JP3791917B2 - Toner production method - Google Patents

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静電潜像の現像に用いられるトナーの製造方法及び該製造方法に用いられる気流式分級機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
混練物を効率よく粉砕し、シャープな粒度分布を有するトナーを高収率で得るために、混練物を粗砕した後に、流動性付与剤と攪拌した後に微粉砕する方法が検討されている（特許文献１）。しかしながら、かかる方法では、分級工程において流動性付与剤の損失が生じる場合があり、その場合、流動性付与剤の効果を十分発揮できず、また分級効率の向上という観点からの工夫はされていない。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１３１９７９号公報（請求項１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、分級工程における超微粉の発生を低減し、分級効率を向上させ、効率よくトナーが得られる方法及び該製造方法に用いられる気流式分級機を提供することを目的とする。
【０００５】
【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、分散室と分級室とを有する気流式分級機を用いて分級する際に、分散室からの排出粉を分級室からの排出粉とともに、次の分級工程に供給することにより、超微粉の発生が低減し、分級精度が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明は、
（１） 少なくとも結着樹脂及び着色剤を溶融混練し、冷却した後、粗粉砕した混練物と無機酸化物微粒子とを混合してなる原料混合物を、分級する工程を有するトナーの製造方法であって、分級の工程が複数連続した分級工程を含み、少なくとも１つの分級工程において、分級に供する粉体を分散させる分散室と分散させた粉体を分級する分級室とを有する気流式分級機を用い、該分散室からの排出粉を該分級室からの排出粉とともに、次の分級工程に供給するトナーの製造方法並びに
（２） 前記トナーの製造方法に用いる気流式分級機であって、分散室からの排出管と分級室からの排出管が連結した気流式分級機
に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、分級工程に供する原料混合物は、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有した混練物と無機酸化物微粒子とを混合して得られる。
【０００８】
本発明に用いる混練物は、例えば、結着樹脂及び着色剤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、ロートプレックス等を用いて、平均粒径を好ましくは４ｍｍ以下、より好ましくは０．１〜２ｍｍに粗粉砕して得られるものが好ましい。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。特にビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物を用いて得られたポリエステルは、樹脂自体が堅く、粉砕、分級が困難な場合があり、本発明の効果がより顕著に発揮されるため好ましい。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
さらに、混練物には、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、適宜添加してもよい。
【００２２】
混練物と混合する無機酸化物微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化亜鉛等が挙げられ、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、無機酸化物微粒子の表面積当たり１〜７ｍｇ／ｍ² が好ましい。
【００２４】
無機酸化物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、無機酸化物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】
混練物と無機酸化物微粒子とからなる原料混合物は、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、混練物に無機酸化物微粒子を外添したものであるのが好ましい。
【００２６】
無機酸化物微粒子の配合量は、トナーの粉砕効率及び収率の観点から、混練物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】
本発明では、混練物と無機酸化物微粒子とを混合して得られる原料混合物を粉砕・分級する工程において、分級の工程が複数連続した分級工程を含み、少なくとも１つの分級工程において、分散室と分級室とを有する気流式分級機を用い、該分散室からの排出粉を該分級室からの排出粉とともに、次の分級工程に供給することに大きな特徴を有する。
【００２８】
前記分級工程に用いられる気流式分級機は、分級に供する粉体を分散させる分散室と分散させた粉体を分級する分級室とを有する分級機であれば特に限定されない。気流式分級機としては、「ＤＳ」（日本ニューマチック社製）が好適に用いられる。以上に例示した気流式分級機において、例えば、「ＤＳ」（日本ニューマチック社製）は、以下の原理により粉体を気流分級する。なお、分散室からの排出粉を該分級室からの排出粉とともに供給する次の分級工程や、その他の分級工程に用いる分級機には、分散室と分級室とを有していない篩式等の分級機や、「エルボジェット」（（株）マツボー製）、「ＴＴＳＰ」（ホソカワミクロン社製）、「ターボクラシファイア」（日清エンジニアリング社製）等の分散室と分級室とを有していない気流式分級機を用いてもよい。
【００２９】
気流分級機の分散室上部には超微粉を吸引する排気管が設けられており、分散室内に供給された粉体から、まず超微粉が除去される。超微粉以外の粉体は、円錐状の案内板に沿って旋回しつつ下降し、案内板直下の分級室へと導かれ、分級板上で、遠心力により微粉は分級板の中央部に移動し、中央開口部へと吸引され、サイクロンで捕集される。一方、粗粉は分級板の外周部へと移動し、分級機から排出される。
【００３０】
従来、分級工程に供される原料は、まず第一上限分級工程に供給されるが、粉砕・分級効率の向上を目的として混練物を無機酸化物微粒子と混合した原料混合物を用いる場合、第一上限分級工程において、無機酸化物微粒子の半分近くが超微粉とともに分散室から排気管へ吸引除去されるために、続く分級工程において、無機酸化物微粒子が不足し、十分な分級精度を確保することができない。
【００３１】
そこで、本発明では、少なくとも１つの分級工程において、分散室からの排出粉を分級室からの排出粉、好ましくは上限を分級した分級粉（上限分級粉）とともに、超微粉が分級粉と混合されるように、次の分級工程に供給することにより、後の分級工程での超微粉の発生を格段に低減させることができる。従って、本発明では、かかる分級工程において、分散室からの排出管と分級室からの排出管が連結した気流式分級機を用いることが好ましい。
【００３２】
本発明において超微粉の発生が低減する理由は、以下のように推定される。即ち、前の分級工程において無機酸化物微粒子を奪われた分級粉を、無機酸化物微粒子を多量に含有した超微粉と混合することにより、超微粉に含まれる無機酸化物微粒子の一部が、粉砕、分級により原料混合物に比べて小粒径化され、比表面積が大きくなった分級粉に供給される。無機酸化物微粒子が補われた分級粉は、後の分級工程において、分級機の分散室内で粗粉と微粉の分散が十分に行われ、その結果、後の分級工程における分級精度が向上し、所望の粒径を有する粒子が、前の分級工程に戻されることなく、粒子の余分な過粉砕が低減される。
【００３３】
なお、生産効率の観点から、最初の上限分級工程（第一上限分級工程）により排出される粗粉を粉砕して第一上限分級工程に戻して再度分級を行うことが好ましく、２番目の上限分級工程（第二上限分級工程）により排出される粗粉も第一上限分級工程に戻して再度分級を行うのが好ましい。
【００３４】
本発明において、分級工程は、複数連続した分級工程を含むものであれば、分級工程の回数は特に限定されないが、分級精度の向上の観点から、少なくとも２回の上限分級工程と少なくとも１回の下限分級工程を有していることが好ましく、本発明の特徴である分級工程を、上限分級工程で行うことがより好ましい。従って、最初の分級工程と次の分級工程が上限分級工程であり、３番目の分級工程が下限分級工程であって、さらに第一上限分級工程と第二上限分級工程の間に粉砕工程を有する態様が好ましい。なお、本発明において、上限分級工程とは、所望の粒径よりも比較的大きな粒子の除去を目的とする分級工程をいい、下限分級工程とは、所望の粒径よりも比較的小さな粒子の除去を目的とする分級工程をいう。
【００３５】
本発明により得られるトナーの体積平均粒子径は、３〜２０μｍ程度が好ましいが、特に体積平均粒子径が４〜６μｍ程度の小粒径のトナーを製造する際に、本発明の効果がより顕著に得られる。
【００３６】
【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）。
【００３７】
〔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。
【００３８】
〔酸価及び水酸基価〕
ＪＩＳ Ｋ００７０の方法により測定する。
【００３９】
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。
【００４０】
原料混合物の製造例
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。
【００４１】
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、目開きが２ｍｍのふるいを用いて２ｍｍ以下に粗砕した。粗砕した混練物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、原料混合物を得た。
【００４２】
実施例１
原料混合物を、図１に示す分級ラインに、Ａの位置から供給した。図１において、第一上限分級機１には、日本ニューマチック社製のＩＤＳ２型気流分級機を、第二上限分級機２には、日本ニューマチック社製のＤＳ２型気流分級機を、下限分級機３には、日本ニューマチック社製のＤＳＸ２型気流分級機を、案内板と分級板の傾斜角を表１に示す角度に調整して、それぞれ用いた。
【００４３】
【表１】

【００４４】
第一上限分級機１及び第二上限分級機２は、超微粉を吸引除去するために、途中に一次静圧用ダンパー４が配置された一次排気管６と連結し、また分級板中央の開口部から排気された分級粉を捕集するためのサイクロン７に搬送するための二次排気管８と連結しており、一次排気管６と二次排気管８は連結して１本の管となってサイクロン７に連結している。サイクロン７は、二次静圧用ダンパー９を介してブロア５に接続され、サイクロンで捕集された第一上限分級粉と第二上限分級粉は、それぞれ第二上限分級機２、下限分級機３へと供給される。
下限分級機３では、一次排気管６と二次排気管８が連結しておらず、一次排気管６は一次静圧用ダンパー４を介してブロア５に接続されている。サイクロン７もまた、二次静圧用ダンパー９を介してブロア５に接続され、下限分級粉は最終分級粉として採取され、微粉はサイクロン７で捕集される。
【００４５】
第一上限分級機１から排出された粗粉を粉砕し、再度第一上限分級機１に供給するための粉砕機１０には、日本ニューマチック社製のＩ２型衝突板式ジェットミルを、衝突部材を、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の衝突部材に取り替えて用いた。粉砕条件は、粗粉の供給量を３．０ｋｇ／ｈ、粉砕エア圧を０．５Ｍｐ、衝突板とノズルの距離を２０ｍｍに調整した。
【００４６】
最終分級粉の体積平均粒径、第二上限分級粉における粒径５μｍ以下の粉体の含有量、所定の時間内（原料混合物の供給開始から１０分間）に得られた第二上限分級粉の回収率（第二上限分級粉／第一上限分級機に供給した原料混合物の重量比）を表２に示す。
【００４７】
比較例１
図２に示す分級ラインに原料混合物を供給した以外は、実施例１と同様にして、原料混合物を分級、粉砕した。
【００４８】
【表２】

【００４９】
以上の結果より、実施例１では、第二上限分級粉における粒径５μｍ以下の粉体の含有量（３０．０％）が比較例１（５７．８％）と対比して格段に少ないことから、微粉の発生量が少ないうえに、次に続く下限分級の負荷が大幅に低減されているものと推定される。
また、比較例１では、所定の時間内の回収率（２０．６％）が実施例１（７６．９％）と対比して格段に低いが、これは流動性の悪化や微粉と粗粉の分散不良により、分級機内に粉体が滞留しているためと推定される。
【００５０】
【発明の効果】
本発明により、分級工程における超微粉の発生を低減し、分級効率を向上させ、効率よくトナーを製造することできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例１で用いた分級ラインの概略図である。
【図２】図２は、比較例１で用いた分級ラインの概略図である。
【符号の説明】
１ 第一上限分級機
２ 第二上限分級機
３ 下限分級機
４ 一次静圧用ダンパー
５ ブロア
６ 一次排気管
７ サイクロン
８ 二次排気管
９ 二次静圧用ダンパー
１０ 粉砕機
Ａ 原料供給位置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a toner used for developing an electrostatic latent image formed in an electrophotographic method, an electrostatic recording method, an electrostatic printing method, and the like, and an airflow classifier used in the production method.
[0002]
[Prior art]
In order to pulverize the kneaded material efficiently and obtain a toner having a sharp particle size distribution in a high yield, a method of pulverizing the kneaded material after crushing and then stirring with a fluidity imparting agent has been studied ( Patent Document 1). However, in this method, the loss of the fluidity imparting agent may occur in the classification step, and in that case, the effect of the fluidity imparting agent cannot be sufficiently exerted, and the device is not devised from the viewpoint of improving the classification efficiency. .
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-131979 (Claim 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method for reducing the generation of ultrafine powder in the classification step, improving the classification efficiency, and obtaining a toner efficiently, and an airflow classifier used in the production method.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of studying in view of the prior art, the present inventors, when classifying using an airflow classifier having a dispersion chamber and a classification chamber, the discharged powder from the dispersion chamber together with the discharged powder from the classification chamber Then, by supplying to the next classification step, it was found that generation of ultra fine powder was reduced and classification accuracy was improved, and the present invention was completed.
[0006]
The present invention
(1) A toner production method comprising a step of classifying a raw material mixture obtained by mixing at least a binder resin and a colorant after being melt-kneaded, cooled, and then roughly pulverized kneaded material and inorganic oxide fine particles. The classifying step includes a plurality of continuous classification steps, and in at least one classification step, an airflow classifier having a dispersion chamber for dispersing the powder to be classified and a classification chamber for classifying the dispersed powder. A toner production method for supplying the powder discharged from the dispersion chamber together with the powder discharged from the classification chamber to the next classification step; and (2) an airflow classifier used in the toner production method, The present invention relates to an airflow classifier in which a discharge pipe from a room and a discharge pipe from a classification room are connected.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the raw material mixture used for the classification step is obtained by mixing a kneaded material containing at least a binder resin and a colorant and inorganic oxide fine particles.
[0008]
The kneaded material used in the present invention is, for example, after a mixture obtained by mixing a binder resin and a colorant with a mixer such as a Henschel mixer is melt-kneaded with a closed kneader or a single or twin screw extruder, and cooled. What is obtained by coarse pulverization to a mean particle size of preferably 4 mm or less, more preferably 0.1 to 2 mm using a rotplex or the like.
[0009]
Examples of the binder resin include vinyl resins such as polyester and styrene-acrylic resins, epoxy resins, polycarbonate, polyurethane, and hybrid resins in which two or more kinds of resin components are partially chemically bonded. In these, the hybrid resin which has polyester and a polyester component, and a vinyl-type resin component is preferable, and polyester is more preferable. When the polyester or hybrid resin content or both are used in combination, the total content thereof is preferably 50 to 100% by weight, more preferably 80 to 100% by weight, and particularly preferably 100% in the binder resin. % By weight.
[0010]
The polyester is obtained by polycondensing an alcohol component composed of a divalent or higher alcohol and a carboxylic acid component composed of a divalent or higher carboxylic acid compound.
[0011]
Examples of the divalent alcohol include polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane. Bisphenol A alkylene (carbon number 2 or 3) oxide adduct (average addition mole number 1 to 10), ethylene glycol, propylene glycol, 1,6-hexanediol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A and the like. . In particular, a polyester obtained by using an alkylene oxide adduct of bisphenol A is preferable because the resin itself is hard and pulverization and classification may be difficult, and the effects of the present invention are more remarkably exhibited.
[0012]
Examples of trihydric or higher alcohols include sorbitol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, glycerol, trimethylolpropane, and the like.
[0013]
Examples of the divalent carboxylic acid compound include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, fumaric acid, maleic acid and other dicarboxylic acids, succinic acid substituted with an alkyl group or alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, Examples include acid anhydrides and alkyl (C1-12) esters.
[0014]
Examples of the trivalent or higher carboxylic acid compounds include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), its acid anhydride, and alkyl (C1-12) ester.
[0015]
The polyester can be produced, for example, by subjecting an alcohol component and a carboxylic acid component to condensation polymerization at a temperature of 180 to 250 ° C. in an inert gas atmosphere, if necessary, using an esterification catalyst.
[0016]
The softening point of the polyester is preferably 80 to 165 ° C, and the glass transition point is preferably 50 to 85 ° C.
[0017]
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 dispersibility of the colorant.
[0018]
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 raw material monomers of one kind of resin and another kind of resin, Although it may be obtained from a mixture of two or more kinds of resin raw material monomers, in order to efficiently obtain a hybrid resin, one obtained from a mixture of two or more kinds of resin raw material monomers is preferred.
[0019]
Therefore, as a hybrid resin, two polymerization resin raw material monomers each having an independent reaction path, preferably a polyester raw material monomer and a vinyl resin raw material monomer are mixed, and the two polymerization reactions are performed. The obtained resin is preferable, and specifically, a hybrid resin described in JP-A-10-087839 is preferable.
[0020]
As the colorant, all of dyes and pigments used as toner colorants can be used, such as 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 can be used, and these can be used alone or in admixture of two or more. The toner produced in the present invention is a black toner. Any of color toner and full color toner may be used. The blending amount of the colorant is preferably 1 to 40 parts by weight and more preferably 3 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0021]
Further, in the kneaded product, in addition to the binder resin and the colorant, a release agent, a charge control agent, a conductivity regulator, an extender pigment, a reinforcing filler such as a fibrous substance, an antioxidant, and a fluidity improver In addition, additives such as a cleaning property improving agent may be appropriately added.
[0022]
Examples of the inorganic oxide fine particles to be mixed with the kneaded material include silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide, zinc oxide and the like, and these can be used alone or in admixture of two or more. Among these, silica is preferable from the viewpoint of reducing the particle size of the toner and ensuring fluidity.
[0023]
Silica is preferably hydrophobic silica that has been subjected to a hydrophobization treatment from the viewpoint of chargeability and fluidity. The method of hydrophobizing is not particularly limited, and examples of the hydrophobizing agent include hexamethyldisilazane, dimethyldichlorosilane, silicone oil, methyltriethoxysilane, and the like. Among 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 oxide fine particles.
[0024]
The average particle size of the inorganic oxide fine particles is preferably 0.001 μm or more, preferably 0.005 μm or more from the viewpoint of preventing embedding on the toner surface, and 1 μm from the viewpoint of ensuring fluidity and preventing damage to the photoreceptor. The thickness is preferably 0.1 μm or less. Therefore, the average particle diameter of the inorganic oxide fine particles is preferably 0.001 to 1 μm, and more preferably 0.005 to 0.1 μm. Here, the average particle diameter is a volume average particle diameter.
[0025]
The raw material mixture composed of the kneaded material and the inorganic oxide fine particles is preferably a mixture obtained by externally adding the inorganic oxide fine particles to the kneaded material using, for example, a mixer capable of high-speed stirring such as a Henschel mixer or a super mixer. .
[0026]
The blending amount of the inorganic oxide fine particles is preferably 0.3 to 2 parts by weight, more preferably 0.5 to 1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the kneaded material, from the viewpoint of the pulverization efficiency and yield of the toner. preferable.
[0027]
In the present invention, in the step of pulverizing and classifying the raw material mixture obtained by mixing the kneaded material and the inorganic oxide fine particles, the classification step includes a plurality of continuous classification steps, and in at least one classification step, A major feature is that an airflow classifier having a classification chamber is used and the discharged powder from the dispersion chamber is supplied to the next classification step together with the discharged powder from the classification chamber.
[0028]
The airflow classifier used in the classification step is not particularly limited as long as the classifier has a dispersion chamber for dispersing powder to be classified and a classification chamber for classifying the dispersed powder. “DS” (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) is preferably used as the airflow classifier. In the airflow classifier exemplified above, for example, “DS” (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) classifies powder according to the following principle. The classifier used in the next classification process for supplying the powder discharged from the dispersion chamber together with the powder discharged from the classification chamber, and other classification processes include a sieve type that does not have a dispersion chamber and a classification chamber, etc. Classifiers, "Elbow Jet" (manufactured by Matsubo Co., Ltd.), "TTSP" (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), "Turbo Classifier" (manufactured by Nissin Engineering Co., Ltd.), etc. An air classifier may be used.
[0029]
An exhaust pipe for sucking ultrafine powder is provided at the upper part of the dispersion chamber of the air classifier, and the ultrafine powder is first removed from the powder supplied into the dispersion chamber. Powders other than ultrafine powder descend while swirling along the conical guide plate, guided to the classification chamber just below the guide plate, and on the classification plate, the fine powder moves to the center of the classification plate by centrifugal force Then, it is sucked into the central opening and collected by a cyclone. On the other hand, the coarse powder moves to the outer periphery of the classification plate and is discharged from the classifier.
[0030]
Conventionally, the raw material used for the classification step is first supplied to the first upper limit classification step, but when using a raw material mixture in which the kneaded material is mixed with inorganic oxide fine particles for the purpose of improving pulverization and classification efficiency, In the upper limit classification process, nearly half of the inorganic oxide fine particles are sucked and removed together with the ultrafine powder from the dispersion chamber to the exhaust pipe. Therefore, in the subsequent classification process, the inorganic oxide fine particles are insufficient, and sufficient classification accuracy is ensured. I can't.
[0031]
Therefore, in the present invention, in at least one classification step, the discharged powder from the dispersion chamber is mixed with the discharged powder from the classification chamber , preferably the upper limit classified powder (upper limit classified powder) , and the ultrafine powder is mixed with the classified powder. Thus, by supplying to the next classification process, generation | occurrence | production of the ultra fine powder in a subsequent classification process can be reduced significantly. Therefore, in the present invention, it is preferable to use an airflow classifier in which the discharge pipe from the dispersion chamber and the discharge pipe from the classification chamber are connected in the classification step.
[0032]
The reason why the generation of ultrafine powder is reduced in the present invention is estimated as follows. That is, by mixing the classified powder from which the inorganic oxide fine particles have been removed in the previous classification step with the ultrafine powder containing a large amount of inorganic oxide fine particles, a part of the inorganic oxide fine particles contained in the ultrafine powder is obtained. By pulverization and classification, the particle size is reduced as compared with the raw material mixture, and the powder is supplied to the classified powder having a large specific surface area. In the classification powder supplemented with the inorganic oxide fine particles, the coarse powder and the fine powder are sufficiently dispersed in the dispersion chamber of the classifier in the subsequent classification process, and as a result, the classification accuracy in the subsequent classification process is improved. Excessive overgrinding of the particles is reduced without the particles having the desired particle size being returned to the previous classification step.
[0033]
From the viewpoint of production efficiency, it is preferable that the coarse powder discharged in the first upper limit classification step (first upper limit classification step) is pulverized and returned to the first upper limit classification step to perform classification again, and the second upper limit The coarse powder discharged in the classification step (second upper limit classification step) is preferably returned to the first upper limit classification step and classified again.
[0034]
In the present invention, the number of classification steps is not particularly limited as long as the classification step includes a plurality of continuous classification steps, but from the viewpoint of improving classification accuracy, at least two upper limit classification steps and at least one time It is preferable to have a lower limit classification step, and it is more preferable to perform the classification step which is a feature of the present invention in the upper limit classification step. Therefore, the first classification step and the next classification step are upper limit classification steps, the third classification step is a lower limit classification step, and further includes a grinding step between the first upper limit classification step and the second upper limit classification step. Embodiments are preferred. In the present invention, the upper limit classification step refers to a classification step aimed at removing particles that are relatively larger than the desired particle size, and the lower limit classification step refers to particles that are relatively smaller than the desired particle size. Refers to the classification process for the purpose of removal.
[0035]
The volume average particle size of the toner obtained by the present invention is preferably about 3 to 20 μm, but the effect of the present invention is more remarkable particularly when producing a small particle size toner having a volume average particle size of about 4 to 6 μm. Is obtained.
[0036]
【Example】
[Softening point]
Using a Koka type flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation, CFT-500D), the temperature at which half of the resin flows out is defined as the softening point (sample: 1 g, heating rate: 6 ° C./min, load: 1.96 MPa, nozzle : 1 mmφ × 1 mm).
[0037]
[Glass transition point]
A differential scanning calorimeter (manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd., DSC210) is used to measure at a heating rate of 10 ° C./min.
[0038]
[Acid value and hydroxyl value]
It is measured by the method of JIS K0070.
[0039]
Resin Production Example 350 g of polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 975 g of polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, terephthalate A mixture of 299 g of acid, 2 g of trimellitic acid and 4 g of dibutyltin oxide was reacted under a nitrogen atmosphere at 230 ° C. 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 mgKOH / g, and a hydroxyl value of 39.2 mgKOH / g.
[0040]
Production Example of Raw Material Mixture 100 parts by weight of resin A, 6 parts by weight of colorant “dimethylquinacridone” (manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.), 6 parts by weight of mold release agent “Carnauba wax C1” (manufactured by Hiroyuki Kato) and charge control agent “ 3 parts by weight of Bontron E-84 (made by Orient Chemical Co., Ltd.) was premixed with a Henschel mixer and then melt-kneaded with a twin screw extruder.
[0041]
The obtained melt-kneaded product was cooled and coarsely crushed to a size of 2 mm or less using a sieve having a mesh size of 2 mm with a pulverizer “Rotoplex” (manufactured by Hosokawa Micron). 0.5 parts by weight of hydrophobic silica “Aerosil R972” (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average particle size: 16 nm) is added to 100 parts by weight of the roughly crushed kneaded product, and the mixture is stirred and mixed at 1500 r / min for 1 minute by a Henschel mixer. Thus, a raw material mixture was obtained.
[0042]
Example 1
The raw material mixture was supplied from the position A to the classification line shown in FIG. In FIG. 1, the first upper limit classifier 1 is an IDS2 airflow classifier manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd., and the second upper limit classifier 2 is a DS2 type airflow classifier manufactured by Japan Pneumatic Co., Ltd. As the machine 3, a DSX2 type airflow classifier manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd. was used with the inclination angles of the guide plate and the classification plate adjusted to the angles shown in Table 1, respectively.
[0043]
[Table 1]

[0044]
The first upper limit classifier 1 and the second upper limit classifier 2 are connected to a primary exhaust pipe 6 in which a primary static pressure damper 4 is disposed in the middle in order to suck and remove ultrafine powder, and an opening in the center of the classification plate Is connected to a secondary exhaust pipe 8 for transporting the classified powder exhausted from the cyclone 7 for collecting, and the primary exhaust pipe 6 and the secondary exhaust pipe 8 are connected to form one pipe. Connected to the cyclone 7. The cyclone 7 is connected to the blower 5 through a secondary static pressure damper 9, and the first upper limit classified powder and the second upper limit classified powder collected by the cyclone are the second upper limit classifier 2 and the lower limit classifier 3, respectively. Supplied to.
In the lower limit classifier 3, the primary exhaust pipe 6 and the secondary exhaust pipe 8 are not connected, and the primary exhaust pipe 6 is connected to the blower 5 via the primary static pressure damper 4. The cyclone 7 is also connected to the blower 5 via the secondary static pressure damper 9, the lower limit classified powder is collected as the final classified powder, and the fine powder is collected by the cyclone 7.
[0045]
The pulverizer 10 for pulverizing the coarse powder discharged from the first upper limit classifier 1 and supplying it to the first upper limit classifier 1 again is an I2 type collision plate jet mill manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd. Was replaced with a semi-cylindrical collision member obtained by bisecting a cylinder having a perfect circle with a radius of 10 mm as a bottom surface perpendicularly to the bottom surface. The pulverization conditions were adjusted such that the supply amount of coarse powder was 3.0 kg / h, the pulverization air pressure was 0.5 Mp, and the distance between the collision plate and the nozzle was 20 mm.
[0046]
The volume average particle size of the final classified powder, the content of the powder having a particle size of 5 μm or less in the second upper limit classified powder, the second upper limit classified powder obtained within a predetermined time (10 minutes from the start of supply of the raw material mixture) Table 2 shows the recovery rate (weight ratio of the raw material mixture supplied to the second upper limit classifier / first upper limit classifier).
[0047]
Comparative Example 1
The raw material mixture was classified and pulverized in the same manner as in Example 1 except that the raw material mixture was supplied to the classification line shown in FIG.
[0048]
[Table 2]

[0049]
From the above results, in Example 1, the content (30.0%) of the powder having a particle size of 5 μm or less in the second upper limit classified powder is much smaller than that in Comparative Example 1 (57.8%). Therefore, it is presumed that the amount of fine powder generated is small and the next lower limit classification load is greatly reduced.
Further, in Comparative Example 1, the recovery rate (20.6%) within a predetermined time is much lower than that in Example 1 (76.9%), but this is due to deterioration of fluidity, fine powder and coarse powder. This is presumed to be because the powder stays in the classifier due to poor dispersion.
[0050]
【The invention's effect】
According to the present invention, generation of ultra fine powder in the classification process can be reduced, classification efficiency can be improved, and toner can be produced efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a classification line used in Example 1. FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram of a classification line used in Comparative Example 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st upper limit classifier 2 2nd upper limit classifier 3 Lower limit classifier 4 Primary static pressure damper 5 Blower 6 Primary exhaust pipe 7 Cyclone 8 Secondary exhaust pipe 9 Secondary static pressure damper 10 Crusher A Raw material supply position

Claims (3)

少なくとも結着樹脂及び着色剤を溶融混練し、冷却した後、粗粉砕した混練物と無機酸化物微粒子とを混合してなる原料混合物を、分級する工程を有するトナーの製造方法であって、分級の工程が複数連続した分級工程を含み、少なくとも１つの分級工程において、分級に供する粉体を分散させる分散室と分散させた粉体を分級する分級室とを有する気流式分級機を用い、該分散室からの排出粉を該分級室からの排出粉とともに、次の分級工程に供給するトナーの製造方法。A method for producing a toner comprising a step of classifying a raw material mixture obtained by melting and kneading at least a binder resin and a colorant, cooling, and then mixing coarsely pulverized kneaded material and inorganic oxide fine particles. Using a gas flow classifier having a dispersion chamber for dispersing the powder to be classified and a classification chamber for classifying the dispersed powder in at least one classification step, A method for producing toner, wherein powder discharged from a dispersion chamber is supplied to a subsequent classification step together with powder discharged from the classification chamber. 分級室からの排出粉が、上限を分級した分級粉である請求項１記載のトナーの製造方法。The method for producing a toner according to claim 1, wherein the discharged powder from the classification chamber is a classified powder with an upper limit classified. 請求項１又は２記載のトナーの製造方法に用いる気流式分級機であって、分散室からの排出管と分級室からの排出管が連結した気流式分級機。3. An airflow classifier used in the toner production method according to claim 1 or 2, wherein an exhaust pipe from the dispersion chamber and an exhaust pipe from the classification chamber are connected.

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