KR100801920B1 - 토너 입자의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 습식으로 조립(造粒)되는 토너 입자의 제조 방법에서, 토너 입자 분산액으로부터 토너 입자를 효율적으로 분리·세정하여 얻어진 습윤 토너 입자 케이크의 함수율을 저하시키는 것이 가능한 토너 입자의 제조 방법을 제공하는 것 및 토너 입자 표면의 불순물을 효율적으로 세정하여 우수한 화상 특성을 갖는 토너 입자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 토너 입자를 함유하는 슬러리에 대하여 압착하면서 통기하는 압착 통기 수단을 구비한 벨트 필터를 사용하여 고액 분리하여, 습윤 토너 입자 케이크를 형성하는 여과 공정을 거쳐 토너 입자를 제조한다.
토너 입자, 슬러리, 고액 분리, 습윤 토너 입자 케이크

Description

토너 입자의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING TONER PARTICLES}
도 1은 압착 통기 수단을 갖는 압착 통기 기구를 구비한 벨트 필터의 개략도이다.
도 2는 도 1 내의 2-2 단면도이다.
도 3은 도 2 내의 3-3 단면도이다.
도 4는 회전판으로부터 슬러리를 분무하는 형태의 감압식 탈포기의 개략적 단면도이다.
도 5는 회전 용기에 슬러리를 박막상으로 확산되도록 공급하는 형태의 감압식 탈포기의 개략적 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1 롤
2 여과포
3 송액구
4 진공 트레이
5 케이크
7 케이크 세정 장치
8 압착 통기 기구
9 접촉/분리 기구
12 탄력 부재
13 천공 부재
15 압착 통기 수단
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 (소)51-14895호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 (평)5-265252호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2002-365839호 공보
[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 제2004-302099호 공보
[특허 문헌 5] 일본 특허 공개 제2002-214836호 공보
[특허 문헌 6] 일본 특허 공개 제2005-10723호 공보
본 발명은 전자 사진법, 정전 기록법, 자기 기록법, 토너 제트법과 같은 화상 형성 방법에서의 정전하 잠상을 가시화하기 위한 토너를 구성하는 토너 입자의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 전자 사진법은 여러 가지 수단에 의해 감광체 상에 전기적 잠상을 형성하고, 이어서 상기 잠상을 토너를 사용하여 현상하여 토너 화상을 형성하고, 필요에 따라서 종이와 같은 전사재에 토너 화상을 전사한 후, 가열, 압력, 가열 압력 또는 용제 증기에 의해 정착시켜, 정착 화상을 얻는 것이다.
최근 토너는 분쇄 토너와 습식으로 조립(造粒)하는 토너로 크게 구별되고 있다. 분쇄 토너는 열가소성 수지 중에 착색제를 용융 혼합하여, 균일하게 분산한 후, 용융 혼련물을 냉각 고화시키고, 혼련물을 미분쇄 장치에 의해 미분쇄하고, 미분쇄물을 분급기에 의해 분급하여 원하는 입경의 토너 입자를 얻음으로써 제조되고 있다.
한편, 습식으로 조립되는 토너는 소립 직경화나, 입도 분포의 샤프화가 가능하고, 추가로 이형제를 다량 도입하는 데에 유리하기 때문에 주목받고 있다. 습식으로 조립하는 구체적인 토너 제조 방법으로는, 현탁 중합법, 유화 중합법, 또한 별도로 중축합한 폴리에스테르 등을 사용하는 용해 현탁법 등의 기타 각종 중합법에 의한 토너의 제조 방법이 제안되어 있다.
예를 들면 현탁 중합법·용해 현탁법에서는, 액상 분산 매체 중에서 원하는 입경을 갖는 토너 입자를 형성하여 토너 입자 분산액을 얻는다. 그 후, 여과 장치와 같은 고액 분리 장치로 대표되는 분리 수단을 이용하여 토너 입자 분산액으로부터 토너 입자를 분리하고, 세정하여 불순물을 제거한다. 얻어진 습윤 토너 입자 케이크를 건조시키고, 필요에 따라서 분급을 행한 후, 필요에 따라서 첨가제를 첨가함으로써 토너를 제조하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
또한 유화 중합법에서는, 우선 중합성 단량체, 중합 개시제, 계면활성제, 또한 필요에 따라서 가교제, 연쇄 이동제, 기타 첨가제를 포함한 단량체 조성물을 수계 매체 중에 적당한 교반기를 이용하여 분산하고, 중합 반응을 행하여 원하는 입 경을 갖는 유화 수지 입자를 얻는다. 그 후, 착색제를 계면활성제 함유의 수계 매체 중에 균일하게 미분산시켜, 상기 유화 수지 입자와 회합(응집 및 융착)시켜서 원하는 입경을 갖는 토너 입자 분산액을 얻는다. 그 후에는, 현탁 중합법, 용해 현탁법과 마찬가지로 하여 여과·세정·건조·분급을 거쳐 토너를 제조한다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).
이러한 습식으로 조립되는 토너 입자는, 액상 분산 매체 중에서 생성되기 때문에, 그 표면이 액상 분산 매체 중에 분산 또는 용해되어 있는 각종 성분에 의해서 영향을 받기 쉽다. 예를 들면, 현탁 중합법에서는 액상 분산 매체로서 일반적으로 각종 분산 안정제를 함유하는 수계 매체가 사용되고 있지만, 생성되는 토너 입자의 표면에 이 분산 안정제가 부착된다.
또한, 현탁 중합법으로 생성되는 토너에서는, 대전성을 향상시키기 위해서 일반적으로 플러스 대전성 또는 마이너스 대전성의 대전 제어제를 중합성 단량체 조성물 중에 함유시켜 중합하고 있다. 그러나, 극성이 높은 대전 제어제는 그 일부가 수계 분산 매체 중에 용해되어, 생성되는 토너 입자의 표면에 부착된다. 중합 후 여과·세정 공정에서, 이 토너 입자 표면에 부착된 각종 성분이 충분하고 균일하게 세정, 제거되지 않으면, 토너의 대전량 분포가 넓어져, 특히 고온 고습 조건하에서는 화상 농도가 저하되거나, 포그(fog)가 발생되기 쉬워지기도 한다.
또한 유화 응집법으로 토너 입자가 생성되는 경우, 유화제로서 계면활성제를 다량 사용할 필요가 있다. 생성되는 토너 입자 표면에 이 계면활성제가 많이 잔존하면, 상기한 화상 농도의 저하, 포그의 발생이 현탁 중합법보다도 현저히 발생하 는 경향이 있다.
그 때문에, 습식으로 조립하는 토너 입자의 제조 방법(이하, '습식 조립법'이라고도 함)에서, 생성된 토너 입자를 세정하기 위한 여러 가지 방법이 제안되어 있다.
예를 들면, 여과포와 진공 트레이가 밀착된 벨트 필터를 여과 세정기로서 사용하여 토너 입자 분산액으로부터 토너 입자를 분리하고, 세정하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 3 참조). 이 방법에 따르면, 토너 입자 분산액으로부터 토너 입자를 효율적으로 분리, 세정하여, 우수한 화상 특성을 갖는 토너가 얻어진다.
이 방법은 우수한 분리·세정 방법이다. 그러나, 최근 사용자의 요구의 다양화에 의해, 전자 사진 화상은 사진 화상과 같은 고정밀한 화상이 요구되고 있어, 이러한 상황하에서는 아직 개선의 여지가 있었다.
전자 사진 화상에서 고정밀한 화상을 얻기 위한 유효한 수단 중 하나로서 현상제인 토너 입자의 소립 직경화가 있다. 분쇄법으로 이 소립 직경화를 행하면 많은 분쇄 에너지가 필요하기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 습식 조립법에서는 토너 입자의 소립 직경화는 용이하다. 그러나, 소립 직경화한 경우에는, 토너 입자 분산액으로부터 토너 입자를 분리할 때, 수분 차단성이 나빠, 얻어진 습윤 토너 입자 케이크의 함수율이 높아지는 경향이 있다. 이는 습윤 토너 입자로 형성되는 케이크의 단위 용적당 입자 표면적이 증가하기 때문인 것으로 생각된다. 이 수분 차단성의 악화는, 상기한 토너 입자 표면에 부착된 각종 성분의 세정 부족으로 연결 된다.
이 수분 차단성의 악화를 회피하기 위한 방법으로서, 다일레이턴시(dilatancy) 효과를 이용한 여과·세정 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 4 참조). 이 방법에서는 충격·진동에 의해 다일레이턴시 효과가 얻어져 케이크를 액상화함으로써 함수율의 저하가 얻어지는 것으로 기재되어 있다. 그러나 본 출원인의 검토에서는 이 방법으로는 충분한 함수율의 저하를 얻을 수 없었다.
또한, 중합 반응 종료 후의 슬러리는 교반 등에 의해 다량의 기포가 발생하기 쉬워, 입자를 여과·세정하기 전에 입자 함유 슬러리의 기포를 줄이는 것이 검토되고 있다. 여과 공정에 기포를 함유하는 슬러리를 공급한 경우, 불균일한 케이크가 형성되어, 탈수 불량·세정 불량을 일으킨다는 문제가 발생한다. 또한, 연속식의 벨트 필터, 사이펀필러형(siphon pillar) 원심 분리기, 데칸터형(decanter) 원심 분리기 등을 이용한 경우에는, 케이크가 형성되는 속도·세정수를 탈액하는 속도가 현저히 저하되는 것도 문제가 되고 있었다.
이 기포의 발생을 억제하는 수단으로서, 교반 조건을 조절하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 5 참조). 이 방법은, 기체의 액 내로의 혼입을 경감시킨다는 관점에서 억포(抑泡)의 효과가 있다. 그러나, 예를 들면 슬러리에 산 및 알칼리를 첨가한 경우, 액상에 용해되는 물질과 첨가된 산 및 알칼리가 반응하여 가스를 발생하는 경우가 있다. 이러한 화학적인 반응에 의해 슬러리 내부로부터 발생한 기포는 간단하게 교반 조건을 조절하는 것만으로는 억제가 곤란하였다.
따라서, 제조 공정 조건에 의한 발포, 화학적 반응에 의한 발포를 비롯하여, 그 밖에 모든 상황에 의해 발생하는 기포에 대하여 억포·탈포 가능하고, 기포가 거의 없는 슬러리를 여과·세정 공정에 공급할 수 있는 제조 방법이 요구되고 있었다.
또한, 탈포를 목적으로 하는 것은 아니지만, 형상 제어나 탈용제를 위해 탈포기를 사용한 제안도 있다(예를 들면, 특허 문헌 6 참조).
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결한 토너 입자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 습식으로 조립되는 토너 입자의 제조 방법에서, 토너 입자 분산액으로부터 토너 입자를 효율적으로 분리·세정하여 얻어진 습윤 토너 입자 케이크의 함수율을 저하시킬 수 있는 토너 입자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 토너 입자 분산액으로부터 토너 입자를 효율적으로 분리·세정하여 우수한 화상 특성을 갖는 토너 입자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들이 예의 검토한 결과, 벨트 필터 상에 형성된 토너 입자를 포함하는 케이크에 대하여 양호한 케이크 형성을 유지하면서 적당한 압축 기체를 통기시킴으로써, 얻어지는 습윤 토너 입자 케이크의 함수율이 저하되는 것을 발견하여 본 발명을 완성시켰다.
또한 습윤 토너 입자 케이크의 함수율을 저하시킴으로써, 토너 입자 표면에 부착된 각종 성분의 균일한 세정이 가능해지고, 얻어진 토너는 우수한 화상 특성을 갖는 화상을 형성한다는 것을 발견하여 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은 액상 분산 매체 내에서의 토너 입자의 제조 방법이며, 토너 입자를 함유하는 슬러리에 대하여 압착하면서 통기하는 압착 통기 수단을 구비한 벨트 필터를 사용하여 고액 분리하여, 습윤 토너 입자 케이크를 형성하는 여과 공정을 적어도 갖는 토너 입자의 제조 방법이다.
이하, 본 발명에 대해서 설명한다.
도 1, 도 2 및 도 3은, 본 발명에 사용할 수 있는 벨트 필터의 바람직한 예이다. 단, 본 발명은 이들로 한정되지 않는다.
도 1, 도 2에서, (1)은 롤, (2)는 여과포, (3)은 송액구, (4)는 진공 트레이, (5)는 케이크, (6)은 여과포 세정 장치, (7)은 케이크 세정 장치, (8)은 압착 통기 기구이다.
또한, 도 2는 도 1 내의 2-2 단면도이고, 압착 통기 기구 (8)의 바람직한 개략도이다. 도 2에서, (9)는 접촉/분리 기구, (10)은 압축 기체 도입구, (11)은 케이싱, (15)는 압착 통기 수단이다.
또한, 도 3은 도 2 내의 3-3 단면도이고, 압착 통기 수단 (15)의 케이크 (5)와 접하는 부분의 국부 확대도이다. 도 3에서 (12)는 탄력 부재, (13)은 천공 부재, (14)는 압축 기체 출구이다.
이하, 도 1, 도 2 및 도 3을 이용하여 본 발명의 토너 입자의 제조 방법의 바람직한 한 양태에 대해서 설명한다.
도 1에 도시하는 벨트 필터는 여과포 (2)를 잡아당겨서 롤 (1) 사이에 걸치게 하고, 롤 (1)의 회전에 의해 화살표 C의 방향으로 연속 또는 간헐 구동된다. 여과포 (2)의 구동 상측의 아래쪽에는, 하나 또는 복수개로 분할된 고정식의 진공 트레이 (4)가 설치되어 있다. 이 진공 트레이 (4)는 진공 펌프(도시하지 않음)에 의해 감압되는 구조를 갖고 있다.
여러 가지 습식 조립법에 의해 얻어진 토너 입자 분산액 중 토너 입자 표면에는 각종 분산 안정제가 존재한다. 이 분산 안정제를 용해 또는 제거하기 위해서, 각각의 습식 조립 방법에 적합한 전처리를 행한다. 이 전처리를 행한 후, 토너 입자 분산액은 송액구를 통해 여과포 (2) 상에 공급되고, 감압의 영향을 받아 여과, 예비 탈수된다(케이크 형성 공정).
또한, 현탁 중합법에 의한 습식 조립법의 경우, 토너 입자 표면에 존재하는 분산제를 용해시키기 위해서 산 처리를 행하지만, 이 때 발포가 발생하기 쉽다. 이 발포 현상은 케이크 형성 공정에서의 여과·탈수 효과에 악영향을 미치고, 효율을 저하시킬 우려가 있다. 따라서 산 처리를 행할 때에는, 발포를 억제하는 기기나 방법을 선택하거나, 탈포 처리를 행하는 것이 바람직하다. 탈포 처리에 관해서는 후술한다.
한편, 케이크 제조 공정 등의 각 공정에서 여과 분별된 여과액은 진공 트레이로 모이고, 도시하지 않은 여액관에 의해 도시하지 않은 진공 탱크로 보내진다. 이때, 감압 작용을 유효하게 일으키기 위해서는, 여과포 (2)는 간헐 구동시키는 것 이 바람직하고, 감압 상태에서는 여과포 (2)와 진공 트레이 (4)가 밀착되어 있고 마찰하지 않는 것이 바람직하다. 여과포를 연속 구동시키면 여과포 (2)와 진공 트레이 (4)와의 밀착성에 결점이 생기기 쉬워, 고진공도를 얻는 것이 어려우며, 고진공도가 얻어지지 않으면 여과, 예비 탈수 효과가 불충분해져, 액상 분산 매체로부터 토너 입자를 효과적으로 분리하는 것이 곤란해진다.
이어서 여과, 예비 탈수된 케이크 (5)와 여과포 (2)는 롤 (1)의 회전에 의해 화살표 C의 방향으로 보내져, 상부에 1기 내지 복수기의 케이크 세정 장치 (7)을 갖는 세정 공정으로 보내진다. 케이크 세정 장치 (7)로부터는, 필요에 따라서 1종 또는 복수종의 세정액이 산포되고, 그에 따라 케이크 (5) 중 용해 물질 또는 분산 물질이 세정·제거된다. 그 후에 진공 트레이 (4)에 모인 여과액과 함께 이들 물질은 배출된다. 이 때에도 상기한 바와 같이 고진공도를 얻기 위해서, 여과포 (2)와 진공 트레이 (4)가 밀착되어 있고 마찰하지 않는 것이 바람직하다.
이어서 세정된 케이크 (5)와 여과포 (2)는 롤 (1)의 회전에 의해 화살표 C의 방향으로 보내져, 탈수 공정으로 보내진다. 탈수 공정은 도 1에 도시한 바와 같이 복수개의 단(도 1에서는 탈수 공정이 2 단인 경우를 나타냄)으로 나뉘어 있는 것이 바람직하고, 화살표 C 방향에 대하여 하류측의 단에 압착 통기 수단을 갖는 압착 통기 기구 (8)이 적어도 1 단 설치되어 있는 것이 바람직하다. 도시한 바와 같이 최하류측에 압착 통기 기구 (8)을 설치함으로써 이전 단에서는 탈수할 수 없었던 수분을 최종 단에서 더욱 탈수할 수 있어, 탈수 작용이 유효하게 기능한다.
상기 압착 통기 기구 (8)은 접촉/분리 기구 (9)를 갖고 있고, 천공을 갖는 천공부 (13), 상기 천공부를 둘러싸도록 설치되며, 탄성을 갖는 탄력부 (12)를 갖는 압착 통기 수단 (15)가 케이크 (5)에 대하여 접촉/분리 가능한 구조로 되어 있다. 천공부 (13)은 도 3에 도시한 바와 같이, 예를 들면 적당한 철판에 펀칭에 의해 관통한 구멍(압축 기체 출구 (14))을 복수개 갖는 구성으로 되어 있다.
접촉/분리 기구 (9)가 작동하고, 천공부 (13)이 케이크 (5)에 접하여, 압착이 행해진다. 또한, 접촉 상태에서 압축 기체 출구 (14)로부터 압축 기체를 분출시켜서 압축 기체를 케이크 (5) 중에 통기시킨다. 이 때, 탄력부 (12)도 케이크에 접하게 하여, 압축 기체가 케이크에 집중적으로 작용하도록 한다. 이와 같이 하여 압착 통기를 행함으로써, 케이크 (5)에 포함되는 수분을 감소시킨다. 또한 수분과 함께 토너 입자 표면에 부착된 각종 성분이 토너 입자로부터 분리되어 균일한 세정을 행할 수 있다. 구멍(압착 기체 출구 (14))수로는 특별히 한정되지 않지만, 복수개의 구멍이 형성되는 구멍의 합계 면적을 펀칭 전의 철판 표면적에 대하여 20 내지 70 ％로 하는 것이 압착 통기 기구의 강도면과 적당한 통기량을 얻기 위해서는 바람직하다.
이 때, 천공부 (13)에 설치되어 있는 압축 기체 출구 (14)가 케이크 (5)의 상태에 따라 폐색이 일어나는 경우 등은, 필터, 메쉬 등으로 덮어 폐색을 방지할 수 있다.
접촉/분리 기구 (9)는 상기한 케이크 (5)와의 접촉/분리 운동이 가능하다면 특별히 한정되는 것은 아니지만 유압 기구인 것이 바람직하다. 유압 기구이면 탄력부 (12) 및 천공부 (13)과 케이크 (5)가 접할 때의 압력을 조정하기 쉽고, 접촉/ 분리 운동의 제어에도 유효하다.
압착시, 탄력부 (12)는 여과포 (2)에 대하여(실제로는, 토너 케이크를 개재시켜 접촉하고 있음), 압력 P2(kPa(G))로 접촉되어 있는 것이 바람직하고, 그 때의 압력은 20≤P2≤1000인 것이 바람직하다. 또한, 이 압력 P2는 케이크 (5)에 압축 기체를 통기시킬 때에 압축 기체가 누설되어 케이크 외부를 통과하는 것을 방지하기 위한 밀봉압으로서 작용한다. 따라서, 20 kPa(G) 미만이면 압축 기체 출구 (14)로부터 압축 기체가 통기될 때, 밀봉 압력이 부족해져 양호한 케이크 상태를 유지할 수 없게 된다. 양호한 케이크 상태를 유지할 수 없으면 케이크 (5)가 파열되는 것과 같이 분산되거나, 균열이 발생하기 때문에, 토너 입자 표면에 부착된 각종 성분을 토너 입자로부터 분리할 수 없게 된다. 또한, 1000 kPa(G)를 초과하면 P2의 압력으로 케이크 (5) 내의 토너 입자가 변형되어 악영향을 미칠 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.
상기 탄력부 (12)는 천공부 (13)을 둘러싸도록 설치되어 있는 것이고, 천공부 (13)의 주위에 30≤D≤300의 범위의 폭 D(mm)를 가지고 설치되는 것이 바람직하다.
접촉폭이 30 mm 미만이면, 천공부 (13)으로부터 통기될 때에 원하는 밀봉 효과가 얻어지기 어려워, 탄력부 (12)로부터 압축 기체가 누설되어 습윤 토너 입자 케이크의 함수율을 양호하게 저하시키기 어렵다. 특히, 이동 방향에 대하여 하류측의 탄력부 (12)와 접하는 습윤 토너 입자 케이크는 함수율이 감소되어 있기 때문에 밀봉을 행하기 어렵지만, 상기한 접촉폭으로 밀봉한 경우에는, 양호한 밀봉이 가능해진다. 접촉폭이 300 mm를 초과하는 경우에는, 천공부 (13)의 면적을 충분히 확보하기 어려워진다. 또한, 충분한 천공부의 면적을 확보하기 위해서는 장치가 커져서 바람직하지 않다.
상기한 탄력부 (12)를 구성하는 부재로는 상기 밀봉을 충분히 행하는 것이 가능한 부재이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 연질의 고무인 것이 바람직하고, 고무 경도 F(°)가 10≤F≤40인 부재가 바람직하다. 구체적으로는, 상기한 경도를 갖는 클로로프렌 고무나 EPDM(에틸렌-프로필렌 디엔 고무)이 바람직하고, 특히 클로로프렌 고무가 바람직하다.
고무 경도가 10°미만이면 부재의 내구성이 떨어지기 쉽고, 40°를 초과하는 경우에는 양호한 밀봉이 얻어지지 않아, 압축 기체가 누설될 우려가 있다.
또한, 고무 경도의 측정에는, 결정된 형태의 압침을 스프링의 힘으로 시료의 표면에 압박하여 변형을 가하고, 시료의 저항력과 스프링의 힘이 조화를 이룬 위치에서의 "시료에의 압입 깊이"를 바탕으로 경도를 측정하는 아스커(Asker) 고무 경도계(형식 C; JIS K 7312 준거 규격)를 이용한다.
또한, 상기 압축 기체는 비용면에서 압축 공기인 것이 바람직하고, 압축 공기의 압력 P1(kPa(G))은 10≤P1≤900인 것이 바람직하다.
압축 공기의 압력이 10 kPa(G) 미만이면 통기가 불충분하여 원하는 함수율 저하가 얻어지기 어렵다. 900 kPa(G)를 초과하는 경우에는, 케이크 (5)가 파열되는 것과 같이 분산되기 쉬워지고, 양호한 케이크 상태의 유지가 곤란해질 뿐만 아니라, 압축 공기의 제조에 비용이 많이 든다.
또한, 상기 천공부의 단위 면적·단위 시간당 통기량 G(㎥/㎡·s)는 0.01≤G≤0.5인 것이 바람직하다.
통기량이 0.01 ㎥/㎡·s 미만이면 원하는 함수율 저감이 얻어지기 어렵다. 또한, 0.5 ㎥/㎡·s를 초과하는 경우에는, 하류측의 진공 펌프의 용량을 크게할 필요가 있어 비용이 많이 들게 된다.
이 압착 통기시에도 상기한 바와 같이 여과포 (2)는 간헐 구동시키는 것이 바람직하다. 여과포 (2)가 간헐 운동하고 있는 사이 정지시에 접촉/분리 기구를 연동시켜서 케이크 (5)와 탄력부 (12) 및 천공부 (13)을 접촉시키면 탄력부 (12)와 케이크 (5)의 밀봉 작용도 양호하게 기능하기 때문에 압축 기체의 통기도 용이하게 할 수 있다. 또한, 압축 기체 통기시에도 진공 트레이 (4)로부터 진공 상태를 형성시켜 두는 것이 바람직하기 때문에, 통기시에는 여과포 (2)와 진공 트레이 (4)가 밀착되어 있어 마찰하지 않는 구성으로 되어 있는 것이 바람직하다. 진공 트레이 (4)로부터 고진공도를 형성해두면, 압착 통기시에 여과포 (2) 상의 케이크 (5)가 양호한 케이크 상태로 유지된다.
탈수된 케이크 (5)는 롤 (1)에 의해서 초래되는 곡률에 따라 여과포 (2)로부터 박리된다.
얻어진 습윤 토너 입자 케이크의 함수율은 30 ％ 이하인 것이 바람직하고, 25 ％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 30 ％를 초과하면 후속 공정인 건조 공정에의 수송에 지장을 초래하거나, 건조 공정의 효율이 저하되어 바람직하지 않다. 이 건조 효율의 저하는 토너 입자의 열적 열화를 유발하기도 하기 때문에, 토너 품질 의 관점으로부터도 바람직하지 않다.
또한, 상기 건조 공정은 열기류 중에 상기 습윤 토너 입자 케이크를 입자상으로 분산시켜서, 열기류와 병류하여 보내면서 건조하는 기류 건조 공정인 것이 바람직하다. 기류 건조는 단시간에 다량의 습윤 토너 입자를 건조할 수 있고, 또한 저비용이다.
또한, 상기한 벨트 필터에 공급하는 피여과물로는, 탈포 공정에서 탈포 처리된 토너 입자를 함유하는 슬러리를 사용하는 것이 바람직하다. 탈포 처리를 미리 실시해 둠으로써, 토너 입자 함유 케이크의 함수율의 감소를 효율적으로 행할 수 있다.
탈포 방법으로는, I. 가압 탈포, II. 감압 탈포, III. 원심 탈포, IV. 초음파를 이용한 탈포, V. 사이클론 방식에 의한 탈포, 또한 I 내지 IV의 조합 등 임의의 탈포 방식일 수도 있다. 그 중에서도 탈포 효율의 관점에서 감압에 의한 탈포가 바람직하다.
감압에 의한 탈포 장치로서, DP 시리즈(M·테크닉사 제조), 버블 부스터(Bubble Buster; 아시자와·파인텍사 제조), 디어마일드(DEAMILD; 다헤이요 기꼬사 제조), 비스코 디에어레이터(VISCO DEAERATOR; 터보 고교사 제조) 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다.
또한, 감압에 의한 탈포에 관해서는, 박막을 형성하면서 탈포 처리를 행하는 장치를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 바람직하게 사용되는 탈포기를 도 4 및 5를 이용하여 설명한다.
도 4는 회전판으로부터 슬러리를 분무하는 형태의 감압식 탈포기의 단면도를 도시한다.
도 5는 회전 용기에 슬러리가 박막상으로 확산되도록 공급하는 형태의 감압식 탈포기의 단면도를 나타낸다.
도 4에 도시하는 탈포기에서는, 진공 펌프 (23)에 의해 용기 (17) 내를 감압 상태로 함으로써, 장치 하부의 흡인구 (14)로부터 슬러리가 흡인된다. 이어서, 고속 회전하는 샤프트 (29) 내부에 구비된 유입 경로 (16)을 슬러리가 통과함으로써, 액상은 샤프트 (29) 내벽면측에, 기포는 샤프트 중심부측에 원심 분리된다. 이 때, 기포는 감압하의 용기 (17) 내로 빨려들어가 팽창하고, 그 결과 슬러리가 탈기된다.
샤프트 (29) 내부를 통과한 슬러리는 회전판 (18) 중앙 입구에 송액되고 원심력에 의해 박막상으로 확산됨으로써 탈포가 진행된다. 이 때, 회전판의 외연부의 주속은 2 내지 30 m/s의 범위 내인 것이 바람직하다. 회전판의 외연부의 주속이 2 m/s보다 작은 경우, 충분한 원심 효과·박막 효과가 얻어지지 않아, 탈포 성능이 손상된다.
또한, 회전판의 외연부의 주속이 30 m/s보다 큰 경우, 큰 전단력이 부여되어 토너 입자가 손상될 가능성이 있다.
또한, 원심력에 의해 외부로 이송된 슬러리는 펀칭 플레이트 (19), 이어서 필터 (20)을 통과하여, 미세하게 분무화된 상태에서 용기 (17) 벽면에 분무되고, 벽면을 따라서 박막류화함으로써, 미세한 기포도 효율적으로 탈포된다.
이와 같이, 수 단계의 탈포 작용을 경유한 슬러리는 용기 (17) 하부에 모이고, 배출 펌프 (21)에 의해 연속적으로 배출된 후에 본 발명에 관한 벨트 필터로 수송된다.
도 5에 도시하는 탈포기에서는, 진공 펌프 (23)에 의해 용기 (24) 내를 감압 상태로 함으로써, 슬러리 흡인구 (27)로부터 슬러리가 흡인되어, 고속 회전하는 회전 용기 (25)의 중앙부에 슬러리가 공급된다. 공급된 슬러리는 강력한 원심력에 의해 회전 용기 (25)의 내면을 따라서 박막 상태로 확산되어 효율적으로 탈포된다. 이 때, 강력한 전단 응력의 작용으로 슬러리 중 기포가 분산됨으로써 효율적으로 탈포가 진행된다.
그 후, 상기 작용으로 탈포된 슬러리는 원심력에 의해 회전 용기 (25)의 내주부에 저장되고, 감압을 상회하는 원심력에 의해 슬러리 배출구 (26)으로부터 강제로 장치 외부로 배출된다.
토너 입자가 비자성 토너인 경우, 탈포 처리 후 토너 입자 함유 슬러리의 부피 밀도(kg/ℓ)를 0.75 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.85 이하가 되도록 탈포를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 토너 입자가 자성 토너인 경우, 탈포 처리 후의 토너 입자 함유 슬러리의 부피 밀도(kg/ℓ)를 0.86 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.98 이상이 되도록 탈포를 행하는 것이 바람직하다. 이들 범위에서 탈포를 행함으로써, 이후의 탈수, 세정, 여과 공정에서 양호한 세정, 여과를 행할 수 있고, 생산 효율을 개선할 수 있다.
또한, 탈포 처리 전의 토너 입자 함유 슬러리의 부피 밀도를 C(kg/ℓ), 탈포 처리 후의 토너 입자 함유 슬러리의 부피 밀도를 A(kg/ℓ)로 했을 때, 1.05≤A/C≤3.00의 범위 내가 되도록 탈포하는 것이 바람직하다. 또한, A/C는 1.30≤A/C≤2.50의 범위 내로 하는 것이 보다 바람직하다.
상기 관계를 만족하는 경우, 토너 입자가 자성이나 비자성에 관계없이 양호한 탈포가 달성되는 것으로 생각된다.
A/C가 1.05보다 작은 경우, 기포의 감소 정도가 작고, 이후에 계속되는 여과·세정 공정에서의 세정성·효율에서 충분한 효과가 얻어지기 어려워진다. 또한, A/C가 3.00을 초과하는 경우, 급격한 슬러리 부피 수축의 충격에 의해, 토너 입자 표면이 손상될 가능성이 있다.
또한, 부피 밀도(g/ℓ)는 1 ℓ의 메스실린더에 슬러리를 투입하고, 질량을 측정함으로써 결정된다.
또한, 갑압하에서 슬러리를 탈포하는 경우, 감압도가 5 내지 50 kPa(abs)의 범위 내인 것이 바람직하다. 특히, 탈포기로부터 연속적으로 슬러리를 펌프에 의해 배출하는 경우, 감압도가 5 kPa(abs)보다 작으면, 펌프 부하의 증대, 펌프 정량성의 불안정화, 펌핑 후 배출구로부터 대기를 흡인하는 것에 의한 역류나 재발포가 발생할 가능성이 있다.
또한, 갑압도가 50 kPa(abs)보다 큰 경우, 탈포 성능의 저하로 연결된다.
또한, 탈포 처리 전의 토너 입자 함유 슬러리 중 토너 입자의 농도가 10 내지 45 질량％의 범위 내인 것이 바람직하다. 그 중 토너 입자의 농도가 45 질량％를 초과하면 탈포기 내에서 토너 입자의 퇴적이 일어나고, 수율이 저하될 뿐만 아 니라, 슬러리의 흐름을 방해하여, 탈포 작용을 저하시키는 경우가 있다. 특히, 박막을 형성하면서 탈포를 행하는 경우는 이러한 문제점이 특히 현저하다. 또한, 그 중 토너 입자의 농도가 10 질량％보다 적은 경우, 슬러리의 점도가 낮고, 유동성이 높기 때문에, 탈포 처리 후의 슬러리를 신중히 취급하지 않으면 재발포할 가능성이 있다.
본 발명의 토너 입자의 제조 방법은 비자성 토너 입자의 제조뿐만 아니라, 자성 토너 입자의 제조 방법에도 바람직하게 사용할 수 있다.
현탁 중합법으로 자성 토너를 제조할 때에 사용되는 자성체는, 그 표면이 소수화되어 있는 것이 바람직하다. 자성체를 소수화할 때에는, 수계 매체 중에서 자성체 입자를 1차 입자가 되도록 분산하고 커플링제를 가수분해하면서 표면 처리하는 방법을 사용하는 것이 매우 바람직하다. 이 소수화 처리 방법은, 기상 중에서 처리하는 것보다 자성체 입자끼리의 합일이 일어나기 어렵고, 또한 소수화 처리에 의한 자성체 입자간의 대전 반발 작용이 기능하기 때문에, 자성체는 거의 1차 입자의 상태에서 표면 처리된다.
커플링제를 수계 매체 중에서 가수분해하면서 자성체 표면을 처리하는 방법은, 클로로실란류나 실라잔류와 같이 가스를 발생시키는 커플링제를 사용할 필요가 없다. 또한, 지금까지 기상 중에서는 자성체 입자끼리 합일하기 쉬워서, 양호한 처리를 실시하는 것이 곤란했던 고점성의 커플링제도 사용할 수 있게 되기 때문에 소수화의 효과는 절대적이다.
본 발명에 관계되는 자성체의 표면 처리에서 사용할 수 있는 커플링제로는, 예를 들면 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등을 들 수 있다. 그 중에서도 보다 바람직하게 사용되는 것은 실란 커플링제로, 하기 화학식 1로 표시되는 것이다.
RmSiYn
식 중, R은 알콕시기를 나타내고, m은 1 내지 3의 정수를 나타내며, Y는 알킬기, 비닐기, 글리시독시기, 메타크릴기와 같은 관능기를 나타내고, n은 1 내지 3의 정수를 나타낸다.
예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디에톡시실란, n-부틸트리메톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 히드록시프로필트리메톡시실란, n-헥사데실트리메톡시실란, n-옥타데실트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
그 중에서도 충분한 소수성을 얻기 위해서 하기 화학식 2로 표시되는 알킬트리알콕시실란 커플링제를 병용하는 것이 보다 바람직하다.
CpH2p +1-Si-(OCqH2q +1)3
식 중, p는 2 내지 20의 정수를 나타내고, q는 1 내지 3의 정수를 나타낸다.
상기 화학식에서, p가 2보다 작으면 소수화 처리는 용이해지지만, 소수성을 충분히 부여하는 것이 곤란하여, 입자 표면으로의 자성 입자의 노출을 억제하는 것이 어려워진다. 또한 p가 20보다 크면 소수성은 충분해지지만, 자성체 입자끼리의 합일이 많아져, 자성체 입자를 토너 입자 중에 충분히 분산시키는 것이 곤란해져, 토너의 입도 분포가 넓어지는 경향이 있다. 또한, q가 3보다 크면 실란 커플링제의 반응성이 저하되어 소수화가 충분히 행해지기 어려워진다.
보다 바람직하게는, 상기 화학식 2에서 p가 3 내지 15의 정수이고, q가 1 또는2인 알킬트리알콕시실란 커플링제를 사용하는 것이다.
그 처리량은 자성체 100 질량부에 대하여, 실란 커플링제가 총량으로 0.05 내지 20 질량부, 바람직하게는 0.1 내지 10 질량부이고, 자성체의 표면적, 커플링제의 반응성에 따라서 처리제의 양을 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 소수화 처리시에 사용되는 수계 매체란, 물을 주요 성분으로 하는 매체이다. 구체적으로는, 수계 매체로서 물 그 자체, 물에 소량의 계면활성제를 첨가한 것, 물에 pH 조정제를 첨가한 것, 물에 유기 용제를 첨가한 것을 들 수 있다. 계면활성제로는, 폴리비닐알코올과 같은 비이온계 계면활성제가 바람직하다. 계면활성제는 물에 대하여 0.1 내지 5 질량％ 첨가하는 것이 바람직하다. pH 조정제로는 염산과 같은 무기산을 들 수 있고, 유기 용제로는 알코올류 등을 들 수 있다.
또한, 복수종의 실란 커플링제를 사용하는 경우, 동시에 또는 시간차를 두고 복수종의 커플링제를 투입하여 자성체의 처리를 행할 수 있다.
이와 같이 해서 얻어지는 자성체는 입자의 응집이 억제되어 있고, 각각의 입자 표면이 균일하게 소수화 처리되어 있기 때문에, 자성체의 중합성 단량체 중에서의 분산성은 양호한 것이 된다.
자성체는 사산화삼철, γ-산화철 등 산화철을 주성분으로 하는 것이고, 인, 코발트, 니켈, 구리, 마그네슘, 망간, 알루미늄, 규소 등의 원소를 포함할 수도 있다. 이들 자성체는 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적이 2 내지 30 ㎡/g인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 내지 28 ㎡/g이다. 또한 모스 경도가 5 내지 7인 것이 바람직하다.
예를 들면 현탁 중합법에 의한 습식 조립법의 경우, 토너에 사용되는 자성체는 결착 수지 100 질량부에 대하여, 10 내지 200 질량부를 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 20 내지 180 질량부를 사용하는 것이다. 10 질량부 미만이면 토너의 착색력이 떨어지고, 포그의 억제도 곤란하다. 한편, 200 질량부를 초과하면 각각의 토너 입자에의 자성체의 균일한 분산이 어려워질 뿐만 아니라, 얻어진 토너의 토너 담지체에의 자력에 의한 유지력이 강해져 현상성이 저하되거나, 정착성이 저하된다.
또한, 토너 중 자성체의 함유량의 측정은 퍼킨 엘마사 제조의 열 분석 장치 TGA7로 측정한다. 측정 방법은, 질소 분위기하에서 승온 속도 25 ℃/분으로 상온 부터 900 ℃까지 토너를 가열하고, 100 ℃부터 750 ℃까지 사이의 감량 질량％를 결착 수지량으로 하고, 잔존 질량을 근사적으로 자성체량으로 한다.
본 발명에 관계되는 자성 토너에 사용되는 자성체는, 예를 들면 마그네타이트의 경우 하기 방법으로 제조할 수 있다. 제1 철염 수용액에 철 성분에 대하여 당량 또는 당량 이상의 수산화나트륨과 같은 알칼리를 첨가하여 수산화 제1 철을 포함하는 수용액을 제조한다. 제조한 수용액의 pH를 7 이상(바람직하게는 pH 8 내지 14)으로 유지하면서 공기를 취입하고, 수용액을 70 ℃ 이상으로 가온하면서 수산화 제1 철의 산화 반응을 행하여 자성 산화철 입자의 코어가 되는 결정종이 우선 생성된다.
이어서, 결정종을 포함하는 슬러리상의 액에 이전에 첨가한 알칼리의 첨가량을 기준으로 약 1 당량의 황산 제1 철을 포함하는 수용액을 첨가한다. 액의 pH를 6 내지 14로 유지하면서 공기를 취입하면서 수산화 제1 철의 반응을 진행시키고, 결정종을 코어로 하여 자성 산화철 입자를 성장시킨다. 산화 반응이 진행됨에 따라 액의 pH는 산성으로 되어 가지만, 액의 pH는 6 미만으로 하지 않는 것이 바람직하다. 산화 반응의 말기에 액의 pH를 조정하고, 자성 산화철이 1차 입자가 되도록 충분히 교반한 후, 커플링제를 첨가하여 충분히 혼합 교반하고, 교반 후에 여과, 건조하고, 가볍게 분쇄함으로써 소수성 처리된 자성 산화철 입자가 얻어진다. 또는, 산화 반응 종료 후, 세정, 여과하여 얻어진 산화철 입자를 건조하지 않고 별도의 수계 매체 중에 재분산시킨 후, 재분산액의 pH를 조정하고, 충분히 교반하면서 실란 커플링제를 첨가하여 커플링 처리를 행할 수도 있다. 결국, 산화 반응 종료 후에 건조 공정을 거치지 않고 커플링제 처리를 행하는 것이 바람직하다.
제1 철염으로는, 일반적으로 황산법 티탄 제조에 부생되는 황산철, 강판의 표면 세정에 따라 부생하는 황산철의 이용이 가능하고, 추가로 염화철 등이 가능하다.
수용액법에 의한 자성 산화철의 제조 방법에서, 황산철을 사용하는 경우, 일반적으로 반응시 점도의 상승을 방지하는 것 및 황산철의 용해도로부터 그 수용액은 철 농도가 0.5 내지 2.0 mol/ℓ인 것이 사용된다. 황산철의 농도는 일반적으로 낮을수록 제품의 입도가 미세해지는 경향을 갖는다. 또한, 반응시에는 공기량이 많을수록, 또한 반응 온도가 낮을수록 미립화하기 쉽다.
이와 같이 하여 제조된 소수성 자성체 입자를 재료로 한 자성 토너를 사용함으로써, 안정적인 토너의 대전성이 얻어지고, 전사 효율이 높으며, 고화질 및 고안전성이 가능해진다.
상기한 바와 같이 하여 얻어진 자성체는 토너 입자에 함유되는 착색제로서도 바람직하게 사용할 수 있지만, 본 발명에서 제조되는 토너에 바람직하게 사용할 수 있는 상기 자성체 이외의 착색제로서, 카본 블랙 및 이하에 나타내는 옐로우/마젠타/시안 착색제를 들 수 있다.
옐로우색에 바람직한 착색제로는 안료 또는 염료를 사용할 수 있고, 구체적으로 안료로는 C.I. 피그먼트 옐로우 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 23, 62, 65, 73, 74, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 109, 110, 111, 117, 120, 127, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 151, 154, 155, 167, 168, 173, 174, 176, 180, 181, 183, 191 및 C.I. 배트 옐로우 1, 3, 20 등, 염료로는 C.I. 솔벤트 옐로우 19, 44, 77, 79, 81, 82, 93, 98, 103, 104, 112, 162 등을 들 수 있으며, 이들이 단독으로 또는 병용하여 사용된다.
마젠타색에 바람직한 착색제로는 안료 또는 염료를 사용할 수 있고, 구체적으로 안료로는 C.I. 피그먼트 레드 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 37, 38, 39, 40, 41, 48, 48:2, 48:3, 48:4, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 57, 57:1, 58, 60, 63, 64, 68, 81, 81:1, 83, 87, 88, 89, 90, 112, 114, 122, 123, 144, 146, 150, 163, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 207, 209, 220, 221, 238, 254 등, C.I. 피그먼트 바이올렛 19, C.I. 배트 래드 1, 2, 10, 13, 15, 23, 29, 35 등, 염료로는 C.I. 솔벤트 레드 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27, 30, 49, 52, 58, 63, 81, 82, 83, 84, 100, 109, 111, 121, 122 등, C.I. 디스퍼스(Disperse) 레드 9, C.I. 솔벤트 바이올렛 8, 13, 14, 21, 27 등, C.I. 디스퍼스 바이올렛 1 등의 유용성(油溶性) 염료, C.I. 베이직 레드 1, 2, 9, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 22, 23, 24, 27, 29, 32, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 등, C.I. 베이직 바이올렛 1, 3, 7, 10, 14, 15, 21, 25, 26, 27, 28 등의 염기성 염료 등을 들 수 있으며, 이들이 단독으로 또는 병용하여 사용된다.
시안색에 바람직한 착색제로는 안료 또는 염료를 사용할 수 있고, 구체적으로 안료로는 C.I. 피그먼트 블루 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 16, 17, 60, 62, 66 등, C.I. 배트 블루 6, C.I. 애시드(Acid) 블루 45, 염료로는 C.I. 솔벤트 블루 25, 36, 60, 70, 93, 95 등을 들 수 있으며, 이들이 단독으로 또는 병용하여 사용된다.
이들 착색제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하고, 또는 고용체의 상태로 사용할 수 있다. 본 발명의 착색제는 색상각, 채도, 명도, 내후성, OHP 필름의 투명성 및 토너 입자 중에의 분산성의 관점에서 선택된다. 착색제의 첨가량은 결착 수지 100 질량부에 대하여 1 내지 20 질량부인 것이 바람직하다.
토너 입자에는 이형제를 함유시킬 수도 있다. 이형제로는, 예를 들면 파라핀 왁스, 미세결정질 왁스, 페트롤레이텀 등의 석유계 왁스 및 그의 유도체, 몬탄 왁스 및 그의 유도체, 피셔 트롭쉬(Fischer-Tropsch)법에 의한 탄화수소 왁스 및 그의 유도체, 폴리에틸렌으로 대표되는 폴리올레핀 왁스 및 그의 유도체, 카르나우바 왁스, 칸데릴라 왁스 등 천연 왁스 및 그의 유도체 등이 있고, 유도체로는 산화물이나, 비닐계 단량체와의 블록 공중합물, 그래프트 변성물을 포함한다. 또한, 고급 지방족 알코올, 스테아르산, 팔미트산 등의 지방산, 또는 그의 화합물, 산 아미드 왁스, 에스테르 왁스, 케톤, 경화 피마자유 및 그의 유도체, 식물계 왁스, 동물성 왁스 등도 사용할 수 있다.
이형제로서 사용할 수 있는 왁스의 구체적인 예로는 비스콜(VISKOL; 등록상표) 330-P, 550-P, 660-P, TS-200(산요 가세이 고교사); 하이왁스(HIWAX) 400P, 200P, 100P, 410P, 420P, 320P, 220P, 210P, 110P(미쯔이 가가꾸사); 사졸(SASOL) H1, H2, C80, C105, C77(슈만·사졸사); HNP-1, HNP-3, HNP-9, HNP-10, HNP-11, HNP-12(닛본 세이로 가부시끼가이샤); 유니린(UNILIN; 등록상표) 350, 425, 550, 700, 유니시드(UNICID; 등록상표) 350, 425, 550, 700(도요 페트롤라이트사); 목 랍, 밀랍, 라이스 왁스, 칸데릴라 왁스, 카르나우바 왁스(가부시끼가이샤 세라리까 노다에서 입수가능) 등을 들 수 있다.
토너 입자에는 하전 제어제를 배합할 수도 있다. 하전 제어제로는 공지된 것을 이용할 수 있다. 또한, 예를 들면 현탁 중합법에 의한 습식 조립법의 경우, 토너 입자를 제조하는 경우에는 중합 저해성이 낮고, 수계 분산 매체에의 가용화물이 실질적으로 없는 하전 제어제가 특히 바람직하다. 구체적인 화합물로는, 네가티브계 하전 제어제로서 살리실산, 알킬살리실산, 디알킬살리실산, 나프토산, 디카르복실산과 같은 방향족 카르복실산의 금속 화합물, 아조 염료 또는 아조 안료의 금속염 또는 금속 착체, 술폰산 또는 카르복실산기를 측쇄에 갖는 고분자형 화합물, 붕소 화합물, 요소 화합물, 규소 화합물, 카릭스아렌 등을 들 수 있다. 포지티브계 하전 제어제로는 4급 암모늄염, 상기 4급 암모늄염을 측쇄에 갖는 고분자형 화합물, 구아니딘 화합물, 니그로신계 화합물, 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다.
하전 제어제를 토너 입자에 함유시키는 방법으로는, 토너 입자 내부에 첨가하는 방법과 토너 입자에 외부 첨가하는 방법이 있다. 이들 하전 제어제의 사용량은 결착 수지의 종류, 다른 첨가제의 유무, 분산 방법이 포함되는 토너 제조 방법에 의해서 결정되는 것이고, 일의적으로 한정되는 것은 아니지만, 내부 첨가하는 경우는, 바람직하게는 결착 수지 100 질량부에 대하여 0.1 내지 10 질량부, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5 질량부의 범위에서 사용된다. 또한, 외부 첨가하는 경우, 토너 입자 100 질량부에 대하여 바람직하게는 0.005 내지 1.0 질량부, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.3 질량부이다.
본 발명에서 예를 들면 유화 중합법이나 현탁 중합법의 경우, 사용되는 중합성 단량체로는 이하의 것을 들 수 있다. 스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-메톡시스티렌, p-에틸스티렌 등의 스티렌계 단량체; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산 n-프로필, 아크릴산 n-옥틸, 아크릴산도데실, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산스테아릴, 아크릴산 2-클로로에틸, 아크릴산페닐 등의 아크릴산에스테르류; 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산 n-프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산이소부틸, 메타크릴산 n-옥틸, 메타크릴산도데실, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산스테아릴, 메타크릴산페닐, 메타크릴산디메틸아미노에틸, 메타크릴산디에틸아미노에틸 등의 메타크릴산에스테르류; 그 밖의 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드 등의 단량체를 들 수 있다.
유화 중합법이나 현탁 중합법의 경우, 중합성 단량체에 수지(고분자 중합체)를 첨가하여 중합할 수도 있다. 단량체로는 수용성이어서 수성 현탁액 중에서는 용해되어 유화 중합을 일으키기 때문에 사용할 수 없는 아미노기, 카르복실산기, 수산기, 술폰산기, 글리시딜기, 니트릴기 등 친수성 관능기 함유의 수지를 토너 입자 중에 도입하고자 할 때에는, 이들 관능기를 갖는 단량체와 스티렌 또는 에틸렌 등의 비닐 화합물과의 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체 등의 공중합체의 형태로, 또는 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 중축합체의 형태로, 또는 폴리에테르, 폴리아민 등의 중부가 중합체의 형태로 사용할 수 있다.
본 발명에서 중합성 단량체에 첨가하여 사용되는 폴리에스테르 수지를 얻기 위해서 사용되는 알코올 성분과 산 성분을 이하에 예시한다. 알코올 성분으로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2,3-부탄디올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 2-에틸-1,3-헥산디올, 시클로헥산디메탄올, 부텐디올, 옥텐디올, 시클로헥센디메탄올, 수소화 비스페놀 A, 하기 화학식 3으로 표시되는 비스페놀 유도체 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물의 수소 첨가물, 또는 하기 화학식 4로 표시되는 디올 또는 화학식 4로 표시되는 화합물의 수소 첨가물을 들 수 있다.
Figure 112006054477614-pat00001
식 중, R은 에틸렌기 또는 프로필렌기를 나타내고, x 및 y는 각각 1 이상의 정수이며, x+y의 평균값은 2 내지 10이다.
Figure 112006054477614-pat00002
식 중, R'은
Figure 112006054477614-pat00003
또는
Figure 112006054477614-pat00004
또는
Figure 112006054477614-pat00005
를 나타낸다.
산 성분으로서의 2가의 카르복실산으로는 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산 무수물과 같은 벤젠디카르복실산 또는 그의 무수물; 숙신산, 아디프산, 세박산, 아젤라산과 같은 알킬디카르복실산 또는 그의 무수물, 또한 추가로 탄소수 6 내지 18의 알킬 또는 알케닐기로 치환된 숙신산 또는 그의 무수물; 푸마르산, 말레산, 시트라콘산, 이타콘산과 같은 불포화 디카르복실산 또는 그의 무수물 등을 들 수 있다.
또한, 알코올 성분으로서 글리세린, 펜타에리트리톨, 소르비톨, 소르비탄, 노볼락형 페놀 수지의 옥시알킬렌에테르와 같은 다가 알코올을 들 수 있고, 산 성분으로서 트리멜리트산, 피로멜리트산, 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산, 벤조페논테트라카르복실산이나 그의 무수물과 같은 다가 카르복실산을 들 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 전체 성분 중 45 내지 55 몰％가 알코올 성분이고, 55 내지 45 몰％가 산 성분인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는 얻어지는 토너 입자의 물성에 악영향을 미치지 않는 한 2종 이상의 폴리에스테르 수지를 병용하거나, 예를 들면 실리콘이나 플루오로알킬기 함유 화합물에 의해 변성되어 물성을 조정하는 것도 바람직하게 행해진다. 또한, 이러한 극성 관능기를 포함하는 수지를 사용하는 경우, 그 평균 분자량은 5,000 이상이 바람직하다.
또한, 상기 이외의 수지를 단량체계 중에 첨가할 수도 있고, 사용되는 수지로는, 예를 들면 폴리스티렌, 폴리비닐톨루엔 등의 스티렌 또는 그의 치환체의 단독 중합체; 스티렌-프로필렌 공중합체, 스티렌-비닐톨루엔 공중합체, 스티렌-비닐나프탈렌 공중합체, 스티렌-아크릴산메틸 공중합체, 스티렌-아크릴산에틸 공중합체, 스티렌-아크릴산부틸 공중합체, 스티렌-아크릴산옥틸 공중합체, 스티렌-아크릴산디메틸아미노에틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산에틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산부틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산디메틸아미 노에틸 공중합체, 스티렌-비닐메틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐에틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐메틸케톤 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체, 스티렌-말레산에스테르 공중합체 등의 스티렌계 공중합체; 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리아세트산비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐부티랄, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 에폭시 수지, 폴리아크릴산 수지, 로진, 변성 로진, 테르펜 수지, 페놀 수지, 지방족 또는 지환족 탄화수소 수지, 방향족계 석유 수지 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
이들 수지의 첨가량으로는, 단량체 100 질량부에 대하여 1 내지 20 질량부가 바람직하다. 1 질량부 미만이면 첨가 효과가 작고, 한편 20 질량부보다 많이 첨가하면 중합 토너의 여러 가지 물성 설계가 어려워지기 때문이다.
또한, 단량체를 중합하여 얻어지는 토너 입자의 분자량 범위와는 다른 분자량의 중합체를 단량체 중에 용해시켜 중합할 수도 있다.
본 발명의 토너 입자의 제조 방법에서, 중합성 단량체의 중합 반응을 개시시키기 위해 중합 개시제를 사용하는 경우에는, 중합 반응시에 반감기가 0.5 내지 30 시간인 것을, 중합성 단량체 100 질량부에 대하여 0.5 내지 20 질량부의 첨가량으로 중합 반응을 행하면, 분자량 1만 내지 10만 사이에 최대 분자량을 갖는 중합체를 얻을 수 있고, 토너에 바람직한 강도와 적당한 용융 특성을 제공할 수 있다. 중합 개시제로는 2,2'-아조비스-(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스-4-메톡시- 2,4-디메틸발레로니트릴, 아조비스이소부티로니트릴 등의 아조계 또는 디아조계 중합 개시제; 벤조일퍼옥시드, 메틸에틸케톤퍼옥시드, 디이소프로필퍼옥시카르보네이트, 쿠멘히드로퍼옥시드, 2,4-디클로로벤조일퍼옥시드, 라우로일퍼옥시드, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시피발레이트 등의 과산화물계 중합 개시제를 들 수 있다.
토너를 제조할 때에는 가교제를 첨가할 수도 있고, 바람직한 첨가량은 중합성 단량체 100 질량부에 대하여 0.001 내지 15 질량부이다.
여기서 가교제로는, 주로 2개 이상의 중합 가능한 이중 결합을 갖는 화합물이 사용되고, 예를 들면 디비닐벤젠, 디비닐나프탈렌 등과 같은 방향족 디비닐 화합물; 예를 들면 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트 등과 같은 이중 결합을 2개 갖는 카르복실산에스테르; 디비닐아닐린, 디비닐에테르, 디비닐술피드, 디비닐술폰 등의 디비닐 화합물; 및 3개 이상의 비닐기를 갖는 화합물이 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용된다.
예를 들면 현탁 중합법을 선택한 경우의 구체적인 토너 제조 방법에 대해서 설명한다.
우선, 중합성 단량체 중에 착색제, 이형제, 가소제, 하전 제어제, 가교제 등 토너에 필요한 성분 및 기타 첨가제, 예를 들면 중합 반응으로 생성되는 중합체의 점도를 저하시키기 위해서 첨가되는 유기 용매, 수지 성분(고분자 중합체), 분산제 등을 적절하게 첨가하고, 균일하게 용해 또는 분산시켜 착색제 함유 중합성 단량체 조성물을 얻는다. 이 때, 필요에 따라서 온도 조절 조작을 행할 수도 있다. 이 착색제 함유 중합성 단량체 조성물을 분산 안정제를 함유하는 수계 매체 중에 분산시키고 현탁하여 조립한다.
이 때 착색제 함유 중합성 단량체 조성물의 조립을 행함과 동시에, 또는 조립을 행한 후, 상기 조성물의 중합을 행한다(중합 공정). 조립 후에 중합을 행하는 경우에는, 중합 개시제는 조립 후에 첨가할 수 있다.
중합 개시제 첨가의 구체적인 시점으로는, 중합성 단량체 중에 다른 첨가제를 첨가할 때 동시에 첨가할 수도 있고, 착색제 함유 중합성 단량체 조성물을 수계 매체 중에 현탁하기 직전에 첨가 혼합할 수도 있다. 또한, 조립 후에 중합을 개시하는 경우에는 상술한 바와 같이 조립 후에 첨가할 수 있다. 또한, 중합 반응 중에 추가의 중합성 단량체 또는 용매에 용해된 중합 개시제를 첨가할 수도 있다.
조립 후에는, 온도 조절을 행하면서 통상의 교반기를 이용하여, 입자 상태가 유지되며 입자의 부유·침강이 방지되는 정도로 교반을 행할 수 있다.
토너 입자를 제조하는 경우에는, 분산 안정제로서 공지된 계면활성제나 유기·무기 분산제를 사용할 수 있다. 그 중에서도 무기 분산제는, 유해한 초미분이 발생하기 어렵고, 그 입체 장해성에 의해 분산 안정성을 얻고 있기 때문에 반응 온도를 변화시켜도 안정성이 떨어지기 어려워 바람직하다. 이러한 무기 분산제의 예로는, 인산칼슘, 인산마그네슘, 인산알루미늄, 인산아연 등의 인산 다가 금속염; 탄산칼슘, 탄산마그네슘 등의 탄산염; 메타규산칼슘, 황산칼슘, 황산바륨 등의 무기염; 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 등의 무기 수산화물; 실리카, 벤토나이트, 알루미나 등의 무기 산화물을 들 수 있다.
이들 무기 분산제는 중합성 단량체 100 질량부에 대하여, 0.2 내지 20 질량부를 단독으로 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 0.001 내지 0.1 질량부의 계면활성제를 병용할 수도 있다.
계면활성제로는, 예를 들면 도데실벤젠술폰산나트륨, 테트라데실황산나트륨, 펜타데실황산나트륨, 옥틸황산나트륨, 올레산나트륨, 라우릴산나트륨, 스테아르산나트륨, 스테아르산칼륨 등을 들 수 있다.
이들 무기 분산제를 사용하는 경우에는 그대로 사용할 수도 있지만, 보다 미세한 입자를 얻기 위해서, 수계 매체 중에서 상기 무기 분산제 입자를 생성시켜 사용할 수 있다. 예를 들면, 인산칼슘의 경우, 고속 교반하에 인산나트륨 수용액과 염화칼슘 수용액을 혼합하여, 수불용성의 인산칼슘을 생성시킬 수 있으며, 보다 균일하고 미세한 분산이 가능해진다. 이 때, 동시에 수용성의 염화나트륨염이 부생하지만, 수계 매체 중에 수용성염이 존재하면, 중합성 단량체의 물에의 용해가 억제되어, 유화 중합에 따른 초미립 토너 입자가 발생되기 어려워지기 때문에, 보다 적합하다. 무기 분산제는 중합 종료 후에 산 또는 알칼리로 용해시켜, 여과, 세정 등의 후속 공정에 의해 거의 완전히 제거할 수 있다.
상기 중합 공정에서는, 중합 온도는 40 ℃ 이상, 일반적으로는 50 내지 90 ℃의 온도로 설정하여 중합을 행한다. 이 온도 범위에서 중합을 행하면, 토너 입자 내부에 봉지되어야 하는 이형제나 왁스류가 상분리에 의해 석출되어 내포화가 보다 완전해진다. 또한, 잔존하는 중합성 단량체를 소비하기 위해서, 중합 반응 말기에 반응 온도를 90 내지 150 ℃로 승온시킬 수도 있다. 중합 반응의 종료 후, 얻어진 토너 입자 분산액은 본 발명에 관한 압착 통기 기구가 장착된 벨트 필터로 여과, 세정한 후, 바람직하게는 기류 건조 장치에 의해서 건조된다.
일반적으로는 얻어진 토너 입자는 분급 공정에서 원하는 입경 범위외의 조분이나 미분이 제거된다. 또한, 분급 공정은 종래 토너의 제조에 사용되는 공지된 방법에 의해 행할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 분급 공정을 거쳐 얻어진 토너 입자에 무기 미분체 등의 외첨제를 혼합하여 상기 토너 입자 표면에 부착시킴으로써 토너를 얻을 수 있다.
본 발명에서는, 제조 공정에서 분급 공정을 생략하여 직접 토너를 얻는 것도, 또한 더욱 고정밀한 분급 공정을 행하여 정밀도 있게 조분이나 미분을 분리하는 것도 바람직한 형태 중 하나이다.
본 발명에서 토너 입자에는 외첨제로서 유동성 부여제를 첨가하는 것이 바람직하다. 바람직한 유동성 부여제로는, 개수 평균 1차 입경이 4 내지 80 nm인 무기 미립자를 들 수 있다.
무기 미립자로는, 실리카, 알루미나, 산화티탄 등의 미립자를 사용할 수 있다. 예를 들면, 실리카 미립자로는 규소할로겐화물의 증기상 산화에 의해 생성된 소위 건식법 또는 퓸드(fumed) 실리카라 불리는 건식 실리카, 및 물 유리 등으로 제조되는 소위 습식 실리카를 모두 사용할 수 있지만, 표면 및 실리카 미립자의 내부에 있는 실라놀기가 적으며, Na2O, SO3 - 등의 제조 잔재가 적은 건식 실리카가 바 람직하다. 또한 건식 실리카에서는, 제조 공정에서 예를 들면, 염화알루미늄, 염화티탄 등 다른 금속 할로겐 화합물을 규소할로겐 화합물과 함께 사용함으로써, 실리카와 다른 금속 산화물의 복합 미분체를 얻는 것도 가능하고, 이들도 건식 실리카에 포함된다.
무기 미립자의 첨가량은, 토너 입자에 대하여 0.1 내지 3.0 질량％인 것이 바람직하다. 첨가량이 0.1 질량％ 미만이면 그 효과가 불충분하고, 3.0 질량％보다 많으면 정착성을 저하시키는 경우가 있다. 또한, 무기 미립자의 함유량은 형광 X선 분석을 이용하고, 표준 시료로부터 제조한 검량선을 이용하여 정량할 수 있다.
무기 미립자는 소수화 처리된 것이 고온 고습 환경하에서의 특성으로부터 바람직하다. 소수화 처리의 처리제로는, 실리콘 바니시, 각종 변성 실리콘 바니시, 실리콘 오일, 각종 변성 실리콘 오일, 실란 화합물, 실란 커플링제, 그 밖에 유기 규소 화합물, 유기 티탄 화합물과 같은 처리제를 단독으로 사용하거나, 병용할 수도 있다.
무기 미립자의 처리 방법으로는, 예를 들면 제1 단계 반응으로서 실릴화 반응을 행하여 실라놀기를 화학 결합에 의해 소실시킨 후, 제2 단계 반응으로서 실리콘 오일에 의해 표면에 소수성의 박막을 형성하는 방법을 들 수 있다.
상기 실리콘 오일은 25 ℃에서의 점도가 10 내지 200,000 ㎟/s인 것, 또한 3,000 내지 80,000 ㎟/s인 것이 바람직하다. 10 ㎟/s 미만이면, 무기 미립자에 안정성이 없고, 열 및 기계적인 응력에 의해 화질이 열화하는 경향이 있다. 200,000 ㎟/s를 초과하는 경우에는 균일한 처리가 곤란해지는 경향이 있다.
사용되는 실리콘 오일로는, 예를 들면 디메틸실리콘 오일, 메틸페닐실리콘 오일, α-메틸스티렌 변성 실리콘 오일, 클로로페닐실리콘 오일, 불소 변성 실리콘 오일 등이 특히 바람직하다.
실리콘 오일에 의한 무기 미립자의 처리 방법으로는, 예를 들면 실란 화합물로 처리된 무기 미립자와 실리콘 오일을 헨셀(Henschel) 믹서 등의 혼합기를 이용하여 직접 혼합시킬 수도 있고, 무기 미립자에 실리콘 오일을 분무하는 방법을 사용할 수도 있다. 또는, 적당한 용제에 실리콘 오일을 용해 또는 분산시킨 후, 무기 미립자를 첨가 혼합하여 용제를 제거하는 방법도 바람직하다. 무기 미립자의 응집체의 생성이 비교적 적다는 점에서 분무기를 사용하는 방법이 보다 바람직하다.
실리콘 오일의 처리량은 무기 미립자 100 질량부에 대하여 1 내지 40 질량부, 바람직하게는 3 내지 35 질량부가 바람직하다.
실리카 미립자를 사용하는 경우에는, 토너에 양호한 유동성을 부여하기 위해서, 질소 흡착에 의한 BET법으로 측정한 비표면적이 20 내지 350 ㎡/g의 범위 내인 것이 바람직하고, 25 내지 300 ㎡/g인 것이 보다 바람직하다.
비표면적은 BET법에 따라서, 비표면적 측정 장치 오토소브 1(AUTOSOBE; 유아사 아이오닉스사 제조)을 이용하여 시료 표면에 질소 가스를 흡착시키고, BET 다점법을 이용하여 비표면적을 산출한다.
또한, 클리닝성 향상 등의 목적으로, 1차 입경이 30 nm를 초과하는(보다 바람직하게는 1차 입경이 50 nm 이상인) 구상에 가까운 무기 또는 유기 미립자를 외 첨제로서 토너 입자에 첨가하는 것도 바람직한 형태 중 하나이다. 이 무기 또는 유기의 미립자는 비표면적이 50 ㎡/g 미만(보다 바람직하게는 비표면적이 30 ㎡/g 미만)인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 미립자로서, 예를 들면 구상 실리카 입자, 구상 폴리메틸실세스퀴옥산 입자, 구상 수지 입자 등이 바람직하게 사용된다.
실질적인 악영향을 미치지 않는 범위 내에서 추가로 다른 외첨제를 토너 입자에 첨가하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리불화에틸렌 분말, 스테아르산아연 분말, 폴리불화비닐리덴 분말 등의 윤활제 분말; 산화세륨 분말, 탄화규소 분말, 티탄산스트론튬 분말 등의 연마제; 산화티탄 분말, 산화알루미늄 분말 등의 유동성 부여제; 고결 방지제 등을 들 수 있다. 또한, 역극성의 유기 미립자 또는 무기 미립자를 현상성 향상제로서 소량 사용할 수도 있다. 이들 외첨제도 표면을 소수화 처리하여 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에서 제조되는 토너 입자를 함유하는 토너는 1 성분계 현상제, 또는 자성 캐리어와 혼합되어 2 성분계 현상제로서 사용할 수 있다.
자성 캐리어는 철, 구리, 아연, 니켈, 코발트, 망간, 크롬으로부터 선택되는 원소를 단독으로 또는 복합 페라이트 상태로 사용하여 생성된다. 자성 캐리어의 형상으로는 구형, 편평형 또는 부정형이 있다. 또한 자성 캐리어 입자 표면 상태의 미세 구조(예를 들면 표면 요철성)도 조절하는 것이 바람직하다. 캐리어의 제조 방법으로는, 일반적으로는 상기 무기 산화물을 소성, 조립함으로써, 미리 자성 캐리어 코어 입자를 생성한 후, 이 캐리어 코어 입자를 수지로 코팅하는 방법이 이 용되고 있다. 자성 캐리어의 토너에의 부하를 경감시킬 목적으로, 무기 산화물과 수지를 혼련한 후, 분쇄, 분급함으로써 저밀도 분산 캐리어를 얻는 방법이나, 무기 산화물과 단량체와의 혼합물을 직접 수계 매체 중에서 현탁 중합시켜 진구상의 자성 캐리어를 얻는 방법도 이용할 수 있다.
이들 중에서, 상기 캐리어 코어 입자의 표면을 수지로 피복하여 이루어지는 피복 캐리어가 특히 바람직하다. 캐리어 코어 입자의 표면을 수지로 피복하는 방법으로는, 수지를 용제 중에 용해 또는 현탁하여 도포함으로써 캐리어 코어에 부착시키는 방법, 또는 단순히 수지 분체와 캐리어 코어 입자를 혼합하여 부착시키는 방법을 적용할 수 있다.
캐리어 입자 표면에의 피복 물질로는 토너 재료에 따라 다르지만, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌, 모노클로로트리플루오로에틸렌 중합체, 폴리불화비닐리덴, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 스티렌계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아미드, 폴리비닐부티랄, 아미노아크릴레이트 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 복수개로 사용된다.
캐리어의 자성 특성은 이하의 것이 바람직하다. 자기적으로 포화시킨 후, 자계의 강도 79.6 kA/m에서의 자화의 강도(σ1000)는 3.77 내지 37.7 μWb/c㎥인 것이 바람직하다. 더욱 고화질화를 달성하기 위해서, 12.6 내지 31.4 μWb/c㎥인 것이 보다 바람직하다. 이 자화의 강도가 37.7 μWb/c㎥보다 큰 경우에는, 고화질인 토너 화상이 얻어지기 어려워진다. 한편, 3.77 μWb/c㎥ 미만이면, 자기적인 구속 력도 감소하기 때문에 캐리어 부착이 발생되기 쉽다.
본 발명에서 사용되는 토너와 자성 캐리어를 혼합하여 2 성분 현상제를 제조하는 경우, 그 혼합 비율은 현상제 중 토너 농도가 2 내지 15 질량％, 바람직하게는 4 내지 13 질량％이면 통상 양호한 결과가 얻어진다.
본 발명에서 사용한 각각의 측정 방법에 대해서 이하에 서술한다.
(1) 토너의 입도 분포의 측정
토너의 입도 분포는 여러 가지 방법에 의해서 측정할 수 있지만, 본 발명에서는 콜터 카운터(Coulter counter)를 이용하여 행하는 것이 바람직하다.
측정 장치로는 콜터 카운터 멀티사이저(Multisizer) I형 또는 II형 또는 IIe형(콜터사 제조)을 이용하고, 개수 평균 분포, 부피 평균 분포를 출력하는 인터페이스(니까끼 제조) 및 일반적인 개인용 컴퓨터를 접속하고, 특급 또는 1급 염화나트륨을 사용하여 1 ％ NaCl 수용액을 전해액으로서 제조한다.
구체적으로는, 상기 전해액 100 내지 150 ㎖ 중에 분산제로서 계면활성제(바람직하게는 도데실벤젠술폰산나트륨염)를 0.1 내지 5 ㎖ 첨가하고, 추가로 측정 시료를 2 내지 20 mg 첨가한다. 시료를 현탁시킨 전해액에 초음파 분산기로 약 1 내지 3 분간 분산 처리를 행하고, 상기 콜터 카운터 멀티사이저 II형에 의해, 개구로서 100 ㎛ 개구를 사용하고, 입경 2 내지 40 ㎛의 토너 입자의 입도 분포를 개수를 기준으로 하여 측정한다.
(2) 습윤 토너 입자 세정 상태의 평가
세정 상태는, 습윤 토너 입자 표면에 잔존하는 분산 안정제량에 의해서 평가 된다. 잔존 분산 안정제량에 대해서는, 형광 X선 분석 장치(RIX 3000)를 이용하여 정량 분석한다. 이 측정 장치에서는, 토너 샘플로서 159 N/㎟의 압력으로 정제 성형기에 의해 직경 40 mm의 펠릿을 제조하고, 목표물(샘플로부터 방출되는 형광 X선을 분광하기 위한 분광 결정, 예를 들면 Rh)을 적절하게 설정하고, 예를 들면 관 전압을 40 kv로 하고, 관 전류를 90 mA로 하고, 2θ각을 144.7 도로 하는 조건으로 측정을 행하여, 형광 X선 분석에 의해 토너 샘플 중 소정의 금속 원소를 측정한다. 이 측정 결과와, 정량하고자 하는 금속 원소에 대해서 미리 작성한 검량선을 이용하여 금속 원소의 정량을 행한다. 이 잔존 분산 안정제량은, 대전성의 관점에서 180 ppm 이하인 것이 바람직하다.
(3) 함수율의 측정
본 발명에서의 함수율은, 습윤 토너 입자 5 g을 알루미늄 접시에 채취하고, 이것을 정칭(A[g])한 후, 105 ℃로 설정한 건조기에 1 시간 동안 방치하고, 냉각 후 정칭(B[g])하여 이하의 수학식 1로 계산한 값이다.
함수율(％)=((A-B)/A)×100
(실시예)
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 이들이 본 발명을 어떤 식으로든 한정하는 것은 아니다.
(실시예 1)
이온 교환수 700 질량부에 0.1 몰/ℓ-Na3PO4 수용액 450 질량부를 투입하고, 60 ℃로 가온한 후, 클레어믹스(CLEAMIX) CLS-30S(M·테크닉사 제조)를 이용하여 4500 rpm으로 교반하였다. 이것에 1.0 몰/ℓ-CaCl2 수용액 68 질량부를 첨가하여, 인산칼슘염을 포함하는 수계 매체를 얻었다.
한편,
(단량체) 스티렌 170 질량부
n-부틸아크릴레이트 30 질량부
(착색제) C.I. 피그먼트 블루 15:3 10 질량부
(하전 제어제) 본트론 E-88(오리엔트 가가꾸 고교사 제조) 2 질량부
(극성 레진) 포화 폴리에스테르
(프로필렌옥시드 변성 비스페놀 A(2 몰 부가물)과 테레프탈산과의 중축합물(몰비 10:12), Tg=68 ℃, Mw=10000, Mw/Mn=5.12) 15 질량부
(이형제) 탄화수소계 왁스
(Mn=850, 융점: 107 ℃, 25 ℃에서의 침입도: 1) 6 질량부
로 구성된 물질들을 60 ℃로 가온하고, 균일하게 용해, 분산하였다. 이것에, 중합 개시제 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 8 질량부를 용해시켜, 착색제 함유 중합성 단량체 조성물을 제조하였다.
상기 수계 매체 중에 상기 착색제 함유 중합성 단량체 조성물을 투입하고, 60 ℃, 질소 분위기하에 클레어믹스로 4500 rpm으로 15 분간 교반하여, 착색제 함 유 중합성 단량체 조성물을 조립하였다.
그 후, 풀-존(full-zone) 교반 날개(신꼬 팬텍사 제조)로 교반하면서 70 ℃로 승온하고, 10 시간 동안 반응시켰다. 중합 반응 종료 후, 풀-존 교반 날개로 교반을 계속하면서 포화 수증기(순수 수증기: 수증기 압력 205 kPa(G), 온도 120 ℃)를 도입하였다. 포화 수증기의 도입 개시로부터 20 분 후에, 반응 용기 내의 내용물의 온도는 100 ℃에 도달하고, 증류분이 나오기 시작하였다. 소정량의 증류분을 얻음으로써 잔존 단량체를 증류 제거하고, 냉각하여 토너 입자 분산액을 얻었다.
이 토너 입자 분산액에 염산을 첨가하여 토너 입자 표면의 인산칼슘염을 용해시켰다. 얻어진 토너 입자 함유 슬러리의 부피 밀도는 0.65 kg/ℓ였다.
이 얻어진 토너 입자 함유 슬러리를 도 4에 도시하는 양태의 탈포기에 도입하고, 하기 조건으로 탈포를 행하였다.
본체 용량: 10 ℓ
회전판의 주속: 17 m/s
슬러리 공급량: 180 ℓ/시간
감압도: 20 kPa(abs)
또한, 배출 펌프를 이용하여 탈포기로부터 연속적으로 슬러리(피여과물)를 배출하고, 140 kg/시간으로 연속적으로 도 1 내지 3에 도시하는 압착 통기 기구를 구비한 벨트 필터(즈끼시마 기까이사 제조, 동기 필터 개조형)로 보내어, 하기의 조건으로 탈수·세정하여, 습윤 토너 입자의 케이크를 얻었다. 펌프를 개재하여 벨트 필터로 공급되는 슬러리의 부피 밀도는 1.0 kg/ℓ였다.
<압착 통기 기구 방식의 벨트 필터를 사용한 탈수·세정 조건>
슬러리 공급량: 140 kg/시간
벨트 속도: 정지 시간/이동 시간 =10/1의 비율로 가동시키고, 평균 0.7 m/분
세정수의 양: 50 kg/시간
진공도: -70 kPa(G)(대기압으로부터 70 kPa 감압)
밀봉압(탄력부를 여과포에 대해 가압하는 압력): 400 kPa(G)
탄력부의 폭(진행 방향의 상류부 및 하류부): 100 mm
탄력부의 폭(측부): 90 mm
압축 기체: 압축 공기
통기압: 200 kPa(G)
통기량: 0.04 ㎥/㎡·s
고무 재질: 클로로프렌 고무
고무 경도: 20°
압착 시간: 70 초(최종 단에 압착 통기 기구를 설치하고, 최종 단에 벨트가 정지하는 시간 75 초 중 70 초간 압착함)
통기 시간: 60 초(압착 시간 70 초 중 60 초간 통기함)
상기에 의해 얻어진 습윤 토너 입자의 함수율은 20 ％였다. 또한, 이 때의 습윤 토너 입자 케이크의 세정 상태를 상기한 형광 X선 분석 장치로 분석하였더니 잔존하는 분산 안정제량은 100 ppm으로 양호한 것이었다.
그 후, 습윤 토너 입자의 케이크를 해쇄한 후, 기류 건조기(세이신 기교사 제조: 플래시 제트 드라이어(Flash Jet Dryer), 배관 직경 0.1016 m)를 이용하여, 이하의 조건으로 기류 건조를 행함으로써 토너 입자를 얻었다.
<기류 건조기의 건조 조건>
취입 온도: 90 ℃
취입 풍량: 10 ㎥/분
습윤 토너 입자 공급량: 50 kg/시간
상기에서 얻어진 토너 입자 100 질량부에 대하여, BET법에 의한 비표면적이 200 ㎡/g인 소수성 실리카를 1.0 질량부 첨가하고, 혼합기로 혼합하여 토너를 얻었다. 본 실시예에서 얻어진 토너의 중량 평균 입경(D4)은 6.8 ㎛였다.
<화질의 평가>
온도 30 ℃, 습도 80 ％의 환경하에서 연속 3000장의 내구 테스트를 행하고, 3000장시의 포그의 정도를 측정하여 평가하였다. 내구 테스트는 캐논사 제조의 레이저빔 프린터 LBP-2360을 사용하여 행하였다.
용지상의 포그에 대해서는, 반사식 농도계(도꾜 덴쇼꾸 가부시끼가이사 제조의 반사계 모델 TC-6DS)를 이용하여 측정하였다. 즉, 반사 농도계로 측정한 인쇄 후의 흰 바탕부의 반사 농도 최저값을 Ds로 하고, 인쇄 전의 용지에 대해서 반사 농도계로 측정한 반사 농도 평균값을 Dr로 했을 때에, 이들 값의 차(Ds-Dr)를 구하여, 이를 용지상 포그라 하였다. 이 용지상 포그량이 2 ％ 이하인 경우는, 실질적으로 용지상 포그가 없는 양호한 화상이었지만, 2 ％를 초과하면 용지상 포그가 눈에 띄는 선명하지 않은 화상이었다.
포그의 평가는 이하의 순위로 표시하였다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
A: 양호
B: 포그가 많아 화상이 비선명
(실시예 2)
실시예 1의 탈수·세정 조건에서 슬러리 공급량을 180 kg/시간으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 토너를 제조하고, 또한 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 3)
실시예 1의 탈수·세정 조건에서 통기압을 600 kPa(G), 통기량을 0.2 ㎥/㎡·s, 밀봉압을 800 kPa(G)로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너를 제조하고, 또한 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 4)
실시예 1의 탈수·세정 조건에서 통기압을 100 kPa(G), 통기량을 0.02 ㎥/㎡·s로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너를 제조하고, 또한 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 5)
실시예 1의 탈수·세정 조건에서 밀봉압을 800 kPa(G)로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너를 제조하고, 또한 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 6)
실시예 1의 탈수·세정 조건에서 사용한 클로로프렌 고무의 고무 경도를 30°로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너를 제조하고, 또한 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 7)
실시예 1의 탈수·세정 조건에서, 압착 통기 기구의 탄력부의 폭을 4군데 모두 50 mm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너를 제조하고, 또한 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 8)
실시예 1의 탈수·세정 조건에서 사용한 클로로프렌 고무의 고무 경도를 50°로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너를 제조하고, 또한 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 9)
실시예 1의 탈수·세정 조건에서, 압착 통기 기구의 탄력부의 폭을 진행 방향의 상류부 및 하류부에 관해서는 350 mm, 측부에 관해서는 50 mm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너를 제조하고, 또한 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 10)
실시예 1의 탈수·세정 조건에서, 압착 통기 기구의 탄력부의 폭을 진행 방향의 상류부 및 하류부에 관해서는 50 mm, 측부에 관해서는 350 mm로 한 것 이외에 는 실시예 1과 동일하게 하여 토너를 제조하고, 또한 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 1)
실시예 1의 탈수·세정 조건에서, 압착 통기 기구를 작동시키지 않고 실시예 1과 동일한 조작을 행하였다. 그 결과, 습윤 토너 입자의 함수율이 35 ％로 매우 높았기 때문에, 기류 건조기의 습윤 토너 입자 공급량을 25 kg/시간으로 줄여서 건조를 행하였다. 그 밖에는 실시예 1과 동일하게 하여 토너를 제조하고, 또한 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 11)
도 5에 도시하는 양태의 탈포기를 이용하는 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 성분·제조 방법으로 토너를 제조하였다.
또한, 도 5에 도시하는 탈포기의 작동 조건은 이하와 같다.
회전 용기의 회전수: 2000 rpm
슬러리 공급량: 2000 kg/시간
감압도: 5 kPa(abs)
탈포 처리 전의 토너 슬러리의 부피 밀도는 0.65 kg/ℓ이고, 탈포가 종료된 후에 여과기에 공급되는 슬러리의 부피 밀도는 1.01 kg/ℓ였다.
또한, 실시예 1과 동일한 평가를 행하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 12)
이온 교환수 700 질량부에 0.1 몰/ℓ-Na3PO4 수용액 450 질량부를 투입하고, 60 ℃로 가온한 후, 클레어믹스 CLS-30S(M·테크닉사 제조)를 사용하여, 4500 rpm으로 교반하였다. 이것에 1.0 몰/ℓ-CaCl2 수용액 68 질량부를 첨가하여, 인산칼슘염을 포함하는 수계 매체를 얻었다.
한편,
(단량체) 스티렌 170 질량부
n-부틸아크릴레이트 40 질량부
(착색제) 하기 방법에 의해 얻어진 자성체 180 질량부
(하전 제어제) 본트론 E-88(오리엔트 가가꾸 고교사 제조) 2 질량부
(극성 레진) 포화 폴리에스테르
(프로필렌옥시드 변성 비스페놀 A(2 몰 부가물)와 테레프탈산과의 중축합물(몰비 10:12), Tg=68 ℃, Mw=10000, Mw/Mn=5.12) 15 질량부
(이형제) 탄화수소계 왁스
(Mn=850, 융점: 107 ℃, 25 ℃에서의 침입도: 1) 5 질량부
여기서 사용한 자성체는 이하와 같이 제조하였다.
<자성체의 제조>
황산 제1 철 수용액 중에, 철 원소에 대하여 1.0 내지 1.1 당량의 가성소다 용액, 철 원소에 대하여 인 원소 환산으로 1.5 질량％의 헥사메타인산소다, 철 원소에 대하여 규소 원소 환산으로 1.5 질량％의 규산 소다를 혼합하여, 수산화 제1 철을 포함하는 수용액을 제조하였다.
수용액을 pH 9로 유지하면서 공기를 취입하고, 80 내지 90 ℃에서 산화 반응을 행하여, 결정종이 형성되는 슬러리액을 제조하였다.
이어서, 이 슬러리액에 당초의 알칼리 양(가성소다의 나트륨 성분)에 대하여 0.9 내지 1.2 당량이 되도록 황산 제1 철 수용액을 첨가한 후, 슬러리액을 pH 8로 유지하고, 공기를 취입하면서 산화 반응을 진행하여, 자성 산화철을 포함하는 슬러리액을 얻었다. 이 슬러리를 여과, 세정하였다. 이어서, 이 함수 슬러리를 별도의 수계 매체 중에 재분산시킨 후, 재분산액의 pH를 약 4.5로 조정하고, 충분히 교반하면서 n-헥실트리메톡시실란을 자성 산화철 100 질량부에 대하여 2.0 질량부 첨가하여 가수분해를 행하였다. 그 후, 분산액의 pH를 약 10으로 하고, 축합 반응을 행하여 커플링 처리를 행하였다. 생성된 소수성 자성 미립자를 통상법에 의해 세정, 여과, 건조하고, 얻어진 입자를 해쇄 처리하였다. 얻어진 자성 미립자는 부피 평균 입경이 0.20 ㎛였다.
상기한 구성의 물질들을 60 ℃로 가온하고, 균일하게 용해, 분산하였다. 이것에 중합 개시제 tert-부틸퍼옥시피발레이트 8 질량부를 용해시켜, 자성체 함유 중합성 단량체 조성물을 제조하였다.
이어서, 상기 수계 매체 중에 상기 자성체 함유 중합성 단량체 조성물을 투입하고, 60 ℃, 질소 분위기하에서 클레어믹스로 4500 rpm으로 15 분간 교반하여, 자성체 함유 중합성 단량체 조성물을 조립하였다.
그 후, 풀-존 교반 날개(신꼬 팬텍사 제조)로 교반하면서 70 ℃로 승온하고, 8 시간 동안 반응시켰다. 중합 반응 종료 후, 풀-존 교반 날개로 교반을 계속하면서 포화 수증기(순수 수증기: 수증기 압력 205 kPa(G), 온도 120 ℃)를 도입하였다. 포화 수증기의 도입 개시로부터 20 분 후에, 반응 용기 내의 내용물의 온도는 100 ℃에 도달하고, 증류분이 나오기 시작하였다. 소정량의 증류분을 얻음으로써 잔존 단량체를 증류 제거하고, 냉각하여 자성 토너 입자 분산액을 얻었다.
그 후에는, 슬러리 공급량을 200 kg/시간으로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 하여 자성 토너 입자를 얻었다.
얻어진 자성 토너 입자 100 질량부와, 개수 평균 1차 입경 12 nm의 실리카 미립자(BET 비표면적 180 ㎡/g)에 헥사메틸디실라잔으로 처리를 한 후, 실리콘 오일로 처리하고, 처리 후의 BET 값이 120 ㎡/g인 소수성 실리카 미분체(개수 평균 1차 입경 12 nm) 1.0 질량부를 헨셀 믹서(미쯔이 미이께 가꼬끼(주))로 혼합하여, 자성 토너를 얻었다. 본 실시예에서 얻어진 토너의 중량 평균 입경은 6.4 ㎛였다.
<화질의 평가>
화상 성능은 온도 30 ℃, 습도 80 ％의 환경하에서 연속 5000장의 내구 테스트를 행하고, 포그를 측정하여 평가하였다. 내구 테스트는 캐논사 제조의 레이저빔 프린터 LBP-1760을 이용하여 행하였다.
상기한 LBP-1760을 이용하고, 프린트 아웃 매수를 5000장으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다.
본 실시예에서, 5000장 내구 후의 화상에 대해서 평가했더니, 내구 중 포그의 수준은 문제가 없었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 2)
실시예 12의 자성 토너 입자의 탈수·세정 조건에서, 압착 통기 기구를 작동시키지 않고 실시예 12와 동일한 조작을 행하였다. 그 결과, 습윤 토너 입자의 함수율이 37 ％로 매우 높기 때문에, 기류 건조기의 습윤 토너 입자 공급량을 25 kg/시간으로 줄여 건조를 행하였다. 그 밖에는 실시예 12와 동일하게 하여 토너를 제조하고, 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112006054477614-pat00006
본 발명은 압착 통기 수단을 구비하고 벨트 필터를 사용하여, 토너 입자 함유 슬러리를 고액 분리하여 습윤 토너 입자의 케이크를 형성하는 여과 공정을 거쳐 토너 입자를 제조함으로써, 습식 조립되는 토너 입자의 제조 방법에서, 토너 입자 분산액으로부터 토너 입자를 효율적으로 분리 및 세정하여 얻어진 습윤 토너 입자 케이크의 함수율을 저하시키며, 토너 입자 표면의 불순물을 효율적으로 세정 제거하여 우수한 화상을 달성한다.

Claims (24)

  1. 토너 입자를 함유하는 슬러리에 대하여 압착하면서 통기하는 압착 통기 수단을 구비한 벨트 필터를 사용하여 고액 분리하여, 습윤 토너 입자 케이크를 형성하는 여과 공정을 적어도 갖는 것을 특징으로 하는, 액상 분산 매체 중에서의 토너 입자의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 습윤 토너 입자 케이크를 형성하는 여과 공정이
    (1) 토너 입자를 함유하는 슬러리를 탈액하여 세정 전 토너 입자 케이크를 얻는 공정,
    (2) 얻어진 상기 세정 전 토너 입자 케이크를 세정하여 세정수 함유 토너 입자 케이크를 얻는 공정,
    (3) 상기 세정수 함유 토너 입자 케이크에 대하여, 상기 압착 통기 수단에 의해서 압착하면서 통기하여 상기 습윤 토너 입자 케이크를 형성하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, 상기 여과 공정에 의해 얻어진 습윤 토너 입자 케이크를 건조하는 건조 공정을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제3항에 있어서, 상기 건조 공정이 열기류 중에 상기 습윤 토너 입자 케이크 를 분말 입자상으로 분산시켜서, 열기류와 병류하여 보내면서 건조하는 기류 건조 공정인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 압착 통기 수단은 적어도 통기를 행하는 천공을 갖는 천공부와, 상기 천공부를 둘러싸며, 통기시에는 상기 벨트 필터의 여과포에 접하도록 설치된 탄성을 갖는 탄력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 탄력부의 구성 부재가 연질의 고무이고, 아스커 고무 경도계(형식 C)를 이용하여 측정한 상기 구성 부재의 고무 경도 F(°)가 10≤F≤40인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제6항에 있어서, 상기 탄력부의 구성 부재가 클로로프렌 고무인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 천공부로부터 압축 공기를 통기하는 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 압축 공기의 압력 P1(kPa(G))이 10≤P1≤900인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 천공부의 단위 면적·단위 시간당 통기량 G(㎥/㎡·s)가 0.01≤G≤0.50인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  11. 제5항에 있어서, 통기시에 상기 천공부로부터 통기되는 기체가 압착 통기부에서 누설되지 않도록 상기 탄력부가 여과포에 압접되어 있고, 그 때의 압력 P2(kPa(G))가 20≤P2≤1000인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, 토너 입자를 분산시키기 위한 상기 액상 분산 매체가 수계 분산 매체인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 슬러리에 함유되는 상기 토너 입자가 중합성 단량체 및 착색제를 적어도 갖는 중합성 단량체 조성물을 수계 분산 매체 중에서 중합하여 생성된 토너 입자인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 착색제가 비자성 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 착색제가 실란 커플링제로 처리된 자성 미분체인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 벨트 필터가 진공식의 벨트 필터이고, 진공 여과할 때, 감압 상태에서는 여과포와 진공 트레이가 마찰하지 않는 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 벨트 필터가 여과포 간헐 운동형의 벨트 필터인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 압착 통기 수단이 상기 습윤 토너 입자 케이크와 접촉/분리 가능하고, 상기 압착 통기 수단은 상기 여과포 간헐 운동형 벨트 필터의 여과포의 간헐 운동과 연동하는 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  19. 제5항에 있어서, 상기 탄력부는 천공부의 주위에 폭 D(mm)를 갖고 있고, 상기 폭 D가 30≤D≤300인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 벨트 필터에 의한 여과 공정 후의 상기 습윤 토너 입자 케이크의 함수율이 30 중량％ 이하인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  21. 제1항에 있어서, 상기 여과 공정에 공급되는 피여과물이 탈포 공정에서 탈포 처리된 토너 입자를 함유하는 슬러리인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 탈포 처리가 감압 가능한 용기에 토너 입자를 함유하는 슬러리를 공급하여 감압 처리를 행하는 공정인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 감압 처리가 5 내지 50 kPa(abs)의 감압하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
  24. 제21항에 있어서, 탈포 처리 전의 토너 입자 함유 슬러리의 부피 밀도를 C(kg/ℓ), 탈포 처리 후의 토너 입자 함유 슬러리의 부피 밀도를 A(kg/ℓ)로 했을 때, 상기 탈포 처리가 1.05≤A/C≤3.00을 만족하도록 처리를 행하는 공정인 것을 특징으로 하는 토너 입자의 제조 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101312606B1 (ko) 2013-04-23 2013-09-30 주식회사 심원테크 폐토너 분리장치 및 이를 이용한 폐토너 재생방법

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2141205B1 (en) * 2007-04-13 2011-04-27 Asahi Glass Company, Limited Process for producing metal oxide particle coated with hydrophobized silicon oxide
US8545133B2 (en) 2008-03-05 2013-10-01 Canon Kabushiki Kaisha Filter cloth traveling type belt filter and production method of toner particles
US8247154B2 (en) * 2008-10-01 2012-08-21 Zeon Corporation Method for producing toner
US8486603B2 (en) 2010-09-30 2013-07-16 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method for producing toner block
US8557494B2 (en) 2010-09-30 2013-10-15 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Toner block
JP5971985B2 (ja) 2012-02-29 2016-08-17 キヤノン株式会社 トナーの製造方法
US8940467B2 (en) 2012-02-29 2015-01-27 Canon Kabushiki Kaisha Toner
US8805217B2 (en) * 2012-07-31 2014-08-12 Eastman Kodak Company Toner printing with increased gamut
JP5738327B2 (ja) * 2013-01-17 2015-06-24 東芝テック株式会社 消色可能なトナーの製造方法
JP7062373B2 (ja) 2016-04-19 2022-05-06 キヤノン株式会社 トナー
US10635011B2 (en) 2018-04-27 2020-04-28 Canon Kabushiki Kaisha Toner
US11112712B2 (en) 2019-03-15 2021-09-07 Canon Kabushiki Kaisha Toner
JP7301637B2 (ja) 2019-07-02 2023-07-03 キヤノン株式会社 トナー
CN111346416A (zh) * 2020-04-13 2020-06-30 华能国际电力股份有限公司 一种基于滤布脱水机的浆液净化收水系统及方法
JP2022001918A (ja) 2020-06-22 2022-01-06 キヤノン株式会社 トナー
JP2022066092A (ja) 2020-10-16 2022-04-28 キヤノン株式会社 トナー
JP2022160285A (ja) 2021-04-06 2022-10-19 キヤノン株式会社 電子写真装置、プロセスカートリッジ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR860007068A (ko) * 1985-03-13 1986-10-08 이영옥 폐품 수지를 재생한 판넬 제조방법
JPH11300121A (ja) 1998-04-16 1999-11-02 Daikin Ind Ltd 含フッ素重合体粒子の固液分離方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3988235A (en) * 1974-07-26 1976-10-26 Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Vertical diaphragm type electrolytic apparatus for caustic soda production
JPS5324197B2 (ko) 1974-07-30 1978-07-19
US3971721A (en) * 1974-12-31 1976-07-27 Fogarty Jr John E Continuous filter
US4350597A (en) * 1980-10-31 1982-09-21 Wilson & Company Apparatus and process for treatment of sludge
ES8401726A1 (es) * 1982-03-11 1983-12-16 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Filtro de cinta para filtracion bajo presion, en especial para desecar carbon fino.
JPH05265252A (ja) 1992-03-19 1993-10-15 Konica Corp 電子写真用重合トナー及びその製造方法
US6309788B1 (en) * 1998-11-06 2001-10-30 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing toner
JP3935315B2 (ja) * 1999-11-01 2007-06-20 キヤノン株式会社 重合法トナーの製造方法
CA2337087C (en) * 2000-03-08 2006-06-06 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic toner, process for production thereof, and image forming method, apparatus and process cartridge using the toner
US6627374B2 (en) * 2000-05-31 2003-09-30 Canon Kabushiki Kaisha Process and system for producing toner particles
US6358406B1 (en) * 2000-09-08 2002-03-19 Gene Hirs Vacuum fluid filter
US6596453B2 (en) * 2000-09-29 2003-07-22 Zeon Corporation Production process of polymerized toner
JP2002214836A (ja) 2001-01-23 2002-07-31 Nippon Zeon Co Ltd トナーの製造方法
JP3972975B2 (ja) 2001-06-05 2007-09-05 キヤノン株式会社 重合法トナーの製造方法
DE60331617D1 (de) * 2002-04-24 2010-04-22 Canon Kk Verfahren zur Herstellung von Tonerteilchen
JP3950743B2 (ja) * 2002-06-03 2007-08-01 キヤノン株式会社 トナー粒子の製造方法
JP3940909B2 (ja) * 2002-08-09 2007-07-04 日本ゼオン株式会社 重合トナーの製造方法
JP4120357B2 (ja) * 2002-11-05 2008-07-16 セイコーエプソン株式会社 トナーの製造方法、トナー、定着装置および画像形成装置
JP2004302099A (ja) 2003-03-31 2004-10-28 Nippon Zeon Co Ltd 重合トナーの製造方法
JP4030937B2 (ja) 2003-05-22 2008-01-09 株式会社リコー 静電荷像現像用トナーの製造方法、トナー、及び画像形成装置
WO2005023330A2 (en) * 2003-08-29 2005-03-17 Glaxo Group Limited Pharmaceutical metered dose inhaler and methods relating thereto

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR860007068A (ko) * 1985-03-13 1986-10-08 이영옥 폐품 수지를 재생한 판넬 제조방법
JPH11300121A (ja) 1998-04-16 1999-11-02 Daikin Ind Ltd 含フッ素重合体粒子の固液分離方法
US6268469B1 (en) 1998-04-16 2001-07-31 Daikin Insdustries, Ltd. Solid-liquid separation method of fluorine-containing polymer particles

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101312606B1 (ko) 2013-04-23 2013-09-30 주식회사 심원테크 폐토너 분리장치 및 이를 이용한 폐토너 재생방법
WO2014175533A1 (ko) * 2013-04-23 2014-10-30 (주)심원테크 폐토너 분리장치 및 이를 이용한 폐토너 재생방법

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Publication number Publication date
US7611816B2 (en) 2009-11-03
KR20070015052A (ko) 2007-02-01
US20080241730A1 (en) 2008-10-02

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