JP2004073918A - Manufacturing method of toner - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method by which the generation of a fine powder at the time of crushing of a resin composition can be reduce to efficiently manufacture toner with a small particle size. <P>SOLUTION: In the method of manufacturing toner having a process for grinding the resin composition by a grinder equipped with a Venturi nozzle 1 and the impingement member 2 arranged in opposed relation to the Venturi nozzle 1, the Venturi nozzle 1 has an inlet part 3, a throat part 4, a diffuser part 5 and an outlet part 6 in this order. The inner surface of the throat part 4 is formed into an arcuate shape smoothly continuing from the inlet port 3 to the diffuser part 5. The collision member 2 has a protruded surface as the collision surface. <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、かつ凸状面を衝突面とする衝突部材を用いることによって、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、樹脂組成物を、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り、前記衝突部材が凸状面を衝突面とする、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、２軸押出機、オープンロール型混練機等で溶融混練し、冷却した後、得られた樹脂組成物を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、２〜３０重量部が好ましく、５〜２０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、そのまま粉砕機に供給してもよいが、予め、ロートプレックスやアトマイザーを用いて、３ｍｍ以下程度に粗砕した後に、無機微粒子と混合して、粉砕機に供給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、環境安定性等の観点から、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の混合は、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によって行なうことができる。
【００２６】
無機微粒子の配合量は、融着防止の観点から、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重量部がより好ましい。
【００２７】
次に、樹脂組成物又は樹脂組成物と無機微粒子とからなる混合物を、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の順から構成されている。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、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、凸状面を衝突面とする衝突部材を用いることにより、微粉の発生が著しく低減する。理由は不明なるも、本発明におけるベンチュリノズルは、図４に示すような従来の形状のベンチュリノズルに比べて衝突力が大きいため、被粉砕物をより微細に粉砕することができ、かつ凸状面上での被粉砕物の衝突は、一次衝突のみであることから、二次衝突による不要な微粉の発生が抑制されるためではないかと推定される。
【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、よりエネルギーの拡散が抑制されるため、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）、「超音速ジェットミルＩＤＳ型」等が挙げられる。
【００３３】
ベンチュリノズルの出口部の径は、粉砕機の大きさ等にもよるが、例えば、上記「衝突板式ジェットミルＩ２型」では、１０〜１５ｍｍ程度が好ましい。
【００３４】
ベンチュリノズルに導入される圧縮気体としては、空気、窒素ガス等が挙げられる。
【００３５】
圧縮気体により形成される高速気流による衝突部材での粉砕圧は、目的とするトナーの平均粒径等により異なるが、通常、０．１〜０．７ＭＰａ程度が好ましい。
【００３６】
被粉砕物の供給量は、目的とするトナーの平均粒径等により異なるが、３ｋｇ／ｈ程度が好ましい。
【００３７】
粉砕機に供給した被粉砕物に対する粉砕力は、被粉砕物の供給量、粉砕圧等により調整することができる。
【００３８】
本発明における衝突部材は、少なくとも一部に、凸状面を有し、その凸状面を衝突面とするものである。凸状面としては、球面、円柱面等の湾曲面が好ましい。かかる衝突部材は、球体又は真円もしくは楕円を底面とする円柱型及び球体を切断した半球体もしくは円柱型を底面に対して垂直に切断した半円柱型のいずれであってもよいが、本発明では、乱流発生防止の観点から、半円柱型が好ましい。かかる半円柱型衝突部材の一例を図２に示す。図２において、（ａ）は真円の一部を底面とする半円柱型衝突部材、（ｂ）は楕円の一部を底面とする半円柱型衝突部材を示す。
【００３９】
衝突面は、より大きな衝突エネルギーを付与する観点より、被粉砕物の衝突方向に対してできるだけ垂直に向き合っていることが好ましいが、完全な水平面では背圧等によりかえって粉砕効率が低下するので、球面や円柱面のように凸状面であるのが適している。また、衝突面の面積は、加速された粒子が素通りしないように、ベンチュリノズルの出口部の開口部と同じ程度か、若干大きい方が好ましい。
【００４０】
衝突部材の材質としては、セラミック、ステンレス、アルミ、鉄等が挙げられ、特に限定されない。
【００４１】
衝突部材は、凸状面の頂部がベンチュリノズルの中心軸の延長線上にくるように、ノズルの出口部と対向するように配置されているのが好ましい。ベンチュリノズルの出口部と衝突部材の最近接距離は、被粉砕物が衝突部材に衝突した後、スムーズに後方に流れる程度が好ましい。ベンチュリノズルの出口部と衝突部材とが近すぎると、被粉砕物の流れが阻害され、遠すぎると衝突エネルギーが低下する。
【００４２】
衝突部材が配置される向きは特に限定されないが、被粉砕物の衝突方向が水平面に平行である場合は、図３に示すように、衝突部材下部の粉溜まりによる粉砕効率の低下を防止するために、縦向き（ｂ）よりも横向き（ａ）に配置するのが好ましい。図３における矢印は、被粉砕物の衝突前後の流路を示す。
【００４３】
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、粗粉を除去する分級工程のみでも、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。
【００４４】
本発明は、体積平均粒子径が、好ましくは７μｍ以下、より好ましくは４〜７μｍ、特に好ましくは５〜６μｍ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。
【００４５】
【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）。
【００４６】
〔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。
【００４７】
〔酸価及び水酸基価〕
ＪＩＳ　Ｋ００７０の方法により測定する。
【００４８】
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。
【００４９】
実施例１
樹脂Ａ　１００重量部、着色剤「パーマネントカーミン３８１０」（山陽色素社製）４．５重量部、離型剤「カルナバワックス」（加藤洋行社製）７．０重量部及び荷電制御剤「ボントロンＰ−５１」（オリエント化学工業社製）２．０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。
【００５０】
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、０．１〜３ｍｍ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。
【００５１】
得られた混合物を、３．０ｋｇ／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の（ａ）に示す衝突部材（半径１０ｍｍの真円を底面とする円柱を底面に対して垂直に切断することにより二等分して得られた半円柱型）に取り替えた装置を用いて供給し、粉砕圧０．５Ｍｐで粉砕した。２台の気流分級機（日本ニューマチック社製、ＤＳ型）を連結し、８μｍ以上の粗粉を二段分級により除去した。得られた上限分級粉の体積平均粒径は５．６μｍ、３μｍ以下の粒子の含有量が２７．２９個数％、４μｍ以下の粒子の含有量が５０．８７個数％であった。
【００５２】
さらに、粗粉を除去した上限分級粉を、気流分級機（日本ニューマチック社製、ＤＳ型）により分級して、４μｍ以下の微粉を除去した。微粉を除去した下限分級粉の体積平均粒径は６．０μｍ、３μｍ以下の粒子の含有量が０．３個数％、４μｍ以下の粒子の含有量が２．１個数％であった。粉砕前の混合物に対する収率は、６５％であった。
【００５３】
比較例１
衝突板式ジェットミル（日本ニューマチック社製、Ｉ２型）の衝突部材を、図５に示す形状を有する装置に付属のコーン型の衝突部材を用いた以外は、実施例１と同様にして、トナーを得た。
【００５４】
８μｍ以上の粗粉を除去した上限分級粉の体積平均粒径は５．０μｍ、３μｍ以下の粒子の含有量が４０．９個数％、４μｍ以下の粒子の含有量が６６．０個数％であった。また、下限分級粉の体積平均粒径は６．３μｍ、３μｍ以下の粒子の含有量が０．４個数％、４μｍ以下の粒子の含有量が２．０個数％であり、粉砕前の混合物に対する収率は、３０％であった。
【００５５】
以上の結果より、実施例１では、粗粉を除去した上限分級粉の体積平均粒径は、比較例１と比較して大差ないのにもかかわらず、３μｍや４μｍ以下の粒子の含有量が少なく、かつ最終的に、粗粉及び微粉を除去し、同じ体積平均粒径の分級トナーを得た際にも、実施例１は、比較例１よりも高い収率を維持していることが分かる。
【００５６】
【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、本発明に用いられる衝突部材の、被粉砕物の衝突方向に対する配置の一実施形態を示す概略図である。
【図４】図４は、従来のベンチュリノズルの形状を示す概略断面図である。
【図５】図５は、比較例１に用いたコーン型衝突部材の概略断面図である。
【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[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, using a pulverizer having a venturi nozzle in which the inner surface of the throat portion is an arc shape that is smoothly continuous from the inlet portion to the diffuser portion, and collides with the convex surface. By using a collision member having a surface, 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, although the reason is not clear, and the present invention has been completed.
[0005]
The present invention is a method for producing a toner, comprising a step of pulverizing a resin composition with a pulverizer having a Venturi nozzle and a collision member arranged to face the Venturi nozzle, wherein the Venturi nozzle has an inlet Part, the throat part, the diffuser part and the outlet part in order, and the inner surface of the throat part is an arc shape that is smoothly continuous from the inlet part to the diffuser part, and the collision member has a convex surface as a collision surface, The present invention relates to a method for producing a toner.
[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 with a closed kneader, a twin screw extruder, an open roll type kneader and the like, and after cooling, pulverizing the obtained resin composition using the pulverizer according to 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 2 to 30 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin.
[0021]
After melt-kneading the mixture composed of the binder resin and the colorant, the resin composition obtained by cooling may be supplied to the pulverizer as it is, but beforehand, about 3 mm or less using a rotoplex or an atomizer. It is preferable that the mixture is mixed with inorganic fine particles and then supplied to a pulverizer.
[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 environmental stability and the like. 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 mixing of the resin composition and the inorganic fine particles can be performed by a high-speed stirring mixer 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 part by weight, based on 100 parts by weight of the resin composition, from the viewpoint of preventing fusion.
[0027]
Next, the resin composition or a mixture of the resin composition and the inorganic fine particles is pulverized by a pulverizer. The present invention has one feature in the structure of the pulverizer. 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 part 3, the throat part 4, the diffuser part 5, and the outlet part 6 are arranged in this order. It is composed of 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, a large amount of fine powder having a size smaller than the desired particle size, for example, 3 μm or less, is generated, and the production efficiency of the toner is lowered. The use of the member significantly reduces the generation of fine powder. Although the reason is unknown, the Venturi nozzle of the present invention has a higher collision force than the conventional Venturi nozzle as shown in FIG. Since the collision of the object to be ground on the surface is only the primary collision, it is presumed that the generation of unnecessary fine powder due to the secondary collision is suppressed.
[0030]
Further, by providing the straight portion 7 on the outlet side of the diffuser portion 5, the diffusion of energy is further suppressed, so that the material 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, , "Collision plate type jet mill I2 type" (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.), "supersonic jet mill IDS type" and the like.
[0033]
The diameter of the outlet of the Venturi nozzle depends on the size of the pulverizer and the like. For example, in the above-mentioned “collision plate type jet mill I2 type”, it is preferably about 10 to 15 mm.
[0034]
Examples of the compressed gas introduced into the Venturi nozzle include air, nitrogen gas, and the like.
[0035]
The pulverizing pressure at the collision member by the high-speed airflow formed by the compressed gas varies depending on the average particle diameter of the target toner and the like, but is usually preferably about 0.1 to 0.7 MPa.
[0036]
The supply amount of the material to be ground varies depending on the average particle size of the target toner and the like, but is preferably about 3 kg / h.
[0037]
The crushing force for the crushed object supplied to the crusher can be adjusted by the supply amount of the crushed object, the crushing pressure, and the like.
[0038]
The collision member according to the present invention has a convex surface at least in part, and uses the convex surface as a collision surface. As the convex surface, a curved surface such as a spherical surface or a cylindrical surface is preferable. Such a collision member may be any of a sphere, a cylinder having a bottom surface of a perfect circle or an ellipse, and a hemisphere obtained by cutting a sphere or a semi-column having a cylinder cut perpendicularly to a bottom surface. From the viewpoint of preventing turbulence, a semi-cylindrical type is preferred. FIG. 2 shows an example of such a semi-cylindrical collision member. 2A shows a semi-cylindrical collision member having a part of a perfect circle as a bottom surface, and FIG. 2B shows a semi-cylindrical collision member having a part of an ellipse as a bottom surface.
[0039]
From the viewpoint of imparting greater collision energy, it is preferable that the collision surface faces the collision direction of the object to be crushed as perpendicularly as possible.However, in a complete horizontal plane, the crushing efficiency is reduced due to back pressure or the like. A convex surface such as a spherical surface or a cylindrical surface is suitable. The area of the collision surface is preferably equal to or slightly larger than the opening at the outlet of the venturi nozzle so that the accelerated particles do not pass through.
[0040]
Examples of the material of the collision member include ceramic, stainless steel, aluminum, and iron, and are not particularly limited.
[0041]
The collision member is preferably arranged to face the outlet of the nozzle such that the top of the convex surface is on the extension of the central axis of the Venturi nozzle. The closest distance between the outlet of the Venturi nozzle and the collision member is preferably such that the object to be crushed smoothly flows backward after colliding with the collision member. If the outlet of the Venturi nozzle and the collision member are too close, the flow of the material to be crushed is hindered, and if too far, the collision energy decreases.
[0042]
The direction in which the collision member is arranged is not particularly limited, but when the collision direction of the object to be ground is parallel to the horizontal plane, as shown in FIG. In addition, it is preferable to dispose it horizontally (a) rather than vertically (b). Arrows in FIG. 3 indicate flow paths before and after the collision of the object to be ground.
[0043]
After the pulverizing step, usually, a classification step for removing the fine powder and the coarse powder is respectively provided to adjust the particle size distribution of the toner. However, in the present invention, since the generation of the fine powder during the pulverization is reduced, the coarse powder is removed. A toner having a sharp particle size distribution can be obtained only by the classification step. The classification method is not particularly limited, and the classification can be performed using a known classifier such as a wind-type classifier.
[0044]
The present invention has the effect of reducing the generation of fine powder in the production process when producing a small particle diameter toner having a volume average particle diameter of preferably 7 μm or less, more preferably 4 to 7 μm, and particularly preferably 5 to 6 μm. Is more remarkably exhibited, and the toner can be manufactured efficiently.
[0045]
【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).
[0046]
(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.).
[0047]
(Acid value and hydroxyl value)
It is measured by the method of JIS K0070.
[0048]
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.
[0049]
Example 1
100 parts by weight of resin A, 4.5 parts by weight of coloring agent "Permanent Carmine 3810" (manufactured by Sanyo Dyeing Co., Ltd.), 7.0 parts by weight of release agent "Carnauba Wax" (manufactured by Kato Yoko Co., Ltd.), and charge control agent "Bontron P" After premixing 2.0 parts by weight of "-51" (manufactured by Orient Chemical Industries) with a Henschel mixer, the mixture was melt-kneaded with a twin-screw extruder.
[0050]
The resulting melt-kneaded product was cooled and crushed to a size of about 0.1 to 3 mm 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.
[0051]
The resulting mixture was supplied at a supply rate of 3.0 kg / h in a collision plate type jet mill (I2 type, manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) to use the collision member shown in FIG. The cylinder was cut into a half-cylinder type obtained by cutting a cylinder having a bottom surface perpendicularly to the bottom surface and then bisected. Two airflow classifiers (DS type, manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) were connected, and coarse powder of 8 μm or more was removed by two-stage classification. The volume average particle diameter of the obtained upper-class classified powder was 5.6 μm, the content of particles of 3 μm or less was 27.29% by number, and the content of particles of 4 μm or less was 50.87% by number.
[0052]
Furthermore, the upper-limit classified powder from which the coarse powder was removed was classified by an airflow classifier (DS type, manufactured by Nippon Pneumatic) to remove fine powder of 4 μm or less. The volume average particle diameter of the lower-limit classified powder from which the fine powder was removed was 6.0 μm, the content of particles of 3 μm or less was 0.3% by number, and the content of particles of 4 μm or less was 2.1% by number. The yield based on the mixture before milling was 65%.
[0053]
Comparative Example 1
The toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the collision member of a collision plate type jet mill (made by Nippon Pneumatic Co., Ltd., type I2) was replaced with a cone-type collision member attached to an apparatus having the shape shown in FIG. Got.
[0054]
The volume average particle diameter of the upper-limit classified powder from which coarse powder of 8 μm or more was removed was 5.0 μm, the content of particles of 3 μm or less was 40.9% by number, and the content of particles of 4 μm or less was 66.0% by number. Was. The volume average particle diameter of the lower-limit classified powder is 6.3 μm, the content of particles having a particle size of 3 μm or less is 0.4% by number, and the content of particles having a particle size of 4 μm or less is 2.0% by number. The yield was 30%.
[0055]
From the above results, in Example 1, although the volume average particle diameter of the upper-limit classified powder from which the coarse powder was removed was not much different from that of Comparative Example 1, the content of the particles of 3 μm or 4 μm or less was smaller. Even when the amount of coarse and fine powder is reduced and finally, and a classified toner having the same volume average particle diameter is obtained, Example 1 can maintain a higher yield than Comparative Example 1. I understand.
[0056]
【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 view showing one embodiment of an arrangement of a collision member used in the present invention in a collision direction of an object to be ground.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing the shape of a conventional Venturi nozzle.
FIG. 5 is a schematic sectional view of a cone type collision member used in Comparative Example 1.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Venturi nozzle 2 Impact member 3 Inlet part 4 Throat part 5 Diffuser part 6 Outlet part 7 Straight part

Claims (3)

樹脂組成物を、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り、前記衝突部材が凸状面を衝突面とする、トナーの製造方法。A method for producing a toner, comprising a step of pulverizing a resin composition by a pulverizer having a Venturi nozzle and a collision member disposed so as to face the Venturi nozzle, wherein the Venturi nozzle has an inlet portion and 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, and the collision member has a convex surface as a collision surface. . 樹脂組成物を無機微粒子と混合した後に、粉砕機に供給する請求項１記載の製造方法。The production method according to claim 1, wherein the resin composition is mixed with inorganic fine particles and then supplied to a pulverizer. 無機微粒子がシリカである請求項２記載の製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the inorganic fine particles are silica.

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