JP5470192B2 - Capsule toner manufacturing method and capsule toner - Google Patents
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Description
本発明は、カプセルトナーの製造方法およびカプセルトナーに関する。さらに詳しくは、本発明は、熱耐久性に優れたカプセルトナーの製造方法および前記製造方法により得られるカプセルトナーに関する。 The present invention relates to a capsule toner manufacturing method and a capsule toner. More specifically, the present invention relates to a method for producing a capsule toner having excellent heat durability and a capsule toner obtained by the production method.
従来から、トナー粒子等の粉体粒子の表面改質処理方法として、スクリュー、ブレード、ロータ等の回転撹拌手段で機械的撹拌力を付与することによって、粉体粒子を粉体流過路内で流動させ、流動状態にある粉体粒子にスプレーノズルから被覆材料を噴霧する方法が知られている。 Conventionally, as a surface modification treatment method for powder particles such as toner particles, a mechanical stirring force is applied by a rotary stirring means such as a screw, blade, rotor, etc., whereby the powder particles flow in the powder flow path. A method of spraying a coating material from a spray nozzle onto powder particles in a fluid state is known.
例えば、特開２０１０−１４５７５５号公報（特許文献１）において、トナー母粒子表面に樹脂微粒子を均一に固定化し、トナー母粒子表面と樹脂微粒子とを可塑化させる効果のある液体を噴霧しながら回転攪拌装置で樹脂微粒子を展延し、トナー母粒子表面に樹脂微粒子の被膜を形成するカプセルトナー（本発明においては、トナーとも称する）の製造方法が開示されている。 For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-145755 (Patent Document 1), resin fine particles are uniformly fixed on the surface of the toner base particles, and the liquid is rotated while spraying a liquid having an effect of plasticizing the toner base particle surfaces and the resin fine particles. A method for producing a capsule toner (also referred to as toner in the present invention) is disclosed in which resin fine particles are spread by a stirrer to form a film of resin fine particles on the surface of toner base particles.
しかしながら、特許文献１に記載の方法であっても、ガラス転移温度の低い結着樹脂を使用した場合、トナー粒子が壁面に付着する問題や、トナー粒子同士がブロッキングして大粒径のトナー粒子が生成するという、熱耐久性に関する問題があった。 However, even in the method described in Patent Document 1, when a binder resin having a low glass transition temperature is used, there is a problem that toner particles adhere to the wall surface, or toner particles having a large particle size due to blocking of the toner particles. There was a problem related to thermal durability, in which
また、前記の問題が認められると、トナー粒子について均一な所望の物性を得ることができないことがあり、製品の品質面で大きな問題を引き起こすこともある。また、製品回収率、生産効率等の観点からも大きな問題となることもある。 In addition, if the above problem is recognized, it may not be possible to obtain uniform desired physical properties for the toner particles, which may cause a serious problem in terms of product quality. Moreover, it may become a big problem also from viewpoints, such as a product collection rate and production efficiency.
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、熱耐久性に優れたカプセルトナーの製造方法および前記製造方法により得られるカプセルトナーを提供するものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a capsule toner manufacturing method excellent in heat durability and a capsule toner obtained by the manufacturing method.
かくして本発明によれば、
（ａ）樹脂微粒子とトナー母粒子とを、回転撹拌手段と温度調整手段とを備えた回転撹拌装置の粉体流路内で、吸熱剤の存在下に、流動させることによって、前記トナー母粒子表面に前記樹脂微粒子を被覆固定化した樹脂微粒子固定化トナーを作製し、
（ｂ）揮発性可塑剤を、流動状態にある前記樹脂微粒子固定化トナーに向けて噴霧することによって、前記樹脂微粒子固定化トナーを可塑化し、
（ｃ）前記樹脂微粒子固定化トナーに前記回転撹拌手段で衝撃を加えることによって、前記トナー母粒子表面の前記樹脂微粒子を膜化させる
ことを特徴とするカプセルトナーの製造方法が提供される。
Thus, according to the present invention,
(A) By causing resin fine particles and toner base particles to flow in the presence of an endothermic agent in a powder passage of a rotary stirrer provided with a rotary stirrer and a temperature adjuster, the toner base particles A resin fine particle-fixed toner in which the resin fine particles are coated and fixed on the surface is prepared,
(B) plasticizing the resin fine particle fixed toner by spraying a volatile plasticizer toward the resin fine particle fixed toner in a fluid state;
(C) A method for producing a capsule toner is provided, wherein the resin fine particles on the surface of the toner base particles are formed into a film by applying an impact to the resin fine particle fixed toner by the rotary stirring means.
また、本発明によれば、前記製造方法により得られるカプセルトナーが提供される。 In addition, according to the present invention, a capsule toner obtained by the production method is provided.
本発明の製造方法を用いることにより、熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。具体的には、樹脂微粒子固定化トナー製造時の樹脂微粒子の解砕性を向上させることによって、トナー母粒子の表面に樹脂微粒子を均一に被覆固定化し、その結果、トナー粒子の回転撹拌装置の壁面への付着や、トナー粒子同士の融着等を抑えたカプセルトナー、即ち、熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。 By using the production method of the present invention, a capsule toner having excellent heat durability can be obtained. Specifically, by improving the pulverization property of the resin fine particles during the production of the resin fine particle-fixed toner, the resin fine particles are uniformly coated and fixed on the surface of the toner base particles. It is possible to obtain a capsule toner in which adhesion to the wall surface and fusion of toner particles are suppressed, that is, a capsule toner excellent in heat durability.
また、本発明によれば、吸熱剤が２０℃以下の沸点を有する、液体および固体のいずれかである場合、樹脂微粒子固定化トナーの製造時に、吸熱剤が速やかに気相に変化し、蒸発潜熱あるいは転移潜熱を吸収することにより、効率的に粉体および粉体流路を冷却することができ、その結果、さらに安定に熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。 Further, according to the present invention, when the endothermic agent is either a liquid or a solid having a boiling point of 20 ° C. or lower, the endothermic agent rapidly changes to the gas phase during the production of the resin fine particle fixed toner, and evaporates. By absorbing latent heat or latent heat of transition, it is possible to efficiently cool the powder and the powder flow path, and as a result, it is possible to obtain a capsule toner having more excellent heat durability.
また、本発明によれば、吸熱剤がドライアイスおよび液体窒素のいずれかである場合、吸熱剤が安全性の高い二酸化炭素や窒素に変化するため、吸熱剤の回収設備を要することなく、加えてより安全に熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。 In addition, according to the present invention, when the endothermic agent is either dry ice or liquid nitrogen, the endothermic agent is changed to highly safe carbon dioxide or nitrogen, so that it is possible to add the endothermic agent without requiring a recovery facility for the endothermic agent. Therefore, it is possible to obtain a capsule toner that is safer and excellent in heat durability.
また、本発明によれば、吸熱剤が被覆固定化時の粉体流路内の温度がピークに達する前に供給され始める場合、樹脂微粒子が必要以上に軟化する前に系内が十分に冷却されることによって、樹脂微粒子の解砕を好適に進行させることができ、その結果、より安定に熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。 Further, according to the present invention, when the endothermic agent starts to be supplied before the temperature in the powder flow channel at the time of fixing the coating reaches a peak, the system is sufficiently cooled before the resin fine particles are softened more than necessary. As a result, the crushing of the resin fine particles can be suitably progressed, and as a result, a capsule toner excellent in thermal durability can be obtained more stably.
また、本発明によれば、吸熱剤が加圧式の吸熱剤供給手段によって粉体流路内に供給される場合、吸熱剤を均一に、定量的に供給ことができるため、さらに安定に、より熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。 Further, according to the present invention, when the endothermic agent is supplied into the powder flow path by the pressurization type endothermic agent supplying means, the endothermic agent can be supplied uniformly and quantitatively. A capsule toner excellent in thermal durability can be obtained.
また、本発明によれば、吸熱剤が粉体供給手段を経由して粉体流路内に供給される場合、吸熱剤を供給することにより、粉体自体および粉体流路内の温度上昇を効果的に抑えることができるため、より熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。 According to the present invention, when the endothermic agent is supplied into the powder channel via the powder supply means, the temperature rise in the powder itself and the powder channel is increased by supplying the endothermic agent. Therefore, it is possible to obtain a capsule toner having more excellent heat durability.
また、本発明によれば、トナー母粒子が３０〜８０℃のガラス転移温度を有する結着樹脂を含む場合、樹脂微粒子固定化トナーの製造時に、樹脂成分の必要以上の軟化を抑制することにより、トナー粒子が壁面に付着する問題や、トナー粒子同士がブロッキングして大粒径のトナー粒子の生成を抑制することができるため、より熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。 Further, according to the present invention, when the toner base particles contain a binder resin having a glass transition temperature of 30 to 80 ° C., it is possible to suppress unnecessarily softening of the resin component during the production of the resin fine particle fixed toner. Since the toner particles adhere to the wall surface and the toner particles can be blocked to prevent the generation of toner particles having a large particle size, a capsule toner having more excellent heat durability can be obtained.
また、本発明によれば、樹脂微粒子がスチレン−ブチルアクリレート共重合体である場合、さらに前記の抑制効果を得ることができるため、より熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。 Further, according to the present invention, when the resin fine particles are a styrene-butyl acrylate copolymer, the above-described suppression effect can be further obtained, so that a capsule toner having more excellent heat durability can be obtained.
また、本発明によれば、揮発性可塑剤がエタノールである場合、さらに噴霧後の揮発性可塑剤の除去を容易に行いつつ、熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。 Further, according to the present invention, when the volatile plasticizer is ethanol, it is possible to obtain a capsule toner excellent in thermal durability while easily removing the volatile plasticizer after spraying.
また、本発明によれば、回転撹拌手段が回転羽根を周囲に設置した回転盤および回転軸を含む場合、吸熱剤の吸熱効果をより引き出すことができるため、樹脂微粒子固定化トナーのブロッキングをより防ぐことができ、その結果、さらに熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。 In addition, according to the present invention, when the rotating stirring means includes a rotating disk and a rotating shaft with rotating blades installed around them, the endothermic effect of the endothermic agent can be further extracted, so that the resin fine particle fixed toner can be further blocked. As a result, a capsule toner having further excellent heat durability can be obtained.
本発明によれば、本発明のカプセルトナーは熱耐久性に優れたカプセルトナーである。 According to the present invention, the capsule toner of the present invention is a capsule toner excellent in thermal durability.
本発明の特徴は、
（ａ）樹脂微粒子とトナー母粒子とを、回転撹拌手段と温度調整手段とを備えた回転撹拌装置の粉体流路内で、吸熱剤の存在下に、流動させることによって、前記トナー母粒子表面に前記樹脂微粒子を被覆固定化した樹脂微粒子固定化トナーを作製し、
（ｂ）揮発性可塑剤を、流動状態にある前記樹脂微粒子固定化トナーに向けて噴霧することによって、前記樹脂微粒子固定化トナーを可塑化し、
（ｃ）前記樹脂微粒子固定化トナーに前記回転撹拌手段で衝撃を加えることによって、前記トナー母粒子表面の前記樹脂微粒子を膜化させて
カプセルトナーを製造する方法である。
The feature of the present invention is that
(A) By causing resin fine particles and toner base particles to flow in the presence of an endothermic agent in a powder passage of a rotary stirrer provided with a rotary stirrer and a temperature adjuster, the toner base particles A resin fine particle-fixed toner in which the resin fine particles are coated and fixed on the surface is prepared,
(B) plasticizing the resin fine particle fixed toner by spraying a volatile plasticizer toward the resin fine particle fixed toner in a fluid state;
(C) A method for producing a capsule toner by applying an impact to the resin fine particle-fixed toner by the rotary stirring means to form a film of the resin fine particles on the surface of the toner base particles.
回転撹拌装置における熱交換は、通常、回転撹拌装置の接触面に限定されることから、粉体流路内部を流動する粉体および流体を直接冷却することは困難である。このため、粒子と攪拌羽等との衝突により生じる熱エネルギーは系内に溜まり易く、局部的に系内の温度が上昇するという傾向が認められる。この場合、特に、粉体流路内の温度がトナー母粒子の結着樹脂のガラス転移温度より高いと、樹脂微粒子が解砕される前に、樹脂微粒子がトナー粒子に不均一に融着してしまい、その結果、前記トナー粒子の壁面への付着やトナー粒子同士の融着の原因となってしまうこともある。 Since heat exchange in the rotary stirring device is usually limited to the contact surface of the rotary stirring device, it is difficult to directly cool the powder and fluid flowing in the powder flow path. For this reason, the thermal energy generated by the collision between the particles and the stirring blades etc. tends to accumulate in the system, and a tendency that the temperature in the system rises locally is recognized. In this case, in particular, when the temperature in the powder flow path is higher than the glass transition temperature of the binder resin of the toner base particles, the resin fine particles are non-uniformly fused to the toner particles before the resin fine particles are crushed. As a result, the toner particles may adhere to the wall surface or cause fusion of the toner particles.
他方、本発明においては、樹脂微粒子固定化トナー製造時に、樹脂微粒子、トナー母粒子、回転羽根等が吸熱剤で十分に冷却されるため、装置全体を過度に冷却することなく、流動中の粉体等の温度上昇を効果的に防止することができる。このため、トナー母粒子が必要以上に軟化する前に樹脂微粒子の解砕を十分に進行させることにより、樹脂微粒子をトナー母粒子表面に十分に被覆固定化することができ、その結果、熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。 On the other hand, in the present invention, the resin fine particles, toner base particles, rotating blades, etc. are sufficiently cooled by the endothermic agent during the production of the resin fine particle-fixed toner, so that the powder that is flowing without excessive cooling of the entire apparatus. It is possible to effectively prevent the temperature of the body and the like from rising. For this reason, the resin fine particles can be sufficiently coated and fixed on the surface of the toner base particles by sufficiently proceeding the crushing of the resin fine particles before the toner base particles are softened more than necessary. Capsule toner with excellent properties can be obtained.
具体的には、本発明は、まず、樹脂微粒子とトナー母粒子とを、回転撹拌手段と温度調整手段とを備えた回転撹拌装置の粉体流路内で、吸熱剤の存在下に、流動させることによって、前記トナー母粒子表面に前記樹脂微粒子を被覆固定化した樹脂微粒子固定化トナーを作製する。 Specifically, in the present invention, first, resin fine particles and toner base particles are allowed to flow in the presence of an endothermic agent in a powder flow path of a rotary stirrer including a rotary stirrer and a temperature adjuster. As a result, a resin fine particle-fixed toner in which the resin fine particles are coated and fixed on the surface of the toner base particles is prepared.
前記の作製方法によれば、粉体流路内を冷却することが可能であり、さらには粉体粒子を直接に冷却することが可能であり、粒子の軟化を抑えつつ効果的に解砕を促進することができる。即ち、局所的な系内の温度上昇も抑えつつ、樹脂微粒子の解砕に適した温度を維持することができ、その結果、トナー母粒子が樹脂微粒子によって均一に被覆固定化された樹脂微粒子固定化トナーを得ることができる。 According to the above production method, it is possible to cool the inside of the powder flow path, and further, it is possible to directly cool the powder particles, effectively crushing while suppressing softening of the particles. Can be promoted. That is, the temperature suitable for crushing of resin fine particles can be maintained while suppressing a local temperature rise in the system, and as a result, the resin fine particle fixing in which the toner base particles are uniformly coated and fixed by the resin fine particles. A toner can be obtained.
また、本発明の回転撹拌装置は回転撹拌手段を備えているため、回転攪拌手段の回転数等を適宜調整することにより、より均一に被覆固定化された樹脂微粒子固定化トナーを製造することもできる。 In addition, since the rotary stirring device of the present invention includes the rotary stirring means, the resin fine particle fixed toner that is more uniformly coated and fixed can be manufactured by appropriately adjusting the rotational speed of the rotary stirring means. it can.
さらに、本発明の回転撹拌装置が吸熱剤を供給する加圧式の吸熱剤供給手段、粉体供給手段等を備えている場合、さらにより均一に固定化された樹脂微粒子固定化トナーを製造することもできる。 Further, when the rotary agitator of the present invention is provided with a pressurization type endothermic agent supplying means for supplying an endothermic agent, a powder supplying means, etc., it is possible to manufacture a resin fine particle fixed toner that is fixed more uniformly. You can also.
次いで吸熱剤が気化し温度が上昇することで、低温で軟化する前に解砕された微粒子が軟化し、母粒子への固定化が促進される。固定化が進行すると粉体流路内の粒子数が減少するため温度上昇が抑えられる。固定化が進行した流動状態にある樹脂微粒子固定化トナーに向けて揮発性可塑剤を噴霧することによって、樹脂微粒子固定化トナーを可塑化する。また、樹脂微粒子固定化トナーに回転撹拌手段で衝撃を加え、トナー母粒子表面の樹脂微粒子を膜化させることによってカプセルトナーを製造する。 Next, when the endothermic agent is vaporized and the temperature rises, the fine particles crushed before being softened at a low temperature are softened, and the fixation to the mother particles is promoted. As the immobilization progresses, the number of particles in the powder channel decreases, so that the temperature rise can be suppressed. The resin fine particle-fixed toner is plasticized by spraying a volatile plasticizer toward the resin fine particle-fixed toner in a fluidized state in which the fixation has proceeded. Also, a capsule toner is manufactured by applying impact to the resin fine particle-fixed toner with a rotary stirring means to form a film of resin fine particles on the surface of the toner base particles.
本発明においては、樹脂微粒子固定化トナーの製造工程時に、回転攪拌装置内に吸熱剤を加えているため、得られる樹脂微粒子固定化トナーは樹脂微粒子がトナー母粒子に均一に、十分被覆固定化されたトナー粒子である。このため、本発明によれば、カプセルトナーを製造する際に、カプセルトナー同士のブロッキング等を防ぎ、熱耐久性にも優れたカプセルトナーを得ることができることを特徴としている。
以下、本発明のカプセルトナーの製造方法等をより具体的に詳説する。
In the present invention, since an endothermic agent is added to the rotary stirring device during the manufacturing process of the resin fine particle-fixed toner, the resin fine particle-fixed toner is sufficiently coated and fixed with the resin fine particles uniformly on the toner base particles. Toner particles. For this reason, according to the present invention, when producing a capsule toner, it is possible to obtain a capsule toner having excellent thermal durability by preventing blocking of the capsule toners.
Hereinafter, the method for producing the capsule toner of the present invention will be described in more detail.
＜カプセルトナーの製造方法＞
図１は、本発明の第１の実施形態であるカプセルトナーの製造方法の手順の一例を示すフローチャートである。本発明のカプセルトナーの製造方法は、トナー母粒子作製工程Ｓ１と、樹脂微粒子調製工程Ｓ２と、前混合工程Ｓ３と、被膜形成工程Ｓ４とを含む。トナー母粒子作製工程Ｓ１では、トナー母粒子を作製する。樹脂微粒子調製工程では、樹脂微粒子を調製する。前混合工程では、後述する装置で樹脂微粒子の２次凝集物を解砕し、その解砕した樹脂微粒子をトナー母粒子表面に固定化する。被膜形成工程では、トナー母粒子および樹脂微粒子を可塑化させる効果のある液体を樹脂微粒子固定化トナーに噴霧し、樹脂微粒子を膜化する。
<Method for producing capsule toner>
FIG. 1 is a flowchart showing an example of the procedure of the capsule toner manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. The method for producing a capsule toner of the present invention includes a toner base particle preparation step S1, a resin fine particle preparation step S2, a premixing step S3, and a film forming step S4. In the toner base particle preparation step S1, toner base particles are prepared. In the resin fine particle preparation step, resin fine particles are prepared. In the pre-mixing step, the secondary aggregates of the resin fine particles are pulverized by an apparatus described later, and the pulverized resin fine particles are fixed on the surface of the toner base particles. In the film forming step, a liquid having an effect of plasticizing the toner base particles and the resin fine particles is sprayed on the resin fine particle fixed toner to form the resin fine particles into a film.
以下、本発明の各工程について説明する。
（１）トナー母粒子作製工程Ｓ１
トナー母粒子作製工程Ｓ１では、樹脂微粒子で被覆されるべきトナー母粒子を作製する。トナー母粒子は、結着樹脂および着色剤を含む粒子であり、その作製方法は特に限定されることなく、公知の方法によって得ることができる。例えば、粉砕法等の乾式法、並びに懸濁重合法、乳化凝集法、分散重合法、溶解懸濁法および溶融乳化法等の湿式法が挙げられる。以下、粉砕法によるトナー母粒子の作製方法を記載する。
Hereinafter, each process of the present invention will be described.
(1) Toner mother particle production step S1
In the toner base particle preparation step S1, toner base particles to be coated with resin fine particles are prepared. The toner base particles are particles containing a binder resin and a colorant, and the production method thereof is not particularly limited and can be obtained by a known method. Examples thereof include dry methods such as a pulverization method, and wet methods such as a suspension polymerization method, an emulsion aggregation method, a dispersion polymerization method, a dissolution suspension method, and a melt emulsification method. Hereinafter, a method for producing toner base particles by a pulverization method will be described.
＜トナー母粒子の作製方法＞
粉砕法によるトナー母粒子の作製では、結着樹脂、着色剤およびその他の添加剤を含むトナー組成物を混合機で乾式混合した後、混練機によって溶融混練する。溶融混練によって得られる混練物を冷却固化し、固化物を粉砕機によって粉砕する。その後、必要に応じて分級等の粒度調整を行うことでトナー母粒子を得る。
<Method for producing toner mother particles>
In the production of toner base particles by a pulverization method, a toner composition containing a binder resin, a colorant and other additives is dry-mixed with a mixer and then melt-kneaded with a kneader. The kneaded material obtained by melt kneading is cooled and solidified, and the solidified material is pulverized by a pulverizer. Thereafter, toner base particles are obtained by adjusting the particle size such as classification as required.
混合機としては公知のものを使用でき、例えば、ヘンシェルミキサ（商品名、三井鉱山株式会社製）、スーパーミキサ（商品名、株式会社カワタ製）、メカノミル（商品名、岡田精工株式会社製）等のヘンシェルタイプの混合装置、オングミル（商品名、ホソカワミクロン株式会社製）、ハイブリダイゼーションシステム（商品名、株式会社奈良機械製作所製）、コスモシステム（商品名、川崎重工業株式会社製）等が挙げられる。 Known mixers can be used. For example, Henschel mixer (trade name, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), super mixer (trade name, manufactured by Kawata Co., Ltd.), Mechano Mill (trade name, manufactured by Okada Seiko Co., Ltd.), etc. Henschel type mixing device, ong mill (trade name, manufactured by Hosokawa Micron Corporation), hybridization system (trade name, manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), Cosmo system (trade name, manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), and the like.
混練機としても公知のものを使用でき、例えば、二軸押出し機、三本ロール、ラボブラストミル等の一般的な混練機を使用できる。さらに具体的には、例えば、ＴＥＭ−１００Ｂ（商品名、東芝機械株式会社製）、ＰＣＭ−６５／８７、ＰＣＭ−３０（以上いずれも商品名、株式会社池貝製）等の１軸または２軸のエクストルーダ、ニーデックス（商品名、三井鉱山株式会社製）等のオープンロール方式の混練機が挙げられる。これらの中でも、オープンロール方式の混練機が好ましい。 A well-known thing can be used also as a kneading machine, for example, common kneading machines, such as a twin-screw extruder, a 3 roll, a laboratory blast mill, can be used. More specifically, for example, TEM-100B (trade name, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), PCM-65 / 87, PCM-30 (all are trade names, manufactured by Ikegai Co., Ltd.), etc. Extruder, Needex (trade name, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) and other open roll type kneaders. Among these, an open roll type kneader is preferable.
粉砕機としては、例えば、超音速ジェット気流を利用して粉砕するジェット式粉砕機、および高速で回転する回転子（ロータ）と固定子（ライナ）との間に形成される空間に固化物を導入して粉砕する衝撃式粉砕機が挙げられる。 As the pulverizer, for example, a jet type pulverizer that pulverizes using a supersonic jet stream, and a solidified material in a space formed between a rotor (rotor) and a stator (liner) that rotate at high speed. An impact pulverizer that introduces and pulverizes can be used.
分級には、遠心力による分級および風力による分級によって過粉砕トナー母粒子を除去できる公知の分級機を使用することができ、例えば、旋回式風力分級機（ロータリー式風力分級機）等を使用することができる。 For the classification, a known classifier capable of removing the excessively pulverized toner base particles by classification by centrifugal force and classification by wind force can be used, for example, a swirl wind classifier (rotary wind classifier) or the like is used. be able to.
＜トナー母粒子原料＞
前述のように、トナー母粒子は結着樹脂および着色剤を含む。結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、黒トナーまたはカラートナー用の公知の結着樹脂を使用することができる。例えば、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂等のスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂等が挙げられる。また原料モノマー混合物に離型剤を混合し、重合反応を行って得られる樹脂を用いてもよい。結着樹脂は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。
<Toner base particle raw material>
As described above, the toner base particles include a binder resin and a colorant. The binder resin is not particularly limited, and a known binder resin for black toner or color toner can be used. Examples thereof include styrene resins such as polystyrene and styrene-acrylic acid ester copolymer resins, acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polyolefin resins such as polyethylene, polyesters, polyurethanes, and epoxy resins. Moreover, you may use resin obtained by mixing a raw material monomer mixture with a mold release agent and performing a polymerization reaction. Binder resin can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together.
ポリエステルは透明性に優れ、凝集粒子に良好な粉体流動性、低温定着性および二次色再現性等を付与できるので、カラートナー用の結着樹脂に好適である。ポリエステルとしては公知のものを使用でき、多塩基酸と多価アルコールとの重縮合物等が挙げられる。 Polyester is excellent in transparency, and can impart good powder fluidity, low-temperature fixability, secondary color reproducibility, and the like to the aggregated particles, and is therefore suitable as a binder resin for color toners. Known polyesters can be used, and examples thereof include polycondensates of polybasic acids and polyhydric alcohols.
多塩基酸としては、ポリエステル用モノマーとして知られるものを使用でき、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族カルボン酸類、無水マレイン酸、フマル酸、琥珀酸、アルケニル無水琥珀酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸類、これら多塩基酸のメチルエステル化物等が挙げられる。多塩基酸は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。 As the polybasic acid, those known as polyester monomers can be used. For example, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic acid, naphthalenedicarboxylic acid and other aromatic carboxylic acids, maleic anhydride Examples thereof include aliphatic carboxylic acids such as acid, fumaric acid, succinic acid, alkenyl succinic anhydride, and adipic acid, and methyl esterified products of these polybasic acids. A polybasic acid can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together.
多価アルコールとしても、ポリエステル用モノマーとして知られるものを使用でき、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン等の脂肪族多価アルコール類、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールＡ等の脂環式多価アルコール類、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物等の芳香族系ジオール類等が挙げられる。多価アルコールは１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。 As polyhydric alcohols, those known as monomers for polyesters can be used. For example, aliphatic polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexanediol, neopentyl glycol, glycerin, cyclohexanediol, cyclohexanedi Examples include alicyclic polyhydric alcohols such as methanol and hydrogenated bisphenol A, aromatic diols such as an ethylene oxide adduct of bisphenol A, and a propylene oxide adduct of bisphenol A. A polyhydric alcohol can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together.
多塩基酸と多価アルコールとの重縮合反応は常法に従って実施でき、例えば、有機溶媒の存在下または非存在下および重縮合触媒の存在下に、多塩基酸と多価アルコールとを接触させることによって行われ、生成するポリエステルの酸価、軟化点等が所定の値になったところで終了する。これによって、ポリエステルが得られる。多塩基酸の一部に、多塩基酸のメチルエステル化物を用いると、脱メタノール重縮合反応が行われる。この重縮合反応において、多塩基酸と多価アルコールとの配合比、反応率等を適宜変更することによって、例えば、ポリエステルの末端のカルボキシル基含有量を調整でき、ひいては得られるポリエステルの特性を変性できる。また多塩基酸として無水トリメリット酸を用いると、ポリエステルの主鎖中にカルボキシル基を容易に導入することによっても、変性ポリエステルが得られる。ポリエステルの主鎖および／または側鎖にカルボキシル基、スルホン酸基等の親水性基を結合させ、水中での自己分散性ポリエステルも使用できる。またポリエステルとアクリル樹脂とをグラフト化して用いてもよい。 The polycondensation reaction between the polybasic acid and the polyhydric alcohol can be carried out according to a conventional method. For example, the polybasic acid and the polyhydric alcohol are contacted in the presence or absence of an organic solvent and in the presence of a polycondensation catalyst. The process is terminated when the acid value, softening point, etc. of the polyester to be produced reach a predetermined value. Thereby, polyester is obtained. When a methyl esterified product of a polybasic acid is used as a part of the polybasic acid, a demethanol polycondensation reaction is performed. In this polycondensation reaction, by appropriately changing the blending ratio of polybasic acid and polyhydric alcohol, the reaction rate, etc., for example, the carboxyl group content at the end of the polyester can be adjusted, thereby modifying the properties of the resulting polyester. it can. When trimellitic anhydride is used as the polybasic acid, a modified polyester can also be obtained by easily introducing a carboxyl group into the main chain of the polyester. A self-dispersible polyester in water in which a hydrophilic group such as a carboxyl group or a sulfonic acid group is bonded to the main chain and / or side chain of the polyester can also be used. Further, polyester and acrylic resin may be grafted.
結着樹脂は、ガラス転移温度が３０〜８０℃であることが好ましく、４０〜７０℃であることがより好ましい。結着樹脂のガラス転移温度が３０℃未満であると、画像形成装置内部においてトナーが熱凝集するブロッキングを発生し易くなり、保存安定性が低下するおそれがある。結着樹脂のガラス転移温度が８０℃を超えると、記録媒体へのトナーの定着性が低下し、定着不良が発生するおそれがある。また、同様の観点から、結着樹脂は、軟化温度が６０〜１５０℃であることが好ましく、７０〜１４０℃であることがより好ましい。 The binder resin preferably has a glass transition temperature of 30 to 80 ° C, and more preferably 40 to 70 ° C. When the glass transition temperature of the binder resin is less than 30 ° C., blocking in which the toner is thermally aggregated easily occurs inside the image forming apparatus, and storage stability may be lowered. When the glass transition temperature of the binder resin exceeds 80 ° C., the fixability of the toner to the recording medium is lowered, and there is a possibility that fixing failure occurs. From the same viewpoint, the binder resin preferably has a softening temperature of 60 to 150 ° C, and more preferably 70 to 140 ° C.
また、結着樹脂は、前記のブロッキング防止の観点から、トナー母粒子１００重量部に対して、好ましくは６０〜１００重量部、より好ましくは８０〜９５重量部、トナー母粒子中に含まれていることが好ましい。 The binder resin is preferably contained in the toner base particles in an amount of 60 to 100 parts by weight, more preferably 80 to 95 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles from the viewpoint of preventing blocking. Preferably it is.
着色剤としては、電子写真分野で常用される有機系染料、有機系顔料、無機系染料、無機系顔料等を使用できる。 As the colorant, organic dyes, organic pigments, inorganic dyes, inorganic pigments and the like commonly used in the electrophotographic field can be used.
黒色の着色剤としては、例えば、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライトおよびマグネタイト等が挙げられる。 Examples of the black colorant include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, activated carbon, nonmagnetic ferrite, magnetic ferrite, and magnetite.
黄色の着色剤としては、例えば、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５等が挙げられる。 Examples of yellow colorants include chrome lead, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa yellow G, Hansa yellow 10G, benzidine yellow G, and benzidine. Yellow GR, Quinoline Yellow Lake, Permanent Yellow NCG, Tartrazine Lake, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. And CI Pigment Yellow 185.
橙色の着色剤としては、例えば、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３等が挙げられる。 Examples of the orange colorant include red chrome yellow, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, indanthrene brilliant orange GK, C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. And CI Pigment Orange 43.
赤色の着色剤としては、例えば、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＣ、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２２等が挙げられる。
Examples of red colorants include bengara, cadmium red, red lead, mercury sulfide, cadmium, permanent red 4R, risor red, pyrazolone red, watching red, calcium salt, lake red C, lake red D, and brilliant carmine 6B. Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Alizarin Lake, Brilliant Carmine 3B, C.I. I. Pigment red 2, C.I. I. Pigment red 3, C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 6, C.I. I.
紫色の着色剤としては、例えば、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等が挙げられる。 Examples of purple colorants include manganese purple, fast violet B, methyl violet lake, and the like.
青色の着色剤としては、例えば、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０等が挙げられる。 Examples of blue colorants include bitumen, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated products, first sky blue, induslen blue BC, C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. And CI Pigment Blue 60.
緑色の着色剤としては、例えば、クロムグリーン、酸化クロム、ピクメントグリーンＢ、マイカライトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等が挙げられる。
Examples of the green colorant include chrome green, chromium oxide, pigment green B, micalite green lake, final yellow green G, C.I. I. And
白色の着色剤としては、例えば、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等の化合物が挙げられる。 Examples of the white colorant include compounds such as zinc white, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
着色剤は１種を単独で使用でき、または２種以上の異なる色のものを併用できる。また同色であっても、２種以上を併用できる。着色剤の使用量は特に制限されないけれども、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して２重量部〜２０重量部、さらに好ましくは３重量部〜１０重量部である。 One colorant can be used alone, or two or more different colorants can be used in combination. Moreover, even if it is the same color, 2 or more types can be used together. Although the amount of the colorant used is not particularly limited, it is preferably 2 to 20 parts by weight, more preferably 3 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
着色剤は、合成樹脂用添加剤を混練物中に均一に分散させるために、マスターバッチ化して用いてもよい。また合成樹脂用添加剤の２種以上を複合粒子化して用いてもよい。複合粒子は、例えば、合成樹脂用添加剤の２種以上に適量の水、低級アルコール等を添加し、ハイスピードミル等の一般的な造粒機で造粒し、乾燥させることによって製造できる。マスターバッチおよび複合粒子は、乾式混合の際にトナー組成物に混入される。 The colorant may be used as a master batch in order to uniformly disperse the additive for synthetic resin in the kneaded product. Two or more additives for synthetic resin may be used as composite particles. The composite particles can be produced, for example, by adding an appropriate amount of water, lower alcohol or the like to two or more additives for synthetic resin, granulating with a general granulator such as a high speed mill, and drying. The masterbatch and composite particles are mixed into the toner composition during dry mixing.
トナー母粒子には、結着樹脂および着色剤に加えて電荷制御剤が含まれてもよい。電荷制御剤としてはこの分野で常用される正電荷制御用および負電荷制御用の帯電制御剤を使用できる。 The toner base particles may contain a charge control agent in addition to the binder resin and the colorant. As the charge control agent, a charge control agent for positive charge control and negative charge control commonly used in this field can be used.
正電荷制御用の電荷制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩等が挙げられる。 Examples of charge control agents for positive charge control include nigrosine dyes, basic dyes, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, aminopyrines, pyrimidine compounds, polynuclear polyamino compounds, aminosilanes, nigrosine dyes and derivatives thereof, triphenylmethane Derivatives, guanidine salts, amidine salts and the like.
負電荷制御用の電荷制御剤としては、オイルブラック、スピロンブラック等の油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸およびその誘導体の金属錯体および金属塩（金属はクロム、亜鉛、ジルコニウム等）、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸等が挙げられる。電荷制御剤は１種を単独で使用できまたは必要に応じて２種以上を併用できる。電荷制御剤の使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは、結着樹脂１００重量部に対して０．５重量部〜３重量部である。 Examples of charge control agents for controlling negative charges include oil-soluble dyes such as oil black and spiron black, metal-containing azo compounds, azo complex dyes, metal salts of naphthenic acid, salicylic acid and derivatives thereof (metals are metal Chromium, zinc, zirconium, etc.), boron compounds, fatty acid soaps, long-chain alkyl carboxylates, resin acid soaps, and the like. A charge control agent can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together as needed. The amount of the charge control agent used is not particularly limited and can be appropriately selected from a wide range, but is preferably 0.5 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
トナー母粒子には、さらに離型剤が含まれてもよい。離型剤としてはこの分野で常用されるものを使用でき、例えば、パラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体等の石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックス（ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等）およびその誘導体、低分子量ポリプロピリンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックス（低分子量ポリエチレンワックス等）およびその誘導体等の炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、ライスワックスおよびその誘導体、キャンデリラワックスおよびその誘導体、木蝋等の植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋等の動物系ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステル等の油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸およびその誘導体、長鎖アルコールおよびその誘導体、シリコーン系重合体、高級脂肪酸等が挙げられる。 The toner base particles may further contain a release agent. As the release agent, those commonly used in this field can be used. For example, petroleum wax such as paraffin wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch wax and derivatives thereof, polyolefin wax (polyethylene wax, polypropylene Wax etc.) and derivatives thereof, low molecular weight polypropylene wax and derivatives thereof, hydrocarbon polymer waxes such as polyolefin polymer wax (low molecular weight polyethylene wax etc.) and derivatives thereof, carnauba wax and derivatives thereof, rice wax and derivatives thereof , Candelilla wax and its derivatives, plant waxes such as wood wax, animal waxes such as beeswax and spermaceti, and fats and oils synthetic waxes such as fatty acid amides and phenol fatty acid esters Scan, long-chain carboxylic acids and their derivatives, long-chain alcohols and derivatives thereof, silicone polymers, higher fatty acids.
誘導体には、酸化物、ビニル系モノマーとワックスとのブロック共重合物、ビニル系モノマーとワックスとのグラフト変性物等が含まれる。ワックスの使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して０．２重量部〜２０重量部、さらに好ましくは０．５重量部〜１０重量部、特に好ましくは１．０重量部〜８．０重量部である。 Derivatives include oxides, block copolymers of vinyl monomers and waxes, graft modified products of vinyl monomers and waxes, and the like. The amount of the wax used is not particularly limited and can be appropriately selected from a wide range, but is preferably 0.2 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Particularly preferred is 1.0 to 8.0 parts by weight.
＜トナー母粒子＞
得られるトナー母粒子は、体積平均粒径が４μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。トナー母粒子の体積平均粒径が４μｍ以上８μｍ以下であると、高精細な画像を長期にわたって安定して形成することができる。またこの範囲まで小粒径化することによって、少ない付着量でも高い画像濃度が得られ、トナー消費量を削減できる効果も生じる。トナー母粒子の体積平均粒径が４μｍ未満であると、トナー母粒子の粒径が小さくなり過ぎ、高帯電化および低流動化が起こるおそれがある。この高帯電化および低流動化が発生すると、感光体にトナーを安定して供給することができなくなり、地肌かぶりおよび画像濃度の低下等が発生するおそれがある。トナー母粒子の体積平均粒径が８μｍを超えると、トナー母粒子の粒径が大きく、形成画像の層厚が高くなり著しく粒状性を感じる画像となり、高精細な画像を得ることができないので望ましくない。またトナー母粒子の粒径が大きくなることによって比表面積が減少し、トナーの帯電量が小さくなる。トナーの帯電量が小さくなると、トナーが感光体に安定して供給されず、トナー飛散による機内汚染が発生するおそれがある。
<Toner base particles>
The resulting toner base particles preferably have a volume average particle size of 4 μm or more and 8 μm or less. When the volume average particle diameter of the toner base particles is 4 μm or more and 8 μm or less, a high-definition image can be stably formed over a long period of time. Further, by reducing the particle size to this range, a high image density can be obtained even with a small amount of adhesion, and the toner consumption can be reduced. If the volume average particle size of the toner base particles is less than 4 μm, the particle size of the toner base particles becomes too small, and there is a possibility that high charge and low fluidity may occur. When this high charging and low fluidity occur, it becomes impossible to stably supply the toner to the photoreceptor, and there is a risk that background fogging, a decrease in image density, and the like will occur. If the volume average particle size of the toner base particles exceeds 8 μm, it is desirable because the toner base particle size is large, the layer thickness of the formed image is high, and an image with a remarkably graininess is obtained, and a high-definition image cannot be obtained. Absent. Further, as the toner base particle size increases, the specific surface area decreases and the toner charge amount decreases. When the charge amount of the toner is small, the toner is not stably supplied to the photoconductor, and there is a possibility that in-machine contamination due to toner scattering occurs.
（２）樹脂微粒子調製工程Ｓ２
樹脂微粒子調製工程Ｓ２では、乾燥された樹脂微粒子を調製する。樹脂微粒子をトナー母粒子表面への膜化材料として用いることによって、例えば、保存中にトナー母粒子に含まれる離型剤等の低融点成分の溶融によるトナーの凝集の発生を防止することができる。
(2) Resin fine particle preparation step S2
In the resin fine particle preparation step S2, dried resin fine particles are prepared. By using the resin fine particles as a film forming material on the surface of the toner base particles, for example, it is possible to prevent toner aggregation due to melting of a low melting point component such as a release agent contained in the toner base particles during storage. .
＜樹脂微粒子の調製方法＞
樹脂微粒子は、例えば、樹脂微粒子原料である樹脂をホモジナイザー等で乳化分散させて細粒化することによって得ることができる。また樹脂のモノマー成分の重合によって得ることもできる。
<Preparation method of resin fine particles>
The resin fine particles can be obtained, for example, by emulsifying and dispersing a resin, which is a resin fine particle raw material, with a homogenizer or the like. It can also be obtained by polymerization of resin monomer components.
樹脂微粒子の乾燥方法はどのような方法を用いてもよく、例えば、熱風受熱式乾燥、伝導伝熱式乾燥、遠赤外線乾燥、マイクロ波乾燥等の方法を用いて乾燥樹脂微粒子を得ることができる。 Any method may be used for drying the resin fine particles. For example, dry resin fine particles can be obtained by using a method such as hot air heat receiving drying, conductive heat transfer drying, far infrared drying, microwave drying, or the like. .
＜樹脂微粒子原料＞
樹脂微粒子原料としては、例えば、トナー材料に用いられる樹脂を用いることができる。例えば、ポリエステル、アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体等を用いることができる。樹脂微粒子としては、上記例示した樹脂の中でも、アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合体を含むことが好ましく、スチレン−ブチルアクリレート共重合体がより好ましい。アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合体は、軽量で高い強度を有し、さらに透明性も高く、安価で、粒子径の揃った材料を得やすい等、多くの利点を有する。
<Resin fine particle raw material>
As the resin fine particle raw material, for example, a resin used for a toner material can be used. For example, polyester, acrylic resin, styrene resin, styrene-acrylic copolymer, or the like can be used. Among the resin exemplified above, the resin fine particles preferably include an acrylic resin and a styrene-acrylic copolymer, and more preferably a styrene-butylacrylate copolymer. Acrylic resins and styrene-acrylic copolymers have many advantages such as being light and having high strength, high transparency, low cost, and easy to obtain materials with uniform particle diameters.
樹脂微粒子として用いられる樹脂としては、トナー母粒子の結着樹脂と同じ種類であってもよく、違う種類の樹脂であってもよいけれども、トナーの表面改質を行う点において、違う種類の樹脂が用いられることが好ましい。樹脂微粒子として用いられる樹脂として、違う種類の樹脂が用いられる場合、樹脂微粒子として用いられる樹脂の軟化点が、トナー母粒子の結着樹脂の軟化点よりも高いものを用いることが好ましい。これによって、保存中にトナー同士がブロッキングすることが防止され、保存安定性を向上させることができる。また樹脂微粒子として用いられる軟化温度は、トナーが使用される画像形成装置にもよるけれども、６０〜１４０℃であることが好ましく、７０〜１３０℃であることがより好ましい。このような温度範囲の樹脂を用いることによって、保存安定性と定着性とを兼ね備えたトナーが得られる。 The resin used as the resin fine particles may be the same type as the binder resin of the toner base particles, or may be a different type of resin, but a different type of resin in terms of surface modification of the toner. Is preferably used. When a different type of resin is used as the resin fine particle, it is preferable to use a resin whose softening point of the resin used as the resin fine particle is higher than the softening point of the binder resin of the toner base particles. This prevents toners from blocking during storage and improves storage stability. The softening temperature used as the resin fine particles is preferably 60 to 140 ° C., more preferably 70 to 130 ° C., although it depends on the image forming apparatus in which the toner is used. By using a resin having such a temperature range, a toner having both storage stability and fixing ability can be obtained.
また、本発明においては、カプセルトナーの融着等をより抑制し得ることがあるため、樹脂微粒子のガラス転移温度は、４０〜１００℃が好ましく、５０〜８０℃がより好ましい。 In the present invention, since the fusion of the capsule toner or the like can be further suppressed, the glass transition temperature of the resin fine particles is preferably 40 to 100 ° C, more preferably 50 to 80 ° C.
被覆材料として樹脂微粒子を用いることによって、例えば、樹脂微粒子を分散させた液体によってトナー母粒子に液体を噴霧し、被覆したとき、樹脂微粒子の形状がトナー母粒子表面に残り、平滑な表面を有するトナーに比べて、クリーニング性に優れるトナーを得ることができる。このような樹脂微粒子は、例えば、樹脂微粒子原料をホモジナイザー等で乳化分散させて細粒化することによって得ることができる。またモノマーの重合によって得ることもできる。 By using resin fine particles as the coating material, for example, when the toner base particles are sprayed and coated with a liquid in which resin fine particles are dispersed, the shape of the resin fine particles remains on the surface of the toner base particles and has a smooth surface. As compared with the toner, a toner having excellent cleaning properties can be obtained. Such resin fine particles can be obtained, for example, by emulsifying and dispersing resin fine particle raw materials with a homogenizer or the like to make fine particles. It can also be obtained by monomer polymerization.
本発明においては、カプセルトナー同士の融着等を十分に抑制することができるため、樹脂微粒子は、トナー母粒子１００重量部に対し、好ましくは２〜２０重量部、より好ましくは３〜１５重量部使用される。 In the present invention, since the fusion between capsule toners can be sufficiently suppressed, the resin fine particles are preferably 2 to 20 parts by weight, more preferably 3 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles. Used part.
樹脂微粒子の体積平均粒径は、トナー母粒子の平均粒径よりも充分に小さいことが必要であり、さらに樹脂微粒子の体積平均粒径は、０．０５μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。また樹脂微粒子の体積平均粒径は、０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることがより好ましい。樹脂微粒子の体積平均粒径が０．０５μｍ以上１μｍ以下であることによって、好適な大きさの突起部が被覆層表面に形成される。これによってクリーニング時にトナーがクリーニングブレードに引っ掛かり易くなり、クリーニング性が向上する。 The volume average particle size of the resin fine particles needs to be sufficiently smaller than the average particle size of the toner base particles, and the volume average particle size of the resin fine particles is preferably 0.05 μm or more and 1 μm or less. The volume average particle size of the resin fine particles is more preferably 0.1 μm or more and 0.5 μm or less. When the volume average particle diameter of the resin fine particles is 0.05 μm or more and 1 μm or less, a protrusion having a suitable size is formed on the surface of the coating layer. As a result, the toner is easily caught on the cleaning blade during cleaning, and the cleaning performance is improved.
（３）前混合工程Ｓ３
前混合工程Ｓ３では、例えば、図２に示す回転撹拌装置を用い、装置の循環および撹拌による衝撃力によって樹脂微粒子の２次凝集物を解砕し、解砕した樹脂微粒子をトナー母粒子表面に付着および固定化して樹脂微粒子固定化トナーを得る。
(3) Pre-mixing step S3
In the pre-mixing step S3, for example, the rotary agitation device shown in FIG. 2 is used, and the secondary agglomerates of the resin fine particles are crushed by the impact of circulation and agitation of the device, and the crushed resin fine particles are applied to the surface of the toner base particles. Adhering and fixing to obtain resin fine particle fixed toner.
＜回転撹拌装置＞
図２は、本発明の第１の実施形態であるトナーの製造方法で用いる回転撹拌装置２０１の構成を示す正面図である。図３は、図２に示すトナーの回転撹拌装置２０１を切断面線Ａ２００―Ａ２００からみた概略断面図である。回転撹拌装置２０１は、粉体流路２０２と、噴霧手段２０３と、回転撹拌手段２０４と、温度調整用ジャケット２２４と、粉体投入部２０６と、粉体回収部２０７とを含んで構成される。
<Rotating stirrer>
FIG. 2 is a front view showing the configuration of the
さらに、吸熱剤が、被覆固定化時の粉体流路内の温度がピークに達する前に供給され始める場合、樹脂微粒子が軟化するより前に樹脂微粒子を冷却することが可能となり、解砕を好適に進行させることが可能となる。その後に吸熱剤が気体となって排出されることで粉体流路内の温度が上昇し、好適に膜化を進行させることができる。この場合も、さらにより熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。なお、本発明においてピークとは、前混合工程Ｓ３における被覆固定化時の粉体流路内の最高温度を意味する。 Furthermore, if the endothermic agent is supplied before the temperature in the powder flow path at the time of fixing the coating reaches the peak, the resin fine particles can be cooled before the resin fine particles are softened, and the crushing is performed. It becomes possible to proceed suitably. Thereafter, the endothermic agent is discharged as a gas, whereby the temperature in the powder flow path is increased, and film formation can be suitably performed. Also in this case, a capsule toner having further excellent heat durability can be obtained. In the present invention, the peak means the maximum temperature in the powder flow channel at the time of fixing the coating in the premixing step S3.
他方、回転撹拌手段が、回転羽根を周囲に設置した回転盤および回転軸を含む場合、系内の温度をより均一に保つことができるため、吸熱剤の吸熱効果を引き出し、樹脂微粒子固定化トナーのブロッキングをより効果的に防止することができる。 On the other hand, when the rotating agitation means includes a rotating disk and a rotating shaft with rotating blades installed around them, the temperature in the system can be kept more uniform. Can be more effectively prevented.
粉体流路２０２は、回転撹拌室２０８と、循環管２０９とから構成される。回転撹拌室２０８は、内部空間を有する略円柱形状の容器状部材である。回転撹拌室２０８には、開口部２１０、２１１が形成される。開口部２１０は、回転撹拌室２０８の軸線方向一方側の面２０８ａにおける略中央部において、回転撹拌室２０８の軸線方向一方側の面２０８ａを含む側壁を厚み方向に貫通するように形成される。また、開口部２１１は、回転撹拌室２０８の前記軸線方向一方側の面２０８ａに垂直な側面２０８ｂにおいて、回転撹拌室２０８の側面２０８ｂを含む側壁を厚み方向に貫通するように形成される。循環管２０９は、一端が開口部２１０と接続され、他端が開口部２１１と接続される。これによって回転撹拌室２０８の内部空間と循環管２０９の内部空間とが連通され、粉体流路２０２が形成される。この粉体流路２０２を、前混合工程においてはトナー母粒子、樹脂微粒子および気体が流過する。粉体流路２０２の循環管２０９には、粉体投入部２０６と、粉体回収部２０７とが接続される。
The
図４は、粉体投入部２０６および粉体回収部２０７まわりの構成を示す正面図である。粉体投入部２０６には、トナー母粒子および樹脂微粒子を供給する図示しないホッパと、ホッパと粉体流路２０２とを連通する供給管２１２と、供給管２１２に設けられる電磁弁２１３とを備える。ホッパから供給されるトナー母粒子および樹脂微粒子、または樹脂微粒子固定化トナーは、電磁弁２１３によって供給管２１２内の流路が開放されている状態において、供給管２１２を介して粉体流路２０２に供給される。粉体流路２０２に供給されるトナー母粒子および樹脂微粒子、または樹脂微粒子固定化トナーは、回転撹拌手段２０４による撹拌によって、一定の粉体流動方向に流過する。また電磁弁２１３によって供給管２１２内の流路が閉鎖されている状態においては、トナー母粒子および樹脂微粒子が粉体流路２０２に供給されない。粉体回収部２０７には、回収タンク２１５と、回収タンク２１５と粉体流路２０２とを連通する回収管２１６と、回収管２１６に設けられる電磁弁２１７とを備える。電磁弁２１７によって回収管２１６内の流路が開放されている状態において、粉体流路２０２を流過するトナー粒子は回収管２１６を介して回収タンク２１５に回収される。また電磁弁２１７によって回収管２１６内の流路が閉鎖されている状態において、粉体流路２０２を流過するトナー粒子は回収されない。
FIG. 4 is a front view showing the configuration around the
吸熱剤に関しても粉体投入部より吸熱剤供給手段４０１を用いて供給することができる。吸熱剤は図４に示すような供給装置から供給されるが、回転撹拌装置内は外気に対して運転中は陽圧に保たれることから、正常に投入するためには、吸熱剤供給手段４０１は加圧式の吸熱剤供給手段であることが好ましい。この場合、粉体であるドライアイスは図示しない断熱されたタンクやホッパに保管され、吸熱剤供給手段４０１より定量供給される。流体である液体窒素に関しても同様に、図示しないタンクやデュワー等に保管されたものから吸熱剤供給手段４０１より定量供給される。供給用の加圧には別途エアを用いても構わないし、吸熱剤の気化による自己加圧を利用しても構わない。例えば、ドライアイスの供給には、一般的なフィーダータイプのものを利用できるし、ドライアイスブラスト等で用いられる加圧型のものを用いることもできる。また、液体窒素の供給には例えば一般的なサイフォンを用いることもできる。液体窒素容器内を加圧することにより取出し口から内圧によって供給される。 The endothermic agent can also be supplied from the powder input unit using the endothermic agent supply means 401. The endothermic agent is supplied from a supply device as shown in FIG. 4, but the inside of the rotary agitator is kept at a positive pressure during operation with respect to the outside air. 401 is preferably a pressurized endothermic agent supply means. In this case, dry ice, which is powder, is stored in an insulated tank or hopper (not shown), and is supplied in a fixed amount from the endothermic agent supply means 401. Similarly, liquid nitrogen, which is a fluid, is quantitatively supplied from the endothermic agent supply means 401 from what is stored in a tank or dewar (not shown). Air may be separately used for supply pressurization, or self-pressurization by vaporization of the endothermic agent may be used. For example, a general feeder type can be used for supplying dry ice, and a pressurized type used in dry ice blasting or the like can also be used. Further, for example, a general siphon can be used to supply liquid nitrogen. The inside of the liquid nitrogen container is pressurized and supplied by the internal pressure from the outlet.
装置の動作に関しては、上記の粉体投入での動作と同様にして行われるが、吸熱剤は回収時には気化しており回収タンクには回収されない。気化した吸熱剤は、後述するキャリアガスおよびガス化した揮発性可塑剤と同様の経路を通り、ガス排出部２２２から系外へ排出されることが好ましい。その際、ドライアイスおよび液体窒素であれば火災の恐れも無く通常でも大気中に存在するものであることから、特段の回収設備を要せず好適に使用することが可能である。
The operation of the apparatus is performed in the same manner as the above-described operation when the powder is charged, but the endothermic agent is vaporized at the time of recovery and is not recovered in the recovery tank. The vaporized endothermic agent is preferably discharged out of the system from the
また、本発明によれば、吸熱剤を回転撹拌装置に備えた粉体供給手段３０１を経由して粉体流路内に供給することもできる。この場合、吸熱剤を直接、粉体流路に供給することができる。このため、粉体流路内の温度上昇を効果的に抑え、さらに均一に保つこともでき、より熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。この場合、吸熱剤と使用原料等の粉体を混合した後に粉体流路に供給してもよく、個別に供給してもよい。 Further, according to the present invention, the endothermic agent can be supplied into the powder flow path via the powder supply means 301 provided in the rotary stirring device. In this case, the endothermic agent can be directly supplied to the powder flow path. For this reason, the temperature rise in the powder flow path can be effectively suppressed, and can be kept more uniform, and a capsule toner having more excellent heat durability can be obtained. In this case, the endothermic agent and the raw material used may be mixed and then supplied to the powder flow path or may be supplied individually.
回転撹拌手段２０４は、回転軸２１８と、円盤状の回転盤２１９と、複数の撹拌羽根２２０とを含む。回転軸２１８は、回転軸２１８を駆動する部分である図示しない回転軸部において、図示しないモータによって軸線回りに回転する円柱棒状部材である。回転軸２１８は、回転撹拌室２０８の軸線に一致する軸線を有しかつ回転撹拌室２０８の軸線方向他方側の面２０８ｃに、面２０８ｃを含む側壁を厚み方向に貫通するように形成される貫通孔２２１に挿通されるように設けられ、図示しないモータによって軸線回りに回転する円柱棒状部材である。回転盤２１９は、その軸線が回転軸２１８の軸線に一致するように回転軸２１８に支持され、回転軸２１８の回転に伴って回転する円盤状部材である。複数の撹拌羽根２２０は、回転盤２１９によって支持され、回転盤２１９の回転に伴って回転する。
The rotating stirring means 204 includes a
回転撹拌手段２０４の回転速度は、最外周における周速が５０ｍ／ｓｅｃ以上に設定される。回転撹拌手段２０４の最外周とは、回転撹拌手段２０４の回転軸２１８が延びる方向に垂直な方向において、回転軸２１８の軸線との距離がもっとも長い回転撹拌手段２０４の部分である。最外周における周速が５０ｍ／ｓｅｃ以上であると、トナー母粒子および樹脂微粒子を孤立流動させることと、トナー母粒子および樹脂微粒子の流路内壁に対する衝突頻度を低減することとを同時に達成することができる。最外周における周速が５０ｍ／ｓｅｃ未満であると、トナー母粒子および樹脂微粒子を孤立流動させることができないためトナー母粒子に被膜を形成することができなくなる。
The rotational speed of the rotary stirring means 204 is set so that the peripheral speed at the outermost periphery is 50 m / sec or more. The outermost periphery of the rotary stirring means 204 is a portion of the rotary stirring means 204 having the longest distance from the axis of the
前混合工程において、樹脂微粒子の２次凝集体を安定して解砕するために、トナー母粒子および樹脂微粒子の循環および撹拌に起因する粉体流路２０２内の温度上昇による樹脂微粒子の軟化を抑える必要がある。このため樹脂微粒子の粉体流路２０２内の温度は樹脂微粒子のガラス転移温度以下に設定することが好ましい。
In the pre-mixing step, in order to stably disintegrate the secondary aggregates of the resin fine particles, the resin fine particles are softened by the temperature rise in the
加えて、樹脂微粒子の粉体流路２０２内の温度はトナー母粒子の結着樹脂のガラス転移温度以下に設定することが好ましい。これによってトナー母粒子同士の凝集を抑え、樹脂微粒子の均一被覆と粉体流路内壁への付着防止を実現できる。これには、粉体流路２０２および回転撹拌手段２０４の温度をトナー母粒子の結着樹脂および樹脂微粒子のガラス転移温度以下に維持すべく、内径が粉体流路管および回転撹拌手段の外径よりも大きい温度調整用ジャケット２２４を粉体流路管および回転撹拌手段の外側の少なくとも一部に配設して、その空間に冷却媒または加温媒を通じて温度調整する機能を備えた装置を設けることが好ましい。
In addition, the temperature in the
温度調整手段である温度調整用ジャケット２２４は、粉体流路２０２内壁の少なくとも一部に設けられる。温度調整用ジャケット２２４は、その内部に形成される流路２２５に水等の媒体を流すことによって、粉体流路２０２内壁温度を一定に調整し、トナー母粒子の付着を防止する。温度調整用ジャケット２２４は、トナー母粒子が付着し易い粉体流路２０２の部分の外側に設けられることが好ましい。本実施の形態において温度調整用ジャケット２２４は、少なくとも粉体流路２０２における循環管２０９全体、回転撹拌室２０８および回転撹拌室壁面内部に設けられる。噴霧手段２０３については後述の被膜形成工程で説明する。
A
＜樹脂微粒子固定化トナーの作製＞
図１に戻って、前記回転撹拌装置を用いる前混合工程Ｓ３は、第１温度調整工程Ｓ３ａと、第１粉体投入工程Ｓ３ｂと、樹脂微粒子解砕工程Ｓ３ｃと、樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄと、第１粉体回収工程Ｓ３ｅとを含む。まず、第１温度調整工程Ｓ３ａとして、温度調整用ジャケット２２４により粉体流路２０２内壁の温度を一定に調整する。次に、第１粉体投入工程Ｓ３ｂとして、回転撹拌手段２０４の回転軸２１８が回転する状態で、粉体投入部２０６からトナー母粒子および樹脂微粒子を粉体流路２０２に供給する。このとき吸熱剤も同時に加えることができる。本工程で、回転撹拌手段２０４の最外周の周速は、５０ｍ／ｓｅｃ以上に設定される。粉体流路２０２に供給されたトナー母粒子および樹脂微粒子は、回転撹拌手段２０４によって撹拌され、粉体流路２０２の循環管２０９を矢符２１４方向に流過する。樹脂微粒子解砕工程Ｓ３ｃおよび樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄとして、粉体流路２０２の回転撹拌室２０８において、樹脂微粒子の２次凝集物は、１次粒子径の約１〜１０倍の粒子径まで解砕される。解砕された樹脂微粒子は、粉体流路２０２において再凝集することなくトナー母粒子表面に付着、固定化される。トナー母粒子表面に樹脂微粒子が固定化され、粉体の流過速度が安定すると、粉体回収工程として、回転撹拌手段２０４の回転を停止させて、粉体回収部２０７から樹脂微粒子固定化トナーを回収する。
<Preparation of resin fine particle fixed toner>
Returning to FIG. 1, the pre-mixing step S3 using the rotary stirring device includes a first temperature adjusting step S3a, a first powder charging step S3b, a resin fine particle crushing step S3c, and a resin fine particle fixing step S3d. And a first powder recovery step S3e. First, as the first temperature adjustment step S3a, the temperature of the inner wall of the
樹脂微粒子はトナー母粒子と混合する前においては凝集状態にあり、樹脂微粒子の凝集物を解砕しないままトナー母粒子および樹脂微粒子に可塑化効果のある液体を噴霧し、樹脂微粒子の膜化を図ると、凝集した樹脂微粒子がトナー母粒子表面に付着して固定化されるので、膜厚等の不均一な被膜が形成される。前混合工程を行う、すなわち液体噴霧による膜化の前工程として液体未噴霧状態で樹脂微粒子の解砕処理を行うことによって、凝集物が解砕された状態で樹脂微粒子をトナー母粒子表面へ固定化でき、この状態で液体噴霧による樹脂微粒子の展延処理を行うので、膜厚が均一で、トナー母粒子の露出のない均一性の高い被膜形成が可能となる。 The resin fine particles are in an aggregated state before being mixed with the toner base particles, and a liquid having a plasticizing effect is sprayed on the toner base particles and the resin fine particles without crushing the aggregates of the resin fine particles, so that the resin fine particles are formed into a film. In this case, the aggregated resin fine particles adhere to the surface of the toner base particles and are fixed, so that a non-uniform film such as a film thickness is formed. The pre-mixing process is performed, that is, the resin fine particles are pulverized in a liquid unsprayed state as a pre-process for film formation by liquid spraying, so that the resin fine particles are fixed to the toner base particle surface in a state where the aggregates are crushed. In this state, the spreading process of the resin fine particles by liquid spraying is performed, so that it is possible to form a highly uniform film with a uniform film thickness and without exposure of toner base particles.
第１温度調整工程Ｓ３ａを行うことによって、解砕の妨げとなる樹脂微粒子の軟化を引き起こす急激な温度上昇を抑制できる。このとき吸熱剤を加えることで急激な熱上昇を抑え解砕に適した温度を維持することができる。また、流動状態にあるトナー母粒子および樹脂微粒子が回転撹拌手段２０４および粉体流路内壁との衝突によって蓄熱して軟化し、回転撹拌手段２０４および粉体流路内壁に固着する不具合を防止することができるので、樹脂微粒子固定化トナーの収率が向上する。また、トナー母粒子の結着樹脂のガラス転移温度を超えることにより微粒子が固着されやすくなることから、微粒子の解砕が進むまでは低温で維持される方が好ましい。
By performing 1st temperature adjustment process S3a, the rapid temperature rise which causes the softening of the resin fine particle which becomes a hindrance of crushing can be suppressed. At this time, by adding an endothermic agent, a rapid increase in heat can be suppressed and a temperature suitable for crushing can be maintained. Further, the toner base particles and the resin fine particles in the fluidized state are accumulated and softened by collision with the
本発明においては、樹脂微粒子固定化トナーを循環気流中、吸熱剤の存在下に流動させるが、循環気流は、カプセルトナーの物性や製造工程へ影響を与えない限り、いかなる気流も使用することができ、安全、製造コスト等の観点から空気流下に行うことが好ましい。 In the present invention, the resin fine particle-fixed toner is caused to flow in the circulation airflow in the presence of the endothermic agent. Any airflow may be used as long as the circulation airflow does not affect the physical properties of the capsule toner and the manufacturing process. It is preferable to carry out under an air flow from the viewpoint of safety, manufacturing cost and the like.
本発明によれば、吸熱剤が、好ましくは２０℃以下、より好ましく１０℃以下の沸点を有する、液体または固体である場合、より効率的に粉体、粉体流路、特に回転羽根を冷却できるため、さらに安定に熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。また、直接系内への冷却効果を期待することができるため、吸熱剤は、トナー母粒子および樹脂微粒子の合計１００重量部に対し、好ましくは１〜４０重量部、より好ましくは２〜２０重量部使用される。 According to the present invention, when the endothermic agent is a liquid or a solid having a boiling point of preferably 20 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower, the powder, the powder passage, particularly the rotary blade is cooled more efficiently. Therefore, it is possible to obtain a capsule toner that is more stable and excellent in heat durability. Further, since a cooling effect directly into the system can be expected, the endothermic agent is preferably 1 to 40 parts by weight, more preferably 2 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of the toner base particles and the resin fine particles. Used part.
本発明においては、回転攪拌装置においては粉体流路内の空気は少量ずつ系外へと排出されていることから吸熱剤が気体となることで排出が可能となる。吸熱剤が液体または固体であることから少量の添加量により効果を発揮することができ、さらに粉体との接触による冷却効果も期待できる。また、沸点が２０度以下である場合、速やかに気相に変化し、蒸発潜熱あるいは転移潜熱を吸収するため、効率的に粉体および粉体流路を冷却できる。粉体流路内の発熱により相変化することで気体となり吸熱を行った後に、速やかに装置外へ排出されることから好適に使用することが可能である。２０℃以下で速やかに気化するならば気体への相変化は固体から液体を経由して行われても構わないし、また昇華により固体から直接気化する吸熱剤でも構わない。具体的には、２０℃以下の沸点を有する液体の吸熱剤として、液体窒素、液体アルゴン、液体キセノン、液化メタン等の炭素化合物類、フルオロカーボン類等が挙げられる。一方、２０℃以下の沸点を有する固体の吸熱剤として、ドライアイス、固体窒素、また上記の液体の吸熱剤が凍結した固体等が挙げられる。本発明においてはハンドリング等の観点から、発火等の怖れがなく、気中に放出されても問題が少ない等の条件を満たすこれら吸熱剤として、液体窒素、ドライアイスが好ましい。 In the present invention, in the rotary agitator, the air in the powder passage is discharged little by little to the outside of the system, so that the endothermic agent becomes a gas and can be discharged. Since the endothermic agent is liquid or solid, the effect can be exhibited with a small addition amount, and further, a cooling effect by contact with the powder can be expected. Further, when the boiling point is 20 degrees or less, the powder quickly changes to the gas phase and absorbs latent heat of vaporization or latent heat of transition, so that the powder and the powder passage can be efficiently cooled. It is possible to use suitably because it changes into gas by heat generation in the powder flow path, becomes a gas and absorbs heat, and then is quickly discharged out of the apparatus. If the gas is rapidly vaporized at 20 ° C. or lower, the phase change to a gas may be carried out from a solid via a liquid, or an endothermic agent that vaporizes directly from a solid by sublimation. Specifically, examples of the liquid endothermic agent having a boiling point of 20 ° C. or less include carbon compounds such as liquid nitrogen, liquid argon, liquid xenon, and liquefied methane, and fluorocarbons. On the other hand, examples of the solid endothermic agent having a boiling point of 20 ° C. or lower include dry ice, solid nitrogen, and a solid obtained by freezing the above liquid endothermic agent. In the present invention, from the viewpoint of handling and the like, liquid nitrogen and dry ice are preferable as these endothermic agents that satisfy the condition that there is no fear of ignition or the like and there are few problems even if released into the air.
また、吸熱剤がドライアイスまたは液体窒素である場合、吸熱剤が気相に変化した後、吸熱剤が安全性の高い二酸化炭素や窒素に変化するため、加えてより安全に熱耐久性に優れたカプセルトナーを得ることができる。さらに、製造工程や所望の物性に影響を与えない限り、吸熱剤を単独で使用してもよく、２種以上の吸熱剤を併用してもよい。よって、この場合、特段の回収設備は不要である。 Also, when the endothermic agent is dry ice or liquid nitrogen, the endothermic agent changes to highly safe carbon dioxide or nitrogen after the endothermic agent changes to the gas phase, and in addition, it is safer and has better heat durability. Capsule toner can be obtained. Furthermore, as long as the production process and desired physical properties are not affected, the endothermic agent may be used alone, or two or more endothermic agents may be used in combination. Therefore, in this case, no special recovery facility is required.
本発明においては、樹脂微粒子とトナー母粒子とを、回転攪拌手段と温度調整手段とを備えた回転攪拌装置の粉体流路内で、吸熱剤の存在下に、流動させるが、吸熱剤の粉体流路内への投入方法としては、樹脂微粒子、トナー微粒子等の粉体原料と吸熱剤とを混合して系内へ加えてもよく、前記粉体原料と吸熱剤とを個別に系内に加えてもよい。ここで、個別に加えた場合、粉体流動部に加えることによって系内をより均一に冷却することができるため好ましい。この場合、所望の樹脂微粒子の解砕性を得ることができる限り、吸熱剤を一度に加えてもよく、連続的に加えてもよく、逐次的に加えてもよい。 In the present invention, the resin fine particles and the toner base particles are caused to flow in the presence of the endothermic agent in the powder flow path of the rotary stirring device provided with the rotary stirring means and the temperature adjusting means. As a charging method into the powder flow path, a powder raw material such as resin fine particles and toner fine particles and an endothermic agent may be mixed and added to the system, and the powder raw material and the endothermic agent may be individually added to the system. It may be added inside. Here, when added individually, it is preferable because the inside of the system can be cooled more uniformly by adding it to the powder flow part. In this case, the endothermic agent may be added at one time, may be added continuously, or may be added sequentially as long as the desired resin fineness can be obtained.
第１温度調整工程では、粉体流路内の温度を５５℃以下に調整することが好ましい。ジャケットの温度を１０℃以下に設定することで排熱能力および排熱速度を増すことができ、粉体流路内の温度上昇を抑え樹脂微粒子の解砕を進行させることが可能となり被膜の均一化が図れる。 In the first temperature adjustment step, it is preferable to adjust the temperature in the powder passage to 55 ° C. or lower. By setting the jacket temperature to 10 ° C or lower, the exhaust heat capacity and exhaust heat speed can be increased, the temperature rise in the powder flow path can be suppressed, and the fine resin particles can be crushed, resulting in a uniform coating Can be achieved.
しかしながら、製造条件によっては前混合中に粉体流路内の温度が上昇してしまう場合が存在する。特に製造スケールを大きくした場合や、処理量を増やす場合には、このような問題に直面する傾向にある。粉体流路内で発生する熱は、温度調整用ジャケットを通じて系外に排出されるが、処理量が多くなる場合はこの排熱が間に合わず粉体流路の温度が上昇してしまう。結果として、樹脂微粒子が解砕される前に軟化や、母粒子への固定化を引き起こすことから解砕性が悪化し、被膜の均一性が悪化してしまう。 However, depending on the manufacturing conditions, the temperature in the powder flow path may increase during premixing. In particular, when the production scale is increased or the processing amount is increased, such a problem tends to be faced. The heat generated in the powder flow path is discharged out of the system through the temperature adjustment jacket. However, when the amount of treatment increases, the exhaust heat cannot keep up and the temperature of the powder flow path rises. As a result, since the resin fine particles are softened or fixed to the mother particles before being crushed, the pulverization property is deteriorated and the uniformity of the coating is deteriorated.
このような場合も条件を適切に設定し、温度上昇の時間を緩やかにすることで解砕処理に必要な処理時間を確保することが可能となる。このため第１温度調整工程では、原料を投入した後の粉体流路内の温度が、トナー母粒子の結着樹脂のガラス転移温度以下である処理時間が長く確保されることが望ましい。原料と一緒に吸熱剤を投入することにより低温度の処理時間が確保されれば樹脂微粒子の解砕を進行させることが可能となり被膜の均一化が図れる。 Even in such a case, it is possible to ensure the processing time required for the crushing process by appropriately setting the conditions and slowing the time of temperature rise. For this reason, in the first temperature adjustment step, it is desirable to ensure a long processing time in which the temperature in the powder flow path after the raw material is charged is equal to or lower than the glass transition temperature of the binder resin of the toner base particles. If a low temperature treatment time is ensured by adding an endothermic agent together with the raw material, the resin fine particles can be crushed and the coating can be made uniform.
さらに、相変化により気体となる吸熱剤を追加で投入することによっても温度上昇を遅らせることが可能である。常温常圧で気体となる吸熱剤は排気部より排出され最終製品に残らないことから好適に用いることが可能である。吸熱剤はトナーおよび樹脂微粒子を可塑化させないものが望ましく、それ自体低温であることがより望ましい。また吸熱剤が気体となった後は温度上昇することから、解砕後はトナー母粒子および樹脂微粒子の撹拌による温度上昇を利用して樹脂微粒子をトナー母粒子表面に付着および固定化することができるので、一層の被膜の均一化が図れる。 Furthermore, it is possible to delay the temperature rise by additionally introducing an endothermic agent that becomes a gas due to phase change. An endothermic agent that becomes a gas at room temperature and normal pressure is discharged from the exhaust part and does not remain in the final product, and thus can be suitably used. The endothermic agent is desirably one that does not plasticize the toner and resin fine particles, and more desirably itself has a low temperature. In addition, since the temperature rises after the endothermic agent becomes a gas, the resin fine particles can be adhered and fixed on the surface of the toner base particles by using the temperature rise by stirring the toner base particles and the resin fine particles after crushing. As a result, a uniform coating can be achieved.
これらによって、樹脂微粒子を充分に解砕でき、解砕後はトナー母粒子および樹脂微粒子の撹拌による温度上昇を利用して樹脂微粒子をトナー母粒子表面に付着および固定化することができるので、一層の被膜の均一化が図れ、回転撹拌手段２０４および粉体流路内への固着を防止できるので、樹脂微粒子固定化トナーの収率を一層向上させることができる。 By these, the resin fine particles can be sufficiently crushed, and after pulverization, the resin fine particles can be adhered and fixed on the surface of the toner mother particles by utilizing the temperature rise caused by the stirring of the toner mother particles and the resin fine particles. The coating film can be made uniform, and can be prevented from adhering to the rotary stirring means 204 and the powder flow path, so that the yield of the resin fine particle fixed toner can be further improved.
（４）被膜形成工程Ｓ４
被膜形成工程Ｓ４では、例えば、前述の回転撹拌装置２０１を用い、流動状態にある前混合工程で得られた樹脂微粒子固定化トナーに噴霧手段２０３でトナー母粒子および樹脂微粒子を可塑化する効果のある液体を噴霧することによって、トナー母粒子表面に樹脂微粒子を展延し、樹脂微粒子の被膜を形成する。
(4) Film forming step S4
In the film forming step S4, for example, the above-described
図３にて示すように、噴霧手段２０３は、粉体流路２０２の循環管２０９において、樹脂微粒子固定化トナーの流動方向における開口部２１１に最も近い側の粉体流過部に設けられる。噴霧手段２０３は、液体を貯留する液体貯留部と、キャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、液体とキャリアガスとを混合し、得られる混合物を粉体流路２０２内に存在する樹脂微粒子固定化トナーに向けて噴霧し、液体の液滴を樹脂微粒子固定化トナーに噴霧する二流体ノズルとを備える。キャリアガスとしては、圧縮エア等を用いることができる。
As shown in FIG. 3, the spraying means 203 is provided in the powder flow portion on the side closest to the
本実施の形態では、噴霧手段２０３の二流体ノズルは、粉体流路２０２の外壁に形成される開口に挿通され、粉体流路２０２において樹脂微粒子固定化トナーが流動する方向である粉体流動方向に対して、粉体流路２０２内側に向けて平行に設けられる。これによって、噴霧手段２０３からの液体噴霧方向が、粉体流動方向と同方向になる。液体噴霧方向とは、二流体ノズルの軸線の方向である。噴霧手段２０３からの液体噴霧方向と、粉体流動方向との成す角度θは、０°以上４５°以下であることが好ましい。θがこのような範囲内であると、液体の液滴が粉体流路２０２内壁で反跳することが防止され、被膜が形成されたトナー母粒子の収率を一層向上することができる。噴霧手段２０３からの液体噴霧方向と、粉体流動方向との成す角度θが４５°を超えると、液体の液滴が粉体流路２０２内壁で反跳し易くなり、液体が滞留し易くなり樹脂微粒子固定化トナーの凝集が発生して収率が悪化する。
In the present embodiment, the two-fluid nozzle of the spraying means 203 is inserted into an opening formed in the outer wall of the
また二流体ノズルによる噴霧の拡がり角度φは、２０°以上９０°以下であることが好ましい。拡がり角度φがこの範囲から外れると、トナー母粒子に対する液体の均一な噴霧が困難となるおそれがある。 The spray spreading angle φ by the two-fluid nozzle is preferably 20 ° or more and 90 ° or less. If the spread angle φ is out of this range, it may be difficult to uniformly spray the liquid onto the toner base particles.
トナー母粒子および樹脂微粒子を溶解せず軟化させる効果のある液体、即ち、揮発性可塑剤としては、特に限定されないけれども、液体の噴霧後に除去される必要があるので、蒸発し易い液体であることが好ましい。このような液体としては、低級アルコールを含むことが好ましい。低級アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等が挙げられる。液体がこのような低級アルコールを含むと、被覆材料である樹脂微粒子のトナー母粒子に対する濡れ性を高めることができ、トナー母粒子の表面全面または大部分に樹脂微粒子を付着させ、さらに変形、膜化させることが容易となる。また液体を除去するときの乾燥時間を一層短縮することができ、トナー母粒子同士の凝集を抑制することができる。 The liquid that has the effect of softening the toner base particles and the resin fine particles without dissolving them, that is, the volatile plasticizer is not particularly limited, but it must be removed after the liquid is sprayed. Is preferred. Such a liquid preferably contains a lower alcohol. Examples of the lower alcohol include methanol, ethanol, propanol and the like. When the liquid contains such a lower alcohol, the wettability of the resin fine particles as the coating material to the toner base particles can be improved, and the resin fine particles are adhered to the entire surface or most of the toner base particles, and further deformed, film It becomes easy to make it. Further, the drying time when removing the liquid can be further shortened, and aggregation of the toner base particles can be suppressed.
噴霧手段２０３で噴霧する液体の濃度は、機外への排出部において濃度センサで３％以下程度であることが好ましい。噴霧手段２０３による液体の噴霧速度がこのような範囲であると、液体の乾燥速度を充分に大きくすることができるので、未乾燥の液体が残存している樹脂微粒子固定化トナーが他の樹脂微粒子固定化トナーに付着することを防止することができ、樹脂微粒子固定化トナーの凝集を防止することができる。噴霧手段２０３による液体の噴霧速度は、濃度センサで０．１％以上３．０％以下であることがさらに好ましい。噴霧速度がこのような範囲であると、生産性を低下させることなく、樹脂微粒子固定化トナーの凝集を防止することができる。 The concentration of the liquid sprayed by the spraying means 203 is preferably about 3% or less by the concentration sensor at the discharge part to the outside of the apparatus. If the spraying speed of the liquid by the spraying means 203 is in such a range, the drying speed of the liquid can be sufficiently increased. Therefore, the resin fine particle-fixed toner in which the undried liquid remains is the other resin fine particles. Adhesion to the fixed toner can be prevented, and aggregation of the resin fine particle fixed toner can be prevented. The spraying speed of the liquid by the spraying means 203 is more preferably 0.1% or more and 3.0% or less by the concentration sensor. When the spraying speed is within such a range, aggregation of the resin fine particle fixed toner can be prevented without reducing productivity.
なお、ガス化した液体はガス排出部２２２から系外へ排出されることが好ましい。機内でガス化した液体を系外へ排出することにより、液体の乾燥速度を速め、未乾燥の液体が残存しているトナー粒子が他のトナー粒子に付着することを防止することができ、トナー粒子の凝集を防止することができる。
The gasified liquid is preferably discharged out of the system from the
噴霧手段２０３によって噴霧される液体の粘度は、５ｃＰ以下であることが好ましい。液体の粘度は、２５℃において測定される。液体の粘度は、例えば、コーンプレート型回転式粘度計によって測定することができる。 The viscosity of the liquid sprayed by the spraying means 203 is preferably 5 cP or less. The viscosity of the liquid is measured at 25 ° C. The viscosity of the liquid can be measured by, for example, a cone plate type rotary viscometer.
粘度が５ｃＰ以下の液体で好ましいものとしてアルコール（メタノール、エタノール等）が挙げられる。これらアルコールは粘度が小さく、また蒸発し易いため、噴霧手段２０３による噴霧液滴径が粗大化することなく、微細な噴霧が可能となる。これによって均一な液滴径の液体の噴霧が可能となる。また樹脂微粒子固定化トナーと液滴との衝突時に、さらに液滴の微細化を促進することができる。これによって、トナー母粒子および樹脂微粒子表面を均一に濡らし、馴染ませて、衝突エネルギーとの相乗効果で樹脂微粒子を軟化、均一性に優れた被覆トナーを得ることができる。 Preferred examples of the liquid having a viscosity of 5 cP or less include alcohols (methanol, ethanol, etc.). Since these alcohols have a low viscosity and are easy to evaporate, fine spraying is possible without coarsening the spray droplet diameter by the spraying means 203. This makes it possible to spray a liquid having a uniform droplet diameter. Further, when the resin fine particle fixed toner and the droplet collide, it is possible to further promote the miniaturization of the droplet. As a result, the toner base particles and the resin fine particle surfaces are uniformly wetted and blended, and the resin fine particles are softened by a synergistic effect with the collision energy, and a coated toner excellent in uniformity can be obtained.
噴霧手段２０３より下流の循環管２０９内部では、噴霧された液体が乾燥せずに残存している状態にあり、温度が適正でないと乾燥速度が遅くなり液体が滞留し易くなり、これに樹脂微粒子固定化トナーが接触すると、粉体流路２０２内壁に樹脂微粒子固定化トナーが付着し易くなる。これが樹脂微粒子固定化トナーの凝集発生源になりうる。開口部２１０付近の内壁では、循環管２０９を流過して開口部２１０から回転撹拌室２０８に流入する樹脂微粒子固定化トナーと、回転撹拌手段２０４による撹拌で回転撹拌室２０８内を流動する樹脂微粒子固定化トナーとが衝突し易い。これによって、衝突した樹脂微粒子固定化トナーが開口部２１０付近に付着し易い。したがってこのような部分に温度調整用ジャケット２２４を設けられることによって、粉体流路２０２内壁に対するトナー母粒子の付着を一層確実に防止することができる。
Inside the
本工程において、回転撹拌手段２０４の最外周２０４ａにおける周速は５０ｍ／ｓｅｃ以上であり、粉体流路２０２内壁および回転撹拌室壁面の少なくとも一部に、粉体流路２０２内壁に対する樹脂微粒子固定化トナーの付着を防止する温度調整用ジャケット２２４が設けられる。
In this step, the peripheral speed at the
＜被膜の形成＞
図１に戻って、被膜形成工程Ｓ４は、第２温度調整工程Ｓ４ａと、第２粉体投入工程Ｓ４ｂと、噴霧工程Ｓ４ｃと、膜化工程Ｓ４ｄと、乾燥工程Ｓ４ｅと、第２粉体回収工程Ｓ４ｆとを含む。まず、第２温度調整工程Ｓ４ａとして、温度調整用ジャケット２２４により粉体流路２０２内壁の温度を一定に調整する。次に、第２粉体投入工程Ｓ４ｂとして、回転撹拌手段２０４の回転軸２１８が回転する状態で、粉体投入部２０６からトナー母粒子表面に樹脂微粒子が固定化された樹脂微粒子固定化トナーを粉体流路２０２に供給する。粉体流路２０２における粉体の流過速度が安定すると、噴霧工程Ｓ４ｃとして、噴霧手段２０３からの液体の噴霧を開始する。樹脂微粒子固定化トナーには、粉体流路２０２の循環管２０９を流過している状態で噴霧手段２０３から前記液体が噴霧され、樹脂微粒子固定化トナー表面にガス化した液体が展延する。これにより樹脂微粒子固定化トナーが可塑化し、さらに撹拌による熱的エネルギーが加えられ、回転攪拌手段によって衝撃が加えられることによって、膜化工程Ｓ４ｄとして、樹脂微粒子が軟化して連続した膜となる。膜化に必要な液体噴霧を終えた後、噴霧手段からの液体の噴霧を終了し、乾燥工程Ｓ４ｅとして、粉体表面に残存する液体を蒸発させ、貫通孔２２１を通して系外へ排出する。一定時間の乾燥工程を経て、第２粉体回収工程Ｓ４ｆとして、回転撹拌手段２０４の回転を停止させて、粉体回収部２０７からトナーを回収する。
<Formation of coating>
Returning to FIG. 1, the film forming step S4 includes a second temperature adjusting step S4a, a second powder charging step S4b, a spraying step S4c, a film forming step S4d, a drying step S4e, and a second powder recovery. Step S4f. First, as the second temperature adjustment step S4a, the temperature of the inner wall of the
前述のように、回転撹拌手段２０４の最外周２０４ａにおける周速は５０ｍ／ｓｅｃ以上である。回転時の回転撹拌手段２０４の最外周における周速が５０ｍ／ｓｅｃ以上であるので、樹脂微粒子固定化トナーを孤立流動させることと、機内の液体濃度を一定に保つことができ樹脂微粒子固定化トナーの凝集を低減することとを同時に達成することができる。
As described above, the peripheral speed at the
被膜形成工程で温度調整を行うことによって、流動状態にある樹脂微粒子固定化トナーが回転撹拌手段および粉体流路内壁との衝突によって蓄熱して軟化し、回転撹拌手段および粉体流路内壁に固着する不具合を防止することができる。したがって、固着した樹脂微粒子固定化トナーを核として他のトナー粒子および樹脂微粒子が凝集成長することを抑制でき、凝集によって樹脂微粒子固定化トナーが流動するための流路が狭くなることを防止できるので、トナーの収率を向上させることができる。 By adjusting the temperature in the film forming process, the resin fine particle fixed toner in a fluidized state accumulates and softens due to collision with the rotary stirring means and the inner wall of the powder flow path, and the toner is fixed on the inner wall of the rotary stirring means and the powder flow path. It is possible to prevent the problem of sticking. Therefore, it is possible to suppress the aggregation and growth of other toner particles and resin fine particles with the fixed resin fine particle fixed toner as a core, and it is possible to prevent the flow path for the resin fine particle fixed toner from flowing due to aggregation. The toner yield can be improved.
粉体流路２０２内の温度は、樹脂微粒子固定化トナーの流過によって、粉体流路２０２内のどの部分においてもほぼ均一となる。第２温度調整工程において粉体流路内の温度を、６０℃以下にするのが好ましく、より好ましくは５０〜６０℃に調整することが好ましい。これによって、樹脂微粒子の展延処理が充分に行われるので、より一層の被膜の均一化が図れる。さらに、トナー母粒子の結着樹脂のガラス転移温度以上にすることによって固定化の促進が図られることから処理時間が短縮化される。また、回転撹拌手段および粉体流路内への凝集を防止できるので、トナーの収率をより一層向上させることができる。粉体流路２０２内の温度が６０℃を超えたまま長時間が経過すると、粉体流路２０２内でトナー粒子が軟化し過ぎ、トナー同士の凝集が発生するおそれがある。また粉体流路２０２内の温度が５０℃未満であると、分散液の乾燥速度が遅くなり生産性が低下するおそれがある。したがってトナー同士の凝集を防止するために、粉体流路２０２および回転撹拌手段の温度を、内径が粉体流路の外径よりも大きい温度調整用ジャケット２２４を粉体流路の外側の少なくとも一部に配設して、その空間に冷却媒または加温媒を通じて温度調整する機能を備えた装置を設ける。
The temperature in the
本実施形態において、前混合工程Ｓ３で前記工程開始時点から上昇して安定した粉体流路内の温度である前混合安定温度は、被膜形成工程Ｓ４で前記工程開始時点から上昇して安定した粉体流路内の温度である被膜形成安定温度以下である。これによって、前混合工程Ｓ３において、樹脂微粒子がトナー母粒子表面に露出が少ない状態で固定化される。また被膜形成工程Ｓ４において、樹脂微粒子の展延処理が安定的に行われ、表面に凹凸が少なく膜厚の均一な被膜形成が可能となる。 In the present embodiment, the premixing stable temperature, which is a stable temperature in the powder flow path that has risen from the process start time in the premixing step S3, is stable from the process start time in the film forming process S4. It is below the film formation stable temperature which is the temperature in the powder flow path. Thereby, in the pre-mixing step S3, the resin fine particles are fixed on the surface of the toner base particles with little exposure. Further, in the film forming step S4, the spreading process of the resin fine particles is stably performed, and the film can be formed with a uniform film thickness with less unevenness on the surface.
また、前混合工程Ｓ３および被膜形成工程Ｓ４のそれぞれの工程開始からの経過時間における同一時間において、前混合工程での粉体流路内の温度は、投入後数分は被膜形成工程での粉体流路内の温度以下であることが好ましい。これによって、前混合工程Ｓ３で、樹脂微粒子が軟化することを抑制でき、樹脂微粒子の２次凝集体を解砕するための時間ができるので、解砕された樹脂微粒子をトナー母粒子表面に均一に付着させることができる。そして被膜形成工程Ｓ４で、トナー母粒子表面に均一に付着した樹脂微粒子の展延処理を安定的に行うことができる。したがって、被覆均一性の良好なトナーを得ることができる。 In addition, at the same time in the elapsed time from the start of each of the premixing step S3 and the film forming step S4, the temperature in the powder channel in the premixing step is the same as the powder in the film forming step for several minutes after charging. It is preferable that it is below the temperature in a body flow path. As a result, it is possible to suppress the softening of the resin fine particles in the pre-mixing step S3 and to allow time for crushing the secondary aggregates of the resin fine particles, so that the pulverized resin fine particles are evenly distributed on the toner base particle surface. Can be attached to. In the coating film forming step S4, the spreading process of the resin fine particles uniformly adhered to the surface of the toner base particles can be stably performed. Therefore, a toner with good coating uniformity can be obtained.
このように本発明のトナーの製造方法は、固着した樹脂微粒子固定化トナーを核として他のトナー粒子および樹脂微粒子が凝集成長することを抑制でき、凝集によって樹脂微粒子固定化トナーが流動するための流路が狭くなることを防止できるので、トナーの収率を向上させることができる。 As described above, the toner manufacturing method of the present invention can suppress the aggregation and growth of other toner particles and resin fine particles with the fixed resin fine particle fixed toner as a core, and the resin fine particle fixed toner flows due to aggregation. Since the flow path can be prevented from becoming narrow, the toner yield can be improved.
本実施形態では、前混合工程Ｓ３および被膜形成工程Ｓ４を行う処理装置として、同一の装置を用いている。これによって、設備投資が安価で済むとともに、設置場所の省スペース化が図れる。 In the present embodiment, the same apparatus is used as the processing apparatus for performing the premixing step S3 and the film forming step S4. As a result, the capital investment can be reduced and the installation space can be saved.
回転撹拌装置２０１としては、上記の構成に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、本実施の形態において、温度調整用ジャケット２２４は粉体流路２０２と撹拌部壁面の全面に設けられる構成であるけれども、これに限定されることなく、粉体流路２０２または撹拌部壁面の一部に設けられてもよい。粉体流路２０２と撹拌部壁面の全面に温度調整用ジャケット２２４が設けられると、トナー母粒子の粉体流路２０２内壁への付着を一層確実に防止することができる。
The
またこのような回転撹拌装置２０１は、市販品の撹拌装置と噴霧手段とを組合せて得ることもできる。粉体流路および回転撹拌手段を備える市販の撹拌装置としては、例えば、ハイブリダイゼーションシステム（商品名、株式会社奈良機械製作所製）等が挙げられる。このような撹拌装置内に液体噴霧ユニットを取り付けることによって、この撹拌装置を本発明のトナーの製造方法に用いるトナーの製造装置として用いることができる。
Such a
本発明の他の実施形態においては、第１回転撹拌装置および第２回転撹拌装置の２台の回転撹拌装置を用いてトナーを製造してもよい。例えば、前混合工程Ｓ３を行う装置として第１回転撹拌装置を用い、被膜形成工程Ｓ４を行う装置として第２回転撹拌装置を用いる。この場合、第１回転撹拌装置と第２回転撹拌装置とは、構造の同じ装置でもよいし、構造の異なる装置でもよい。これによって、複数のトナーを製造するとき、トナーを製造するための被膜形成工程を第２回転撹拌装置で行いつつ、前記工程と同時に、前記工程が行われているトナーとは異なるトナーを製造するための前混合工程を第１回転撹拌装置で行うという連続並行処理を行うことができる。連続並行処理を行うと、複数のトナーを製造する場合に連続並行処理を行わない場合と比べて単位時間当たりのトナーの生産性を向上させることができる。具体的に、後述の本実施例の構成でトナーを製造する場合においては、連続並行処理を行うと連続並行処理を行わない場合に比べてトナーの生産性を約２０％向上させることができる。 In another embodiment of the present invention, the toner may be produced using two rotary agitators, a first rotary agitator and a second rotary agitator. For example, a first rotating stirrer is used as an apparatus for performing the premixing step S3, and a second rotating stirrer is used as an apparatus for performing the film forming step S4. In this case, the first rotary stirring device and the second rotary stirring device may be devices having the same structure or different devices. Accordingly, when a plurality of toners are manufactured, a film forming process for manufacturing the toner is performed by the second rotary agitator, and simultaneously with the process, a toner different from the toner in which the process is performed is manufactured. Therefore, it is possible to perform a continuous parallel process in which the pre-mixing step is performed by the first rotary stirring device. When continuous parallel processing is performed, the productivity of toner per unit time can be improved when a plurality of toners are manufactured as compared with the case where continuous parallel processing is not performed. Specifically, in the case where toner is manufactured with the configuration of this embodiment described later, when continuous parallel processing is performed, toner productivity can be improved by about 20% compared to when continuous parallel processing is not performed.
さらに他の実施形態においては、第１粉体回収工程Ｓ３ｅおよび第２粉体投入工程Ｓ４ｂを行わなくてもよい。すなわち、樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄの後、回転撹拌手段２０４を停止させ、樹脂微粒子固定化トナーを粉体流路内に残したまま、第２温度調整工程Ｓ４ａを行い、粉体流路内が所定の温度に達した時点で回転撹拌手段２０４を回転させて噴霧工程Ｓ４ｃ以降の工程を行う。回転撹拌手段２０４を停止させた状態で第２温度調整工程Ｓ４ａを行うことで、樹脂微粒子固定化トナー表面の樹脂微粒子が温度調整中に膜化することを防止できるので、第１粉体回収工程Ｓ３ｅおよび第２粉体投入工程Ｓ４ｂを行う実施形態と同様に良好な被膜を形成することができる。 In yet another embodiment, the first powder recovery step S3e and the second powder input step S4b may not be performed. That is, after the resin fine particle fixing step S3d, the rotary stirring means 204 is stopped, and the second temperature adjusting step S4a is performed while the resin fine particle fixed toner is left in the powder flow channel. When the predetermined temperature is reached, the rotary stirring means 204 is rotated to perform the steps after the spraying step S4c. By performing the second temperature adjustment step S4a with the rotary stirring means 204 stopped, it is possible to prevent the resin fine particles on the surface of the resin fine particle fixed toner from forming into a film during the temperature adjustment. A good film can be formed in the same manner as in the embodiment in which S3e and the second powder charging step S4b are performed.
本発明のカプセルトナーは熱耐久性に優れたカプセルトナーである。
よって、前記カプセルトナーを含む高品質な現像剤を得ることができる。
さらに、前記現像剤を用いて画像形成能に優れた現像装置および画像形成装置も得ることができる。
The capsule toner of the present invention is a capsule toner excellent in heat durability.
Therefore, a high-quality developer containing the capsule toner can be obtained.
Furthermore, a developing device and an image forming apparatus excellent in image forming ability can be obtained using the developer.
以下に実施例を挙げてさらに説明するが、本発明は、これら実施例により限定されるものではない。以下において、「部」および「％」は特に断らない限りそれぞれ「重量部」および「重量％」を意味する。実施例および比較例における液体の粘度、結着樹脂およびトナー母粒子の結着樹脂のガラス転移温度、結着樹脂の軟化温度、離型剤の融点、トナー母粒子の体積平均粒径は、以下のようにして測定する。 The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following, “parts” and “%” mean “parts by weight” and “% by weight” unless otherwise specified. In the examples and comparative examples, the viscosity of the liquid, the glass transition temperature of the binder resin and the binder resin of the toner base particles, the softening temperature of the binder resin, the melting point of the release agent, and the volume average particle size of the toner base particles are as follows: Measure as follows.
［トナー母粒子の結着樹脂および樹脂微粒子のガラス転移温度］
示差走査熱量計（商品名：ＤＳＣ２２０、セイコー電子工業株式会社製）を用い、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１２１−１９８７に準じ、試料（トナー母粒子の結着樹脂および樹脂微粒子）１ｇを昇温速度毎分１０℃で加熱してＤＳＣ曲線を測定する。得られたＤＳＣ曲線のガラス転移に相当する吸熱ピークの高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移温度（Ｔｇ）として求める。
[Binder resin of toner base particles and glass transition temperature of resin fine particles]
Using a differential scanning calorimeter (trade name: DSC220, manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.), according to Japanese Industrial Standard (JIS) K7121-1987, 1 g of a sample (binder resin and resin fine particles of toner mother particles) was heated The DSC curve is measured by heating at 10 ° C. per minute. Draw the endothermic peak corresponding to the glass transition of the obtained DSC curve at a point where the slope is maximum with respect to the straight line that extends the base line on the high temperature side to the low temperature side and the curve from the rising part of the peak to the vertex. The temperature at the intersection with the tangent is determined as the glass transition temperature (Tg).
［トナー母粒子の結着樹脂および樹脂微粒子の軟化温度］
流動特性評価装置（商品名：フローテスターＣＦＴ−１００Ｃ、株式会社島津製作所製）において、荷重２０ｋｇｆ／ｃｍ2（９．８×１０５Ｐａ）を与えて試料（トナー母粒子の結着樹脂および樹脂微粒子）１ｇがダイ（ノズル口径１ｍｍ、長さ１ｍｍ）から押出されるように設定し、昇温速度毎分６℃で加熱し、ダイから試料の半分量が流出したときの温度を求め、軟化温度（Ｔｍ）とする。
[Binder resin of toner base particles and softening temperature of resin fine particles]
In a flow characteristic evaluation apparatus (trade name: Flow Tester CFT-100C, manufactured by Shimadzu Corporation), a sample (binder resin and resin fine particles of toner mother particles) was applied with a load of 20 kgf / cm 2 (9.8 × 105 Pa). 1 g is set to be extruded from a die (nozzle diameter 1 mm, length 1 mm), heated at a heating rate of 6 ° C. per minute, the temperature when half of the sample flows out from the die is determined, and the softening temperature ( Tm).
［離型剤の融点］
示差走査熱量計（商品名：ＤＳＣ２２０、セイコー電子工業株式会社製）を用い、試料（離型剤）１ｇを温度２０℃から昇温速度毎分１０℃で２００℃まで昇温させ、次いで２００℃から２０℃に急冷させる操作を２回繰返し、ＤＳＣ曲線を測定する。２回目の操作で測定されるＤＳＣ曲線の融解に相当する吸熱ピークの頂点の温度を離型剤の融点として求める。
[Melting point of release agent]
Using a differential scanning calorimeter (trade name: DSC220, manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.), 1 g of a sample (release agent) was heated from a temperature of 20 ° C. to 200 ° C. at a heating rate of 10 ° C. per minute, and then 200 ° C. The operation of rapidly cooling to 20 ° C. is repeated twice and the DSC curve is measured. The temperature at the top of the endothermic peak corresponding to the melting of the DSC curve measured in the second operation is determined as the melting point of the release agent.
［トナー母粒子の体積平均粒径］
電解液（商品名：ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ、ベックマン・コールター社製）５０ｍｌに、試料（トナー母粒子）２０ｍｇおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム１ｍｌを加え、超音波分散器（商品名：卓上型２周波超音波洗浄器ＶＳ−Ｄ１００、アズワン株式会社製）によって超音波周波数２０ｋＨｚで３分間分散処理して測定用試料を調製する。この測定用試料について、粒度分布測定装置（商品名：Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３、ベックマン・コールター社製）を用い、アパーチャ径：１００μｍ、測定粒子数：５００００カウントの条件下に測定を行い、試料粒子の体積粒度分布から体積平均粒径を求める。
[Volume average particle diameter of toner base particles]
To 50 ml of electrolyte (trade name: ISOTON-II, manufactured by Beckman Coulter, Inc.), 20 mg of sample (toner mother particles) and 1 ml of sodium alkyl ether sulfate are added, and an ultrasonic disperser (trade name: tabletop type two-frequency ultrasonic) A measurement sample is prepared by performing a dispersion treatment at an ultrasonic frequency of 20 kHz for 3 minutes using a cleaning machine VS-D100 (manufactured by ASONE Corporation). This sample for measurement was measured using a particle size distribution measuring device (trade name: Multisizer 3, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) under the conditions of aperture diameter: 100 μm, number of measured particles: 50000 count, and volume particle size distribution of sample particles. From this, the volume average particle diameter is obtained.
［樹脂微粒子の体積平均粒径］
レーザ回折・散乱法粒度分布測定装置（商品名：マイクロトラックＭＴ３０００、日機装株式会社製）を用いて測定を行った。測定試料（樹脂微粒子）の凝集を防ぐため、ファミリーフレッシュ（花王株式会社製）の水溶液中に測定試料が分散した分散液を投入・撹拌後、装置に注入し、２回測定を行い、平均を求める。測定条件は、測定時間：３０秒、粒子屈折率：１．４、粒子形状：非球形、溶媒：水、溶媒屈折率：１．３３とした。測定試料の体積粒度分布を測定し、測定結果から累積体積分布における小粒径側からの累積体積が５０％になる粒径を粒子の体積平均粒子径（μｍ）として算出する。
[Volume average particle diameter of resin fine particles]
Measurement was performed using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (trade name: Microtrack MT3000, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). In order to prevent aggregation of the measurement sample (resin fine particles), a dispersion in which the measurement sample is dispersed in an aqueous solution of Family Fresh (manufactured by Kao Corporation) is added and stirred, and then injected into the apparatus. Ask. The measurement conditions were: measurement time: 30 seconds, particle refractive index: 1.4, particle shape: non-spherical, solvent: water, solvent refractive index: 1.33. The volume particle size distribution of the measurement sample is measured, and the particle size at which the cumulative volume from the small particle size side in the cumulative volume distribution reaches 50% is calculated as the volume average particle size (μm) of the particles from the measurement results.
（実施例１）
［トナー母粒子作製工程Ｓ１］
・ポリエステル樹脂（商品名：ダイヤクロン、三菱レイヨン株式会社製、ガラス転移温度５５℃、軟化温度１３０℃） ８７．５％（１００部）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３ ５．０％（５．７部）
・離型剤（カルナウバワックス、融点８２℃） ６．０％（６．９部）
・帯電制御剤（ボントロンＥ８４、オリエント化学工業株式会社）
１．５％（１．７部）
Example 1
[Toner mother particle production step S1]
Polyester resin (trade name: Diacron, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., glass transition temperature 55 ° C., softening temperature 130 ° C.) 87.5% (100 parts)
・ C. I. Pigment Blue 15: 3 5.0% (5.7 parts)
Release agent (carnauba wax, melting point 82 ° C.) 6.0% (6.9 parts)
・ Charge control agent (Bontron E84, Orient Chemical Co., Ltd.)
1.5% (1.7 parts)
以上の各構成成分を、ヘンシェルミキサ（商品名：ＦＭ２０Ｃ、三井鉱山株式会社製）にて前混合した後、二軸押出混練機（商品名：ＰＣＭ６５、株式会社池貝製）にて溶融混練した。この溶融混練物をカッティングミル（商品名：ＶＭ−１６、オリエント株式会社製）で粗粉砕した後、ジェットミル（商品名：ミクロンジェットＭＪＴ−１、ホソカワミクロン株式会社製）にて微粉砕し、さらに風力分級機（商品名：ＴＳＰセパレータ、ホソカワミクロン株式会社製）で分級し、体積平均粒径６．５μｍであり、ガラス転移温度が５５℃のトナー母粒子を作製した。 Each of the above components was premixed with a Henschel mixer (trade name: FM20C, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) and then melt-kneaded with a twin-screw extrusion kneader (trade name: PCM65, manufactured by Ikekai Co., Ltd.). The melt-kneaded product is coarsely pulverized with a cutting mill (trade name: VM-16, manufactured by Orient Co., Ltd.), and then finely pulverized with a jet mill (trade name: Micron Jet MJT-1, manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.). The toner was classified with an air classifier (trade name: TSP separator, manufactured by Hosokawa Micron Corporation), and toner base particles having a volume average particle size of 6.5 μm and a glass transition temperature of 55 ° C. were produced.
［樹脂微粒子調製工程Ｓ２］
樹脂微粒子として、体積平均粒径が０．１μｍであるスチレン−ブチルアクリレート共重合体微粒子Ａ（ガラス転移温度７２℃、軟化温度１２６℃）を用意した。樹脂微粒子は、スチレンとアクリル酸ブチルとを重合したものを凍結乾燥して得た。また噴霧する液体としてエタノールを用意した。
[Resin fine particle preparation step S2]
As resin fine particles, styrene-butyl acrylate copolymer fine particles A (glass transition temperature 72 ° C., softening temperature 126 ° C.) having a volume average particle size of 0.1 μm were prepared. The resin fine particles were obtained by freeze-drying a polymer of styrene and butyl acrylate. Moreover, ethanol was prepared as a liquid to be sprayed.
［前混合工程Ｓ３］
図２に示す装置に準ずるハイブリダイゼーションシステム（商品名：ＮＨＳ−３型、株式会社奈良機械製作所製）を用いて、トナー母粒子および樹脂微粒子を撹拌、流動させた。
[Premixing step S3]
The toner base particles and resin fine particles were stirred and fluidized using a hybridization system (trade name: NHS-3 type, manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.) according to the apparatus shown in FIG.
初めに以下のような投入材料をそれぞれ用意した。トナー母粒子作製工程Ｓ１および樹脂微粒子調製工程Ｓ２で作製したトナー母粒子および樹脂微粒子、吸熱剤としてドライアイスを用意し、投入前に予め混合した。 First, the following input materials were prepared. Toner base particles and resin fine particles prepared in toner base particle preparation step S1 and resin fine particle preparation step S2 and dry ice as a heat absorbing agent were prepared and mixed in advance before charging.
<投入材料>
・トナー母粒子 ８００ｇ（１００部）
・樹脂微粒子（スチレン−ブチルアクリレート共重合体） ８０ｇ（１０部）
<吸熱剤>
・ドライアイス ４０ｇ（５部）
<Input materials>
-Toner base particles 800 g (100 parts)
・ Resin fine particles (styrene-butyl acrylate copolymer) 80g (10 parts)
<Endothermic agent>
・ Dry ice 40g (5 parts)
［第１温度調整工程Ｓ３a］
温度調整用ジャケットは、図３に示す装置と同様に粉体流路２０２および撹拌部壁面の全面に設けた。温度調整用ジャケットの温度調整用制御装置としてチラーを用い、第１温度調整工程Ｓ３ａで投入材料（トナー母粒子、樹脂微粒子およびドライアイス）を投入前の無負荷時における循環水の温度を１０℃に設定した。
[First temperature adjustment step S3a]
The temperature adjusting jacket was provided on the entire surface of the
［第１粉体投入工程Ｓ３ｂ］
上記で用意した投入材料を回転撹拌中の装置に投入した。投入に当たっては１分間に３００ｇとなる速度により投入した。
[First powder charging step S3b]
The input material prepared above was charged into the apparatus during rotary stirring. In the charging, it was charged at a speed of 300 g per minute.
［樹脂微粒子解砕工程Ｓ３ｃおよび樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄ］
樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄにおいて、粉体流路に取り付けた温度センサが示す粉体流過部の温度は投入後から上昇し、６０℃でピークとなる経過時間は６分であった。１０分後の安定した粉体流路内の温度は５７℃であった。
[Resin fine particle crushing step S3c and resin fine particle fixing step S3d]
In the resin fine particle fixing step S3d, the temperature of the powder flow portion indicated by the temperature sensor attached to the powder flow path rose after the addition, and the elapsed time that reached a peak at 60 ° C. was 6 minutes. The temperature in the stable powder flow channel after 10 minutes was 57 ° C.
この装置において、樹脂微粒子解砕工程Ｓ３ｃおよびトナー母粒子表面への樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄで、ハイブリダイゼーションシステムの回転撹拌手段の最外周における周速を８０ｍ／ｓｅｃとした。１０分間撹拌混合後、粉体回収部よりトナー母粒子表面に樹脂微粒子が固定化された樹脂微粒子固定化トナーを取り出し、ポリエチレン製の保管袋に回収した。また装置外へ排出するエア流量は回転軸から装置内に流すエア流量を毎分５Ｌに調節して、二流体ノズルからのエア流量と合計して毎分１０Ｌで排出した。回転軸から装置内にエアを流すことで、回転軸の摺動部への粉体の流入を防ぐことができた。またエアを排出することで、粉体流路内の圧力を調整することができる。回収時に確認したところ吸熱剤のドライアイスは確認されず十分に気化しており、次に被膜形成工程Ｓ４で投入するまでの間、樹脂微粒子固定化トナーには、例えば、凝集が発生する等の状態の悪化はみられなかった。 In this apparatus, in the resin fine particle crushing step S3c and the resin fine particle fixing step S3d on the surface of the toner base particles, the peripheral speed at the outermost periphery of the rotating stirring means of the hybridization system was set to 80 m / sec. After stirring and mixing for 10 minutes, the resin fine particle-fixed toner having resin fine particles fixed on the surface of the toner base particles was taken out from the powder collecting part and collected in a polyethylene storage bag. Moreover, the air flow rate discharged | emitted out of an apparatus adjusted the air flow rate which flows into an apparatus from a rotating shaft to 5L / min, and discharged | emitted by 10L / min in total with the air flow rate from a 2 fluid nozzle. By flowing air from the rotating shaft into the apparatus, it was possible to prevent the powder from flowing into the sliding portion of the rotating shaft. Moreover, the pressure in a powder flow path can be adjusted by discharging | emitting air. As confirmed at the time of recovery, the dry ice of the endothermic agent is not confirmed and is sufficiently vaporized, and the resin fine particle-fixed toner is, for example, agglomerated until it is charged in the film forming step S4. The condition did not worsen.
［被膜形成工程Ｓ４］
本工程では、ハイブリダイゼーションシステム（商品名：ＮＨＳ−３型、株式会社奈良機械製作所製）に二流体ノズルを取り付けた装置を用いた。前混合工程Ｓ３により得られた、トナー母粒子表面に樹脂微粒子が固定化されたトナーを撹拌、流動させた状態で液体としてエタノールを噴霧する液体噴霧ユニットとしては、市販品を用いることができ、液体を例えば、送液ポンプ（商品名：ＳＰ１１−１２、株式会社フロム製）を通して二流体ノズル（商品名：ＨＭ−６型、扶桑精機株式会社製）に定量送液するように接続したものを使用することができる。液体の噴霧速度および液体ガス排出速度は市販のガス検知器（商品名：ＸＰ−３１１０、新コスモス電機株式会社製）を使用して観察することができた。
[Film formation step S4]
In this step, a device in which a two-fluid nozzle was attached to a hybridization system (trade name: NHS-3 type, manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.) was used. A commercially available product can be used as the liquid spraying unit that sprays ethanol as a liquid in a state where the toner having the resin fine particles fixed on the surface of the toner base particles obtained by the premixing step S3 is stirred and fluidized. For example, a liquid connected to a two-fluid nozzle (trade name: HM-6 type, manufactured by Fuso Seiki Co., Ltd.) through a liquid feed pump (trade name: SP11-12, manufactured by Flume Corporation) so as to be quantitatively fed. Can be used. The spraying speed of the liquid and the discharge speed of the liquid gas could be observed using a commercially available gas detector (trade name: XP-3110, manufactured by Shin Cosmos Electric Co., Ltd.).
温度調整用ジャケットは前混合工程Ｓ３と同様に粉体流路２０２と撹拌部壁面の全面に設けた。第２温度調整工程Ｓ４ａで温度調整用ジャケットの温度調整用制御装置としてチラーを用い、粉体投入前の無負荷時における循環水の温度を２５℃に設定し、噴霧工程Ｓ４ｃおよび膜化工程Ｓ４ｄで、粉体流路に取り付けた温度センサが示す粉体流過部温度が５５℃になるように調整した。
The temperature adjusting jacket was provided on the entire surface of the
前記装置において、トナーへ液体を噴霧する噴霧工程Ｓ４ｃおよび膜化工程Ｓ４ｄで、ハイブリダイゼーションシステムの回転撹拌手段の最外周における周速を１００ｍ／ｓｅｃとし、乾燥工程Ｓ４ｅでも周速を１００ｍ／ｓｅｃとした。また液体噴霧方向と、粉体流動方向とのなす角度（以下「噴霧角度」という）が平行（０°）になるように、二流体ノズルの取付け角度を設定した。 In the apparatus, the peripheral speed at the outermost periphery of the rotating stirring means of the hybridization system is set to 100 m / sec in the spraying step S4c and the film forming step S4d for spraying the liquid onto the toner, and the peripheral speed is set to 100 m / sec in the drying step S4e. did. The mounting angle of the two-fluid nozzle was set so that the angle formed between the liquid spraying direction and the powder flow direction (hereinafter referred to as “spraying angle”) was parallel (0 °).
このような装置によって、前混合工程Ｓ３によって作製された樹脂微粒子固定化トナーを５分間撹拌後、液体としてエタノールを噴霧速度毎分０．５ｇ、エア流量毎分５Ｌで、３０分間噴霧して樹脂微粒子をトナー母粒子表面に膜化させた。その後、エタノール噴霧を停止して１０分間撹拌および乾燥させることで実施例１のトナーを得た。このとき貫通孔および液体ガス排出部を通じて排出された液体の排出濃度は、噴霧開始から徐々に上昇したあと約１．４Ｖｏｌ％で安定していた。また装置外へ排出するエア流量は回転軸部から装置内に流すエア流量を毎分５Ｌに調節して、二流体ノズルからのエア流量と合計して毎分１０Ｌで排出した。 With such an apparatus, the resin fine particle fixed toner prepared in the pre-mixing step S3 is stirred for 5 minutes, and then ethanol is sprayed as a liquid at a spray rate of 0.5 g / min and an air flow rate of 5 L / min for 30 minutes. Fine particles were formed on the surface of toner base particles. Then, the toner spray of Example 1 was obtained by stopping ethanol spraying and stirring and drying for 10 minutes. At this time, the discharge concentration of the liquid discharged through the through hole and the liquid gas discharge portion was gradually increased from the start of spraying and then stabilized at about 1.4 Vol%. Moreover, the air flow rate discharged | emitted out of an apparatus adjusted the air flow rate which flows into an apparatus from a rotating shaft part to 5L / min, and was discharged | emitted by 10L / min in total with the air flow rate from a 2 fluid nozzle.
以下、同様にして実験を行ったため必要事項のみを簡潔に記載する。 Hereinafter, since the experiment was conducted in the same manner, only necessary items are briefly described.
（実施例２）
前混合工程Ｓ３で、投入材料の吸熱剤を液体窒素として、トナー材料と予め混合せず別個に投入すること以外は実施例１と同様にして実施例２のトナーを得た。
(Example 2)
The toner of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that in the pre-mixing step S3, the endothermic agent used as the input material was liquid nitrogen, which was added separately without being previously mixed with the toner material.
<投入材料>
・トナー母粒子 ８００ｇ（１００部）
・樹脂微粒子（スチレン−ブチルアクリレート共重合体） ８０ｇ（１０部）
<吸熱剤>
・液体窒素 ４０ｇ（５部）
<Input materials>
-Toner base particles 800 g (100 parts)
・ Resin fine particles (styrene-butyl acrylate copolymer) 80g (10 parts)
<Endothermic agent>
・ Liquid nitrogen 40g (5 parts)
［第１温度調整工程Ｓ３a］
回転撹拌装置を空転させ、投入前の無負荷時における循環水の温度を１０℃に設定した。
運転中の粉体流路内は圧縮空気により加圧され１０ｋＰａ程度の陽圧となっている。
液体窒素容器から取出し用サイフォンをセットし内圧を逃がすガス放出弁を開放状態で待機した。このとき取出し口からは液体窒素は供給されなかった。
[First temperature adjustment step S3a]
The rotary stirring device was idled, and the temperature of the circulating water at no load before charging was set to 10 ° C.
The powder flow channel during operation is pressurized with compressed air to a positive pressure of about 10 kPa.
A gas siphon for removal from the liquid nitrogen container was set, and the gas release valve for releasing the internal pressure was kept open. At this time, liquid nitrogen was not supplied from the outlet.
［第１粉体投入工程Ｓ３ｂ］
上記で用意した投入材料を回転撹拌中の装置に投入した。投入に当たっては１分間に３００ｇとなる速度により投入した。
吸熱剤は開始時より３分間に４０ｇとなるペースにより投入した。供給開始にあたってはガス放出弁を閉じ、容器内を加圧し内圧を上昇させることにより押し出すことで液体窒素の供給を開始した。このとき投入材料と吸熱剤は同じ粉体供給口より同時間帯に投入されている。
[First powder charging step S3b]
The input material prepared above was charged into the apparatus during rotary stirring. In the charging, it was charged at a speed of 300 g per minute.
The endothermic agent was added at a pace of 40 g in 3 minutes from the start. At the start of supply, the supply of liquid nitrogen was started by closing the gas release valve, pressurizing the inside of the container and raising the internal pressure. At this time, the input material and the endothermic agent are input from the same powder supply port in the same time zone.
［樹脂微粒子解砕工程Ｓ３ｃおよび樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄ］
樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄにおいて、粉体流路に取り付けた温度センサが示す粉体流過部の温度は投入後から上昇し、５９℃でピークとなる経過時間は７分であった。
１０分後の安定した粉体流路内の温度は５７℃であった。
[Resin fine particle crushing step S3c and resin fine particle fixing step S3d]
In the resin fine particle fixing step S3d, the temperature of the powder flow portion indicated by the temperature sensor attached to the powder flow channel rose after the addition, and the elapsed time peaking at 59 ° C. was 7 minutes.
The temperature in the stable powder flow channel after 10 minutes was 57 ° C.
（実施例３）
前混合工程Ｓ３で、投入材料の吸熱剤をドライアイスとして、トナー材料と予め混合せず別個に投入すること以外は実施例１と同様にして実施例３のトナーを得た。
(Example 3)
The toner of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that in the pre-mixing step S3, the endothermic agent used as the input material was dry ice without being previously mixed with the toner material.
<投入材料>
・トナー母粒子 ８００ｇ（１００部）
・樹脂微粒子（スチレン−ブチルアクリレート共重合体） ８０ｇ（１０部）
<吸熱剤>
・ドライアイス ４０ｇ（５部）
<Input materials>
-Toner base particles 800 g (100 parts)
・ Resin fine particles (styrene-butyl acrylate copolymer) 80g (10 parts)
<Endothermic agent>
・ Dry ice 40g (5 parts)
［第１温度調整工程Ｓ３a］
投入前の無負荷時における循環水の温度を１０℃に設定した。
[First temperature adjustment step S3a]
The temperature of circulating water at no load before charging was set to 10 ° C.
［第１粉体投入工程Ｓ３ｂ］
上記で用意した投入材料を回転撹拌中の装置に投入した。投入に当たっては１分間に３００ｇとなる速度により投入した。
吸熱剤は３分時より３分間に４０ｇとなるペースにより投入した。
このとき投入材料と吸熱剤は同じ粉体供給口より同時間帯に投入されていない。
[First powder charging step S3b]
The input material prepared above was charged into the apparatus during rotary stirring. In the charging, it was charged at a speed of 300 g per minute.
The endothermic agent was added at a pace of 40 g in 3 minutes from 3 minutes.
At this time, the input material and the endothermic agent are not input at the same time zone from the same powder supply port.
［樹脂微粒子解砕工程Ｓ３ｃおよび樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄ］
樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄにおいて、粉体流路に取り付けた温度センサが示す粉体流過部の温度は投入後から上昇し、５９℃でピークとなる経過時間は７分であった。
１０分後の安定した粉体流路内の温度は５７℃であった。
[Resin fine particle crushing step S3c and resin fine particle fixing step S3d]
In the resin fine particle fixing step S3d, the temperature of the powder flow portion indicated by the temperature sensor attached to the powder flow channel rose after the addition, and the elapsed time peaking at 59 ° C. was 7 minutes.
The temperature in the stable powder flow channel after 10 minutes was 57 ° C.
（実施例４）
前混合工程Ｓ３で、投入材料の吸熱剤をドライアイスとして、トナー材料と予め混合せず別個に投入すること以外は実施例１と同様にして実施例２のトナーを得た。
Example 4
The toner of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that in the pre-mixing step S3, the endothermic agent used as the input material was dry ice and not separately mixed with the toner material.
<投入材料>
・トナー母粒子 ８００ｇ（１００部）
・樹脂微粒子（スチレン−ブチルアクリレート共重合体） ８０ｇ（１０部）
<吸熱剤>
・ドライアイス ４０ｇ（５部）
<Input materials>
-Toner base particles 800 g (100 parts)
・ Resin fine particles (styrene-butyl acrylate copolymer) 80g (10 parts)
<Endothermic agent>
・ Dry ice 40g (5 parts)
［第１温度調整工程Ｓ３a］
投入前の無負荷時における循環水の温度を１０℃に設定した。
[First temperature adjustment step S3a]
The temperature of circulating water at no load before charging was set to 10 ° C.
［第１粉体投入工程Ｓ３ｂ］
上記で用意した投入材料を回転撹拌中の装置に投入した。投入に当たっては１分間に３００ｇとなる速度により投入した。
吸熱剤は５分時より３分間に４０ｇとなるペースにより投入した。
このとき投入材料と吸熱剤は同じ粉体供給口より同時間帯に投入されていない。
[First powder charging step S3b]
The input material prepared above was charged into the apparatus during rotary stirring. In the charging, it was charged at a speed of 300 g per minute.
The endothermic agent was added at a pace of 40 g in 3 minutes from 5 minutes.
At this time, the input material and the endothermic agent are not input at the same time zone from the same powder supply port.
［樹脂微粒子解砕工程Ｓ３ｃおよび樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄ］
樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄにおいて、粉体流路に取り付けた温度センサが示す粉体流過部の温度は投入後から上昇し、６５℃でピークとなる経過時間は５分であった。
１０分後の安定した粉体流路内の温度は５６℃であった。
[Resin fine particle crushing step S3c and resin fine particle fixing step S3d]
In the resin fine particle fixing step S3d, the temperature of the powder flow portion indicated by the temperature sensor attached to the powder flow path rose after the addition, and the elapsed time at which the peak at 65 ° C. was 5 minutes.
The temperature in the stable powder channel after 10 minutes was 56 ° C.
（比較例１）
前混合工程Ｓ３で、投入材料を変更して吸熱剤を除く、以外は実施例１と同様にして実施例２のトナーを得た。
(Comparative Example 1)
A toner of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that in the pre-mixing step S3, the input material was changed to remove the endothermic agent.
<投入材料>
・トナー母粒子 ８００ｇ（１００部）
・樹脂微粒子（スチレン−ブチルアクリレート共重合体） ８０ｇ（１０部）
<Input materials>
-Toner base particles 800 g (100 parts)
・ Resin fine particles (styrene-butyl acrylate copolymer) 80g (10 parts)
［第１温度調整工程Ｓ３a］
投入前の無負荷時における循環水の温度を１０℃に設定した。
[First temperature adjustment step S3a]
The temperature of circulating water at no load before charging was set to 10 ° C.
［第１粉体投入工程Ｓ３ｂ］
上記で用意した投入材料を回転撹拌中の装置に投入した。投入に当たっては１分間に３００ｇとなる速度により投入した。
[First powder charging step S3b]
The input material prepared above was charged into the apparatus during rotary stirring. In the charging, it was charged at a speed of 300 g per minute.
［樹脂微粒子解砕工程Ｓ３ｃおよび樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄ］
樹脂微粒子固定化工程Ｓ３ｄにおいて、粉体流路に取り付けた温度センサが示す粉体流過部の温度は投入後から上昇し、６５℃でピークとなる経過時間は５分であった。
１０分後の安定した粉体流路内の温度は５７℃であった。
[Resin fine particle crushing step S3c and resin fine particle fixing step S3d]
In the resin fine particle fixing step S3d, the temperature of the powder flow portion indicated by the temperature sensor attached to the powder flow path rose after the addition, and the elapsed time at which the peak at 65 ° C. was 5 minutes.
The temperature in the stable powder flow channel after 10 minutes was 57 ° C.
得られた実験結果を表１にまとめた。
評価結果
得られた実施例および比較例のトナーについて、次のようにして被覆均一性の評価を行った。
Evaluation Results For the toners of the obtained Examples and Comparative Examples, the coating uniformity was evaluated as follows.
〈被覆均一性〉
実施例および比較例のトナーを用い、高温保存後のトナーの凝集物の有無によって被膜均一性を評価した。トナー２０ｇをポリ容器に密閉し、５０℃で４８時間放置した後、トナーを取り出し、まず目視でトナーの凝集状態を観察した。その後、２３０メッシュのふるいに掛けた。ふるい上に残存するトナーの重量を測定し、この重量のトナー全重量に対する割合である残存量を求め、下記の基準で評価した。残存量の値が低いほど、トナーがブロッキングを起こさず、保存性が良好、すなわち被覆均一性に優れることを示す。
<Coating uniformity>
Using the toners of Examples and Comparative Examples, the coating uniformity was evaluated by the presence or absence of toner aggregates after high-temperature storage. After 20 g of toner was sealed in a plastic container and allowed to stand at 50 ° C. for 48 hours, the toner was taken out, and the aggregation state of the toner was first observed visually. Thereafter, it was passed through a 230 mesh sieve. The weight of the toner remaining on the sieve was measured, and the remaining amount, which is the ratio of this weight to the total toner weight, was determined and evaluated according to the following criteria. The lower the value of the remaining amount, the more the toner does not block and the better the storage stability, that is, the better the coating uniformity.
被覆均一性の評価基準は以下の通りである。
◎：非常に良好。目視で凝集が確認されない。残存量が１％以下である。
○：良好。目視で凝集が確認されない。残存量が１％を超えて３％未満である。
△：実使用上問題なし。目視で凝集が少量確認される。残存量が３％以上２０％未満である。
×：不良。凝集が多量に確認される。残存量が２０％以上である。
The evaluation criteria for coating uniformity are as follows.
A: Very good. Aggregation is not confirmed visually. The remaining amount is 1% or less.
○: Good. Aggregation is not confirmed visually. The remaining amount is more than 1% and less than 3%.
Δ: No problem in actual use. A small amount of aggregation is visually confirmed. The remaining amount is 3% or more and less than 20%.
X: Defect. Aggregation is confirmed in large quantities. The remaining amount is 20% or more.
表２の比較例にて示されるような、被覆均一性となった。これらの粒子を観察すると以下のような特徴がみられる。 The coating uniformity was as shown in the comparative example of Table 2. Observation of these particles reveals the following characteristics.
（１）前混合後のトナー
比較例１のように前混合工程における粉体流過部温度が高すぎる（６５℃前後まで上昇する）と、樹脂微粒子の２次凝集物の解砕が効率的に行われず、前混合後にトナー母粒子表面に固定化された樹脂微粒子の粒子径は、１次粒子径の１０倍以上となった。比較例のトナーにおいてはトナー母粒子の周りに未解砕の樹脂微粒子や、解砕されかけの樹脂微粒子が多数みられた。
(1) Toner after pre-mixing If the powder flow-through temperature in the pre-mixing step is too high (increases to around 65 ° C.) as in Comparative Example 1, the secondary agglomerates of resin fine particles are efficiently crushed. The particle diameter of the resin fine particles fixed on the surface of the toner base particles after the premixing was not less than 10 times the primary particle diameter. In the toner of the comparative example, a large number of uncrushed resin fine particles and resin fine particles that were about to be broken were found around the toner base particles.
実施例の条件のように吸熱剤を加えることで解砕のための時間を長くとることができれば、ピークの温度は６０℃程度となり、均一な皮膜を得ることができる。実施例の前混合後のトナーを観察すると樹脂微粒子の凝集体はほとんど観察されなかった。また、処理後に回収された粉体からは吸熱剤は観察されず、吸熱剤は全て気体となって拡散していた。 If the time for crushing can be increased by adding an endothermic agent as in the conditions of the examples, the peak temperature is about 60 ° C., and a uniform film can be obtained. When the toner after the pre-mixing in the example was observed, almost no aggregates of resin fine particles were observed. Further, no endothermic agent was observed from the powder recovered after the treatment, and all the endothermic agent was diffused as a gas.
（２）被膜形成後のトナー
前混合により解砕が十分に行われなかった比較例１のトナーは、被膜形成後でトナー母粒子表面の露出や、表面凹凸が顕著に見られ、被覆均一性が悪化する傾向が見られた。
一方、実施例のトナーでは均一な被膜となっておりトナー母粒子表面の露出は殆どみられなかった。
(2) Toner after film formation The toner of Comparative Example 1, which was not sufficiently crushed by premixing, showed significant toner mother particle surface exposure and surface irregularities after film formation, and coating uniformity Tended to get worse.
On the other hand, the toner of the example had a uniform coating and the toner mother particle surface was hardly exposed.
比較例１のように投入量が非常に多い場合は温度上昇が高くなり均一性はかなり悪化してしまう。このような場合に関しては実施例のように吸熱剤を投入してやることが有効であり、初期の温度上昇を抑えることができ被覆均一性の向上が可能となる。また、気化して系外に排出されることから後の工程に関しても悪影響を及ぼさないため好適に用いることができるものである。 When the input amount is very large as in Comparative Example 1, the temperature rise is high and the uniformity is considerably deteriorated. In such a case, it is effective to add an endothermic agent as in the embodiment, and an initial temperature rise can be suppressed and coating uniformity can be improved. Further, since it is vaporized and discharged out of the system, it can be suitably used because it does not adversely affect the subsequent steps.
また、実施例２では吸熱剤の投入は粉体投入口を経由することで投入材料と同時に粉体流路内に送られることとなる。これにより投入材料の温度上昇を抑えることができ、実施例３に比べてより一層の被覆均一性を得ることができる。 Further, in Example 2, the endothermic agent is fed into the powder flow path simultaneously with the input material through the powder inlet. Thereby, the temperature rise of the input material can be suppressed, and even more uniform coating can be obtained as compared with the third embodiment.
また、実施例の結果から吸熱剤の投入は温度が上昇しきってしまう前に行われることが好ましい。特に解砕処理により微粒子が増大することで温度上昇が発生する前に投入されることが望ましく、解砕が進行した結果として、最も温度が高くなり軟化が進行するピーク温度前に投入されるかどうかにより、効果に差がでるためである。 Further, from the results of the examples, it is preferable that the endothermic agent is added before the temperature has risen. In particular, it is desirable to be added before the temperature rises due to the increase of fine particles due to the crushing treatment. As a result of the progress of crushing, is it introduced before the peak temperature at which the temperature becomes highest and softening proceeds? This is because there is a difference in effect.
Ｓ１ トナー母粒子作製工程
Ｓ２ 樹脂微粒子調製工程
Ｓ３ 前混合工程
Ｓ３ａ 第1温度調整工程
Ｓ３ｂ 第1粉体投入工程
Ｓ３ｃ 樹脂微粒子解砕工程
Ｓ３ｄ 樹脂微粒子固定化工程
Ｓ３ｅ 第1粉体回収工程
Ｓ４ 被膜形成工程
Ｓ４ａ 第２温度調整工程
Ｓ４ｂ 第２粉体投入工程
Ｓ４ｃ 噴霧工程
Ｓ４ｄ 膜化工程
Ｓ４ｅ 乾燥工程
Ｓ４ｆ 第２粉体回収工程
S1 Toner mother particle preparation step S2 Resin fine particle preparation step S3 Premixing step S3a First temperature adjustment step S3b First powder injection step S3c Resin fine particle crushing step S3d Resin fine particle immobilization step S3e First powder recovery step S4 Film formation Step S4a Second temperature adjustment step S4b Second powder charging step S4c Spraying step S4d Film forming step S4e Drying step S4f Second powder recovery step
Ａ２００ 切断面線
２０１ 回転撹拌装置
２０２ 粉体流路
２０３ 噴霧手段
２０４ 回転撹拌手段
２０４ａ 回転撹拌手段２０４の最外周
２０６ 粉体投入部
２０７ 粉体回収部
２０８ 回転撹拌室
２０８ａ 回転撹拌室２０８の軸線方向一方側の面
２０８ｂ 面２０８ａに垂直な側面
２０８ｃ 回転撹拌室２０８の軸線方向他方側の面
２０９ 循環管
２１０ 開口部
２１１ 開口部
２１２ 供給管
２１３ 電磁弁
２１４ 矢符
２１５ 回収タンク
２１６ 回収管
２１７ 電磁弁
２１８ 回転軸
２１９ 回転盤
２２０ 撹拌羽根
２２１ 貫通孔
２２２ ガス排出部
２２４ 温度調整用ジャケット
２２５ 流路
３０１ 粉体供給手段
４０１ 吸熱剤供給手段
φ 拡がり角度
θ 粉体流動方向との成す角度
A200
Claims (11)
（ｂ）揮発性可塑剤を、流動状態にある前記樹脂微粒子固定化トナーに向けて噴霧することによって、前記樹脂微粒子固定化トナーを可塑化し、
（ｃ）前記樹脂微粒子固定化トナーに前記回転撹拌手段で衝撃を加えることによって、前記トナー母粒子表面の前記樹脂微粒子を膜化させる
ことを特徴とするカプセルトナーの製造方法。 (A) By causing resin fine particles and toner base particles to flow in the presence of an endothermic agent in a powder passage of a rotary stirrer provided with a rotary stirrer and a temperature adjuster, the toner base particles A resin fine particle-fixed toner in which the resin fine particles are coated and fixed on the surface is prepared,
(B) plasticizing the resin fine particle fixed toner by spraying a volatile plasticizer toward the resin fine particle fixed toner in a fluid state;
(C) A method for producing a capsule toner, wherein the resin fine particles on the surface of the toner base particles are formed into a film by applying an impact to the resin fine particle fixed toner by the rotating stirring means.
Priority Applications (1)
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