JP2004070177A - Manufacturing method of toner - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toner manufacturing method that can reduce the generation of fine powder in pulverizing a resin composition and for efficiently manufacturing a small grain size toner. <P>SOLUTION: The toner manufacturing method includes a process in which a mixture composed of a resin composition containing at least a binding resin and a coloring agent and of inorganic particulates is pulverized by a pulverizer having a Venturi nozzle and a collision component arranged to face the Venturi nozzle. The Venturi nozzle is composed of an entrance, a throat, a diffuser and an exit in this order, with the inside face of the throat circular-arcuately shaped in a smooth continuous manner from the entrance to the diffuser. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられるトナーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高画質化とともにトナーの小粒径化に対する要望が高まっている。そこで、例えば、特開平２０００−１４０６７５号公報には、被粉砕物を微粉砕可能な装置が開示されている。しかしながら、トナーの小粒径化を図る際には、原料組成物の粉砕過程において微粉が多量に発生し、生産効率が低下しやすい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、樹脂組成物の粉砕時における微粉の発生を低減することができ、効率よく小粒径のトナーを製造し得る方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記従来技術に鑑みて検討した結果、スロート部の内面が入口部からディフューザ部にかけて滑らかに連続する円弧状であるベンチュリノズルを有する粉砕機を用い、原料混合物を溶融混練後冷却した樹脂組成物を無機微粒子と混合してノズル内に供給することにより、その理由は不明なるも、微粉の発生を抑え、効率よく小粒径のトナーを製造し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
本発明は、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有した樹脂組成物と無機微粒子とからなる混合物を、ベンチュリノズルと該ベンチュリノズルと対向するように配置した衝突部材とを備えた粉砕機により、粉砕する工程を有するトナーの製造方法であって、前記ベンチュリノズルが、入口部、スロート部、ディフューザ部及び出口部の順からなり、かつ該スロート部の内面が入口部からディフューザ部にかけて滑らかに連続する円弧状である、トナーの製造方法に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のトナーの製造方法は、後述する粉砕機を用いた粉砕工程を有する方法であれば特に限定されないが、例えば、結着樹脂、着色剤等をヘンシェルミキサー等の混合機で混合した混合物を、密閉式ニーダー又は１軸もしくは２軸の押出機等で溶融混練し、冷却した後、得られた樹脂組成物と無機微粒子を混合し、本発明における粉砕機を用いて粉砕する方法が挙げられる。
【０００７】
本発明に用いられる結着樹脂としては、ポリエステル、スチレン−アクリル樹脂等のビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、２種以上の樹脂成分が部分的に化学結合したハイブリッド樹脂等が挙げられ、特に限定されないが、これらの中では、ポリエステル及びポリエステル成分とビニル系樹脂成分とを有するハイブリッド樹脂が好ましく、ポリエステルがより好ましい。ポリエステルもしくはハイブリッド樹脂の含有量又は両者が併用されている場合にはそれらの総含有量は、結着樹脂中、好ましくは５０〜１００重量％、より好ましくは８０〜１００重量％、特に好ましくは１００重量％である。
【０００８】
ポリエステルは、２価以上のアルコールからなるアルコール成分と２価以上のカルボン酸化合物からなるカルボン酸成分とを縮重合することにより得られる。
【０００９】
２価のアルコールとしては、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等のビスフェノールＡのアルキレン（炭素数２又は３）オキサイド付加物（平均付加モル数１〜１０）、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ等が挙げられる。
【００１０】
３価以上のアルコールとしては、ソルビトール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、グリセロール、トリメチロールプロパン等が挙げられる。
【００１１】
また、２価のカルボン酸化合物としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイン酸等のジカルボン酸、炭素数１〜２０のアルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸、これらの酸の無水物及びアルキル（炭素数１〜１２）エステル等が挙げられる。
【００１２】
３価以上のカルボン酸化合物としては、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸（トリメリット酸）及びその酸無水物、アルキル（炭素数１〜１２）エステル等が挙げられる。
【００１３】
ポリエステルは、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分とを不活性ガス雰囲気中にて、要すればエステル化触媒を用いて、１８０〜２５０℃の温度で縮重合することにより製造することができる。
【００１４】
ポリエステルの軟化点は、８０〜１６５℃が好ましく、ガラス転移点は５０〜８５℃が好ましい。
【００１５】
また、ポリエステルの酸価は、着色剤の分散性の観点から、０．５〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、水酸基価は１〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましい。
【００１６】
また、本発明において、ハイブリッド樹脂は、２種以上の樹脂を原料として得られたものであっても、１種の樹脂と他種の樹脂の原料モノマーから得られたものであっても、さらに２種以上の樹脂の原料モノマーの混合物から得られたものであってもよいが、効率よくハイブリッド樹脂を得るためには、２種以上の樹脂の原料モノマーの混合物から得られたものが好ましい。
【００１７】
従って、ハイブリッド樹脂としては、各々独立した反応経路を有する二つの重合系樹脂の原料モノマー、好ましくはポリエステルの原料モノマーとビニル系樹脂の原料モノマーを混合し、該二つの重合反応を行わせることにより得られる樹脂が好ましく、具体的には、特開平１０−０８７８３９号公報に記載のハイブリッド樹脂が好ましい。
【００１８】
本発明に用いられる着色剤としては、トナー用着色剤として用いられている染料、顔料等のすべてを使用することができ、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンＦＧ、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンＢ、ローダミン−Ｂベース、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド１４６　、ソルベントブルー３５、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾエロー等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を混合して用いることができ、本発明で製造するトナーは、黒トナー、カラートナー、フルカラートナーのいずれであってもよい。着色剤の配合量は、結着樹脂１００重量部に対して、１〜４０重量部が好ましく、３〜１０重量部がより好ましい。
【００１９】
さらに、本発明では、原料として、結着樹脂及び着色剤に加えて、離型剤、荷電制御剤、導電性調整剤、体質顔料、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤等の添加剤を、適宜用いてもよい。
【００２０】
離型剤としては、カルナウバワックス、ライスワックス等の天然エステル系ワックス、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャートロプッシュ等の合成ワックス、モンタンワックス等の石炭系ワックス、アルコール系ワックス等が挙げられる。離型剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して、１〜３０重量部が好ましく、３〜１０重量部がより好ましい。
【００２１】
結着樹脂、着色剤等からなる混合物の溶融混練後、冷却して得られた樹脂組成物は、予め、ロートプレックス等を用いて、０．１〜３ｍｍ程度に粗砕した後に、無機微粒子と混合することが好ましい。
【００２２】
無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化亜鉛等の無機酸化物が好ましく、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。これらのなかでは、トナーの小粒径化および流動性確保の観点から、シリカが好ましい。
【００２３】
シリカは、帯電性及び流動性の観点から、疎水化処理された疎水性シリカであるのが好ましい。疎水化の方法は特に限定されず、疎水化処理剤としては、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、シリコーンオイル、メチルトリエトキシシラン等が挙げられるが、これらの中ではヘキサメチルジシラザンが好ましい。疎水化処理剤の処理量は、無機微粒子の表面積当たり１〜７ｍｇ／ｍ^２が好ましい。
【００２４】
無機微粒子の平均粒子径は、トナー表面への埋め込み防止の観点から、０．００１μｍ以上、好ましくは０．００５μｍ以上であることが望ましく、流動性確保および感光体破損防止の観点から、１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下であることが望ましい。従って、無機微粒子の平均粒子径は、０．００１〜１μｍが好ましく、０．００５〜０．１μｍがより好ましい。なお、ここでの平均粒子径は、体積平均粒子径である。
【００２５】
樹脂組成物と無機微粒子とからなる混合物は、例えば、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の高速攪拌可能な混合機を用いて、樹脂微粒子に無機微粒子を外添したものであるのが好ましい。
【００２６】
無機微粒子の配合量は、トナーの粉砕効率及び収率の観点から、樹脂組成物１００重量部に対して、０．３〜２重量部が好ましく、０．５〜１．５重量部がより好ましい。
【００２７】
次に、得られた混合物を、粉砕機により粉砕するが、本発明では、この粉砕機の構造に一つに特徴を有する。即ち、本発明で用いる粉砕機は、図１に示す概略断面図に例示されるように、ベンチュリノズル１と該ベンチュリノズル１と対向するように配置した衝突部材２とを備えた粉砕機である。
【００２８】
ベンチュリノズルとは、管径が比較的急激に縮小し、その後緩やかに拡大する、中央が細くくびれた形状を有するノズルであり、入口部３、スロート部４、ディフューザ部５及び出口部６の順に構成されている。入口部３からベンチュリノズル１に導入された圧縮気体はスロート部４で速度が最大となり、形成された高速気流はディフューザ部５を通過し、衝突部材に衝突するため、被粉砕物の供給口からノズル内に供給した混合物は、高速気流に乗って搬送され、衝突部材で受ける大きな衝突エネルギーにより微細に粉砕される。さらに、本発明におけるベンチュリノズルは、スロート部４の内面が入口部３からディフューザ部５にかけて滑らかに連続する円弧状内面であり、圧縮気体がその円弧状内面にそって滑らかに流れ、スロート部４におけるエネルギーの損失及びディフューザ部５でのエネルギーの拡散が非常に効果的に抑制されるため、ノズル内に供給した混合物をより大きなエネルギーで衝突部材に衝突させることができる。
【００２９】
ここで、従来法では、混合物の衝突エネルギーを大きくすればするほど、所望の粒径よりもさらに小さな、例えば３μｍ以下の微粉が多量に発生し、トナーの生産効率が低下していたが、本発明では、ノズル内に導入する樹脂組成物に、予め無機微粒子を混合しておくことにより、微粉の発生が著しく低減する。
【００３０】
さらに、ディフューザ部５の出口側にストレート部７を設けることによって、被粉砕物をより効率よく微粉砕することができ、好ましい。
【００３１】
粉砕機に供給した混合物に対する粉砕力は、混練物の供給量、気流圧等により調整することができる。
【００３２】
本発明で好適に用いられる、ベンチュリノズルとしては、例えば、特開２０００−１４０６７５号公報に記載の粉砕機に搭載されているノズルが挙げられ、ベンチュリノズルを有する粉砕機の市販品としては、例えば、「衝突板式ジェットミルＩ２型」（日本ニューマチック社製）が挙げられる。
【００３３】
本発明において、粉砕機における衝突部材は、より大きな衝突エネルギーを得るために、円錐部と該円錐部の底面よりも大きな径を有する円柱部とからなり、該円柱部上に該円錐部が配置された衝突部材であるのが好ましく、さらに、図２にその概略断面図を示すように、円錐部８と円柱部９とが分離可能な構造を有するものがより好ましい。衝突部材での衝突エネルギーが大きいほど、衝突部材、特に円柱部９における円錐部８の付け根部分の摩耗が激しいため、円錐部８と円柱部９とを別部品とすることにより、円柱部９の両面使用が可能となり、衝突部材の交換時期の延長等によるコストダウンを図ることができる。
【００３４】
円錐部は円柱部の中心、即ち、円錐部の頂点と円錐部の底面の中心と円柱部の中心が同一線上に位置するように配置されているのが好ましく、円錐部と円柱部が分離可能である場合、円錐部と円柱部の連結手段は特に限定されないが、例えば、図２に示すように、円錐部８のねじを円柱部９に締め付けて一体化させる方法が挙げられる。
【００３５】
円錐部及び円柱部の材質としては、セラミック、ステンレスやアルミ等の金属、これらの金属の表面に窒化等による超硬加工を施したもの等が挙げられるが、これらの中では、耐久性とコストのバランスがよい、セラミックが好ましい。
【００３６】
円錐部の円柱部の直径は、ノズルの直径や衝突部材が受ける衝突エネルギーの大きさにより異なるため、一概には決定できないが、円錐底面の円柱部に対する直径の比（円錐底面の直径／円柱の直径）は、１／２〜１／１．１程度であるのが好ましい。
【００３７】
粉砕工程の後、通常は、微粉及び粗粉をそれぞれ除去する分級工程を設け、トナーの粒度分布を調整するが、本発明では、粉砕時の微粉の発生が低減されるため、シャープな粒度分布を有するトナーを得ることができる。分級方法は特に限定されず、風力式分級機等の公知の分級機を用いて行なうことができる。
【００３８】
本発明は、体積平均粒子径が好ましくは４〜１０μｍ、より好ましくは５〜７μｍの小粒径トナーを製造する際に、製造過程における微粉の発生が低減される効果がより顕著に発揮され、効率よくトナーを製造することができる。
【００３９】
【実施例】
〔軟化点〕
高化式フローテスター（島津製作所製、ＣＦＴ−５００Ｄ）を用い、樹脂の半分が流出する温度を軟化点とする（試料：１ｇ、昇温速度：６℃／分、荷重：１．９６ＭＰａ、ノズル：１ｍｍφ×１ｍｍ）。
【００４０】
〔ガラス転移点〕
示差走査熱量計（セイコー電子工業社製、ＤＳＣ２１０）を用いて昇温速度１０℃／分で測定する。
【００４１】
〔酸価及び水酸基価〕
ＪＩＳ　Ｋ００７０の方法により測定する。
【００４２】
樹脂製造例
ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン３５０ｇ、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン９７５ｇ、テレフタル酸２９９ｇ、トリメリット酸２ｇ及び酸化ジブチル錫４ｇの混合物を、窒素雰囲気下、２３０℃で、軟化点が１１３℃に達するまで反応させて、白色の固体として樹脂Ａを得た。樹脂Ａのガラス転移点は６６℃、軟化点は１１３℃、酸価は６．０ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価は３９．２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【００４３】
実施例１
樹脂Ａ　１００重量部、着色剤「ジメチルキナクリドン」（大日精化社製）６重量部、離型剤「カルナバワックスＣ１」（加藤洋行社製）６重量部及び荷電制御剤「ボントロン　Ｅ−８４」（オリエント化学工業社製）３重量部を、ヘンシェルミキサーにより予備混合した後、二軸押出機により溶融混練した。
【００４４】
得られた溶融混練物を冷却し、粉砕機「ロートプレックス」（ホソカワミクロン社製）により、２μｍ以下程度に粗砕した。粗砕した樹脂組成物１００重量部に対し、疎水性シリカ「アエロジルＲ９７２」（日本アエロジル社製、平均粒子径：１６ｎｍ）０．５重量部を添加し、ヘンシェルミキサーにより１５００ｒ／ｍｉｎで１分間攪拌混合した。
【００４５】
得られた混合物１５００ｇを、４．０ｋｇ／ｈの供給量で、衝突板式ジェットミル（日本ニューマチック社製、Ｉ２型）において、衝突部材を図２に示す構造を有するもの（材質：セラミック、円錐部：底面直径３０ｍｍ×高さ２５ｍｍ、円柱部：底面径４５ｍｍ×高さ１０ｍｍ）に取り替えた装置に供給して、０．４Ｍｐの粉砕圧で粉砕し、サイクロンにより粉砕物の全量を捕集し、超微粉をサイクロンに接続したバグ集塵機に吸引した。粉砕物の平均粒子径が７．４μｍとなるまで、粉砕機による粉砕、サイクロンへの捕集、バグ集塵機による超微粉の吸引を繰り返し行った。
【００４６】
比較例１
衝突板式ジェットミルのベンチュリノズルを、図３に示す形状を有する標準ノズルに交換した以外は、実施例１と同様にしてトナーを得た。
【００４７】
比較例２
粗砕した樹脂組成物に、疎水性シリカを混合しなかった以外は、実施例１と同様にしてトナーを得た。
【００４８】
比較例３
粗砕した樹脂組成物に、疎水性シリカを混合しなかった以外は、比較例１と同様にしてトナーを得た。
【００４９】
実施例及び比較例において、粉砕機による粉砕、サイクロンへの捕集、バグ集塵機による超微粉の吸引を繰り返した回数（パス回数）と得られたトナーの平均粒子径及びその収率を表１に示す。
【００５０】
【表１】

【００５１】
以上の結果より、樹脂組成物を予め無機微粒子と混合し、本発明における特定のベンチュリノズルを備えた粉砕機を用いて粉砕した実施例１では、比較例と対比して、粉砕回数が少ないにも係わらず、効率よく小粒径のトナーが得られることが分かる。これに対し、樹脂組成物を予め無機微粒子と混合していても、標準ノズルを用いた比較例１では、小粒径のトナーを得るために多数回にわたって粉砕を繰り返したために、微粉が多量に発生し、収率が低下している。また、比較例２では、所定のベンチュリノズルを使用していても、樹脂組成物を予め無機微粒子と混合しなかったために、実施例１と同じパス回数で、平均粒子径が７．６μｍと比較的小粒径のトナーが得られているものの、微粉が多量に発生し、収率が低下している。さらに、樹脂組成物を予め無機微粒子と混合せず、所定のベンチュリノズルも使用しなかった比較例３では、流動性の悪化により、トナーが所望の平均粒子径になるまで、パス回数を重ねることができていない。
【００５２】
【発明の効果】
本発明により、樹脂組成物の粉砕時における微粉の発生を効果的に低減することができ、効率よく小粒径のトナーを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に用いられる粉砕機の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明に用いられる衝突部材の一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】図３は、比較例１、３に用いたベンチュリノズルの形状を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１　ベンチュリノズル
２　衝突部材
３　入口部
４　スロート部
５　ディフューザ部
６　出口部
７　ストレート部
８　円錐部
９　円柱部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a toner used for developing a latent image formed in an electrophotographic method, an electrostatic recording method, an electrostatic printing method, or the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been an increasing demand for a reduction in toner particle size as well as an improvement in image quality. Therefore, for example, JP-A-2000-140675 discloses an apparatus capable of finely pulverizing an object to be pulverized. However, when attempting to reduce the particle size of the toner, a large amount of fine powder is generated in the pulverization process of the raw material composition, and the production efficiency is likely to be reduced.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method capable of reducing the generation of fine powder during pulverization of a resin composition and efficiently producing a toner having a small particle diameter.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have studied in view of the prior art, and as a result, after using a crusher having a venturi nozzle in which the inner surface of the throat portion is a circular arc shape that is smoothly continuous from the inlet portion to the diffuser portion, after melt-kneading the raw material mixture, By mixing the cooled resin composition with the inorganic fine particles and supplying the mixture into the nozzle, the reason is not clear, but it has been found that the generation of fine powder can be suppressed and a toner having a small particle size can be efficiently produced, and the present invention Was completed.
[0005]
The present invention provides a pulverizer including a resin composition containing at least a binder resin and a colorant, and a mixture of inorganic fine particles, which is pulverized by a pulverizer including a Venturi nozzle and a collision member disposed so as to face the Venturi nozzle. Wherein the venturi nozzle has an inlet portion, a throat portion, a diffuser portion, and an outlet portion, and the inner surface of the throat portion is smoothly continuous from the inlet portion to the diffuser portion. The present invention relates to a method for producing a toner having an arc shape.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The method for producing the toner of the present invention is not particularly limited as long as it has a pulverizing step using a pulverizer described below.For example, a mixture obtained by mixing a binder resin, a colorant, and the like with a mixer such as a Henschel mixer is used. Melt kneading in a closed kneader or a single-screw or twin-screw extruder, and after cooling, mixing the obtained resin composition and inorganic fine particles, and pulverizing using the pulverizer in the present invention. .
[0007]
Examples of the binder resin used in the present invention include polyesters, vinyl resins such as styrene-acrylic resins, epoxy resins, polycarbonates, polyurethanes, and hybrid resins in which two or more resin components are partially chemically bonded. Although not particularly limited, among these, polyester and a hybrid resin having a polyester component and a vinyl-based resin component are preferable, and polyester is more preferable. The content of the polyester or the hybrid resin, or when both are used in combination, is preferably 50 to 100% by weight, more preferably 80 to 100% by weight, particularly preferably 100 to 100% by weight in the binder resin. % By weight.
[0008]
Polyester is obtained by polycondensation of an alcohol component composed of a divalent or higher valent alcohol and a carboxylic acid component composed of a divalent or more carboxylic acid compound.
[0009]
Examples of the dihydric alcohol include polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane Alkylene (C2 or C3) oxide adduct of bisphenol A (average number of moles added: 1 to 10), ethylene glycol, propylene glycol, 1,6-hexanediol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, etc. .
[0010]
Examples of the trivalent or higher alcohol include sorbitol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, glycerol, and trimethylolpropane.
[0011]
Further, as the divalent carboxylic acid compound, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, fumaric acid, dicarboxylic acids such as maleic acid, succinic acid substituted with an alkyl group or alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, Examples thereof include acid anhydrides and alkyl (C1 to C12) esters.
[0012]
Examples of the trivalent or higher carboxylic acid compound include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), an acid anhydride thereof, and an alkyl (C1 to C12) ester.
[0013]
The polyester can be produced, for example, by subjecting an alcohol component and a carboxylic acid component to polycondensation in an inert gas atmosphere, if necessary, using an esterification catalyst at a temperature of 180 to 250 ° C.
[0014]
The softening point of the polyester is preferably from 80 to 165C, and the glass transition point is preferably from 50 to 85C.
[0015]
Further, the acid value of the polyester is preferably from 0.5 to 60 mgKOH / g, and the hydroxyl value is preferably from 1 to 60 mgKOH / g from the viewpoint of the dispersibility of the colorant.
[0016]
Further, in the present invention, the hybrid resin may be obtained from two or more kinds of resins as raw materials, or may be obtained from one kind of resin and a raw material monomer of another kind of resin. A resin obtained from a mixture of two or more kinds of resin raw material monomers may be used. However, in order to obtain a hybrid resin efficiently, a resin obtained from a mixture of two or more kinds of resin raw material monomers is preferable.
[0017]
Therefore, as a hybrid resin, by mixing the raw material monomers of two polymerizable resins each having an independent reaction path, preferably a raw material monomer of a polyester and a raw material monomer of a vinyl resin, and allowing the two polymerization reactions to take place. The obtained resin is preferred, and specifically, the hybrid resin described in JP-A-10-08739 is preferred.
[0018]
As the colorant used in the present invention, all dyes and pigments used as colorants for toner can be used, and carbon black, phthalocyanine blue, permanent brown FG, brilliant first scarlet, Pigment Green B, Rhodamine-B base, Solvent Red 49, Solvent Red 146, Solvent Blue 35, Quinacridone, Carmine 6B, Disazo Yellow, and the like, and these can be used alone or in combination of two or more, and are produced in the present invention. The toner may be any of a black toner, a color toner, and a full color toner. The amount of the colorant is preferably 1 to 40 parts by weight, more preferably 3 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin.
[0019]
Further, in the present invention, as a raw material, in addition to the binder resin and the colorant, a release agent, a charge control agent, a conductivity adjuster, an extender, an reinforcing pigment such as a fibrous substance, an antioxidant, and a fluidity. Additives such as an improver and a cleaning property improver may be used as appropriate.
[0020]
Examples of the release agent include natural ester waxes such as carnauba wax and rice wax, synthetic waxes such as polypropylene wax, polyethylene wax and Fischer-Tropsch, coal waxes such as montan wax, and alcohol waxes. The content of the release agent is preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 3 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin.
[0021]
After melt-kneading the mixture comprising the binder resin and the colorant, the resin composition obtained by cooling is preliminarily crushed to about 0.1 to 3 mm using a rotoplex or the like. Mixing is preferred.
[0022]
As the inorganic fine particles, for example, inorganic oxides such as silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide, and zinc oxide are preferable, and these can be used alone or in combination of two or more. Among these, silica is preferred from the viewpoint of reducing the particle size of the toner and ensuring fluidity.
[0023]
The silica is preferably hydrophobic silica that has been subjected to a hydrophobic treatment from the viewpoint of chargeability and fluidity. The method of hydrophobization is not particularly limited, and examples of the hydrophobizing agent include hexamethyldisilazane, dimethyldichlorosilane, silicone oil, and methyltriethoxysilane. Of these, hexamethyldisilazane is preferable. The treatment amount of the hydrophobizing agent is preferably 1 to 7 mg / m ² per surface area of the inorganic fine particles.
[0024]
The average particle size of the inorganic fine particles is preferably 0.001 μm or more, and more preferably 0.005 μm or more from the viewpoint of preventing embedding on the toner surface, and is preferably 1 μm or less from the viewpoint of ensuring fluidity and preventing damage to the photoconductor. Preferably, the thickness is 0.1 μm or less. Therefore, the average particle diameter of the inorganic fine particles is preferably from 0.001 to 1 μm, more preferably from 0.005 to 0.1 μm. Here, the average particle diameter is a volume average particle diameter.
[0025]
The mixture comprising the resin composition and the inorganic fine particles is preferably obtained by externally adding the inorganic fine particles to the resin fine particles using a mixer capable of high-speed stirring such as a Henschel mixer or a super mixer.
[0026]
The amount of the inorganic fine particles is preferably from 0.3 to 2 parts by weight, more preferably from 0.5 to 1.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin composition, from the viewpoint of the pulverization efficiency and the yield of the toner. .
[0027]
Next, the obtained mixture is pulverized by a pulverizer. In the present invention, the structure of the pulverizer has one feature. That is, the pulverizer used in the present invention is a pulverizer including a venturi nozzle 1 and a collision member 2 arranged to face the venturi nozzle 1, as exemplified in the schematic sectional view shown in FIG. .
[0028]
The Venturi nozzle is a nozzle having a narrow and narrow shape at the center, in which the pipe diameter is relatively sharply reduced and then gradually expanded, and the inlet portion 3, the throat portion 4, the diffuser portion 5, and the outlet portion 6 are arranged in this order. It is configured. The velocity of the compressed gas introduced into the venturi nozzle 1 from the inlet 3 is maximized in the throat 4, and the formed high-speed airflow passes through the diffuser 5 and collides with the collision member. The mixture supplied into the nozzle is carried on a high-speed airflow, and is finely pulverized by a large collision energy received by the collision member. Further, in the venturi nozzle of the present invention, the inner surface of the throat portion 4 is an arc-shaped inner surface that is smoothly continuous from the inlet portion 3 to the diffuser portion 5, and the compressed gas flows smoothly along the arc-shaped inner surface. In this case, the energy loss and the diffusion of energy in the diffuser unit 5 are very effectively suppressed, so that the mixture supplied into the nozzle can collide with the collision member with greater energy.
[0029]
Here, in the conventional method, as the collision energy of the mixture increases, a large amount of fine powder having a particle size smaller than the desired particle size, for example, 3 μm or less, is generated, and the production efficiency of the toner is reduced. In the present invention, the generation of fine powder is significantly reduced by mixing inorganic fine particles in advance into the resin composition introduced into the nozzle.
[0030]
Further, by providing the straight portion 7 on the outlet side of the diffuser portion 5, the object to be crushed can be finely crushed more efficiently, which is preferable.
[0031]
The crushing force for the mixture supplied to the crusher can be adjusted by the supply amount of the kneaded material, the air pressure, and the like.
[0032]
As the Venturi nozzle suitably used in the present invention, for example, a nozzle mounted on a pulverizer described in JP-A-2000-140675 can be mentioned, and as a commercially available pulverizer having a Venturi nozzle, for example, And "impact plate type jet mill I2" (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.).
[0033]
In the present invention, the collision member in the crusher includes a conical portion and a cylindrical portion having a diameter larger than the bottom surface of the conical portion in order to obtain a greater collision energy, and the conical portion is disposed on the cylindrical portion. It is preferable that the conical portion 8 and the cylindrical portion 9 have a structure that can be separated from each other, as shown in a schematic sectional view of FIG. The greater the collision energy at the collision member, the more severe the abrasion of the collision member, especially at the base of the conical portion 8 in the cylindrical portion 9, so that the conical portion 8 and the cylindrical portion 9 are formed as separate parts. Both sides can be used, and costs can be reduced by extending the replacement time of the collision member.
[0034]
The conical portion is preferably arranged so that the center of the cylindrical portion, that is, the center of the vertex of the conical portion, the center of the bottom surface of the conical portion, and the center of the cylindrical portion are located on the same line, and the conical portion and the cylindrical portion are separable. In this case, the means for connecting the conical portion and the columnar portion is not particularly limited. For example, as shown in FIG.
[0035]
Examples of the material of the conical portion and the cylindrical portion include metals such as ceramics, stainless steel and aluminum, and those obtained by subjecting the surface of these metals to a superhard processing by nitriding or the like. Is preferable, and ceramic is preferable.
[0036]
The diameter of the cylindrical portion of the conical portion cannot be determined unequivocally because it depends on the diameter of the nozzle and the magnitude of the collision energy received by the impinging member. However, the ratio of the diameter of the conical bottom to the cylindrical portion (diameter of the conical bottom / diameter of the cylinder) (Diameter) is preferably about 1/2 to 1 / 1.1.
[0037]
After the pulverizing step, usually, a classification step for removing fine powder and coarse powder is provided to adjust the particle size distribution of the toner. In the present invention, however, since the generation of fine powder during pulverization is reduced, a sharp particle size distribution is obtained. Can be obtained. The classification method is not particularly limited, and the classification can be performed using a known classifier such as a wind-type classifier.
[0038]
In the present invention, when producing a small particle diameter toner having a volume average particle diameter of preferably 4 to 10 μm, more preferably 5 to 7 μm, the effect of reducing generation of fine powder in the production process is more remarkably exhibited, The toner can be manufactured efficiently.
[0039]
【Example】
(Softening point)
Using a Koka type flow tester (CFT-500D, manufactured by Shimadzu Corporation), the temperature at which half of the resin flows out is taken as the softening point (sample: 1 g, heating rate: 6 ° C./min, load: 1.96 MPa, nozzle) : 1 mmφ × 1 mm).
[0040]
(Glass transition point)
The measurement is performed at a heating rate of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC210, manufactured by Seiko Instruments Inc.).
[0041]
(Acid value and hydroxyl value)
It is measured by the method of JIS K0070.
[0042]
Example of resin production 350 g of polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 975 g of polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, terephthal A mixture of 299 g of acid, 2 g of trimellitic acid and 4 g of dibutyltin oxide was reacted at 230 ° C. under a nitrogen atmosphere until the softening point reached 113 ° C., to obtain resin A as a white solid. Resin A had a glass transition point of 66 ° C., a softening point of 113 ° C., an acid value of 6.0 mg KOH / g and a hydroxyl value of 39.2 mg KOH / g.
[0043]
Example 1
100 parts by weight of resin A, 6 parts by weight of colorant "dimethylquinacridone" (manufactured by Dainichi Seika), 6 parts by weight of release agent "carnauba wax C1" (manufactured by Kato Yoko Co., Ltd.) and charge control agent "Bontron E-84" After preliminarily mixing 3 parts by weight (manufactured by Orient Chemical Industries) with a Henschel mixer, the mixture was melt-kneaded with a twin-screw extruder.
[0044]
The obtained melt-kneaded material was cooled and crushed to a size of about 2 μm or less by a crusher “Rotoplex” (manufactured by Hosokawa Micron). To 100 parts by weight of the crushed resin composition, 0.5 parts by weight of hydrophobic silica “Aerosil R972” (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average particle size: 16 nm) was added, and the mixture was stirred at 1500 r / min for 1 minute with a Henschel mixer. Mixed.
[0045]
1500 g of the obtained mixture was supplied at a feed rate of 4.0 kg / h in a collision plate type jet mill (made by Nippon Pneumatic Co., Ltd., type I2), in which the collision member had the structure shown in FIG. 2 (material: ceramic, cone) Part: bottom diameter 30 mm × height 25 mm, column part: bottom diameter 45 mm × height 10 mm), and pulverize with a pulverization pressure of 0.4 Mp, and collect the whole amount of the pulverized material by a cyclone. The ultrafine powder was sucked into a bag dust collector connected to a cyclone. Until the average particle diameter of the pulverized product became 7.4 μm, pulverization by a pulverizer, collection in a cyclone, and suction of ultrafine powder by a bag dust collector were repeatedly performed.
[0046]
Comparative Example 1
A toner was obtained in the same manner as in Example 1, except that the Venturi nozzle of the collision plate type jet mill was replaced with a standard nozzle having the shape shown in FIG.
[0047]
Comparative Example 2
A toner was obtained in the same manner as in Example 1, except that hydrophobic silica was not mixed into the crushed resin composition.
[0048]
Comparative Example 3
A toner was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that hydrophobic silica was not added to the crushed resin composition.
[0049]
In Examples and Comparative Examples, Table 1 shows the number of times (pass number) in which pulverization by a pulverizer, collection in a cyclone, and suction of ultrafine powder by a bag duster, the average particle diameter of the obtained toner, and the yield thereof are shown in Table 1. Show.
[0050]
[Table 1]

[0051]
From the above results, in Example 1, in which the resin composition was previously mixed with the inorganic fine particles and pulverized using the pulverizer equipped with the specific Venturi nozzle of the present invention, the number of pulverizations was smaller than in the comparative example. Nevertheless, it can be seen that a toner having a small particle size can be obtained efficiently. On the other hand, even if the resin composition was previously mixed with the inorganic fine particles, in Comparative Example 1 using the standard nozzle, pulverization was repeated many times in order to obtain a toner having a small particle size, so that a large amount of fine powder was obtained. Occurs and the yield is reduced. Further, in Comparative Example 2, even when a predetermined Venturi nozzle was used, since the resin composition was not previously mixed with the inorganic fine particles, the average particle diameter was compared with 7.6 μm with the same number of passes as in Example 1. Although a toner having a very small particle size is obtained, a large amount of fine powder is generated and the yield is low. Further, in Comparative Example 3 in which the resin composition was not previously mixed with the inorganic fine particles and the predetermined venturi nozzle was not used, the number of passes was increased until the toner reached a desired average particle diameter due to deterioration in fluidity. Is not done.
[0052]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of the fine powder at the time of pulverization of a resin composition can be reduced effectively, and a toner of a small particle size can be manufactured efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a crusher used in the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a collision member used in the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing the shape of a Venturi nozzle used in Comparative Examples 1 and 3.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Venturi nozzle 2 Collision member 3 Inlet part 4 Throat part 5 Diffuser part 6 Outlet part 7 Straight part 8 Conical part 9 Column part

Claims (4)

少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有した樹脂組成物と無機微粒子とからなる混合物を、ベンチュリノズルと該ベンチュリノズルと対向するように配置した衝突部材とを備えた粉砕機により、粉砕する工程を有するトナーの製造方法であって、前記ベンチュリノズルが、入口部、スロート部、ディフューザ部及び出口部の順からなり、かつ該スロート部の内面が入口部からディフューザ部にかけて滑らかに連続する円弧状である、トナーの製造方法。A mixture comprising a resin composition containing at least a binder resin and a colorant, and inorganic fine particles, has a step of pulverizing with a pulverizer having a Venturi nozzle and a collision member arranged so as to face the Venturi nozzle. A method of manufacturing a toner, wherein the venturi nozzle has an inlet portion, a throat portion, a diffuser portion, and an outlet portion in this order, and the inner surface of the throat portion has an arc shape that is smoothly continuous from the inlet portion to the diffuser portion. , Toner production method. 樹脂組成物と無機微粒子とからなる混合物が、樹脂組成物に無機微粒子を外添して得られた混合物である請求項１記載の製造方法。The production method according to claim 1, wherein the mixture comprising the resin composition and the inorganic fine particles is a mixture obtained by externally adding inorganic fine particles to the resin composition. 無機微粒子がシリカである請求項１又は２記載の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the inorganic fine particles are silica. 衝突部材が、円錐部と該円錐部の底面よりも大きな径を有する円柱部とからなり、該円柱部上に該円錐部が分離可能に配置されてなる請求項１〜３いずれか記載の製造方法。The manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the collision member comprises a conical portion and a cylindrical portion having a diameter larger than the bottom surface of the conical portion, and the conical portion is separably disposed on the cylindrical portion. Method.

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