JP2005173263A - Manufacturing method of toner, toner, and apparatus for manufacturing toner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナーの製造方法、トナーおよびトナー製造装置に関するものである。 The present invention relates to a toner manufacturing method, a toner, and a toner manufacturing apparatus.
電子写真法としては、多数の方法が知られているが、一般には、光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成する工程(露光工程)と、該潜像をトナーを用いて現像する現像工程と、紙等の転写材にトナー画像を転写する転写工程と、定着ローラを用いた加熱、加圧等により、前記トナー画像を定着する工程とを有している。
このような電子写真法で用いられるトナーの製造方法としては、粉砕法、重合法、スプレードライ法が用いられている。
A number of methods are known as electrophotographic methods. In general, a process (exposure process) of forming an electrical latent image on a photoconductor by various means using a photoconductive substance, A developing step of developing the latent image with toner, a transferring step of transferring the toner image onto a transfer material such as paper, and a step of fixing the toner image by heating, pressing, etc. using a fixing roller. doing.
As a method for producing a toner used in such an electrophotographic method, a pulverization method, a polymerization method, and a spray drying method are used.
粉砕法は、主成分である樹脂(以下、単に「樹脂」ともいう。)と、着色剤とを含む原料を、樹脂の軟化点以上の温度で混練して混練物を得、その後、前記混練物を冷却、粉砕する方法である(例えば、非特許文献1参照)。このような粉砕法は、原料の選択の幅が広く、比較的容易にトナーを製造することができる点で優れている。しかしながら、粉砕法で得られるトナーは、各粒子間での形状のバラツキが大きく、その粒径分布も広くなりやすいという欠点を有している。その結果、各トナー粒子間での帯電特性、定着特性等のバラツキが大きくなり、トナー全体としての信頼性が低下する。 In the pulverization method, a raw material containing a resin as a main component (hereinafter also simply referred to as “resin”) and a colorant is kneaded at a temperature equal to or higher than the softening point of the resin to obtain a kneaded product, and then the kneading. This is a method of cooling and pulverizing an object (for example, see Non-Patent Document 1). Such a pulverization method is excellent in that the range of selection of raw materials is wide and toner can be produced relatively easily. However, the toner obtained by the pulverization method has the disadvantages that the variation in shape among the particles is large and the particle size distribution tends to be wide. As a result, variations in charging characteristics, fixing characteristics, and the like among the toner particles increase, and the reliability of the entire toner decreases.
重合法は、樹脂の構成成分である単量体を用いて、液相中等で、重合反応を行い、目的とする樹脂を生成することにより、トナー粒子を製造するものである(例えば、特許文献1参照)。このような重合法は、得られるトナー粒子の形状を、比較的真球度の高いもの(幾何学的に完全な球形に近い形状)にすることができるという点で優れている。しかしながら、重合法では、各粒子間で粒径のバラツキを十分に小さくすることができない場合がある。また、重合法では、樹脂材料の選択の幅が狭く、目的とする特性のトナーを得るのが困難となる場合がある。 In the polymerization method, toner particles are produced by performing a polymerization reaction in a liquid phase or the like using a monomer that is a constituent component of a resin to produce a target resin (for example, Patent Documents). 1). Such a polymerization method is excellent in that the shape of the obtained toner particles can be made to have a relatively high sphericity (geometrically close to a perfect sphere). However, in the polymerization method, there may be a case where the particle size variation cannot be sufficiently reduced between the particles. Further, in the polymerization method, the selection range of the resin material is narrow, and it may be difficult to obtain a toner having the desired characteristics.
スプレードライ法は、高圧のガスを用いて、溶媒に溶解したトナー製造用の原料を噴霧させることにより、微細化された粉末をトナーとして得る方法である。スプレードライ法では、前述したような粉砕工程が不要であるという利点がある。しかしながら、このようなスプレードライ法では、高圧のガスを用いて、原料の噴霧を行うため、原料の噴霧条件を正確に制御するのが困難である。このため、例えば、目的とする形状、大きさのトナー粒子を効率良く製造するのが困難である。また、スプレードライ法では、噴霧により形成された粒子の大きさのバラツキが大きいため、各粒子の移動速度のバラツキも大きい。このため、噴霧された原料が固化する前に、噴霧された粒子間での衝突、凝集が起こり異形状の粉末が形成され、最終的に得られるトナー粒子の形状、大きさのバラツキがさらに大きくなることもある。このように、スプレードライ法で得られるトナーは、各粒子間での形状、大きさのバラツキが大きいため、各トナー粒子間での帯電特性、定着特性等のバラツキが大きくなり、トナー全体としての信頼性が低下する。 The spray drying method is a method of obtaining a fine powder as a toner by spraying a raw material for toner production dissolved in a solvent using a high-pressure gas. The spray drying method has an advantage that the pulverization step as described above is unnecessary. However, in such a spray drying method, since the raw material is sprayed using a high-pressure gas, it is difficult to accurately control the raw material spraying conditions. For this reason, for example, it is difficult to efficiently produce toner particles having a desired shape and size. Further, in the spray drying method, since the variation in the size of the particles formed by spraying is large, the variation in the moving speed of each particle is also large. For this reason, before the sprayed raw material solidifies, the sprayed particles collide and agglomerate to form an irregularly shaped powder, and the resulting variation in the shape and size of the toner particles is even greater. Sometimes. As described above, since the toner obtained by the spray drying method has a large variation in shape and size between the particles, the variation in charging characteristics and fixing characteristics among the toner particles is large, and the toner as a whole is large. Reliability decreases.
本発明の目的は、均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいトナーを提供すること、また、このようなトナーを製造することができるトナーの製造方法、トナー製造装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a toner having a uniform shape and a narrow particle size distribution, and to provide a toner production method and a toner production apparatus capable of producing such a toner. is there.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のトナーの製造方法は、トナー製造用の原料を含む分散質が、分散媒中に微分散した分散液を用いてトナーを製造する方法であって、
前記分散液を脱気処理する脱気工程と、
前記脱気処理が施された分散液を微粒子化してヘッド部から噴射し、固化部内を搬送させつつ固化させ、粒状とする工程とを有することを特徴とする。
これにより、均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいトナーを提供することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for producing a toner of the present invention is a method for producing a toner using a dispersion in which a dispersoid containing a raw material for toner production is finely dispersed in a dispersion medium,
A degassing step of degassing the dispersion;
And a step of making the dispersion liquid subjected to the deaeration treatment into fine particles, spraying from the head portion, solidifying the particles while transporting the inside of the solidification portion, and granulating.
Thereby, a toner having a uniform shape and a small width of the particle size distribution can be provided.
本発明のトナーの製造方法では、圧電パルスにより、前記分散液を間欠的に吐出することが好ましい。
これにより、微粒子化して噴射(吐出)される分散液を、一滴ずつ間欠的に吐出することができ、また、吐出される分散液の形状の安定性が向上する。その結果、各粒子間での形状、大きさのバラツキの小さいトナーを得ることができるとともに、製造されるトナー粒子を真球度の高いもの(幾何学的に完全な球形に近い形状)にすることが比較的容易にできる。
In the toner manufacturing method of the present invention, it is preferable that the dispersion is intermittently ejected by piezoelectric pulses.
As a result, the dispersion liquid sprayed (discharged) after being atomized can be discharged intermittently drop by drop, and the stability of the shape of the discharged dispersion liquid is improved. As a result, it is possible to obtain a toner having a small variation in shape and size between particles, and to produce toner particles having a high sphericity (geometrically close to a perfect sphere). Can be done relatively easily.
本発明のトナーの製造方法では、前記ヘッド部が、前記分散液を貯留する分散液貯留部と、前記分散液貯留部に貯留された前記分散液に圧電パルスを加える圧電体と、前記圧電パルスにより前記分散液を吐出する吐出部とを有するものであることが好ましい。
これにより、微粒子化して噴射(吐出)される分散液の形状の安定性がさらに向上する。その結果、各粒子間での形状、大きさのバラツキが特に小さいトナーを得ることができるとともに、製造されるトナー粒子を真球度の高いもの(幾何学的に完全な球形に近い形状)にすることが比較的容易にできる。
In the toner manufacturing method of the present invention, the head section stores a dispersion liquid storage section that stores the dispersion liquid, a piezoelectric body that applies a piezoelectric pulse to the dispersion liquid stored in the dispersion liquid storage section, and the piezoelectric pulse. It is preferable to have a discharge unit that discharges the dispersion liquid.
This further improves the stability of the shape of the dispersion liquid that is atomized and ejected (discharged). As a result, it is possible to obtain a toner having a particularly small variation in shape and size between the particles, and to produce toner particles having a high sphericity (geometrically nearly spherical shape). It is relatively easy to do.
本発明のトナーの製造方法では、前記吐出部は、略円形状をなすものであり、その直径が5〜500μmであることが好ましい。
これにより、吐出部における目詰まり等を防止しつつ、形状、大きさ等のバラツキが小さい微粒子状(液滴状)の分散液を安定して吐出することができる。
本発明のトナーの製造方法では、前記圧電パルスの周波数が1kHz〜500MHzであることが好ましい。
これにより、吐出される液滴状の分散液の形状、大きさ等のバラツキを十分に小さいものとしつつ、トナーの生産性を向上させることができる。
In the method for producing a toner of the present invention, it is preferable that the discharge portion has a substantially circular shape and has a diameter of 5 to 500 μm.
Accordingly, it is possible to stably discharge a fine particle (droplet-shaped) dispersion liquid with small variations in shape, size, and the like while preventing clogging and the like in the discharge unit.
In the toner manufacturing method of the present invention, the frequency of the piezoelectric pulse is preferably 1 kHz to 500 MHz.
As a result, it is possible to improve the toner productivity while sufficiently reducing variations in the shape and size of the liquid droplets to be discharged.
本発明のトナーの製造方法では、前記固化部を通過する際に、前記ヘッド部から吐出された前記分散液中の前記分散質を凝集させることが好ましい。
これにより、より均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいトナーを提供することができる。
本発明のトナーの製造方法では、前記脱気工程は、分散液を80kPa以下の雰囲気中に置くことにより行うことが好ましい。
これにより、分散液中における分散質の形状を十分に保持しつつ、溶存する気体を効率良く除去することができる。
In the method for producing a toner of the present invention, it is preferable that the dispersoid in the dispersion liquid discharged from the head portion is aggregated when passing through the solidification portion.
As a result, a toner having a more uniform shape and a narrow width of particle size distribution can be provided.
In the toner production method of the present invention, the degassing step is preferably performed by placing the dispersion in an atmosphere of 80 kPa or less.
Thereby, the dissolved gas can be efficiently removed while sufficiently maintaining the shape of the dispersoid in the dispersion.
本発明のトナーの製造方法では、前記分散媒は、主として水および/または水との相溶性に優れる液体で構成されたものであることが好ましい。
これにより、例えば、分散媒中における分散質の分散性を高めることができ、分散液中における分散質を、粒径が比較的小さく、かつ、大きさのバラツキが特に小さいものとすることができる。その結果、トナー粒子を、粒子間での大きさ、形状のバラツキが特に小さく、円形度の大きいものとして得ることができる。
本発明のトナーの製造方法では、前記分散液は、懸濁液であることが好ましい。
これにより、最終的に得られるトナー中に溶媒等の不要成分が残存するのをより効果的に防止することができる。その結果、トナーの信頼性は特に優れたものとなる。
In the method for producing a toner of the present invention, it is preferable that the dispersion medium is mainly composed of water and / or a liquid having excellent compatibility with water.
Thereby, for example, the dispersibility of the dispersoid in the dispersion medium can be enhanced, and the dispersoid in the dispersion can have a relatively small particle size and a particularly small variation in size. . As a result, it is possible to obtain toner particles having a particularly small variation in size and shape between particles and a large circularity.
In the method for producing a toner of the present invention, the dispersion is preferably a suspension.
Thus, it is possible to more effectively prevent unnecessary components such as a solvent from remaining in the finally obtained toner. As a result, the reliability of the toner is particularly excellent.
本発明のトナーの製造方法では、前記分散液は、樹脂またはその前駆体を含む材料を、少なくとも水を含む液体中に投入することにより調製したものであることが好ましい。
これにより、比較的容易に分散液を調製することができる。また、固化部において、実質的に有機溶媒を揮発しないようにすることができ、環境に対して悪影響を極めて与えにくい方法でトナーを製造することができる。
本発明のトナーの製造方法では、前記分散液は、少なくとも樹脂またはその前駆体とその少なくとも一部を溶解する溶媒とを含む樹脂液と、少なくとも水を含む水性液とを混合する混合工程を経て調製されたものであることが好ましい。
これにより、比較的容易に、分散液中における分散質の粒径を適度な大きさに調整することができ、かつ、分散質の大きさ、形状のバラツキを特に小さいものとすることができる。
In the toner production method of the present invention, the dispersion is preferably prepared by introducing a material containing a resin or a precursor thereof into a liquid containing at least water.
Thereby, a dispersion liquid can be prepared comparatively easily. Further, in the solidified portion, the organic solvent can be substantially prevented from volatilizing, and the toner can be manufactured by a method that hardly causes adverse effects on the environment.
In the method for producing a toner of the present invention, the dispersion liquid undergoes a mixing step of mixing a resin liquid containing at least a resin or a precursor thereof and a solvent that dissolves at least a part thereof and an aqueous liquid containing at least water. It is preferable that it is prepared.
Thereby, the particle size of the dispersoid in the dispersion liquid can be adjusted to an appropriate size relatively easily, and the dispersion of the size and shape of the dispersoid can be particularly small.
本発明のトナーの製造方法では、前記樹脂液と前記水性液との混合は、前記水性液中に、前記樹脂液の液滴を滴下することにより行うことが好ましい。
これにより、より確実に、分散液中における分散質の粒径を適度な大きさに調整することができ、かつ、分散質の大きさ、形状のバラツキをさらに小さいものとすることができる。
In the toner production method of the present invention, the mixing of the resin liquid and the aqueous liquid is preferably performed by dropping droplets of the resin liquid into the aqueous liquid.
Thereby, the particle size of the dispersoid in the dispersion can be adjusted to an appropriate size, and the dispersion of the size and shape of the dispersoid can be further reduced.
本発明のトナーの製造方法では、前記分散液は、前記混合工程の後、前記溶媒の少なくとも一部を除去することにより調製したものであることが好ましい。
これにより、固形状の分散質を含み、分散質の大きさ、形状のバラツキが特に小さい分散液(懸濁液)を得ることができる。
本発明のトナーの製造方法では、前記溶媒の除去は、加熱により行うことが好ましい。
これにより、分散質の大きさ、形状のバラツキを十分に小さいものとしつつ、より効率良く分散質を固化させる(懸濁液を得る)ことができる。
In the method for producing a toner of the present invention, it is preferable that the dispersion is prepared by removing at least a part of the solvent after the mixing step.
Thereby, a dispersion liquid (suspension) including a solid dispersoid and having a particularly small variation in size and shape of the dispersoid can be obtained.
In the method for producing a toner of the present invention, the solvent is preferably removed by heating.
As a result, the dispersoid can be solidified (a suspension is obtained) more efficiently while the dispersion of the size and shape of the dispersoid is sufficiently small.
本発明のトナーの製造方法では、前記分散液中における前記分散質の平均粒径は、0.05〜1.0μmであることが好ましい。
これにより、トナー粒子を、十分に円形度が高く、各粒子間での特性、形状の均一性が特に優れたものとして得ることができる。また、これにより、分散液の吐出条件をさらに安定化させることができる。
In the method for producing a toner of the present invention, the average particle size of the dispersoid in the dispersion is preferably 0.05 to 1.0 μm.
As a result, the toner particles can be obtained with a sufficiently high degree of circularity and particularly excellent uniformity in characteristics and shape among the particles. Thereby, the discharge conditions of the dispersion can be further stabilized.
本発明のトナーの製造方法では、前記分散液中における前記分散質の平均粒径をDm[μm]、製造されるトナー粒子の平均粒径をDt[μm]としたとき、0.005≦Dm/Dt≦0.5の関係を満足することが好ましい。
これにより、各粒子間での、形状、大きさのバラツキが特に小さいトナーを得ることができる。
In the toner manufacturing method of the present invention, when the average particle size of the dispersoid in the dispersion is Dm [μm] and the average particle size of the toner particles to be manufactured is Dt [μm], 0.005 ≦ Dm It is preferable to satisfy the relationship of /Dt≦0.5.
As a result, a toner having particularly small variations in shape and size among the particles can be obtained.
本発明のトナーの製造方法では、前記分散液中における前記分散質の含有量は、1〜99wt%であることが好ましい。
これにより、適度な円形度を有し、かつ、粒径、形状のバラツキが特に小さいトナー粒子を効率よく得ることができる。
本発明のトナーの製造方法では、前記ヘッド部から吐出される前記分散液の一滴分の吐出量が0.05〜500plであることが好ましい。
これにより、適度な粒径を有するトナー粒子を、より確実に得ることができる。
In the method for producing a toner of the present invention, the content of the dispersoid in the dispersion is preferably 1 to 99 wt%.
As a result, toner particles having an appropriate degree of circularity and a particularly small variation in particle size and shape can be obtained efficiently.
In the toner manufacturing method of the present invention, it is preferable that a discharge amount of one drop of the dispersion discharged from the head portion is 0.05 to 500 pl.
Thereby, toner particles having an appropriate particle diameter can be obtained more reliably.
本発明のトナーの製造方法では、前記ヘッド部から吐出される前記分散液の平均粒径をDd[μm]、前記分散液中における前記分散質の平均粒径をDm[μm]としたとき、Dm/Dd<0.5の関係を満足することが好ましい。
これにより、トナー製造時における分散液の特長(液切れのよさ等)を十分に発揮しつつ、トナー粒子の粒径のバラツキをより小さいものとすることができる。
In the method for producing a toner of the present invention, when the average particle diameter of the dispersion discharged from the head portion is Dd [μm] and the average particle diameter of the dispersoid in the dispersion is Dm [μm] It is preferable that the relationship of Dm / Dd <0.5 is satisfied.
This makes it possible to reduce the variation in the particle diameter of the toner particles while sufficiently exhibiting the characteristics of the dispersion liquid (good liquid drainage, etc.) during toner production.
本発明のトナーの製造方法では、前記ヘッド部から吐出される前記分散液の平均粒径をDd[μm]、製造されるトナー粒子の平均粒径をDt[μm]としたとき、0.05≦Dt/Dd≦1.0の関係を満足することが好ましい。
これにより、十分に微細で、かつ、円形度が大きく、粒度分布がシャープなトナー粒子を比較的容易に得ることができる。
In the method for producing a toner of the present invention, when the average particle diameter of the dispersion discharged from the head portion is Dd [μm] and the average particle diameter of the produced toner particles is Dt [μm], 0.05 is obtained. It is preferable that the relationship of ≦ Dt / Dd ≦ 1.0 is satisfied.
As a result, toner particles that are sufficiently fine, have a high degree of circularity, and a sharp particle size distribution can be obtained relatively easily.
本発明のトナーの製造方法では、前記ヘッド部から吐出する前記分散液は、ほぼ一方向に流れるガス流中に放出されることが好ましい。
これにより、固化部内において粒状の分散液を効率良く固化させることができるとともに、分散液(トナー粒子)をより効率良く搬送することができる。
本発明のトナーの製造方法では、複数個の前記ヘッド部から前記分散液を吐出することが好ましい。
これにより、より効率よくトナー粒子を製造することができる。
In the toner manufacturing method according to the aspect of the invention, it is preferable that the dispersion discharged from the head unit is discharged into a gas flow flowing in almost one direction.
Thus, the granular dispersion can be efficiently solidified in the solidification part, and the dispersion (toner particles) can be more efficiently conveyed.
In the toner manufacturing method of the present invention, it is preferable that the dispersion liquid is discharged from a plurality of the head portions.
Thereby, toner particles can be produced more efficiently.
本発明のトナーの製造方法では、互いに隣接する前記ヘッド部の間から気体を噴射しつつ、前記分散液を吐出することが好ましい。
これにより、ヘッド部から吐出された粒状の分散液の間隔を保ちつつ、分散液を搬送し、固化させることができる。その結果、吐出された粒状の分散液同士の衝突、凝集をより効果的に防止することができる。
In the toner manufacturing method of the present invention, it is preferable that the dispersion liquid is ejected while gas is ejected from between the head parts adjacent to each other.
Thereby, a dispersion liquid can be conveyed and solidified, maintaining the space | interval of the granular dispersion liquid discharged from the head part. As a result, collision and aggregation between the discharged granular dispersions can be more effectively prevented.
本発明のトナーの製造方法では、互いに隣接する前記ヘッド部の間から噴射される前記気体の湿度は、50%RH以下であることが好ましい。
これにより、固化部において、分散液に含まれる分散媒を効率良く除去することが可能となり、トナーの生産性がさらに向上する。
本発明のトナーの製造方法では、複数個の前記ヘッド部のうち、少なくとも隣り合う2つからの前記分散液の吐出タイミングをずらすことが好ましい。
これにより、隣接するヘッド部から吐出された粒状の分散液が固化する前に、粒状の分散液が衝突し、凝集するのをより効果的に防止することができる。
In the toner manufacturing method of the present invention, it is preferable that the humidity of the gas ejected from between the head portions adjacent to each other is 50% RH or less.
This makes it possible to efficiently remove the dispersion medium contained in the dispersion in the solidifying unit, and the toner productivity is further improved.
In the toner manufacturing method of the present invention, it is preferable to shift the discharge timing of the dispersion liquid from at least two adjacent head portions.
Thereby, before the granular dispersion liquid discharged from the adjacent head part solidifies, it can prevent more effectively that a granular dispersion liquid collides and aggregates.
本発明のトナーの製造方法では、前記固化部に、前記分散液と同じ極性の電圧を印加した状態で、前記分散液を吐出することが好ましい。
これにより、固化部の内面(内壁)に分散液やトナー粒子が付着するのを効果的に防止することができる。その結果、異形状のトナー粒子の発生をより効果的に防止することができるとともに、トナー粒子の回収効率を向上させることができる。
In the toner manufacturing method according to the aspect of the invention, it is preferable that the dispersion is discharged in a state where a voltage having the same polarity as that of the dispersion is applied to the solidification portion.
Thereby, it is possible to effectively prevent the dispersion liquid and toner particles from adhering to the inner surface (inner wall) of the solidified portion. As a result, the generation of irregularly shaped toner particles can be more effectively prevented, and the toner particle recovery efficiency can be improved.
本発明のトナーの製造方法では、前記ヘッド部から吐出する前記分散液の初速度は、0.1〜10m/秒であることが好ましい。
これにより、トナーの生産性を十分に高いものとしつつ、得られるトナー粒子をより円形度の高いものとすることができる。
本発明のトナーの製造方法では、前記ヘッド部内における前記分散液の粘度は、0.5〜200[mPa・s]であることが好ましい。
これにより、分散液の吐出間隔を比較的短くしても、大きさ、形状のバラツキが小さい液滴状の分散液をより確実に吐出することができる。その結果、優れた生産性で、各粒子間での大きさ、形状のバラツキの小さいトナーを製造することができる。
In the toner manufacturing method of the present invention, it is preferable that an initial speed of the dispersion liquid discharged from the head portion is 0.1 to 10 m / second.
As a result, the toner particles obtained can be made to have a higher degree of circularity while sufficiently increasing the productivity of the toner.
In the toner manufacturing method of the present invention, the viscosity of the dispersion in the head is preferably 0.5 to 200 [mPa · s].
As a result, even when the discharge interval of the dispersion liquid is relatively short, the liquid droplet dispersion liquid with small variations in size and shape can be discharged more reliably. As a result, it is possible to produce a toner having a small variation in size and shape between particles with excellent productivity.
本発明のトナーの製造方法では、前記固化部において、前記分散媒を除去することが好ましい。
これにより、より均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいトナーを提供することができる。
本発明のトナーの製造方法では、前記固化部内の圧力は、150kPa以下であることが好ましい。
これにより、異形状のトナー粒子の発生等を十分に防止しつつ、液滴状の分散液から分散媒を、より円滑に除去することができる。
In the toner production method of the present invention, it is preferable that the dispersion medium is removed in the solidification part.
As a result, a toner having a more uniform shape and a narrow width of particle size distribution can be provided.
In the method for producing a toner of the present invention, the pressure in the solidified part is preferably 150 kPa or less.
This makes it possible to more smoothly remove the dispersion medium from the liquid droplet dispersion while sufficiently preventing the generation of irregularly shaped toner particles.
本発明のトナーの製造方法では、前記分散液を加温した状態で、前記ヘッド部から吐出することが好ましい。
これにより、固化部において、粒状の分散液中に含まれる分散質の凝集(融合)をより円滑に進行させ、得られるトナー粒子の円形度を特に高いものとすることができる。
本発明のトナーの製造方法では、前記ヘッド部から吐出された前記分散液を、前記固化部で加温することが好ましい。
これにより、固化部において、粒状の分散液中に含まれる分散質の凝集(融合)をより円滑に進行させ、得られるトナー粒子の円形度を特に高いものとすることができる。
In the toner manufacturing method of the present invention, it is preferable that the dispersion is discharged from the head portion in a heated state.
Thereby, in the solidification part, aggregation (fusion) of the dispersoids contained in the granular dispersion can proceed more smoothly, and the circularity of the obtained toner particles can be made particularly high.
In the toner manufacturing method of the present invention, it is preferable that the dispersion discharged from the head unit is heated by the solidification unit.
Thereby, in the solidification part, aggregation (fusion) of the dispersoids contained in the granular dispersion can proceed more smoothly, and the circularity of the obtained toner particles can be made particularly high.
本発明のトナーは、本発明の方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいトナーを提供することができる。
本発明のトナーでは、平均粒径が2〜20μmであることが好ましい。
これにより、各トナー粒子間での帯電特性、定着特性等の特性のバラツキを特に小さいものとし、トナー全体としての信頼性を特に高いものとしつつ、トナーにより形成される画像の解像度を十分に高いものとすることができる。
The toner of the present invention is produced by the method of the present invention.
Thereby, a toner having a uniform shape and a small width of the particle size distribution can be provided.
In the toner of the present invention, the average particle diameter is preferably 2 to 20 μm.
As a result, the variation in characteristics such as charging characteristics and fixing characteristics among the toner particles is particularly small, and the resolution of the image formed by the toner is sufficiently high while the reliability of the entire toner is particularly high. Can be.
本発明のトナーでは、各粒子間での粒径の標準偏差が1.5μm以下であることが好ましい。
これにより、各トナー粒子間での帯電特性、定着特性等の特性のバラツキが特に小さくなり、トナー全体としての信頼性がさらに向上する。
本発明のトナーでは、下記式(I)で表される平均円形度Rが0.95以上であることが好ましい。
R=L0/L1・・・(I)
(ただし、式中、L1[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の周囲長、L0[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。)
これにより、トナー粒子の粒径を十分に小さいものとしつつ、トナー粒子の転写効率、機械的強度を特に優れたものとすることができる。また、トナーの流動性も向上する。
In the toner of the present invention, it is preferable that the standard deviation of the particle diameter between each particle is 1.5 μm or less.
As a result, variations in characteristics such as charging characteristics and fixing characteristics among the toner particles are particularly reduced, and the reliability of the toner as a whole is further improved.
In the toner of the present invention, the average circularity R represented by the following formula (I) is preferably 0.95 or more.
R = L 0 / L 1 (I)
(Where, L 1 [μm] is the circumference of the projected image of the toner particles to be measured, and L 0 [μm] is the circumference of a perfect circle having an area equal to the area of the projected image of the toner particles to be measured) Represents length)
Thereby, the transfer efficiency and mechanical strength of the toner particles can be made particularly excellent while the particle diameter of the toner particles is sufficiently small. Also, the fluidity of the toner is improved.
本発明のトナーでは、各粒子間での平均円形度の標準偏差が0.02以下であることが好ましい。
これにより、帯電特性、定着特性等のバラツキが特に小さくなり、トナー全体としての信頼性がさらに向上する。
本発明のトナーでは、前記分散質が凝集した凝集体で構成されることが好ましい。
これにより、トナー粒子の円形度を十分に大きいものとすることができる。
本発明のトナー製造装置は、本発明の方法を実施することを特徴とする。
これにより、均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいトナーを製造することができる。
In the toner of the present invention, the standard deviation of the average circularity between each particle is preferably 0.02 or less.
As a result, variations such as charging characteristics and fixing characteristics are particularly reduced, and the reliability of the toner as a whole is further improved.
In the toner of the present invention, the dispersoid is preferably composed of aggregates.
Thereby, the circularity of the toner particles can be made sufficiently large.
The toner production apparatus of the present invention is characterized by carrying out the method of the present invention.
Thereby, a toner having a uniform shape and a small width of the particle size distribution can be manufactured.
以下、本発明のトナーの製造方法、トナーおよびトナー製造装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明のトナー製造装置の第1実施形態を模式的に示す縦断面図、図2は、図1に示すトナー製造装置のヘッド部付近の拡大断面図である。
[分散液]
まず、本発明で用いる分散液6について説明する。本発明のトナーは、分散液6を用いて製造されるものである。分散液としては、例えば、懸濁液(サスペンション)や乳化液(エマルション、乳濁液、乳状液)等が挙げられる。なお、本明細書中において、「懸濁液」とは、液状の分散媒中に、固体(固形)の分散質(懸濁粒子)が分散した分散液(懸濁コロイドを含む)のことを指し、「乳化液(エマルション、乳濁液、乳状液)」とは、液状の分散媒中に、液状の分散質(分散粒子)が分散した分散液のことを指す。また、分散液中には、固体状の分散質と、液状の分散質とが併存していてもよい。このような場合、分散液中における分散質のうち、固体状の分散質の占める割合が液状の分散質の占める割合よりも大きいものを懸濁液といい、液状の分散質の占める割合が固体状の分散質の占める割合よりも大きいものを乳化液という。また、特に、本発明で用いる分散液は脱気処理が施されたものであるのが好ましい。脱気処理については、後に詳述する。
分散液6は、分散媒62中に分散質(分散相)61が微分散した構成となっている。
Hereinafter, preferred embodiments of a toner production method, a toner, and a toner production apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a first embodiment of the toner manufacturing apparatus of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of the vicinity of the head portion of the toner manufacturing apparatus shown in FIG.
[Dispersion]
First, the
The
<分散媒>
分散媒62は、後述する分散質61を分散可能なものであればいかなるものであってもよいが、主として、一般に溶媒として用いられているような材料(以下、「溶媒材料」ともいう)で構成されたものであるのが好ましい。
このような材料としては、例えば、水、二硫化炭素、四塩化炭素等の無機溶媒や、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルイソプロピルケトン(MIPK)、シクロヘキサノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、n−ヘキサノール、シクロヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、2−メトキシエタノール、アリルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロピラン(THP)、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、2−メトキシエタノール等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、オクタン、ジデカン、メチルシクロヘキセン、イソプレン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、エチルベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、フルフリルアルコール等の芳香族複素環化合物系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化合物系溶媒、アセチルアセトン、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸イソペンチル、クロロ酢酸エチル、クロロ酢酸ブチル、クロロ酢酸イソブチル、ギ酸エチル、ギ酸イソブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、安息香酸エチル等のエステル系溶媒、トリメチルアミン、ヘキシルアミン、トリエチルアミン、アニリン等のアミン系溶媒、アクリロニトリル、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、ニトロメタン、ニトロエタン等のニトロ系溶媒、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ペンタナール、アクリルアルデヒド等のアルデヒド系溶媒等の有機溶媒等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を混合したものを用いることができる。
<Dispersion medium>
The
Examples of such materials include inorganic solvents such as water, carbon disulfide, and carbon tetrachloride, methyl ethyl ketone (MEK), acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl isopropyl ketone (MIPK), cyclohexanone, Ketone solvents such as 3-heptanone and 4-heptanone, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, i-butanol, t-butanol, 3-methyl-1-butanol, 1-pentanol, 2- Alcohol solvents such as pentanol, n-hexanol, cyclohexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-methoxyethanol, allyl alcohol, furfuryl alcohol, phenol, diethyl ether, dipropyl ether Ether solvents such as diisopropyl ether, dibutyl ether, 1,2-dimethoxyethane (DME), 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran (THP), anisole, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), 2-methoxyethanol Cellosolve solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, phenyl cellosolve, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, pentane, heptane, cyclohexane, methylcyclohexane, octane, didecane, methylcyclohexene, isoprene, toluene, xylene, benzene, ethylbenzene , Aromatic hydrocarbon solvents such as naphthalene, pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene, 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methyl Aromatic heterocyclic compound solvents such as pyridine and furfuryl alcohol, amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF) and N, N-dimethylacetamide (DMA), dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, Halogenated solvents such as trichloroethylene and chlorobenzene, acetylacetone, ethyl acetate, methyl acetate, isopropyl acetate, isobutyl acetate, isopentyl acetate, ethyl chloroacetate, butyl chloroacetate, isobutyl chloroacetate, ethyl formate, isobutyl formate, ethyl acrylate, methacrylic acid Ester solvents such as methyl acid and ethyl benzoate, amine solvents such as trimethylamine, hexylamine, triethylamine and aniline, nitrile solvents such as acrylonitrile and acetonitrile, nitromethane, Examples include nitro solvents such as nitroethane, organic solvents such as aldehyde solvents such as acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, pentanal, and acrylic aldehyde. A mixture of one or more selected from these is used. be able to.
上記の材料の中でも、分散媒62としては、主として水および/または水との相溶性に優れる液体(例えば、25℃における水100gに対する溶解度が30g以上の液体)で構成されたものであるのが好ましい。これにより、例えば、分散媒62中における分散質61の分散性を高めることができ、分散液6中における分散質61を、粒径が比較的小さく、かつ、大きさのバラツキの少ないものとすることができる。その結果、最終的に得られるトナー粒子9は、粒子間での大きさ、形状のバラツキが小さく、円形度の大きいものとなる。また、特に、分散媒62が、水で構成されたものであると、例えば、トナーの製造工程において、実質的に有機溶媒を揮発しないようにすることができる。その結果、環境に対して悪影響を極めて与えにくい方法、すなわち、環境に優しい方法でトナーを製造することができる。
Among the above materials, the
また、分散媒62の構成材料として複数の成分の混合物を用いる場合、分散媒の構成材料としては、前記混合物を構成する少なくとも2種の成分の間で、共沸混合物(最低沸点共沸混合物)を形成し得るものを用いるのが好ましい。これにより、後述するトナー製造装置の固化部において、分散媒62を効率良く除去することが可能となる。また、後述するトナー製造装置の固化部において、比較的低い温度で分散媒62を除去することが可能となり、得られるトナー粒子9の特性の劣化をより効果的に防止できる。例えば、水との間で、共沸混合物を形成し得る液体としては、二硫化炭素、四塩化炭素、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、シクロヘキサノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、n−ヘキサノール、シクロヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、2−メトキシエタノール、アリルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、1,4−ジオキサン、アニソール、2−メトキシエタノール、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、オクタン、ジデカン、メチルシクロヘキセン、イソプレン、トルエン、ベンゼン、エチルベンゼン、ナフタレン、ピリジン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、フルフリルアルコール、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロベンゼン、アセチルアセトン、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸イソペンチル、クロロ酢酸エチル、クロロ酢酸ブチル、クロロ酢酸イソブチル、ギ酸エチル、ギ酸イソブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、安息香酸エチル、トリメチルアミン、ヘキシルアミン、トリエチルアミン、アニリン、アクリロニトリル、アセトニトリル、ニトロメタン、ニトロエタン、アクリルアルデヒド等が挙げられる。
When a mixture of a plurality of components is used as the constituent material of the
また、分散媒62の沸点は、特に限定されないが、180℃以下であるのが好ましく、150℃以下であるのがより好ましく、35〜130℃であるのがさらに好ましい。このように、分散媒62の沸点が比較的低いものであると、後述するトナー製造装置の固化部において、分散媒62を比較的容易に除去することが可能となる。また、分散媒62としてこのような材料を用いることにより、最終的に得られるトナー粒子9中における分散媒62の残留量を特に少ないものにすることができる。その結果トナーとしての信頼性がさらに高まる。
Further, the boiling point of the
なお、分散媒62中には、上述した材料以外の成分が含まれていてもよい。例えば、分散媒62中には、後に分散質61の構成成分として例示する材料や、シリカ、酸化チタン、酸化鉄等の無機系微粉末、脂肪酸、脂肪酸金属塩等の有機系微粉末等の各種添加剤等が含まれていてもよい。
The
<分散質>
分散質61は、通常、少なくとも、主成分としての樹脂(またはその前駆体としてのモノマー、ダイマー、オリゴマー等)を含む材料で構成されている。
以下、分散質61の構成材料について説明する。
1.樹脂(バインダー樹脂)
樹脂(バインダー樹脂)としては、例えば、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−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−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体等のスチレン系樹脂でスチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェニール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。また、後述するトナー製造装置の固化部において、分散質61中の原料を重合反応させることによりトナーを製造する場合には、通常、上記の樹脂材料のモノマー、ダイマー、オリゴマー等を用いる。
分散質61中における樹脂の含有量は、特に限定されないが、2〜98wt%であるのが好ましく、5〜95wt%であるのがより好ましい。
<Dispersed quality>
The
Hereinafter, the constituent material of the
1. Resin (binder resin)
Examples of the resin (binder resin) include polystyrene, poly-α-methylstyrene, chloropolystyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, and styrene-vinyl chloride copolymer. Polymer, styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymer, styrene -Monopolymer or copolymer containing styrene or styrene-substituted styrene resin such as methyl α-chloroacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer , Polyester resin, epoxy tree Fat, urethane-modified epoxy resin, silicone-modified epoxy resin, vinyl chloride resin, rosin-modified maleic acid resin, phenyl resin, polyethylene, polypropylene, ionomer resin, polyurethane resin, silicone resin, ketone resin, ethylene-ethyl acrylate copolymer, xylene Examples thereof include resins, polyvinyl butyral resins, terpene resins, phenol resins, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resins, and one or more of these can be used in combination. In addition, when a toner is manufactured by polymerizing a raw material in the
The content of the resin in the
2.溶媒
分散質61中には、その成分の少なくとも一部を溶解する溶媒が含まれていてもよい。これにより、例えば、分散液6中における分散質61の流動性を高めることができ、分散液6中における分散質61を、粒径が比較的小さく、かつ、大きさのバラツキの少ないものとすることができる。その結果、最終的に得られるトナー粒子9は、粒子間での大きさ、形状のバラツキが小さく、円形度の大きいものとなる。
2. Solvent The
溶媒としては、分散質61を構成する成分の少なくとも一部を溶解するものであればいかなるものであってもよいが、後述するようなトナー製造装置の固化部において、容易に除去されるものであるのが好ましい。
また、溶媒は、前述した分散媒62との相溶性が低いもの(例えば、25℃における分散媒100gに対する溶解度が30g以下のもの)であるのが好ましい。これにより、分散液6中において、分散質61を安定した状態で微分散させることができる。
また、溶媒の組成は、例えば、前述した樹脂、着色剤の組成や、分散媒の組成等に応じて適宜選択することができる。
Any solvent can be used as long as it dissolves at least a part of the components constituting the
The solvent is preferably a solvent having low compatibility with the
Moreover, the composition of the solvent can be appropriately selected according to, for example, the composition of the resin and the colorant described above, the composition of the dispersion medium, and the like.
例えば、溶媒としては、水、二硫化炭素、四塩化炭素等の無機溶媒や、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルイソプロピルケトン(MIPK)、シクロヘキサノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、n−ヘキサノール、シクロヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、2−メトキシエタノール、アリルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロピラン(THP)、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、2−メトキシエタノール等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、オクタン、ジデカン、メチルシクロヘキセン、イソプレン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、エチルベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、フルフリルアルコール等の芳香族複素環化合物系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化合物系溶媒、アセチルアセトン、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸イソペンチル、クロロ酢酸エチル、クロロ酢酸ブチル、クロロ酢酸イソブチル、ギ酸エチル、ギ酸イソブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、安息香酸エチル等のエステル系溶媒、トリメチルアミン、ヘキシルアミン、トリエチルアミン、アニリン等のアミン系溶媒、アクリロニトリル、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、ニトロメタン、ニトロエタン等のニトロ系溶媒、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ペンタナール、アクリルアルデヒド等のアルデヒド系溶媒等の有機溶媒等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を混合したものを用いることができる。この中でも特に、有機溶媒を含むものであるのが好ましく、エーテル系溶媒、セロソルブ系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族複素環化合物系溶媒、アミド系溶媒、ハロゲン化合物系溶媒、エステル系溶媒、ニトリル系溶媒、ニトロ系溶媒、アルデヒド系溶媒から選択される1種または2種以上を含むものであるのがより好ましい。このような溶媒を用いることにより、分散質61中において、比較的容易に、前述したような各成分を十分均一に分散させることができる。
Examples of the solvent include inorganic solvents such as water, carbon disulfide, and carbon tetrachloride, methyl ethyl ketone (MEK), acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl isopropyl ketone (MIPK), cyclohexanone, and 3-heptanone. , Ketone solvents such as 4-heptanone, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, i-butanol, t-butanol, 3-methyl-1-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, Alcohol solvents such as n-hexanol, cyclohexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-methoxyethanol, allyl alcohol, furfuryl alcohol, phenol, diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl Ether solvents such as pyr ether, dibutyl ether, 1,2-dimethoxyethane (DME), 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran (THP), anisole, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), 2-methoxyethanol Cellosolve solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, phenyl cellosolve, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, pentane, heptane, cyclohexane, methylcyclohexane, octane, didecane, methylcyclohexene, isoprene, toluene, xylene, benzene, ethylbenzene , Aromatic hydrocarbon solvents such as naphthalene, pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene, 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine Aromatic heterocyclic compound solvents such as furfuryl alcohol, amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMA), dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, trichlorethylene, Halogenated solvents such as chlorobenzene, acetylacetone, ethyl acetate, methyl acetate, isopropyl acetate, isobutyl acetate, isopentyl acetate, ethyl chloroacetate, butyl chloroacetate, isobutyl chloroacetate, ethyl formate, isobutyl formate, ethyl acrylate, methyl methacrylate Ester solvents such as ethyl benzoate, amine solvents such as trimethylamine, hexylamine, triethylamine and aniline, nitrile solvents such as acrylonitrile and acetonitrile, nitromethane, nitroethane Organic solvents such as nitro solvents such as aldehyde, aldehyde solvents such as acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, pentanal, and acrylic aldehyde, etc. are used, and one or a mixture of two or more selected from these is used. be able to. Among these, those containing an organic solvent are preferred, and ether solvents, cellosolve solvents, aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, aromatic heterocyclic compounds solvents, amide solvents, halogen compound solvents. More preferably, the solvent contains one or more selected from a solvent, an ester solvent, a nitrile solvent, a nitro solvent, and an aldehyde solvent. By using such a solvent, the above-described components can be dispersed sufficiently uniformly in the
また、分散液6中には、通常、着色剤が含まれている。着色剤としては、例えば、顔料、染料等を使用することができる。このような顔料、染料としては、例えば、カーボンブラック、スピリットブラック、ランプブラック(C.I.No.77266)、マグネタイト、チタンブラック、黄鉛、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、パーマネントイエローNCG、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、キノリンイエロー、タートラジンレーキ、赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、ベンジジンオレンジG、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、ウオッチングレッドカルシウム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン3B、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBC、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、カルコオイルブルー、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、ファイナルイエローグリーンG、ローダミン6G、キナクリドン、ローズベンガル(C.I.No.45432)、C.I.ダイレクトレッド1、C.I.ダイレクトレッド4、C.I.アシッドレッド1、C.I.ベーシックレッド1、C.I.モーダントレッド30、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ダイレクトブルー1、C.I.ダイレクトブルー2、C.I.アシッドブルー9、C.I.アシッドブルー15、C.I.ベーシックブルー3、C.I.ベーシックブルー5、C.I.モーダントブルー7、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー5:1、C.I.ダイレクトグリーン6、C.I.ベーシックグリーン4、C.I.ベーシックグリーン6、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー162、ニグロシン染料(C.I.No.50415B)、金属錯塩染料、シリカ、酸化アルミニウム、マグネタイト、マグヘマイト、各種フェライト類、酸化第二銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム等の金属酸化物や、Fe、Co、Niのような磁性金属を含む磁性材料等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。このような着色剤は、通常、分散液6においては、分散質61中に含まれる。
In addition, the
分散液6中における着色剤の含有量は、特に限定されないが、0.1〜10wt%であるのが好ましく、0.3〜3.0wt%であるのがより好ましい。着色剤の含有量が前記下限値未満であると、着色剤の種類によっては、十分な濃度の可視像を形成するのが困難になる可能性がある。一方、着色剤の含有量が前記上限値を超えると、最終的に得られるトナーの定着特性や帯電特性が低下する可能性がある。
The content of the colorant in the
また、分散液6中には、ワックスが含まれていてもよい。ワックスは、通常、離型性を向上させる目的で用いられるものである。このようなワックスとしては、例えば、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、綿ロウ、木ロウ等の植物系ワックス・ロウ、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス・ロウ、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン等の鉱物系ワックス・ロウ、パラフィンワックス、マイクロワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等の石油ワックス・ロウ等の天然ワックス・ロウや、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス(ポリエチレン樹脂)、ポリプロピレンワックス(ポリプロピレン樹脂)、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素ワックス、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス・ロウ等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。また、ワックスとしては、さらに低分子量の結晶性高分子樹脂を使用してもよく、例えば、ポリn−ステアリルメタクリレート、ポリn−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等を使用することもできる。
Further, the
分散液6中におけるワックスの含有量は、特に限定されないが、1.0wt%以下であるのが好ましく、0.5wt%以下であるのがより好ましい。ワックスの含有量が多すぎると、最終的に得られるトナー粒子中において、ワックスが遊離、粗大化して、トナー粒子表面へのワックスのしみ出し等が顕著に起こり、トナーの転写効率が低下する傾向を示す。
The wax content in the
ワックスの軟化点は、特に限定されないが、50〜180℃であるのが好ましく、60〜160℃であるのがより好ましい。
また、分散液6中には、これら以外の成分が含まれていてもよい。このような成分としては、例えば、乳化分散剤、帯電制御剤、磁性粉末等が挙げられる。この中でも、乳化分散剤を用いた場合、例えば、分散液6中における分散質61の分散性を向上させることが可能となる。ここで、乳化分散剤としては、例えば、乳化剤、分散剤、分散助剤等が挙げられる。
The softening point of the wax is not particularly limited, but is preferably 50 to 180 ° C, and more preferably 60 to 160 ° C.
Further, the
分散剤としては、例えば、燐酸三カルシウム等の無機系分散剤、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール等の非イオン性有機分散剤、トリステアリン酸金属塩(例えば、アルミニウム塩等)、ジステアリン酸金属塩(例えば、アルミニウム塩、バリウム塩等)、ステアリン酸金属塩(例えば、カルシウム塩、鉛塩、亜鉛塩等)、リノレン酸金属塩(例えば、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩、亜鉛塩等)、オクタン酸金属塩(例えば、アルミニウム塩、カルシウム塩、コバルト塩等)、オレイン酸金属塩(例えば、カルシウム塩、コバルト塩等)、パルミチン酸金属塩(例えば、亜鉛塩等)、ナフテン酸金属塩(例えば、カルシウム塩、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩、亜鉛塩等)、レジン酸金属塩(例えば、カルシウム塩、コバルト塩、マンガン鉛塩、亜鉛塩等)、ポリアクリル酸金属塩(例えば、ナトリウム塩等)、ポリメタクリル酸金属塩(例えば、ナトリウム塩等)、ポリマレイン酸金属塩(例えば、ナトリウム塩等)、アクリル酸−マレイン酸共重合体金属塩(例えば、ナトリウム塩等)、ポリスチレンスルホン酸金属塩(例えば、ナトリウム塩等)等のアニオン性有機分散剤、4級アンモニウム塩等のカチオン性有機分散剤等が挙げられる。この中でも、非イオン性有機分散剤またはアニオン性有機分散剤が特に好ましい。 Examples of the dispersant include inorganic dispersants such as tricalcium phosphate, nonionic organic dispersants such as polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, and polyethylene glycol, metal tristearate (for example, aluminum salt), and metal distearate. Salt (eg, aluminum salt, barium salt, etc.), stearic acid metal salt (eg, calcium salt, lead salt, zinc salt, etc.), linolenic acid metal salt (eg, cobalt salt, manganese salt, lead salt, zinc salt, etc.) , Octanoic acid metal salts (eg, aluminum salts, calcium salts, cobalt salts, etc.), oleic acid metal salts (eg, calcium salts, cobalt salts, etc.), palmitic acid metal salts (eg, zinc salts, etc.), naphthenic acid metal salts (For example, calcium salt, cobalt salt, manganese salt, lead salt, zinc salt, etc.), Resin metal salt (example Calcium salt, cobalt salt, manganese lead salt, zinc salt, etc.), polyacrylic acid metal salt (eg, sodium salt), polymethacrylic acid metal salt (eg, sodium salt), polymaleic acid metal salt (eg, Sodium salts, etc.), anionic organic dispersants such as acrylic acid-maleic acid copolymer metal salts (eg, sodium salts), polystyrene sulfonic acid metal salts (eg, sodium salts), etc., cations such as quaternary ammonium salts Organic dispersants and the like. Among these, nonionic organic dispersants or anionic organic dispersants are particularly preferable.
分散液6中における分散剤の含有量は、特に限定されないが、3.0wt%以下であるのが好ましく、0.01〜1.0wt%であるのがより好ましい。
また、分散助剤としては、例えば、アニオン、カチオン、非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
分散助剤は、分散剤と併用するものであるのが好ましい。分散液6が分散剤を含むものである場合、分散液6中における分散助剤の含有量は、特に限定されないが、2.0wt%以下であるのが好ましく、0.005〜0.5wt%であるのがより好ましい。
The content of the dispersant in the
Examples of the dispersion aid include anions, cations, and nonionic surfactants.
The dispersing aid is preferably used in combination with a dispersing agent. When the
前記帯電制御剤としては、例えば、安息香酸の金属塩、サリチル酸の金属塩、アルキルサリチル酸の金属塩、カテコールの金属塩、含金属ビスアゾ染料、ニグロシン染料、テトラフェニルボレート誘導体、第四級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、塩素化ポリエステル、ニトロフミン酸等が挙げられる。
前記磁性粉末としては、例えば、マグネタイト、マグヘマイト、各種フェライト類、酸化第二銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム等の金属酸化物や、Fe、Co、Niのような磁性金属を含む磁性材料で構成されたもの等が挙げられる。
Examples of the charge control agent include benzoic acid metal salts, salicylic acid metal salts, alkyl salicylic acid metal salts, catechol metal salts, metal-containing bisazo dyes, nigrosine dyes, tetraphenylborate derivatives, quaternary ammonium salts, Examples thereof include alkyl pyridinium salts, chlorinated polyesters, and nitrohumic acid.
Examples of the magnetic powder include magnetite, maghemite, various ferrites, cupric oxide, nickel oxide, zinc oxide, zirconium oxide, titanium oxide, magnesium oxide, and other metal oxides such as Fe, Co, and Ni. The thing comprised with the magnetic material containing a magnetic metal etc. are mentioned.
また、分散液6中には、上記のような材料のほかに、例えば、ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化セリウム等が添加されていてもよい。
また、分散液6中には、分散質61以外の成分が、不溶分として分散していてもよい。例えば、分散液6中には、シリカ、酸化チタン、酸化鉄等の無機系微粉末、脂肪酸、脂肪酸金属塩等の有機系微粉末等が分散していてもよい。
In addition to the above materials, for example, zinc stearate, zinc oxide, cerium oxide or the like may be added to the
In addition, components other than the
分散液6では、分散質61が分散媒62中に微分散した状態となっている。
分散液6中における分散質61の平均粒径は、特に限定されないが、0.05〜1.0μmであるのが好ましく、0.1〜0.8μmであるのがより好ましい。分散質61の平均粒径がこのような範囲の値であると、最終的に得られるトナー粒子9は、十分に円形度が高く、各粒子間での特性、形状の均一性に優れたものとなる。
In the
Although the average particle diameter of the
分散液6中における分散質61の含有量は、特に限定されないが、1〜99wt%であるのが好ましく、5〜95wt%であるのがより好ましい。分散質61の含有量が前記下限値未満であると、最終的に得られるトナー粒子9の円形度が低下する傾向を示す。一方、分散質61の含有量が前記上限値を超えると、分散媒62の組成等によっては、分散液6の粘性が高くなり、最終的に得られるトナー粒子9の形状、大きさのバラツキが大きくなる傾向を示す。
Although content of the
分散液6中においては、分散質61は、固体状のものであってもよいし、液状のものであってもよいし、これらが併存していてもよい。すなわち、分散液6は懸濁液であってもよいし、乳化液であってもよい。
分散質61が液状(例えば、溶液状態、溶融状態)のものである場合、分散媒62中に微分散した分散質61の平均粒径を、比較的容易に、上記のような範囲の値にすることができる。また、分散質61が液状のものである場合、各分散質61間での形状、大きさのバラツキを特に小さいものとすることができるため、最終的に得られるトナーは、各トナー粒子9間での形状、大きさのバラツキが特に小さいものとなる。
In the
When the
また、分散質61が固体状のものである場合、最終的に得られるトナー中に溶媒等の不要成分が残存するのをより効果的に防止することができる。その結果、トナーの信頼性は特に優れたものとなる。また、分散質61が固体状のものである場合、すなわち、分散液6が懸濁液である場合、例えば、分散液6としての懸濁液は、乳化液を経由して調製されたものであってもよい。これにより、上述したような、分散質61が固体状のものである場合の利点を十分に発揮しつつ、分散質61が液状のものである場合の利点も効果的に発揮される。
Further, when the
また、分散媒62中に分散している分散質61は、例えば、各粒子間で、ほぼ同一の組成を有するものであってもよいし、異なる組成を有するものであってもよい。例えば、分散液6は、分散質61として、主として樹脂材料で構成されたものと、主としてワックスで構成されたものとを含むようなものであってもよい。
また、分散液6が乳化液(エマルション)である場合、当該分散液6は、O/W型エマルション、すなわち、水性の分散媒62中に、油性(ここでは、水に対する溶解度が小さい液体のことを指す)の分散質61が分散したものであるのが好ましい。これにより、各粒子間での形状、大きさのバラツキが小さいトナーを安定的に製造することができる。また、分散媒62に水性の液体を用いることにより、後述するようなトナー製造装置の固化部における有機溶媒の揮発量を少なく、または実質的に有機溶媒を揮発しないものとすることができる。その結果、環境に対して悪影響を極めて与えにくい方法でトナーを製造することができる。
Further, the
Further, when the
また、分散液6中における分散質61の平均粒径をDm[μm]、トナー粒子9の平均粒径をDt[μm]としたとき、0.005≦Dm/Dt≦0.5の関係を満足するのが好ましく、0.01≦Dm/Dt≦0.2の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、各粒子間での、形状、大きさのバラツキが特に小さいトナーを得ることができる。
以上説明したような分散液6は、例えば、以下のような方法(第1の方法)を用いて調製することができる。
まず、水または水との相溶性に優れる液体(水溶性の液体)に、必要に応じて分散剤および/または分散媒を添加した水性溶液を用意する。
一方、トナーの主成分となる樹脂またはその前駆体(以下、これらを総称して、「樹脂材料」とも言う)を含む樹脂液を調製する。樹脂液の調製には、例えば、樹脂材料に加えて前述した溶媒を用いてもよい。また、樹脂液は、樹脂材料を加熱することにより得られる溶融した液体であってもよい。
Further, when the average particle size of the
The
First, an aqueous solution in which a dispersant and / or a dispersion medium is added to water or a liquid excellent in compatibility with water (water-soluble liquid) as necessary is prepared.
On the other hand, a resin liquid containing a resin as a main component of the toner or a precursor thereof (hereinafter collectively referred to as “resin material”) is prepared. For the preparation of the resin liquid, for example, the above-described solvent may be used in addition to the resin material. The resin liquid may be a molten liquid obtained by heating a resin material.
次に、上記樹脂液を、攪拌した状態の水性溶液中に、徐々に滴下しながら加えていくことにより、水性の分散媒62中に、樹脂材料を含む分散質61が分散した分散液6が得られる。このような方法で、分散液6を調製することにより、分散液6中における分散質61の円形度をさらに高めることができる。その結果、トナー粒子9は、円形度が特に高く、各粒子間での形状のバラツキが特に小さいものとなる。なお、樹脂液の滴下を行う際、水性溶液および/または樹脂液を加熱してもよい。また、樹脂液の調製に溶媒を用いた場合、例えば、上記のような滴下を行った後に、得られた分散液6を加熱すること等により、分散質61中に含まれる溶媒の少なくとも一部を除去してもよい。例えば、分散質61中に含まれる溶媒の大部分を除去することにより、分散液6を懸濁液として得ることができる。
Next, the
以上、分散液6の調製方法の一例について説明したが、分散液はこのような方法により調製されたものに限定されない。例えば、分散液6は、以下のような方法(第2の方法)によっても、調製することができる。
まず、水または水との相溶性に優れる液体に、必要に応じて分散剤および/または分散媒を添加した水性溶液を用意する。
一方、樹脂材料を含む、粉末状または粒状の材料を用意する。
次に、この粉末状または粒状の材料を、攪拌した状態の水性溶液中に、徐々に投入していくことにより、水性の分散媒62中に、樹脂材料を含む分散質61が分散した分散液6が得られる。このような方法で、分散液6を調製した場合、後述するようなトナー製造装置の固化部において、実質的に有機溶媒を揮発しないようにすることができる。その結果、環境に対して悪影響を極めて与えにくい方法でトナーを製造することができる。なお、前記材料を投入する際、例えば、水性溶液を加熱しておいてもよい。
As mentioned above, although the example of the preparation method of the
First, an aqueous solution is prepared by adding a dispersant and / or a dispersion medium as necessary to water or a liquid having excellent compatibility with water.
On the other hand, a powdery or granular material containing a resin material is prepared.
Next, a dispersion liquid in which the
また、分散液6は、以下のような方法(第3の方法)によっても、調製することができる。
まず、少なくとも樹脂材料を分散してなる樹脂分散液と、少なくとも着色剤を分散してなる着色剤分散液とを調製する。
次に、樹脂分散液と、着色剤分散液とを混合・攪拌する。このとき、必要に応じて、攪拌しながら無機金属塩等の凝集剤を加えてもよい。
所定時間、攪拌することにより、樹脂材料、着色剤等が凝集した凝集体が形成される。その結果、前記凝集体が分散質61として分散した分散液6が得られる。
The
First, a resin dispersion in which at least a resin material is dispersed and a colorant dispersion in which at least a colorant is dispersed are prepared.
Next, the resin dispersion and the colorant dispersion are mixed and stirred. At this time, if necessary, an aggregating agent such as an inorganic metal salt may be added while stirring.
By stirring for a predetermined time, an aggregate in which the resin material, the colorant and the like are aggregated is formed. As a result, a
また、上記のような分散液の調製方法において、樹脂材料(結着樹脂)を含む混練物を用いてもよい。すなわち、上述した第1の方法、第3の方法での「樹脂材料」として、樹脂材料を含む混練物を用いてもよいし、第2の方法での「粉末状または粒状の材料」として、樹脂材料を含む混練物を用いてもよい。これにより、例えば、トナー粒子9を、各構成成分がより均一に混ざり合ったものとして得ることができる。特に、トナーの構成成分として、分散性、相溶性に劣る2種以上の成分を含む場合であっても、上記のような効果を得ることができる。なお、混練物としては、例えば、樹脂成分以外の成分(例えば、着色剤、ワックス、帯電制御剤等の成分)を含むものを用いることができる。これにより、上記のような効果はさらに顕著なものとなる。
In the method for preparing a dispersion as described above, a kneaded material containing a resin material (binder resin) may be used. That is, as the “resin material” in the first method and the third method described above, a kneaded material containing a resin material may be used, or as the “powdered or granular material” in the second method, A kneaded material containing a resin material may be used. Thereby, for example, the
また、分散液6の調製には、例えば、特願2003−113428号明細書に記載された方法を適用してもよい。すなわち、粉末状または粒状の樹脂材料(混練物)を含む液体を複数のノズルから噴射させ、各ノズルから噴射した前記液体同士を衝突させて、前記樹脂材料(混練物)を微粒化させ、微粒化した分散質61を含む分散液6を得る方法を適用してもよい。これにより、分散液6中に含まれる分散質61の大きさを、容易に、比較的小さいもの(前述した範囲の大きさ)とすることができ、また、各分散質61の大きさのバラツキを小さくすることができる。
Further, for example, the method described in Japanese Patent Application No. 2003-113428 may be applied to the preparation of the
また、上記のような方法で得られた分散液6を、後述するトナー製造装置での吐出に供する前に、脱気処理を施す(脱気工程に供する)のが好ましい。これにより、分散液6中の気体の溶存量を低減させることができ、後述するトナー製造装置の固化部において、液滴状に吐出された分散液6から分散媒62を除去する際に、当該分散液6中に気泡等が発生するのを効果的に防止することができる。その結果、最終的に得られるトナー中に異形状のトナー粒子(中空粒子、欠落粒子等)が混入するのを効果的に防止することができる。したがって、各トナー粒子が均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいトナーを容易かつ確実に得ることができる。また、これにより、最終的に得られるトナーを、転写性、流動性、クリーニング性等の特性が特に優れたものとすることができる。また、分散液6に脱気処理を施すことにより、最終的に得られるトナー粒子中における空孔(空隙)の割合を小さいものとすることができる。その結果、トナーの信頼性はさらに向上する。
Further, it is preferable that the
脱気処理の方法は、特に限定されないが、例えば、分散液に超音波振動を与える方法(超音波振動法)や、分散液を減圧雰囲気中に置く方法(減圧法)等を用いることができる。
脱気処理の方法として減圧法を用いる場合、分散液が置かれる雰囲気の圧力は、80kPa以下であるのが好ましく、0.1〜40kPaであるのがより好ましく、1〜27kPaであるのがさらに好ましい。脱気処理時における雰囲気圧力がこのような範囲内の値であると、分散液6中における分散質61の形状を十分に保持しつつ、溶存する気体を効率良く除去することができる。
The method of deaeration treatment is not particularly limited, and for example, a method of applying ultrasonic vibration to the dispersion (ultrasonic vibration method), a method of placing the dispersion in a reduced-pressure atmosphere (decompression method), or the like can be used. .
When the decompression method is used as the degassing method, the pressure of the atmosphere in which the dispersion is placed is preferably 80 kPa or less, more preferably 0.1 to 40 kPa, and further preferably 1 to 27 kPa. preferable. When the atmospheric pressure during the deaeration treatment is within such a range, dissolved gas can be efficiently removed while maintaining the shape of the
[トナー製造装置]
本発明のトナー製造装置1は、上述したような分散液6(特に、脱気処理を施した分散液6)を吐出するヘッド部2と、ヘッド部2に分散液6を供給する分散液供給部4と、ヘッド部2から吐出された分散液6が搬送される固化部3と、製造されたトナー粒子9を回収する回収部5とを有している。
[Toner production equipment]
The toner manufacturing apparatus 1 of the present invention includes a head unit 2 that discharges the dispersion liquid 6 (particularly, the
分散液供給部4には、上述したような分散液6が蓄えられており、当該分散液6は、ヘッド部2に送り込まれる。
分散液供給部4は、ヘッド部2に分散液6を供給する機能を有するものであればよいが、図示のように、分散液6を攪拌する攪拌手段41を有するものであってもよい。これにより、例えば、分散質61が分散媒中に分散しにくいものであっても、分散質61が十分均一に分散した状態の分散液6を、ヘッド部2内に供給することができる。
The dispersion
The dispersion
ヘッド部2は、分散液貯留部21と、圧電素子22と、吐出部23とを有している。
分散液貯留部21には、上述したような分散液6が貯留されている。
分散液貯留部21に貯留された分散液6は、圧電素子22の圧力パルスにより、吐出部23から固化部3に吐出される。
このように、本発明では、吐出液として分散液を用いる点に特徴を有する。これにより、以下のような効果が得られる。
The head unit 2 includes a dispersion
The dispersion
The
As described above, the present invention is characterized in that the dispersion liquid is used as the discharge liquid. Thereby, the following effects are obtained.
すなわち、吐出液として分散液を用いることにより、吐出部から吐出液(分散液)を吐出する際に、微視的に粘度の低い分散媒の部分で選択的に切断され、液滴として吐出される。このため、吐出される分散液の大きさは、各液滴で大きさのバラツキが小さいものとなる。したがって、最終的に得られるトナーは、各粒子(トナー粒子)間での大きさのバラツキが小さいものとなる。 That is, by using the dispersion liquid as the discharge liquid, when discharging the discharge liquid (dispersion liquid) from the discharge section, it is selectively cut at the portion of the dispersion medium having a microscopic viscosity and discharged as droplets. The For this reason, the size of the discharged dispersion liquid is small in size variation among the droplets. Accordingly, the finally obtained toner has a small variation in size among the particles (toner particles).
そして、吐出部から吐出された液滴は、分散媒の表面張力により、吐出後速やかに球形状となる。さらに、分散液で構成された液滴は、固化部内を搬送される際においても、形状の安定性に優れており、略球形状を保持した状態で固化する。したがって、最終的に得られるトナー(トナー粒子)は、円形度が大きく、各粒子間での形状のバラツキが小さいものとなる。 And the droplet discharged from the discharge part becomes spherical shape immediately after discharge by the surface tension of the dispersion medium. Furthermore, the droplets composed of the dispersion liquid are excellent in shape stability even when being transported in the solidification section, and solidify while maintaining a substantially spherical shape. Therefore, the finally obtained toner (toner particles) has a high degree of circularity and a small variation in shape between the particles.
これに対し、吐出液として溶液や溶融液を用いた場合、このような効果は得られない。すなわち、このような吐出液は、微視的に見ても一様な粘度を有しているため、吐出部から吐出される際に、いわゆる液切れが悪い状態になり易く、液滴が尾を引くような形状になりやすい。また、固化部内を搬送される際においても、上記のような尾を引いたような形状になり易い。したがって、吐出液として溶液や溶融液を用いた場合、最終的に得られるトナー(トナー粒子)は、各粒子間での大きさ、形状のバラツキが大きく、トナー粒子の円形度が小さいものになり易い。 On the other hand, when a solution or a melt is used as the discharge liquid, such an effect cannot be obtained. That is, since such a discharge liquid has a uniform viscosity even when viewed microscopically, when the liquid is discharged from the discharge portion, the so-called liquid breakage is likely to be in a bad state, and the liquid droplets are tailed. It tends to be a shape that pulls. Moreover, when it is conveyed in the solidification part, it tends to have a shape with a tail as described above. Therefore, when a solution or a melt is used as the discharge liquid, the finally obtained toner (toner particles) has large variations in size and shape between the particles, and the circularity of the toner particles is small. easy.
吐出部23の形状は、特に限定されないが、略円形状であるのが好ましい。これにより、吐出される分散液6、形成されるトナー粒子9の真球度を高めることができる。
吐出部23が略円形状のものである場合、その直径(ノズル径)は、例えば、5〜500μmであるのが好ましく、10〜200μmであるのがより好ましい。吐出部23の直径が前記下限値未満であると、目詰まりが発生し易くなり、吐出される分散液6の大きさのバラツキが大きくなる場合がある。一方、吐出部23の直径が前記上限値を超えると、分散液貯留部21の負圧と、ノズルの表面張力との力関係によっては、吐出される分散液6が気泡を抱き込んでしまう可能性がある。
Although the shape of the
When the
また、ヘッド部2の吐出部23付近(特に、吐出部23の開口内面や、ヘッド部2の吐出部32が設けられている側の面(図中の下側の面))は、分散液6に対し撥液性を有するのが好ましい。これにより、分散液6が吐出部付近に付着するのを効果的に防止することができる。その結果、いわゆる、液切れの悪い状態になったり、分散液6の吐出不良が発生するのを効果的に防止することができる。また、吐出部付近への分散液6の付着が効果的に防止されることにより、吐出される液滴の形状の安定性が向上し(各液滴間での形状、大きさのバラツキが小さくなり)、最終的に得られるトナー粒子の形状、大きさのバラツキも小さくなる。
このような撥液性を有する材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系樹脂やシリコーン系材料等が挙げられる。
Further, the vicinity of the
Examples of such a material having liquid repellency include fluorine resins such as polytetrafluoroethylene (PTFE), silicone materials, and the like.
また、ヘッド部2の吐出部23付近(特に、吐出部23の開口内面や、ヘッド部2の吐出部32が設けられている側の面(図中の下側の面))は、疎水化処理が施されているのが好ましい。これにより、例えば、分散液6の分散媒62が主として水で構成されたものである場合に、上記のような撥液性をより好適に発揮することができ、上記のような効果がより顕著なものとして現れる。疎水化処理の方法としては、例えば、疎水性材料(例えば、前述した撥液性を有する材料)で構成された被膜の形成等が挙げられる。ところで、水は、各種液体の中でも比較的高い粘性を有するものであるが、このような水を分散媒62の構成材料として用いても、分散液6が吐出部付近に付着すること等による不都合の発生が効果的に防止される。したがって、ヘッド部2の吐出部23付近に疎水化処理が施されていると、有機溶媒を実質的に含まない、または、ほとんど含まない分散液6を好適に用いることができ、環境に対して悪影響を極めて与えにくい方法でトナーを製造することができる。
Further, the vicinity of the
図2に示すように、圧電素子22は、下部電極(第1の電極)221、圧電体222および上部電極(第2の電極)223が、この順で積層されて構成されている。換言すれば、圧電素子22は、上部電極223と下部電極221との間に、圧電体222が介挿された構成とされている。
この圧電素子22は、振動源として機能するものであり、振動板24は、圧電素子(振動源)22の振動により振動し、分散液貯留部21の内部圧力を瞬間的に高める機能を有するものである。
As shown in FIG. 2, the
The
ヘッド部2は、圧電素子駆動回路(図示せず)から所定の吐出信号が入力されていない状態、すなわち、圧電素子22の下部電極221と上部電極223との間に電圧が印加されていない状態では、圧電体222に変形が生じない。このため、振動板24にも変形が生じず、分散液貯留部21には容積変化が生じない。したがって、吐出部23から分散液6は吐出されない。
The head unit 2 is in a state where a predetermined ejection signal is not input from a piezoelectric element driving circuit (not shown), that is, a state where no voltage is applied between the
一方、圧電素子駆動回路から所定の吐出信号が入力された状態、すなわち、圧電素子22の下部電極221と上部電極223との間に所定の電圧が印加された状態では、圧電体222に変形が生じる。これにより、振動板24が大きくたわみ(図2中下方にたわみ)、分散液貯留部21の容積の減少(変化)が生じる。このとき、分散液貯留部21内の圧力が瞬間的に高まり、吐出部23から粒状の分散液6が吐出される。
On the other hand, in a state where a predetermined ejection signal is input from the piezoelectric element driving circuit, that is, in a state where a predetermined voltage is applied between the
1回の分散液6の吐出が終了すると、圧電素子駆動回路は、下部電極221と上部電極223との間への電圧の印加を停止する。これにより、圧電素子22は、ほぼ元の形状に戻り、分散液貯留部21の容積が増大する。なお、このとき、分散液6には、分散液供給部4から吐出部23へ向かう圧力(正方向への圧力)が作用している。このため、空気が吐出部23から分散液貯留部21へ入り込むことが防止され、分散液6の吐出量に見合った量の分散液6が分散液供給部4から分散液貯留部21へ供給される。
When one discharge of the
上記のような電圧の印加を所定の周期で行うことにより、圧電素子22が振動し、粒状の分散液6が繰り返し吐出される。
このように、分散液6の吐出(噴射)を、圧電体222の振動による圧力パルスで行うことにより、分散液6を一滴ずつ間欠的に吐出することができ、また、吐出される分散液6の形状が安定する。その結果、各粒子(各トナー粒子)間での形状、大きさのバラツキの小さいトナーを得ることができるとともに、製造されるトナー粒子を真球度の高いもの(幾何学的に完全な球形に近い形状)にすることが比較的容易にできる。
By applying the voltage as described above at a predetermined cycle, the
In this way, by performing discharge (injection) of the
また、上記のようにして分散液を吐出(噴射)することにより、圧電体の振動数、吐出部の開口面積(ノズル径)、分散液の温度・粘度、分散液の一滴分の吐出量、分散液中に占める分散質の含有率、分散液中における分散質の粒径等を比較的正確にコントロールすることができ、製造すべきトナーを所望の形状、大きさに制御することが容易にできる。また、これらの条件等をコントロールすることにより、例えば、トナーの製造量等を容易かつ確実に管理することができる。 Further, by discharging (injecting) the dispersion liquid as described above, the vibration frequency of the piezoelectric body, the opening area (nozzle diameter) of the discharge portion, the temperature / viscosity of the dispersion liquid, the discharge amount of one drop of the dispersion liquid, The content of the dispersoid in the dispersion and the particle size of the dispersoid in the dispersion can be controlled relatively accurately, making it easy to control the toner to be manufactured to the desired shape and size. it can. Further, by controlling these conditions and the like, for example, the production amount of toner and the like can be easily and reliably managed.
また、分散液の吐出に圧電体の振動を用いることにより、より確実に分散液を所定間隔で吐出することができる。このため、吐出される粒状の分散液同士が、衝突、凝集するのを効果的に防止することができ、異形状の粉末の形成をより効果的に防止することができる。
ヘッド部2から固化部3に吐出される分散液6の初速度は、例えば、0.1〜10m/秒であるのが好ましく、2〜8m/秒であるのがより好ましい。分散液6の初速度が前記下限値未満であると、トナーの生産性が低下する。一方、分散液6の初速度が前記上限値を超えると、得られるトナー粒子9の真球度が低下する傾向を示す。
Further, by using the vibration of the piezoelectric body for discharging the dispersion liquid, the dispersion liquid can be discharged more reliably at a predetermined interval. For this reason, it can prevent effectively that the granular dispersion liquid discharged collides and aggregates, and can prevent the formation of irregular-shaped powder more effectively.
The initial velocity of the
また、ヘッド部2から吐出される分散液6の粘度は、特に限定されないが、例えば、0.5〜200[mPa・s]であるのが好ましく、1〜25[mPa・s]であるのがより好ましい。分散液6の粘度が前記下限値未満であると、吐出される粒子(粒状の分散液6)の大きさを十分に制御するのが困難となり、得られるトナー粒子9のバラツキが大きくなる場合がある。一方、分散液6の粘度が前記上限値を超えると、形成される粒子の径が大きくなり、分散液6の吐出速度が遅くなるとともに、分散液6の吐出に要するエネルギー量も大きくなる傾向を示す。また、分散液6の粘度が特に大きい場合には、分散液6を液滴として吐出できなくなる。
Moreover, the viscosity of the
また、ヘッド部2から吐出される分散液6は、予め加温されたものであってもよい。このように分散液6を加温することにより、例えば、分散質61が室温で固体状態(または粘度が比較的高い状態)のものであっても、吐出時において、分散質を溶融状態(または粘度が比較的低い状態、軟化状態)にさせることができる。その結果、後述する固化部3において、粒状の分散液6中に含まれる分散質61の凝集(融合)が円滑に進行し、得られるトナー粒子9の円形度が特に高いものとなる。
Further, the
また、分散液6の一滴分の吐出量は、分散液6中に占める分散質61の含有率等により若干異なるが、0.05〜500plであるのが好ましく、0.5〜5plであるのがより好ましい。分散液6の一滴分の吐出量をこのような範囲の値にすることにより、トナー粒子9を適度な粒径のものにすることができる。
ところで、ヘッド部2から吐出される粒状の分散液6は、一般に、分散液6中の分散質61に比べて十分に大きいものである。すなわち、粒状の分散液6中には、多数個の分散質61が分散した状態となっている。このため、分散質61の粒径のバラツキが比較的大きいものであっても、吐出される粒状の分散液6中に占める分散質61の割合は、各液滴でほぼ均一である。したがって、分散質61の粒径のバラツキが比較的大きい場合であっても、分散液6の吐出量をほぼ均一とすることにより、トナー粒子9は粒径のバラツキの小さいものとなる。このような傾向は、より顕著なものとなる。例えば、吐出される分散液6の平均粒径をDd[μm]、分散液6中における分散質61の平均粒径をDm[μm]としたとき、Dm/Dd<0.5の関係を満足するのが好ましく、Dm/Dd<0.2の関係を満足するのがより好ましい。
Further, the discharge amount of one drop of the
Incidentally, the
また、吐出される分散液6の平均粒径をDd[μm]、製造されるトナー粒子の平均粒径をDt[μm]としたとき、0.05≦Dt/Dd≦1.0の関係を満足するのが好ましく、0.1≦Dt/Dd≦0.8の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、十分に微細で、かつ、円形度が大きく、粒度分布がシャープなトナー粒子9を比較的容易に得ることができる。
Further, when the average particle size of the discharged
圧電素子22の振動数は、特に限定されないが、1kHz〜500MHzであるのが好ましく、5kHz〜200MHzであるのがより好ましい。圧電素子22の振動数が前記下限値未満であると、トナーの生産性が低下する。一方、圧電素子22の振動数が前記上限値を超えると、粒状の分散液6の吐出が追随できなくなり、分散液6一滴分の大きさのバラツキが大きくなる可能性がある。
The frequency of the
図示の構成のトナー製造装置1は、ヘッド部2を複数個有している。そして、これらのヘッド部2から、それぞれ、粒状の分散液6が固化部3に吐出される。
各ヘッド部2は、ほぼ同時に分散液6を吐出するものであってもよいが、少なくとも隣り合う2つのヘッド部で、分散液6の吐出タイミングが異なるように制御されたものであるのが好ましい。これにより、隣接するヘッド部2から吐出された粒状の分散液6が固化する前に、粒状の分散液が衝突し、凝集するのをより効果的に防止することができる。
The toner manufacturing apparatus 1 having the illustrated configuration has a plurality of head portions 2. Then, a
Each head unit 2 may discharge the
また、図2に示すように、トナー製造装置1は、ガス流供給手段10を有しており、このガス流供給手段10から供給されたガスが、ダクト101を介して、ヘッド部2−ヘッド部2間に設けられた各ガス噴射口7から、ほぼ均一の圧力で噴射される構成となっている。これにより、吐出部23から間欠的に吐出された粒状の分散液6の間隔を保ちつつ、分散液6を搬送し、固化させることができる。その結果、吐出される粒状の分散液6同士の衝突、凝集がより効果的に防止される。
Further, as shown in FIG. 2, the toner manufacturing apparatus 1 includes a gas
また、ガス流供給手段10から供給されたガスをガス噴射口7から噴射することにより、固化部3において、ほぼ一方向(図中、下方向)に流れるガス流を形成することができる。このようなガス流が形成されると、固化部3内の粒状の分散液6(トナー粒子9)をより効率良く搬送することができる。
また、ガス噴射口7からガスが噴射されることにより、各ヘッド部2から吐出される粒子の間に気流カーテンが形成され、例えば、隣り合うヘッド部から吐出された各粒子間での衝突、凝集をより効果的に防止することが可能となる。
In addition, by injecting the gas supplied from the gas flow supply means 10 from the
In addition, an air current curtain is formed between particles ejected from each head unit 2 by ejecting gas from the
また、ガス流供給手段10には、熱交換器11が取り付けられている。これにより、ガス噴射口7から噴射されるガスの温度を好ましい値に設定することができ、固化部3に吐出された粒状の分散液6を効率良く固化させることができる。
また、このようなガス流供給手段10を有すると、ガス流の供給量を調整すること等により、吐出部23から吐出された分散液6の固化速度等を容易にコントロールすることも可能となる。
A
Further, when such a gas flow supply means 10 is provided, the solidification speed of the
ガス噴射口7から噴射されるガスの温度は、分散液6中に含まれる分散質61、分散媒62の組成等により異なるが、通常、10〜250℃であるのが好ましく、15〜200℃であるのがより好ましい。ガス噴射口7から噴射されるガスの温度がこのような範囲の値であると、得られるトナー粒子9の形状の均一性を保ちつつ、分散液6中に含まれる分散媒62を効率良く除去することができ、トナーの生産性を特に優れたものとすることができる。
Although the temperature of the gas injected from the
また、ガス噴射口7から噴射されるガスの湿度は、例えば、50%RH以下であるのが好ましく、30%RH以下であるのがより好ましい。ガス噴射口7から噴射されるガスの湿度が50%RH以下であると、後述する固化部3において、分散液6に含まれる分散媒62を効率良く除去することが可能となり、トナーの生産性がさらに向上する。
ヘッド部2から吐出された粒状の分散液6は、固化部3を搬送されつつ固化することにより、トナー粒子9となる。
Moreover, the humidity of the gas injected from the
The
トナー粒子9は、例えば、吐出された粒状の分散液6から分散媒62を除去することにより得られる。このような場合、吐出された分散液6中の分散媒62が除去されるのに伴い、分散液6中に含まれる分散質61が凝集する。その結果、トナー粒子9は、分散質61の凝集体として得られる。なお、分散質61中に前述したような溶媒が含まれる場合には、通常、当該溶媒も固化部3において除去される。
分散液6中に含まれる分散質61の粒径は、通常、得られるトナー粒子9(吐出される粒状の分散液6)に比べて、十分に小さいものである。したがって、分散質61の凝集体として得られるトナー粒子9は、十分に円形度の大きいものとなる。
The
The particle size of the
また、分散媒61を除去してトナー粒子9を得る場合、通常、吐出部23から吐出される分散液6に比べて、得られるトナー粒子9は小さいものとなる。このため、吐出部23の面積(開口面積)が比較的大きい場合であっても、得られるトナー粒子9の大きさを比較的小さいものとすることができる。したがって、本発明では、ヘッド部2が、特別な精密加工を施すことにより得られたものでなくても(比較的容易に製造できるものであっても)、十分に微細なトナー粒子9を得ることができる。
Further, when the
また、上記のように、本発明では吐出部23の面積を極端に小さくする必要がないので、比較的容易に、各ヘッド部2から吐出される分散液6の粒度分布を、十分にシャープなものとすることができる。その結果、トナー粒子9も、粒径のバラツキの小さいもの、すなわち、粒度分布がシャープなものとなる。
以上説明したように、本発明では、吐出液として分散液を用いることにより、製造するトナー粒子9の粒径が十分に小さい場合であっても、容易に、その円形度を十分に高いものとし、かつ、粒度分布がシャープなものとすることができる。これにより、得られるトナーは、各粒子間での帯電が均一で、かつ、トナーを印刷に用いたときに、現像ローラ上に形成されるトナーの薄層が平準化、高密度化したものとなる。その結果、カブリ等の欠陥を生じ難く、よりシャープな画像を形成することができる。また、トナー粒子9の形状、粒径が揃っているため、トナー全体(トナー粒子9の集合体)としての嵩密度を大きくすることができる。その結果、同一容積のカートリッジ内へのトナーの充填量をより多くしたり、カートリッジの小型化を図る上でも有利である。
Further, as described above, in the present invention, since the area of the
As described above, in the present invention, by using a dispersion as the discharge liquid, even when the particle size of the
固化部3は、筒状のハウジング31で構成されている。
トナーの製造時において、ハウジング31内は、所定範囲の温度に保たれているのが好ましい。これにより、製造条件の差による各トナー粒子9間での特性のバラツキを少なくすることができ、トナー全体としての信頼性が向上する。
このように、ハウジング31内の温度を所定の範囲に保つ目的で、例えば、ハウジング31の内側または外側に熱源、冷却源を設置したり、ハウジング31を、熱媒体または冷却媒体の流路が形成されたジャケットとしてもよい。
The solidified
During the production of the toner, the inside of the
As described above, for the purpose of keeping the temperature in the
固化部3内の温度(雰囲気温度)は、分散液6中に含まれる分散質61、分散媒62の組成等により異なるが、通常、0〜120℃であるのが好ましく、10〜110℃であるのがより好ましく、15〜100℃であるのがさらに好ましい。固化部3内の温度がこのような範囲の値であると、得られるトナー粒子9の形状の均一性、安定性を十分に高いものとしつつ、分散液6中に含まれる分散媒62を効率良く除去することができ、結果として、トナーの生産性を特に優れたものとすることができる。また、トナー粒子9の形成をより円滑に進行させることができるため、トナー製造装置1の小型化に寄与することができる。
The temperature (atmosphere temperature) in the solidified
また、図示の構成では、ハウジング31内の圧力は、圧力調整手段12により調整される構成となっている。このように、ハウジング31内の圧力を調整することにより、吐出された分散液6中の分散媒62を効率良く除去することが可能となり、トナーの生産性が向上する。なお、図示の構成では、圧力調製手段12は、接続管121でハウジング31に接続されている。また、接続管121のハウジング31と接続する端部付近には、その内径が拡大した拡径部122が形成されており、さらに、トナー粒子9等の吸い込みを防止するためのフィルター123が設けられている。
In the illustrated configuration, the pressure in the
ハウジング31内の圧力は、特に限定されないが、150kPa以下であるのが好ましく、100〜120kPaであるのがより好ましく、100〜105kPaであるのがさらに好ましい。ハウジング31内の圧力が前記範囲内の値であると、例えば、異形状のトナー粒子9の発生等を十分に防止しつつ、液滴状の分散液6から分散媒62(分散媒62を構成する溶媒材料)を、より円滑に除去することができる。
Although the pressure in the
また、上記の説明では、固化部3において、分散液6から分散媒62が除去されることにより、粒状の分散液6中の分散質61が凝集(融合)し、トナー粒子9が得られるものとして説明したが、トナー粒子は、このようにして得られるものに限定されない。例えば、分散質61中に樹脂材料の前駆体(例えば、前記樹脂材料に対応するモノマー、ダイマー、オリゴマー等)が含まれる場合、固化部3において重合反応を進行させることにより、トナー粒子9を得るような方法であってもよい。
In the above description, the
また、ハウジング31には、電圧を印加するための電圧印加手段8が接続されている。電圧印加手段8で、ハウジング31の内面側に、粒状の分散液6(トナー粒子9)と同じ極性の電圧を印加することにより、これにより、以下のような効果が得られる。
通常、トナー粒子は、正または負に帯電している。このため、トナー粒子と異なる極性に帯電した帯電物があると、トナー粒子は、当該帯電物に、静電的に引き付けられ付着するという現象が起こる。一方、トナー粒子と同じ極性に帯電した帯電物があると、当該帯電物とトナー粒子とは、互いに反発しあい、前記帯電物表面にトナーが付着するという現象を効果的に防止することができる。したがって、ハウジング31の内面側に、粒状の分散液6(トナー粒子9)と同じ極性の電圧を印加することにより、ハウジング31の内面に分散液6(トナー粒子9)が付着するのを効果的に防止することができる。これにより、異形状のトナー粉末の発生をより効果的に防止することができるとともに、トナー粒子9の回収効率も向上する。
The
Usually, the toner particles are positively or negatively charged. For this reason, when there is a charged substance charged with a polarity different from that of the toner particles, a phenomenon occurs in which the toner particles are electrostatically attracted and attached to the charged substance. On the other hand, if there is a charged material charged to the same polarity as the toner particles, the charged material and the toner particles repel each other, and the phenomenon that the toner adheres to the surface of the charged material can be effectively prevented. Therefore, by applying a voltage having the same polarity as that of the granular dispersion liquid 6 (toner particles 9) to the inner surface side of the
ハウジング31は、回収部5付近に、図1中の下方向に向けて、その内径が小さくなる縮径部311を有している。このような縮径部311が形成されることにより、トナー粒子9の回収を効率良く回収することができる。なお、前述したように、吐出部23から吐出された分散液6は、固化部3において固化されるが、回収部5付近においてはこのような固化はほぼ完全に完了しており、縮径部311付近では、各粒子が接触しても凝集等の問題はほとんど発生しない。
The
粒状の分散液6を固化することにより得られたトナー粒子9は、回収部5に回収される。
以上のようにして得られたトナーに対しては、必要に応じて、熱処理等の各種処理を施してもよい。これにより、トナー粒子9を構成する分散質由来の微粒子の接合を進行させ、トナー粒子9の機械的強度(機械的安定性)をさらに優れたものとすることができる。また、このような熱処理を施すことにより、トナー粒子9の円形度を特に大きなものとすることができる。
The
The toner obtained as described above may be subjected to various kinds of treatment such as heat treatment as necessary. Thereby, the joining of the fine particles derived from the dispersoid constituting the
また、上記のようなトナーに対しては、必要に応じて、分級処理、外添処理等の各種処理を施してもよい。
分級処理には、例えば、ふるい、気流式分級機等を用いることができる。
また、外添処理に用いられる外添剤としては、例えば、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、チタニア、酸化亜鉛、アルミナ、マグネタイト等の金属酸化物、窒化珪素等の窒化物、炭化珪素等の炭化物、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、脂肪族金属塩等の無機材料で構成された微粒子、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、脂肪族金属塩等の有機材料で構成された微粒子やこれらの複合物で構成された微粒子等が挙げられる。
In addition, the toner as described above may be subjected to various processes such as a classification process and an external addition process as necessary.
For the classification treatment, for example, a sieve, an airflow classifier or the like can be used.
Examples of the external additive used for the external addition treatment include metal oxides such as silica, aluminum oxide, titanium oxide, strontium titanate, cerium oxide, magnesium oxide, chromium oxide, titania, zinc oxide, alumina, and magnetite. Fine particles composed of inorganic materials such as nitrides such as silicon nitride, carbides such as silicon carbide, calcium sulfate, calcium carbonate, aliphatic metal salts, acrylic resins, fluororesins, polystyrene resins, polyester resins, aliphatic metal salts Fine particles composed of organic materials such as these, and fine particles composed of a composite of these.
また、外添剤としては、上記のような微粒子の表面に、HMDS、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、フッ素含有シラン系カップリング剤、シリコーンオイル等により表面処理を施したものを用いてもよい。
以上のようにして製造される本発明のトナーは、均一な形状を有し、粒度分布のシャープな(幅の小さい)ものである。特に、本発明では、真球に近い形状のトナー粒子を得ることができる。
As the external additive, the surface of the fine particles as described above is subjected to a surface treatment with HMDS, a silane coupling agent, a titanate coupling agent, a fluorine-containing silane coupling agent, silicone oil or the like. It may be used.
The toner of the present invention produced as described above has a uniform shape and a sharp particle size distribution (small width). In particular, in the present invention, toner particles having a shape close to a true sphere can be obtained.
具体的には、トナー(トナー粒子)は、下記式(I)で表される平均円形度Rが0.95以上であるのが好ましく、0.96以上であるのがより好ましく、0.97以上であるのがさらに好ましく、0.98以上であるのが最も好ましい。平均円形度Rが0.95以上であると、トナーの転写効率は、さらに優れたものとなる。
R=L0/L1・・・(I)
(ただし、式中、L1[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の周囲長、L0[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の面積に等しい面積の真円(完全な幾何学的円)の周囲長を表す。)
また、トナーは、各粒子間での平均円形度の標準偏差が0.02以下であるのが好ましく、0.015以下であるのがより好ましく、0.01以下であるのがさらに好ましい。各粒子間での平均円形度の標準偏差が0.02以下であると、帯電特性、定着特性等のバラツキが特に小さくなり、トナー全体としての、信頼性がさらに向上する。
Specifically, the toner (toner particles) preferably has an average circularity R represented by the following formula (I) of 0.95 or more, more preferably 0.96 or more, and 0.97. More preferably, it is 0.98 or more. When the average circularity R is 0.95 or more, the toner transfer efficiency is further improved.
R = L 0 / L 1 (I)
(Where, L 1 [μm] is the circumference of the projected image of the toner particles to be measured, and L 0 [μm] is a perfect circle having an area equal to the area of the projected image of the toner particles to be measured (completely (Represents the perimeter of a geometric circle)
The toner preferably has a standard deviation of average circularity between particles of 0.02 or less, more preferably 0.015 or less, and further preferably 0.01 or less. When the standard deviation of the average circularity between the particles is 0.02 or less, variations such as charging characteristics and fixing characteristics are particularly reduced, and the reliability of the toner as a whole is further improved.
以上のようにして得られるトナーの体積基準の平均粒径は、2〜20μmであるのが好ましく、4〜10μmであるのがより好ましい。トナーの平均粒径が前記下限値未満であると、均一に帯電させるのが困難になるとともに、静電潜像担持体(例えば、感光体等)表面への付着力が大きくなり、結果として、転写残トナーの増加を招く場合がある。一方、トナーの平均粒径が前記上限値を超えると、トナーを用いて形成される画像の輪郭部分、特に文字画像やライトパターンの現像での再現性が低下する。 The volume-based average particle diameter of the toner obtained as described above is preferably 2 to 20 μm, and more preferably 4 to 10 μm. When the average particle size of the toner is less than the lower limit, it becomes difficult to uniformly charge, and the adhesion force to the surface of the electrostatic latent image carrier (for example, a photoreceptor) increases. As a result, There may be an increase in the residual toner. On the other hand, when the average particle size of the toner exceeds the upper limit, the reproducibility of the contour portion of an image formed using the toner, particularly a character image or a light pattern, is deteriorated.
また、トナーは、各粒子間での粒径の標準偏差が1.5μm以下であるのが好ましく、1.3μm以下であるのがより好ましく、1.0μm以下であるのがさらに好ましい。各粒子間での粒径の標準偏差が1.5μm以下であると、帯電特性、定着特性等のバラツキが特に小さくなり、トナー全体としての、信頼性がさらに向上する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下、本実施形態について、前述した実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
本実施形態のトナー製造装置は、ヘッド部の構成が異なる以外は、前記第1実施形態と同様の構成を有する。
図3は、本実施形態のトナー製造装置のヘッド部付近の構造を模式的に示す図である。
Further, the toner preferably has a standard deviation of the particle size between particles of 1.5 μm or less, more preferably 1.3 μm or less, and even more preferably 1.0 μm or less. When the standard deviation of the particle diameter between the particles is 1.5 μm or less, variations in charging characteristics, fixing characteristics and the like are particularly small, and the reliability of the toner as a whole is further improved.
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiments, and description of similar matters will be omitted.
The toner manufacturing apparatus of the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the configuration of the head unit is different.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a structure in the vicinity of the head portion of the toner manufacturing apparatus of the present embodiment.
図3に示すように、本実施形態のトナー製造装置では、ヘッド部2に、音響レンズ(凹面レンズ)25が設置されている。このような音響レンズ25が設置されることにより、例えば、圧電素子22が発生した圧力パルス(振動エネルギー)を、吐出部23付近の圧力パルス収束部26で収束させることができる。その結果、圧電素子22が発生した振動エネルギーを、分散液6を吐出させるためのエネルギーとして、効率良く利用することができる。したがって、分散液貯留部21に貯留された分散液6が比較的高粘度のものであっても、確実に吐出部23から吐出させることができる。また、分散液貯留部21に貯留された分散液6が凝集力(表面張力)の比較的大きいものであっても、微細な液滴として吐出することが可能となるため、容易かつ確実に、トナー粒子9の粒径を比較的小さい値にコントロールすることができる。
このように、本実施形態では、分散液6として、より粘度の高い材料や、凝集力の大きい材料を用いた場合であっても、トナー粒子9を所望の形状、大きさにコントロールすることができるので、材料選択の幅が特に広くなり、所望の特性を有するトナーをさらに容易に得ることができる。
As shown in FIG. 3, in the toner manufacturing apparatus of the present embodiment, an acoustic lens (concave lens) 25 is installed in the head unit 2. By installing such an
As described above, in this embodiment, the
また、本実施形態では、収束した圧力パルスにより分散液6を吐出させるため、吐出部23の面積(開口面積)が比較的大きい場合であっても、吐出する分散液6の大きさを比較的小さいものにすることができる。すなわち、トナー粒子9の粒径を比較的小さくしたい場合であっても、吐出部23の面積を大きくすることができる。これにより、分散液6が比較的高粘度のものであっても、吐出部23における目詰まりの発生等をより効果的に防止することができる。
In the present embodiment, since the
以上、本発明のトナーの製造方法、トナーおよびトナー製造装置について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明のトナー製造装置を構成する各部は、同様の機能を発揮する任意のものと置換、または、その他の構成を追加することもできる。例えば、前述した実施形態では、粒状の分散液を鉛直下方に向けて吐出する構成について説明したが、分散液の吐出方向は、鉛直上方、水平方向等、いかなる方向であってもよい。また、図7に示すように、分散液6の吐出方向と、ガス噴射口7から噴射されるガスの噴射方向とが、ほぼ垂直となる構成のものであってもよい。この場合、吐出された粒状の分散液6は、ガス流によりその進行方向が変わり、吐出部23からの吐出方向に対してほぼ直角に搬送されることになる。
The toner production method, toner, and toner production apparatus of the present invention have been described based on the preferred embodiments, but the present invention is not limited to this.
For example, each unit constituting the toner manufacturing apparatus of the present invention can be replaced with an arbitrary one that exhibits the same function, or another configuration can be added. For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the granular dispersion liquid is discharged downward in the vertical direction has been described. However, the discharge direction of the dispersion liquid may be any direction such as vertically upward or in the horizontal direction. Moreover, as shown in FIG. 7, the thing of the structure from which the discharge direction of the
また、前記第2実施形態では、音響レンズとして凹面レンズを用いた構成について説明したが、音響レンズはこれに限定されるものではない。例えば、音響レンズとして、フレネルレンズ、電子走査レンズ等を用いてもよい。
さらに、前記第2実施形態では、音響レンズ25と吐出部23との間に、分散液6のみを介在させた構成について説明したが、例えば、図4〜図6に示すように、音響レンズ25と吐出部23との間に、吐出部23に向けて、収斂する形状を有する絞り部材13等を配置してもよい。これにより、圧電素子22が発生した圧力パルス(振動エネルギー)の収束を補助することができ、圧電素子22が発生した圧力パルスをさらに効率良く利用することができる。
Moreover, although the said 2nd Embodiment demonstrated the structure which used the concave lens as an acoustic lens, an acoustic lens is not limited to this. For example, a Fresnel lens, an electronic scanning lens, or the like may be used as the acoustic lens.
Furthermore, in the said 2nd Embodiment, although the structure which interposed only the
また、前述した実施形態では圧電パルスによりヘッド部から分散液を間欠的に吐出するものとして説明したが、分散液の吐出方法(噴射方法)としては、他の方法を用いることもできる。例えば、分散液を吐出(噴射)する方法としては、スプレードライ法や、いわゆるバブルジェット(「バブルジェット」は登録商標)法等の方法のほか、「分散液を、ガス流で平滑面に押し付けて薄く引き伸ばして薄層流とし、当該薄層流を前記平滑面から離して微粒子として噴射するようなノズルを用いて、分散液を液滴状に(微粒子として)噴射する方法(特願2002−321889号明細書に記載されたような方法)」等を用いてもよい。スプレードライ法は、高圧のガスを用いて、液体(分散液)を噴射(噴霧)させることにより、液滴を得る方法である。また、いわゆるバブルジェット(「バブルジェット」は登録商標)法を適用した方法としては、特願2002−169348号明細書に記載された方法等が挙げられる。すなわち、分散液を吐出(噴射)する方法として、「気体の体積変化によりヘッド部から分散液を間欠的に吐出する方法」を適用することができる。 In the above-described embodiment, the dispersion liquid is intermittently ejected from the head portion by the piezoelectric pulse. However, other methods can be used as a dispersion liquid ejection method (injection method). For example, as a method for discharging (injecting) the dispersion liquid, a method such as a spray drying method or a so-called bubble jet (“Bubble Jet” is a registered trademark) method is used, and “the dispersion liquid is pressed against a smooth surface with a gas flow. A method of injecting a dispersion liquid in the form of droplets (as fine particles) using a nozzle that draws the thin layer flow into a thin laminar flow and injects the thin laminar flow away from the smooth surface as fine particles (Japanese Patent Application 2002-2002). The method as described in the specification of US Pat. No. 3,218,89) may be used. The spray drying method is a method of obtaining liquid droplets by spraying (spraying) a liquid (dispersion) using a high-pressure gas. Moreover, as a method to which a so-called bubble jet (“bubble jet” is a registered trademark) method is applied, a method described in the specification of Japanese Patent Application No. 2002-169348 can be cited. That is, as a method for ejecting (injecting) the dispersion liquid, a “method for intermittently ejecting the dispersion liquid from the head portion by a change in gas volume” can be applied.
[1]トナーの製造
(実施例1)
まず、結着樹脂としてポリエステル樹脂(ガラス転移点Tg:62℃、軟化点T1/2:108℃、重量平均分子量Mw:9800):100重量部、着色剤としてフタロシアニン顔料(大日精化社製、フタロシアニンブルー):5重量部、帯電制御剤としてサリチル酸Cr錯体(ボントロンE−81、オリエント化学工業社製):1重量部、ワックスとしてカルナウバワックス:3重量部、溶媒としてテトラヒドロフラン(和光純薬社製):300重量部を用意した。
[1] Production of toner (Example 1)
First, polyester resin as a binder resin (glass transition point Tg: 62 ° C., softening point T 1/2 : 108 ° C., weight average molecular weight Mw: 9800): 100 parts by weight, phthalocyanine pigment (manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.) as a colorant Phthalocyanine blue): 5 parts by weight, Cr-salicylic acid complex as a charge control agent (Bontron E-81, manufactured by Orient Chemical Industries): 1 part by weight, carnauba wax as a wax: 3 parts by weight, tetrahydrofuran as a solvent (Wako Pure Chemicals) 300 parts by weight were prepared.
これらの各成分をボールミルにて10時間混合分散し、結着樹脂溶液(樹脂液)を調製した。
一方、分散剤としてのポリアクリル酸ナトリウム(和光純薬社製、平均重合度n=2700〜7500):10重量部をイオン交換水:590重量部に溶解した水溶液(水性溶液)を用意した。
These components were mixed and dispersed with a ball mill for 10 hours to prepare a binder resin solution (resin solution).
On the other hand, an aqueous solution (aqueous solution) prepared by dissolving 10 parts by weight of sodium polyacrylate as a dispersant (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, average polymerization degree n = 2700-7500) in 590 parts by weight of ion-exchanged water was prepared.
次に、この水溶液:600重量部を3リットルの丸底ステンレス容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化工社製)を用いて、回転数:4000rpmで攪拌しながら、結着樹脂溶液:409重量部を10分かけて徐々に滴下した。この際、液温を70℃に保持した。結着樹脂溶液の滴下完了からさらに10分間、液温を70℃に保持しつつ攪拌して、乳化液を得た。
次に、温度:45℃、雰囲気圧力:10〜20kPaの条件下で、乳化液(分散質)中のテトラヒドロフランを除去し、その後、室温まで冷却し、さらに、イオン交換水を加えることにより、固形微粒子が分散した結着樹脂懸濁液(分散液)を得た。
Next, 600 parts by weight of this aqueous solution is placed in a 3 liter round bottom stainless steel container, and a binder resin solution: 409 weights while stirring at a rotation speed of 4000 rpm using a TK homomixer (manufactured by Tokki Kako). The portion was gradually added dropwise over 10 minutes. At this time, the liquid temperature was kept at 70 ° C. The emulsion was further stirred for 10 minutes while maintaining the liquid temperature at 70 ° C. after the completion of the dropwise addition of the binder resin solution.
Next, under conditions of temperature: 45 ° C. and atmospheric pressure: 10 to 20 kPa, tetrahydrofuran in the emulsion (dispersoid) is removed, then cooled to room temperature, and further ion-exchanged water is added to form a solid. A binder resin suspension (dispersion) in which fine particles were dispersed was obtained.
その後、得られた結着樹脂懸濁液(分散液)に脱気処理を施した。脱気処理は、攪拌した状態の結着樹脂懸濁液(分散液)を、14kPaの雰囲気中に10分間置くことにより行った。脱気処理時における雰囲気温度は、25℃であった。このようにして得られた結着樹脂懸濁液(分散液)中における固形分(分散質)濃度は、10wt%であった。また、結着樹脂懸濁液(分散液)の25℃における粘度は、2mPa・sであった。また、結着樹脂懸濁液を構成する分散質の平均粒径Dmは、0.4μmであった。なお、分散質の平均粒径の測定は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製、LA−920)を用いて行った。 Thereafter, the obtained binder resin suspension (dispersion) was degassed. The deaeration treatment was performed by placing the binder resin suspension (dispersion) in a stirred state in an atmosphere of 14 kPa for 10 minutes. The ambient temperature during the deaeration treatment was 25 ° C. The solid content (dispersoid) concentration in the binder resin suspension (dispersion) thus obtained was 10 wt%. The viscosity of the binder resin suspension (dispersion) at 25 ° C. was 2 mPa · s. Moreover, the average particle diameter Dm of the dispersoid constituting the binder resin suspension was 0.4 μm. The average particle size of the dispersoid was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (LA-920, manufactured by Horiba, Ltd.).
脱気処理済みの分散液(結着樹脂懸濁液)を、図1、図2に示すようなトナー製造装置の分散液供給部内に投入した。分散液供給部内の分散液を攪拌手段で攪拌しつつ、定量ポンプによりヘッド部の分散液貯留部に供給し、吐出部から固化部に吐出させた。吐出部は、直径:26μmの円形状をなすものとした。また、ヘッド部としては、吐出部付近に、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン)コートによる疎水化処理が施されたものを用いた。 The degassed dispersion (binder resin suspension) was put into a dispersion supply section of a toner production apparatus as shown in FIGS. While stirring the dispersion liquid in the dispersion liquid supply part with the stirring means, the liquid was supplied to the dispersion liquid storage part of the head part by the metering pump, and was discharged from the discharge part to the solidification part. The discharge part had a circular shape with a diameter of 26 μm. Further, as the head portion, a head portion that has been subjected to a hydrophobic treatment with a fluororesin (polytetrafluoroethylene) coat in the vicinity of the discharge portion is used.
分散液の吐出は、ヘッド部内における分散液温度を25℃、圧電体の振動数を10kHz、吐出部から吐出される分散液の初速度を4m/秒、ヘッド部から吐出される分散液の一滴分の吐出量を3pl(粒径Dd:18μm、重量:約3ng)に調整した状態で行った。また、分散液の吐出は、複数個のヘッド部のうち少なくとも隣接しあうヘッド部で、分散液の吐出タイミングがずれるようにして行った。 Dispersion liquid is discharged at a dispersion temperature of 25 ° C. in the head part, the frequency of the piezoelectric body is 10 kHz, the initial speed of the dispersion liquid discharged from the discharge part is 4 m / second, and one drop of the dispersion liquid discharged from the head part. The discharge amount was adjusted to 3 pl (particle size Dd: 18 μm, weight: about 3 ng). Further, the dispersion liquid was discharged so that the discharge timing of the dispersion liquid was shifted in at least adjacent head parts among the plurality of head parts.
また、分散液の吐出時には、ガス噴射口から温度:100℃、湿度:27%RH、流速:4m/秒の空気を鉛直下方に噴射し、また、ハウジング内の温度(雰囲気温度)は、20〜90℃となるように調節した。また、ハウジング内の圧力(雰囲気圧力)は、100〜105kPaとなるように調節した。固化部の長さ(搬送方向の長さ)は、2mであった。 At the time of discharging the dispersion, air having a temperature of 100 ° C., humidity of 27% RH, and a flow velocity of 4 m / second is jetted vertically downward from the gas injection port, and the temperature in the housing (atmosphere temperature) is 20 It adjusted so that it might become -90 degreeC. The pressure in the housing (atmospheric pressure) was adjusted to be 100 to 105 kPa. The length of the solidified part (length in the transport direction) was 2 m.
固化部内において、吐出した分散液から分散媒が除去され、分散質の凝集体としての粒子が形成された。
固化部で形成された粒子をサイクロンにて回収した。回収した粒子は、平均円形度Rが0.974、円形度標準偏差が0.012であった。体積基準の平均粒径Dtは、6.4μmであった。体積基準の粒径標準偏差は0.8μmであった。なお、円形度の測定は、フロー式粒子像解析装置(東亜医用電子社製、FPIA−2000)を用いて、水分散系で行った。ただし、円形度Rは、下記式(I)で表されるものとする。
R=L0/L1・・・(I)
(ただし、式中、L1[μm]は、測定対象の粒子の投影像の周囲長、L0[μm]は、測定対象の粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。)
得られた粒子100重量部に疎水性シリカ1.0重量部を添加し、最終的なトナーを得た。最終的に得られたトナーの体積基準の平均粒径は、6.5μmであった。
In the solidification part, the dispersion medium was removed from the discharged dispersion liquid, and particles as aggregates of dispersoids were formed.
The particles formed in the solidified part were collected with a cyclone. The recovered particles had an average circularity R of 0.974 and a circularity standard deviation of 0.012. The volume-based average particle diameter Dt was 6.4 μm. The volume standard particle size standard deviation was 0.8 μm. The circularity was measured in a water dispersion system using a flow particle image analyzer (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd., FPIA-2000). However, the circularity R is represented by the following formula (I).
R = L 0 / L 1 (I)
(Wherein, L 1 [μm] is the circumference of the projected image of the particle to be measured, and L 0 [μm] is the circumference of a perfect circle having an area equal to the area of the projected image of the particle to be measured. Represents.)
To 100 parts by weight of the obtained particles, 1.0 part by weight of hydrophobic silica was added to obtain a final toner. The finally obtained toner had a volume-based average particle size of 6.5 μm.
(比較例1)
まず、結着樹脂としてポリエステル樹脂(ガラス転移点Tg:62℃、軟化点T1/2:108℃、重量平均分子量Mw:9800):300重量部、着色剤としてフタロシアニン顔料(大日精化社製、フタロシアニンブルー):15重量部、帯電制御剤としてサリチル酸Cr錯体(ボントロンE−81、オリエント化学工業社製):3重量部、ワックスとしてカルナウバワックス:9重量部、溶媒としてトルエン(和光純薬社製):300重量部を用意した。
(Comparative Example 1)
First, polyester resin as a binder resin (glass transition point Tg: 62 ° C., softening point T 1/2 : 108 ° C., weight average molecular weight Mw: 9800): 300 parts by weight, phthalocyanine pigment (manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.) as a colorant , Phthalocyanine blue): 15 parts by weight, Cr salt of salicylic acid as a charge control agent (Bontron E-81, manufactured by Orient Chemical Industries): 3 parts by weight, carnauba wax as wax: 9 parts by weight, toluene as a solvent (Wako Pure Chemical) 300 parts by weight were prepared.
これらの各成分を85℃に保ちながら混合攪拌し、結着樹脂溶液(樹脂液)を調製した。
その後、得られた結着樹脂溶液(樹脂液)に脱気処理を施した。脱気処理は、攪拌した状態の結着樹脂溶液(樹脂液)を、14kPaの雰囲気中に10分間置くことにより行った。脱気処理時における雰囲気温度は、25℃であった。このようにして得られた結着樹脂溶液(樹脂液)の25℃における粘度は、12mPa・sであった。
These components were mixed and stirred while maintaining at 85 ° C. to prepare a binder resin solution (resin solution).
Thereafter, the obtained binder resin solution (resin solution) was degassed. The deaeration treatment was performed by placing the binder resin solution (resin solution) in a stirred state in an atmosphere of 14 kPa for 10 minutes. The ambient temperature during the deaeration treatment was 25 ° C. The viscosity of the binder resin solution (resin solution) thus obtained at 25 ° C. was 12 mPa · s.
次に、この結着樹脂溶液を、結着樹脂懸濁液(分散液)の代わりに用いた以外は、前記実施例1と同様にして、液滴状に吐出、固化させ、各液滴に対応する多数個の粒子を得た。
得られた粒子100重量部に疎水性シリカ(日本エアロジル社製、R−972):2.0重量部を添加し、最終的なトナーを得た。
Next, except that this binder resin solution was used in place of the binder resin suspension (dispersion liquid), it was discharged and solidified in the form of droplets in the same manner as in Example 1 above. A corresponding large number of particles were obtained.
To 100 parts by weight of the obtained particles, hydrophobic silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., R-972): 2.0 parts by weight was added to obtain a final toner.
(比較例2)
分散液に対して、脱気処理を施さずに、そのまま吐出液として用いた以外は前記実施例1と同様にしてトナーを製造した。
以上の実施例および各比較例について、トナーの製造条件を表1に示した。
(Comparative Example 2)
A toner was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the dispersion was not used as a discharge liquid without being subjected to a degassing treatment.
Table 1 shows the toner production conditions for the above examples and comparative examples.
[2]評価
上記のようにして得られた各トナーについて、耐久性、転写効率の評価を行った。
[2.1]耐久性
前記各実施例および前記各比較例で得られたトナーを、カラーレーザープリンタ(セイコーエプソン社製:LP−2000C)の現像機にセットした。その後、印字しないように、現像機を連続回転させた。12時間後、現像機を取り出し、現像ローラ上のトナー薄層の均一性を目視にて確認し、以下の4段階の基準に従い評価した。
◎:薄層に乱れがまったく認められない。
○:薄層に乱れがほとんど認められない。
△:薄層に多少の乱れが認められる。
×:薄層に筋状の乱れがはっきりと認められる。
[2] Evaluation The durability and transfer efficiency of each toner obtained as described above were evaluated.
[2.1] Durability The toner obtained in each of the above Examples and Comparative Examples was set in a developing machine of a color laser printer (manufactured by Seiko Epson Corporation: LP-2000C). Thereafter, the developing machine was continuously rotated so as not to print. After 12 hours, the developing machine was taken out, the uniformity of the toner thin layer on the developing roller was visually confirmed, and evaluated according to the following four criteria.
A: No disturbance is observed in the thin layer.
○: Disturbance is hardly observed in the thin layer.
Δ: Some disturbance is observed in the thin layer.
X: Streaky disturbance is clearly observed in the thin layer.
[2.2]転写効率
以上のようにして得られた各トナーについて、転写効率の評価を行った。
転写効率は、カラーレーザープリンタ(セイコーエプソン社製、LP−2000C)を用いて、以下のように評価した。
感光体への現像工程直後(転写前)の感光体上のトナーと、転写後(印刷後)の感光体上のトナーとを、別々のテープを用いて採取し、それぞれの重量を測定した。転写前の感光体上のトナー重量をWb[g]、転写後の感光体上のトナー重量をWa[g]としたとき、(Wb−Wa)×100/Wbとして求められる値を、転写効率とした。
[2.2] Transfer efficiency Transfer efficiency of each toner obtained as described above was evaluated.
The transfer efficiency was evaluated as follows using a color laser printer (manufactured by Seiko Epson Corporation, LP-2000C).
The toner on the photoconductor immediately after the development process to the photoconductor (before transfer) and the toner on the photoconductor after transfer (after printing) were collected using different tapes, and their weights were measured. When the toner weight on the photoconductor before transfer is W b [g] and the toner weight on the photoconductor after transfer is W a [g], it is obtained as (W b −W a ) × 100 / W b. The value was defined as transfer efficiency.
これらの結果を、トナー製造装置を用いて製造された粒子(トナー母粒子、シリカを添加する前のトナー粒子)の平均円形度R、円形度標準偏差、体積基準の平均粒径Dt、粒径標準偏差および最終的に得られたトナーの平均円形度R、円形度標準偏差、体積基準の平均粒径Dt、粒径標準偏差とともに表2に示す。 Based on these results, average circularity R, circularity standard deviation, volume-based average particle diameter Dt, particle diameter of particles (toner mother particles, toner particles before adding silica) manufactured using a toner manufacturing apparatus Table 2 shows the standard deviation and the average circularity R of the finally obtained toner, the circularity standard deviation, the volume-based average particle diameter Dt, and the particle diameter standard deviation.
表2から明らかなように、本発明(実施例1)のトナーは、円形度が大きく、粒度分布の幅の小さいものであった。また、形状のバラツキ(円形度の標準偏差)も小さかった。
これに対し、比較例のトナーは、円形度が特に小さく、比較的大きな凸部を有しているトナー粒子が数多く認められた。これは、以下のような理由によるものであると考えられる。
すなわち、実施例1では、ヘッド部から吐出する原料が分散液(懸濁液)であるため、ヘッド部から吐出させる際に、微視的に粘度の低い分散媒の部分で選択的に切断され、吐出液として吐出される。また、水性の分散媒は適度な表面張力を有しているため、吐出液は、吐出後速やかに球形状となる。また、実施例1では脱気処理を施した分散液を用いているため、固化部において、液滴状に吐出された分散液から分散媒が除去される際に、分散液中に気泡等が発生するのを効果的に防止することができる。これにより、最終的に得られるトナー中に異形状のトナー粒子(中空粒子、欠落粒子等)が混入することを効果的に防止することができ、結果として、実施例1のトナーは、各トナー粒子が均一な形状を有し、粒度分布の幅の小さいものになったものと思われる。これに対し、比較例1では、製造に用いる原料が微視的に見ても一様な粘度を有しているため、ヘッド部から吐出する際に液滴が尾を引くような形状になりやすい。また、比較例のトナーは、吐出液として溶液を用いて製造されたものであるため、固化部内における溶媒除去の際に上記のような形状(尾を引いたような形状)を保持した状態で固化する。このため、比較例1では、比較的大きな凸部を有するトナー粒子が発生したものと考えられる。また、脱気処理が施されていない分散液を用いた比較例2では、分散液中の気体の溶存量が多いため、トナー製造装置の固化部において分散媒が除去される際に、液滴状の分散液中に気泡が発生したり、このような気泡がはじけることにより、異形状のトナー粒子(中空粒子、欠落粒子等)が多く発生し、結果として、トナー粒子の形状、大きさのバラツキが大きくなり、トナー粒子の円形度も低いものになったと考えられる。
As is apparent from Table 2, the toner of the present invention (Example 1) had a large degree of circularity and a small width of the particle size distribution. Moreover, the variation in shape (standard deviation of circularity) was also small.
In contrast, the toner of the comparative example has a particularly small circularity, and a large number of toner particles having relatively large convex portions were observed. This is considered to be due to the following reasons.
That is, in Example 1, since the raw material discharged from the head part is a dispersion liquid (suspension), when it is discharged from the head part, it is selectively cut at the portion of the dispersion medium that is microscopically low in viscosity. And discharged as a discharge liquid. Further, since the aqueous dispersion medium has an appropriate surface tension, the discharge liquid becomes spherical immediately after discharge. In addition, since the dispersion liquid subjected to the deaeration process is used in Example 1, when the dispersion medium is removed from the dispersion liquid discharged in the form of droplets in the solidification unit, bubbles or the like are generated in the dispersion liquid. Generation | occurrence | production can be prevented effectively. As a result, it is possible to effectively prevent the toner particles (hollow particles, missing particles, etc.) having irregular shapes from being mixed into the finally obtained toner. The particles seem to have a uniform shape and a narrow particle size distribution. On the other hand, in Comparative Example 1, since the raw material used for manufacturing has a uniform viscosity even when viewed microscopically, the liquid droplet has a shape that draws a tail when ejected from the head portion. Cheap. In addition, since the toner of the comparative example is manufactured using a solution as a discharge liquid, the shape as described above (a shape with a tail) is maintained when the solvent is removed in the solidified portion. Solidify. For this reason, in Comparative Example 1, it is considered that toner particles having relatively large convex portions were generated. Further, in Comparative Example 2 using the dispersion liquid that has not been degassed, the amount of dissolved gas in the dispersion liquid is large, so that when the dispersion medium is removed in the solidification part of the toner production apparatus, the droplets When bubbles are generated in the liquid dispersion or when such bubbles are repelled, many irregularly shaped toner particles (hollow particles, missing particles, etc.) are generated. As a result, the shape and size of the toner particles are reduced. It is considered that the variation became large and the circularity of the toner particles was low.
また、表2から明らかなように、本発明のトナーは、転写効率に優れていた。これに対し、比較例のトナーは、転写効率に劣っていた。これは、比較例のトナーが各粒子間での形状、大きさ、特性のバラツキが大きいのに対し、本発明のトナーでは、このようなトナー粒子間での形状、大きさ、特性のバラツキが十分に小さいことによるものであると考えられる。また、本発明のトナーが優れた耐久性を有していたのに対し、比較例のトナーは耐久性に劣っていた。 Further, as apparent from Table 2, the toner of the present invention was excellent in transfer efficiency. In contrast, the toner of the comparative example was inferior in transfer efficiency. This is because the toner of the comparative example has a large variation in shape, size, and characteristics among the particles, whereas the toner of the present invention has a variation in shape, size, and characteristics between the toner particles. This is probably due to being small enough. Further, the toner of the present invention had excellent durability, while the toner of the comparative example was inferior in durability.
1……トナー製造装置 2……ヘッド部 21……分散液貯留部 22……圧電素子 221……下部電極 222……圧電体 223……上部電極 23……吐出部 24……振動板 25……音響レンズ 26……圧力パルス収束部 3……固化部 31……ハウジング 311……縮径部 4……分散液供給部 41……攪拌手段 5……回収部 6……分散液 61……分散質 62……分散媒 7……ガス噴射口 8……電圧印加手段 9……トナー粒子 10……ガス流供給手段 101……ダクト 11……熱交換器 12……圧力調整手段 121……接続管 122……拡径部 123……フィルター 13……絞り部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Toner manufacturing apparatus 2 ...
Claims (39)
前記分散液を脱気処理する脱気工程と、
前記脱気処理が施された分散液を微粒子化してヘッド部から噴射し、固化部内を搬送させつつ固化させ、粒状とする工程とを有することを特徴とするトナーの製造方法。 A dispersoid containing a raw material for toner production is a method for producing toner using a dispersion finely dispersed in a dispersion medium,
A degassing step of degassing the dispersion;
A method for producing a toner, comprising: a step of making the dispersion liquid subjected to the degassing treatment into fine particles, spraying from the head portion, solidifying the particles while transporting the inside of the solidifying portion, and granulating.
R=L0/L1・・・(I)
(ただし、式中、L1[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の周囲長、L0[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。) 36. The toner according to claim 33, wherein an average circularity R represented by the following formula (I) is 0.95 or more.
R = L 0 / L 1 (I)
(Where, L 1 [μm] is the circumference of the projected image of the toner particles to be measured, and L 0 [μm] is the circumference of a perfect circle having an area equal to the area of the projected image of the toner particles to be measured) Represents length)
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