JP2012048184A - Method for reproducing solid-liquid separation filter of toner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は静電荷像現像用トナーの製造工程に使用される固液分離用フィルタの再生方法に関するものである。また、再生されたフィルタを用いる静電荷像現像用トナーの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for regenerating a solid-liquid separation filter used in a process for producing an electrostatic charge image developing toner. The present invention also relates to a method for producing a toner for developing an electrostatic image using a regenerated filter.
従来、静電荷像現像用トナーの製造方法は、粉砕法、重合法に大別される。粉砕法では、樹脂、着色剤等の原料を混合、混練し、冷却工程を経、ジェットミル等で微粉砕後分級し、必要に応じて添加剤を加えた後、篩別後容器に充填し製品となる。また、重合法では、モノマー、ワックス等の原料を重合し、着色剤、帯電制御剤等を加え、必要に応じて、得られた重合粒子を凝集した後に脱水・洗浄・乾燥工程を経て、必要に応じて添加剤を加えた後に容器に充填し製品となる。 Conventionally, a method for producing an electrostatic image developing toner is roughly classified into a pulverization method and a polymerization method. In the pulverization method, raw materials such as resin and colorant are mixed, kneaded, cooled, finely pulverized with a jet mill, etc., classified as necessary, added with additives, and then filled into a container after sieving. Become a product. In addition, in the polymerization method, it is necessary to polymerize raw materials such as monomers and waxes, add a colorant, a charge control agent, etc., and if necessary, aggregate the obtained polymer particles and then go through dehydration, washing and drying processes. Depending on the case, additives are added and then filled into a container to obtain a product.
重合法のトナー製造の洗浄工程においては、洗浄後のトナー粒子と洗浄液との固液分離のために、フィルタを用いるのが一般的であり、フィルタープレスや遠心分離機などの装置が用いられる。
フィルタを用いた場合、使用とともにフィルタの目詰まりにより固液分離の効率が下がって生産性を落とすことがある。定期的あるいは臨時的にフィルタの交換が行われてこの生産性は維持されるが、コスト面から考えると、この使用済みのフィルタを再生することが望ましい。フィルタの再生方法については、下記特許文献1等にも多数例示されているが、高圧ジェット流やブラシ等により機械的に目詰まりを除去する方法は、フィルタに対するダメージを与えるために、フィルタの状態によっては粒子が漏れるなど、再生後のフィルタが元の性能を発揮できなくなる場合があり、また洗浄剤を使った再生方法においては、洗浄剤を含んだ溶液の処理に対してさらにコストがかかるため、例示された方法はそれぞれに好ましい方法とは言えない。
In the washing process of the production of the toner by the polymerization method, a filter is generally used for solid-liquid separation of the washed toner particles and the washing liquid, and an apparatus such as a filter press or a centrifuge is used.
When a filter is used, the efficiency of solid-liquid separation may decrease due to clogging of the filter with use, and productivity may be reduced. This productivity is maintained by periodically or temporarily replacing the filter, but it is desirable to regenerate the used filter from the viewpoint of cost. A number of filter regeneration methods are exemplified in the following Patent Document 1 and the like. However, the method of mechanically removing clogging with a high-pressure jet stream or a brush is a condition of the filter in order to damage the filter. Depending on the type of filter, the regenerated filter may not be able to exhibit its original performance due to leakage of particles, and the regeneration method using a cleaning agent is more costly for processing a solution containing the cleaning agent. Each of the exemplified methods is not a preferred method.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、トナー固液分離用フィルタへのダメージを少なくし、かつ効率的にフィルタを再生することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it reduces damage to a toner solid-liquid separation filter and efficiently regenerates the filter.
本発明者は、前記フィルタの目詰まりの原因が、ある確率でトナー中に取り込まれずに遊離してしまったワックス粒子が主であることを突き止め、このワックス粒子を効率的に除去することがフィルタの再生には不可欠と考えて検討を重ねた結果、本発明に至った。
本発明の要旨は、以下の通りである。
(1)静電荷像現像用トナーの製造工程において、重合により得られたトナー粒子をフィルタにより固液分離した後、該フィルタをトナー粒子に含まれるワックスの融点以上の温度で洗浄することを特徴とする、トナー固液分離用フィルタの再生方法。
(2)前記洗浄を熱水又は水蒸気により行うことを特徴とする、(1)のトナー固液分離用フィルタの再生方法。
(3)前記固液分離用フィルタが布により形成されていることを特徴とする(1)又は(2)記載のトナー固液分離用フィルタの再生方法。
(4)前記(1)ないし(3)のいずれかに記載された、再生されたフィルタを用いて重合により得られたトナー粒子の固液分離を行うことを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
The present inventor has determined that the cause of clogging of the filter is mainly wax particles that have been released without being taken into the toner with a certain probability, and the filter can effectively remove the wax particles. As a result of studying it as indispensable for reproduction of the present invention, the present invention has been achieved.
The gist of the present invention is as follows.
(1) In the production process of the electrostatic image developing toner, the toner particles obtained by polymerization are solid-liquid separated by a filter, and then the filter is washed at a temperature equal to or higher than the melting point of the wax contained in the toner particles. A method for regenerating a filter for toner solid-liquid separation.
(2) The method for regenerating a filter for toner solid-liquid separation according to (1), wherein the washing is performed with hot water or steam.
(3) The method for regenerating a toner solid-liquid separation filter according to (1) or (2), wherein the solid-liquid separation filter is formed of a cloth.
(4) A toner for developing an electrostatic charge image, wherein the toner particles obtained by polymerization are subjected to solid-liquid separation using the regenerated filter described in any one of (1) to (3). Manufacturing method.
本発明の再生方法は、公知のトナー固液分離用フィルタへの高圧ジェッターやブラシ等による機械的洗浄方法に比べてフィルタに対するダメージが少なくなり、フィルタ1枚あたりの再利用可能回数が増加する。また、コストの面からも非常に有効である。 The regeneration method of the present invention causes less damage to the filter and increases the number of reusable times per filter as compared to a known mechanical cleaning method using a high-pressure jetter or brush for a toner solid-liquid separation filter. Also, it is very effective from the viewpoint of cost.
本発明のトナー固液分離用フィルタの再生方法においては、通常の重合トナー製造プロセスに採用することができる。
重合トナーの製造方法は、懸濁重合法と乳化重合法とに大別される。本発明はいずれの重合方法にも適用可能であるが、ここでは主に、乳化重合法によって得られる重合トナーを例として説明する。
The method for regenerating a toner solid-liquid separation filter of the present invention can be employed in a normal polymerization toner manufacturing process.
The production method of the polymerized toner is roughly divided into a suspension polymerization method and an emulsion polymerization method. The present invention can be applied to any polymerization method, but here, a polymerized toner obtained by an emulsion polymerization method will be mainly described as an example.
重合トナーの通常の製造方法としては先ず原料となるモノマー、ワックス等を重合開始剤と必要に応じて連鎖移動剤の存在下に水中で重合槽を用いて重合し、顔料等の着色剤や帯電制御剤等の補助原料を加え、加熱して重合体粒子を凝集・溶融、冷却固化した後に種々の添加剤を加えてトナー材料を得る。トナー原料としてはモノマーおよびワックスが必須成分として使用されるが、必要に応じて例えば着色剤や帯電制御剤やその他のトナー特性付与剤を使用することができる。 The usual method for producing polymerized toner is to first polymerize monomers, waxes, etc. as raw materials in a polymerization tank in water in the presence of a polymerization initiator and, if necessary, a chain transfer agent. Auxiliary raw materials such as a control agent are added and heated to agglomerate, melt and cool and solidify the polymer particles, and then various additives are added to obtain a toner material. As the toner raw material, a monomer and a wax are used as essential components. For example, a colorant, a charge control agent, and other toner property imparting agents can be used as necessary.
本発明で用いられるモノマーとしては、重合トナーに用いられるモノマーであれば特に限定されるものではなく、種々の公知の酸性極性基あるいは塩基性極性基を有するモノマーを用いることが出来る。酸性極性基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸、等のカルボキシル基を有するモノマー、スルホン化スチレン等のスルホン酸基を有するモノマー等が挙げられる。 The monomer used in the present invention is not particularly limited as long as it is a monomer used in a polymerized toner, and various known monomers having acidic polar groups or basic polar groups can be used. Examples of the monomer having an acidic polar group include monomers having a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid and cinnamic acid, and monomers having a sulfonic acid group such as sulfonated styrene.
また、塩基性極性基を有するモノマーとしては、アミノスチレン及びその4級塩、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、等の窒素含有複素環含有モノマー、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル、及び、これらのアミノ基を4級化したアンモニウム塩を有する(メタ)アクリル酸エステル、更には、アクリルアミド、N−プロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジプロピルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド、アクリル酸アミドを挙げることができる。 The monomer having a basic polar group has an amino group such as aminostyrene and a quaternary salt thereof, a nitrogen-containing heterocyclic ring-containing monomer such as vinylpyridine and vinylpyrrolidone, and dimethylaminoethyl acrylate and diethylaminoethyl methacrylate ( (Meth) acrylic acid esters and (meth) acrylic acid esters having an ammonium salt quaternized with these amino groups, acrylamide, N-propylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-di Mention may be made of propylacrylamide, N, N-dibutylacrylamide and acrylic acid amide.
その他のコモノマーとしては、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−n−ノニルスチレン等のスチレン類、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、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸エチルヘキシル、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、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステルを挙げることができる。この中で、スチレン、ブチルアクリレート等が特に好ましい。 Examples of other comonomers include styrenes such as styrene, methylstyrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, p-tert-butylstyrene, pn-butylstyrene, and pn-nonylstyrene, methyl acrylate, ethyl acrylate, Propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, ethyl hexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, Mention may be made of (meth) acrylic acid esters such as ethylhexyl methacrylate. Of these, styrene, butyl acrylate and the like are particularly preferable.
これらのモノマーは単独または混合して用いられるが、その際、重合後に得られる重合体のガラス転移温度が40〜80℃となるよう決定することが好ましい。ガラス転移温度が高すぎると定着強度が弱くなり、フルカラートナーにおいては、OHPシートに印字した際の透明性の悪化や普通紙においても光沢の低下が問題となることがあり、一方、重合体のガラス転移温度が低すぎる場合は、トナーの保存安定性が悪くなりすぎて問題を生じる。特に、酸性極性基を持つモノマーとしてアクリル酸が、その他のモノマーとしてスチレン、アクリル酸エステル、及びメタクリル酸エステルが好適に使用される。 These monomers are used alone or in combination, and at that time, it is preferable to determine that the glass transition temperature of the polymer obtained after polymerization is 40 to 80 ° C. If the glass transition temperature is too high, the fixing strength is weakened. In full-color toners, the transparency of the OHP sheet may be deteriorated, and the gloss of the plain paper may be lowered. When the glass transition temperature is too low, the storage stability of the toner becomes too bad, causing a problem. In particular, acrylic acid is suitably used as the monomer having an acidic polar group, and styrene, acrylic acid ester, and methacrylic acid ester are suitably used as the other monomers.
ワックスとしては、重合トナーに用いられる公知のワックス類の任意のものを使用することができるが、具体的には低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、共重合ポリエチレン等のオレフィン系ワックス、パラフィンワックス、ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸エステル、ステアリン酸ステアリル等の長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス、水添ひまし油、カルナバワックス等の植物系ワックス、ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン、アルキル基を有するシリコーン、ステアリン酸等の高級脂肪酸、長鎖脂肪酸アルコール、ペンタエリスリトール等の長鎖脂肪酸多価アルコール、及びその部分エステル体、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の高級脂肪酸アミド等が例示される。これらのワックスの中で定着性を改善するためにより好ましいのは、融点が100℃以下のワックスであり、更に好ましいワックスの融点は40〜90℃の範囲、特に好ましいのは50〜80℃の範囲である。融点が100℃を越えると定着温度低減の効果が乏しくなる。 As the wax, any of known waxes used for polymerized toners can be used. Specifically, olefin waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, and copolymerized polyethylene, paraffin wax, and behen. Ester waxes having long chain aliphatic groups such as behenyl acid, montanate ester, stearyl stearate, hydrogenated castor oil, plant waxes such as carnauba wax, ketones having long chain alkyl groups such as distearyl ketone, alkyl groups And higher fatty acids such as stearic acid, long-chain fatty acid alcohols, long-chain fatty acid polyhydric alcohols such as pentaerythritol, and partial ester forms thereof, higher fatty acid amides such as oleic acid amide and stearic acid amide, etc. . Among these waxes, a wax having a melting point of 100 ° C. or lower is more preferable in order to improve fixability, and a more preferable wax has a melting point in the range of 40 to 90 ° C., particularly preferably in the range of 50 to 80 ° C. It is. When the melting point exceeds 100 ° C., the effect of reducing the fixing temperature is poor.
乳化重合法において、ワックス微粒子を、上記ワックスを公知のカチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤の中から選ばれる少なくともひとつの乳化剤の存在下で乳化して得る。これらの界面活性剤は2種以上を併用してもよい。
カチオン界面活性剤の具体例としては、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ドデシルピリジニウムブロマイド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、等が挙げられる。
In the emulsion polymerization method, wax fine particles are obtained by emulsifying the wax in the presence of at least one emulsifier selected from known cationic surfactants, anionic surfactants, and nonionic surfactants. Two or more of these surfactants may be used in combination.
Specific examples of the cationic surfactant include dodecyl ammonium chloride, dodecyl ammonium bromide, dodecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl pyridinium chloride, dodecyl pyridinium bromide, hexadecyl trimethyl ammonium bromide, and the like.
また、アニオン界面活性剤の具体例としては、ステアリン酸ナトリウム、ドデカン酸ナトリウム、等の脂肪酸石けん、硫酸ドデシルナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等が挙げられる。
さらに、ノニオン界面活性剤の具体例としては、ドデシルポリオキシエチレンエーテル、ヘキサデシルポリオキシエチレンエーテル、ノニルフェニルポリオキシエチレンエーテル、ラウリルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノオレアートポリオキシエチレンエーテル、モノデカノイルショ糖等があげられる。
Specific examples of the anionic surfactant include fatty acid soaps such as sodium stearate and sodium dodecanoate, sodium dodecyl sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, and sodium lauryl sulfate.
Further, specific examples of nonionic surfactants include dodecyl polyoxyethylene ether, hexadecyl polyoxyethylene ether, nonylphenyl polyoxyethylene ether, lauryl polyoxyethylene ether, sorbitan monooleate polyoxyethylene ether, monodecanoyl Examples thereof include sucrose.
使用する重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、等の過硫酸塩、及び、これら過硫酸塩を一成分として酸性亜硫酸ナトリウム等の還元剤を組み合わせたレドックス開始剤、過酸化水素、4,4‘−アゾビスシアノ吉草酸、t−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、等の水溶性重合開始剤、及び、これら水溶性重合性開始剤を一成分として第一鉄塩等の還元剤と組み合わせたレドックス開始剤系、過酸化ベンゾイル、2,2‘−アゾビス−イソブチロニトリル、等が用いられる。これら重合開始剤はモノマー添加前、添加と同時、添加後のいずれの時期に重合系に添加しても良く、必要に応じてこれらの添加方法を組み合わせても良い。 Polymerization initiators used include persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate, and redox initiators composed of these persulfates as a component and a reducing agent such as sodium acid sulfite. Water-soluble polymerization initiators such as hydrogen oxide, 4,4′-azobiscyanovaleric acid, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, and ferrous salts containing these water-soluble polymerizable initiators as one component Redox initiator systems, benzoyl peroxide, 2,2′-azobis-isobutyronitrile, etc. in combination with other reducing agents are used. These polymerization initiators may be added to the polymerization system before, simultaneously with the addition of the monomer, or after the addition, and these addition methods may be combined as necessary.
必要に応じて公知の連鎖移動剤を使用することができるが、その様な連鎖移動剤の具体的な例としては、t―ドデシルメルカプタン、2−メルカプトエタノール、ジイソプロピルキサントゲン、四塩化炭素、トリクロロブロモメタン、等があげられる。連鎖移動剤は単独または2種類以上の併用でもよく、重合性単量体に対して0〜5質量%用いられる。
先述のワックス類を乳化剤の存在下に分散してエマルションとし、樹脂のシード重合に供する。エマルション中のワックス粒子の平均粒径は、0.01μm 〜3μm が好ましく、さらに好ましくは0.03〜1μm、特に0.05〜0.8μmのものが好適に用いられる。なお、平均粒径は、例えばマイクロトラックUPA(日機装社製)を用いて測定することができる。ワックス粒子の平均粒径が大きすぎる場合にはシード重合して得られる重合体粒子の平均粒径が大きくなりすぎる傾向があり、トナーとして高解像度を要求される用途には不適当な場合がある。また、ワックス粒子の平均粒径が小さすぎる場合には、シード重合後の重合体一次粒子中のワックス含有量が低くなりすぎるためワックスの効果が低くなる傾向がある。
A known chain transfer agent can be used if necessary. Specific examples of such chain transfer agent include t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptoethanol, diisopropylxanthogen, carbon tetrachloride, trichlorobromo. Methane, etc. The chain transfer agent may be used alone or in combination of two or more, and is used in an amount of 0 to 5% by mass based on the polymerizable monomer.
The aforementioned waxes are dispersed in the presence of an emulsifier to form an emulsion, which is subjected to resin seed polymerization. The average particle diameter of the wax particles in the emulsion is preferably 0.01 μm to 3 μm, more preferably 0.03 to 1 μm, and particularly preferably 0.05 to 0.8 μm. The average particle diameter can be measured using, for example, Microtrac UPA (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). If the average particle size of the wax particles is too large, the average particle size of the polymer particles obtained by seed polymerization tends to be too large, which may be inappropriate for applications requiring high resolution as a toner. . On the other hand, when the average particle size of the wax particles is too small, the wax content in the polymer primary particles after seed polymerization becomes too low, and the effect of the wax tends to be low.
ワックスエマルションの存在下でシード重合をするに当たっては、逐次、極性基を有するモノマー(酸性極性基を有するモノマーもしくは塩基性官能基を有するモノマー)、及び、その他のモノマーを添加する事により、ワックスを含有するエマルション内で重合を進行させる。この際、モノマー同士は別々に加えても良いし、予め複数のモノマー混合しておいて添加しても良い。更に、モノマー添加中にモノマー組成を変更することも可能である。また、モノマーはそのまま添加しても良いし、予め水や界面活性剤などと混合、調整した乳化液として添加することもできる。界面活性剤としては、前記の界面活性剤から1種又は2種以上の併用系が選択される。 In seed polymerization in the presence of a wax emulsion, a monomer having a polar group (a monomer having an acidic polar group or a monomer having a basic functional group) and other monomers are sequentially added to the wax. Polymerization proceeds in the contained emulsion. At this time, the monomers may be added separately, or a plurality of monomers may be mixed and added in advance. Further, it is possible to change the monomer composition during the monomer addition. The monomer may be added as it is, or may be added as an emulsion mixed and adjusted in advance with water or a surfactant. As the surfactant, one or two or more combined systems are selected from the above surfactants.
シード重合を進行させるにあたっては、乳化剤を一定量ワックスエマルションに添加してもかまわない。また重合開始剤の添加時期は、モノマー添加前、モノマーと同時添加、モノマー添加後のいずれでも良く、またこれらの添加方法の組み合わせであっても構わない。
以上の様にして得られる重合体一次粒子は、実質的にワックスを包含した形の重合体粒子であるが、そのモルフォロジーとしては、コアシェル型、相分離型、オクルージョン型、等いずれの形態をとっていてもよく、またこれらの形態の混合物であってもよい。特に好ましいのはコアシェル型である。ワックスは、通常、バインダー樹脂100質量部に対して1 質量部〜40質量部で用いられ、好ましくは2質量部〜35質量部、更に好ましくは5質量部〜30質量部で用いられる。また、本発明の趣旨をはずれない範囲では、ワックス以外の成分、例えば顔料、帯電制御剤、等を同時にシードとして用いても構わない。さらに着色剤をモノマー又はワックスに溶解又は分散させて用いても構わない。
In proceeding the seed polymerization, a certain amount of emulsifier may be added to the wax emulsion. Further, the addition timing of the polymerization initiator may be any before the monomer addition, at the same time as the monomer addition, after the monomer addition, or may be a combination of these addition methods.
The polymer primary particles obtained as described above are polymer particles substantially including a wax, and the morphology thereof takes any form such as a core-shell type, a phase separation type, and an occlusion type. It may be a mixture of these forms. Particularly preferred is the core-shell type. The wax is usually used in an amount of 1 to 40 parts by mass, preferably 2 to 35 parts by mass, and more preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. In addition, components other than wax, such as pigments, charge control agents, etc., may be used as seeds at the same time within the scope of the present invention. Further, a colorant may be used by dissolving or dispersing in a monomer or wax.
重合体一次粒子の平均粒径は、通常0.05μm〜3μmの範囲であり、好ましくは0.1μm〜1μm、更に好ましくは0.1μm〜0.5μmである。なお、平均粒径は、例えば先述のマイクロトラックUPAを用いて測定することができる。粒径が小さすぎると凝集速度の制御が困難となる傾向がある。また、大きすぎると凝集して得られるトナー粒径が大きくなり、トナーとして高解像度を要求される用途には不適当な場合がある。 The average particle diameter of the polymer primary particles is usually in the range of 0.05 μm to 3 μm, preferably 0.1 μm to 1 μm, more preferably 0.1 μm to 0.5 μm. The average particle diameter can be measured using, for example, the above-described Microtrac UPA. If the particle size is too small, it tends to be difficult to control the aggregation rate. On the other hand, if the particle size is too large, the toner particle size obtained by agglomeration becomes large, which may be inappropriate for applications that require high resolution as a toner.
上記のようにして得られた重合体一次粒子は、凝集工程において、攪拌槽で攪拌しながら必要に応じて上記の添加剤等を加えながら、重量平均粒径が約3〜12μm、好ましくは約5〜10μmの範囲になるように凝集粒子を生成させる。
重合、凝集工程では攪拌翼を有する公知の攪拌槽が使用できる。粒子同士の凝集をより強固にするために加熱処理を行ってもよい。
In the aggregation step, the polymer primary particles obtained as described above have a weight average particle diameter of about 3 to 12 μm, preferably about Aggregated particles are generated so as to be in the range of 5 to 10 μm.
A known stirring vessel having a stirring blade can be used in the polymerization and aggregation processes. Heat treatment may be performed in order to make the aggregation of particles stronger.
なお、上記の重合工程において重合体一次粒子を得る際に、顔料等の着色剤をワックスと同時にシードとして用いたり、着色剤をモノマー又はワックスに各々溶解又は分散させて用いたりしても構わないが、凝集工程で重合体一次粒子と同時に着色剤一次粒子を凝集させて会合粒子を形成し、重合トナーとすることが好ましい。この時、ワックスを内包化した重合体一次粒子が用いられるが、必要に応じて2種類以上の重合体一次粒子を用いても良い。また、ここで用いられる着色剤としては、無機顔料又は有機顔料、有機染料のい
ずれでも良く、またはこれらの組み合わせでも良い。これらの具体的な例としては、カーボンブラック、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロー、ローダミン系染顔料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系染顔料など、公知の任意の染顔料を単独あるいは混合して用いることができる。フルカラートナーの場合にはイエローはベンジジンイエロー、モノアゾ系、縮合アゾ系染顔料、マゼンタはキナクリドン、モノアゾ系染顔料、シアンはフタロシアニンブルーをそれぞれ用いるのが好ましい。着色剤は、通常、バインダー樹脂100質量部に対して3〜20質量部となるように用いられる。
これらの着色剤も乳化剤の存在下で水中に乳化させエマルションの状態で用いるが、平均粒径としては、0.01〜3μm のものを用いるのが好ましい。
In obtaining the polymer primary particles in the above polymerization step, a colorant such as a pigment may be used as a seed simultaneously with the wax, or the colorant may be used by dissolving or dispersing in a monomer or wax. However, it is preferable to form a polymerized toner by aggregating the colorant primary particles simultaneously with the polymer primary particles in the aggregation step to form associated particles. At this time, polymer primary particles encapsulating wax are used, but two or more kinds of polymer primary particles may be used as necessary. Moreover, as a coloring agent used here, any of an inorganic pigment, an organic pigment, an organic dye, or these combinations may be sufficient. Specific examples of these include carbon black, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa yellow, rhodamine dyes, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, triallylmethane dye, monoazo, disazo. Any known dyes and pigments such as those based on azo dyes and condensed azo dyes can be used alone or in combination. In the case of a full color toner, it is preferable to use benzidine yellow for yellow, monoazo and condensed azo dyes, magenta for quinacridone and monoazo dyes, and cyan for phthalocyanine blue. The colorant is usually used so as to be 3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
These colorants are also emulsified in water in the presence of an emulsifier and used in the form of an emulsion. The average particle size is preferably 0.01 to 3 μm.
帯電制御剤としては、公知の任意のものを単独ないしは併用して用いることができる。カラートナー適応性(帯電制御剤自体が無色ないしは淡色でトナーへの色調障害がないこと)を勘案すると、正荷電性としては4級アンモニウム塩化合物が、負荷電性としてはサリチル酸もしくはアルキルサリチル酸のクロム、亜鉛、アルミニウムなどとの金属塩、金属錯体や、ベンジル酸の金属塩、金属錯体、アミド化合物、フェノール化合物、ナフトール化合物、フェノールアミド化合物等が好ましい。その使用量はトナーに所望の帯電量により決定すれば良いが、通常はバインダー樹脂100質量部に対し0.01〜10質量部用い、更に好ましくは0.1〜10質量部用いる。 As the charge control agent, any known one can be used alone or in combination. In consideration of color toner adaptability (the charge control agent itself is colorless or light and there is no color tone problem on the toner), the quaternary ammonium salt compound is positively charged and the salicylic acid or alkylsalicylic acid chromium is negatively charged. Metal salts with zinc, aluminum and the like, metal complexes, metal salts of benzylic acid, metal complexes, amide compounds, phenol compounds, naphthol compounds, phenolamide compounds and the like are preferable. The amount of use may be determined by the desired charge amount for the toner, but usually 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin.
更に、重合体一次粒子を得る際に、帯電制御剤をワックスと同時にシードとして用いたり、帯電制御剤をモノマー又はワックスに溶解又は分散させて用いても構わないが、重合体一次粒子と同時に帯電制御剤一次粒子を凝集させて会合粒子を形成し、重合トナーとすることが好ましい。この場合、帯電制御剤も水中で平均粒径0.01〜3μmのエマルションとして使用する。 Furthermore, when obtaining the polymer primary particles, the charge control agent may be used as a seed simultaneously with the wax, or the charge control agent may be dissolved or dispersed in a monomer or wax. It is preferable to form a polymerized toner by aggregating the control agent primary particles to form associated particles. In this case, the charge control agent is also used as an emulsion having an average particle size of 0.01 to 3 μm in water.
添加する時期は、重合体一次粒子と着色剤一次粒子を凝集させる工程で同時に添加して凝集させても良いし、これらの一次粒子が会合して2次粒子が生成した段階で加えても良いし、さらには粒径が最終的な重合トナーの粒径まで会合粒子が成長した後に添加しても良い。
重合トナーを製造するに当たっては、凝集粒子の粒径が実質的に最終的なトナーの粒径まで成長した後に、更に同種又は異なった種類のバインダー樹脂エマルションを添加し、粒子を表面に付着させることにより、表面近傍のトナー性状を修飾する事も可能である。
The timing of addition may be simultaneously added and aggregated in the step of aggregating the polymer primary particles and the colorant primary particles, or may be added at the stage where these primary particles are associated to form secondary particles. Further, it may be added after the associated particles have grown to the final particle size of the polymerized toner.
In the production of the polymerized toner, after the aggregated particle size has grown substantially to the final toner particle size, a binder resin emulsion of the same or different type is further added to adhere the particles to the surface. Thus, the toner properties near the surface can be modified.
以上のようにして得られた凝集粒子の分散液は50℃以下まで冷却され、フィルタを用いて濾過により固液分離することにより、トナー粒子のケーキを得る。さらにトナー粒子のケーキに対し、水を懸洗することでトナー粒子を洗浄する。この洗浄工程においては、トナー粒子に付着する不純物を低減し、幅広い環境に渡ってトナーの性能を発揮できるという点で、電気伝導度が2μS以下のイオン交換水を、濾液の電気伝導度が5μS以下になるまで懸洗するのが望ましい。 The dispersion of aggregated particles obtained as described above is cooled to 50 ° C. or lower, and solid-liquid separation is performed using a filter to obtain a toner particle cake. Further, the toner particles are washed by hanging water on the toner particle cake. In this cleaning process, impurities adhering to the toner particles are reduced, and the toner performance can be exhibited over a wide range of environments, so that ion-exchanged water having an electric conductivity of 2 μS or less is used, and the electric conductivity of the filtrate is 5 μS. It is desirable to wash it until it becomes below.
イオン交換水や濾液の電気伝導度は、通常の電気伝導度計により測定することができ、測定器の一例として「CM−25R」(東亜ディーケーケー製)を挙げることができる。
フィルタとしては、SUS316Lなどの金属ワイヤーを織ったメッシュや、ポリエステルやポリプロピレンなどの繊維を織って作成した布、不織布、濾紙などが挙げられるが、取り扱いが楽で比較的耐久性の高い布製のフィルタを装着したフィルタープレスや遠心分離器などが、濾過装置として好ましい。
The electric conductivity of ion-exchanged water or filtrate can be measured with a normal electric conductivity meter, and “CM-25R” (manufactured by Toa DKK) can be mentioned as an example of a measuring instrument.
Filters include mesh woven with metal wires such as SUS316L, fabrics made by weaving fibers such as polyester and polypropylene, non-woven fabrics, filter paper, etc. Filters made of fabric that are easy to handle and relatively durable A filter press or a centrifuge equipped with a filter is preferable as the filtration device.
フィルタは上記トナー粒子のケーキと水等の固液分離、及び、水による懸洗における固
液分離に用いられ、通常は続けて同じフィルタが使用されるが、異なる種類のフィルタをそれぞれの固液分離操作に用いることも可能である。
フィルタは複数回繰返し使用すると目詰まり等が生じ、固液の分離効率が低下するため、再生する必要がある。
The filter is used for solid-liquid separation of the toner particle cake and water, etc., and solid-liquid separation in the suspension washing with water. Usually, the same filter is used continuously, but different types of filters are used for each solid-liquid separation. It can also be used for separation operations.
If the filter is repeatedly used a plurality of times, clogging or the like occurs, and the solid-liquid separation efficiency decreases, so it is necessary to regenerate the filter.
本発明は、再生操作としてトナーに含まれるワックスの融点以上で洗浄を行うことを特徴とする。洗浄は、水や有機溶剤等の固体を実質的に含まない液体又はその液体の蒸気を用いて、ワックスの融点以上で行うことが好ましく、洗浄効率の観点から、熱水又は水蒸気により行うことが好ましい。洗浄はワックスの融点以上の温度で行うが、好ましくはワックスの融点より3℃高い温度以上、より好ましくはワックスの融点より10℃以上高い温度以上とする。熱水の場合は温度の上限は特に限度はないが、通常、沸点以下である。市販の蒸気洗浄機を用いる場合、吐出温度で80℃から160℃くらいのものまで様々な機種があるが、布製のフィルタを痛めないことや、フィルタ表面にわずかに残ったトナー粒子をフィルタにこびりつかせないようにするという観点から、吐出温度で100℃程度までのもの(一例として、コンドル社スーパースチームジェットSP−100:吐出温度97℃)が望ましい。熱水を特定の温度範囲とすることにより、フィルタの再生が効率的に実施でき、また、公知の高圧ジェット流やブラシなどの機械的手段と比較して、フィルタに与える物理的ダメージが極めて小さいため、繰返しの使用が可能となる。 The present invention is characterized in that washing is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the wax contained in the toner as a regenerating operation. Cleaning is preferably performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the wax using a liquid that does not substantially contain solids such as water and organic solvents, or vapor of the liquid, and is performed with hot water or steam from the viewpoint of cleaning efficiency. preferable. Washing is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the wax, preferably at least 3 ° C. higher than the melting point of the wax, more preferably higher than 10 ° C. higher than the melting point of the wax. In the case of hot water, the upper limit of the temperature is not particularly limited, but is usually below the boiling point. When using a commercially available steam cleaner, there are various types of discharge temperatures ranging from 80 ° C to 160 ° C. However, it does not damage the cloth filter, and the toner particles that remain slightly on the filter surface are stuck to the filter. From the viewpoint of avoiding this, a discharge temperature up to about 100 ° C. (for example, Condor Super Steam Jet SP-100: discharge temperature 97 ° C.) is desirable. By making the hot water into a specific temperature range, the filter can be regenerated efficiently, and physical damage to the filter is extremely small compared to known high-pressure jets and mechanical means such as brushes. Therefore, it can be used repeatedly.
なお、ワックスを複数種類使用する場合は、融点が高い方のワックスの融点を基準として、洗浄の温度が決定される。
本発明における洗浄の手段は、具体的には、フィルタに液体又は蒸気を接触させる手段であればいずれでもよいが、例えばフィルタに熱水を通水する方法、フィルタを熱水に浸漬させる方法、フィルタ表面に熱水をかける方法、市販の蒸気洗浄機を用いて水蒸気を当てる方法、あるいは水蒸気を当てた後に水もしくは熱水で洗い流す方法などが挙げられる。
When a plurality of types of wax are used, the cleaning temperature is determined based on the melting point of the wax having the higher melting point.
The cleaning means in the present invention may be any means as long as it is a means for bringing a liquid or vapor into contact with the filter. For example, a method of passing hot water through the filter, a method of immersing the filter in hot water, Examples thereof include a method in which hot water is applied to the filter surface, a method in which water vapor is applied using a commercially available steam cleaning machine, and a method in which water or hot water is washed away after water vapor is applied.
熱水を通水する方法でフィルタを洗浄する場合には、フィルタに対してどちらの方向から通水しても構わないが、熱水をかける方法や、水蒸気を当てて洗浄する方法においては、目詰まり物質に対してより効果的に熱を加えるという点から、トナー粒子を保持していた面に対して行うのが良い。
フィルタの再生処理を行う時は、固液分離の操作を行う都度、所定回数毎、分離効率低下状況に応じて適宜、など適宜選択できる。例えば、通液効率が新フィルタの所定割合(例えば50%以下、40%以下など)に低下した時点、フィルタの合計通液量、通気量が所定量に達した時点などに再生処理を実施することが好ましい。
When washing the filter with a method of passing hot water, water may be passed from either direction with respect to the filter, but in the method of applying hot water or the method of washing by applying steam, From the viewpoint of more effectively applying heat to the clogging substance, it is preferable to perform on the surface holding the toner particles.
When the filter regeneration process is performed, it can be appropriately selected every time a solid-liquid separation operation is performed, as appropriate, depending on the state of separation efficiency reduction. For example, the regeneration process is performed when the liquid passing efficiency decreases to a predetermined ratio (for example, 50% or less, 40% or less, etc.) of the new filter, or when the total liquid passing amount or the aeration amount of the filter reaches a predetermined amount. It is preferable.
本発明による洗浄による再生処理の終点は、種々の方法で決定できる。例えば、供給する液に対するフィルタ通液量の割合が未使用のフィルタの9割以上となった場合、洗浄する液量、蒸気量が所定量となった場合、などにより決定することができる。
洗浄工程によって得られたトナー粒子のケーキは、気流乾燥機、流動乾燥機又は真空乾燥機あるいはこれらの組み合わせによる乾燥機を用いて乾燥させることによって、重合トナーを得ることが出来る。
The end point of the regeneration treatment by washing according to the present invention can be determined by various methods. For example, the ratio can be determined when the ratio of the flow rate of the filter to the supplied liquid is 90% or more of the unused filter, when the amount of liquid to be cleaned, and when the amount of vapor reaches a predetermined amount.
The toner particle cake obtained by the washing step can be dried using an air dryer, a fluid dryer, a vacuum dryer, or a combination of these to obtain a polymerized toner.
本発明のトナーは、必要により流動化剤等の添加剤と共に用いることができ、そのような流動化剤としては、具体的には、疎水性シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の微粉末を挙げることができ、通常、バインダー樹脂100質量部に対して、0.01〜5質量部、好ましくは0.1〜3質量部用いられる。
また、各種のトナー特性付与剤として、流動性および耐凝集性の向上のために、チタニア、アルミナ、シリカ等の無機微粒子を使用することができる。
The toner of the present invention can be used together with additives such as a fluidizing agent, if necessary, and specific examples of such fluidizing agents include fine powders such as hydrophobic silica, titanium oxide, and aluminum oxide. Usually, 0.01 to 5 parts by mass, preferably 0.1 to 3 parts by mass is used with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
In addition, as various toner property imparting agents, inorganic fine particles such as titania, alumina, silica and the like can be used to improve fluidity and aggregation resistance.
これらのトナー特性付与剤は、バインダー樹脂100質量部当たり、通常0.1〜10質量部の割合で使用される。更に、トナーが磁性トナーである場合には、フェライト、マグネタイトを始め、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性元素を含む合金又は化合物などの磁性粒子を含有することができる。磁性粒子は、バインダー樹脂100質量部当たり、通常、20〜70質量部の割合で使用される。 These toner property-imparting agents are usually used at a ratio of 0.1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the binder resin. Further, when the toner is a magnetic toner, it can contain magnetic particles such as ferrite and magnetite, as well as alloys or compounds containing ferromagnetic elements such as iron, cobalt, and nickel. The magnetic particles are usually used at a ratio of 20 to 70 parts by mass per 100 parts by mass of the binder resin.
上記のトナー特性付与剤を重合トナーに外添処理する場合には、それぞれを所定量配合の上、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の粉体にせん断力を与える高速攪拌機等で攪拌・混合をするのが良い。その際に、外添処理機内部で発熱があり、凝集物が生成しやすくなることがあるので、外添処理機周囲を水等で冷却するなどの手段で温度調節をしても良い。その場合には、外添処理機内部の温度を重合トナーの樹脂のガラス転移温度より低め、具体的には、5〜20℃、好ましくは10℃程度低めにするのが良い。 When the above-mentioned toner property imparting agent is externally added to the polymerized toner, each is blended in a predetermined amount, and then stirred and mixed with a high-speed stirrer that gives shearing force to the powder such as a Henschel mixer or a super mixer. Is good. At that time, since heat is generated inside the external processing apparatus and agglomerates are likely to be generated, the temperature may be adjusted by means such as cooling the periphery of the external processing apparatus with water or the like. In that case, the temperature inside the external processing machine should be lower than the glass transition temperature of the resin of the polymerized toner, specifically 5 to 20 ° C., preferably about 10 ° C.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例により何ら制限されるものではない。
(実施例1)
<ワックスエマルジョンAの製造>
パラフィンワックス(HNP9:日本精蝋製 融点77℃)20質量部を、アニオン性界面活性剤20質量%水溶液(ネオゲンS−20A:ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液 第一工業製薬製、以下、「20%DBS水溶液」と略す)1.44質量部と共に、イオン交換水50質量部に加えて、高圧剪断下で乳化することにより、パラフィンワックスのエマルジョン(以下、「ワックスエマルジョンA」と略す)を作製した。なお、マイクロトラックUPAで測定した体積平均粒径(mv)は0.25μmであった。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not restrict | limited at all by the following Examples, unless the summary is exceeded.
Example 1
<Manufacture of wax emulsion A>
20 parts by weight of paraffin wax (HNP9: Nippon Seiwa Co., Ltd., melting point: 77 ° C.) was added to a 20% by weight aqueous solution of anionic surfactant (Neogen S-20A: sodium dodecylbenzenesulfonate aqueous solution, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., hereinafter “20% An emulsion of paraffin wax (hereinafter abbreviated as “Wax Emulsion A”) was prepared by emulsifying under high-pressure shearing in addition to 1.44 parts by mass of 1.44 parts by mass of “DBS aqueous solution”. . The volume average particle diameter (mv) measured with Microtrac UPA was 0.25 μm.
ワックスの融点は、セイコーインスツルメンツ製DSC−20を用いて、昇温速度10℃/minで測定を行い、DSCカーブにおいて最大の吸熱を示すピークの頂点の温度とした。
<重合体一次粒子エマルジョンB1の製造>
攪拌装置(3枚翼)、加熱冷却装置及び各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に、上記ワックスエマルジョンAを35.6質量部、イオン交換水283質量部を仕込み、攪拌しながら窒素気流下で90℃に昇温した。攪拌翼先端部の周速2.78m/sで攪拌しながら、表1の<重合性モノマー類等>と<乳化剤水溶液>との混合物を5時間かけて添加した。前記混合物を滴下開始した時間を「重合開始」とし、「重合開始」の30分後から、前記の操作と併行して<開始剤水溶液−1>を4.5時間かけて添加した。前記混合物と<開始剤水溶液−1>の添加が終了後、<開始剤水溶液−2>を2時間かけて添加した。<開始剤水溶液−2>の添加が終了した後も更に攪拌を続け、内温90℃のまま1時間保持した。
The melting point of the wax was measured using a DSC-20 manufactured by Seiko Instruments Inc. at a temperature increase rate of 10 ° C./min, and the temperature was the peak apex temperature showing the maximum endotherm in the DSC curve.
<Production of polymer primary particle emulsion B1>
A reactor equipped with a stirrer (three blades), a heating / cooling device, and a raw material / auxiliary charging device was charged with 35.6 parts by mass of the wax emulsion A and 283 parts by mass of ion-exchanged water. The temperature was raised to 90 ° C. under an air stream. While stirring at a peripheral speed of 2.78 m / s at the tip of the stirring blade, a mixture of <polymerizable monomers etc.> in Table 1 and <emulsifier aqueous solution> was added over 5 hours. The time at which the mixture was started to be dropped was defined as “polymerization start”, and 30 minutes after “polymerization start”, <Initiator aqueous solution-1> was added over 4.5 hours in parallel with the above operation. After the addition of the mixture and <initiator aqueous solution-1> was completed, <initiator aqueous solution-2> was added over 2 hours. Stirring was further continued after the addition of <Initiator aqueous solution-2>, and the internal temperature was maintained at 90 ° C. for 1 hour.
[表1]
[重合性モノマー類等]
スチレン 76.75質量部
アクリル酸ブチル 23.25質量部
アクリル酸 1.5質量部
ヘキサンジオールジアクリレート 0.7質量部
トリクロロブロモメタン 1.0質量部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.0質量部
イオン交換水 67.1質量部
[開始剤水溶液−1]
8質量%過酸化水素水溶液 15.52質量部
8質量%L(+)−アスコルビン酸水溶液 15.52質量部
[開始剤水溶液−2]
8質量%L(+)−アスコルビン酸水溶液 14.21質量部
重合反応終了後冷却し、乳白色の重合体一次粒子エマルジョンB1を得た。マイクロトラックUPAを用いて測定した体積平均粒径(mv)は0.28μmであり、固形分濃度は20.3質量%であった。
[Table 1]
[Polymerizable monomers, etc.]
Styrene 76.75 parts by weight Butyl acrylate 23.25 parts by weight Acrylic acid 1.5 parts by weight Hexanediol diacrylate 0.7 parts by weight Trichlorobromomethane 1.0 part by weight
[Emulsifier aqueous solution]
20% DBS aqueous solution 1.0 part by mass ion-exchanged water 67.1 parts by mass
[Initiator aqueous solution-1]
8 mass% aqueous hydrogen peroxide solution 15.52 mass parts 8 mass% L (+)-ascorbic acid aqueous solution 15.52 mass parts
[Initiator aqueous solution-2]
8 mass% L (+)-ascorbic acid aqueous solution 14.21 mass parts It cooled after completion | finish of a polymerization reaction, and milky-white polymer primary particle emulsion B1 was obtained. The volume average particle diameter (mv) measured using Microtrac UPA was 0.28 μm, and the solid content concentration was 20.3% by mass.
<重合体一次粒子エマルジョンB2の製造>
攪拌装置(3枚翼)、加熱冷却装置及び各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に20%DBS水溶液を1.72質量部、イオン交換水を309質量部仕込み、窒素気流下で90℃に昇温した。攪拌翼先端部の周速2.78m/sで攪拌しながら、表2の<開始剤水溶液−3>を一括添加した。
<Production of polymer primary particle emulsion B2>
A reactor equipped with a stirrer (three blades), a heating / cooling device, and each raw material / auxiliary charging device was charged with 1.72 parts by weight of 20% DBS aqueous solution and 309 parts by weight of ion-exchanged water, and 90% under nitrogen flow The temperature was raised to ° C. <Initiator aqueous solution-3> in Table 2 was added all at once while stirring at a peripheral speed of 2.78 m / s at the tip of the stirring blade.
その後も攪拌を続けたまま、表2の<重合性モノマー類等>と<乳化剤水溶液>との混合物を5時間かけて添加した。また、前記混合物を滴下開始した時間を「重合開始」とし、前記の操作と併行して<開始剤水溶液−4>を重合開始から6時間かけて添加した。<開始剤水溶液−4>の添加が終了した後も更に攪拌を続け、内温90℃のまま1時間保持した。 Thereafter, with continued stirring, a mixture of <polymerizable monomers etc.> and <emulsifier aqueous solution> in Table 2 was added over 5 hours. Moreover, the time which started dripping the said mixture was made into "polymerization start", and <initiator aqueous solution-4> was added over 6 hours from the polymerization start in parallel with said operation. Stirring was further continued after the addition of <Initiator aqueous solution-4>, and the internal temperature was maintained at 90 ° C. for 1 hour.
[表2]
[重合性モノマー類等]
スチレン 88.0質量部
アクリル酸ブチル 12.0質量部
アクリル酸 1.5質量部
ヘキサンジオールジアクリレート 0.4質量部
トリクロロブロモメタン 0.48質量部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.5質量部
イオン交換水 66.4質量部
[開始剤水溶液−3]
8質量%過酸化水素水溶液 3.2質量部
8質量%L(+)−アスコルビン酸水溶液 3.2質量部
[開始剤水溶液−4]
8質量%過酸化水素水溶液 18.9質量部
8質量%L(+)−アスコルビン酸水溶液 18.9質量部
[Table 2]
[Polymerizable monomers, etc.]
Styrene 88.0 parts by mass Butyl acrylate 12.0 parts by mass Acrylic acid 1.5 parts by mass Hexanediol diacrylate 0.4 parts by mass Trichlorobromomethane 0.48 parts by mass
[Emulsifier aqueous solution]
20% DBS aqueous solution 1.5 parts by mass ion-exchanged water 66.4 parts by mass
[Initiator aqueous solution-3]
8 mass% hydrogen peroxide aqueous solution 3.2 mass parts 8 mass% L (+)-ascorbic acid aqueous solution 3.2 mass parts
[Initiator aqueous solution-4]
8% by mass aqueous hydrogen peroxide solution 18.9 parts by mass 8% by mass L (+)-ascorbic acid aqueous solution 18.9 parts by mass
重合反応終了後冷却し、乳白色の重合体一次粒子エマルジョンB2を得た。マイクロトラックUPAを用いて測定した体積平均粒径(mv)は0.14μmであり、固形分濃度は18.9質量%であった。 After completion of the polymerization reaction, the mixture was cooled to obtain a milky white polymer primary particle emulsion B2. The volume average particle diameter (mv) measured using Microtrac UPA was 0.14 μm, and the solid content concentration was 18.9% by mass.
<トナー粒子分散液の製造>
表3の各成分を用いて、以下の凝集工程(コア材凝集工程・シェル被覆工程)・円形化工程を実施することによりコアシェル型の構造を持ったトナー粒子の分散液を得た。
<Manufacture of toner particle dispersion>
Using each component of Table 3, the following aggregation process (core material aggregation process / shell coating process) / circularization process was performed to obtain a dispersion of toner particles having a core-shell structure.
[表3]
重合体一次粒子エマルジョンB1 固形分として90質量部
重合体一次粒子エマルジョンB2 固形分として10質量部
着色剤(ピグメントイエロー74)分散液 着色剤固形分として6.7質量部
20%DBS水溶液 コア材凝集工程では、固形分として0.1質量部
円形化工程では、固形分として4質量部
0.5質量%硫酸アルミ水溶液 固形分として0.1質量部
[Table 3]
Polymer primary particle emulsion B1 90 parts by weight of polymer primary particle emulsion B2 as solids 10 parts by weight of colorant (Pigment Yellow 74) dispersion as solids 6.7 parts by weight of 20% DBS aqueous solution as solids of colorant Core material aggregation In the process, the solid content is 0.1 parts by mass
In the rounding step, the solid content is 4 parts by mass, 0.5% by mass aluminum sulfate aqueous solution, and the solid content is 0.1 parts by mass.
○コア材凝集工程
攪拌装置(ダブルヘリカル翼)、加熱冷却装置及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器に重合体一次粒子エマルジョンB1と20%DBS水溶液を仕込み、内温10℃で攪拌翼先端部の周速0.8m/sで5分間攪拌した。続いて攪拌翼先端部の周速を5.1m/sまで上げ、着色剤分散液を8分かけて連続添加し、5分間保持した後、硫酸アルミ0.5質量%水溶液とイオン交換水1.5質量部を計12分かけて連続添加してから、5分間保持した。
その後、周速を保持したまま内温を54℃まで96分かけて昇温した。次いで、その状態で117分保持し、マルチサイザーを用いて体積中位径(Dv50)を測定したところ、7.4μmまで成長した。
○ Core material agglomeration process Polymer primary particle emulsion B1 and 20% DBS aqueous solution are charged into a mixer equipped with a stirrer (double helical blade), heating / cooling device, and raw material / auxiliary charging device, and stirred at an internal temperature of 10 ° C. The mixture was stirred for 5 minutes at a peripheral speed of 0.8 m / s at the blade tip. Subsequently, the peripheral speed of the tip of the stirring blade was increased to 5.1 m / s, and the colorant dispersion was continuously added over 8 minutes and held for 5 minutes, and then an aluminum sulfate 0.5 mass% aqueous solution and ion-exchanged water 1 .5 parts by mass was continuously added over a total of 12 minutes and then held for 5 minutes.
Thereafter, the internal temperature was raised to 54 ° C. over 96 minutes while maintaining the peripheral speed. Next, the state was maintained for 117 minutes, and the volume median diameter (Dv50) was measured using a multisizer. As a result, it grew to 7.4 μm.
○シェル被覆工程
その後、重合体一次粒子エマルジョンB2を20分かけて連続添加してそのまま40分保持した。このとき、粒子のDv50は7.9μmであった。
-Shell coating process Then, polymer primary particle emulsion B2 was continuously added over 20 minutes, and was kept as it was for 40 minutes. At this time, the Dv50 of the particles was 7.9 μm.
○円形化工程
続いて、20%DBS水溶液とイオン交換水1.4質量部を計15分かけて添加した後、99℃に昇温し、その後、60分保持した。その後、90分かけて30℃まで冷却し、トナー粒子分散液を得た。この時トナー粒子のDv50は7.7μm、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100(シスメックス社製)を用いて測定した平均円形度は0.960であった。
○ Circularization Step Subsequently, a 20% DBS aqueous solution and 1.4 parts by mass of ion-exchanged water were added over a total of 15 minutes, and then the temperature was raised to 99 ° C. and then held for 60 minutes. Thereafter, the mixture was cooled to 30 ° C. over 90 minutes to obtain a toner particle dispersion. At this time, the Dv50 of the toner particles was 7.7 μm, and the average circularity measured using a flow particle image analyzer FPIA-2100 (manufactured by Sysmex Corporation) was 0.960.
<トナー粒子の洗浄>
トナー粒子分散液を上記の方法で複数回製造し、一回分のトナー粒子分散液を表4に記載のフィルタを装着したフィルタープレス(ISDラースタフィルター:石垣製)を用いてろ過し、さらにトナー粒子に対して70倍のイオン交換水を通水して洗浄した後、圧搾して排出するという動作を繰り返した。
<Washing of toner particles>
The toner particle dispersion is produced a plurality of times by the above method, and the toner particle dispersion for one time is filtered using a filter press (ISD Raster filter: manufactured by Ishigaki) equipped with the filter described in Table 4, and further toner particles In contrast, the operation of passing 70 times ion-exchanged water and washing, and then pressing and discharging was repeated.
[表4]
[フィルタープレスで使用したフィルタ]
材質:ポリプロピレン
組織:5枚朱子織
厚さ:0.75mm
通気度:30ml/cm2・min
図1に示すように、経過時間毎のフィルタ通水量を測定した。製造した一回分のトナー粒子分散液をフィルタで固液分離し、フィルタを所定量のイオン交換水が通水するのに要した時間Tnが、新品のフィルタを用いた際に要する時間T1の2倍以上になった時点でのフィルタの状態を目詰まりによるフィルタの使用限界とし、使用限界となったフィルタに対して再生処理を行うこととした。
[Table 4]
[Filter used in the filter press]
Material: Polypropylene texture: 5 sheets satin weave Thickness: 0.75mm
Air permeability: 30 ml / cm 2 · min
As shown in FIG. 1, the filter water flow rate for each elapsed time was measured. The manufactured toner particle dispersion is solid-liquid separated with a filter, and the time Tn required for a predetermined amount of ion-exchanged water to pass through the filter is 2 of the time T1 required when a new filter is used. The state of the filter at the time when it becomes twice or more is defined as the filter usage limit due to clogging, and the regeneration process is performed on the filter that has reached the usage limit.
再生処理は、トナー粒子のケーキを排出した時点で、ホースを使って常温の水を散水 しながらフィルタに付着したトナー粒子を洗い流し、再びフィルタを閉じてから、フィルタープレス内に90℃に熱したイオン交換水を通水することにより行った。目詰まりの主な原因となっているワックス粒子がそのイオン交換水の熱によって融解することにより、通水時の流量が新品のフィルタ使用時と同等の流量(同等の水供給量に対して同等の通水量)まで回復した。この流量の回復をもって再生処理の完了とした。熱水の通水時間は合計45分であった。フィルタ再生後、さらに先述の洗浄を繰り返したところ、次の使用限
界となるまで、8回分の洗浄が可能であった。新品のフィルタ使用時が9回であったので、ほぼ同等のレベルまで再生することができた。
In the regeneration process, when the toner particle cake is discharged, the toner particles adhering to the filter are washed off with water at room temperature using a hose, the filter is closed again, and then heated to 90 ° C. in the filter press. It was performed by passing ion-exchanged water. The wax particles that are the main cause of clogging are melted by the heat of the ion-exchanged water, so that the flow rate during water flow is the same as when using a new filter (equivalent to the equivalent water supply amount). Of water flow). The recovery process was completed with the recovery of the flow rate. The total hot water flow time was 45 minutes. After the filter regeneration, the above-described cleaning was repeated, and eight cleanings were possible until the next use limit was reached. Since the new filter was used 9 times, it was possible to regenerate to almost the same level.
(実施例2)
フィルタ再生処理時のイオン交換水の温度が80℃である以外は、実施例1と全く同じ方法でフィルタの再生処理を行った。流量が回復するまでの時間は55分となり実施例1の時よりも長かったが、フィルタの流量は新品のフィルタ使用時と同等まで回復し、かつ再生後もフィルタの使用限界となるまで8回分の洗浄が可能であった。
(Example 2)
The filter regeneration process was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that the temperature of the ion exchange water during the filter regeneration process was 80 ° C. The time required for the flow rate to recover was 55 minutes, which was longer than in Example 1. However, the flow rate of the filter recovered to the same level as when a new filter was used, and it was 8 times until the filter usage limit was reached after regeneration. It was possible to wash.
(実施例3)
フィルタの再生処理を市販の蒸気洗浄機(コンドル社スーパースチームジェットSP−100:吐出温度97℃)を用いて行った。フィルタは吊るしておき、ワイパーノズルを先端に取り付けた状態でフィルタ表面(トナー粒子と接触を保持していた面)に軽く当て、約1200cm2/分の速度で上から下に移動させながら水蒸気を供給した。フィルタの流量は新品のフィルタ使用時と同等まで回復し、かつ再生後もフィルタの使用限界となるまで7回分の洗浄が可能であった。
(Example 3)
The filter was regenerated using a commercially available steam washer (Condor Super Steam Jet SP-100: discharge temperature 97 ° C.). The filter is hung, lightly applied to the surface of the filter (the surface that has kept contact with the toner particles) with the wiper nozzle attached to the tip, and water vapor is transferred while moving from top to bottom at a speed of about 1200 cm 2 / min. Supplied. The flow rate of the filter recovered to the same level as when a new filter was used, and it was possible to perform washing for 7 times after the regeneration until the filter usage limit was reached.
(比較例1)
上記実施例に対し、フィルタの洗浄に用いた水の温度を65℃とした以外は、実施例1と全く同じ方法でフィルタの再生処理を行った。通水時の流量は新品のフィルタ使用時の80%までは回復したが、その後、4回分の洗浄を繰り返したところでフィルタが使用限界となった。
(Comparative Example 1)
The filter regeneration process was performed in exactly the same manner as in Example 1, except that the temperature of water used for cleaning the filter was set to 65 ° C. The flow rate during water flow recovered to 80% of that when a new filter was used, but the filter reached its use limit after four washing cycles.
(比較例2)
上記実施例に対し、フィルタの洗浄に用いた水の温度を40℃とした以外は、実施例1と全く同じ方法でフィルタの再生処理を行った。通水時の流量は新品のフィルタ使用時の60%までしか回復しなかった。その後の洗浄1回分でフィルタが使用限界となった。
(比較例3)
高圧ジェッターを用いて温度20℃のイオン交換水をフィルタに当てることにより、フィルタの洗浄を行った。その後のトナー粒子の洗浄において、所定のイオン交換水を通水するのに要した時間は新品のフィルタを用いた際に要する間の1.2倍まで回復したが、一方で、フィルタ表面に傷ができた箇所があり、そこから分散液が漏れ出すという不具合が発生した。
(Comparative Example 2)
The filter regeneration process was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that the temperature of water used for cleaning the filter was 40 ° C. with respect to the above example. The flow rate during water flow recovered only to 60% of that when using a new filter. The filter reached the limit of use after one wash.
(Comparative Example 3)
The filter was washed by applying ion-exchanged water having a temperature of 20 ° C. to the filter using a high-pressure jetter. In the subsequent cleaning of the toner particles, the time required to pass the predetermined ion-exchanged water recovered to 1.2 times that required when using a new filter. There was a problem that the dispersion liquid leaked out from there.
Tn 繰返しn回目の洗浄時間 Tn Repeat nth cleaning time
Claims (4)
A method for producing a toner for developing an electrostatic charge image, wherein the toner particles obtained by polymerization are subjected to solid-liquid separation using the regenerated filter according to any one of claims 1 to 3.
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-
2010
- 2010-10-27 JP JP2010241151A patent/JP2012048184A/en active Pending
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