JP5691204B2 - 粒子作製方法、粒子作製装置および粒子作製用基材 - Google Patents
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Description
溶液調製工程(分散液調製工程)では、粒子形成用の原料を溶媒に溶解または分散させて、原料の溶液または分散液を調製する。
基材作製工程では、例えば、基材作製手段として露光装置等を含むフォトリソグラフ装置を用いたフォトリソグラフィ法等を利用して、基材の表面に、原料の溶液または分散液の溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とを形成する。また、フォトリソグラフィ法等を利用して、基材の表面に、予め定めた量の溶液または分散液を配分して液滴を形成するための複数の液滴担持部を形成してもよい。
液滴形成工程では、原料の溶液または分散液の複数の液滴を、基材の表面に形成し、粒子形成工程では、液滴形成工程で形成した液滴を固化して粒子を形成する。
剥離工程では、粒子を粒子作製用基材の表面から剥離する。図5は、粒子の剥離方法の一例を示す概略図である。まず、図5(a)に示すように、剥離手段であるゴム製等のブレード44を粒子作製用基材1の表面に接触させる。図5(b)に示すように、例えば、粒子作製用基材1を矢印方向に移動させて、ブレード44により粒子作製用基材1の表面から粒子42を剥ぎ取る。なお、粒子作製用基材1でなく、ブレード44を移動させてもよいし、両者を移動させてもよい。また、剥離手段として超音波発生装置を用いて、粒子作製用基材1に超音波等の振動を印加して振動させて、粒子42を粒子作製用基材1から剥離してもよい。剥離手段として気体吹きつけ装置等を用いて、粒子作製用基材1に圧縮空気等の気体を吹きつけて、粒子42を粒子作製用基材1から剥離してもよい。粒子42を剥離した後の粒子作製用基材1は、必要に応じて洗浄処理等を施した後、再利用できる。
静電荷像現像用トナーの製造の場合の原料の溶液または分散液の調製について、以下説明する。樹脂粒子を生成するには、通常、重合性単量体と界面活性剤とを水に加え、撹拌してエマルションとする。重合性単量体エマルションが生成したら、該エマルションの好ましくは25質量%以下(すなわち、少量のエマルション)と、遊離基開始剤とを、水相に加えて混合し、所望の反応温度で種重合を開始する。種粒子の生成後、この種粒子含有組成物にさらに残りのエマルションを追加し、所定の温度で、所定の時間、重合を続けて重合を完了し、樹脂粒子(樹脂粒子分散液)を生成させる。
着色剤分散液は、着色剤、界面活性剤等を、水相中で混合し、分散処理をすることによって得られる。同様にして、離型剤分散液は、離型剤、界面活性剤等を、水相中で混合し、分散処理をすることによって得られる。
[樹脂粒子分散液(1)の調製]
スチレン 308質量部
アクリル酸ブチル 89質量部
アクリル酸2−エチルヘキシル 3質量部
アクリル酸 10質量部
t−ドデシルメルカプタン 10質量部
ヘキサンジオールジアクリレート 3質量部
上記各成分(いずれも和光純薬(株)製)を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール8.5)4質量部およびアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンRK)8質量部をイオン交換水600質量部に溶解したものに、フラスコ中で分散し乳化させ、10分間ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸カリウム(和光純薬(株)製)4質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、7時間そのまま乳化重合を継続した。その後、この反応液を室温まで冷却し、樹脂粒子分散液(1)を調製した。
スチレン 280質量部
アクリル酸ブチル 120質量部
上記成分(いずれも和光純薬(株)製)を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール8.5)4質量部およびアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンRK)8質量部をイオン交換水580質量部に溶解したものに、フラスコ中で分散し乳化させ、10分間ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸カリウム(和光純薬(株)製)0.4質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、7時間そのまま乳化重合を継続した。その後、この反応液を室温まで冷却し、樹脂粒子分散液(2)を調製した。
カーボンブラック(キャボット社製:リーガル330) 50質量部
アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)社製:ネオゲンRK) 1.0質量部
イオン交換水 150質量部
以上を混合し、溶解させた後、ホモジナイザ(IKA社製:ウルトラタラックス)を用いて分散し、着色剤(カーボンブラック)を分散させてなる着色剤分散液(1)を調製した。
パラフィンワックス(日本精蝋社製:HNP−12、融点:67℃)80質量部
アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)社製:ネオゲンRK) 1.0質量部
イオン交換水 120質量部
以上を混合し、85℃に溶解させた後、ホモジナイザ(IKA社製:ウルトラタラックス)を用いて分散し、パラフィンワックスを分散させてなる離型剤分散液(1)を調製した。
実施例1の方法で作製したトナーを原料溶液(分散液)にさらに加えて凝集させ、トナーの粒子をさらに成長させた。このようにして作製したトナーの粒度分布をコールターマルチサイザで測定したところ、体積平均粒径3.5μm、数平均粒度分布指標(GSDp)は1.17となり、小粒径かつ狭い粒度分布を有するトナーが得られた。
実施例1の方法で作製したトナーを樹脂粒子分散液に加えて、トナーの粒子の表面に樹脂粒子を付着させ、コアシェル型のトナーを作製した。このようにして作製したトナーの粒度分布をコールターマルチサイザで測定したところ、体積平均粒径3μm、数平均粒度分布指標(GSDp)は1.15となり、小粒径かつ狭い粒度分布を有するトナーが得られた。
乳化重合凝集法によりトナーを作製した。このようにして作製したトナーの粒度分布をコールターマルチサイザで測定したところ、体積平均粒径6μm、数平均粒度分布指標(GSDp)は1.25であった。
Claims (16)
- 基材の表面に、溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とを形成する基材作製工程と、
粒子形成用の原料を前記溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液の複数の液滴を、前記基材の表面の前記高親和性領域の上に形成する液滴形成工程と、
前記液滴を固化して粒子を形成する粒子形成工程と、
前記粒子を前記基材の表面から剥離する剥離工程と、
を含むことを特徴とする粒子作製方法。 - 前記高親和性領域と前記低親和性領域とは前記溶媒に対する接触角が30度以上異なることを特徴とする、請求項1に記載の粒子作製方法。
- 前記粒子の形状を前記高親和性領域の形状を変えることにより制御することを特徴とする、請求項1または2に記載の粒子作製方法。
- 前記基材作製工程において、フォトリソグラフィ法を利用して基材の表面に前記高親和性領域と前記低親和性領域とを形成することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の粒子作製方法。
- 前記粒子形成工程において、加熱および減圧のうち少なくとも1つにより前記液滴を固化することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の粒子作製方法。
- 前記剥離工程において、ブレードを用いる方法および前記基材に超音波を印加する方法のうち少なくとも1つにより前記剥離を行うことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の粒子作製方法。
- 前記粒子が静電荷像現像用トナーであることを特徴する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の粒子作製方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の粒子作製方法により作製した粒子を溶媒に分散させた粒子分散液を調製する粒子分散液調製工程と、
その粒子分散液に、前記原料と同じまたは異なる粒子形成用の原料を混合して粒子に前記原料と同じまたは異なる粒子形成用の原料を付着させて粒子を成長させる成長工程と、
を含むことを特徴とする粒子作製方法。 - 前記成長させた粒子を加熱および減圧のうち少なくとも1つにより融合する融合工程を含むことを特徴とする、請求項8に記載の粒子作製方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の粒子作製方法により作製した粒子を溶媒に分散させた粒子分散液を調製する粒子分散液調製工程と、
その粒子分散液に樹脂粒子を混合して粒子の表面に前記樹脂粒子を付着させる付着工程と、
前記付着させた付着粒子を加熱して融合する加熱融合工程と、
を含むことを特徴とする粒子作製方法。 - 基材の表面に、溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とを形成する基材作製手段と、
粒子形成用の原料を前記溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液の複数の液滴を、前記基材の表面の前記高親和性領域の上に形成する液滴形成手段と、
前記液滴を固化して粒子を形成する粒子形成手段と、
前記粒子を前記基材の表面から剥離する剥離手段と、
を有することを特徴とする粒子作製装置。 - フォトリソグラフィ法を利用して、前記基材の表面に前記高親和性領域と前記低親和性領域とを形成することを特徴とする、請求項11に記載の粒子作製装置。
- 粒子形成用の原料を溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液の溶媒に対する親和性が異なる複数の高親和性領域と低親和性領域とを表面に有し、
前記高親和性領域が円形状であることを特徴とする粒子作製用基材。 - 前記高親和性領域が最密充填構造を有することを特徴とする、請求項13に記載の粒子作製用基材。
- 前記高親和性領域と前記低親和性領域とは前記溶媒に対する接触角が30度以上異なることを特徴とする、請求項13または14に記載の粒子作製用基材。
- フォトリソグラフィ法を利用して基材の表面に前記高親和性領域と前記低親和性領域とが形成されていることを特徴とする、請求項13〜15のいずれか1項に記載の粒子作製用基材。
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