butane. Triol, 1,2,5-pentatriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxybenzene, etc. Is mentioned.
ポリエステル系重合体を形成する酸成分としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のべンゼンジカルボン酸類又はその無水物、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸等の不飽和二塩基酸、マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物等の不飽和二塩基酸無水物、などが挙げられる。また、3価以上の多価カルボン酸成分としては、トリメット酸、ピロメット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシ−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、又はこれらの無水物、部分低級アルキルエステルなどが挙げられる。 Examples of the acid component that forms the polyester polymer include benzene dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid or anhydrides thereof, alkyldicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and azelaic acid, or Unsaturated dibasic acids such as anhydride, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, alkenyl succinic acid, fumaric acid, mesaconic acid, maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, alkenyl succinic anhydride And the like, and the like. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid component include trimet acid, pyromet acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxy-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, tetra (methylene Carboxy) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, empol trimer acid, anhydrides thereof, partial lower alkyl esters and the like.
結着樹脂がポリエステル系樹脂の場合は、樹脂成分のTHF可溶成分の分子量分布で、分子量3000〜50000(数平均分子量換算)の領域に少なくとも1つのピークが存在するのが、トナーの定着性、耐オフセット性の点で好ましく、また、THF可溶分としては、分子量100000以下の成分が60〜100%となるような結着樹脂も好ましく、分子量5000〜20000の領域に少なくとも1つのピークが存在する結着樹脂がより好ましい。
結着樹脂がポリエステル樹脂の場合、その酸価としては、0.1〜100mgKOH/gであることが好ましく、0.1〜70mgKOH/gであることがより好ましく、0.1〜50mgKOH/gであることがさらに好ましい。
本発明において、結着樹脂の分子量分布は、THFを溶媒としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される。
When the binder resin is a polyester resin, the toner fixing property is that at least one peak exists in the region of molecular weight 3000 to 50000 (in terms of number average molecular weight) in the molecular weight distribution of the THF soluble component of the resin component. From the viewpoint of offset resistance, the THF-soluble component is preferably a binder resin in which a component having a molecular weight of 100,000 or less is 60 to 100%, and has at least one peak in the molecular weight region of 5000 to 20000. The binder resin present is more preferred.
When the binder resin is a polyester resin, the acid value is preferably 0.1 to 100 mgKOH / g, more preferably 0.1 to 70 mgKOH / g, and 0.1 to 50 mgKOH / g. More preferably it is.
In the present invention, the molecular weight distribution of the binder resin is measured by gel permeation chromatography (GPC) using THF as a solvent.
本発明に係るトナーに使用できる結着樹脂としては、前記ビニル重合体成分及びポリエステル系樹脂成分の少なくとも一つ中に、これらの両樹脂成分と反応し得るモノマー成分を含む樹脂も使用することができる。ポリエステル系樹脂成分を構成するモノマーのうちビニル重合体と反応し得るものとしては、例えば、フタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸又はその無水物、などが挙げられる。ビニル重合体成分を構成するモノマーとしては、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するものや、アクリル酸若しくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。
また、ポリエステル系重合体、ビニル重合体とその他の結着樹脂を併用する場合、全体の結着樹脂の酸価が0.1〜50mgKOH/gである樹脂を60質量%以上有するものが好ましい。
本発明において、トナー組成物の結着樹脂成分の酸価は、以下の方法により求めることかでき、基本操作はJIS K−0070に準ずる。
(1)試料は予め結着樹脂(重合体成分)以外の添加物を除去して使用するか、結着樹脂及び架橋された結着樹脂以外の成分の酸価及び含有量を予め求めておく。試料の粉砕品0.5〜2.0gを精秤し、重合体成分の重さをW(g)とする。例えば、トナーから結着樹脂の酸価を測定する場合は、着色剤又は磁性体等の酸価及び含有量を別途測定しておき、計算により結着樹脂の酸価を求める。
(2)300mlのビーカーに試料を入れ、トルエン/エタノール(体積比4/1)の混合液150mlを加え溶解する。
(3)0.1mol/LのKOHのエタノール溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する。
(4)この時のKOH溶液の使用量をS(ml)とし、同時にブランクを測定し、この時のKOH溶液の使用量をB(ml)とし、以下の式で算出する。ただしfはKOHのファクターである。
酸価(mgKOH/g)=[(S−B)×f×5.61]/W
As the binder resin that can be used in the toner according to the present invention, it is also possible to use a resin containing a monomer component capable of reacting with both of these resin components in at least one of the vinyl polymer component and the polyester resin component. it can. Examples of monomers that can react with the vinyl polymer among the monomers constituting the polyester resin component include unsaturated dicarboxylic acids such as phthalic acid, maleic acid, citraconic acid, and itaconic acid, or anhydrides thereof. Examples of the monomer constituting the vinyl polymer component include those having a carboxyl group or a hydroxy group, and acrylic acid or methacrylic acid esters.
Moreover, when using together a polyester polymer, a vinyl polymer, and another binder resin, what has 60 mass% or more of resin whose acid value of the whole binder resin is 0.1-50 mgKOH / g is preferable.
In the present invention, the acid value of the binder resin component of the toner composition can be determined by the following method, and the basic operation conforms to JIS K-0070.
(1) The sample is used by removing additives other than the binder resin (polymer component) in advance, or the acid value and content of components other than the binder resin and the crosslinked binder resin are obtained in advance. . The sample pulverized product 0.5 to 2.0 g is precisely weighed, and the weight of the polymer component is defined as W (g). For example, when measuring the acid value of the binder resin from the toner, the acid value and content of the colorant or magnetic material are separately measured, and the acid value of the binder resin is obtained by calculation.
(2) A sample is put into a 300 ml beaker, and 150 ml of a mixed solution of toluene / ethanol (
(3) Titrate with an ethanol solution of 0.1 mol / L KOH using a potentiometric titrator.
(4) The amount of use of the KOH solution at this time is S (ml), a blank is measured at the same time, the amount of use of the KOH solution at this time is B (ml), and the following formula is used. However, f is a factor of KOH.
Acid value (mgKOH / g) = [(SB) × f × 5.61] / W
トナーの結着樹脂及び結着樹脂を含む組成物は、トナー保存性の観点から、ガラス転移温度(Tg)が35〜80℃であるのが好ましく、40〜75℃であるのがより好ましい。Tgが35℃より低いと高温雰囲気下でトナーが劣化しやすく、また定着時にオフセットが発生しやすくなることがある。また、Tgが80℃を超えると、定着性が低下することがある。
本発明で使用できる磁性体としては、例えば、(1)マグネタイト、マグヘマイト、フェライトの如き磁性酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄、(2)鉄、コバルト、ニッケル等の金属、又は、これらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、錫、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウム等の金属との合金、(3)及びこれらの混合物、などが挙げられる。
磁性体として具体的に例示すると、Fe3O4、γ−Fe2O3、ZnFe2O4、Y3Fe5O12、CdFe2O4、Gd3Fe5O12、CuFe2O4、PbFe12O、NiFe2O4、NdFe2O、BaFe12O19、MgFe2O4、MnFe2O4、LaFeO3、鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも特に、Fe3O4(四三酸化鉄)、γ−Fe2O3(γ−三二酸化鉄)の微粉末が好適である。
また、異種元素を含有するマグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の磁性酸化鉄、又はその混合物も使用できる。異種元素を例示すると、例えば、リチウム、ベリリウム、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、ゲルマニウム、ジルコニウム、錫、イオウ、カルシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウムなどが挙げられる。好ましい異種元素としては、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン及びジルコニウムから選択される元素である。異種元素は、酸化鉄結晶格子の中に取り込まれていてもよいし、酸化物として酸化鉄中に取り込まれていてもよいし、又は表面に酸化物あるいは水酸化物として存在していてもよいが、酸化物として含有されているのが好ましい。
The toner binder resin and the composition containing the binder resin preferably have a glass transition temperature (Tg) of 35 to 80 ° C., more preferably 40 to 75 ° C., from the viewpoint of toner storage stability. If the Tg is lower than 35 ° C., the toner is likely to deteriorate in a high temperature atmosphere, and offset may easily occur during fixing. On the other hand, when Tg exceeds 80 ° C., fixability may be deteriorated.
Examples of the magnetic material that can be used in the present invention include (1) iron oxide containing magnetic iron oxide such as magnetite, maghemite, and ferrite, and other metal oxides, (2) metals such as iron, cobalt, nickel, or Alloys of these metals with metals such as aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium, (3) and these And the like.
Specific examples of the magnetic material include Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , ZnFe 2 O 4 , Y 3 Fe 5 O 12 , CdFe 2 O 4 , Gd 3 Fe 5 O 12 , CuFe 2 O 4 , PbFe 12 O, NiFe 2 O 4 , NdFe 2 O, BaFe 12
Further, magnetic iron oxides such as magnetite, maghemite, and ferrite containing different elements, or a mixture thereof can be used. Examples of different elements include, for example, lithium, beryllium, boron, magnesium, aluminum, silicon, phosphorus, germanium, zirconium, tin, sulfur, calcium, scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, Examples include gallium. As a preferable different element, it is an element selected from magnesium, aluminum, silicon, phosphorus and zirconium. The foreign element may be incorporated into the iron oxide crystal lattice, may be incorporated into the iron oxide as an oxide, or may be present on the surface as an oxide or hydroxide. Is preferably contained as an oxide.
前記異種元素は、磁性体生成時にそれぞれの異種元素の塩を混在させ、pH調整により、粒子中に取り込むことができる。また、磁性体粒子生成後にpH調整、あるいは各々の元素の塩を添加しpH調整することにより、粒子表面に析出することができる。
前記磁性体の使用量としては、結着樹脂100質量部に対して、磁性体10〜200質量部が好ましく、20〜150質量部がより好ましい。これらの磁性体の個数平均粒径としては、0.1〜2μmが好ましく、0.1〜0.5μmがより好ましい。前記個数平均径は、透過電子顕微鏡により拡大撮影した写真をデジタイザー等で測定することにより求めることができる。
また、磁性体の磁気特性としては、10Kエルステッド印加での磁気特性がそれぞれ、抗磁力20〜150エルステッド、飽和磁化50〜200emu/g、残留磁化2〜20emu/gのものが好ましい。
前記磁性体は、着色剤としても使用することができる。
The different elements can be incorporated into the particles by mixing the salts of the different elements at the time of producing the magnetic substance and adjusting the pH. Moreover, it can precipitate on the particle | grain surface by adjusting pH after magnetic body particle | grain production | generation, or adding salt of each element and adjusting pH.
As the usage-amount of the said magnetic body, 10-200 mass parts of magnetic bodies are preferable with respect to 100 mass parts of binder resin, and 20-150 mass parts is more preferable. The number average particle diameter of these magnetic materials is preferably 0.1 to 2 μm, and more preferably 0.1 to 0.5 μm. The number average diameter can be obtained by measuring a photograph taken with a transmission electron microscope with a digitizer or the like.
Further, as the magnetic properties of the magnetic material, those having a coercive force of 20 to 150 oersted, a saturation magnetization of 50 to 200 emu / g, and a residual magnetization of 2 to 20 emu / g are preferable.
The magnetic material can also be used as a colorant.
〔着色剤〕
前記着色剤としては、特に制限はなく、通常使用される樹脂を適宜選択して使用することができるが、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びこれらの混合物などが挙げられる。
前記着色剤の含有量としては、トナー全量中1〜15質量%が好ましく、3〜10質量%がより好ましい。
[Colorant]
The colorant is not particularly limited and may be appropriately selected from commonly used resins. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher, yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent Yellow (NCG), Vulcan Fast Yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Fu Issey Red, Parachlor Ortho Nitroaniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmin Min BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Risor Rubin GX, Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Nacridone Red, Pyrazolone Red, Polyazo Red, Chrome Vermilion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), Indigo, Ultramarine, Bitumen, Anthraquinone Blue, Fast Violet B, Methyl Violet Lake, Cobalt Purple, Manganese Purple, Dioxane Violet, Anthraquinone Violet, Chrome Green, Zinc Green, Chrome Oxide , Pyridian, emerald green, pigment green B, naphthol green B, green gold, acid green , Malachite green lake, phthalocyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof.
The content of the colorant is preferably 1 to 15% by mass and more preferably 3 to 10% by mass based on the total amount of toner.
本発明に係るトナーで用いる着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造又はマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先に挙げた変性ポリエステル、未変性ポリエステル樹脂の他に、例えば、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。 The colorant used in the toner according to the present invention can also be used as a master batch combined with a resin. As the binder resin kneaded with the production of the master batch or the master batch, in addition to the modified polyester and unmodified polyester resin mentioned above, for example, styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyltoluene, and the substituted products thereof Polymers of: styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-acrylic acid Ethyl copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, Styrene-α-Chlormethacryl Acid methyl copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer Polymers, styrene copolymers such as styrene-maleic acid ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, Examples include polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, and paraffin wax. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
前記マスターバッチは、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練して得る事ができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いる事ができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の、水を含んだ水性ペーストを、樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も、着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため、乾燥する必要がなく、好適に使用される。混合混練するには、3本ロールミル等の高せん断分散装置が好適に使用される。
前記マスターバッチの使用量としては、結着樹脂100質量部に対して、0.1〜20質量部が好ましい。
また、前記マスターバッチ用の樹脂は、酸価が30mgKOH/g以下、アミン価が1〜100で、着色剤を分散させて使用することが好ましく、酸価が20mgKOH/g以下、アミン価が10〜50で、着色剤を分散させて使用することがより好ましい。酸価が30mgKOH/gを超えると、高湿下での帯電性が低下し、顔料分散性も不十分となることがある。また、アミン価が1未満であるとき、及び、アミン価が100を超えるときにも、顔料分散性が不十分となることがある。なお、酸価はJIS K0070に記載の方法により測定することができ、アミン価はJIS K7237に記載の方法により測定することができる。
The master batch can be obtained by mixing and kneading a resin for a master batch and a colorant under a high shear force. At this time, an organic solvent can be used to enhance the interaction between the colorant and the resin. Also, there is a method of removing the water and organic solvent components by mixing and kneading an aqueous paste containing water, which is a so-called flushing method, together with a resin and an organic solvent, and transferring the colorant to the resin side. Since the wet cake can be used as it is, it does not need to be dried and is preferably used. For mixing and kneading, a high shearing dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.
As the usage-amount of the said masterbatch, 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of binder resin.
The resin for the masterbatch preferably has an acid value of 30 mgKOH / g or less, an amine value of 1 to 100, and a colorant dispersed therein. The acid value is 20 mgKOH / g or less and the amine value is 10 It is more preferable that the colorant is dispersed and used at ˜50. When the acid value exceeds 30 mgKOH / g, the chargeability under high humidity may be lowered, and the pigment dispersibility may be insufficient. Also, when the amine value is less than 1 and when the amine value exceeds 100, the pigment dispersibility may be insufficient. The acid value can be measured by the method described in JIS K0070, and the amine value can be measured by the method described in JIS K7237.
また、分散剤は、顔料分散性の点で、結着樹脂との相溶性が高いことが好ましく、具体的な市販品としては、「アジスパーPB821」、「アジスパーPB822」(味の素ファインテクノ社製)、「Disperbyk−2001」(ビックケミー社製)、「EFKA−4010」(EFKA社製)、などが挙げられる。
前記分散剤の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおけるスチレン換算重量での、メインピークの極大値の分子量で、500〜100000が好ましく、顔料分散性の観点から、3000〜100000がより好ましい。特に、5000〜50000が好ましく、5000〜30000が最も好ましい。分子量が500未満であると、極性が高くなり、着色剤の分散性が低下することがあり、分子量が100000を超えると、溶剤との親和性が高くなり、着色剤の分散性が低下することがある。
前記分散剤の添加量は、着色剤100質量部に対して1〜200質量部であることが好ましく、5〜80質量部であることがより好ましい。添加量が1質量部未満であると着色剤の分散能が低くなることがあり、200質量部を超えると帯電性が低下することがある。
The dispersant is preferably highly compatible with the binder resin in terms of pigment dispersibility. Specific examples of commercially available products include “Ajisper PB821” and “Azisper PB822” (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.). , “Disperbyk-2001” (manufactured by Big Chemie), “EFKA-4010” (manufactured by EFKA), and the like.
The weight average molecular weight of the dispersant is the maximum molecular weight of the main peak in terms of styrene conversion weight in gel permeation chromatography, preferably 500 to 100,000, and more preferably 3000 to 100,000 from the viewpoint of pigment dispersibility. In particular, 5000 to 50000 is preferable, and 5000 to 30000 is most preferable. When the molecular weight is less than 500, the polarity becomes high and the dispersibility of the colorant may be lowered. When the molecular weight exceeds 100,000, the affinity with the solvent is increased and the dispersibility of the colorant is lowered. There is.
The addition amount of the dispersant is preferably 1 to 200 parts by mass, more preferably 5 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the colorant. When the addition amount is less than 1 part by mass, the dispersibility of the colorant may be lowered, and when it exceeds 200 parts by mass, the chargeability may be lowered.
<ワックス>
また、本発明では、結着樹脂、着色剤とともにワックスをトナーに含有させることもできる。
ワックスとしては、特に制限はなく、通常使用されるものを適宜選択して使用することができ、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス、酸化ポリエチレンワックス等の脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合体、キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバろう等の植物系ワックス、みつろう、ラノリン、鯨ろう等の動物系ワックス、オゾケライト、セレシン、ペテロラタム等の鉱物系ワックス、モンタン酸エステルワックス、カスターワックスの等の脂肪酸エステルを主成分とするワックス類。脱酸カルナバワックスの等の脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したものなどが挙げられる。
ワックスとしては、更に、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に直鎖のアルキル基を有する直鎖アルキルカルボン酸類等の飽和直鎖脂肪酸、プランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸等の不飽和脂肪酸、ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウピルアルコール、セリルアルコール、メシリルアルコール、あるいは長鎖アルキルアルコール等の飽和アルコール、ソルビトール等の多価アルコール、リノール酸アミド、オレフィン酸アミド、ラウリン酸アミド等の脂肪酸アミド、メチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸ビスアミド、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N'−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N'−ジオレイルセパシン酸アミド等の不飽和脂肪酸アミド類、m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N−ジステアリルイソフタル酸アミド等の芳香族系ビスアミド、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩、脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸等のビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス、ベヘニン酸モノグリセリド等の脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化合物、植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
<Wax>
In the present invention, the toner may contain a wax together with the binder resin and the colorant.
The wax is not particularly limited and can be appropriately selected from commonly used ones such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, and sazol wax. Oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as aliphatic hydrocarbon waxes, polyethylene oxide waxes or block copolymers thereof, plant waxes such as candelilla wax, carnauba wax, wood wax, jojoba wax, beeswax, lanolin Waxes mainly composed of fatty acid esters such as animal waxes such as whale wax, mineral waxes such as ozokerite, ceresin, and petrolatum, and montanic acid ester waxes and castor waxes. Deoxidized carnauba wax and other fatty acid esters are partially or wholly deoxidized.
Examples of the wax include non-saturated linear fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, montanic acid, and linear alkyl carboxylic acids having a linear alkyl group, prandidic acid, eleostearic acid, and valinal acid. Saturated fatty acids, stearyl alcohol, eicosyl alcohol, behenyl alcohol, carnaupyl alcohol, seryl alcohol, mesyl alcohol, saturated alcohols such as long-chain alkyl alcohols, polyhydric alcohols such as sorbitol, linoleic acid amides, olefinic acid amides, laurin Fatty acid amides such as acid amides, methylene biscapric acid amides, ethylene bislauric acid amides, saturated fatty acid bisamides such as hexamethylene bis stearic acid amides, ethylene bis oleic acid amides, hexamethylene bis olein Unsaturated fatty acid amides such as amide, N, N′-dioleyl adipate amide, N, N′-dioleyl sepasin amide, m-xylene bisstearic amide, N, N-distearyl isophthalic amide, etc. Aromatic bisamides, fatty acid metal salts such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate, magnesium stearate, waxes grafted with aliphatic hydrocarbon waxes using vinyl monomers such as styrene and acrylic acid, Examples thereof include a partial ester compound of a fatty acid such as behenic acid monoglyceride and a polyhydric alcohol, and a methyl ester compound having a hydroxyl group obtained by hydrogenating vegetable oil.
より好適なワックスとしては、オレフィンを高圧下でラジカル重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィン重合時に得られる低分子量副生成物を精製したポリオレフィン、低圧下でチーグラー触媒、メタロセン触媒の如き触媒を用いて重合したポリオレフィン、放射線、電磁波又は光を利用して重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィンを熱分解して得られる低分子量ポリオレフィン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ジントール法、ヒドロコール法、アーゲ法等により合成される合成炭化水素ワックス、炭素数1個の化合物をモノマーとする合成ワックス、水酸基又はカルボキシル基の如き官能基を有する炭化水素系ワックス、炭化水素系ワックスと官能基を有する炭化水素系ワックスとの混合物、これらのワックスを母体としてスチレン、マレイン酸エステル、アクリレート、メタクリレート、無水マレイン酸の如きビニルモノマーでグラフト変性したワックスが挙げられる。
また、これらのワックスを、プレス発汗法、溶剤法、再結晶法、真空蒸留法、超臨界ガス抽出法又は溶液晶析法を用いて分子量分布をシャープにしたものや、低分子量固形脂肪酸、低分子量固形アルコール、低分子量固形化合物、その他の不純物を除去したものも好ましく用いられる。
More preferable waxes include polyolefins obtained by radical polymerization of olefins under high pressure, polyolefins obtained by purifying low molecular weight by-products obtained during polymerization of high molecular weight polyolefins, and polymerizations using catalysts such as Ziegler catalysts and metallocene catalysts under low pressures. Polyolefin, polyolefin polymerized using radiation, electromagnetic waves or light, low molecular weight polyolefin obtained by thermal decomposition of high molecular weight polyolefin, paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, Jintole method, hydrocol method, age method, etc. Synthetic hydrocarbon wax synthesized by the above, synthetic wax using a compound having one carbon atom as a monomer, hydrocarbon wax having a functional group such as hydroxyl group or carboxyl group, hydrocarbon wax and functional group Mixture of hydrogen wax, styrene these waxes as a matrix, maleic acid ester, acrylate, methacrylate, graft-modified wax with such vinyl monomers of maleic acid.
In addition, these waxes have a sharp molecular weight distribution using a press perspiration method, a solvent method, a recrystallization method, a vacuum distillation method, a supercritical gas extraction method, or a solution liquid crystal deposition method, a low molecular weight solid fatty acid, a low A molecular weight solid alcohol, a low molecular weight solid compound, and other impurities are preferably used.
前記ワックスの融点としては、定着性と耐オフセット性のバランスを取るために、70〜140℃であることが好ましく、70〜120℃であることがより好ましい。70℃未満では耐ブロッキング性が低下することがあり、140℃を超えると耐オフセット効果が発現しにくくなることがある。
また、2種以上の異なる種類のワックスを併用することにより、ワックスの作用である可塑化作用と離型作用を同時に発現させることができる。
可塑化作用を有するワックスの種類としては、例えば、融点の低いワックス、分子の構造上に分岐のあるものや極性基を有する構造のものなどが挙げられる。
離型作用を有するワックスとしては、融点の高いワックスが挙げられ、その分子の構造としては、直鎖構造のものや、官能基を有さない無極性のものが挙げられる。使用例としては、2種以上の異なるワックスの融点の差が10〜100℃のものの組み合わせや、ポリオレフィンとグラフト変性ポリオレフィンの組み合わせなどが挙げられる。
2種のワックスを選択する際には、同様構造のワックスの場合は、相対的に、融点の低いワックスが可塑化作用を発揮し、融点の高いワックスが離型作用を発揮する。この時、融点の差が10〜100℃の場合に、機能分離が効果的に発現する。10℃未満では機能分離効果が表れにくいことがあり、100℃を超える場合には相互作用による機能の強調が行われにくいことがある。このとき、機能分離効果を発揮しやすくなる傾向があることから、少なくとも一方のワックスの融点が70〜120℃であることが好ましく、70〜100℃であることがより好ましい。
The melting point of the wax is preferably 70 to 140 ° C., and more preferably 70 to 120 ° C., in order to balance the fixability and the offset resistance. If it is less than 70 degreeC, blocking resistance may fall, and if it exceeds 140 degreeC, an offset-proof effect may become difficult to express.
Further, by using two or more different types of waxes in combination, the plasticizing action and the releasing action which are the actions of the wax can be expressed simultaneously.
Examples of the types of wax having a plasticizing action include waxes having a low melting point, those having a branch on the molecular structure, and those having a polar group.
Examples of the wax having a releasing action include a wax having a high melting point, and the molecular structure includes a linear structure and a non-polar one having no functional group. Examples of use include a combination of two or more different waxes having a difference in melting point of 10 to 100 ° C., a combination of polyolefin and graft-modified polyolefin, and the like.
When selecting two types of wax, in the case of a wax having the same structure, a wax having a relatively low melting point exhibits a plasticizing action, and a wax having a high melting point exhibits a releasing action. At this time, when the difference in melting point is 10 to 100 ° C., functional separation is effectively expressed. If it is less than 10 ° C., the function separation effect may be difficult to appear, and if it exceeds 100 ° C., the function may not be emphasized by interaction. At this time, the melting point of at least one of the waxes is preferably 70 to 120 ° C, and more preferably 70 to 100 ° C, because the function separation effect tends to be easily exhibited.
前記ワックスは、相対的に、枝分かれ構造のものや官能基の如き極性基を有するものや主成分とは異なる成分で変性されたものが可塑作用を発揮し、直鎖構造のものや官能基を有さない無極性のものや未変性のストレートなものが離型作用を発揮する。好ましい組み合わせとしては、エチレンを主成分とするポリエチレンホモポリマー又はコポリマーとエチレン以外のオレフィンを主成分とするポリオレフィンホモポリマー又はコポリマーの組み合わせ、ポリオレフィンとグラフト変成ポリオレフィンの組み合わせ、アルコールワックス、脂肪酸ワックス又はエステルワックスと炭化水素系ワックスの組み合わせ、フイシャートロプシュワックス又はポリオレフィンワックスとパラフィンワックス又はマイクロクリスタルワックスの組み合わせ、フィッシャートロプシュワックスとポルリオレフィンワックスの組み合わせ、パラフィンワックスとマイクロクリスタルワックスの組み合わせ、カルナバワックズ、キャンデリラワックス、ライスワックス又はモンタンワックスと炭化水素系ワックスの組み合わせが挙げられる。 As for the wax, those having a branched structure, those having a polar group such as a functional group, and those modified with a component different from the main component exert a plastic action, and those having a linear structure or a functional group Non-polar and non-denatured straight ones that do not have a releasing action. Preferred combinations include polyethylene homopolymers or copolymers based on ethylene and polyolefin homopolymers or copolymers based on olefins other than ethylene, polyolefins and graft modified polyolefins, alcohol waxes, fatty acid waxes or ester waxes. And hydrocarbon wax combinations, Fischer-Tropsch wax or polyolefin wax and paraffin wax or microcrystal wax combination, Fischer-Tropsch wax and polyolefin wax combination, paraffin wax and microcrystal wax combination, Carnauba Wax, Can Delila wax, rice wax or montan wax and hydrocarbon-based wax Like a combination of.
いずれの場合においても、トナー保存性と定着性のバランスをとりやすくなることから、トナーのDSC測定において観測される吸熱ピークにおいて、70〜110℃の領域に最大ピークのピークトップ温度があることが好ましく、70〜110℃の領域に最大ピークを有しているのがより好ましい。
前記ワックスの総含有量としては、結着樹脂100質量部に対し、0.2〜20質量部が好ましく、0.5〜10質量部がより好ましい。
本発明では、DSCにおいて測定されるワックスの吸熱ピークの最大ピークのピークトップの温度をもってワックスの融点とする。
前記ワックス又はトナーのDSC測定機器としては、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定することが好ましい。測定方法としては、ASTM D3418−82に準じて行う。本発明に用いられるDSC曲線は、1回昇温、降温させて前履歴を取った後、温度速度10℃/minで、昇温させた時に測定されるものを用いる。
In any case, since it becomes easy to balance the toner storage stability and the fixing property, the peak top temperature of the maximum peak is in the region of 70 to 110 ° C. in the endothermic peak observed in the DSC measurement of the toner. Preferably, it has a maximum peak in the region of 70 to 110 ° C.
The total content of the wax is preferably 0.2 to 20 parts by mass and more preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
In the present invention, the peak top temperature of the endothermic peak of the wax measured by DSC is defined as the melting point of the wax.
The wax or toner DSC measuring device is preferably measured with a high-precision internal heat input compensation type differential scanning calorimeter. As a measuring method, it carries out according to ASTM D3418-82. The DSC curve used in the present invention is one that is measured when the temperature is raised at a temperature rate of 10 ° C./min after the previous history is obtained by raising and lowering the temperature once.
<流動性向上剤>
本発明に係るトナーには、流動性向上剤を添加してもよい。該流動性向上剤は、トナー表面に添加することにより、トナーの流動性を改善(流動しやすくなる)するものである。
流動性向上剤としては、例えば、カーボンブラック、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末、湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉未酸化チタン、微粉未アルミナ、それらをシランカップリング剤、チタンカップリング剤若しくはシリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカ,処理酸化チタン,処理アルミナ、などが挙げられる。これらの中でも、微粉末シリカ、微粉未酸化チタン、微粉未アルミナが好ましく、また、これらをシランカップリング剤やシリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカが更に好ましい。
前記流動性向上剤の粒径としては、平均一次粒径として、0.001〜2μmであることが好ましく、0.002〜0.2μmであることがより好ましい。
<Fluidity improver>
A fluidity improver may be added to the toner according to the present invention. The fluidity improver improves the fluidity of the toner (becomes easy to flow) when added to the toner surface.
Examples of the fluidity improver include, for example, carbon black, vinylidene fluoride fine powder, fluorine-based resin powder such as polytetrafluoroethylene fine powder, wet process silica, fine powder silica such as dry process silica, fine powder titanium oxide, fine powder. Examples include non-alumina, treated silica obtained by subjecting them to a surface treatment with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, or silicone oil, treated titanium oxide, and treated alumina. Among these, fine powder silica, fine powder unoxidized titanium, and fine powder unalumina are preferable, and treated silica obtained by surface-treating these with a silane coupling agent or silicone oil is more preferable.
The particle size of the fluidity improver is preferably 0.001 to 2 μm, and more preferably 0.002 to 0.2 μm, as an average primary particle size.
前記微粉末シリカは、ケイ素ハロゲン化含物の気相酸化により生成された微粉体であり、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるものである。
ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成された市販のシリカ微粉体としては、例えば、AEROSIL(日本アエロジル社商品名、以下同じ)−130、−300、−380、−TT600、−MOX170、−MOX80、−COK84:Ca−O−SiL(CABOT社商品名)−M−5、−MS−7、−MS−75、−HS−5、−EH−5、Wacker HDK(WACKER−CHEMIE社商品名)−N20 V15、−N20E、−T30、−T40:D−CFineSi1ica(ダウコーニング社商品名):Franso1(Fransi1社商品名)、などが挙げられる。
さらには、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を疎水化処理した処理シリカ微粉体がより好ましい。処理シリカ微粉体において、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が好ましくは30〜80%の値を示すようにシリカ微粉体を処理したものが特に好ましい。疎水化は、シリカ微粉体と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的あるいは物理的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する方法がよい。
The fine powder silica is a fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halide inclusion, and is called so-called dry silica or fumed silica.
Examples of commercially available silica fine powders produced by vapor phase oxidation of silicon halogen compounds include AEROSIL (trade name of Nippon Aerosil Co., Ltd., hereinafter the same) -130, -300, -380, -TT600, -MOX170, -MOX80, -COK84: Ca-O-SiL (trade name of CABOT)-M-5, -MS-7, -MS-75, -HS-5, -EH-5, Wacker HDK (trade name of WACKER-CHEMIE)- N20 V15, -N20E, -T30, -T40: D-CFineSi1ica (trade name of Dow Corning): Franco1 (trade name of Franci1), and the like.
Furthermore, a treated silica fine powder obtained by hydrophobizing a silica fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound is more preferable. In the treated silica fine powder, it is particularly preferred to treat the silica fine powder so that the degree of hydrophobicity measured by a methanol titration test is preferably 30 to 80%. Hydrophobization is imparted by chemical or physical treatment with an organosilicon compound that reacts or physically adsorbs with silica fine powder. As a preferred method, a method of treating a silica fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound with an organosilicon compound is preferable.
前記有機ケイ素化合物としては、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジメチルビニルクロロシラン、ジビニルクロロシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、へキサメチルジシラン、トリメチルシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、アリルジメチルクロロシラン、アリルフェニルジクロロシラン、ベンジルジメチルクロロシラン、ブロモメチルジメチルクロロシラン、α−クロルエチルトリクロロシラン、β−クロロエチルトリクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、へキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフエニルテトラメチルジシロキサン及び1分子当り2〜12個のシロキサン単位を有し、未端に位置する単位にそれぞれSiに結合した水酸基を0〜1個含有するジメチルポリシロキサン等がある。更に、ジメチルシリコーンオイルの如きシリコーンオイルが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。 Examples of the organosilicon compound include hydroxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, n-hexadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltrimethoxysilane, vinylmethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, and dimethylvinylchlorosilane. , Divinylchlorosilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-Chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchloro Silane, triorganosilyl mercaptan, trimethylsilyl mercaptan, triorganosilyl acrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane , Hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and 2 to 12 siloxane units per molecule, Examples include dimethylpolysiloxane containing 0 to 1 hydroxyl group bonded to Si. Furthermore, silicone oils such as dimethyl silicone oil can be mentioned. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
流動性向上剤の個数平均粒径としては、5〜100nmになるものが好ましく、5〜50nmになるものがより好ましい。
流動性向上剤のBET法で測定した窒素吸着による比表面積としては、30m2/g以上が好ましく、60〜400m2/gがより好ましい。表面処理された微粉体の比表面面積は、20m2/g以上が好ましく、40〜300m2/gがより好ましい。
これらの微粉体の適用量としては、トナー粒子100質量部に対して0.03〜8質量部が好ましい。
本発明に係るトナーには、他の添加剤として、静電潜像担持体・キャリアの保護、クリーニング性の向上、熱特性・電気特性・物理特性の調整、抵抗調整、軟化点調整、定着率向上等を目的として、各種金属石けん、フッ素系界面活性剤、フタル酸ジオクチルや、導電性付与剤として酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化アンチモン等や、酸化チタン、酸化アルミニウム、アルミナ等の無機微粉体などを必要に応じて添加することができる。これらの無機微粉体は、必要に応じて疎水化してもよい。また、ポリテトラフルオロエチレン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデン等の滑剤、酸化セシウム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム等の研磨剤、ケーキング防止剤、更に、トナー粒子と逆極性の白色微粒子及び黒色微粒子とを、現像性向上剤として少量用いることもできる。
これらの添加剤は、帯電量コントロール等の目的でシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他の有機ケイ素化合物等の処理剤、又は種々の処理剤で処理することも好ましい。
The number average particle diameter of the fluidity improver is preferably 5 to 100 nm, more preferably 5 to 50 nm.
The specific surface area by measuring nitrogen adsorption by the BET method of fluidity improving agent, preferably at least 30m 2 / g, 60~400m 2 / g is more preferable. Specific surface area of the surface-treated fine powder is preferably at least 20m 2 / g, 40~300m 2 / g is more preferable.
The application amount of these fine powders is preferably 0.03 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner particles.
In the toner according to the present invention, as other additives, protection of the electrostatic latent image carrier / carrier, improvement of cleaning properties, adjustment of thermal characteristics / electrical characteristics / physical characteristics, resistance adjustment, softening point adjustment, fixing rate For the purpose of improvement, various metal soaps, fluorosurfactants, dioctyl phthalate, tin oxide, zinc oxide, carbon black, antimony oxide, etc. as conductivity imparting agents, and inorganic such as titanium oxide, aluminum oxide, alumina A fine powder or the like can be added as necessary. These inorganic fine powders may be hydrophobized as necessary. In addition, lubricants such as polytetrafluoroethylene, zinc stearate, polyvinylidene fluoride, abrasives such as cesium oxide, silicon carbide, strontium titanate, anti-caking agents, white particles and black particles having opposite polarity to the toner particles, Can also be used in small amounts as a developability improver.
These additives include silicone varnishes, various modified silicone varnishes, silicone oils, various modified silicone oils, silane coupling agents, silane coupling agents having functional groups, and other organosilicon compounds for the purpose of charge control and the like. It is also preferable to treat with a treating agent or various treating agents.
トナーを調製する際には、トナーの流動性や保存性、現像性、転写性を高めるために、先に挙げた疎水性シリカ微粉末等の外添剤を添加混合してもよい。外添剤の混合は、一般の粉体の混合機を適宜選択して使用することができるが、ジャケット等を装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中または漸次外添剤を加えていけばよいし、混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよく、はじめに強い負荷を、次に比較的弱い負荷を与えてもよいし、その逆でもよい。
使用できる混合機の例としては、例えば、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。
得られたトナーの形状をさらに調節する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、結着樹脂、着色剤からなるトナー材料を溶融混練後、微粉砕したものをハイブリタイザー、メカノフュージョン等を用いて、機械的に形状を調節する方法や、いわゆるスプレードライ法と呼ばれるトナー材料をトナーバインダーが可溶な溶剤に溶解分散後、スプレードライ装置を用いて脱溶剤化して球形トナーを得る方法、水系媒体中で加熱することにより球形化する方法などが挙げられる。
When preparing the toner, an external additive such as the above-mentioned hydrophobic silica fine powder may be added and mixed in order to improve the fluidity, storage stability, developability and transferability of the toner. For mixing external additives, a general powder mixer can be appropriately selected and used. However, it is preferable to equip a jacket or the like to adjust the internal temperature. In order to change the load history applied to the external additive, the external additive may be added in the middle or gradually, and the rotation speed, rolling speed, time, temperature, etc. of the mixer may be changed. The load may then be given a relatively weak load and vice versa.
Examples of the mixer that can be used include a V-type mixer, a rocking mixer, a Roedige mixer, a Nauter mixer, a Henschel mixer, and the like.
A method for further adjusting the shape of the obtained toner is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a toner material composed of a binder resin and a colorant is melt-kneaded and then finely pulverized. The material is mechanically adjusted using a hybridizer, mechano-fusion, etc., or the so-called spray drying method is used to dissolve and disperse the toner material in a solvent in which the toner binder is soluble, and then removed using a spray drying device. Examples thereof include a method of obtaining a spherical toner by forming a solvent, and a method of forming a spherical toner by heating in an aqueous medium.
前記外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、などを挙げることができる。
無機微粒子の一次粒子径は、5nm〜2μmであることが好ましく、5〜500nmであることがより好ましい。
無機微粒子の前記BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。
無機微粒子の使用割合は、トナー全量中0.01〜5質量%であることが好ましく、0.01〜2.0質量%であることがより好ましい。
As the external additive, inorganic fine particles can be preferably used. Examples of inorganic fine particles include silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth, Examples thereof include chromium oxide, cerium oxide, pengala, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride.
The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 nm to 2 μm, and more preferably 5 to 500 nm.
The specific surface area of the inorganic fine particles by the BET method is preferably 20 to 500 m 2 / g.
The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5% by mass and more preferably 0.01 to 2.0% by mass in the total amount of the toner.
この他、高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような外添剤は、表面処理剤により、疎水性を上げ、高湿度下においても外添剤自体の劣化を防止することができる。
表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好適に挙げられる。
前記無機微粒子の一次粒子径としては、5nm〜2μmであることが好ましく、5〜500nmであることがより好ましい。また、BET法による比表面積としては、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合としては、トナーの0.01〜5質量%であることが好ましく、0.01〜2.0質量%であることがより好ましい。
In addition, polymer fine particles, such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, methacrylate esters, acrylate copolymers, polycondensation systems such as silicone, benzoguanamine, and nylon, thermosetting Examples thereof include polymer particles made of a resin.
Such an external additive can be made hydrophobic by the surface treatment agent and prevent deterioration of the external additive itself even under high humidity.
Examples of the surface treatment agent include a silane coupling agent, a silylating agent, a silane coupling agent having a fluorinated alkyl group, an organic titanate coupling agent, an aluminum coupling agent, silicone oil, and modified silicone oil. Preferably mentioned.
The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 nm to 2 μm, more preferably 5 to 500 nm. Moreover, as a specific surface area by BET method, it is preferable that it is 20-500 m < 2 > / g. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5% by mass of the toner, and more preferably 0.01 to 2.0% by mass.
静電潜像担持体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合によって製造されたポリマー微粒子などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01〜1μmのものが好ましい。
本発明に係るトナーを用いた現像方法は、従来の電子写真法に使用する静電潜像担持体が全て使用できるが、例えば、有機静電潜像担持体、非晶質シリカ静電潜像担持体、セレン静電潜像担持体、酸化亜鉛静電潜像担持体、などが好適に使用可能である。
Examples of the cleaning property improver for removing the developer after transfer remaining on the electrostatic latent image carrier or the primary transfer medium include fatty acid metal salts such as zinc stearate, calcium stearate, stearic acid, and polymethyl methacrylate. Examples thereof include polymer fine particles produced by soap-free emulsion polymerization such as fine particles and polystyrene fine particles. The polymer fine particles preferably have a relatively narrow particle size distribution and a volume average particle size of 0.01 to 1 μm.
The developing method using the toner according to the present invention can use all of the electrostatic latent image carriers used in the conventional electrophotography. For example, an organic electrostatic latent image carrier, an amorphous silica electrostatic latent image, and the like. A carrier, a selenium electrostatic latent image carrier, a zinc oxide electrostatic latent image carrier, and the like can be suitably used.
次に、上記実施形態における具体的な実施例について説明する。なお、本発明は、下記実施例に何ら限定されるものではない。
(実施例1)
−着色剤分散液の調製−
まず、着色剤としての、カーボンブラックの分散液を調製した。
カーボンブラック(Regal400;Cabot社製)17質量部及び顔料分散剤(アジスパーPB821;味の素ファインテクノ社製)3質量部を、酢酸エチル80質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用して一次分散させた。得られた一次分散液を、ダイノーミルを用いて強力なせん断力により細かく分散し、径が5μm以上の凝集体を完全に除去した二次分散液を調製した。
Next, specific examples in the above embodiment will be described. In addition, this invention is not limited to the following Example at all.
Example 1
-Preparation of colorant dispersion-
First, a carbon black dispersion as a colorant was prepared.
First, 17 parts by mass of carbon black (Regal 400; manufactured by Cabot) and 3 parts by mass of a pigment dispersant (Ajisper PB821; manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) are dispersed in 80 parts by mass of ethyl acetate using a mixer having stirring blades. It was. The obtained primary dispersion was finely dispersed by a strong shearing force using a dyno mill to prepare a secondary dispersion in which aggregates having a diameter of 5 μm or more were completely removed.
−ワックス分散液の調整−
次にワックス分散液を調製した。
カルナバワックス18質量部、ワックス分散剤(ポリエチレンワックスにスチレン−アクリル酸ブチル共重合体をグラフト化したもの)2質量部を、酢酸エチル80質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用して一次分散させた。この一次分散液を攪拌しながら80℃まで昇温してカルナバワックスを溶解した後、室温まで液温を下げ最大径が3μm以下となるようワックス粒子を析出させた。得られた分散液を、ダイノーミルを用いて強力なせん断力により細かく分散し、ワックス粒子の最大径が1μm以下になるよう調整した。
-Preparation of wax dispersion-
Next, a wax dispersion was prepared.
−トナー組成液の調製−
次に、結着樹脂としての樹脂、上記着色剤分散液及び上記ワックス分散液を添加した下記組成からなるトナー組成液を調製した。
結着樹脂としてのポリエステル樹脂100質量部、前記着色剤分散液30質量部及び前記ワックス分散液30質量部を、酢酸エチル840質量部に投入し、攪拌羽を有するミキサーを使用して10分間攪拌を行い、均一に分散させた。溶媒希釈によるショックで顔料やワックス粒子が凝集することはなかった。
-Preparation of toner composition liquid-
Next, a toner composition liquid having the following composition to which a resin as a binder resin, the colorant dispersion liquid, and the wax dispersion liquid were added was prepared.
100 parts by mass of a polyester resin as a binder resin, 30 parts by mass of the colorant dispersion, and 30 parts by mass of the wax dispersion are put into 840 parts by mass of ethyl acetate, and are stirred for 10 minutes using a mixer having stirring blades. And uniformly dispersed. Pigments and wax particles did not aggregate due to shock due to solvent dilution.
−トナーの作製−
得られたトナー組成液500mlを、前述したトナー製造装置103(図24)の液滴化手段161のノズル119に供給した。使用した薄膜(以下、「ノズルプレート」と称することがある。)129は、表1のノズル仕様1に示される、外径15.0mm、50μm厚のニッケル板に、真円形状の直径10μmの吐出孔(ノズル)119を、電鋳法による加工で作製した。吐出孔は各吐出孔間の距離が100μmピッチとなるように千鳥格子状に、薄膜129中心の約5mmφの範囲にのみ設けた。この場合の計算上の有効吐出孔数は1000個となる。
分散液調製後、以下のようなトナー作製条件で、液滴を吐出させた後、該液滴を乾燥固化することにより、トナー母体粒子を作製した。
-Preparation of toner-
The obtained toner composition liquid (500 ml) was supplied to the
After the dispersion was prepared, the droplets were discharged under the following toner production conditions, and then the droplets were dried and solidified to produce toner base particles.
〔トナー作製条件〕
分散液密度 :ρ=1.1888g/cm3
乾燥空気流量 :装置内乾燥窒素 30.0L/分
装置内温度 :27〜28℃
ノズル振動周波数:98kHz
ノズル印加電圧サイン波ピーク値:10.5V
[Toner preparation conditions]
Dispersion density: ρ = 1.888 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27-28 ° C
Nozzle vibration frequency: 98 kHz
Nozzle applied voltage sine wave peak value: 10.5V
なお、「ノズル振動数」とは、「薄膜129の振動数」の意味である。この条件で、トナー組成液はノズル目詰まりを生じる(閉塞する)ことなく、安定的に吐出された。乾燥固化したトナー粒子は、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。捕集した粒子の粒度分布をフロー式粒子像解析装置(FPIA−2000)で下記に示す測定条件において測定したところ、体積平均粒径(Dv)は5.2μm、個数平均粒径(Dn)が4.9μmであり、Dv/Dnが1.06のトナー母体粒子が得られた。
吐出の安定性について試験したところ、1時間の連続稼動させたときの吐出量の変動は、初期の1.02g/分に対して1時間後で変動はなかった。1時間連続化動作させた後に捕集したトナーの粒径分布を測定したところ、0.91g/分であり、これを1時間後の連続吐出性として下記のように評価した。この結果、連続吐出性は89%と算出された。この数値が高いほど連続吐出性が優れることを意味している。
1時間後の連続吐出性=1時間後のトナー組成液吐出量/初期のトナー組成液吐出量×100(%)
“Nozzle frequency” means “frequency of
When the stability of the discharge was tested, the change in the discharge amount when continuously operated for 1 hour did not change after 1 hour with respect to the initial 1.02 g / min. The particle size distribution of the toner collected after the continuous operation for 1 hour was measured and found to be 0.91 g / min. This was evaluated as follows as the continuous ejection property after 1 hour. As a result, the continuous dischargeability was calculated as 89%. It means that continuous discharge property is excellent, so that this figure is high.
Continuous discharge property after 1 hour = toner composition liquid discharge amount after 1 hour / initial toner composition liquid discharge amount × 100 (%)
フロー式粒子像分析装置(Flow
Particle Image Analyzer)を使用した測定方法に関して以下に説明する。トナー、トナー粒子及び外添剤のフロー式粒子像分析装置による測定は、例えば、東亜医用電子社製フロー式粒子像分析装置FPIA−2000を用いて測定することができる。
測定は、フィルターを通して微細なごみを取り除き、その結果として、密度10−3cm3の水中に所定の測定範囲(ここでは、円相当径0.60μm以上159.21μm未満)の粒子数が20個以下の水10ml中に、ノニオン系界面活性剤(和光純薬社製、コンタミノンN)を数滴加え、さらに、測定試料を5mg加え、超音波分散器(STM社製、UH−50)で20kHz、50W/10cm3の条件で1分間分散処理を行い、さらに分散処理を行って合計5分間の分散処理を行い、測定試料の粒子濃度が4000〜8000個/10−3cm3(測定円相当径範囲の粒子を対象として)の試料分散液を用いて、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の粒度分布を、以下の方法で測定した。
Flow-type particle image analyzer (Flow
The measurement method using the Particle Image Analyzer will be described below. The measurement of toner, toner particles and external additives using a flow type particle image analyzer can be performed using, for example, a flow type particle image analyzer FPIA-2000 manufactured by Toa Medical Electronics.
The measurement removes fine dust through a filter, and as a result, the number of particles in a predetermined measurement range (here, a circle equivalent diameter of 0.60 μm or more and less than 159.21 μm) is 20 or less in water having a density of 10 −3 cm 3. A few drops of nonionic surfactant (Contaminone N, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are added to 10 ml of water, and 5 mg of a measurement sample is added, and 20 kHz is obtained using an ultrasonic dispersing device (SH, UH-50). , 50 W / 10 cm 3 for 1 minute dispersion treatment, further dispersion treatment is performed for a total of 5 minutes dispersion treatment, the measurement sample particle concentration is 4000-8000 pieces / 10 −3 cm 3 (equivalent to measurement circle) The particle size distribution of particles having a circle-equivalent diameter of 0.60 μm or more and less than 159.21 μm was measured by the following method using the sample dispersion liquid (for particles in the diameter range).
試料分散液は、フラットで偏平な透明フローセル(厚み約200μm)の流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するために、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために1/30秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範囲を有する2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出する。
この測定方法によれば、約1分間で、1200個以上の粒子の円相当径を測定することができ、円相当径分布に基づく数及び規定された円相当径を有する粒子の割合(個数%)を測定することができる。測定結果(頻度%及び累積%)は、表1に示す通り、0.06〜400μmの範囲を226チャンネル(1オクターブに対し30チャンネルに分割)に分割して得ることができる。実際の測定では、円相当径が0.60μm以上159.21μm未満の範囲で粒子の測定を行った。
以上の結果より実施例1は1時間程度の一度の定期的なメンテナンスを行うことで長期にわたってトナー生産を安定して実施できると判断した。
The sample dispersion liquid is passed through a flow path (expanded along the flow direction) of a flat and flat transparent flow cell (thickness: about 200 μm). In order to form an optical path that passes across the thickness of the flow cell, the strobe and the CCD camera are mounted on the flow cell so as to be opposite to each other. While the sample dispersion is flowing, strobe light is irradiated at 1/30 second intervals to obtain an image of the particles flowing through the flow cell, so that each particle has a certain range parallel to the flow cell. Photographed as a two-dimensional image. From the area of the two-dimensional image of each particle, the diameter of a circle having the same area is calculated as the equivalent circle diameter.
According to this measurement method, the equivalent circle diameter of 1200 or more particles can be measured in about 1 minute. The number based on the equivalent circle diameter distribution and the ratio of particles having a prescribed equivalent circle diameter (number%) ) Can be measured. As shown in Table 1, the measurement results (frequency% and cumulative%) can be obtained by dividing the range of 0.06 to 400 μm into 226 channels (divided into 30 channels for one octave). In actual measurement, particles were measured in a range where the equivalent circle diameter was 0.60 μm or more and less than 159.21 μm.
From the above results, it was determined that the toner production in Example 1 can be stably performed over a long period of time by performing a regular maintenance for about one hour.
(実施例2〜12)
表1に示したノズル仕様を用いて、実施例1と同様に評価した実施例2〜12の結果を表2に示す。なお、使用したトナー組成液や周辺機器はノズルの仕様を変更した以外は、実施例1と全く同じものを使用している。
(Examples 2 to 12)
Table 2 shows the results of Examples 2 to 12 evaluated in the same manner as Example 1 using the nozzle specifications shown in Table 1. The toner composition liquid and peripheral devices used are the same as those in Example 1 except that the nozzle specifications are changed.
(比較例1〜7)
実施例1と同様、表1に示した仕様のノズルを用いて、実施例1と同様に評価した。結果も表2に示す。なお、使用したトナー組成液や周辺機器はノズルの仕様を変更した以外は、実施例1と全く同じものを使用した。
比較例1は凸部が無く、従来のノズル形状での結果を示している。
比較例2、3は実施例7、8に対して凸部の高さをこれ以上増しても効果が無いことを示している。
比較例4〜7は本発明の範囲外のノズル形状では粒径分布と連続吐出性の両立が難しいことを示している。
以上の結果より、本発明のノズル形状をもつ噴射装置を用いることによって、高品質のトナーを安定的に生産できることが示された。
(Comparative Examples 1-7)
Similar to Example 1, evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using nozzles having the specifications shown in Table 1. The results are also shown in Table 2. The toner composition liquid and peripheral devices used were the same as those in Example 1 except that the nozzle specifications were changed.
Comparative Example 1 has no projection and shows the result with a conventional nozzle shape.
Comparative Examples 2 and 3 show that there is no effect even if the height of the convex portion is further increased compared to Examples 7 and 8.
Comparative Examples 4 to 7 indicate that it is difficult to achieve both the particle size distribution and the continuous dischargeability with a nozzle shape outside the range of the present invention.
From the above results, it was shown that high-quality toner can be stably produced by using the ejection device having the nozzle shape of the present invention.
1、101、102、103 トナー製造装置
2、201、202、203、204、205、206、207、208、209 液滴噴射ユニット
3、301 粒子形成部
301 天面部
4、401 トナー捕集部
5 チューブ
6、601 トナー貯留部
7、701 原料収容部
8、801、808 配管
9 ポンプ
10 トナー組成液
11、114、115、116、117、118、119 ノズル
12、124、125、126、127、128、129 薄膜
13、131、132、133、138 振動手段
13a、131a、132a、133a、138a 振動面
14、144、145、146、147、148、149 貯留部
15、156、157、158 流路部材
16、161 液滴化手段
17、171 振動発生手段(電気機械変換手段)
18、184、185、186、187 液供給チューブ
19、194、195、197 気泡排出チューブ
20 支持部材
21、218 振動発生手段
211、212、213、911、912 圧電体
21a、21b 電極
22、228 振動増幅手段
221、222、223、921、922 ホーン
23 駆動回路(駆動信号発生源)
24 通信手段
25 ヘッド
26 振動分離部材
27 振動振幅の小さい節の部分
29 液貯留領域
30 シュラウド部
30a 開口部
30b 壁
30c 壁
30d 底部
30e テーパー
31 液滴
31a 液滴の流れ
32 バルブ
35 乾燥気体
36 気流路形成部材
37 気流路
41 テーパ面
42 気流(渦流)
43 除電手段
70 送液管
71 排液管
81 圧電体
82 ホーン
83 固定部
91 噴出し用パイプ
92 誘導管
93 噴出口
95 搬送気流
96 気流
100 ポンプ
130 容器
134 ホーン型振動子
134a 振動面
135 ランジュバン型振動子
135a 振動面
136 ホーン型振動子
170 円環状振動手段
180 チャンバー部
200 液供給孔
210 排出孔
216 圧電体
226 ホーン
310 蓋部
1110 レジスト
1120 支持層
1130 誘電体層
1140 活性層
1150 第1のノズル孔
1160 第2のノズル孔
PG1 圧力計
PG2 圧力計
T トナー粒子
1, 101, 102, 103
18, 184, 185, 186, 187
24 Communication means 25
43 Static elimination means 70
Claims (7)
前記ノズルが、液滴吐出側に凸形状を有し、前記凸形状がノズル孔の内壁周囲に形成された円筒であり、
前記ノズル孔の径をa、前記円筒の外径をb、該円筒の高さをhとしたときに、(1/2)a≦h≦2a かつa<b≦3aの関係を満たしている
ことを特徴とするトナー製造法。 A toner composition solution in which a toner material containing at least a resin liquid and a colorant is dissolved or dispersed in a solvent is periodically ejected as droplets into the gas phase by a vibrating means from a plurality of nozzles, and then the droplets are solidified and dried. In a toner manufacturing method having a process,
The nozzle has a convex shape on the droplet discharge side, and the convex shape is a cylinder formed around the inner wall of the nozzle hole,
When the diameter of the nozzle hole is a, the outer diameter of the cylinder is b, and the height of the cylinder is h, the relationship of (1/2) a ≦ h ≦ 2a and a <b ≦ 3a is satisfied. Toner manufacturing method characterized by the above.
前記ノズルが、液滴吐出側に凸形状を有し、前記凸形状の液吐出方向に平行な断面が、ノズル孔の内壁を接線とする曲線と該内壁とで形成された形状を有し、
前記ノズル孔の径をa、前記曲線の曲率半径をrとしたときに、(1/2)a≦r≦2a の関係を満たしている
ことを特徴とするトナー製造法。 A toner composition solution in which a toner material containing at least a resin liquid and a colorant is dissolved or dispersed in a solvent is periodically ejected as droplets into the gas phase by a vibrating means from a plurality of nozzles, and then the droplets are solidified and dried. In a toner manufacturing method having a process,
The nozzle has a convex shape on the liquid droplet ejection side, and a cross section parallel to the liquid ejection direction of the convex shape has a shape formed by a curve tangent to the inner wall of the nozzle hole and the inner wall;
2. A toner manufacturing method, wherein a relationship of (1/2) a ≦ r ≦ 2a is satisfied, where a is a diameter of the nozzle hole and r is a radius of curvature of the curve .
前記振動手段が、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)で構成される The vibration means is composed of lead zirconate titanate (PZT).
ことを特徴とするトナー製造法。 Toner manufacturing method characterized by the above.
前記ノズルが、金属板で構成される The nozzle is made of a metal plate
ことを特徴とするトナー製造法。 Toner manufacturing method characterized by the above.
前記ノズルが、シリコンで構成される The nozzle is made of silicon
ことを特徴とするトナー製造法。 Toner manufacturing method characterized by the above.
前記ノズルが、ニッケルで構成される The nozzle is made of nickel
ことを特徴とするトナー製造法。 Toner manufacturing method characterized by the above.
前記ノズルが、ステンレス鋼で構成される The nozzle is made of stainless steel
ことを特徴とするトナー製造法。 Toner manufacturing method characterized by the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009211639A JP5446639B2 (en) | 2009-09-14 | 2009-09-14 | Toner production method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009211639A JP5446639B2 (en) | 2009-09-14 | 2009-09-14 | Toner production method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011059567A JP2011059567A (en) | 2011-03-24 |
JP5446639B2 true JP5446639B2 (en) | 2014-03-19 |
Family
ID=43947229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009211639A Expired - Fee Related JP5446639B2 (en) | 2009-09-14 | 2009-09-14 | Toner production method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5446639B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6016078B2 (en) | 2011-09-20 | 2016-10-26 | 株式会社リコー | Fine particle manufacturing method |
JP5920646B2 (en) * | 2011-09-20 | 2016-05-18 | 株式会社リコー | Fine particle manufacturing apparatus and toner |
JP6195152B2 (en) | 2012-09-18 | 2017-09-13 | 株式会社リコー | Fine particle production equipment |
JP7192232B2 (en) * | 2018-03-30 | 2022-12-20 | 株式会社リコー | Device for manufacturing pharmaceutical particles and method for manufacturing pharmaceutical particles |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5266744B2 (en) * | 2007-03-15 | 2013-08-21 | 株式会社リコー | Toner for developing electrostatic image, manufacturing method and manufacturing apparatus, developer, toner container, process cartridge, image forming method, and image forming apparatus |
JP5229606B2 (en) * | 2007-05-16 | 2013-07-03 | 株式会社リコー | Toner manufacturing method and toner manufacturing apparatus |
-
2009
- 2009-09-14 JP JP2009211639A patent/JP5446639B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011059567A (en) | 2011-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5229606B2 (en) | Toner manufacturing method and toner manufacturing apparatus | |
JP5510029B2 (en) | Method for producing toner for developing electrostatic image and apparatus for producing resin particles | |
JP5365848B2 (en) | Toner production method | |
JP5315920B2 (en) | Toner manufacturing method and manufacturing apparatus | |
JP5888583B2 (en) | Toner manufacturing method and toner manufacturing apparatus | |
JP5594580B2 (en) | Toner production method | |
JP5391612B2 (en) | Toner manufacturing method, toner manufacturing apparatus and toner | |
JP5239410B2 (en) | Toner manufacturing method and manufacturing apparatus thereof | |
JP5090786B2 (en) | Toner manufacturing method and toner manufacturing apparatus | |
JP2011212668A (en) | Production method of fine particle, fine particle production apparatus, and toner | |
JP2011022181A (en) | Liquid-discharging head for producing toner | |
JP5365863B2 (en) | Toner manufacturing apparatus and toner manufacturing method | |
JP2008281902A (en) | Method and apparatus for producing toner, and toner | |
JP5754225B2 (en) | Toner manufacturing method and toner manufacturing apparatus | |
JP5500353B2 (en) | Toner manufacturing method, toner manufacturing apparatus and toner | |
JP5446639B2 (en) | Toner production method | |
JP5239233B2 (en) | Toner production method | |
JP5510706B2 (en) | Toner manufacturing apparatus and toner | |
JP2012185411A (en) | Production method of toner | |
JP2011141343A (en) | Device and method for manufacturing toner, and toner | |
JP5343633B2 (en) | Nozzle plate for toner production, toner production method and toner production apparatus | |
JP5347464B2 (en) | Toner manufacturing method, toner manufacturing apparatus and toner | |
JP2012113137A (en) | Toner manufacturing method, toner manufacturing device and toner | |
JP2013141648A (en) | Apparatus for producing fine particle and fine particle | |
JP2012058438A (en) | Manufacturing method of toner, manufacturing apparatus of toner, and toner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120705 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130822 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130910 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131203 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131216 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |