JP2012141441A - Apparatus and method for manufacturing toner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、静電印刷、プリンタ、ファクシミリ、静電記録等における静電荷像を現像するためのトナーの製造装置及び製造方法に関する。 The present invention relates to a toner manufacturing apparatus and a manufacturing method for developing an electrostatic image in a copying machine, electrostatic printing, a printer, a facsimile machine, electrostatic recording, and the like.
電子写真、静電記録、静電印刷等における静電荷像を現像するために使用される現像剤は、例えば、静電荷像が形成されている静電潜像担持体に一旦付着され、次に、静電潜像担持体から転写紙等の記録媒体に転写された後、紙面に定着される。この場合、静電潜像担持体上に形成される静電荷像を現像するための現像剤として、キャリアとトナーとからなる二成分系現像剤、及びキャリアを必要としない一成分系現像剤(磁性トナー、非磁性トナー)が知られている。 The developer used to develop the electrostatic image in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, etc. is, for example, once attached to the electrostatic latent image carrier on which the electrostatic image is formed, After being transferred from the electrostatic latent image carrier to a recording medium such as transfer paper, it is fixed on the paper surface. In this case, as a developer for developing an electrostatic charge image formed on the electrostatic latent image carrier, a two-component developer composed of a carrier and a toner, and a one-component developer that does not require a carrier ( Magnetic toner and non-magnetic toner) are known.
従来より、電子写真、静電記録、静電印刷などに用いられる乾式トナーとしては、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂等のトナーバインダーを着色剤などと共に溶融混練し、微粉砕した、いわゆる粉砕型トナーが広く用いられている。また、最近では、懸濁重合法、乳化重合凝集法によるトナー製造法により製造された重合型トナーが提案されている。
しかしながら、前記懸濁重合法及び前記乳化重合凝集法には、使用可能な樹脂の汎用性が低いという問題がある。
Conventionally, dry toners used for electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like are so-called pulverized toners in which a toner binder such as a styrene resin or a polyester resin is melt-kneaded with a colorant and finely pulverized. Is widely used. Recently, a polymerization type toner produced by a toner production method using a suspension polymerization method or an emulsion polymerization aggregation method has been proposed.
However, the suspension polymerization method and the emulsion polymerization aggregation method have a problem that versatility of usable resins is low.
そこで、ポリマー溶解懸濁法と呼ばれる体積収縮を伴う方法により製造された重合型トナーが提案されている(例えば、特許文献1参照)。前記ポリマー溶解懸濁法は、トナー材料を低沸点有機溶媒などの揮発性溶剤に分散乃至溶解させ、これを分散剤の存在する水系媒体中で乳化、液滴化した後に揮発性溶剤を除去するものである。前記ポリマー溶解懸濁法は、前記懸濁重合法及び前記乳化重合凝集法と異なり、使用可能な樹脂の汎用性が高く、特に、透明性や定着後の画像部の平滑性が要求されるフルカラープロセスに有用なポリエステル樹脂を用いることができる点で優れている。
しかしながら、前記ポリマー溶解懸濁法においては、水系媒体中で分散剤を使用することを前提としているために、トナーの帯電特性を損なう分散剤がトナー表面に残存して環境安定性が損なわれるなどの不具合が発生することや、これを除去するために非常に大量の洗浄水を必要とするという問題がある。
Therefore, a polymerization type toner produced by a method involving volume shrinkage called a polymer dissolution suspension method has been proposed (for example, see Patent Document 1). In the polymer dissolution suspension method, a toner material is dispersed or dissolved in a volatile solvent such as a low-boiling organic solvent, and this is emulsified and formed into droplets in an aqueous medium containing a dispersant, and then the volatile solvent is removed. Is. Unlike the suspension polymerization method and the emulsion polymerization aggregation method, the polymer dissolution suspension method has high versatility of usable resins, and in particular, full color that requires transparency and smoothness of the image area after fixing. It is excellent in that a polyester resin useful for the process can be used.
However, since the polymer dissolution suspension method is based on the premise that a dispersant is used in an aqueous medium, a dispersant that impairs the charging characteristics of the toner remains on the toner surface, thereby impairing environmental stability. There arises a problem that a large amount of washing water is required to remove this problem.
そこで、水系媒体を用いないトナーの製造方法として、古くより噴霧造粒法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。前記噴霧造粒法は、トナー組成分の溶融液又はトナー組成液を溶解した液体を、様々なアトマイザーを用いて微粒子化して吐出し、乾燥させて粒子を得るため、水系媒体を用いることによる不具合は生じない。
しかしながら、従来の噴霧造粒法により得られる粒子は、比較的粗く大きなものであり、また、粒度分布も広いため、トナーそのものの特性を劣化させるという問題がある。
Therefore, a spray granulation method has been proposed for a long time as a method for producing toner without using an aqueous medium (see, for example, Patent Document 2). The above-mentioned spray granulation method is a problem due to the use of an aqueous medium in order to obtain particles by discharging a molten liquid of a toner composition or a liquid in which a toner composition liquid is dissolved into particles using various atomizers, and drying the particles. Does not occur.
However, the particles obtained by the conventional spray granulation method are relatively coarse and large and have a wide particle size distribution, which causes a problem of deteriorating the characteristics of the toner itself.
そこで、圧電パルスを利用してノズルから微小液滴を形成し、これを乾燥固化してトナーを製造するトナーの製造方法及び装置が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、前記トナーの製造方法及び装置にあっては、一つの圧電体を用いて一つのノズルからの液滴吐出しか行うことができず、単位時間当たりに吐出できる液滴数が少なく、生産性が悪いという問題がある。
Therefore, a toner manufacturing method and apparatus have been proposed in which fine droplets are formed from a nozzle using a piezoelectric pulse, and this is dried and solidified to manufacture toner (see, for example, Patent Document 3).
However, in the toner manufacturing method and apparatus, only one droplet can be ejected from one nozzle using one piezoelectric body, and the number of droplets that can be ejected per unit time is small. There is a problem that is bad.
また、圧電パルスを音響レンズにより収束し、収束した音響パルスによりトナー組成物をノズルから固化部に吐出させて微小液滴を形成し、これを乾燥固化してトナーを製造するトナーの製造方法及び装置が提案されている(例えば、特許文献4参照)。
しかしながら、前記トナーの製造方法及び装置にあっても、一つの圧電体を用いて一つのノズルからの液滴吐出しか行うことができず、単位時間当たりに吐出できる液滴数が少なく、生産性が悪いという問題がある。
In addition, a toner manufacturing method in which a piezoelectric pulse is converged by an acoustic lens, and a toner composition is ejected from a nozzle to a solidified portion by the converged acoustic pulse to form a fine droplet, which is dried and solidified to produce a toner; and An apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 4).
However, even in the toner manufacturing method and apparatus, only one droplet can be ejected from one nozzle using one piezoelectric body, and the number of droplets that can be ejected per unit time is small. There is a problem that is bad.
そこで、複数の吐出孔(ノズル)が形成された薄膜に対向した振動面を圧電体の伸縮により振動させ、一定の周波数でトナー組成物流体の液滴を吐出させ、この液体を固化させてトナー粒子を製造するトナーの製造方法が提案されている(例えば、特許文献5参照)。
しかしながら、前記トナーの製造方法は、一つの圧電体に対して複数の吐出孔を設けた場合、圧電体の振動が各吐出孔にまで伝わる速度が圧電体からの距離により異なるため、各吐出孔から吐出される液滴にタイムラグが生じ、吐出孔間で吐出量が異なってしまうという問題がある。
Therefore, the vibration surface facing the thin film in which a plurality of discharge holes (nozzles) are formed is vibrated by the expansion and contraction of the piezoelectric body, and droplets of the toner composition fluid are ejected at a constant frequency, and the liquid is solidified to form a toner. A toner manufacturing method for manufacturing particles has been proposed (see, for example, Patent Document 5).
However, in the toner manufacturing method, when a plurality of ejection holes are provided for one piezoelectric body, the speed at which the vibration of the piezoelectric body is transmitted to each ejection hole differs depending on the distance from the piezoelectric body. There is a problem that a time lag occurs in the liquid droplets discharged from the nozzles, and the discharge amount differs between the discharge holes.
そこで、流路に接続されている複数吐出孔が形成された薄膜を、この薄膜の周囲に配された電気機械変換手段で直接振動させトナー組成液を吐出して液滴化させ(膜振動型吐出手段)、この液滴を固化させてトナー粒子を製造するトナー粒子の製造方法及び装置が提案されている(例えば、特許文献6〜7参照)。前記トナー粒子の製造方法及び装置によれば、吐出孔が形成された薄膜を直接振動させることができることから、粒度の単一分散性を有したトナーを得ることができる。
しかしながら、前記トナー粒子の製造方法及び装置のように、複数の吐出孔が形成された薄膜と平行な方向に波動を生じさせ、トナー組成液を吐出し液滴化させる方法の場合、薄膜と平行な方向に振動速度分布ができることにより、吐出孔内のトナー組成液のメニスカスに加わる音圧、ひいてはトナー組成液の吐出速度に分布が生じる。その結果、メニスカスに加わる音圧が小さい箇所では吐出せず、また、吐出しても液滴間が合一しやすいため、単一分散性の液滴を吐出できる面積は、前記薄膜(吐出構造体、ノズルプレート)の面積に対して狭くなるという問題がある。単一分散性の液滴を吐出できる面積が狭いと、生産に必要な設備を広くしなければならないだけでなく、製造装置のエネルギー効率も低くなるため、前記面積の拡大が求められているのが現状である。
Therefore, the thin film formed with a plurality of discharge holes connected to the flow path is directly vibrated by the electromechanical conversion means arranged around the thin film to discharge the toner composition liquid to form droplets (film vibration type) (Discharge means) and a toner particle manufacturing method and apparatus for manufacturing toner particles by solidifying the droplets have been proposed (see, for example, Patent Documents 6 to 7). According to the toner particle manufacturing method and apparatus, since the thin film in which the ejection holes are formed can be directly vibrated, it is possible to obtain a toner having a monodispersity in particle size.
However, in the case of a method in which a wave is generated in a direction parallel to the thin film in which a plurality of ejection holes are formed and the toner composition liquid is ejected into droplets as in the toner particle manufacturing method and apparatus, the toner particle is parallel to the thin film. Since the vibration velocity distribution can be made in any direction, a distribution is generated in the sound pressure applied to the meniscus of the toner composition liquid in the discharge holes, and thus in the discharge speed of the toner composition liquid. As a result, the area where the monodisperse liquid droplets can be ejected is limited to the above-mentioned thin film (ejection structure) because the liquid droplets are not ejected at a place where the sound pressure applied to the meniscus is small and the liquid droplets are likely to coalesce even if ejected. Body, nozzle plate). If the area where monodisperse droplets can be ejected is small, not only will it be necessary to widen the equipment required for production, but also the energy efficiency of the manufacturing equipment will be reduced, so the area needs to be expanded. Is the current situation.
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、複数の吐出孔から同時に液滴を吐出でき、単一分散性の高い液滴を吐出できる面積が広く、単位時間当たりに吐出できる液滴数が多く、汎用性の高いトナーを効率よく製造できるトナーの製造装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems and achieve the following objects. That is, the present invention can eject droplets simultaneously from a plurality of ejection holes, has a wide area capable of ejecting highly monodisperse droplets, has a large number of droplets that can be ejected per unit time, and has high versatility. It is an object of the present invention to provide a toner manufacturing apparatus and a method for manufacturing the same.
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。即ち、少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成液を、複数の吐出孔から吐出して液滴を形成する液滴形成手段と、前記液滴化したトナー組成液を固化させて粒子を形成する粒子形成手段と、を有するトナーの製造装置において、前記液滴形成手段が、中央部と最外周部を固定され非固定部に前記複数の吐出孔が設けられた吐出構造体と、円板状及び円環状のいずれかの形状の振動発生体と、を有し、前記吐出構造体の複数の吐出孔が前記振動発生体の周囲に設けられていることで、複数の吐出孔から同時に液滴を吐出でき、単一分散性の高い液滴を吐出できる面積が広く、単位時間当たりに吐出できる液滴数が多く、汎用性の高いトナーを効率よく製造できることを知見し、本発明の完成に至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made extensive studies and as a result, obtained the following findings. That is, a toner composition liquid containing at least a resin and a colorant is ejected from a plurality of ejection holes to form droplets, and the dropletized toner composition liquid is solidified to form particles. In the toner manufacturing apparatus having the particle forming means, the droplet forming means includes a discharge structure in which the central portion and the outermost peripheral portion are fixed and the discharge holes are provided in the non-fixed portion, and a disk shape. And a ring-shaped vibration generator, and a plurality of discharge holes of the discharge structure are provided around the vibration generator so that droplets can be simultaneously discharged from the plurality of discharge holes. Has found that it has a wide area for ejecting highly monodisperse droplets, has a large number of droplets that can be ejected per unit time, and can efficiently produce highly versatile toner. It came.
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成液を、複数の吐出孔から吐出して液滴を形成する液滴形成手段と、前記液滴化したトナー組成液を固化させて粒子を形成する粒子形成手段と、を有するトナーの製造装置であって、前記液滴形成手段が、中央部と最外周部を固定され非固定部に前記複数の吐出孔が設けられた吐出構造体と、円板状及び円環状のいずれかの形状の振動発生体と、を有し、前記吐出構造体の複数の吐出孔が前記振動発生体の周囲に設けられていることを特徴とするトナーの製造装置である。
<2> 吐出構造体の複数の吐出孔が振動発生体の周囲に環状に設けられている前記<1>に記載のトナー製造装置である。
<3> 振動発生体が円環状であり、円環の内側において吐出液滴を搬送するための搬送気流を発生させる搬送気流発生部を有する前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーの製造装置である。
<4> 搬送気流の出口流速が10m/秒間〜50m/秒間である前記<3>に記載のトナーの製造装置である。
<5> 前記<1>から<4>のいずれかに記載のトナー製造装置を用いてトナーを製造する方法であって、少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成液を、中央部と最外周部を固定され非固定部に複数の吐出孔が設けられた吐出構造体が有する該複数の吐出孔から吐出して液滴を形成する液滴形成工程と、前記液滴化したトナー組成液を固化させて粒子を形成する粒子形成工程と、を含むことを特徴とするトナーの製造方法である。
The present invention is based on the above findings by the present inventors, and means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> Droplet forming means for forming a droplet by discharging a toner composition liquid containing at least a resin and a colorant from a plurality of discharge holes, and forming particles by solidifying the dropletized toner composition liquid A droplet forming means, wherein the droplet forming means has a central portion and an outermost peripheral portion fixed, and a plurality of discharge holes are provided in a non-fixed portion; and And a vibration generator having a disk-like shape or an annular shape, and a plurality of discharge holes of the discharge structure are provided around the vibration generator. Device.
<2> The toner manufacturing apparatus according to <1>, wherein the plurality of discharge holes of the discharge structure are provided in an annular shape around the vibration generator.
<3> The vibration generator according to any one of <1> to <2>, wherein the vibration generating body has an annular shape, and includes a transport airflow generation unit that generates a transport airflow for transporting the discharged droplets inside the ring. This is a toner manufacturing apparatus.
<4> The toner production apparatus according to <3>, wherein an outlet flow velocity of the conveying airflow is 10 m / second to 50 m / second.
<5> A method for producing toner using the toner production apparatus according to any one of <1> to <4>, wherein a toner composition liquid containing at least a resin and a colorant A droplet forming step of forming droplets by discharging from the plurality of discharge holes of a discharge structure having a fixed portion and a plurality of discharge holes provided in a non-fixed portion; and And a particle forming step of solidifying the particles to form a toner.
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、複数の吐出孔から同時に液滴を吐出でき、単一分散性の高い液滴を吐出できる面積が広く、単位時間当たりに吐出できる液滴数が多く、汎用性の高いトナーを効率よく製造できるトナーの製造装置及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, the conventional problems can be solved, the object can be achieved, droplets can be ejected simultaneously from a plurality of ejection holes, and a large area capable of ejecting highly monodisperse droplets is wide. Therefore, it is possible to provide a toner manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof that can efficiently manufacture a highly versatile toner with a large number of droplets that can be ejected per unit time.
(トナーの製造装置及び製造方法)
本発明のトナーの製造装置は、液滴形成手段と、粒子形成手段と、を少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の手段を有してなる。
本発明のトナーの製造方法は、液滴形成工程と、粒子形成工程と、を少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。本発明の前記トナーの製造方法は、前記トナーの製造装置により好適に行なわれる。
以下、本発明のトナーの製造装置の説明と併せて、本発明のトナーの製造方法について詳細に説明する。
(Toner production apparatus and production method)
The toner manufacturing apparatus of the present invention includes at least a droplet forming unit and a particle forming unit, and further includes other units as necessary.
The toner production method of the present invention includes at least a droplet forming step and a particle forming step, and further includes other steps as necessary. The toner production method of the present invention is preferably performed by the toner production apparatus.
Hereinafter, the toner manufacturing method of the present invention will be described in detail together with the description of the toner manufacturing apparatus of the present invention.
<液滴形成工程、液滴形成手段>
前記液滴形成工程は、トナー組成液を、複数の吐出孔から吐出して液滴を形成する工程であり、前記液滴形成手段により好適に行なわれる。
<Droplet formation process, droplet formation means>
The droplet forming step is a step of forming a droplet by discharging a toner composition liquid from a plurality of discharge holes, and is preferably performed by the droplet forming means.
<<液滴形成手段>>
前記液滴形成手段は、少なくとも前記複数の吐出孔が設けられた吐出構造体と、振動発生体と、を有し、更に必要に応じて、吐出構造体を固定する固定部や接合部、トナー組成液流路、その他の部材を有する。
<< Droplet formation means >>
The droplet forming means includes at least a discharge structure provided with the plurality of discharge holes, and a vibration generator, and further, if necessary, a fixing portion or a bonding portion for fixing the discharge structure, and toner It has a composition liquid channel and other members.
前記液滴形成手段としては、前記吐出構造体と前記振動発生体とを有する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記振動発生体の共振現象を利用して前記吐出構造体における複数の吐出孔から後述するトナー組成液を液滴状に吐出するものが好ましい。この場合、前記トナー組成液流路(貯留部、液室と称することもある。)の共振周波数が前記振動発生体の共振周波数と重なると、前記トナー組成液に所望の振動を与えることができないため、振動発生体の共振周波数が前記液室の共振周波数よりも低いことが、前記液室内の前記トナー組成液の圧力が均等に昇圧され、均一な吐出速度で液滴形成できる点でより好ましい。 The droplet forming means is not particularly limited as long as it is a means having the discharge structure and the vibration generator, and can be appropriately selected according to the purpose. It is preferable to use a plurality of discharge holes in the discharge structure to discharge a toner composition liquid described later in droplets. In this case, if the resonance frequency of the toner composition liquid flow path (also referred to as a reservoir or a liquid chamber) overlaps with the resonance frequency of the vibration generator, the toner composition liquid cannot be given a desired vibration. Therefore, it is more preferable that the resonance frequency of the vibration generator is lower than the resonance frequency of the liquid chamber because the pressure of the toner composition liquid in the liquid chamber can be increased uniformly and droplets can be formed at a uniform discharge speed. .
−吐出構造体−
前記吐出構造体は、中央部と最外周部を固定され非固定部に複数の吐出孔を有し、更に必要に応じて、その他の部位を有する。
前記吐出構造体としては、中央部と最外周部を固定され非固定部に複数の吐出孔を有するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、振動の点で、薄膜やプレート(板)が好ましい。
また、前記吐出構造体の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、金属板が好ましい。
-Discharge structure-
The discharge structure has a central portion and an outermost peripheral portion fixed, has a plurality of discharge holes in a non-fixed portion, and further has other portions as necessary.
The discharge structure is not particularly limited as long as it has a central portion and an outermost peripheral portion and a plurality of discharge holes in the non-fixed portion, and can be appropriately selected according to the purpose. In this respect, a thin film or a plate is preferred.
Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a material of the said discharge structure, Although it can select suitably according to the objective, A metal plate is preferable.
前記吐出構造体の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5μm〜500μmが好ましく、20μm〜100μmがより好ましい。
前記吐出構造体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、真円、楕円等の円形、四角形、六角形、八角形等の多角形又は正多角形などが挙げられる。これらの中でも、前記吐出構造体は、円形が好ましく、真円がより好ましい。
前記吐出構造体の外径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5mm〜100mmが好ましく、10mm〜50mmがより好ましい。なお、前記外径は、前記吐出構造体が真円であれば直径を意味し、楕円や、四角形、六角形、八角形等の多角形又は正多角形であれば平均径を意味する。
また、前記トナーの製造装置が、後述する搬送気流発生部を有する場合、前記吐出構造体は、環状であることが好ましく、円環状であることがより好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said discharge structure, Although it can select suitably according to the objective, 5 micrometers-500 micrometers are preferable, and 20 micrometers-100 micrometers are more preferable.
The shape of the discharge structure is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Etc. Among these, the discharge structure is preferably circular and more preferably a perfect circle.
There is no restriction | limiting in particular as an outer diameter of the said discharge structure, Although it can select suitably according to the objective, 5 mm-100 mm are preferable, and 10 mm-50 mm are more preferable. The outer diameter means a diameter if the discharge structure is a perfect circle, and means an average diameter if the discharge structure is a polygon such as an ellipse, a rectangle, a hexagon, an octagon, or a regular polygon.
In the case where the toner manufacturing apparatus includes a carrier airflow generation unit, which will be described later, the discharge structure is preferably annular, and more preferably annular.
前記吐出構造体は、露出表面全体に後述する絶縁体の撥液膜が形成されていてもよい。
前記吐出構造体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、振動させられた際に、前記吐出構造体にたわみが発生するように設けられていることが好ましい。前記吐出構造体にたわみを発生させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記吐出構造体の中央部と最外周部を固定する固定部や前記振動発生体を、接合部を介して接合固定させる方法などが挙げられる。
The discharge structure may have an insulating liquid repellent film, which will be described later, formed on the entire exposed surface.
There is no restriction | limiting in particular as said discharge structure, Although it can select suitably according to the objective, It is preferable that it is provided so that bending may generate | occur | produce in the said discharge structure when it vibrates. The method for generating the deflection in the discharge structure is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the fixing portion for fixing the central portion and the outermost peripheral portion of the discharge structure or the vibration For example, a method of bonding and fixing the generator through a bonding portion may be used.
−固定部−
前記固定部は、前記吐出構造体の中央部と最外周部を固定する部材である。前記固定部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フレームなどが挙げられる。
前記吐出構造体の最外周部を固定する固定部の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記吐出構造体の外径の形状と同じ形状であることが好ましい。
また、前記吐出構造体の中央部を固定する固定部の形状としても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、円柱状であることが好ましい。
前記固定部の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、鋼、ステンレス鋼、ニッケル、銅、真鍮、又はこれらの混合物などが挙げられる。
-Fixed part-
The said fixing | fixed part is a member which fixes the center part and outermost periphery part of the said discharge structure. There is no restriction | limiting in particular as said fixing | fixed part, According to the objective, it can select suitably, For example, a flame | frame etc. are mentioned.
The shape of the fixing portion that fixes the outermost peripheral portion of the discharge structure is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, but is the same shape as the outer diameter of the discharge structure. Is preferred.
Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a shape of the fixing | fixed part which fixes the center part of the said discharge structure body, Although it can select suitably according to the objective, It is preferable that it is cylindrical.
There is no restriction | limiting in particular as a material of the said fixing | fixed part, According to the objective, it can select suitably, For example, steel, stainless steel, nickel, copper, brass, or these mixtures etc. are mentioned.
前記吐出構造体の最外周部を固定する固定部と、該吐出構造体とが接する領域の幅としては、特に制限はなく、前記吐出構造体の寸法などに応じて適宜選択することができるが、0.5mm〜10mmが好ましく、0.5mm〜5mmがより好ましい。前記幅が0.5mm未満であると、前記吐出構造体が前記固定部に十分固定されず該固定部が該吐出構造体ともに振動してしまうことや、該固定部と該吐出構造体とが剥がれることがある。
ここで、前記吐出構造体の最外周部を固定する固定部と該吐出構造体とが接する領域の幅とは、前記吐出構造体の中心を通る断面から見て、前記吐出構造体の片側における幅をいう。例えば、前記吐出構造体が真円である場合は、該吐出構造体の半径上における、前記吐出構造体の最外周部を固定する固定部と該吐出構造体とが接する領域の長さをいう。
The width of the region where the discharge structure is in contact with the fixing portion that fixes the outermost periphery of the discharge structure is not particularly limited and can be appropriately selected according to the dimensions of the discharge structure. 0.5 mm to 10 mm is preferable, and 0.5 mm to 5 mm is more preferable. When the width is less than 0.5 mm, the discharge structure is not sufficiently fixed to the fixed portion, and the fixed portion vibrates together with the discharge structure, or the fixed portion and the discharge structure are May peel off.
Here, the width of the region where the discharge structure is in contact with the fixing portion that fixes the outermost peripheral portion of the discharge structure is determined on one side of the discharge structure as viewed from the cross section passing through the center of the discharge structure. The width. For example, when the discharge structure is a perfect circle, it refers to the length of the area where the discharge structure is in contact with the fixing portion for fixing the outermost peripheral portion of the discharge structure on the radius of the discharge structure. .
また、前記吐出構造体の最外周部を固定する固定部の幅としては、特に制限はなく、前記吐出構造体の寸法などに応じて適宜選択することができるが、剛性を確保する観点から、1.5mm〜11mmが好ましく、1.5mm〜6mmがより好ましい。前記固定部の幅が1.5mm未満であると、前記吐出構造体が前記固定部に十分固定されず該固定部が該吐出構造体ともに振動してしまい、前記吐出孔に所望の振動を付与できないことがある。
ここで、前記固定部の幅とは、前記吐出構造体の中心を通る断面から見て、前記吐出構造体における片側の幅をいう。例えば、前記吐出構造体が真円である場合は、該吐出構造体の半径上における、前記吐出構造体の最外周部を固定する固定部の長さをいう。
Further, the width of the fixing portion for fixing the outermost peripheral portion of the discharge structure is not particularly limited and can be appropriately selected according to the dimensions of the discharge structure, etc., from the viewpoint of securing rigidity, 1.5 mm to 11 mm are preferable, and 1.5 mm to 6 mm are more preferable. If the width of the fixed portion is less than 1.5 mm, the discharge structure is not sufficiently fixed to the fixed portion, and the fixed portion vibrates together with the discharge structure, thereby imparting desired vibration to the discharge hole. There are things that cannot be done.
Here, the width of the fixed portion refers to a width on one side of the discharge structure as viewed from a cross section passing through the center of the discharge structure. For example, when the discharge structure is a perfect circle, it refers to the length of the fixing portion that fixes the outermost peripheral portion of the discharge structure on the radius of the discharge structure.
前記固定部の内部には、前記吐出構造体における吐出孔から前記トナー組成液が吐出される前に貯留されるトナー組成液流路と、前記トナー組成液流路に前記トナー組成液を供給する液供給チューブ(液供給孔)と、前記トナー組成液中の気泡を排出する気泡排出チューブ(気泡排出孔)と、を有していてもよい。
前記トナー組成液流路は、前記吐出孔に対応するように配されていることが好ましく、例えば、前記吐出孔が前記振動発生体の周囲に環状に設けられている場合、同様に前記トナー組成液流路も環状に設けられていることが好ましい。
Inside the fixed portion, a toner composition liquid channel that is stored before the toner composition liquid is ejected from ejection holes in the ejection structure, and the toner composition liquid is supplied to the toner composition liquid channel A liquid supply tube (liquid supply hole) and a bubble discharge tube (bubble discharge hole) for discharging bubbles in the toner composition liquid may be provided.
The toner composition liquid flow path is preferably arranged so as to correspond to the discharge hole. For example, when the discharge hole is provided in an annular shape around the vibration generator, the toner composition is similarly formed. The liquid flow path is also preferably provided in an annular shape.
前記吐出構造体の中央部を固定する固定部は、例えば、前記トナー組成液流路が環状に設けられている場合、柱状となる。したがって、前記トナー組成液流路が環状に設けられている場合、前記吐出構造体の中央部を固定する固定部(柱部)の外径は、前記環状のトナー組成液流路の内径と略同一である。なお、前記前記トナー組成液流路が、真円からなる円環状である場合は前記柱部(円柱部)の外径は直径であり、楕円、四角形、六角形、八角形等の多角形又は正多角形などの場合は平均径を意味する。
前記柱部の外径としては、特に制限はなく、前記振動発生体の寸法や、後述する振動領域の幅などに応じて、適宜選択することができ、前記振動発生体の外径に対して、0.5mm未満となるように設けられることが好ましい。即ち、前記振動発生体の外径を前記柱部の外径より0.5mm以上大きくすることが好ましい。前記振動発生体の外径が、前記柱部の外径に対して0.5mm以上大きくない場合は、振動発生が吐出構造体へ十分に励振することができず、液滴が吐出しないことがある。
For example, when the toner composition liquid channel is provided in an annular shape, the fixing portion that fixes the central portion of the ejection structure has a columnar shape. Therefore, when the toner composition liquid channel is provided in an annular shape, the outer diameter of the fixing portion (column portion) that fixes the central portion of the discharge structure is approximately equal to the inner diameter of the annular toner composition liquid channel. Are the same. In the case where the toner composition liquid flow path has a circular shape made of a perfect circle, the outer diameter of the column portion (cylindrical portion) is a diameter, which is a polygon such as an ellipse, a quadrangle, a hexagon, an octagon, or the like. In the case of a regular polygon, it means the average diameter.
The outer diameter of the column part is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the size of the vibration generator, the width of a vibration region to be described later, and the like with respect to the outer diameter of the vibration generator. It is preferable that the thickness is less than 0.5 mm. That is, it is preferable that the outer diameter of the vibration generating body is larger than the outer diameter of the column portion by 0.5 mm or more. If the outer diameter of the vibration generator is not larger than 0.5 mm with respect to the outer diameter of the column portion, the vibration generation cannot sufficiently excite the discharge structure, and the liquid droplets may not be discharged. is there.
更に、前記液滴形成手段が、後述する搬送気流発生部を有し、該搬送気流発生部における搬送気流路が前記固定部(柱部)から前記吐出構造体にかけて設けられている場合、前記柱部は環状となる。したがって、前記吐出構造体の中央部における環状の固定部の内径と、前記搬送気流路の外径とは略同一となる。 Further, when the droplet forming unit has a carrier airflow generation unit, which will be described later, and a carrier air flow path in the carrier airflow generation unit is provided from the fixed part (column part) to the discharge structure, the column The part is annular. Therefore, the inner diameter of the annular fixed portion at the center of the discharge structure and the outer diameter of the carrier air flow path are substantially the same.
−接合部−
前記接合部は、前記固定部と前記吐出構造体、及び/又は、後述する振動発生体と前記吐出構造体とを接合する部材である。
前記接合部の部材の弾性率としては、特に制限はなく、目的に応じて選択することができるが、吐出孔における同心円状の均一な振動状態が得られ、液滴吐出状態が安定化し、均一な粒径分布のトナーを得ることができる点で、108Pa以上が好ましい。
前記接合部の部材として弾性率の高い材料を用いることで、前記吐出構造体の中央部と最外周部をしっかりと固定することができる点で有利である。これにより、前記吐出構造体に振動が効率よく伝播される。特に、前記吐出構造体が円形であり、更に円形膜である場合に振動が効率よく伝播される点で好ましい。
前記弾性率は、例えば、超音波法により測定することができる。
-Junction-
The joint portion is a member that joins the fixing portion and the discharge structure, and / or a vibration generator and the discharge structure, which will be described later.
The elastic modulus of the joint member is not particularly limited and can be selected according to the purpose. However, a concentric uniform vibration state in the discharge hole is obtained, and the droplet discharge state is stabilized and uniform. 10 8 Pa or more is preferable in that a toner having a uniform particle size distribution can be obtained.
By using a material having a high elastic modulus as the member of the joint portion, it is advantageous in that the central portion and the outermost peripheral portion of the discharge structure can be firmly fixed. Thereby, vibration is efficiently propagated to the discharge structure. In particular, it is preferable in that vibration is efficiently propagated when the discharge structure is circular and is a circular film.
The elastic modulus can be measured by, for example, an ultrasonic method.
前記吐出構造体と前記固定部、及び/又は、前記吐出構造体と前記振動発生体とは、前記絶縁体の撥液膜又は前記絶縁体の接合部剤により電気的に絶縁されていることが好ましい。
前記撥液膜又は前記接合部剤に用いる材料としては、絶縁体であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、フッ化エチレンプロピレン(FEP)、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のエポキシ樹脂;SiO2などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、特開2010−107904号公報に記載の、SiO2膜上にパーフルオロアルキル基を有し、かつ末端にシロキサン結合アルキル基を有する化合物からなる撥液膜も好適に用いることができる。
The discharge structure and the fixing portion, and / or the discharge structure and the vibration generator are electrically insulated by a liquid repellent film of the insulator or a bonding agent of the insulator. preferable.
The material used for the liquid repellent film or the bonding agent is not particularly limited as long as it is an insulator, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene -Fluorocarbon resins such as perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), fluorinated ethylene propylene (FEP), and polyvinylidene fluoride; epoxy resins such as bisphenol A and bisphenol F; SiO 2 and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Further, described in JP-A-2010-107904, it has a perfluoroalkyl group on the SiO 2 film, and liquid-repellent film made of a compound having a siloxane bond group at the terminal can also be suitably used.
−−振動領域−−
本発明において、前記吐出構造体における液滴吐出のための大きなひずみが発生する領域を振動領域とする。例えば、吐出構造体の中央部及び最外周部と、前記固定部とを前記接合部により接合固定し、該吐出構造体の該固定部と接合した面とは反対の面に後述する振動発生体を接合固定した場合、その両方に固定されていない領域を指す。なお、この場合において、前記吐出構造体と前記固定部とが接合固定されていない領域全体が変形可能領域となるが、前記変形可能領域のうち、前記吐出構造体と前記振動発生体とが接合固定されている領域は、振動領域と比較して振動が非常に小さく、液滴吐出のためのひずみ(たわみ)としてはほぼ寄与しない。
前記吐出構造体の中心部周辺に円板状又は円環状の振動発生体が固定されている場合、前記振動領域は、前記振動発生体の周囲の円環状の領域となる。
-Vibration region-
In the present invention, a region where a large strain for droplet discharge in the discharge structure is generated is a vibration region. For example, the center and outermost peripheral portion of the discharge structure and the fixed portion are bonded and fixed by the bonding portion, and a vibration generator described later on the surface opposite to the surface bonded to the fixed portion of the discharge structure Indicates a region that is not fixed to both. In this case, the entire area where the discharge structure and the fixing portion are not fixedly bonded is the deformable area. Of the deformable area, the discharge structure and the vibration generator are bonded. The fixed region has a very small vibration compared to the vibration region, and hardly contributes as a distortion (deflection) for discharging the droplet.
When a disc-like or annular vibration generator is fixed around the center of the discharge structure, the vibration region is an annular region around the vibration generator.
振動領域の幅としては、特に制限はなく、振動発生体により付加される振動の大きさなどに応じて適宜選択することができるが、20mm以下が好ましく、5mm以下がより好ましい。前記振動領域の幅が20mmを超えると、前記合一防止手段を設ける場合にその効果が得られにくくなることがある。
なお、前記振動領域の幅とは、前記吐出構造体の中心を通る断面から見て、前記吐出構造体における前記固定部と前記振動発生体の両方に固定されていない領域の片側の最短幅をいう。例えば、前記吐出構造体が真円である場合は、該吐出構造体の半径上における、前記吐出構造体の振動領域の長さをいう。
The width of the vibration region is not particularly limited and may be appropriately selected according to the magnitude of vibration applied by the vibration generator, but is preferably 20 mm or less, and more preferably 5 mm or less. If the width of the vibration region exceeds 20 mm, it may be difficult to obtain the effect when the coalescence prevention means is provided.
The width of the vibration region is the shortest width on one side of the region of the discharge structure that is not fixed to both the fixed portion and the vibration generator, as viewed from the cross section passing through the center of the discharge structure. Say. For example, when the discharge structure is a perfect circle, it means the length of the vibration region of the discharge structure on the radius of the discharge structure.
−−吐出孔−−
前記吐出孔(「ノズル」、「貫通孔」と称することもある。)は、前記振動発生体の周囲に複数形成されている。
前記吐出孔の個数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、吐出構造体1つに対して、2個〜5,000個が好ましく、50個〜4,000個がより好ましい。
前記隣接する吐出孔の中心部間の最短間隔(ピッチ)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10μm〜1,000μmが好ましく、50μm〜300μmがより好ましい。前記ピッチが、10μm未満であると、液滴が合一してしまうことがあり、1,000μmを超えると、著しく生産性が低下することがある。
また、均一な液滴を吐出させる点で、前記ピッチは等間隔であることが好ましい。前記隣接する吐出孔のピッチを等間隔にし、更に前記複数の吐出孔を前記振動発生体側から2列以上になるように形成する場合、結果として前記複数の吐出孔は列ごとに交互に配され、千鳥配列となる。また、前記複数の吐出孔は、全ての吐出孔のピッチが等間隔であってもよい。
--Discharge hole--
A plurality of the discharge holes (sometimes referred to as “nozzles” or “through holes”) are formed around the vibration generator.
The number of the discharge holes is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. However, it is preferably 2 to 5,000, and preferably 50 to 4,000 for one discharge structure. More preferably.
There is no restriction | limiting in particular as the shortest space | interval (pitch) between the center part of the said adjacent discharge hole, Although it can select suitably according to the objective, 10 micrometers-1,000 micrometers are preferable, and 50 micrometers-300 micrometers are more preferable. If the pitch is less than 10 μm, the droplets may coalesce, and if it exceeds 1,000 μm, the productivity may be significantly reduced.
Moreover, it is preferable that the said pitch is equal intervals at the point which discharges a uniform droplet. In the case where the pitches of the adjacent discharge holes are equally spaced and the plurality of discharge holes are formed in two or more rows from the vibration generator side, as a result, the plurality of discharge holes are alternately arranged for each row. It becomes a staggered arrangement. Further, the plurality of discharge holes may have an equal interval between all the discharge holes.
前記吐出孔の吐出開口(吐出孔の吐出方向における端部)の開口径としては、特に制限はなく、目的とする吐出液滴の体積などに応じて適宜選択することができるが、3μm〜30μmが、吐出孔からトナー組成液の液滴を吐出(噴射)させるときに、極めて均一な粒子径を有する微小液滴を発生させる点で好ましい。吐出液滴の体積は、ほぼ前記吐出孔の吐出開口の開口径により決まるため、例えば、固形分10質量%のトナー組成分散液を固化したトナーの粒径を約6μmとする際には、前記吐出孔の開口径としては、8μm〜12μmが好ましい。
なお、前記吐出孔の開口径は、真円であれば直径を意味し、楕円や、四角形、六角形、八角形等の多角形又は正多角形であれば平均径を意味する。
前記吐出孔の開口径は、前記複数の吐出孔において、全て同じであってもよく、2以上の吐出孔において異なっていてもよいが、全て同じ開口径であることが好ましい。ここで、同じ開口径とは、±0.3μmの範囲をいう。
The opening diameter of the discharge opening (the end of the discharge hole in the discharge direction) of the discharge hole is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the volume of the target discharge droplet, but is 3 μm to 30 μm. However, it is preferable in that the droplets of the toner composition liquid are ejected (ejected) from the ejection holes in order to generate micro droplets having a very uniform particle diameter. Since the volume of the ejected droplets is substantially determined by the diameter of the ejection opening of the ejection hole, for example, when the toner particle size obtained by solidifying the toner composition dispersion having a solid content of 10% by mass is about 6 μm, The opening diameter of the discharge holes is preferably 8 μm to 12 μm.
The opening diameter of the discharge hole means a diameter if it is a perfect circle, and an average diameter if it is a polygon such as an ellipse, a quadrangle, a hexagon, an octagon, or a regular polygon.
The opening diameters of the discharge holes may be the same in the plurality of discharge holes or may be different in the two or more discharge holes, but all preferably have the same opening diameter. Here, the same opening diameter means a range of ± 0.3 μm.
前記吐出構造体における、前記複数の吐出孔の位置としては、前記振動発生体の周囲であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、たわみ振動が発生する振動領域に設けることが好ましく、振動領域の中心部周辺に設けることがより好ましい。
後述する振動発生体を前記吐出構造体の中央部周辺に有する場合、前記複数の吐出孔と前記振動発生体との最短距離としては、特に制限はなく、前記振動領域の幅や、前記振動発生体により付加される振動の大きさなどに応じて適宜選択することができるが、前記吐出構造体の振動変位が0でない位置に前記複数の吐出孔を設けることが好ましい。振動変位が0の位置の吐出孔では、前記トナー組成液が、染み出しが生じることがある。
The position of the plurality of discharge holes in the discharge structure is not particularly limited as long as it is around the vibration generator, and can be appropriately selected according to the purpose, but a vibration region in which flexural vibration occurs. It is preferable to provide in the center of the vibration region.
When a vibration generator to be described later is provided around the center of the discharge structure, the shortest distance between the plurality of discharge holes and the vibration generator is not particularly limited, and the width of the vibration region and the generation of vibration are not particularly limited. Although it can select suitably according to the magnitude | size etc. of the vibration added by a body, it is preferable to provide the said several discharge hole in the position where the vibration displacement of the said discharge structure is not zero. In the ejection hole where the vibration displacement is 0, the toner composition liquid may ooze out.
前記吐出構造体を底面から見たときの前記複数の吐出孔の配置としては、前記振動発生体の周囲に設けられていれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、環状であってもよく、該環状の一部に吐出孔を有さない形状であってもよい。
前記環状の場合の配置形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、真円、楕円等の円形;四角形、六角形、八角形等の多角形又は正多角形などが挙げられる。
前記環状の一部に吐出孔を有さない形状としては、例えば、半円状、多角形の一部に吐出孔を有さない形状などが挙げられる。
これらの中でも、前記吐出構造体を底面から見たときの前記複数の吐出孔の配置としては、環状が好ましく、その配置形状としては、真円又は正多角形がより好ましい。前記配置形状が正多角形である場合は、角の数が多い方が更に好ましい。
The arrangement of the plurality of discharge holes when the discharge structure is viewed from the bottom is not particularly limited as long as it is provided around the vibration generator, and can be appropriately selected according to the purpose. An annular shape may be sufficient, and the shape which does not have a discharge hole in a part of annular shape may be sufficient.
The arrangement shape in the case of the annular shape is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a circular shape such as a perfect circle or an ellipse; Examples include squares.
Examples of the shape having no discharge hole in a part of the annular shape include a semicircular shape and a shape having no discharge hole in a part of a polygon.
Among these, the arrangement of the plurality of discharge holes when the discharge structure is viewed from the bottom is preferably annular, and the arrangement shape is more preferably a perfect circle or a regular polygon. When the arrangement shape is a regular polygon, it is more preferable that the number of corners is larger.
前記吐出構造体に前記吐出孔を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電鋳による加工する方法、放電により加工する方法などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as a method of forming the said discharge hole in the said discharge structure, It can select suitably according to the objective, For example, the method of processing by electroforming, the method of processing by electric discharge, etc. are mentioned.
−振動発生体−
前記振動発生体としては、振動を発生させることができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。これにより、前記吐出構造体に振動が付加され、前記吐出構造体における吐出孔内のトナー組成液が液滴状に吐出される。
前記振動発生体の具体例としては、圧電効果や、磁歪効果により機械的振動を発生させる超音波発生体などが挙げられる。これらの中でも、圧電効果により電気を機械的振動に変換できるものが、より高い周波数で効率よく振動を発生させることができる点で好ましく、例えば、圧電体などが挙げられる。
前記圧電体の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電セラミックス、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等の圧電高分子、水晶、LiNbO3、LiTaO3、KNbO3等の単結晶などが挙げられる。これらの中でも、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)が振動制御性の点で好ましい。
-Vibration generator-
The vibration generator is not particularly limited as long as it can generate vibration, and can be appropriately selected according to the purpose. As a result, vibration is applied to the discharge structure, and the toner composition liquid in the discharge hole of the discharge structure is discharged in the form of droplets.
Specific examples of the vibration generator include an ultrasonic generator that generates mechanical vibration by a piezoelectric effect or a magnetostriction effect. Among these, those capable of converting electricity into mechanical vibration by the piezoelectric effect are preferable in that vibration can be efficiently generated at a higher frequency, and examples thereof include a piezoelectric body.
There is no restriction | limiting in particular as a material of the said piezoelectric material, According to the objective, it can select suitably, For example, piezoelectric polymers, such as piezoelectric ceramics, such as lead zirconate titanate (PZT), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc. Crystal, LiNbO 3 , LiTaO 3 , KNbO 3 and other single crystals. Among these, lead zirconate titanate (PZT) is preferable in terms of vibration controllability.
前記振動発生体の配置としては、振動を前記トナー組成液に効率的に伝播することができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記吐出構造体の振動領域の内側の周辺に固定されて設けられることが好ましく、前記吐出構造体(膜)が円形(膜)である場合、振動領域の内側に、円板状又は円環状に設けられていることがより好ましく、円環状に設けられていることが特に好ましい。 The arrangement of the vibration generator is not particularly limited as long as vibration can be efficiently propagated to the toner composition liquid, and can be appropriately selected according to the purpose. It is preferable that the discharge structure (film) is circular (film), and it is more preferable that the discharge structure (film) is provided in a disk shape or an annular shape inside the vibration region. It is particularly preferable that the ring is provided in an annular shape.
前記振動発生体の外径、内径、厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記振動発生体の外径としては、特に制限はなく、振動発生体の種類や、吐出構造体の寸法などに応じて適宜選択することができるが、2mm〜97mmが好ましく、2mm〜47mmがより好ましい。前記振動発生体の外径が、2mm未満であると、前記吐出構造体へ十分な振動を付与できず、液滴を吐出できないことがあり、97mmを超えると、前記振動体周囲に吐出孔を設けることができる面積が狭くなり、単位時間当たりに吐出できる液滴数が少なくなることがある。
前記振動発生体が円環状である場合、該円環状の振動発生体の幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、2mm以上が好ましい。前記円環状の振動発生体の幅が2mm未満である場合は、前記吐出構造体へ十分な振動を付与できず、液滴を吐出できないことがある。
なお、前記円環状の振動発生体の幅とは、前記振動発生体の中心を通る断面から見て、前記振動発生体の片側の長さ(該振動発生体の半径上における長さ)をいう。
前記振動発生体の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記振動発生体の厚みと外径との比(振動発生体の厚み/振動発生体の外径)が1/3以上であり、かつ、前記振動発生体の厚みが0.5mm以上であることが好ましい。前記振動発生体の厚みと外径との比が1/3未満であると、結合振動が起こり、所望の振動が得られないことがある。また、前記振動発生体の厚みが0.5mm未満であると、吐出構造体へ十分な振動を付与できず、液滴を吐出できないことがある。
There is no restriction | limiting in particular as an outer diameter, an internal diameter, and thickness of the said vibration generating body, According to the objective, it can select suitably.
The outer diameter of the vibration generator is not particularly limited and can be appropriately selected according to the type of the vibration generator and the dimensions of the discharge structure, but is preferably 2 mm to 97 mm, more preferably 2 mm to 47 mm. preferable. If the outer diameter of the vibration generator is less than 2 mm, sufficient vibration may not be applied to the discharge structure, and droplets may not be discharged. If it exceeds 97 mm, a discharge hole is formed around the vibration member. The area that can be provided is reduced, and the number of droplets that can be ejected per unit time may be reduced.
When the vibration generator is an annular shape, the width of the annular vibration generator is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 2 mm or more. When the width of the annular vibration generator is less than 2 mm, sufficient vibration may not be applied to the discharge structure, and droplets may not be discharged.
The width of the annular vibration generator refers to the length of one side of the vibration generator (the length on the radius of the vibration generator) as viewed from the cross section passing through the center of the vibration generator. .
The thickness of the vibration generator is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. However, the ratio of the thickness of the vibration generator to the outer diameter (the thickness of the vibration generator / the outside of the vibration generator) (Diameter) is 1/3 or more, and the thickness of the vibration generator is preferably 0.5 mm or more. If the ratio of the thickness of the vibration generating body to the outer diameter is less than 1/3, coupled vibration may occur and desired vibration may not be obtained. Further, if the thickness of the vibration generator is less than 0.5 mm, sufficient vibration may not be applied to the discharge structure, and droplets may not be discharged.
−−搬送気流発生部−−
前記振動発生体が円環状である場合、該円環の内側において吐出液滴を搬送するための搬送気流を発生させる搬送気流発生部を有することが好ましい。これにより、吐出された液滴間の合一を防止し、より単一分散性の高いトナーを得ることができる。
前記搬送気流発生部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フレーム及び/又は前記吐出構造体に形成された搬送気流路をシュラウド(さや部又は覆い部)とし、前記搬送気流路内に気体を流すことによって、吐出孔から吐出された液滴(トナー流)の周囲に搬送気流を導入し、この搬送気流により、吐出されたトナー群の群速度を増加させるように、また、吐出初速度が高い場合には逆に減少させるようにする部材などが挙げられる。
--- Conveyance airflow generation part--
In the case where the vibration generator is an annular shape, it is preferable to have a transport air flow generation unit that generates a transport air flow for transporting the discharged droplets inside the ring. As a result, it is possible to prevent coalescence between the ejected droplets and to obtain a toner with higher monodispersibility.
There is no restriction | limiting in particular as said conveyance air flow generation | occurrence | production part, According to the objective, it can select suitably, For example, the conveyance air flow path formed in the said flame | frame and / or the said discharge structure is shroud (sheath part or covering part) ) And flowing a gas in the carrier air flow path to introduce a carrier air flow around the droplets (toner flow) ejected from the ejection holes, and the group velocity of the ejected toner group is reduced by this carrier air stream. For example, there may be a member that increases the discharge speed or decreases the discharge initial speed when the discharge initial speed is high.
前記搬送気流路の形状としては、前記円環状の振動発生体の内側で搬送気流を発生させることができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記吐出構造体の中央部を固定する固定部(柱部)から前記吐出構造体に向けて貫通するように設けられていてもよく、貫通していなくてもよい。
前記搬送気流路の出口の開口径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.5mm以上が好ましい。前記開口径が、0.5mm未満であると、搬送気流が層流となって搬送気流路出口から気流が広がらず、吐出した液滴を巻き込むことができないことがある。前記開口径の上限としては、特に制限はなく、前記吐出構造体の寸法などに応じて適宜選択することができる。
なお、前記搬送気流路の出口の開口径は、前記搬送気流路の断面が真円であれば直径を意味し、楕円や、四角形、六角形、八角形等の多角形又は正多角形であれば平均径を意味する。
前記搬送気流に用いられる気体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、窒素ガス、空気などが挙げられる。
The shape of the carrier air channel is not particularly limited as long as the carrier air flow can be generated inside the annular vibration generator, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, it may be provided so as to penetrate from the fixing part (column part) that fixes the central part of the ejection structure toward the ejection structure, or may not penetrate.
There is no restriction | limiting in particular as an opening diameter of the exit of the said conveyance air flow path, Although it can select suitably according to the objective, 0.5 mm or more is preferable. When the opening diameter is less than 0.5 mm, the carrier airflow becomes a laminar flow, the airflow does not spread from the outlet of the carrier air flow path, and the discharged droplets may not be entrained. There is no restriction | limiting in particular as an upper limit of the said opening diameter, According to the dimension of the said discharge structure, etc., it can select suitably.
The opening diameter of the outlet of the carrier air channel means a diameter if the cross section of the carrier air channel is a perfect circle, and may be an ellipse, a polygon such as a rectangle, a hexagon, an octagon, or a regular polygon. Mean diameter.
There is no restriction | limiting in particular as gas used for the said conveyance airflow, According to the objective, it can select suitably, For example, nitrogen gas, air, etc. are mentioned.
前記搬送気流の出口流速としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10m/秒間〜50m/秒間が好ましく、15m/秒間〜30m/秒間がより好ましい。前記出口流速が、10m/秒間未満であると、液滴は搬送気流による加速が得られずトナーの粒径分布が大きくなることがあり、50m/秒間を超えると、搬送気流が搬送気流路出口から吐出孔が形成された領域全体に広がりにくく、吐出された液滴を巻き込むことができないことがある。
なお、本発明において出口流速とは、円環状の振動発生体の内側に位置する吐出構造体の前記振動発生体と接している側の、搬送気流路の開口面における流速を意味する。
前記搬送気流発生部は、前記出口流速を調整するための圧力調整弁等の調整部を有していてもよい。
There is no restriction | limiting in particular as exit flow velocity of the said conveyance airflow, Although it can select suitably according to the objective, 10 m / sec-50 m / sec are preferable, and 15 m / sec-30 m / sec are more preferable. When the outlet flow velocity is less than 10 m / second, the droplets may not be accelerated by the carrier air flow, and the toner particle size distribution may increase. Therefore, it may be difficult to spread over the entire area where the discharge holes are formed, and the discharged droplets may not be involved.
In the present invention, the outlet flow velocity means the flow velocity at the opening surface of the carrier air flow path on the side in contact with the vibration generator of the discharge structure located inside the annular vibration generator.
The carrier airflow generation unit may include an adjustment unit such as a pressure adjustment valve for adjusting the outlet flow velocity.
これにより、得られるトナー群は、合一物が極めて少なく、より単一分散性の高いトナーを得ることができる点で好ましい。また、後述する粒子形成手段が乾燥部を有する場合、吐出されたトナーが固化するまでの乾燥工程中に互いに衝突することによる合着を効率よく防止することができる点で好ましい。 Thereby, the obtained toner group is preferable in that it is possible to obtain a toner having a very small unity and higher monodispersibility. In addition, it is preferable that a particle forming unit described later has a drying unit because it is possible to efficiently prevent adhesion due to collision with each other during the drying process until the discharged toner is solidified.
−トナー組成液流路−
前記トナー組成液流路は、前記トナー組成液を貯留する流路である。
前記トナー組成液流路の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円筒形状、角型形状、円錐台形状などが挙げられる。
前記トナー組成液流路の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、容器のみからなる単層構造、容器本体と表面層とからなる2重構造、積層構造などが挙げられる。
前記容器の材質とトナー組成液と接する表面層の材質とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
前記トナー組成液と接する表面層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属、セラミックス、プラスチック、シリコーンなどが挙げられる。これらの中でも、トナー組成液に溶解せず、かつトナー組成液の変性を起こさないものが好ましい。
前記トナー組成液流路の寸法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
-Toner composition liquid flow path-
The toner composition liquid channel is a channel for storing the toner composition liquid.
There is no restriction | limiting in particular as a shape of the said toner composition liquid flow path, According to the objective, it can select suitably, For example, cylindrical shape, square shape, truncated cone shape etc. are mentioned.
The structure of the toner composition liquid channel is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples include the structure.
The material of the container and the material of the surface layer in contact with the toner composition liquid may be the same or different.
The material for the surface layer in contact with the toner composition liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include metals, ceramics, plastics, and silicones. Among these, those which do not dissolve in the toner composition liquid and do not cause modification of the toner composition liquid are preferable.
There is no restriction | limiting in particular as a dimension of the said toner composition liquid channel, According to the objective, it can select suitably.
<<液滴形成>>
次に、前記液滴形成工程について、図面を参照して説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
<< Droplet formation >>
Next, the droplet forming step will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this.
図1は、本発明のトナーの製造装置の一例を示す概略断面図である。
トナーの製造装置1は、原料収容部6と、送液管(配管)8と、ポンプ100と、前記液滴形成手段としての液滴吐出ユニット2と、粒子形成部3と、除電装置43と、トナー捕集部4と、気流路42と、トナー貯留部5とを有する。
前記液滴形成工程において、原料収容部6に収容されたトナー組成液10は、稼動時などにポンプ100により圧送供給され、送液管(配管)8を介して、粒子形成部3の上方に配置された液滴吐出ユニット2に送液される。液滴吐出ユニット2に送液されたトナー組成液10は、トナー組成液流路12を介し、液滴形成手段11の吐出孔から周期的に吐出され、吐出孔の外部(気相中)で液滴23が形成される。
また、原料収容部6からのトナー組成液10は、液滴吐出ユニット2による液滴化現象により自給的に液滴吐出ユニット2に供給されるが、装置稼働時等には上述したように補助的にポンプ100を用いて液供給を行うようにされている。なお、トナー組成液10は、少なくとも樹脂及び着色剤を溶剤に溶解乃至分散したトナー組成液を用いている。また、循環系を構築することが特に好ましい。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the toner production apparatus of the present invention.
The toner manufacturing apparatus 1 includes a raw material storage unit 6, a liquid feed pipe (pipe) 8, a pump 100, a droplet discharge unit 2 as the droplet formation unit, a particle formation unit 3, and a charge removal device 43. The toner collecting unit 4, the air flow path 42, and the toner storage unit 5 are included.
In the droplet forming step, the toner composition liquid 10 stored in the raw material storage unit 6 is supplied by pressure by a pump 100 during operation or the like, and above the particle forming unit 3 via a liquid supply pipe (pipe) 8. The liquid is delivered to the arranged droplet discharge unit 2. The toner composition liquid 10 sent to the droplet discharge unit 2 is periodically discharged from the discharge holes of the droplet forming means 11 via the toner composition liquid flow path 12 and outside the discharge holes (in the gas phase). A droplet 23 is formed.
In addition, the toner composition liquid 10 from the raw material container 6 is supplied to the droplet discharge unit 2 in a self-sufficient manner due to the droplet formation phenomenon by the droplet discharge unit 2, but assists as described above when the apparatus is in operation. In particular, liquid supply is performed using a pump 100. The toner composition liquid 10 uses a toner composition liquid in which at least a resin and a colorant are dissolved or dispersed in a solvent. It is particularly preferable to construct a circulation system.
以下、円環状の振動発生体を用いた吐出構造体を備える液滴吐出ユニットの一例について、図2〜図3を参照して説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
図2は、図1のトナーの製造装置の液滴吐出ユニット2における液滴形成手段の一例を示す断面図(拡大図)であり、図3は、図2の吐出構造体及び振動発生体の拡大断面図及び該吐出構造体及び該振動発生体を下側から見た底面図である。
Hereinafter, an example of a droplet discharge unit including a discharge structure using an annular vibration generator will be described with reference to FIGS. 2 to 3, but the present invention is not limited to this.
FIG. 2 is a cross-sectional view (enlarged view) showing an example of droplet forming means in the droplet discharge unit 2 of the toner manufacturing apparatus of FIG. 1, and FIG. It is the expanded sectional view and the bottom view which looked at this discharge structure and this vibration generating body from the lower side.
図2において、液滴吐出ユニット2は、少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成液10を供給する液供給チューブ(液供給孔)20と、トナー組成液10の気泡を排出する気泡排出チューブ(排出孔)21と、トナー組成液10を液滴を形成して吐出させる液滴形成手段11と、この液滴形成手段11にトナー組成液10を供給するトナー組成液流路12を形成したフレーム(流路部材)14とを備えている。液滴吐出ユニット2は、フレーム14に取り付けた支持部材19によって、図1に示すように粒子形成部3の天面部3Aに設置保持されている。 In FIG. 2, the droplet discharge unit 2 includes a liquid supply tube (liquid supply hole) 20 for supplying a toner composition liquid 10 containing at least a resin and a colorant, and a bubble discharge tube (for discharging bubbles of the toner composition liquid 10). Discharge hole) 21, a droplet forming unit 11 for forming and discharging the toner composition liquid 10 as a droplet, and a frame formed with a toner composition liquid channel 12 for supplying the toner composition liquid 10 to the droplet forming unit 11. (Channel member) 14. The droplet discharge unit 2 is installed and held on the top surface portion 3A of the particle forming unit 3 by a support member 19 attached to the frame 14 as shown in FIG.
液滴形成手段11は、図3に示すように、複数の吐出孔(ノズル、貫通孔)15が形成された吐出構造体(薄膜、ノズルプレート、吐出板)16と、この吐出構造体16を振動させる振動発生体(電気機械変換手段)17とからなる。
吐出構造体16は、中央部と最外周部を、吐出構造体接合部13aを介してフレーム14に接合固定している。また、吐出構造体16は、振動発生体17と振動発生体接合部13bを介して接合固定している。
なお、図3において、吐出孔15は便宜上振動発生体17の周囲に正六角形の環状に設けているが、これに限られるものではなく、図4に示すように設けてもよい。また、吐出構造体の中心部から2列に設けているが、何列に設けてもよく、吐出構造体の個数やピッチなどに応じて適宜選択することができる。
As shown in FIG. 3, the droplet forming unit 11 includes a discharge structure (thin film, nozzle plate, discharge plate) 16 in which a plurality of discharge holes (nozzles, through holes) 15 are formed, and the discharge structure 16. It comprises a vibration generator (electromechanical conversion means) 17 that vibrates.
The discharge structure 16 has the central portion and the outermost peripheral portion bonded and fixed to the frame 14 via the discharge structure joint portion 13a. In addition, the discharge structure 16 is bonded and fixed via the vibration generator 17 and the vibration generator joint portion 13b.
In FIG. 3, the discharge holes 15 are provided in the shape of a regular hexagonal ring around the vibration generator 17 for the sake of convenience. However, the present invention is not limited to this and may be provided as shown in FIG. In addition, although two rows are provided from the center of the discharge structure, any number of rows may be provided, and can be appropriately selected according to the number, pitch, and the like of the discharge structures.
振動発生体17は、この吐出構造体16の変形可能領域16Aの周辺に設けられている。この振動発生体17にはリード線50を通じて駆動回路(駆動信号発生源)51から所要周波数の駆動電圧(駆動信号)が印加され、例えば、たわみ振動が発生し、振動領域16Bが振動する。これにより、変形可能領域16Aに設けられた複数の吐出孔15から液滴が吐出される。 The vibration generator 17 is provided around the deformable region 16 </ b> A of the discharge structure 16. A drive voltage (drive signal) having a required frequency is applied to the vibration generator 17 from a drive circuit (drive signal generation source) 51 through a lead wire 50, for example, flexural vibration is generated, and the vibration region 16B vibrates. Thereby, droplets are ejected from the plurality of ejection holes 15 provided in the deformable region 16A.
液滴形成手段11は、トナー組成液流路12に臨む複数の吐出孔15を有する吐出構造体16の最外周部だけでなく中央部をフレームにより固定していることによって、吐出に好適なひずみを円環状に得ることができ、例えば、吐出構造体16の中央部をフレームにより固定していない図5のような場合と比較して、相対的に大きなひずみが得られる面積が広がるため、比較的大面積の領域により多くの吐出孔15を配置することができ、これらの吐出孔15より、一度に多くの液滴を安定的に形成して吐出することができるようになる。 The droplet forming means 11 has not only the outermost peripheral portion of the discharge structure 16 having a plurality of discharge holes 15 facing the toner composition liquid flow path 12 but also the central portion thereof fixed by a frame, so that a distortion suitable for discharge can be obtained. Compared with the case of FIG. 5 in which the central portion of the discharge structure 16 is not fixed by a frame, for example, a relatively large strain area can be obtained. A large number of discharge holes 15 can be arranged in a region having a large area, and a large number of droplets can be stably formed and discharged from these discharge holes 15 at one time.
次に、円環状振動発生体の内側に搬送気流発生部を有する態様の一例について、図6A及び図6Bを参照して説明する。図6A及び図6Bは、搬送気流路40が形成されていること以外は、図2〜3と同じである。搬送気流路40内に、搬送気流路入口45から吐出構造体16の方向に搬送気流44を流すことで、搬送気流路出口46から搬送気流44が流出し、吐出構造体16の吐出孔15から吐出された液滴が搬送気流44により搬送され、液滴同士の合一を防止し、より単一分散性の高いトナーを得ることができる。
図6Aでは、搬送気流路40は、一定の径で、フレーム14及び吐出構造体16の中心部(円環状振動発生体17の中心部)に、該吐出構造体に対して垂直に設けられているが、搬送気流路40の形状としては、円環状の振動発生体17の内側に搬送気流44を発生させることができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、テーパ形状であってもよい。また、図6Bに示すように搬送気流路40は、フレーム14内での曲がりを含んでいてもよい。
なお、搬送気流44は、適宜選択した気体を、搬送気流路入口45からボンベ等を用いて流入することができる。
Next, an example of an aspect having a carrier airflow generation unit inside the annular vibration generator will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. 6A and 6B are the same as FIGS. 2 to 3 except that the carrier air flow path 40 is formed. By causing the carrier airflow 44 to flow in the direction of the discharge structure 16 from the carrier air passage inlet 45 into the carrier air passage 40, the carrier airflow 44 flows out from the carrier air passage outlet 46 and is discharged from the discharge holes 15 of the discharge structure 16. The ejected droplets are conveyed by the conveying airflow 44, preventing coalescence of the droplets, and a toner with higher monodispersibility can be obtained.
In FIG. 6A, the carrier air flow path 40 has a constant diameter and is provided at the center of the frame 14 and the discharge structure 16 (the center of the annular vibration generator 17) perpendicular to the discharge structure. However, the shape of the carrier air flow path 40 is not particularly limited as long as the carrier airflow 44 can be generated inside the annular vibration generator 17, and can be appropriately selected according to the purpose. A taper shape may be sufficient. Further, as shown in FIG. 6B, the carrier air flow path 40 may include a bend in the frame 14.
In addition, the carrier airflow 44 can flow in an appropriately selected gas from the carrier air channel inlet 45 using a cylinder or the like.
図1では、液滴吐出ユニット2が1個配置されている例で図示しているが、図7に示すように、複数個の液滴吐出ユニット2を、粒子形成部3の天面部3Aに並べて配置することが好ましい。その中でも、前記液滴吐出ユニット2の個数が、100個〜1,000個(図7では4個のみ図示)配置することが、制御性の点で好ましい。この場合、各液滴吐出ユニット2には配管(送液管)8Aを原料収容部6(共通液溜め)に通じさせてトナー組成液10を供給するようにする。これによって、一度により多くの液滴を吐出させることができて、生産効率の向上を図ることができる。 In FIG. 1, an example in which one droplet discharge unit 2 is arranged is illustrated. However, as shown in FIG. 7, a plurality of droplet discharge units 2 are arranged on the top surface portion 3 </ b> A of the particle forming unit 3. It is preferable to arrange them side by side. Among these, it is preferable in terms of controllability that the number of the droplet discharge units 2 is 100 to 1,000 (only four are shown in FIG. 7). In this case, the toner composition liquid 10 is supplied to each droplet discharge unit 2 by connecting a pipe (liquid feeding pipe) 8A to the raw material container 6 (common liquid reservoir). As a result, more droplets can be ejected at a time, and the production efficiency can be improved.
次に、前記液滴形成手段において、前記トナー組成液の液滴を形成するメカニズムについて、図面を参照して説明する。
図8A及び図8Bに示すような単純円形膜である吐出構造体16の中央部と最外周部12Aを固定した場合、基本振動は中央部と最外周部が節になり、図9に示すように、その断面は、ほぼ吐出構造体16の振動発生体配置領域と最外周部との中間(変形可能領域16Aの中央)で振動変位ΔLが最大(ΔLmax)となり、図8Bの破線で示すように振動方向に周期的に上下振動する。液滴が吐出する振動変位が得られる(ΔLminで挟まれる)領域に配置したノズルから液滴を吐出する。なお、ΔLminである吐出孔は、該吐出孔から吐出された液滴が、振動発生体に当たって付着しない範囲に設けることが好ましい。
また、図10に示すような2次振動モードや、3次振動モード等のより高次のモードが存在することが知られている。これらのモードは、吐出構造体(円形膜)内に、同心円状に節を複数持ち、実質的に軸対称な変形形状である。
前記振動変位は、例えば、レーザードップラー振動計により測定することができる。
Next, a mechanism for forming droplets of the toner composition liquid in the droplet forming means will be described with reference to the drawings.
When the central portion and the outermost peripheral portion 12A of the discharge structure 16 that is a simple circular film as shown in FIGS. 8A and 8B are fixed, the central portion and the outermost peripheral portion are nodes, and as shown in FIG. Furthermore, the cross section shows that the vibration displacement ΔL is approximately the maximum (ΔLmax) between the vibration generator arrangement region of the discharge structure 16 and the outermost peripheral portion (the center of the deformable region 16A), as shown by the broken line in FIG. 8B. Periodically vibrates in the vibration direction. A droplet is discharged from a nozzle arranged in a region where vibration displacement discharged by the droplet is obtained (intervened by ΔLmin). In addition, it is preferable to provide the discharge hole which is ΔLmin in a range where the liquid droplets discharged from the discharge hole do not adhere to the vibration generator.
Further, it is known that higher order modes such as a secondary vibration mode and a tertiary vibration mode as shown in FIG. 10 exist. These modes have a plurality of concentric nodes in the discharge structure (circular film) and are substantially axisymmetric deformation shapes.
The vibration displacement can be measured by, for example, a laser Doppler vibrometer.
吐出構造体16が振動すると、円形膜(吐出構造体)の各位置に設けられた吐出孔近傍のトナー組成液には、吐出構造体の振動速度Vmに比例した音圧Pacが発生する。音圧は、媒質(トナー組成液)の放射インピーダンスZrの反作用として生じることが知られており、音圧は、放射インピーダンスと吐出構造体の振動速度Vmの積で下記式(1)の方程式を用いて表される。
Pac(r,t)=Zr・Vm(r,t) ・・・式(1)
吐出構造体の振動速度Vmは時間とともに周期的に変動しているため時間(t)の関数であり、例えば、サイン波形、矩形波形など、様々な周期変動を形成することが可能である。また、吐出構造体の各位置で振動方向の振動変位は異なっており、Vmは、吐出構造体上の位置座標の関数でもある。本発明で用いられる吐出構造体の振動形態は、軸対象である。したがって、実質的には半径(r)座標の関数となる。
When the discharge structure 16 vibrates, a sound pressure Pac proportional to the vibration speed Vm of the discharge structure is generated in the toner composition liquid in the vicinity of the discharge hole provided at each position of the circular film (discharge structure). It is known that the sound pressure is generated as a reaction of the radiation impedance Zr of the medium (toner composition liquid). The sound pressure is the product of the radiation impedance and the vibration velocity Vm of the ejection structure, and the following equation (1) is obtained. It is expressed using.
Pac (r, t) = Zr · Vm (r, t) (1)
Since the vibration velocity Vm of the discharge structure varies periodically with time, it is a function of time (t). For example, various periodic variations such as a sine waveform and a rectangular waveform can be formed. Further, the vibration displacement in the vibration direction is different at each position of the discharge structure, and Vm is also a function of position coordinates on the discharge structure. The vibration form of the discharge structure used in the present invention is an axial object. Therefore, it is substantially a function of the radius (r) coordinate.
各吐出孔内のトナー組成液には、振動により音圧Pac(r,t)と吐出孔のトナー組成液供給側の断面積Snとの積が力Fnとして加わる。力Fnは、下記式(2)で表される。
Fn=Pac(r,t)・Sn ・・・式(2)
なお、音圧Pacは、吐出孔のトナー組成液供給側の断面の全てにわたって一定ではないが、断面積が十分小さいとみなし、半径(r)座標の関数で近似している。この力Fnに対して局所損失と管路損失が生じ、差し引かれた合力によりトナー組成液の吐出速度が発生する。
The product of the sound pressure Pac (r, t) and the sectional area Sn on the toner composition liquid supply side of the discharge hole is applied to the toner composition liquid in each discharge hole as a force Fn by vibration. The force Fn is represented by the following formula (2).
Fn = Pac (r, t) · Sn Equation (2)
The sound pressure Pac is not constant over the entire cross section of the ejection hole on the toner composition liquid supply side, but is regarded as having a sufficiently small cross-sectional area and approximated by a function of the radius (r) coordinate. A local loss and a pipe loss are caused with respect to the force Fn, and a discharge speed of the toner composition liquid is generated by the subtracted resultant force.
トナー組成液の吐出速度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、8m/秒間〜20m/秒間が好ましく、12m/秒間〜16m/秒間がより好ましい。前記吐出速度が、8m/秒間未満であると、複数の吐出孔から吐出された液滴が合一することがあり、20m/秒間を超えると、サテライトが発生することがある。前記サテライトとは、主に形成される液滴のおよそ2分の1の直径の吐出液滴である。
前記吐出速度は、全ての吐出孔において均一であることが好ましい。したがって、振動変位ΔLが最大(ΔLmax)である吐出孔における吐出速度と、吐出構造体の振動変位ΔLが最小(ΔLmin)である吐出孔における吐出速度の比(ΔLminである吐出孔の吐出速度/ΔLmaxである吐出孔の吐出速度)としては、0.5〜1.0が好ましく、0.8〜1.0がより好ましい。
The discharge speed of the toner composition liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. It is preferably 8 m / second to 20 m / second, and more preferably 12 m / second to 16 m / second. When the discharge speed is less than 8 m / second, droplets discharged from the plurality of discharge holes may be united, and when it exceeds 20 m / second, satellites may be generated. The satellite is a discharge droplet having a diameter approximately one-half of a droplet formed mainly.
The discharge speed is preferably uniform in all the discharge holes. Therefore, the ratio of the discharge speed at the discharge hole where the vibration displacement ΔL is maximum (ΔLmax) and the discharge speed at the discharge hole where the vibration displacement ΔL of the discharge structure is minimum (ΔLmin) (discharge speed of the discharge hole where ΔLmin is / As the discharge speed of the discharge hole which is ΔLmax, 0.5 to 1.0 is preferable, and 0.8 to 1.0 is more preferable.
前記吐出速度の測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、液滴化したトナー組成分散液にLEDの光を当て、前記液滴を挟んでLEDに対向して設置したCCDカメラで撮影することによって観測し、このLEDの駆動周波数を液滴形成手段の振動数に同期する(振動発生体による振動発生のタイミングとLEDに電圧を印加し発光するタイミングを合わせる)ことで、トナー組成液の吐出孔からの吐出を確認できる。このとき、一定の振動により吐出孔から吐出される液柱に一定間隔の液柱のくびれが生じる(以下、「液柱くびれ」と称することがある)。この液柱の先端部分で一定量の液滴に分裂することにより、一定の粒子径を有するトナー粒子が連続的に生成される。この吐出した液柱くびれと、振動数とから、吐出速度=くびれ波長/振動数という計算により見積ることができる。 The method for measuring the ejection speed is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, the LED light is applied to the toner composition dispersion that has been formed into droplets, and the droplets are sandwiched between the LEDs. Observed by photographing with a CCD camera installed oppositely, the driving frequency of this LED is synchronized with the frequency of the droplet forming means (timing of vibration generation by the vibration generator and timing of light emission by applying voltage to the LED) ), The ejection of the toner composition liquid from the ejection holes can be confirmed. At this time, the liquid column discharged from the discharge hole due to the constant vibration causes the constriction of the liquid column at a constant interval (hereinafter, sometimes referred to as “liquid column constriction”). By splitting into a predetermined amount of droplets at the tip of the liquid column, toner particles having a constant particle diameter are continuously generated. From the discharged liquid column constriction and the vibration frequency, it can be estimated by calculation of discharge speed = constriction wavelength / frequency.
複数の吐出孔の吐出される側の端部から気相に周期的に吐出したトナー組成液は、前記複数の吐出孔の吐出される側の端部において、吐出孔の内部(液相)と、吐出孔の外部(気相)との表面張力差によって球体を形成するため、周期的に液滴状な吐出がおこる。
液滴化を可能とする吐出構造体の振動周波数としては、特に制限はなく、前記吐出構造体の面積などに応じて適宜選択することができるが、一般に20kHz〜2.0MHzなどの領域が用いられる。その中でも、20kHz〜500kHzの範囲が好ましい。20kHz以上の振動周期であれば、液体の励振によって、トナー組成液中の顔料やワックスなどの微粒子の分散が促進される。
前記音圧の変位量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10kPa以上が、微粒子分散促進作用がより好適に発生する点で好ましい。また、トナー組成液の条件として、粘度20mPa・s以下、界面張力20mN/m〜75mN/mの領域において、サテライトの発生開始領域が同様であった点で、前記音圧の変位量は、500kPa以下であることが必要となる。その中でも、100kPa以下が好ましい。
The toner composition liquid periodically discharged from the end portion on the discharge side of the plurality of discharge holes to the gas phase is disposed inside the discharge hole (liquid phase) at the end portion on the discharge side of the plurality of discharge holes. Since the sphere is formed by the surface tension difference from the outside (gas phase) of the discharge hole, liquid droplets are periodically discharged.
The vibration frequency of the discharge structure that enables droplet formation is not particularly limited and can be appropriately selected according to the area of the discharge structure, but generally a region of 20 kHz to 2.0 MHz is used. It is done. Among these, the range of 20 kHz to 500 kHz is preferable. If the vibration period is 20 kHz or more, the dispersion of fine particles such as pigment and wax in the toner composition liquid is promoted by the excitation of the liquid.
The amount of displacement of the sound pressure is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, 10 kPa or more is preferable in that a fine particle dispersion promoting action is more suitably generated. Further, as the conditions of the toner composition liquid, in the region where the viscosity is 20 mPa · s or less and the interfacial tension is 20 mN / m to 75 mN / m, the satellite generation start region is the same, and the displacement of the sound pressure is 500 kPa. It is necessary that: Among these, 100 kPa or less is preferable.
<<トナー組成液>>
前記トナー組成液は、少なくとも樹脂及び着色剤を含有し、更に必要に応じて、磁性体、ワックス、その他の成分を含有する。
<< Toner Composition Liquid >>
The toner composition liquid contains at least a resin and a colorant, and further contains a magnetic material, a wax, and other components as necessary.
トナー組成液の粘度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.5mPa・s〜15mPa・sが好ましく、0.5mPa・s〜1.5mPa・sがより好ましい。15mPa・sを超えると、粘性抵抗が大きく吐出しないことがある。
前記トナー組成液の粘度は、例えば、円錐平板型回転粘度計により測定することができる。
The viscosity of the toner composition liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.5 mPa · s to 15 mPa · s, more preferably 0.5 mPa · s to 1.5 mPa · s. preferable. If it exceeds 15 mPa · s, the viscous resistance may not be discharged significantly.
The viscosity of the toner composition liquid can be measured by, for example, a conical plate type rotational viscometer.
−樹脂−
前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スチレン単量体、アクリル単量体、メタクリル単量体、スチレンマ−アクリル樹脂等からなるビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、石油系樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
-Resin-
There is no restriction | limiting in particular as said resin, According to the objective, it can select suitably, For example, vinyl resin and polyester resin which consist of a styrene monomer, an acrylic monomer, a methacryl monomer, a styrene monomer acrylic resin Polyol resin, phenol resin, silicone resin, polyurethane resin, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene resin, terpene resin, coumarone indene resin, polycarbonate resin, petroleum resin and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
−−ビニル樹脂−−
前記スチレン単量体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−アミルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−へキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロロスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレン等のスチレン、又はその誘導体などが挙げられる。
--Vinyl resin--
There is no restriction | limiting in particular as said styrene monomer, According to the objective, it can select suitably, For example, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-phenylstyrene, p- Ethyl styrene, 2,4-dimethyl styrene, pn-amyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn- Styrene such as decylstyrene, pn-dodecylstyrene, p-methoxystyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, m-nitrostyrene, o-nitrostyrene, p-nitrostyrene, or derivatives thereof. Can be mentioned.
前記アクリル単量体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸n−ドデシル、アクリル酸2−エチルへキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸、又はそのエステル類などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as said acrylic monomer, According to the objective, it can select suitably, For example, acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate N-octyl acrylate, n-dodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate and the like, or esters thereof.
前記メタクリル単量体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸n−ドデシル、メタクリル酸2−エチルへキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸又はそのエステル類などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as said methacryl monomer, According to the objective, it can select suitably, For example, methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate Methacrylic acid or esters thereof such as n-octyl methacrylate, n-dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, etc. It is done.
前記ビニル樹脂を形成する他のモノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、以下の(1)〜(18)などが挙げられる。(1)エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレフイン類;(2)ブタジエン、イソプレン等のポリエン類;(3)塩化ビニル、塩化ビニルデン、臭化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル類;(4)酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類;(5)ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;(6)ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;(7)N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物;(8)、ビニルナフタリン類;(9)アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体等;(10)マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;(11)マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物;(12)マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸モノブチルエステル、シトラコン酸モノメチルエステル、シトラコン酸モノエチルエステル、シトラコン酸モノブチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、アルケニルコハク酸モノメチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、メサコン酸モノメチルエステルの如き不飽和二塩基酸のモノエステル;(13)ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和二塩基酸エステル;(14)クロトン酸、ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸;(15)クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如きα,β−不飽和酸無水物;(16)該α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物、アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマー;(17)2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類;(18)4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルへキシル)スチレンの如きヒドロキシ基を有するモノマー。 There is no restriction | limiting in particular as another monomer which forms the said vinyl resin, According to the objective, it can select suitably, For example, the following (1)-(18) etc. are mentioned. (1) Monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene; (2) Polyenes such as butadiene and isoprene; (3) Vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride; (4) Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl benzoate; (5) Vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether; (6) Vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and methyl. Vinyl ketones such as isopropenyl ketone; (7) N-vinyl compounds such as N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone; (8), vinyl naphthalenes; (9) acrylonitrile, Such as methacrylonitrile, acrylamide, etc. (10) unsaturated dibasic acids such as maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, alkenyl succinic acid, fumaric acid, mesaconic acid; (11) maleic anhydride, citraconic anhydride, Unsaturated dibasic acid anhydrides such as itaconic anhydride and alkenyl succinic anhydride; (12) maleic acid monomethyl ester, maleic acid monoethyl ester, maleic acid monobutyl ester, citraconic acid monomethyl ester, citraconic acid monoethyl ester Monoesters of unsaturated dibasic acids such as citraconic acid monobutyl ester, itaconic acid monomethyl ester, alkenyl succinic acid monomethyl ester, fumaric acid monomethyl ester, mesaconic acid monomethyl ester; (13) dimethylmaleic acid, dimethylfumaric acid (14) α, β-unsaturated acids such as crotonic acid and cinnamic acid; (15) α, β-unsaturated acid anhydrides such as crotonic acid anhydride and cinnamic anhydride; 16) Monomers having a carboxyl group such as anhydrides of the α, β-unsaturated acids and lower fatty acids, alkenylmalonic acid, alkenylglutaric acid, alkenyladipic acid, acid anhydrides and monoesters thereof; ) Acrylic acid or methacrylic acid hydroxyalkyl esters such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate; (18) 4- (1-hydroxy-1-methylbutyl) styrene, 4- (1 -Hydroxy-1-methylhexyl) monomers having a hydroxy group such as styrene.
前記ビニル樹脂は、ビニル基を2個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有していてもよい。前記架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−へキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等のアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物又はこれらの化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの;ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート等のエーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物又はこれらの化合物のアクリレートをメタアクリレートに代えたもの;その他、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物、ジメタクリレート化合物;ポリエステル型ジアクリレート類としては、例えば、商品名MANDA(日本化薬社製)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The vinyl resin may have a crosslinked structure crosslinked with a crosslinking agent having two or more vinyl groups. The crosslinking agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene and divinylnaphthalene; ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, Diacrylate compounds linked by alkyl chains such as 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, or acrylates of these compounds Replaced with methacrylate; diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol # 400 diacrylate, polyethylene glycol # 60 Diacrylate compounds linked by alkyl chains containing ether bonds such as diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, etc., or those obtained by replacing acrylates of these compounds with methacrylates; others linked by chains containing aromatic groups and ether bonds Examples of the diacrylate compounds and dimethacrylate compounds; polyester-type diacrylates include trade name MANDA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.). These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記多官能の架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート又はこれらの化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテートなどが挙げられる。
これらの架橋剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ビニル樹脂を形成する他のモノマー成分に対して、0.01質量%〜10質量%が好ましく、0.03質量%〜5質量%がより好ましい。
これらの中でも、芳香族ジビニル化合物(特にジビニルベンゼン)、芳香族基、及びエーテル結合を1つ含む結合鎖で結ばれたジアクリレート化合物が、トナー用樹脂に定着性、耐オフセット性の点で好ましい。また、これらの中でも、スチレン共重合体、スチレン−アクリル共重合体となるモノマーの組み合わせがより好ましい。
The polyfunctional crosslinking agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.For example, pentaerythritol triacrylate, trimethylolethane triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, Examples include oligoester acrylates or those obtained by replacing acrylates of these compounds with methacrylate, triallyl cyanurate, triallyl trimellitate, and the like.
There is no restriction | limiting in particular as content of these crosslinking agents, Although it can select suitably according to the objective, 0.01 mass%-10 mass% with respect to the other monomer component which forms the said vinyl resin. Is preferable, and 0.03 mass%-5 mass% are more preferable.
Among these, an aromatic divinyl compound (particularly divinylbenzene), a diacrylate compound bonded with a bond chain containing one aromatic group and an ether bond is preferable in terms of fixability and offset resistance to the toner resin. . Moreover, among these, the combination of the monomer used as a styrene copolymer and a styrene-acryl copolymer is more preferable.
前記ビニル樹脂の製造に用いられる重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、1,1’−アゾビス(1−シクロへキサンカルボニトリル)、2−(カルバモイルアゾ)−イソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2’,4’−ジメチル−4’−メトキシバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)、メチルエチルケトンパ−オキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロへキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド、2,2−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ブタン、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、ジークミルパーオキサイド、α−(tert−ブチルパーオキシ)イソプロピルべンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリルパーオキサイド、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルへキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジ−エトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロへキシルスルホニルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルへキサレート、tert−ブチルパーオキシラウレート、tert−ブチル−オキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−tert−ブチルパーオキシイソフタレート、tert−ブチルパーオキアリルカーボネート、イソアミルパーオキシ−2−エチルへキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキシへキサハイドロテレフタレート、tert−ブチルパーオキシアゼレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 There is no restriction | limiting in particular as a polymerization initiator used for manufacture of the said vinyl resin, According to the objective, it can select suitably, For example, 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), dimethyl-2,2 '-Azobisisobutyrate, 1,1'-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile), 2- (carbamoylazo) -isobutyronitrile, 2,2'-azobis (2,4,4-trimethyl) Pentane), 2-phenylazo-2 ′, 4′-dimethyl-4′-methoxyvaleronitrile, 2,2′-azobis (2-methylpropane), methyl ethyl ketone peroxide, Ketone peroxides such as cetyl acetone peroxide and cyclohexanone peroxide, 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane, tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, 1,1,3,3 -Tetramethylbutyl hydroperoxide, di-tert-butyl peroxide, tert-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, α- (tert-butylperoxy) isopropylbenzene, isobutyl peroxide, octanoyl peroxide, Decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, benzoyl peroxide, m-tolyl peroxide, di-isopropyl peroxydicarbonate Di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, di-2-ethoxyethyl peroxycarbonate, di-ethoxyisopropyl peroxydicarbonate, di (3-methyl-3 -Methoxybutyl) peroxycarbonate, acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, tert-butylperoxyacetate, tert-butylperoxyisobutyrate, tert-butylperoxy-2-ethylhexarate, tert-butylperoxylaur Rate, tert-butyl-oxybenzoate, tert-butyl peroxyisopropyl carbonate, di-tert-butyl peroxyisophthalate, tert-butyl peroxyallyl carbonate, isoamyl peroxy To-2-ethyl hexanoate, di -tert- butyl peroxy the hexa hydro terephthalate, and the like tert- butylperoxy azelate. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記スチレン−アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、樹脂成分のテトラヒドロフラン(THF)に可溶な成分(THF可溶分)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いた測定による分子量分布で、分子量3,000〜50,000(数平均分子量換算)の領域に少なくとも1つのピークが存在し、分子量100,000以上の領域に少なくとも1つのピークが存在する樹脂が、定着性、オフセット性、保存性の点で好ましい。また、分子量分布100,000以下の成分が50%〜90%となることが好ましい。また、分子量5,000〜30,000の領域にメインピークを有することが好ましく、5,000〜20,000の領域にメインピークを有することがより好ましい。
前記ビニル樹脂の酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1mgKOH/g〜100mgKOH/gが好ましく、0.1mgKOH/g〜70mgKOH/gがより好ましく、0.1mgKOH/g〜50mgKOH/gが特に好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as said styrene-acrylic resin, Although it can select suitably according to the objective, Gel permeation chromatography (GPC) of the component (THF soluble part) soluble in tetrahydrofuran (THF) of the resin component is used. A resin in which at least one peak is present in a region having a molecular weight of 3,000 to 50,000 (in terms of number average molecular weight) and at least one peak is present in a region having a molecular weight of 100,000 or more in the molecular weight distribution by measurement used. From the viewpoints of fixing property, offset property and storage property. Moreover, it is preferable that components having a molecular weight distribution of 100,000 or less become 50% to 90%. Moreover, it is preferable to have a main peak in the area | region of molecular weight 5,000-30,000, and it is more preferable to have a main peak in the area | region of 5,000-20,000.
There is no restriction | limiting in particular as an acid value of the said vinyl resin, Although it can select suitably according to the objective, 0.1 mgKOH / g-100 mgKOH / g is preferable, 0.1 mgKOH / g-70 mgKOH / g is more preferable. 0.1 mg KOH / g to 50 mg KOH / g is particularly preferable.
−−ポリエステル樹脂−−
前記ポリエステル樹脂は、2価以上のアルコールと、2価以上の酸を縮合することにより合成することができる。なお、ポリエステル樹脂を架橋させるためには、3価以上の多価アルコール及び3価以上の多価カルボン酸の少なくともいずれかを併用することが好ましい。
--- Polyester resin--
The polyester resin can be synthesized by condensing a divalent or higher alcohol and a divalent or higher acid. In order to crosslink the polyester resin, it is preferable to use at least one of a trihydric or higher polyhydric alcohol and a trivalent or higher polyvalent carboxylic acid.
前記2価のアルコール成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、又は、ビスフェノールAにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテルが重合して得られるジオールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The divalent alcohol component is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3 -To butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, or bisphenol A Examples thereof include diols obtained by polymerizing cyclic ethers such as ethylene oxide and propylene oxide. These may be used alone or in combination of two or more.
前記3価以上の多価アルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The trihydric or higher polyhydric alcohol is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, penta Erythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentatriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, tri Examples include methylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxybenzene and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
前記酸成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のべンゼンジカルボン酸又はその無水物;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等のアルキルジカルボン酸又はその無水物;マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸等の不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物等の不飽和二塩基酸無水物などが挙げられる。
前記3価以上の多価カルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリメット酸、ピロメット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシ−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、又はこれらの無水物、部分低級アルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
There is no restriction | limiting in particular as said acid component, According to the objective, it can select suitably, For example, benzene dicarboxylic acid, such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, or its anhydride; Succinic acid, adipic acid, sebacine Alkyl dicarboxylic acids such as acid and azelaic acid or anhydrides thereof; unsaturated dibasic acids such as maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, alkenyl succinic acid, fumaric acid, mesaconic acid; maleic anhydride, citraconic acid anhydride, Examples thereof include unsaturated dibasic acid anhydrides such as itaconic acid anhydride and alkenyl succinic acid anhydride.
The trivalent or higher polyvalent carboxylic acid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include trimetic acid, pyrometic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2, 5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3- Dicarboxy-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, tetra (methylenecarboxy) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, empole trimer acid, or anhydrides thereof, partial lower alkyl esters, etc. Is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
前記ポリエステル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、樹脂成分のTHF可溶分のGPCを用いた測定による分子量分布で、分子量3,000〜50,000の領域に少なくとも1つのピークが存在する樹脂が、トナーの定着性、耐オフセット性の点で、好ましく、分子量5,000〜20,000の領域に少なくとも1つのピークが存在する結着樹脂がより好ましい。また、分子量100,000以下の成分は、60%〜100%となることが好ましい。
前記ポリエステル樹脂の酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、0.1mgKOH/g〜100mgKOH/gが好ましく、0.1mgKOH/g〜70mgKOH/gがより好ましく、0.1mgKOH/g〜50mgKOH/gが特に好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as said polyester resin, Although it can select suitably according to the objective, By molecular weight distribution by the measurement using GPC of the THF soluble part of a resin component, it is molecular weight 3,000-50,000. A resin having at least one peak in the region is preferable from the viewpoint of toner fixing property and offset resistance, and a binder resin having at least one peak in the region having a molecular weight of 5,000 to 20,000 is more preferable. . Moreover, it is preferable that a component with a molecular weight of 100,000 or less is 60% to 100%.
There is no restriction | limiting in particular as an acid value of the said polyester resin, Although it can select suitably according to the objective, 0.1 mgKOH / g-100 mgKOH / g is preferable, 0.1 mgKOH / g-70 mgKOH / g is more preferable, 1 mgKOH / g to 50 mgKOH / g is particularly preferable.
前記樹脂としては、前記ビニル樹脂及び前記ポリエステル樹脂の少なくともいずれか中に、これらの両樹脂と反応し得るモノマー成分を含んでいてもよい。
前記ポリエステル樹脂を形成するモノマーのうちビニル樹脂と反応し得るものとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸又はその無水物などが挙げられる。
前記ビニル樹脂を形成するモノマーのうち、ポリエステル樹脂と反応し得るものとしては、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するもの、アクリル酸若しくはメタクリル酸エステル類などが挙げられる。
また、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、その他の樹脂を併用する場合、酸価が0.1mgKOH/g〜50mgKOH/gである樹脂を60質量%以上含有するものが好ましい。
As said resin, the monomer component which can react with both these resin may be contained in at least any one of the said vinyl resin and the said polyester resin.
The monomer capable of reacting with the vinyl resin among the monomers forming the polyester resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include phthalic acid, maleic acid, citraconic acid, and itaconic acid. Examples thereof include unsaturated dicarboxylic acids or anhydrides thereof.
Among the monomers that form the vinyl resin, those that can react with the polyester resin include those having a carboxyl group or a hydroxy group, and acrylic acid or methacrylic acid esters.
Moreover, when using together polyester resin, vinyl resin, and other resin, what contains 60 mass% or more of resin whose acid value is 0.1 mgKOH / g-50 mgKOH / g is preferable.
前記酸価は、以下の方法(I)〜(IV)により求め、基本操作はJIS K−0070に準ずる。
(I)試料は、予め樹脂(重合体成分)以外の添加物を除去して使用するか、樹脂及び架橋された樹脂以外の成分の酸価及び含有量を予め求めておく。試料の粉砕品0.5g〜2.0gを精秤し、重合体成分の重さをWgとする。例えば、トナーから樹脂の酸価を測定する場合は、着色剤又は磁性体等の酸価及び含有量を別途測定しておき、計算により樹脂の酸価を求める。
(II)300mLのビーカーに試料を入れ、トルエン/エタノール(体積比4/1)の混合液150mLを加え溶解する。
(III)0.1mol/LのKOHのエタノール溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する。
(IV)この時のKOH溶液の使用量をSmLとし、同時にブランクを測定し、この時のKOH溶液の使用量をBmLし、下記式(3)で算出する。fは、KOHのファクターである。
酸価(mgKOH/g)=[(S−B)×f×5.61]/W ・・・式(3)
The acid value is determined by the following methods (I) to (IV), and the basic operation is in accordance with JIS K-0070.
(I) The sample is used by removing additives other than the resin (polymer component) in advance, or the acid value and content of components other than the resin and the crosslinked resin are obtained in advance. A sample ground product of 0.5 g to 2.0 g is precisely weighed, and the weight of the polymer component is defined as Wg. For example, when the acid value of a resin is measured from toner, the acid value and content of a colorant or a magnetic material are separately measured, and the acid value of the resin is obtained by calculation.
(II) A sample is put into a 300 mL beaker, and 150 mL of a mixed solution of toluene / ethanol (volume ratio 4/1) is added and dissolved.
(III) Titrate with a potentiometric titrator using an ethanol solution of 0.1 mol / L KOH.
(IV) The amount of KOH solution used at this time is set to SmL, a blank is measured at the same time, the amount of KOH solution used at this time is measured as BmL, and the following equation (3) is calculated. f is a factor of KOH.
Acid value (mgKOH / g) = [(SB) × f × 5.61] / W Formula (3)
前記樹脂のガラス転移温度(Tg)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、トナー保存性の観点から、35℃〜80℃が好ましく、40℃〜75℃がより好ましい。前記ガラス転移温度(Tg)が、35℃より低いと、高温雰囲気下でトナーが劣化しやすく、また定着時にオフセットが発生しやすくなることがあり、前記ガラス転移温度(Tg)が、80℃を超えると、定着性が低下することがある。
前記ガラス転移温度は、例えば、JIS K7121に準拠し、示差走査熱量計(例えば、DSC210(セイコー電子工業株式会社製))を用いて、昇温速度10℃/分間で測定することができる。
There is no restriction | limiting in particular as glass transition temperature (Tg) of the said resin, Although it can select suitably according to the objective, 35 to 80 degreeC is preferable from a viewpoint of toner preservability, and 40 to 75 degreeC is preferable. More preferred. When the glass transition temperature (Tg) is lower than 35 ° C., the toner is likely to be deteriorated in a high temperature atmosphere, and offset is likely to occur during fixing. The glass transition temperature (Tg) is 80 ° C. When it exceeds, fixing property may fall.
The glass transition temperature can be measured, for example, in accordance with JIS K7121, using a differential scanning calorimeter (for example, DSC210 (manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.)) at a heating rate of 10 ° C./min.
−着色剤−
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びこれらの混合物などが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
前記着色剤のトナーに対する含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1質量%〜15質量%が好ましく、3質量%〜10質量%がより好ましい。
-Colorant-
The colorant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, Yellow iron oxide, ocher, yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan Fast Yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Tan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Phisa red, para Lortho Nitroaniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carnmin BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B, Pogment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Lazolone Red, Polyazo Red, Chrome Vermilion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indance Ren Blue (RS, BC), Indigo, Ultramarine Blue, Bitumen, Anthraquinone Blue, Fast Violet B, Methyl Violet Lake, Cobalt Purple, Manganese Purple, Dioxane Violet, Anthraquinone Violet, Chrome Green, Zinc Green, Chrome Oxide, Pyridian, Emerald Green , Pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Grits Enlake, phthalocyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon, and mixtures thereof. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
There is no restriction | limiting in particular as content with respect to the toner of the said coloring agent, Although it can select suitably according to the objective, 1 mass%-15 mass% are preferable, and 3 mass%-10 mass% are more preferable.
また、前記着色剤として顔料を用いる場合は、顔料分散性の点で、樹脂との相溶性が高い顔料分散剤を含むことが好ましい。前記顔料分散剤の市販品としては、例えば、商品名で、アジスパーPB821、アジスパーPB822(以上、味の素ファインテクノ社製)、Disperbyk−2001(ビックケミー社製)、EFKA−4010(EFKA社製)などが挙げられる。 When a pigment is used as the colorant, it is preferable to include a pigment dispersant having high compatibility with the resin in terms of pigment dispersibility. Examples of commercial products of the pigment dispersant include trade names such as Azisper PB821, Azisper PB822 (above, manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co.), Disperbyk-2001 (manufactured by Big Chemie), EFKA-4010 (manufactured by EFKA), and the like. Can be mentioned.
前記分散剤の着色剤に対する添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、着色剤に対して、1質量%〜200質量%が好ましく、5質量%〜80質量%がより好ましい。前記添加量が1質量%未満であると、分散能が低くなることがあり、200質量%を超えると、帯電性が低下することがある。
また、トナー中の、前記着色剤に対する分散剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1質量%〜10質量%の割合で配合することが好ましい。前記含有量が0.1質量%未満であると、顔料分散性が不十分となることがあり、10質量%を超えると、高湿下での帯電性が低下することがある。
There is no restriction | limiting in particular as addition amount with respect to the coloring agent of the said dispersing agent, Although it can select suitably according to the objective, 1 mass%-200 mass% are preferable with respect to a coloring agent, 5 mass%-80 The mass% is more preferable. When the addition amount is less than 1% by mass, the dispersibility may be lowered, and when it exceeds 200% by mass, the chargeability may be lowered.
Further, the content of the dispersant with respect to the colorant in the toner is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Is preferred. When the content is less than 0.1% by mass, the pigment dispersibility may be insufficient. When the content exceeds 10% by mass, the chargeability under high humidity may be reduced.
前記分散剤の重量平均分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、GPCを用いた測定におけるスチレン換算重量での、メインピークの極大値の分子量で、500〜100,000が好ましく、3,000〜100,000がより好ましく、5,000〜50,000が更に好ましく、5,000〜30,000が特に好ましい。前記分子量が500未満であると、極性が高くなって、着色剤の分散性が低下することがあり、分子量が100,000を超えると、溶剤との親和性が高くなって、着色剤の分散性が低下することがある。 The weight average molecular weight of the dispersant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, the molecular weight of the maximum value of the main peak in terms of styrene conversion weight in measurement using GPC is 500 to 100,000 is preferable, 3,000 to 100,000 is more preferable, 5,000 to 50,000 is further preferable, and 5,000 to 30,000 is particularly preferable. When the molecular weight is less than 500, the polarity increases and the dispersibility of the colorant may decrease. When the molecular weight exceeds 100,000, the affinity with the solvent increases and the dispersion of the colorant may occur. May decrease.
前記着色剤は、前記樹脂と複合化されたマスターバッチの形態で用いることもできる。前記マスターバッチの製造又はマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、変性ポリエステル樹脂、又は未変性ポリエステル樹脂の他に、例えば、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の樹脂;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン樹脂;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。 The colorant can also be used in the form of a masterbatch combined with the resin. As the binder resin to be kneaded together with the production of the masterbatch or the masterbatch, in addition to the modified polyester resin or the unmodified polyester resin, for example, polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyltoluene or other styrene or a substituted product thereof. Resin: Styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer Polymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene- α-Chloromethacryl Methyl copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer Styrene resins such as coalesced styrene-maleic acid ester copolymer; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral , Polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax and the like. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
前記マスターバッチ用の樹脂の酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、30mgKOH/g以下が好ましく、20mgKOH/g以下がより好ましい。前記酸価が30mgKOH/gを超えると、高湿下での帯電性が低下し、顔料分散性も不十分となることがある。なお、前記酸価は、JIS K0070に記載の方法により測定することができる。 There is no restriction | limiting in particular as the acid value of resin for the said masterbatch, Although it can select suitably according to the objective, 30 mgKOH / g or less is preferable and 20 mgKOH / g or less is more preferable. When the acid value exceeds 30 mgKOH / g, the chargeability under high humidity may be lowered and the pigment dispersibility may be insufficient. The acid value can be measured by the method described in JIS K0070.
前記マスターバッチ用の樹脂のアミン価としては、1〜100が好ましく、10〜50がより好ましい。前記アミン価が1未満である、及び、前記アミン価が100を超えると、顔料分散性が不十分となることがある。なお、前記アミン価は、JIS K7237に記載の方法により測定することができる。 The amine value of the masterbatch resin is preferably 1 to 100, more preferably 10 to 50. When the amine value is less than 1 and the amine value exceeds 100, pigment dispersibility may be insufficient. The amine value can be measured by the method described in JIS K7237.
前記マスターバッチは、前記マスターバッチ用の樹脂と前記着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練して得ることができる。この際、前記着色剤と樹脂の相互作用を高めるために有機溶剤を用いることができる。
また、前記マスターバッチは、フラッシング法を用いて製造してもよい。前記フラッシング法とは、前記着色剤に水を含ませた水性ペーストを、樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法である。この場合、着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため、乾燥する必要がない。
なお、混合混練するには、3本ロールミル等の高せん断分散装置を用いることができる。
The masterbatch can be obtained by mixing and kneading the masterbatch resin and the colorant under high shear. At this time, an organic solvent can be used to enhance the interaction between the colorant and the resin.
The master batch may be manufactured using a flushing method. The flushing method is a method in which an aqueous paste in which water is added to the colorant is mixed and kneaded together with a resin and an organic solvent, the colorant is transferred to the resin side, and moisture and the organic solvent component are removed. In this case, since the wet cake of the colorant can be used as it is, there is no need to dry it.
For mixing and kneading, a high shearing dispersion device such as a three-roll mill can be used.
前記マスターバッチの別添した樹脂に対する使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1質量%〜20質量%が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount with respect to resin to which the said masterbatch was attached, Although it can select suitably according to the objective, 0.1 mass%-20 mass% are preferable.
前記有機溶剤としては、前記樹脂及び前記着色剤が分散乃至溶解可能な有機溶剤であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、メチルイソカルビノール等のアルコール類;アセトン、2−ブタノン、エチルアミルケトン、ジアセトンアルコール、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類;ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン等のエーテル類;2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、エチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル類;2−メトキシエチルアセテート、2−エトキシエチルアセテート、2−ブトキシエチルアセテート等のグリコールエーテルアセテート類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、乳酸エチル、エチレンカーボネート等のエステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン、iso−オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類;塩化メチレン、1,2−ジクロルエタン、ジクロロプロパン、クロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;N−メチル−2−ピロリドン、N−オクチル−2−ピロリドン等のピロリドン類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The organic solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent in which the resin and the colorant can be dispersed or dissolved, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, water; methanol, ethanol, isopropanol, n Alcohols such as butanol and methyl isocarbinol; ketones such as acetone, 2-butanone, ethyl amyl ketone, diacetone alcohol, isophorone and cyclohexanone; amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide Ethers such as diethyl ether, isopropyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 3,4-dihydro-2H-pyran; such as 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, ethylene glycol dimethyl ether, etc. Glico Ethers; glycol ether acetates such as 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate and 2-butoxyethyl acetate; esters such as methyl acetate, ethyl acetate, isobutyl acetate, amyl acetate, ethyl lactate and ethylene carbonate; benzene Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, iso-octane, cyclohexane; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, dichloropropane, chlorobenzene, etc. Sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; pyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone and N-octyl-2-pyrrolidone; These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
−磁性体−
前記磁性体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(1)マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の磁性酸化鉄、又は他の金属酸化物を含む酸化鉄、(2)鉄、コバルト、ニッケル等の金属、又はこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、錫、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウム等の金属との合金、(3)これらの混合物などが挙げられる。
-Magnetic material-
There is no restriction | limiting in particular as said magnetic body, According to the objective, it can select suitably, For example, (1) Iron oxide containing magnetic iron oxides, such as a magnetite, a maghemite, a ferrite, or another metal oxide, 2) Metals such as iron, cobalt and nickel, or these metals and aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium, etc. And alloys with these metals, and (3) mixtures thereof.
前記磁性体の具体例としては、Fe3O4、γ−Fe2O3、ZnFe2O4、Y3Fe5O12、CdFe2O4、Gd3Fe5O12、CuFe2O4、PbFe12O、NiFe2O4、NdFe2O、BaFe12O19、MgFe2O4、MnFe2O4、LaFeO3、鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、四三酸化鉄、γ−三二酸化鉄の微粉末が好ましい。 Specific examples of the magnetic material include Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , ZnFe 2 O 4 , Y 3 Fe 5 O 12 , CdFe 2 O 4 , Gd 3 Fe 5 O 12 , CuFe 2 O 4 , PbFe 12 O, NiFe 2 O 4 , NdFe 2 O, BaFe 12 O 19, MgFe 2 O 4, MnFe 2 O 4, LaFeO 3, iron powder, cobalt powder, and nickel powder. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. Among these, fine powders of iron trioxide and γ-iron trioxide are preferable.
また、前記磁性体として、異種元素を含有するマグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の磁性酸化鉄、又はその混合物も使用できる。前記異種元素としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リチウム、ベリリウム、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、ゲルマニウム、ジルコニウム、錫、イオウ、カルシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウムなどが挙げられる。これらの中でも、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、又はジルコニウムが特に好ましい。
前記異種元素は、酸化鉄結晶格子の中に取り込まれていてもよいし、酸化物として酸化鉄中に取り込まれていてもよいし、又は表面に酸化物あるいは水酸化物として存在していてもよいが、酸化物として含有されているのが好ましい。
前記異種元素は、磁性体生成時にそれぞれの異種元素の塩を混在させ、pH調整により、粒子中に取り込むことができる。また、磁性体粒子生成後にpH調整、あるいは各々の元素の塩を添加しpH調整することにより、粒子表面に析出することができる。
In addition, magnetic iron oxides such as magnetite, maghemite, and ferrite containing different elements, or a mixture thereof can be used as the magnetic material. The heterogeneous element is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, lithium, beryllium, boron, magnesium, aluminum, silicon, phosphorus, germanium, zirconium, tin, sulfur, calcium, scandium, Examples include titanium, vanadium, chromium, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, and gallium. Among these, magnesium, aluminum, silicon, phosphorus, or zirconium is particularly preferable.
The heterogeneous element may be incorporated into the iron oxide crystal lattice, may be incorporated into the iron oxide as an oxide, or may be present on the surface as an oxide or hydroxide. Although it is good, it is preferably contained as an oxide.
The different elements can be incorporated into the particles by mixing the salts of the different elements at the time of producing the magnetic substance and adjusting the pH. Moreover, it can precipitate on the particle | grain surface by adjusting pH after magnetic body particle | grains production | generation, or adding salt of each element and adjusting pH.
前記磁性体の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、樹脂に対して、10質量%〜200質量%が好ましく、20質量%〜150質量%がより好ましい。
また、前記磁性体の個数平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1μm〜2μmが好ましく、0.1μm〜0.5μmがより好ましい。前記個数平均径は、透過電子顕微鏡により拡大撮影した写真をデジタイザー等で測定することにより求めることができる。
また、前記磁性体の磁気特性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10Kエルステッド印加での磁気特性がそれぞれ、抗磁力20エルステッド〜150エルステッド、飽和磁化50emu/g〜200emu/g、残留磁化2emu/g〜20emu/gが好ましい。
なお、前記磁性体は、前記着色剤としても使用することができる。
There is no restriction | limiting in particular as usage-amount of the said magnetic body, Although it can select suitably according to the objective, 10 mass%-200 mass% are preferable with respect to resin, and 20 mass%-150 mass% are more. preferable.
The number average particle size of the magnetic material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.1 μm to 2 μm, more preferably 0.1 μm to 0.5 μm. The number average diameter can be obtained by measuring a photograph taken with a transmission electron microscope with a digitizer or the like.
The magnetic properties of the magnetic material are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. However, the magnetic properties at 10 K oersted application are coercive force 20 oersted to 150 oersted, saturation magnetization 50 emu / g to 200 emu / g and residual magnetization of 2 emu / g to 20 emu / g are preferable.
The magnetic material can also be used as the colorant.
−ワックス−
前記ワックスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックス等の脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合体;キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバろう等の植物系ワックス;みつろう、ラノリン、鯨ろう等の動物系ワックス;オゾケライト、セレシン、ペテロラタム等の鉱物系ワックス;モンタン酸エステルワックス、カスターワックスの等の脂肪酸エステルを主成分とするワックス;脱酸カルナバワックスの等の脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したものなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
-Wax-
The wax is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, aliphatic hydrocarbons such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, and sazol wax. Oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax or block copolymers thereof; plant waxes such as candelilla wax, carnauba wax, wood wax, jojoba wax; beeswax, lanolin, whale wax, etc. Animal waxes; mineral waxes such as ozokerite, ceresin and petrolatum; waxes based on fatty acid esters such as montanic acid ester wax and castor wax; partially or all fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax Deoxidation Such as the ones and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
更に、前記ワックスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に直鎖のアルキル基を有する直鎖アルキルカルボン酸類等の飽和直鎖脂肪酸;プランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸等の不飽和脂肪酸;ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウピルアルコール、セリルアルコール、メシリルアルコール、あるいは長鎖アルキルアルコール等の飽和アルコール;ソルビトール等の多価アルコール;リノール酸アミド、オレフィン酸アミド、ラウリン酸アミド等の脂肪酸アミド;メチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸ビスアミド;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセパシン酸アミド等の不飽和脂肪酸アミド;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N−ジステアリルイソフタル酸アミド等の芳香族系ビスアミド;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩;脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸等のビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス;ベヘニン酸モノグリセリド等の脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化合物、植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
これらの中でも、オレフィンを高圧下でラジカル重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィン重合時に得られる低分子量副生成物を精製したポリオレフィン、低圧下でチーグラー触媒、メタロセン触媒等の触媒を用いて重合したポリオレフィン、放射線、電磁波又は光を利用して重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィンを熱分解して得られる低分子量ポリオレフィン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ジントール法、ヒドロコール法、アーゲ法等により合成される合成炭化水素ワックス、炭素数1個の化合物をモノマーとする合成ワックス、水酸基又はカルボキシル基等の官能基を有する炭化水素系ワックス、炭化水素系ワックスと官能基を有する炭化水素系ワックスとの混合物、これらのワックスを母体としてスチレン、マレイン酸エステル、アクリレート、メタクリレート、無水マレイン酸等のビニルモノマーでグラフト変性したワックスが好ましい。
Furthermore, the wax is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include palmitic acid, stearic acid, montanic acid, and linear alkylcarboxylic acids having a linear alkyl group. Saturated linear fatty acids; Unsaturated fatty acids such as prandidic acid, eleostearic acid, valinalic acid; stearyl alcohol, eicosyl alcohol, behenyl alcohol, carnaupyl alcohol, seryl alcohol, mesyl alcohol, or long chain alkyl alcohol Saturated alcohol; polyhydric alcohol such as sorbitol; fatty acid amide such as linoleic acid amide, olefinic acid amide, lauric acid amide; saturated fatty acid bis such as methylene biscapric acid amide, ethylene bislauric acid amide, hexamethylene bisstearic acid amide Mid; Unsaturated fatty acid amides such as ethylene bisoleic acid amide, hexamethylene bisoleic acid amide, N, N′-dioleyl adipic acid amide, N, N′-dioleyl sepasinic acid amide; m-xylene bisstearic acid Aromatic bisamides such as amide and N, N-distearylisophthalic acid amide; Fatty acid metal salts such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate and magnesium stearate; aliphatic hydrocarbon wax such as styrene and acrylic acid Examples thereof include waxes grafted with vinyl monomers; partial ester compounds of fatty acids such as behenic monoglyceride and polyhydric alcohols, and methyl ester compounds having hydroxyl groups obtained by hydrogenating vegetable oils and fats.
Among these, polyolefins obtained by radical polymerization of olefins under high pressure, polyolefins obtained by purifying low molecular weight by-products obtained during polymerization of high molecular weight polyolefins, polyolefins polymerized using catalysts such as Ziegler catalysts and metallocene catalysts under low pressure, radiation , Synthesized by electromagnetic waves or light, synthesized by thermal decomposition of high molecular weight polyolefin, low molecular weight polyolefin, paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, Jintole method, hydrocol method, age method, etc. Synthetic hydrocarbon wax, synthetic wax using a compound having one carbon atom as a monomer, hydrocarbon wax having a functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group, hydrocarbon wax and hydrocarbon wax having a functional group A mixture of styrene these waxes as a matrix, maleic acid esters, acrylates, methacrylates, wax graft-modified with a vinyl monomer such as maleic anhydride is preferred.
また、前記ワックスを、プレス発汗法、溶剤法、再結晶法、真空蒸留法、超臨界ガス抽出法又は溶液晶析法を用いて分子量分布を狭くしたもの、及び低分子量固形脂肪酸、低分子量固形アルコール、低分子量固形化合物、その他の不純物を除去したものも好ましい。 In addition, the wax is made by narrowing the molecular weight distribution using a press perspiration method, a solvent method, a recrystallization method, a vacuum distillation method, a supercritical gas extraction method or a solution liquid crystal deposition method, and a low molecular weight solid fatty acid or a low molecular weight solid. Also preferred are alcohols, low molecular weight solid compounds and other impurities removed.
前記ワックスの融点としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、定着性と耐オフセット性のバランスを取る点で、70℃〜140℃が好ましく、70℃〜120℃がより好ましい。前記融点が、70℃未満であると、耐ブロッキング性が低下することがあり、140℃を超えると、耐オフセット効果が発現しにくくなることがある。 There is no restriction | limiting in particular as melting | fusing point of the said wax, Although it can select suitably according to the objective, 70 to 140 degreeC is preferable at the point which balances fixing property and offset resistance, 70 to 120 degreeC. Is more preferable. When the melting point is less than 70 ° C., the blocking resistance may be lowered, and when it exceeds 140 ° C., the anti-offset effect may be hardly exhibited.
また、2種以上の異なる種類のワックスを併用することにより、ワックスの作用である可塑化作用と離型作用を同時に発現させることができる。
前記ワックスの使用例としては、2種以上の異なるワックスの融点の差が10℃〜100℃のものの組み合わせや、ポリオレフィンとグラフト変性ポリオレフィンの組み合わせなどが挙げられる。
前記可塑化作用を有するワックスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、融点の低いワックス、分子の構造上に分岐のあるものや極性基を有する構造のものなどが挙げられる。前記離型作用を有するワックスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、融点の高いワックス、分子の構造が直鎖構造のものや、官能基を有さない無極性のものなどが挙げられる。
Further, by using two or more different types of waxes in combination, the plasticizing action and the releasing action which are the actions of the wax can be expressed simultaneously.
Examples of the use of the wax include a combination of two or more different waxes having a melting point difference of 10 ° C. to 100 ° C., a combination of polyolefin and graft-modified polyolefin, and the like.
The wax having a plasticizing action is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a wax having a low melting point, a branch having a molecular structure or a structure having a polar group Etc. The wax having a releasing action is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a wax having a high melting point, a molecular structure having a linear structure, or having no functional group Nonpolar ones can be mentioned.
前記ワックスが2種であり、それぞれが類似構造を有する場合は、相対的に、融点の低いワックスが可塑化作用を発揮し、融点の高いワックスが離型作用を発揮する。前記2種類のワックスの融点の差としては、機能分離が効果的に発現する点で、10℃〜100℃が好ましい。前記融点の差が、10℃未満では、機能分離効果が表れにくいことがあり、100℃を超えると、相互作用による機能の強調が行われにくいことがある。前記2種類のワックスの一方のワックスの融点としては、70℃〜120℃が好ましく、70℃〜100℃がより好ましい。 When the waxes are of two types and each have a similar structure, a wax having a relatively low melting point exhibits a plasticizing action, and a wax having a high melting point exhibits a releasing action. The difference between the melting points of the two types of waxes is preferably 10 ° C. to 100 ° C. from the viewpoint of effectively expressing functional separation. When the difference between the melting points is less than 10 ° C., the function separation effect may be difficult to appear, and when it exceeds 100 ° C., the function may not be emphasized by interaction. As melting | fusing point of one wax of said 2 types of wax, 70 to 120 degreeC is preferable and 70 to 100 degreeC is more preferable.
前記ワックスは、相対的に、枝分かれ構造のものや官能基等の極性基を有するものや主成分とは異なる成分で変性されたものが可塑作用を発揮し、より直鎖構造のものや官能基を有さない無極性のものや未変性のストレートなものが離型作用を発揮する。 As for the wax, those having a branched structure, those having a polar group such as a functional group, and those modified with a component different from the main component exert a plastic action, and those having a more linear structure or functional group Nonpolar or non-denatured straight materials that do not have a mold exhibit a releasing action.
前記ワックスの組み合わせとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレンを主成分とするポリエチレンホモポリマー又はコポリマーとエチレン以外のオレフィンを主成分とするポリオレフィンホモポリマー又はコポリマーの組み合わせ、ポリオレフィンとグラフト変成ポリオレフィンの組み合わせ、アルコールワックス、脂肪酸ワックス又はエステルワックスと炭化水素系ワックスの組み合わせ、フィッシャートロプシュワックス又はポリオレフィンワックスとパラフィンワックス又はマイクロクリスタルワックスの組み合わせ、フィッシャートロプシュワックスとポリオレフィンワックスの組み合わせ、パラフィンワックスとマイクロクリスタルワックスの組み合わせ、カルナバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス又はモンタンワックスと炭化水素系ワックスの組み合わせなどが挙げられる。 The combination of the waxes is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a polyethylene homopolymer or copolymer having ethylene as a main component and a polyolefin homopolymer having an olefin other than ethylene as a main component or Copolymer combination, polyolefin and graft modified polyolefin combination, alcohol wax, fatty acid wax or ester wax and hydrocarbon wax combination, Fischer-Tropsch wax or polyolefin wax and paraffin wax or microcrystal wax, Fischer-Tropsch wax and polyolefin wax Combination of paraffin wax and microcrystal wax, carnauba wax, cande Rawakkusu, a combination of a hydrocarbon wax and rice wax or montan wax.
トナーのDSC測定において観測される吸熱ピークにおいて、トナー保存性と定着性のバランスをとりやすくなる点で、70℃〜110℃の領域に最大ピークのピークトップ温度があることが好ましく、70℃〜110℃の領域に最大ピークを有しているのがより好ましい。 In the endothermic peak observed in the DSC measurement of the toner, it is preferable that the peak top temperature of the maximum peak is in the range of 70 ° C. to 110 ° C. in terms of facilitating the balance between toner storage and fixing properties. More preferably, it has a maximum peak in the region of 110 ° C.
なお、DSC測定において観測されるワックスの吸熱ピークの最大ピークのピークトップの温度をもってワックスの融点とする。
前記ワックス又はトナーのDSC測定機器としては、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定することが好ましい。測定方法としては、ASTM D3418−82に準じて行う。本発明に用いられるDSC曲線は、1回昇温、降温させ前履歴を取った後、温度速度10℃/分間で、昇温させた時に測定されるものを用いる。
The temperature of the peak top of the endothermic peak of the wax observed in DSC measurement is defined as the melting point of the wax.
The wax or toner DSC measuring device is preferably measured with a high-precision internal heat input compensation type differential scanning calorimeter. As a measuring method, it carries out according to ASTM D3418-82. The DSC curve used in the present invention is one that is measured when the temperature is raised at a temperature rate of 10 ° C./min after once raising and lowering the temperature and taking a previous history.
前記ワックスの前記樹脂に対する含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.2質量%〜20質量%が好ましく、0.5質量%〜10質量%がより好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as content with respect to the said resin of the said wax, Although it can select suitably according to the objective, 0.2 mass%-20 mass% are preferable, and 0.5 mass%-10 mass% are preferable. More preferred.
−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、静電潜像担持体又はキャリアの保護、クリーニング性の向上、熱特性、電気特性又は物理特性の調整、抵抗調整、軟化点調整、定着率向上等の目的に応じて適宜選択することができ、例えば、流動性向上剤;クリーニング性向上剤;各種金属石けん、フッ素系界面活性剤等の界面活性剤;フタル酸ジオクチル、酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化アンチモン等の導電性付与剤;外添剤;ポリテトラフルオロエチレン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデン等の滑剤;酸化セシウム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム等の研磨剤;ケーキング防止剤;現像性向上剤などが挙げられる。
また、前記その他の成分は、帯電量コントロール等の目的で、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他の有機ケイ素化合物等の種々の処理剤で処理してもよい。また、前記無機微粉体は、必要に応じて疎水化してもよい。
-Other ingredients-
The other components are not particularly limited, and can protect the electrostatic latent image carrier or carrier, improve cleaning properties, adjust thermal characteristics, electrical characteristics or physical characteristics, adjust resistance, adjust softening points, improve fixing rate, etc. For example, fluidity improvers; cleaning properties improvers; surfactants such as various metal soaps and fluorine surfactants; dioctyl phthalate, tin oxide, zinc oxide, carbon Conductivity imparting agents such as black and antimony oxide; external additives; lubricants such as polytetrafluoroethylene, zinc stearate and polyvinylidene fluoride; abrasives such as cesium oxide, silicon carbide and strontium titanate; anti-caking agent; development And a property improver.
The other components include silicone varnish, various modified silicone varnishes, silicone oil, various modified silicone oils, silane coupling agents, silane coupling agents having a functional group, and other organosilicons for the purpose of controlling the charge amount. You may process with various processing agents, such as a compound. The inorganic fine powder may be hydrophobized as necessary.
−−流動性向上剤−−
前記流動性向上剤は、トナー表面に添加することにより、トナーの流動性を改善(流動しやすくなる)するものである。
前記流動性向上剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック;フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末等のフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカ等の微粉末シリカ;微粉未酸化チタン、微粉未アルミナ、又はこれらをシランカップリング剤、チタンカップリング剤若しくはシリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカ、処理酸化チタン、処理アルミナなどが挙げられる。これらの中でも、微粉末シリカ、微粉未酸化チタン、微粉未アルミナが好ましく、また、これらをシランカップリング剤やシリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカがより好ましい。
前記流動性向上剤の粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、平均一次粒径として、0.001μm〜2μmが好ましく、0.002μm〜0.2μmがより好ましい。
--- Fluidity improver ---
The fluidity improver improves the fluidity of the toner (becomes easy to flow) when added to the toner surface.
The fluidity improver is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include carbon black; fluorine resin powder such as vinylidene fluoride fine powder and polytetrafluoroethylene fine powder; wet process Fine powder silica such as silica and dry process silica; fine powder unoxidized titanium, fine powder unalumina, or treated silica, treated titanium oxide, treated alumina which are surface-treated with a silane coupling agent, a titanium coupling agent or silicone oil Etc. Among these, fine powder silica, fine powder unoxidized titanium, and fine powder unalumina are preferable, and treated silica obtained by surface-treating these with a silane coupling agent or silicone oil is more preferable.
The particle size of the fluidity improver is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. The average primary particle size is preferably 0.001 μm to 2 μm, preferably 0.002 μm to 0.2 μm. More preferred.
前記微粉末シリカは、ケイ素ハロゲン化含物の気相酸化により生成された微粉体であり、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるものである。
前記ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成された市販のシリカ微粉体の具体例としては、商品名で、AEROSIL−130、−300、−380、−TT600、−MOX170、−MOX80、−COK84(以上、日本アエロジル社製);Ca−O−SiL−M−5、−MS−7、−MS−75、−HS−5、−EH−5(以上、CABOT社製);Wacker HDK−N20 V15、−N20E、−T30、−T40(以上、ACKER−CHEMIE社製);D−CFineSi1ica(ダウコーニング社製);Franso1(Fransi1社製)などが挙げられる。
更に、前記ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を疎水化処理した処理シリカ微粉体がより好ましい。前記処理シリカ微粉体として、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が30%〜80%の値を示すようにシリカ微粉体を処理したものが好ましい。疎水化は、シリカ微粉体と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的あるいは物理的に処理することによって付与される。ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する方法が好ましい。
The fine powder silica is a fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halide inclusion, and is called so-called dry silica or fumed silica.
Specific examples of commercially available silica fine powders produced by vapor phase oxidation of the silicon halogen compound include trade names such as AEROSIL-130, -300, -380, -TT600, -MOX170, -MOX80, -COK84 (and above). Ca-O-SiL-M-5, -MS-7, -MS-75, -HS-5, -EH-5 (above, manufactured by CABOT); Wacker HDK-N20 V15, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. -N20E, -T30, -T40 (manufactured by ACKER-CHEMIE); D-CFineSi1ica (manufactured by Dow Corning); Franco1 (manufactured by Franci1).
Further, a treated silica fine powder obtained by hydrophobizing a silica fine powder produced by vapor phase oxidation of the silicon halogen compound is more preferable. The treated silica fine powder is preferably obtained by treating the silica fine powder so that the degree of hydrophobicity measured by a methanol titration test is 30% to 80%. Hydrophobization is imparted by chemical or physical treatment with an organosilicon compound that reacts or physically adsorbs with silica fine powder. A method of treating fine silica powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound with an organosilicon compound is preferred.
前記有機ケイ素化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジメチルビニルクロロシラン、ジビニルクロロシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、へキサメチルジシラン、トリメチルシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、アリルジメチルクロロシラン、アリルフェニルジクロロシラン、ベンジルジメチルクロロシラン、ブロモメチルジメチルクロロシラン、α−クロルエチルトリクロロシラン、β−クロロエチルトリクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、へキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフエニルテトラメチルジシロキサン及び1分子当り2個〜12個のシロキサン単位を有し、未端に位置する単位にそれぞれSiに結合した水酸基を0個〜1個含有するジメチルポリシロキサン、ジメチルシリコーンオイル等のシリコーンオイルなどが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。 There is no restriction | limiting in particular as said organosilicon compound, According to the objective, it can select suitably, For example, hydroxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, n-hexadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltrimethoxysilane , Vinylmethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, dimethylvinylchlorosilane, divinylchlorosilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, Allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane , Β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, isobutyltri Methoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane and 2 to 12 siloxane units per molecule Silyl such as dimethylpolysiloxane, dimethylsilicone oil or the like containing 0 to 1 hydroxyl group bonded to Si in the unit located at the end. N'oiru and the like. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
前記流動性向上剤の個数平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5nm〜100nmが好ましく、5nm〜50nmがより好ましい。なお、前記個数平均径は、透過電子顕微鏡により拡大撮影した写真をデジタイザー等で測定することにより求めることができる。
前記流動性向上剤をBET法で測定した窒素吸着による比表面積としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、30m2/g以上が好ましく、60m2/g〜400m2/gがより好ましい。
前記表面処理された微粉体の比表面積としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20m2/g以上が好ましく、40m2/g〜300m2/gがより好ましい。なお、前記微粉体の比表面積は、BET比表面積測定装置により求めることができる。
There is no restriction | limiting in particular as a number average particle diameter of the said fluid improvement agent, Although it can select suitably according to the objective, 5 nm-100 nm are preferable, and 5 nm-50 nm are more preferable. The number average diameter can be determined by measuring a photograph taken with a transmission electron microscope with a digitizer or the like.
As the specific surface area of the flowability improving agent according to the measured nitrogen adsorption by the BET method is not particularly limited, suitably it can be selected, preferably at least 30 m 2 / g according to the purpose, 60m 2 / g~400m 2 / g is more preferable.
The specific surface area of the surface-treated fine powder is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, is preferably at least 20m 2 / g, 40m 2 / g~300m 2 / g and more preferably . The specific surface area of the fine powder can be determined by a BET specific surface area measuring device.
前記流動性向上剤のトナー粒子に対する添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.03質量%〜8質量%が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as the addition amount with respect to the toner particle of the said fluid improvement agent, Although it can select suitably according to the objective, 0.03 mass%-8 mass% are preferable.
−−クリーニング性向上剤−−
前記クリーニング性向上剤としては、特に制限なく、静電潜像担持体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するものであれば適宜選択することができ、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩;ポリメタクリル酸メチル粒子、ポリスチレン粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー粒子などが挙げられる。
前記ポリマー粒子の体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.01μm〜1μmが好ましい。
--- Cleanability improver--
The cleaning property improver is not particularly limited and can be appropriately selected as long as it removes the developer after transfer remaining on the electrostatic latent image carrier or the primary transfer medium. For example, zinc stearate, Examples thereof include fatty acid metal salts such as calcium stearate and stearic acid; polymer particles produced by soap-free emulsion polymerization such as polymethyl methacrylate particles and polystyrene particles.
There is no restriction | limiting in particular as a volume average particle diameter of the said polymer particle, Although it can select suitably according to the objective, 0.01 micrometer-1 micrometer are preferable.
−−外添剤−−
前記外添剤としては、特に制限はなく、流動性や現像性、帯電性を補助する目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機微粒子、高分子系微粒子などが挙げられる。これらの中でも、前記外添剤は、無機微粒子が好ましい。
--External additive--
There is no restriction | limiting in particular as said external additive, According to the objective which assists fluidity | liquidity, developability, and electrification property, it can select suitably, For example, an inorganic fine particle, polymeric fine particle, etc. are mentioned. Among these, the external additive is preferably inorganic fine particles.
前記無機微粒子としては、特に制限なく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられる。
前記無機微粒子の一次粒子径としては、特に制限なく、目的に応じて適宜選択することができるが、5μm〜2μmが好ましく、5μm〜500mμがより好ましい。
前記BET法による比表面積としては、20m2/g〜500m2/gが好ましい。
前記無機微粒子のトナー粒子に対する添加量は、0.01質量%〜5質量%が好ましく、0.01質量%〜2質量%がより好ましい。
The inorganic fine particles are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, silica, alumina, titanium oxide, aluminum oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, oxidation Zinc, tin oxide, silica sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth, chromium oxide, cerium oxide, pengala, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, nitride Examples include silicon.
There is no restriction | limiting in particular as a primary particle diameter of the said inorganic fine particle, Although it can select suitably according to the objective, 5 micrometers-2 micrometers are preferable, and 5 micrometers-500 micrometers are more preferable.
The specific surface area by the BET method, 20m 2 / g~500m 2 / g are preferred.
The amount of the inorganic fine particles added to the toner particles is preferably 0.01% by mass to 5% by mass, and more preferably 0.01% by mass to 2% by mass.
前記高分子系微粒子としては、特に制限なく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロン等の重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子などが挙げられる。 The polymer fine particles are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, polystyrene, methacrylic acid ester or acrylic acid ester copolymer obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, or dispersion polymerization can be used. Examples thereof include polymer, polycondensation systems such as silicone, benzoguanamine, and nylon, and polymer particles made of thermosetting resin.
前記外添剤は、表面処理剤により、表面処理を行うことで、疎水性を上げ、高湿度下においても外添剤自身の劣化を防止することができる。
前記表面処理剤としては、特に制限なく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
The external additive is surface treated with a surface treatment agent to increase hydrophobicity and prevent deterioration of the external additive itself even under high humidity.
The surface treatment agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a silane coupling agent, a silylating agent, a silane coupling agent having a fluorinated alkyl group, and an organic titanate coupling agent. , Aluminum coupling agents, silicone oils, modified silicone oils, and the like.
前記外添剤を添加する場合には、特に制限はなく、一般の粉体の混合機を適宜選択して使用することができるが、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー等の混合機を用いることができる。このとき、混合機は、ジャケット等を装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。前記外添剤に印加する負荷の履歴を変えるためには、途中又は漸次外添剤を添加してもよいし、混合機の回転数、転動速度、時間、温度等を変化させてもよい。また、前記外添剤に強い負荷を印加した後、弱い負荷を印加してもよいし、その逆でもよい。 When the external additive is added, there is no particular limitation, and a general powder mixer can be appropriately selected and used. However, a V-type mixer, a rocking mixer, a Ladige mixer, a Nauter A mixer such as a mixer or a Henschel mixer can be used. At this time, the mixer is preferably equipped with a jacket or the like to adjust the internal temperature. In order to change the history of the load applied to the external additive, the external additive may be added in the middle or gradually, or the rotational speed, rolling speed, time, temperature, etc. of the mixer may be changed. . Further, after applying a strong load to the external additive, a weak load may be applied, or vice versa.
−−現像性向上剤−−
前記現像剤向上剤としては、特に制限なく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トナー粒子と逆極性の白色微粒子及び黒色微粒子等などが挙げられる。前記現像剤の配合量は少量が好ましい。前記現像剤を調製する場合には、現像剤の流動性や保存性、現像性、転写性を高めるために、疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子を添加混合してもよい。
--Developability improver--
The developer improver is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include white fine particles and black fine particles having a polarity opposite to that of toner particles. A small amount of the developer is preferable. When preparing the developer, inorganic fine particles such as hydrophobic silica fine powder may be added and mixed in order to improve the fluidity, storage stability, developability and transferability of the developer.
−トナー組成液の調製方法−
前記トナー組成液の調製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記樹脂を有機溶媒に溶解し、前記着色剤を分散させ、更に必要に応じて前記その他の成分を分散乃至溶解させる方法、前記樹脂及び前記着色剤、更に必要に応じて前記その他の成分を熱溶融混練し、得られた混練物を有機溶媒に溶解乃至分散させる方法などが挙げられる。
-Preparation method of toner composition liquid-
The method for preparing the toner composition liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the resin is dissolved in an organic solvent, the colorant is dispersed, and if necessary, the Examples include a method of dispersing or dissolving other components, a method of melting and kneading the resin and the colorant and, if necessary, the other components as necessary, and dissolving or dispersing the obtained kneaded material in an organic solvent. .
<粒子形成工程、粒子形成手段>
前記粒子形成工程は、前記液滴形成工程において形成された液滴(トナー組成液)を固化させて粒子を形成する工程であり、粒子形成手段により好適に行なわれる。
前記粒子形成手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、捕集部、乾燥部を有する手段などが挙げられる。
<Particle forming step, particle forming means>
The particle forming step is a step of solidifying the droplet (toner composition liquid) formed in the droplet forming step to form particles, and is preferably performed by particle forming means.
There is no restriction | limiting in particular as said particle | grain formation means, According to the objective, it can select suitably, For example, the means which has a collection part, a drying part, etc. are mentioned.
<<粒子形成手段>>
−捕集部−
前記捕集部は、前記液滴形成工程で吐出され、搬送気流により搬送される液滴(トナー組成液)が、該搬送気流により搬送されながら乾燥固化させる部材である。
ここで、搬送気流とは、好ましくは、円環状の振動発生体の内側から発生する搬送気流であるが、液滴形成手段の外側に搬送気流を発生させてもよい。
<< Particle Forming Means >>
-Collector-
The collecting unit is a member that dries and solidifies the liquid droplets (toner composition liquid) discharged in the liquid droplet forming process and conveyed by the conveying airflow while being conveyed by the conveying airflow.
Here, the carrier airflow is preferably a carrier airflow generated from the inside of the annular vibration generator, but the carrier airflow may be generated outside the droplet forming unit.
−乾燥部−
前記乾燥部は、前記捕集部により乾燥固化された液滴を更に乾燥させるため、二次乾燥を行う部材である。前記有機溶剤がトナー中に残留すると、耐熱保存性や定着性、帯電特性等のトナー特性が経時で変動するだけでなく、加熱による定着時において前記有機溶剤が揮発するため、使用者及び周辺機器へ悪影響を及ぼす可能性が高まるため充分な乾燥を実施する必要がある。そのため、前記乾燥部により二次乾燥を行うことで、前記トナー組成液中の前記有機溶剤を充分に乾燥させることができる点で有利である。
前記乾燥部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、流動床乾燥機、真空乾燥機などが挙げられる。
-Drying section-
The drying unit is a member that performs secondary drying in order to further dry the droplets dried and solidified by the collection unit. If the organic solvent remains in the toner, not only the toner characteristics such as heat-resistant storage stability, fixability, and charging characteristics fluctuate with time, but the organic solvent volatilizes at the time of fixing by heating. Sufficient drying is necessary because the possibility of adverse effects on the skin increases. For this reason, secondary drying by the drying unit is advantageous in that the organic solvent in the toner composition liquid can be sufficiently dried.
There is no restriction | limiting in particular as said drying part, According to the objective, it can select suitably, For example, a fluid bed dryer, a vacuum dryer, etc. are mentioned.
<<粒子形成>>
次に、前記粒子形成工程について、図面を参照して説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
図1において、液滴吐出ユニット2から吐出され液滴化したトナー組成液の液滴23は、粒子形成手段としての粒子形成部3内で、重力によって下方に搬送される際に乾燥固化されトナー粒子Tを形成する。このとき、重力によってのみではなく、円環状の振動発生体の内側から発生する搬送気流(図示しない)で搬送されることが、吐出された液滴間の合一を防止し、より単一分散性の高いトナーを得ることができる点で好ましい。また、液滴吐出ユニット2の外側に、粒子形成部3の上方から下方に向かって外側搬送気流53を発生させ、外側搬送気流53によって液滴23を搬送してもよい。これらの搬送気流を発生させることによって、吐出された液滴23が空気抵抗によって減速されることを抑制でき、液滴23を連続的に吐出したときに、前に液滴23が乾燥する前に空気抵抗によって減速し、後に吐出された液滴23が前に吐出された液滴23に追い付くことで、液滴23同士が合着して一体となり、液滴23の粒径が大きくなることを抑制することができる。乾燥固化されたトナー粒子Tは、除電装置43で除電された後、トナー捕集部4で捕集され、気流路形成部材41内で気流路42及びチューブ7を介して移送され、トナー貯留部5で貯留される。
<< Particle formation >>
Next, the particle forming step will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this.
In FIG. 1, a droplet 23 of toner composition liquid discharged from a droplet discharge unit 2 is dried and solidified when being transported downward by gravity in a particle forming unit 3 as particle forming means. Particles T are formed. At this time, not only by gravity, but also by a transport air flow (not shown) generated from the inside of an annular vibration generator, it prevents coalescence between ejected droplets, and more uniform dispersion This is preferable in that a highly functional toner can be obtained. Alternatively, the outer transport airflow 53 may be generated from the upper side to the lower side of the particle forming unit 3 outside the droplet discharge unit 2, and the droplets 23 may be transported by the outer transport airflow 53. By generating these transport airflows, it is possible to prevent the discharged droplets 23 from being decelerated due to air resistance. When the droplets 23 are continuously discharged, before the droplets 23 are dried before By decelerating by the air resistance, the droplets 23 ejected later catch up with the droplets 23 ejected before, so that the droplets 23 coalesce and become one, and the particle size of the droplets 23 increases. Can be suppressed. The toner particles T that have been dried and solidified are neutralized by the neutralization device 43, collected by the toner collecting unit 4, and transferred through the air flow path 42 and the tube 7 in the air flow path forming member 41, and the toner storage section. 5 is stored.
<<トナー>>
本発明の前記トナーの製造装置及び前記トナーの製造方法により、粒度分布が単分散なトナーを得ることができる。
前記トナー粒子の粒度分布(重量平均粒径/数平均粒径)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1.00〜1.15が好ましく、1.00〜1.07がより好ましい。前記粒度分布は、1.15を超えると、粒子系のばらつきが大きく、各粒子間の帯電性が不均一になり、地肌汚れ等の異常画像を生じるほか、粒状度等の画質低下が生じることがある。
<< Toner >>
According to the toner manufacturing apparatus and the toner manufacturing method of the present invention, a toner having a monodispersed particle size distribution can be obtained.
The particle size distribution (weight average particle size / number average particle size) of the toner particles is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. -1.07 is more preferable. When the particle size distribution exceeds 1.15, there is a large variation in the particle system, the chargeability between the particles becomes non-uniform, and abnormal images such as background stains are generated, and image quality such as granularity is deteriorated. There is.
また、前記トナー粒子の重量平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1μm〜20μmが好ましく、3μm〜10μmがより好ましい。前記重量平均粒子が、1μm未満であると、強帯電を帯びた微粉粒子が多くなり、キャリアに強固に付着するなどしてキャリアの帯電サイトを奪い現像性の低下、つまりは異常画像の発生を引き起こすばかりでなく、吸引することで人体にも影響を及ぼすことがある。
前記トナーの粒度分布の測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フロー式粒子像分析装置(Flow Particle Image Analyzer)で測定する方法などが挙げられる。
The weight average particle diameter of the toner particles is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1 μm to 20 μm, and more preferably 3 μm to 10 μm. If the weight average particle is less than 1 μm, the number of finely charged particles increases, and adheres firmly to the carrier, thereby depriving the charged sites of the carrier and reducing developability, that is, generating an abnormal image. In addition to causing it, inhalation may affect the human body.
The method for measuring the particle size distribution of the toner is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a method of measuring with a flow particle image analyzer (Flow Particle Image Analyzer).
本発明のトナーの製造方法及び装置は、複数の吐出孔から同時に液滴を吐出でき、単一分散性の高い液滴を吐出できる面積が広く、単位時間当たりに吐出できる液滴数が多く、汎用性の高いトナーを効率よく製造できる。そのため、本発明のトナーの製造方法及び製造装置で製造されたトナーは、電子写真、静電記録、静電印刷等における静電荷像を現像するための現像剤に好適に利用可能である。
また、該現像剤は、従来の電子写真法に使用する静電潜像担持体が全て使用できるが、例えば、有機静電潜像担持体、非晶質シリカ静電潜像担持体、セレン静電潜像担持体、酸化亜鉛静電潜像担持体などが好適に使用可能である。
The toner manufacturing method and apparatus of the present invention can eject droplets simultaneously from a plurality of ejection holes, have a wide area capable of ejecting highly monodisperse droplets, and have a large number of droplets that can be ejected per unit time. A highly versatile toner can be produced efficiently. Therefore, the toner manufactured by the toner manufacturing method and manufacturing apparatus of the present invention can be suitably used as a developer for developing an electrostatic image in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like.
As the developer, any electrostatic latent image carrier used in conventional electrophotography can be used. For example, an organic electrostatic latent image carrier, an amorphous silica electrostatic latent image carrier, An electrostatic latent image carrier, a zinc oxide electrostatic latent image carrier and the like can be suitably used.
以下に本発明の実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
<着色剤分散液の調製>
攪拌羽根を有するミキサーを用いて、カーボンブラック(Regal400、Cabot社製)17質量部、顔料分散剤(アジスパーPB821、味の素ファインテクノ株式会社製)3質量部を、酢酸エチル80質量部に一次分散させた。得られた一次分散液を、ビーズミル(アシザワファインテック社製LMZ、ジルコニアビーズ 0.3mmφ)を用いて二次分散させて、粒径が5μm以上の凝集体を完全に除去し、着色剤分散液を調製した。
Example 1
<Preparation of colorant dispersion>
Using a mixer having a stirring blade, 17 parts by mass of carbon black (Regal 400, manufactured by Cabot) and 3 parts by mass of a pigment dispersant (Ajisper PB821, manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) are primarily dispersed in 80 parts by mass of ethyl acetate. It was. The obtained primary dispersion is secondarily dispersed using a bead mill (LMZ manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd., zirconia beads 0.3 mmφ) to completely remove aggregates having a particle size of 5 μm or more, and a colorant dispersion Was prepared.
<ワックス分散液の調製>
次に、攪拌羽根を有するミキサーを用いて、カルナバワックス18質量部、ワックス分散剤2質量部を、酢酸エチル80質量部に一次分散させた。なお、ワックス分散剤としては、ポリエチレンワックスにスチレン−アクリル酸ブチル共重合体をグラフト化したものを用いた。得られた一次分散液を攪拌しながら80℃まで加熱してカルナバワックスを溶解させた後、室温まで冷却して最大径が3μm以下となるようにカルナバワックスを析出させた。更に、ビーズミル(アシザワファインテック社製LMZ、ジルコニアビーズ 0.3mmφ)を用いて二次分散させ、最大径が1μm以下になるようワックス分散液を調製した。
<Preparation of wax dispersion>
Next, using a mixer having a stirring blade, 18 parts by mass of carnauba wax and 2 parts by mass of a wax dispersant were primarily dispersed in 80 parts by mass of ethyl acetate. The wax dispersant used was a polyethylene wax grafted with a styrene-butyl acrylate copolymer. The obtained primary dispersion was heated to 80 ° C. with stirring to dissolve the carnauba wax, and then cooled to room temperature to precipitate the carnauba wax so that the maximum diameter was 3 μm or less. Further, a wax dispersion was prepared by secondary dispersion using a bead mill (LMZ manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd., zirconia beads 0.3 mmφ) so that the maximum diameter was 1 μm or less.
<トナー組成分散液の調製>
次に、攪拌羽根を有するミキサーを用いて、結着樹脂としてのポリエステル樹脂100質量部、前記着色剤分散液30質量部、前記ワックス分散液30質量部、及び酢酸エチル840質量部を、10分間攪拌し、均一に分散させ、トナー組成分散液を調製した。なお、溶媒希釈により顔料やワックス粒子が凝集することはなかった。
<Preparation of toner composition dispersion>
Next, using a mixer having a stirring blade, 100 parts by mass of a polyester resin as a binder resin, 30 parts by mass of the colorant dispersion, 30 parts by mass of the wax dispersion, and 840 parts by mass of ethyl acetate are added for 10 minutes. The mixture was stirred and dispersed uniformly to prepare a toner composition dispersion. The pigment and wax particles did not aggregate due to solvent dilution.
<トナーの作製>
トナーの作製は、図1〜図3に示すトナーの製造装置において、円環状の振動発生体17に代えて円板状の振動発生体を設けたトナー製造装置を用いた。得られたトナー組成分散液500mLを、前記トナーの製造装置の液滴形成手段11の複数の吐出孔(ノズル)15に供給した。
使用した吐出構造体(薄膜、ノズルプレート)16は、外径25mm、厚み100μmのニッケル板に、吐出孔における吐出される側(気相側)の端部で真円形状の吐出開口径(直径)10μmの吐出孔15を、電鋳による加工で作製した。吐出孔は、後述するように円板状の振動発生体17の周囲に設けた。
なお、吐出孔の開口径は、吐出構造体の厚み方向において一定にした。即ち、図11Aに示すように、該吐出孔の該吐出構造体の厚み方向における吐出孔の断面における接液面から吐出口に向かう角度(以下、「吐出孔の角度」と称することがある。)200は90°とした。
<Production of toner>
In the toner production apparatus shown in FIGS. 1 to 3, a toner production apparatus provided with a disk-shaped vibration generator in place of the annular vibration generator 17 was used for toner production. 500 mL of the obtained toner composition dispersion was supplied to a plurality of ejection holes (nozzles) 15 of the droplet forming means 11 of the toner manufacturing apparatus.
The used discharge structure (thin film, nozzle plate) 16 is a nickel plate having an outer diameter of 25 mm and a thickness of 100 μm. ) A 10 μm discharge hole 15 was produced by electroforming. The discharge hole was provided around the disc-shaped vibration generator 17 as will be described later.
In addition, the opening diameter of the discharge hole was made constant in the thickness direction of the discharge structure. That is, as shown in FIG. 11A, the angle from the liquid contact surface to the discharge port in the section of the discharge hole in the thickness direction of the discharge structure (hereinafter, referred to as “discharge hole angle”). ) 200 was 90 °.
更に、吐出構造体の露出表面全体にRFスパッタによってSiO2膜を形成し、前記SiO2膜上に、フッ素系化合物(オプツール、ダイキン工業株式会社製)を蒸着して撥液膜を形成した。撥液膜の膜厚は、非接触式膜厚測定装置(エリプソメーター、溝尻光学株式会社製)を用いて測定したところ、50nmであった。また、撥液膜の接触角は、接触角計(DM500、協和界面科学株式会社製)を用いて測定したところ、前記トナー組成分散液の接触角が58°であった。 Further, a SiO 2 film was formed on the entire exposed surface of the discharge structure by RF sputtering, and a fluorine-based compound (OPTOOL, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was deposited on the SiO 2 film to form a liquid repellent film. The film thickness of the liquid repellent film was 50 nm as measured using a non-contact type film thickness measuring device (ellipsometer, manufactured by Mizoji Optical Co., Ltd.). The contact angle of the liquid repellent film was measured using a contact angle meter (DM500, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), and the contact angle of the toner composition dispersion was 58 °.
円板状の振動発生体は、外径10mm、厚み1.0mmのチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)とした。固定部は、吐出構造体16の中央部を固定するフレーム14の円柱部径(外径)を6mmとし、吐出構造体16の最外周部を固定するフレーム14の内径(吐出構造体16の最外周部を固定するフレーム14と液供給中チューブ20とが接する点と、吐出構造体16の最外周部を固定するフレーム14と気泡排出チューブ21とが接する点との間の長さ)を15mm、外径(2本の支持部材19の内側の長さ)を26mmのステンレス(SUS304)を用いた。即ち、吐出構造体16の最外周部を固定するフレーム14の幅は5.5mmとなる。振動発生体17と吐出構造体16との接合面13b、フレームと吐出構造体16との接合面13aは共に、エポキシ樹脂(弾性率1.3×108Pa)を用い、加熱条件170℃×5分間で接合した。
したがって、図3において、吐出構造体の振動領域の内径は10mm、外径は15mmとなり、振動領域の幅(図3における16Bの長さ)は2.5mmの円環となる。吐出構造体の吐出孔は、この振動領域の振動発生体側から0.8mmと1.7mmの間の円環領域に、隣接する吐出孔のピッチ(吐出孔の中心部間の最短間隔)が約140μmの千鳥配列となるように円環状に設けた。
The disc-shaped vibration generator was lead zirconate titanate (PZT) having an outer diameter of 10 mm and a thickness of 1.0 mm. The fixing portion has a cylindrical portion diameter (outer diameter) of 6 mm that fixes the central portion of the discharge structure 16 as 6 mm, and an inner diameter of the frame 14 that fixes the outermost peripheral portion of the discharge structure 16 (the outermost diameter of the discharge structure 16). The length between the point at which the frame 14 for fixing the outer peripheral part and the tube 20 during liquid supply are in contact, and the point at which the frame 14 for fixing the outermost peripheral part of the discharge structure 16 and the bubble discharge tube 21 are in contact) is 15 mm. The outer diameter (the inner length of the two support members 19) was 26 mm stainless steel (SUS304). That is, the width of the frame 14 that fixes the outermost peripheral portion of the discharge structure 16 is 5.5 mm. The joint surface 13b between the vibration generator 17 and the discharge structure 16 and the joint surface 13a between the frame and the discharge structure 16 are both made of epoxy resin (elastic modulus 1.3 × 10 8 Pa), and the heating condition is 170 ° C. × Joined in 5 minutes.
Therefore, in FIG. 3, the inner diameter of the vibration region of the discharge structure is 10 mm, the outer diameter is 15 mm, and the width of the vibration region (the length of 16B in FIG. 3) is a 2.5 mm ring. The discharge holes of the discharge structure have an annular area between 0.8 mm and 1.7 mm from the vibration generator side of this vibration area, and the pitch of the adjacent discharge holes (the shortest distance between the center parts of the discharge holes) is about It was provided in an annular shape so as to have a staggered arrangement of 140 μm.
トナー組成分散液を調製後、下記に示すトナー作製条件で、液滴を吐出させた後、前記液滴を乾燥固化することにより、実施例1のトナー母体粒子を作製した。
−トナー作製条件−
トナー組成分散液比重 :ρ=1.19g/cm3
乾燥空気流量 :装置内乾燥窒素ガス 30.0L/分間
装置内温度 :27℃〜28℃
吐出孔振動数 :43.32kHz
PZTへの印加電圧Sin波p−p値 :131V
なお、「吐出孔振動数」とは、図2で図示される駆動信号発生源51による振動発生体17への入力振動周波数である。
After preparing the toner composition dispersion, the droplets were discharged under the toner production conditions shown below, and then the droplets were dried and solidified to produce toner base particles of Example 1.
-Toner preparation conditions-
Toner composition dispersion specific gravity: ρ = 1.19 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen gas in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27 ° C to 28 ° C
Discharge hole frequency: 43.32 kHz
Applied voltage to PZT Sin wave pp value: 131V
The “ejection hole frequency” is an input vibration frequency to the vibration generator 17 by the drive signal generation source 51 shown in FIG.
乾燥固化したトナー母体粒子は、軟X線照射による除電をして、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。吐出量は、トナー組成分散液基準で21.85g/分間であった。乾燥後のトナー基準では、約1.97g/分間であった。
稼動後1時間経過した後に捕集した粒子の粒径分布をフロー式粒子像解析装置(FPIA−2000;シスメックス株式会社製)で下記に示す測定方法で測定したところ、重量平均粒径(D4)は、6.38μm、個数平均粒径(Dn)は、5.19μmであり、D4/Dnは、1.23であった。
The dried toner base particles were neutralized by soft X-ray irradiation and collected by suction with a filter having 1 μm pores. The discharge rate was 21.85 g / min based on the toner composition dispersion. The toner standard after drying was about 1.97 g / min.
When the particle size distribution of the particles collected after 1 hour from the operation was measured by a flow type particle image analyzer (FPIA-2000; manufactured by Sysmex Corporation) by the measurement method shown below, the weight average particle size (D4) Was 6.38 μm, the number average particle diameter (Dn) was 5.19 μm, and D4 / Dn was 1.23.
−トナーの粒度分布の測定方法−
フロー式粒子像分析装置(Flow Particle Image Analyzer)を使用した測定方法に関して以下に説明する。
トナー、トナー粒子、及び外添剤の粒度分布は、フロー式粒子像分析装置(FPIA−2000;シスメックス株式会社製)を用いて測定した。
測定は、フィルターを通して微細なごみを取り除き、その結果として10−3cm3の水中に測定範囲(例えば、円相当径0.60μm以上159.21μm未満)の粒子数が20個以下の水10mL中にノニオン系界面活性剤(商品名:コンタミノンN、和光純薬工業株式会社製)を数滴加え、更に、測定試料を5mg加え、超音波分散器(商品名:UH−50、STM社製)で20kHz、50W/10cm3の条件で1分間分散処理を行い、更に、合計5分間の分散処理を行い測定試料の粒子濃度が4,000個/10−3cm3〜8,000個/10−3cm3(測定円相当径範囲の粒子を対象として)の試料分散液を用いて、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の粒度分布を測定した。
試料分散液は、フラットで偏平な透明フローセル(厚み約200μm)の流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させた。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するために、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために1/30秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範囲を有する2次元画像として撮影された。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出した。
約1分間で、1,200個以上の粒子の円相当径を測定することができ、円相当径分布に基づく数及び規定された円相当径を有する粒子の割合(個数%)を測定できる。結果(頻度%及び累積%)は、0.06μm〜400μmの範囲を226チャンネル(1オクターブに対し30チャンネルに分割)に分割して得ることができる。実際の測定では、円相当径が0.60μm以上159.21μm未満の範囲で粒子の測定を行った。
-Measuring method of toner particle size distribution-
A measurement method using a flow particle image analyzer (Flow Particle Image Analyzer) will be described below.
The particle size distribution of the toner, toner particles, and external additives was measured using a flow type particle image analyzer (FPIA-2000; manufactured by Sysmex Corporation).
The measurement is performed by removing fine dust through a filter, and as a result, in 10-3 water of 10 −3 cm 3 of water having a measurement range (for example, an equivalent circle diameter of 0.60 μm or more and less than 159.21 μm) of 20 or less particles. Add a few drops of a nonionic surfactant (trade name: Contaminone N, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), add 5 mg of a measurement sample, and an ultrasonic disperser (trade name: UH-50, manufactured by STM). At 20 kHz and 50 W / 10 cm 3 for 1 minute, and further dispersed for a total of 5 minutes, so that the particle concentration of the measurement sample is 4,000 particles / 10 −3 cm 3 to 8,000 particles / 10. The particle size distribution of particles having an equivalent circle diameter of 0.60 μm or more and less than 159.21 μm was measured using a sample dispersion liquid of −3 cm 3 (for particles in the measurement equivalent circle diameter range).
The sample dispersion was allowed to pass through a flow path (spread along the flow direction) of a flat and flat transparent flow cell (thickness: about 200 μm). In order to form an optical path that passes across the thickness of the flow cell, the strobe and the CCD camera are mounted on the flow cell so as to be opposite to each other. While the sample dispersion is flowing, strobe light is irradiated at 1/30 second intervals to obtain an image of the particles flowing through the flow cell, so that each particle has a certain range parallel to the flow cell. Taken as a two-dimensional image. From the area of the two-dimensional image of each particle, the diameter of a circle having the same area was calculated as the equivalent circle diameter.
In about 1 minute, the equivalent circle diameter of 1,200 or more particles can be measured, and the number based on the equivalent circle diameter distribution and the ratio (number%) of particles having a prescribed equivalent circle diameter can be measured. The results (frequency% and cumulative%) can be obtained by dividing the range of 0.06 μm to 400 μm into 226 channels (divided into 30 channels for one octave). In actual measurement, particles were measured in a range where the equivalent circle diameter was 0.60 μm or more and less than 159.21 μm.
<外添処理>
乾燥固化したトナー母体粒子は、サイクロン捕集した後、疎水性シリカ(商品名:H2000、クラリアントジャパン社製)1.0質量%を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)を用いて外添処理を行い、トナーを作製した。
<External processing>
After drying and solidifying the toner base particles, cyclone is collected, and 1.0 mass% of hydrophobic silica (trade name: H2000, manufactured by Clariant Japan) is externally added using a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.). To prepare a toner.
<キャリアの作製>
被覆層材料としてのシリコーン樹脂をトルエンに分散させて、被覆層分散液を調製した後、加温状態にて、芯材(平均粒径50μmの球形フェライト粒子)にスプレーコートし、焼成し、冷却後、被覆層の平均厚み0.2μmのキャリアを作製した。
<Creation of carrier>
After a silicone resin as a coating layer material is dispersed in toluene to prepare a coating layer dispersion, the core material (spherical ferrite particles having an average particle size of 50 μm) is spray-coated, heated and cooled in a heated state. Thereafter, a carrier having an average thickness of the coating layer of 0.2 μm was prepared.
<現像剤の作製>
得られたトナー4質量部に対し、上記キャリア96質量部を混合して二成分現像剤を作製した。
<Production of developer>
96 parts by mass of the carrier was mixed with 4 parts by mass of the obtained toner to prepare a two-component developer.
(実施例2)
実施例2は、実施例1において、円板状の振動発生体を設けたトナー製造装置に代えて、図1〜図3に示す円環状の振動発生体17を設けたトナー製造装置を用い、トナーの作製条件を下記に示す条件に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で実施例2のトナー母体粒子を作製した。円環状の振動発生体17は、内径4mm、外径10mm、厚み1.0mmのチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を用いた。
なお、吐出構造体の振動領域は内径10mm、外径15mm、振動領域の幅2.5mmの円環となる。
−トナー作製条件−
トナー組成分散液比重 :ρ=1.19g/cm3
乾燥空気流量 :装置内乾燥窒素ガス 30.0L/分間
装置内温度 :27℃〜28℃
吐出孔振動数 :44.1kHz
PZTへの印加電圧Sin波p−p値 :135V
(Example 2)
Example 2 uses a toner manufacturing apparatus provided with an annular vibration generator 17 shown in FIGS. 1 to 3 in place of the toner manufacturing apparatus provided with a disk-like vibration generator in Example 1. The toner base particles of Example 2 were produced in the same manner as in Example 1 except that the toner production conditions were changed to the conditions shown below. As the annular vibration generator 17, lead zirconate titanate (PZT) having an inner diameter of 4 mm, an outer diameter of 10 mm, and a thickness of 1.0 mm was used.
The vibration region of the discharge structure is a ring with an inner diameter of 10 mm, an outer diameter of 15 mm, and a vibration region width of 2.5 mm.
-Toner preparation conditions-
Toner composition dispersion specific gravity: ρ = 1.19 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen gas in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27 ° C to 28 ° C
Discharge hole frequency: 44.1 kHz
Applied voltage to PZT Sin wave pp value: 135V
乾燥固化したトナー母体粒子は、軟X線照射による除電をして、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。吐出量は、トナー組成分散液基準で22.26g/分間であった。乾燥後のトナー基準では、約2.00g/分間であった。
稼動後1時間経過した後に捕集した粒子の粒径分布をフロー式粒子像解析装置(FPIA−2000;シスメックス株式会社製)で下記に示す測定方法で測定したところ、重量平均粒径(D4)は、6.25μm、個数平均粒径(Dn)は、5.12μmであり、D4/Dnは、1.22であった。
The dried toner base particles were neutralized by soft X-ray irradiation and collected by suction with a filter having 1 μm pores. The discharge rate was 22.26 g / min on the basis of the toner composition dispersion. The toner standard after drying was about 2.00 g / min.
When the particle size distribution of the particles collected after 1 hour from the operation was measured by a flow type particle image analyzer (FPIA-2000; manufactured by Sysmex Corporation) by the measurement method shown below, the weight average particle size (D4) Was 6.25 μm, the number average particle diameter (Dn) was 5.12 μm, and D4 / Dn was 1.22.
(実施例3)
実施例3は、実施例2において、振動発生体17の厚みを3.0mmに変更し、トナーの作製条件を下記に示す条件に変更したこと以外は、実施例2と同様の方法で実施例3のトナー母体粒子を作製した。
なお、吐出構造体の振動領域は内径10mm、外径15mm、振動領域の幅2.5mmの円環となる。
−トナー作製条件−
トナー組成分散液比重 :ρ=1.19g/cm3
乾燥空気流量 :装置内乾燥窒素ガス 30.0L/分間
装置内温度 :27℃〜28℃
吐出孔振動数 :52.9kHz
PZTへの印加電圧Sin波p−p値 :122V
(Example 3)
Example 3 is the same as Example 2 except that the thickness of the vibration generator 17 is changed to 3.0 mm and the toner production conditions are changed to the conditions shown below. 3 toner base particles were prepared.
The vibration region of the discharge structure is a ring with an inner diameter of 10 mm, an outer diameter of 15 mm, and a vibration region width of 2.5 mm.
-Toner preparation conditions-
Toner composition dispersion specific gravity: ρ = 1.19 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen gas in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27 ° C to 28 ° C
Discharge hole frequency: 52.9 kHz
Applied voltage to PZT Sin wave pp value: 122V
乾燥固化したトナー母体粒子は、実施例1と同様に軟X線照射による除電をして、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。吐出量は、トナー組成分散液基準で26.67g/分間であった。乾燥後のトナー基準では、約2.40g/分間であった。
稼動後1時間経過した後に捕集した粒子の粒度捕集した粒子の粒度分布をフロー式粒子像解析装置(商品名:FPIA−2000、シスメックス株式会社製)で、実施例1と同様にして測定したところ、重量平均粒径(D4)は、6.53μm、個数平均粒径(Dn)は、5.31μmであり、D4/Dnは、1.23であった。
The dried toner base particles were neutralized by soft X-ray irradiation in the same manner as in Example 1 and collected by suction with a filter having 1 μm pores. The discharge rate was 26.67 g / min based on the toner composition dispersion. The toner standard after drying was about 2.40 g / min.
The particle size distribution of the particles collected after 1 hour has elapsed after operation The particle size distribution of the collected particles was measured in the same manner as in Example 1 using a flow type particle image analyzer (trade name: FPIA-2000, manufactured by Sysmex Corporation). As a result, the weight average particle diameter (D4) was 6.53 μm, the number average particle diameter (Dn) was 5.31 μm, and D4 / Dn was 1.23.
(実施例4)
実施例4は、実施例2において、振動発生体17の内径を9mm、外径を15mmに変更し、フレーム14の円柱部径を11mm、内径を20mmに変更し、トナーの作製条件を下記に示す条件に変更したこと以外は、実施例2と同様の方法で実施例4のトナー母体粒子を作製した。即ち、吐出構造体16の最外周部を固定するフレーム14の幅は3mmとなる。
なお、吐出構造体の振動領域は、内径15mm、外径20mm、振動領域の幅2.5mmの円環となる。
−トナー作製条件−
トナー組成分散液比重 :ρ=1.19g/cm3
乾燥空気流量 :装置内乾燥窒素ガス 30.0L/分間
装置内温度 :27℃〜28℃
吐出孔振動数 :43.7kHz
PZTへの印加電圧Sin波p−p値 :140V
Example 4
In Example 4, the inner diameter of the vibration generator 17 is changed to 9 mm and the outer diameter is changed to 15 mm, the cylindrical portion diameter of the frame 14 is changed to 11 mm, and the inner diameter is changed to 20 mm. The toner base particles of Example 4 were produced in the same manner as in Example 2 except that the conditions were changed as shown. That is, the width of the frame 14 that fixes the outermost peripheral portion of the discharge structure 16 is 3 mm.
The vibration region of the discharge structure is a ring with an inner diameter of 15 mm, an outer diameter of 20 mm, and a vibration region width of 2.5 mm.
-Toner preparation conditions-
Toner composition dispersion specific gravity: ρ = 1.19 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen gas in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27 ° C to 28 ° C
Discharge hole frequency: 43.7 kHz
Applied voltage to PZT Sin wave pp value: 140V
乾燥固化したトナー母体粒子は、実施例1と同様に軟X線照射による除電をして、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。吐出量は、トナー組成分散液基準で30.87g/分間であった。乾燥後のトナー基準では、約2.78g/分間であった。
稼動後1時間経過した後に捕集した粒子の粒度捕集した粒子の粒度分布をフロー式粒子像解析装置(商品名:FPIA−2000、シスメックス株式会社製)で、実施例1と同様にして測定したところ、重量平均粒径(D4)は、6.66μm、個数平均粒径(Dn)は、5.46μmであり、D4/Dnは、1.22であった。
The dried toner base particles were neutralized by soft X-ray irradiation in the same manner as in Example 1 and collected by suction with a filter having 1 μm pores. The discharge rate was 30.87 g / min on the basis of the toner composition dispersion. The toner standard after drying was about 2.78 g / min.
The particle size distribution of the particles collected after 1 hour has elapsed after operation The particle size distribution of the collected particles was measured in the same manner as in Example 1 using a flow type particle image analyzer (trade name: FPIA-2000, manufactured by Sysmex Corporation). As a result, the weight average particle diameter (D4) was 6.66 μm, the number average particle diameter (Dn) was 5.46 μm, and D4 / Dn was 1.22.
(実施例5)
実施例5は、実施例2において、フレーム14の内径を20mmに変更し、吐出構造体の吐出孔を振動領域の振動発生体側から1.6mmと3.4mmの間の円環領域に設けるように変更し、トナーの作製条件を下記に示す条件に変更したこと以外は、実施例2と同様の方法で実施例5のトナー母体粒子を作製した。即ち、吐出構造体16の最外周部を固定するフレーム14の幅は3mmとなる。
なお、吐出構造体の振動領域は内径10mm、外径20mm、振動領域の幅5.0mmの円環となる。
−トナー作製条件−
トナー組成分散液比重 :ρ=1.19g/cm3
乾燥空気流量 :装置内乾燥窒素ガス 30.0L/分間
装置内温度 :27℃〜28℃
吐出孔振動数 :25.7kHz
PZTへの印加電圧Sin波p−p値 :151V
(Example 5)
In Example 5, the inner diameter of the frame 14 is changed to 20 mm in Example 2, and the discharge hole of the discharge structure is provided in the annular region between 1.6 mm and 3.4 mm from the vibration generator side of the vibration region. The toner base particles of Example 5 were produced in the same manner as in Example 2 except that the toner production conditions were changed to the conditions shown below. That is, the width of the frame 14 that fixes the outermost peripheral portion of the discharge structure 16 is 3 mm.
The vibration region of the discharge structure is a ring with an inner diameter of 10 mm, an outer diameter of 20 mm, and a vibration region width of 5.0 mm.
-Toner preparation conditions-
Toner composition dispersion specific gravity: ρ = 1.19 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen gas in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27 ° C to 28 ° C
Discharge hole frequency: 25.7 kHz
Applied voltage to PZT Sin wave pp value: 151V
乾燥固化したトナー母体粒子は、実施例1と同様に軟X線照射による除電をして、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。吐出量は、トナー組成分散液基準で31.13g/分間であった。乾燥後のトナー基準では、約2.80g/分間であった。
稼動後1時間経過した後に捕集した粒子の粒度捕集した粒子の粒度分布をフロー式粒子像解析装置(商品名:FPIA−2000、シスメックス株式会社製)で、実施例1と同様にして測定したところ、重量平均粒径(D4)は、6.38μm、個数平均粒径(Dn)は、5.32μmであり、D4/Dnは、1.20であった。
The dried toner base particles were neutralized by soft X-ray irradiation in the same manner as in Example 1 and collected by suction with a filter having 1 μm pores. The discharge rate was 31.13 g / min on the basis of the toner composition dispersion. The toner standard after drying was about 2.80 g / min.
Measurement of particle size distribution of particles collected after 1 hour has elapsed after operation using a flow particle image analyzer (trade name: FPIA-2000, manufactured by Sysmex Corporation) in the same manner as in Example 1. As a result, the weight average particle diameter (D4) was 6.38 μm, the number average particle diameter (Dn) was 5.32 μm, and D4 / Dn was 1.20.
(実施例6)
実施例6は、実施例2において、トナーの作製を以下の方法で行ったこと以外は、実施例2と同様の方法で実施例6のトナー母体粒子を作製した。
実施例2に記載の方法で作製したトナー組成分散液500mLを、図1及び図6Aに示すトナーの製造装置の液滴形成手段11の複数の吐出孔(ノズル)15に供給した。
使用した吐出構造体(薄膜、ノズルプレート)16は、中央部に直径3mmの気流路40(以下、「吐出構造体の内径」と称することがある。)を有し、外径25mm、厚み100μmのニッケル板に、吐出孔における吐出される側(気相側)の端部で真円形状の吐出開口径(直径)10μmの吐出孔15を、電鋳による加工で作製した。吐出孔は、後述するように振動発生体17の周囲に設けた。即ち、吐出構造体16の幅は11mmとなる。
なお、吐出孔の開口径は、吐出構造体の厚み方向において一定にした。即ち、図11Aに示すように、吐出孔の角度200は90°とした。
(Example 6)
In Example 6, the toner base particles of Example 6 were produced in the same manner as in Example 2 except that the toner was produced by the following method in Example 2.
500 mL of the toner composition dispersion prepared by the method described in Example 2 was supplied to a plurality of ejection holes (nozzles) 15 of the droplet forming unit 11 of the toner manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 and 6A.
The used discharge structure (thin film, nozzle plate) 16 has an air flow path 40 having a diameter of 3 mm (hereinafter sometimes referred to as “inner diameter of the discharge structure”) at the center, an outer diameter of 25 mm, and a thickness of 100 μm. In the nickel plate, a discharge hole 15 having a perfect circular discharge opening diameter (diameter) of 10 μm at the end of the discharge hole on the discharge side (gas phase side) was produced by electroforming. The discharge holes were provided around the vibration generator 17 as will be described later. That is, the width of the discharge structure 16 is 11 mm.
In addition, the opening diameter of the discharge hole was made constant in the thickness direction of the discharge structure. That is, as shown in FIG. 11A, the discharge hole angle 200 was 90 °.
更に、吐出構造体の露出表面全体に実施例1と同様の方法で、SiO2膜及び撥液膜を形成した。実施例1と同様の方法で測定した撥液膜の膜厚は50nmであり、撥液膜の前記トナー組成分散液の接触角が58°であった。 Further, a SiO 2 film and a liquid repellent film were formed on the entire exposed surface of the discharge structure by the same method as in Example 1. The film thickness of the liquid repellent film measured by the same method as in Example 1 was 50 nm, and the contact angle of the toner composition dispersion of the liquid repellent film was 58 °.
図6Aにおいて、円環状の振動発生体17は、内径4mm、外径10mm、厚み1.0mmのチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)とした。即ち、振動発生体17の幅は3mmとなる。固定部は、吐出構造体16の中央部を固定するフレーム14の円柱部(円環部)の内径(気流路40の直径(出口の開口径))を3mm、円柱部径(外径)6mmとし、吐出構造体16の最外周部を固定するフレーム14の内径を15mm、外径を26mmのステンレス(SUS304)を用いた。即ち、吐出構造体16の中央部を固定するフレーム14の幅は1.5mmとなり、最外周部を固定するフレーム14の幅は5.5mmとなる。振動発生体17と吐出構造体16との接合面13b、フレームと吐出構造体16との接合面13aは共に、エポキシ樹脂(弾性率1.3×108Pa)を用い、加熱条件170℃×5分間で接合した。
したがって、図6Aにおいて、吐出構造体の振動領域の内径は10mm、外径は15mm、振動領域の幅は2.5mmの円環となる。吐出構造体の吐出孔は、この振動領域の振動発生体側から0.8mmと1.7mmの間の円環領域に、隣接する吐出孔のピッチ(吐出孔の中心部間の最短間隔)が約140μmの千鳥配列となるように円環状に設けた。
フレーム14及び吐出構造体16の円環部内側の気流路40には、出口流速10m/秒間の搬送気流を発生させた。
In FIG. 6A, the annular vibration generator 17 was made of lead zirconate titanate (PZT) having an inner diameter of 4 mm, an outer diameter of 10 mm, and a thickness of 1.0 mm. That is, the width of the vibration generator 17 is 3 mm. The fixing part has an inner diameter (diameter of the air flow path 40 (opening diameter of the outlet)) of 3 mm and a cylindrical part diameter (outer diameter) of 6 mm, which fixes the central part of the discharge structure 16. And stainless steel (SUS304) having an inner diameter of 15 mm and an outer diameter of 26 mm for fixing the outermost peripheral portion of the discharge structure 16 was used. That is, the width of the frame 14 that fixes the central portion of the discharge structure 16 is 1.5 mm, and the width of the frame 14 that fixes the outermost peripheral portion is 5.5 mm. The joint surface 13b between the vibration generator 17 and the discharge structure 16 and the joint surface 13a between the frame and the discharge structure 16 are both made of epoxy resin (elastic modulus 1.3 × 10 8 Pa), and the heating condition is 170 ° C. × Joined in 5 minutes.
Therefore, in FIG. 6A, the inner diameter of the vibration region of the ejection structure is 10 mm, the outer diameter is 15 mm, and the width of the vibration region is 2.5 mm. The discharge holes of the discharge structure have an annular area between 0.8 mm and 1.7 mm from the vibration generator side of this vibration area, and the pitch of the adjacent discharge holes (the shortest distance between the center parts of the discharge holes) is about It was provided in an annular shape so as to have a staggered arrangement of 140 μm.
A carrier air flow having an outlet flow velocity of 10 m / sec was generated in the air flow path 40 inside the annular portion of the frame 14 and the discharge structure 16.
トナー作製条件は、実施例2において、下記に示す条件を変更したこと以外は、実施例2と同様の方法で実施例6のトナー母体粒子を作製した。
−トナー作製条件−
トナー組成分散液比重 :ρ=1.19g/cm3
乾燥空気流量 :装置内乾燥窒素ガス 30.0L/分間
装置内温度 :27℃〜28℃
吐出孔振動数 :43.1kHz
PZTへの印加電圧Sin波p−p値 :132V
Regarding toner preparation conditions, toner base particles of Example 6 were prepared in the same manner as in Example 2 except that the conditions shown below were changed in Example 2.
-Toner preparation conditions-
Toner composition dispersion specific gravity: ρ = 1.19 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen gas in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27 ° C to 28 ° C
Discharge hole frequency: 43.1 kHz
Applied voltage to PZT Sin wave pp value: 132V
乾燥固化したトナー母体粒子は、実施例1と同様に軟X線照射による除電をして、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。吐出量は、トナー組成分散液基準で21.74g/分間であった。乾燥後のトナー基準では、約1.96g/分間であった。
稼動後1時間経過した後に捕集した粒子の粒度捕集した粒子の粒度分布をフロー式粒子像解析装置(商品名:FPIA−2000、シスメックス株式会社製)で、実施例1と同様にして測定したところ、重量平均粒径(D4)は、5.84μm、個数平均粒径(Dn)は、5.08μmであり、D4/Dnは、1.15であった。
The dried toner base particles were neutralized by soft X-ray irradiation in the same manner as in Example 1 and collected by suction with a filter having 1 μm pores. The discharge rate was 21.74 g / min on the basis of the toner composition dispersion. The toner standard after drying was about 1.96 g / min.
Measurement of particle size distribution of particles collected after 1 hour has elapsed after operation using a flow particle image analyzer (trade name: FPIA-2000, manufactured by Sysmex Corporation) in the same manner as in Example 1. As a result, the weight average particle diameter (D4) was 5.84 μm, the number average particle diameter (Dn) was 5.08 μm, and D4 / Dn was 1.15.
(実施例7)
実施例7は、実施例6において、搬送気流の出口流速を30m/秒間に変更し、トナーの作製条件を下記に示す条件に変更したこと以外は、実施例6と同様の方法で実施例7のトナー母体粒子を作製した。
−トナー作製条件−
トナー組成分散液比重 :ρ=1.19g/cm3
乾燥空気流量 :装置内乾燥窒素ガス 30.0L/分間
装置内温度 :27℃〜28℃
吐出孔振動数 :46.2kHz
PZTへの印加電圧Sin波p−p値 :132V
(Example 7)
Example 7 is the same as Example 6 except that the outlet flow velocity of the conveying airflow is changed to 30 m / second and the toner production conditions are changed to the conditions shown below. Toner base particles were prepared.
-Toner preparation conditions-
Toner composition dispersion specific gravity: ρ = 1.19 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen gas in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27 ° C to 28 ° C
Discharge hole frequency: 46.2 kHz
Applied voltage to PZT Sin wave pp value: 132V
乾燥固化したトナー母体粒子は、実施例1と同様に軟X線照射による除電をして、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。吐出量は、トナー組成分散液基準で23.30g/分間であった。乾燥後のトナー基準では、約2.10g/分間であった。
稼動後1時間経過した後に捕集した粒子の粒度捕集した粒子の粒度分布をフロー式粒子像解析装置(商品名:FPIA−2000、シスメックス株式会社製)で、実施例1と同様にして測定したところ、重量平均粒径(D4)は、5.47μm、個数平均粒径(Dn)は、4.88μmであり、D4/Dnは、1.12であった。
The dried toner base particles were neutralized by soft X-ray irradiation in the same manner as in Example 1 and collected by suction with a filter having 1 μm pores. The discharge rate was 23.30 g / min on the basis of the toner composition dispersion. The toner standard after drying was about 2.10 g / min.
The particle size distribution of the particles collected after 1 hour has elapsed after operation The particle size distribution of the collected particles was measured in the same manner as in Example 1 using a flow type particle image analyzer (trade name: FPIA-2000, manufactured by Sysmex Corporation). As a result, the weight average particle diameter (D4) was 5.47 μm, the number average particle diameter (Dn) was 4.88 μm, and D4 / Dn was 1.12.
(実施例8)
実施例8は、実施例7において、振動発生体17の厚みを3.0mmに変更し、トナーの作製条件を下記に示す条件に変更したこと以外は、実施例7と同様の方法で実施例8のトナー母体粒子を作製した。
−トナー作製条件−
トナー組成分散液比重 :ρ=1.19g/cm3
乾燥空気流量 :装置内乾燥窒素ガス 30.0L/分間
装置内温度 :27℃〜28℃
吐出孔振動数 :54.4kHz
PZTへの印加電圧Sin波p−p値 :128V
(Example 8)
Example 8 is the same as Example 7 except that the thickness of the vibration generator 17 was changed to 3.0 mm and the toner production conditions were changed to the conditions shown below. 8 toner base particles were prepared.
-Toner preparation conditions-
Toner composition dispersion specific gravity: ρ = 1.19 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen gas in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27 ° C to 28 ° C
Discharge hole frequency: 54.4 kHz
Applied voltage to PZT Sin wave pp value: 128V
乾燥固化したトナー母体粒子は、実施例1と同様に軟X線照射による除電をして、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。吐出量は、トナー組成分散液基準で27.44g/分間であった。乾燥後のトナー基準では、約2.47g/分間であった。
稼動後1時間経過した後に捕集した粒子の粒度捕集した粒子の粒度分布をフロー式粒子像解析装置(商品名:FPIA−2000、シスメックス株式会社製)で、実施例1と同様にして測定したところ、重量平均粒径(D4)は、6.20μm、個数平均粒径(Dn)は、5.25μmであり、D4/Dnは、1.18であった。
The dried toner base particles were neutralized by soft X-ray irradiation in the same manner as in Example 1 and collected by suction with a filter having 1 μm pores. The discharge rate was 27.44 g / min on the basis of the toner composition dispersion. The toner standard after drying was about 2.47 g / min.
Measurement of particle size distribution of particles collected after 1 hour has elapsed after operation using a flow particle image analyzer (trade name: FPIA-2000, manufactured by Sysmex Corporation) in the same manner as in Example 1. As a result, the weight average particle diameter (D4) was 6.20 μm, the number average particle diameter (Dn) was 5.25 μm, and D4 / Dn was 1.18.
(実施例9)
実施例9は、実施例8において、吐出構造体の内径を7mmに変更した。即ち、吐出構造体16の幅は9mmとなる。また、実施例8において、振動発生体17の内径を9mm、外径を15mmに変更し、フレーム14は、円柱部(円環部)内径7mm、円柱部径11mm、内径20mmに変更し、トナーの作製条件を下記に示す条件に変更したこと以外は、実施例8と同様の方法で実施例9のトナー母体粒子を作製した。
−トナー作製条件−
トナー組成分散液比重 :ρ=1.19g/cm3
乾燥空気流量 :装置内乾燥窒素ガス 30.0L/分間
装置内温度 :27℃〜28℃
吐出孔振動数 :42.0kHz
PZTへの印加電圧Sin波p−p値 :144V
Example 9
In Example 9, the inner diameter of the discharge structure in Example 8 was changed to 7 mm. That is, the discharge structure 16 has a width of 9 mm. In the eighth embodiment, the inner diameter of the vibration generator 17 is changed to 9 mm and the outer diameter is changed to 15 mm. The toner base particles of Example 9 were produced in the same manner as in Example 8, except that the production conditions were changed to the conditions shown below.
-Toner preparation conditions-
Toner composition dispersion specific gravity: ρ = 1.19 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen gas in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27 ° C to 28 ° C
Discharge hole frequency: 42.0 kHz
Applied voltage to PZT Sin wave pp value: 144V
乾燥固化したトナー母体粒子は、実施例1と同様に軟X線照射による除電をして、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。吐出量は、トナー組成分散液基準で29.64g/分間であった。乾燥後のトナー基準では、約2.67g/分間であった。
稼動後1時間経過した後に捕集した粒子の粒度捕集した粒子の粒度分布をフロー式粒子像解析装置(商品名:FPIA−2000、シスメックス株式会社製)で、実施例1と同様にして測定したところ、重量平均粒径(D4)は、5.53μm、個数平均粒径(Dn)は、4.89μmであり、D4/Dnは、1.13であった。
The dried toner base particles were neutralized by soft X-ray irradiation in the same manner as in Example 1 and collected by suction with a filter having 1 μm pores. The discharge rate was 29.64 g / min on the basis of the toner composition dispersion. The toner standard after drying was about 2.67 g / min.
The particle size distribution of the particles collected after 1 hour has elapsed after operation The particle size distribution of the collected particles was measured in the same manner as in Example 1 using a flow type particle image analyzer (trade name: FPIA-2000, manufactured by Sysmex Corporation). As a result, the weight average particle diameter (D4) was 5.53 μm, the number average particle diameter (Dn) was 4.89 μm, and D4 / Dn was 1.13.
(比較例1)
比較例1は、実施例2において、トナーの作製を以下の方法で行ったこと以外は、実施例2と同様の方法で比較例1のトナー母体粒子を作製した。
トナー組成分散液500mLを、図1及び図5に示すトナーの製造装置の液滴形成手段11の複数の吐出孔(ノズル)15に供給した。
使用した吐出構造体(薄膜、ノズルプレート)16は、外径25mm、厚み100μmのニッケル板に、吐出孔における吐出される側(気相側)の端部で真円形状の吐出開口径(直径)10μmの吐出孔15を、電鋳による加工で作製した。吐出孔は、後述するように円環状の振動発生体17の内側に設けた。
なお、吐出孔の開口径は、吐出構造体の厚み方向において一定にした。即ち、図11Aに示すように、吐出孔の角度200は90°とした。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, toner base particles of Comparative Example 1 were prepared in the same manner as in Example 2, except that the toner was prepared in the following manner in Example 2.
500 mL of the toner composition dispersion liquid was supplied to a plurality of ejection holes (nozzles) 15 of the droplet forming means 11 of the toner manufacturing apparatus shown in FIGS.
The used discharge structure (thin film, nozzle plate) 16 is a nickel plate having an outer diameter of 25 mm and a thickness of 100 μm. ) A 10 μm discharge hole 15 was produced by electroforming. The discharge hole was provided inside the annular vibration generator 17 as will be described later.
In addition, the opening diameter of the discharge hole was made constant in the thickness direction of the discharge structure. That is, as shown in FIG. 11A, the discharge hole angle 200 was 90 °.
更に、吐出構造体の露出表面全体に実施例1と同様の方法で、SiO2膜及び撥液膜を形成した。実施例1と同様の方法で測定した撥液膜の膜厚は50nmであり、撥液膜の前記トナー組成分散液の接触角が58°であった。 Further, a SiO 2 film and a liquid repellent film were formed on the entire exposed surface of the discharge structure by the same method as in Example 1. The film thickness of the liquid repellent film measured by the same method as in Example 1 was 50 nm, and the contact angle of the toner composition dispersion of the liquid repellent film was 58 °.
図5において、円環状の振動発生体17は、内径4mm、外径15mm、厚み1.0mmのチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)とした。とした。即ち、吐出構造体16の幅は5.5mmとなる。固定部としてのフレーム14は、内径12mm、外径26mmのステンレス(SUS304)を用いた。即ち、吐出構造体16の最外周部を固定するフレーム14の幅は7mmとなる。振動発生体17と吐出構造体16との接合面13b、フレームと吐出構造体16との接合面13aは共に、エポキシ樹脂(弾性率1.3×108Pa)を用い、加熱条件170℃×5分間で接合した。
吐出孔は、図5に示すように、吐出構造体16の厚み方向に対して垂直な面(吐出孔の開口面)の中心(吐出構造体の中心)に該開口面に対する垂線(開口軸)を引き、この垂線を中心として、該開口面方向に直径3mmの範囲に、隣接する吐出孔のピッチ(吐出孔の中心部間の最短間隔)が約140μmの千鳥配列となるように円状に設けた。なお、吐出構造体の振動領域は外径4mmの円状となる。
In FIG. 5, the annular vibration generator 17 was lead zirconate titanate (PZT) having an inner diameter of 4 mm, an outer diameter of 15 mm, and a thickness of 1.0 mm. It was. That is, the width of the discharge structure 16 is 5.5 mm. The frame 14 as the fixing portion was made of stainless steel (SUS304) having an inner diameter of 12 mm and an outer diameter of 26 mm. That is, the width of the frame 14 that fixes the outermost peripheral portion of the discharge structure 16 is 7 mm. The joint surface 13b between the vibration generator 17 and the discharge structure 16 and the joint surface 13a between the frame and the discharge structure 16 are both made of epoxy resin (elastic modulus 1.3 × 10 8 Pa), and the heating condition is 170 ° C. × Joined in 5 minutes.
As shown in FIG. 5, the discharge hole is perpendicular to the center of the surface (the center of the discharge structure) perpendicular to the thickness direction of the discharge structure 16 (the center of the discharge structure) (opening axis). With the vertical line as the center, it is circular so that the pitch of adjacent discharge holes (the shortest distance between the center parts of the discharge holes) is about 140 μm in a range of 3 mm in diameter in the opening surface direction. Provided. Note that the vibration region of the discharge structure is circular with an outer diameter of 4 mm.
トナー作成条件は、実施例2において、下記に示す条件に変更したこと以外は、実施例2と同様の方法で比較例1のトナー母体粒子を作製した。
−トナー作製条件−
トナー組成分散液比重 :ρ=1.19g/cm3
乾燥空気流量 :装置内乾燥窒素ガス 30.0L/分間
装置内温度 :27℃〜28℃
吐出孔振動数 :41.8kHz
PZTへの印加電圧Sin波p−p値 :9V
The toner base particles of Comparative Example 1 were produced in the same manner as in Example 2 except that the toner production conditions in Example 2 were changed to the conditions shown below.
-Toner preparation conditions-
Toner composition dispersion specific gravity: ρ = 1.19 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen gas in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27 ° C to 28 ° C
Discharge hole frequency: 41.8 kHz
Applied voltage to PZT Sin wave pp value: 9V
乾燥固化したトナー母体粒子は、実施例1と同様に軟X線照射による除電をして、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。吐出量は、トナー組成分散液基準で0.99g/分間であった。乾燥後のトナー基準では、約0.09g/分間であった。
稼動後1時間経過した後に捕集した粒子の粒度捕集した粒子の粒度分布をフロー式粒子像解析装置(商品名:FPIA−2000、シスメックス株式会社製)で、実施例1と同様にして測定したところ、重量平均粒径(D4)は、6.78μm、個数平均粒径(Dn)は、5.51μmであり、D4/Dnは、1.23であった。
The dried toner base particles were neutralized by soft X-ray irradiation in the same manner as in Example 1 and collected by suction with a filter having 1 μm pores. The discharge rate was 0.99 g / min on the basis of the toner composition dispersion. The toner standard after drying was about 0.09 g / min.
The particle size distribution of the particles collected after 1 hour has elapsed after operation The particle size distribution of the collected particles was measured in the same manner as in Example 1 using a flow type particle image analyzer (trade name: FPIA-2000, manufactured by Sysmex Corporation). As a result, the weight average particle diameter (D4) was 6.78 μm, the number average particle diameter (Dn) was 5.51 μm, and D4 / Dn was 1.23.
(比較例2)
比較例2は、比較例1において、振動発生体17の厚みを3.0mmに変更し、トナーの作製条件を下記に示す条件に変更したこと以外は、比較例1と同様の方法で比較例2のトナー母体粒子を作製した。
−トナー作製条件−
トナー組成分散液比重 :ρ=1.19g/cm3
乾燥空気流量 :装置内乾燥窒素ガス 30.0L/分間
装置内温度 :27℃〜28℃
吐出孔振動数 :75.7kHz
PZTへの印加電圧Sin波p−p値 :8V
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 is the same as Comparative Example 1 except that the thickness of vibration generator 17 is changed to 3.0 mm and the toner production conditions are changed to the conditions shown below. 2 toner base particles were prepared.
-Toner preparation conditions-
Toner composition dispersion specific gravity: ρ = 1.19 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen gas in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27 ° C to 28 ° C
Discharge hole frequency: 75.7 kHz
Applied voltage to PZT Sin wave pp value: 8V
乾燥固化したトナー母体粒子は、実施例1と同様に軟X線照射による除電をして、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。吐出量は、トナー組成分散液基準で2.15g/分間であった。乾燥後のトナー基準では、約0.19g/分間であった。
稼動後1時間経過した後に捕集した粒子の粒度捕集した粒子の粒度分布をフロー式粒子像解析装置(商品名:FPIA−2000、シスメックス株式会社製)で、実施例1と同様にして測定したところ、重量平均粒径(D4)は、6.44μm、個数平均粒径(Dn)は、5.37μmであり、D4/Dnは、1.20であった。
The dried toner base particles were neutralized by soft X-ray irradiation in the same manner as in Example 1 and collected by suction with a filter having 1 μm pores. The discharge rate was 2.15 g / min on the basis of the toner composition dispersion. The toner standard after drying was about 0.19 g / min.
The particle size distribution of the particles collected after 1 hour has elapsed after operation The particle size distribution of the collected particles was measured in the same manner as in Example 1 using a flow type particle image analyzer (trade name: FPIA-2000, manufactured by Sysmex Corporation). As a result, the weight average particle diameter (D4) was 6.44 μm, the number average particle diameter (Dn) was 5.37 μm, and D4 / Dn was 1.20.
(比較例3)
比較例3は、比較例1において、吐出構造体の厚みを40μm、振動発生体17の厚みを3.0mmに変更し、更に、吐出孔の配置及び形状を下記に示す形状とし、トナーの作製条件を下記に示す条件に変更したこと以外は、比較例1と同様の方法で比較例2のトナー母体粒子を作製した。
−吐出孔の配置及び形状−
複数の吐出孔の配置としては、吐出構造体16の厚み方向に対して垂直な面(吐出孔の開口面)の中心(吐出構造体の中心)に該開口面に対する垂線(開口軸)を引き、この垂線を中心として、該開口面方向に直径3mmの範囲に、隣接する吐出孔のピッチ(吐出孔の中心部間の最短間隔)が約140μmの千鳥配列となるように円状に設けた。
各吐出孔の形状としては、図11Bに示すように、トナー組成液の吐出方向に向かって開口径が小さくなるテーパ形状とし、吐出孔の位置によってテーパ角(吐出孔の角度200)を変更した。なお、テーパ角とは、前記垂線(開口軸)に対して吐出孔の側面がなす角度をいう。
吐出孔の各位置におけるテーパ角は、図12の黒丸で示す吐出孔15のように、吐出構造体の中心における吐出孔を1個目とし、これを中心にして2列の千鳥配列で見たとき、1個目の吐出孔のテーパ角と、該1個目の吐出孔を中心として外側の2個目のテーパ角をθ1=13°とし、3個目及び4個目のテーパ角をθ2=15°とし、5個目及び6個目のテーパ角をθ3=17°とし、7個目のテーパ角をθ4=19°とした。
また、図12の灰色丸で示す吐出孔15のように、その他の吐出孔も同様に各位置によってテーパ角を変化させた。
−トナー作製条件−
トナー組成分散液比重 :ρ=1.19g/cm3
乾燥空気流量 :装置内乾燥窒素ガス 30.0L/分間
装置内温度 :27℃〜28℃
吐出孔振動数 :127.7kHz
PZTへの印加電圧Sin波p−p値 :41.9V
(Comparative Example 3)
Comparative Example 3 is the same as Comparative Example 1, except that the thickness of the ejection structure is changed to 40 μm, the thickness of the vibration generator 17 is changed to 3.0 mm, and the arrangement and shape of the ejection holes are as shown below. The toner base particles of Comparative Example 2 were produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the conditions were changed to the conditions shown below.
-Disposition and shape of discharge holes-
As for the arrangement of the plurality of discharge holes, a perpendicular (opening axis) to the opening surface is drawn at the center (center of the discharging structure) of the surface (opening surface of the discharging hole) perpendicular to the thickness direction of the discharging structure 16. Centered on this perpendicular line, in the range of a diameter of 3 mm in the direction of the opening surface, the pitch of adjacent discharge holes (the shortest distance between the center portions of the discharge holes) was provided in a circular pattern so as to be a staggered arrangement of about 140 μm. .
As shown in FIG. 11B, each discharge hole has a tapered shape in which the opening diameter decreases in the toner composition discharge direction, and the taper angle (discharge hole angle 200) is changed depending on the position of the discharge hole. . The taper angle is an angle formed by the side surface of the discharge hole with respect to the perpendicular (opening axis).
The taper angle at each position of the discharge holes was viewed in a two-row staggered arrangement with the discharge hole at the center of the discharge structure as the first one, like the discharge hole 15 indicated by the black circle in FIG. When the taper angle of the first discharge hole and the second taper angle outside the first discharge hole are θ 1 = 13 °, the third and fourth taper angles are θ 2 = 15 °, the fifth and sixth taper angles were θ 3 = 17 °, and the seventh taper angle was θ 4 = 19 °.
Further, like the discharge holes 15 indicated by gray circles in FIG. 12, the taper angles of the other discharge holes were similarly changed depending on the positions.
-Toner preparation conditions-
Toner composition dispersion specific gravity: ρ = 1.19 g / cm 3
Dry air flow rate: Dry nitrogen gas in the device 30.0 L / min Temperature in the device: 27 ° C to 28 ° C
Discharge hole frequency: 127.7 kHz
Applied voltage to PZT Sin wave pp value: 41.9V
乾燥固化したトナー母体粒子は、実施例1と同様に軟X線照射による除電をして、1μmの細孔を有するフィルターで吸引捕集した。吐出量は、トナー組成分散液基準で14.77g/分間であった。乾燥後のトナー基準では、約1.33g/分間であった。
稼動後1時間経過した後に捕集した粒子の粒度捕集した粒子の粒度分布をフロー式粒子像解析装置(商品名:FPIA−2000、シスメックス株式会社製)で、実施例1と同様にして測定したところ、重量平均粒径(D4)は、5.72μm、個数平均粒径(Dn)は、5.41μmであり、D4/Dnは、1.06であった。
The dried toner base particles were neutralized by soft X-ray irradiation in the same manner as in Example 1 and collected by suction with a filter having 1 μm pores. The discharge rate was 14.77 g / min based on the toner composition dispersion. The toner standard after drying was about 1.33 g / min.
The particle size distribution of the particles collected after 1 hour has elapsed after operation The particle size distribution of the collected particles was measured in the same manner as in Example 1 using a flow type particle image analyzer (trade name: FPIA-2000, manufactured by Sysmex Corporation). As a result, the weight average particle diameter (D4) was 5.72 μm, the number average particle diameter (Dn) was 5.41 μm, and D4 / Dn was 1.06.
実施例1〜9及び比較例1〜3のトナーの作製条件を下記表1〜2に、結果を下記表3に示す。 The production conditions of the toners of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Tables 1 and 2 below, and the results are shown in Table 3 below.
実施例1〜9より、吐出構造体の中央部及び最外周部を固定し、非固定部に設けた複数の吐出孔からトナー組成液を吐出する構造とすることで、単一分散性の高い液滴を吐出できる面積が広がり、トナー収量が増加することがわかった。
また、実施例6〜9より、吐出構造体が円環状であり、該円環の内側において液滴を搬送する搬送気流を発生させる構造とすることで、吐出された液滴間の合一を防止し、より単一分散性の高いトナーを得られることがわかった。
なお、実施例8の粒径分布D4/Dnが実施例7と比較して大きいのは、実施例8の振動発生体の厚みを実施例7より厚くしたために、液滴が吐出されてから搬送気流に乗るまでの距離が長くなったためと考えられる。
一方、比較例1、2及び3より、円環状の振動発生体の内側に複数の吐出孔を設ける構造では、吐出量及び収量が低かった。
From Examples 1 to 9, the central portion and the outermost peripheral portion of the discharge structure are fixed, and the toner composition liquid is discharged from a plurality of discharge holes provided in the non-fixed portion. It was found that the area where the droplets can be ejected increases and the toner yield increases.
Further, according to Examples 6 to 9, the discharge structure is annular, and a structure that generates a transport airflow that transports the droplets inside the ring allows the discharged droplets to be united. It was found that a toner having higher monodispersibility can be obtained.
In addition, the particle size distribution D4 / Dn of Example 8 is larger than that of Example 7 because the thickness of the vibration generator of Example 8 is thicker than that of Example 7, and thus transported after droplets are ejected. This is thought to be because the distance to get on the airflow became longer.
On the other hand, according to Comparative Examples 1, 2, and 3, the discharge amount and the yield were low in the structure in which the plurality of discharge holes are provided inside the annular vibration generator.
本発明のトナーの製造方法及び装置は、複数の吐出孔から同時に液滴を吐出でき、単一分散性の高い液滴を吐出できる面積が広く、単位時間当たりに吐出できる液滴数が多く、汎用性の高いトナーを効率よく製造できる。そのため、本発明のトナーの製造方法及び製造装置で製造されたトナーは、電子写真、静電記録、静電印刷等における静電荷像を現像するための現像剤に好適に利用可能である。 The toner manufacturing method and apparatus of the present invention can eject droplets simultaneously from a plurality of ejection holes, have a wide area capable of ejecting highly monodisperse droplets, and have a large number of droplets that can be ejected per unit time. A highly versatile toner can be produced efficiently. Therefore, the toner manufactured by the toner manufacturing method and manufacturing apparatus of the present invention can be suitably used as a developer for developing an electrostatic image in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like.
1 トナーの製造装置
2 液滴吐出ユニット
3 粒子形成部(溶媒除去部)
3A 粒子形成部の天面部
4 トナー捕集部
5 トナー貯留部
6 原料収容部
7 チューブ
8、8A 送液管(配管)
9 液戻り管
10 トナー組成液
11 液滴形成手段
12 トナー組成液流路
12A 吐出構造体の周辺部
13a 吐出構造体(薄膜、ノズルプレート、吐出板)接合部
13b 振動発生体接合部
14 フレーム(流路部材)
15 吐出孔(ノズル、貫通孔)
16 吐出構造体(薄膜、ノズルプレート、吐出板)
16A 吐出構造体の変形可能領域
17、17A 振動発生体(電気機械変換手段)
19 支持部材
20 液供給チューブ(液供給孔)
21 気泡排出チューブ(排出孔)
23 液滴
40 搬送気流路
41 気流路形成部材
42 気流路
43 除電装置
44 搬送気流
45 搬送気流路入口
46 搬送気流路出口
50 リード線
51 駆動回路(駆動信号発生源)
52 液共通供給
53 外側搬送気流
100 ポンプ
200 吐出孔の角度
T トナー粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toner manufacturing apparatus 2 Droplet discharge unit 3 Particle formation part (solvent removal part)
3A Top surface part of particle forming part 4 Toner collecting part 5 Toner storing part 6 Raw material container 7 Tube 8, 8A Liquid feeding pipe (pipe)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Liquid return pipe 10 Toner composition liquid 11 Droplet formation means 12 Toner composition liquid flow path 12A Peripheral part of discharge structure 13a Discharge structure (thin film, nozzle plate, discharge plate) joint 13b Vibration generator joint 14 Frame ( Channel member)
15 Discharge hole (nozzle, through hole)
16 Discharge structure (thin film, nozzle plate, discharge plate)
16A Deformable region of discharge structure 17, 17A Vibration generator (electromechanical conversion means)
19 support member 20 liquid supply tube (liquid supply hole)
21 Bubble discharge tube (discharge hole)
23 Liquid droplet 40 Carrying air channel 41 Air channel forming member 42 Air channel 43 Static neutralizer 44 Carrying airflow 45 Carrying air channel inlet 46 Carrying air channel outlet 50 Lead wire 51 Drive circuit (drive signal generation source)
52 Liquid common supply 53 Outside transport airflow 100 Pump 200 Angle of discharge hole T Toner particle
Claims (5)
前記液滴形成手段が、中央部と最外周部を固定され非固定部に前記複数の吐出孔が設けられた吐出構造体と、円板状及び円環状のいずれかの形状の振動発生体と、を有し、前記吐出構造体の複数の吐出孔が前記振動発生体の周囲に設けられていることを特徴とするトナーの製造装置。 Droplet forming means for forming a droplet by discharging a toner composition liquid containing at least a resin and a colorant from a plurality of discharge holes, and particle formation for solidifying the dropletized toner composition liquid to form particles A toner production apparatus comprising:
The droplet forming means includes a discharge structure in which a central portion and an outermost peripheral portion are fixed and the plurality of discharge holes are provided in a non-fixed portion, and a vibration generator having a disk shape or an annular shape. And a plurality of ejection holes of the ejection structure are provided around the vibration generator.
少なくとも樹脂及び着色剤を含有するトナー組成液を、中央部と最外周部を固定され非固定部に複数の吐出孔が設けられた吐出構造体が有する該複数の吐出孔から吐出して液滴を形成する液滴形成工程と、前記液滴化したトナー組成液を固化させて粒子を形成する粒子形成工程と、を含むことを特徴とするトナーの製造方法。 A method for producing toner using the toner production apparatus according to claim 1, comprising:
A toner composition liquid containing at least a resin and a colorant is ejected from the plurality of ejection holes of the ejection structure having a plurality of ejection holes fixed to the central portion and the outermost peripheral portion and provided to the non-fixed portion. A method for producing a toner, comprising: a droplet forming step for forming a toner; and a particle forming step for solidifying the droplet-formed toner composition liquid to form particles.
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