JP5644367B2 - Toner, method for producing the same, and developer - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等における静電荷像を現像するためのトナー、前記トナーの製造方法、及び前記トナーを含有する現像剤に関する。 The present invention relates to a toner for developing an electrostatic image in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like, a method for producing the toner, and a developer containing the toner.
電子写真、静電記録、静電印刷等において使用されるトナーは、その現像工程において、例えば、静電荷像が形成されている静電潜像担持体等の像担持体に一旦付着され、次に転写工程において静電潜像担持体から転写紙等の転写媒体に転写された後、熱による定着工程において、トナーを溶融させて紙面に定着される。その際、潜像保持面上に形成される静電荷像を現像する為の現像剤として、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤やキャリアを必要としない一成分系現像剤(磁性トナー、非磁性トナー)が知られている。 In the developing process, toner used in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like is once attached to an image carrier such as an electrostatic latent image carrier on which an electrostatic charge image is formed. In the transfer step, after being transferred from the electrostatic latent image carrier to a transfer medium such as transfer paper, the toner is melted and fixed on the paper surface in a heat fixing step. At that time, as a developer for developing an electrostatic charge image formed on the latent image holding surface, a two-component developer composed of a carrier and a toner, or a one-component developer that does not require a carrier (magnetic toner, non-magnetic toner) Magnetic toner) is known.
従来、電子写真、静電記録、静電印刷などに用いられる乾式トナーとしては、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂等のトナーバインダーを着色剤などと共に溶融混練し微粉砕した、いわゆる粉砕型トナーが広く用いられている。
しかしながら、近年高画質な画像を得るためトナーが小粒径化する傾向にあり、前記粉砕法では、6μm以下の小粒径にすると粉砕効率が低下するとともに分級によるロスが大きくなり、生産性が低くコストアップとなってしまう点で問題であった。
Conventionally, as dry toners used for electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, etc., so-called pulverized toners, in which a toner binder such as a styrene resin or a polyester resin is melt-kneaded together with a colorant and pulverized, are widely used. It is used.
However, in recent years, there has been a tendency for the toner to have a small particle size in order to obtain a high-quality image. In the above pulverization method, if the particle size is 6 μm or less, the pulverization efficiency decreases and the loss due to classification increases, resulting in increased productivity. It was a problem in that the cost would be low.
また、最近では、懸濁重合法、乳化重合凝集法といったいわゆる重合型トナーや、ポリマー溶解懸濁法とよばれる体積収縮を伴う工法が提案され実用化もされている(特許文献1参照)。これらのトナーは、小粒径のトナーを製造する点では優れている。
しかしながら、水系媒体中で分散剤を使用することを前提としているためにトナーの帯電特性を損なう分散剤がトナー表面に残存し、環境安定性が損なわれるなどの不具合が発生したり、これを除去するために非常に大量の洗浄水を必要としたりすることが知られており、必ずしも製法として満足のいくものではない点で問題であった。
Recently, a so-called polymerization type toner such as a suspension polymerization method and an emulsion polymerization aggregation method and a method with volume shrinkage called a polymer dissolution suspension method have been proposed and put into practical use (see Patent Document 1). These toners are excellent in terms of producing a toner having a small particle diameter.
However, since it is assumed that the dispersant is used in an aqueous medium, the dispersant that impairs the charging characteristics of the toner remains on the surface of the toner, causing problems such as loss of environmental stability and removal of this. It is known that a very large amount of washing water is required to achieve this, and this is a problem in that it is not always satisfactory as a production method.
これに代わるトナーの製造方法として、圧電パルスを利用して微小ノズルから微小液滴を形成し、更にこれを乾燥固化してトナー化する工法が提案されている(特許文献2参照)。また、ノズル内の熱膨張を利用し、微小液滴を形成し、これを乾燥固化してトナー化する工法が提案されている(特許文献3参照)。更に、音響レンズを利用し、微小液滴を形成し、これを乾燥固化してトナー化する工法が提案されている(特許文献4参照)。
しかしながら、これらの方法では、トナーの小粒径化は容易であるが、一つのノズルから単位時間あたりに吐出できる液滴数が少なく、生産性が悪いという問題があると同時に、液滴同士の合一による粒度分布の広がりが避けられず、均一粒径のトナーが得られないばかりでなく、分級によるロスを伴う場合がある点で問題であった。
As an alternative method for producing toner, a method has been proposed in which fine droplets are formed from fine nozzles using piezoelectric pulses, and then dried and solidified to form toner (see Patent Document 2). In addition, a method has been proposed in which fine droplets are formed by utilizing thermal expansion in the nozzle, and this is dried and solidified into a toner (see Patent Document 3). Furthermore, a method has been proposed in which minute droplets are formed using an acoustic lens and dried to solidify into toner (see Patent Document 4).
However, with these methods, it is easy to reduce the particle size of the toner, but there is a problem in that the number of droplets that can be ejected from one nozzle per unit time is small and productivity is low. This is a problem in that the spread of the particle size distribution due to coalescence cannot be avoided and a toner having a uniform particle diameter cannot be obtained, and there is a case where loss due to classification may occur.
また最近では、省エネルギー化のため、低温で溶融するトナーを使用して、定着工程で発生するエネルギーを低減している。そのため、低温で溶融できる結晶性樹脂をトナーに用いることが提案されている(例えば、特許文献5〜8参照)。
しかしながら、これらの結晶性樹脂を、微小液滴形成によるトナー製法で作製した場合は、溶媒に結晶性樹脂が溶解されにくいため分散体として使用することとなり、吐出孔で結晶性樹脂が詰まる点で問題であった。
Recently, in order to save energy, a toner that melts at a low temperature is used to reduce energy generated in the fixing process. Therefore, it has been proposed to use a crystalline resin that can be melted at a low temperature for the toner (see, for example, Patent Documents 5 to 8).
However, when these crystalline resins are prepared by a toner manufacturing method by forming microdroplets, the crystalline resin is difficult to dissolve in the solvent, so it is used as a dispersion, and the crystalline resin is clogged in the discharge holes. It was a problem.
したがって、トナー組成液を吐出する際に、吐出孔が詰まることなく長時間安定してトナー組成液を吐出でき、粒度分布が狭く、均一で小粒径、かつ、低温で定着できるトナーを得ることができるトナーの製造方法、粒度分布が狭く、均一で小粒径、かつ、優れた低温定着性を有し、低消費電力で画像形成できるトナー、及び該トナーを含有する現像剤の提供が求められているのが現状である。 Therefore, when discharging the toner composition liquid, the toner composition liquid can be stably discharged for a long time without clogging the discharge hole, and a toner having a narrow particle size distribution, uniform and small particle diameter, and fixing at a low temperature is obtained. There is a need to provide a toner manufacturing method, a toner having a narrow particle size distribution, a uniform and small particle size, excellent low-temperature fixability, and capable of forming an image with low power consumption, and a developer containing the toner. This is the current situation.
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、トナー組成液を吐出する際に、吐出孔が詰まることなく長時間安定してトナー組成液を吐出でき、粒度分布が狭く、均一で小粒径、かつ、低温で定着できるトナーを得ることができるトナーの製造方法、粒度分布が狭く、均一で小粒径、かつ、優れた低温定着性を有し、低消費電力で画像形成できるトナー、及び該トナーを含有する現像剤を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems and achieve the following objects. That is, according to the present invention, when discharging the toner composition liquid, the toner composition liquid can be stably discharged for a long time without clogging the discharge hole, and the particle size distribution is narrow, uniform, small particle diameter, and can be fixed at a low temperature. Production method of toner capable of obtaining toner, toner having narrow particle size distribution, uniform and small particle size, excellent low-temperature fixability, and capable of forming an image with low power consumption, and developer containing the toner The purpose is to provide.
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。即ち、本発明のトナーの製造方法は、少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有するトナー組成物を有機溶剤に溶解又は分散させたトナー組成液を調製するトナー組成液調製工程と、少なくとも1つの吐出孔から前記トナー組成液を吐出して液滴化する液滴形成工程と、前記液滴化したトナー組成液中の前記有機溶剤を固化させて粒子を形成する乾燥工程と、を含み、前記結着樹脂が、少なくとも結晶性ポリエステル樹脂を含有し、前記結晶性ポリエステル樹脂が、液滴化する前のトナー組成液中に溶解していることにより、前記トナー組成液を吐出する際に、吐出孔が詰まることなく長時間安定してトナー組成液を吐出でき、粒度分布が狭く、均一で小粒径、かつ、低温で定着できるトナーを得ることができることを知見し、本発明の完成に至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made extensive studies and as a result, obtained the following findings. That is, the toner production method of the present invention comprises a toner composition liquid preparation step of preparing a toner composition liquid in which a toner composition containing at least a binder resin and a release agent is dissolved or dispersed in an organic solvent, and at least one A droplet forming step of discharging the toner composition liquid from the discharge holes to form droplets; and a drying step of solidifying the organic solvent in the toner composition liquid formed into droplets to form particles. The binder resin contains at least a crystalline polyester resin, and the crystalline polyester resin is dissolved in the toner composition liquid before being formed into droplets. The inventors have found that a toner composition liquid can be stably ejected for a long time without clogging the pores, and a toner having a narrow particle size distribution, a uniform, small particle size, and fixable at a low temperature can be obtained. It was.
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有するトナー組成物を有機溶剤に溶解又は分散させたトナー組成液を調製するトナー組成液調製工程と、少なくとも1つの吐出孔から前記トナー組成液を吐出して液滴化する液滴形成工程と、前記液滴化したトナー組成液中の前記有機溶剤を乾燥させて固化させる乾燥工程と、を含み、前記結着樹脂が、少なくとも結晶性ポリエステル樹脂を含有し、前記結晶性ポリエステル樹脂が、液滴化する前のトナー組成液中に溶解していることを特徴とするトナーの製造方法である。
<2> 液滴形成工程が、少なくとも1つの吐出孔が形成された液柱共鳴液室内のトナー組成液に振動を付与して液柱共鳴による定在波を形成し、前記定在波の腹となる領域に形成された前記吐出孔から前記トナー組成液を吐出して液滴を形成する工程である前記<1>に記載のトナーの製造方法である。
<3> 液滴形成工程が、同じ開口径を有する複数の吐出孔が形成された薄膜に振動手段により振動を付与し、前記吐出孔からトナー組成液を吐出して液滴を形成する工程である前記<1>に記載のトナーの製造方法である。
<4> 結晶性ポリエステル樹脂が、2価のアルコール成分及び2価の酸成分を少なくとも含有し、前記2価のアルコール成分及び前記2価の酸成分の少なくともいずれかが、少なくとも2種のモノマーを含有する前記<1>から<3>のいずれかに記載のトナー製造方法である。
<5> 結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量が、1,000〜100,000である前記<1>から<4>のいずれかに記載のトナー製造方法である。
<6> 結着樹脂中に結晶性ポリエステル樹脂を3質量%〜50質量%含有する前記<1>から<5>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<7> トナー粒子中の離型剤の含有量が3質量%〜20質量%である前記<1>から<6>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<8> 結着樹脂が結晶性ポリエステル樹脂以外の樹脂を含有し、前記結晶性ポリエステル樹脂以外の樹脂のTgが50℃〜70℃である前記<1>から<7>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<9> 前記<1>から<8>のいずれかに記載のトナーの製造方法により得られ、重量平均粒径が1μm〜10μmであり、粒度分布(重量平均粒径/個数平均粒径)が、1〜1.15の範囲にあることを特徴とするトナーである。
<10> 前記<9>に記載のトナーとキャリアとを少なくとも含有することを特徴とする現像剤である。
The present invention is based on the above findings by the present inventors, and means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> A toner composition liquid preparation step of preparing a toner composition liquid in which a toner composition containing at least a binder resin and a release agent is dissolved or dispersed in an organic solvent; and the toner composition liquid from at least one ejection hole. A droplet forming step of discharging into droplets, and a drying step of drying and solidifying the organic solvent in the dropletized toner composition liquid, wherein the binder resin is at least a crystalline polyester resin And the crystalline polyester resin is dissolved in the toner composition liquid before being formed into droplets.
<2> The droplet forming step applies vibration to the toner composition liquid in the liquid column resonance liquid chamber in which at least one ejection hole is formed to form a standing wave by liquid column resonance, and the antinode of the standing wave The method for producing a toner according to <1>, wherein the toner composition liquid is ejected from the ejection holes formed in a region to form droplets.
<3> A droplet forming step is a step in which a vibration is applied to a thin film in which a plurality of discharge holes having the same opening diameter is formed, and a toner composition liquid is discharged from the discharge holes to form droplets. The method for producing a toner according to <1>.
<4> The crystalline polyester resin contains at least a divalent alcohol component and a divalent acid component, and at least one of the divalent alcohol component and the divalent acid component contains at least two monomers. The toner production method according to any one of <1> to <3>.
<5> The toner production method according to any one of <1> to <4>, wherein the crystalline polyester resin has a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000.
<6> The toner production method according to any one of <1> to <5>, wherein the binder resin contains 3% by mass to 50% by mass of a crystalline polyester resin.
<7> The toner production method according to any one of <1> to <6>, wherein the content of the release agent in the toner particles is 3% by mass to 20% by mass.
<8> The binder resin according to any one of <1> to <7>, wherein the binder resin contains a resin other than the crystalline polyester resin, and Tg of the resin other than the crystalline polyester resin is 50 ° C to 70 ° C. A toner manufacturing method.
<9> Obtained by the method for producing a toner according to any one of <1> to <8>, having a weight average particle diameter of 1 μm to 10 μm and a particle size distribution (weight average particle diameter / number average particle diameter). , 1 to 1.15.
<10> A developer comprising at least the toner according to <9> and a carrier.
<11> 2価のアルコール成分が、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、及び1,12−ドデカンジオールから選択される少なくとも1種である前記<4>から<8>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<12> 2価の酸成分が、フマル酸、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸、1,8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、及び1,12−ドデカン二酸から選択される少なくとも1種である前記<4>から<8>及び<11>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<13> 有機溶剤が、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、酢酸エチル、トルエンから選択される少なくとも1種である前記<1>から<8>及び<11>から<12>のいずれかに記載のトナーの製造方法である。
<11> The divalent alcohol component is at least selected from 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, and 1,12-dodecanediol. The method for producing a toner according to any one of <4> to <8>, wherein the toner is one type.
<12> Divalent acid components are fumaric acid, 1,4-butanedioic acid, 1,6-hexanedioic acid, 1,8-octanedioic acid, 1,10-decanedioic acid, and 1,12- The method for producing a toner according to any one of <4> to <8> and <11>, wherein the toner is at least one selected from dodecanedioic acid.
<13> Any one of <1> to <8> and <11> to <12>, wherein the organic solvent is at least one selected from tetrahydrofuran (THF), acetone, methyl ethyl ketone (MEK), ethyl acetate, and toluene A method for producing the toner according to claim 1.
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、トナー組成液を吐出する際に、吐出孔が詰まることなく長時間安定してトナー組成液を吐出でき、粒度分布が狭く、均一で小粒径、かつ、低温で定着できるトナーを得ることができるトナーの製造方法、粒度分布が狭く、均一で小粒径、かつ、優れた低温定着性を有し、低消費電力で画像形成できるトナー、及び該トナーを含有する現像剤を提供することができる。 According to the present invention, the above-described problems can be solved and the object can be achieved, and when the toner composition liquid is discharged, the toner composition liquid can be discharged stably for a long time without clogging the discharge holes. A toner manufacturing method capable of obtaining a toner having a narrow particle size distribution, uniform, small particle size, and fixing at low temperature, and having a narrow particle size distribution, uniform, small particle size, and excellent low temperature fixing property Further, a toner capable of forming an image with low power consumption and a developer containing the toner can be provided.
(トナー及びトナーの製造方法)
本発明のトナーの製造方法は、トナー組成液調製工程と、液滴形成工程と、乾燥工程と、を少なくとも含み、必要に応じて更にその他の工程を含む。
本発明のトナーは、結着樹脂と、離型剤と、を少なくとも含み、必要に応じて更にその他の成分を含有する。本発明のトナーは、本発明の前記トナーの製造方法により製造される。
以下、本発明のトナーの製造方法の説明と併せて、本発明のトナーについても詳細に説明する。
(Toner and toner production method)
The toner production method of the present invention includes at least a toner composition liquid preparation step, a droplet formation step, and a drying step, and further includes other steps as necessary.
The toner of the present invention contains at least a binder resin and a release agent, and further contains other components as necessary. The toner of the present invention is manufactured by the toner manufacturing method of the present invention.
Hereinafter, the toner of the present invention will be described in detail together with the description of the method for producing the toner of the present invention.
<トナーの製造方法>
<<トナー組成液調製工程>>
前記トナー組成液調製工程は、トナー組成物を有機溶剤に溶解乃至分散させたトナー組成液を調製する工程である。
<Toner production method>
<< Toner Composition Solution Preparation Process >>
The toner composition liquid preparation step is a step of preparing a toner composition liquid in which a toner composition is dissolved or dispersed in an organic solvent.
−トナー組成物−
前記トナー組成物は、結着樹脂と、離型剤と、を少なくとも含有し、必要に応じて、更にその他の成分を含有する。
-Toner composition-
The toner composition contains at least a binder resin and a release agent, and further contains other components as necessary.
−−結着樹脂−−
前記結着樹脂は、少なくとも結晶性ポリエステル樹脂を含有し、必要に応じて更に、前記結晶性ポリエステル樹脂以外の結着樹脂等のその他の成分を含有する。
--Binder resin--
The binder resin contains at least a crystalline polyester resin, and further contains other components such as a binder resin other than the crystalline polyester resin as necessary.
−−−結晶性ポリエステル樹脂−−−
一般的な結晶性ポリエステル樹脂は、有機溶剤中に溶解し難いため、有機溶剤中に結晶性ポリエステル樹脂を微分散させるが、微分散した結晶性ポリエステル樹脂は、有機溶剤中で凝集し、吐出孔(以下、「ノズル」と称することがある。)が詰まりやすくなるという問題がある。
一方、本発明において、前記結晶性ポリエステル樹脂は、有機溶剤に溶解される。これにより、吐出孔の詰まりを防止することができ、トナー組成液を吐出する際に、長時間安定してトナー組成液を吐出できる点で有利である。
したがって、結晶性ポリエステル樹脂を溶解させるためには、結晶性ポリエステル樹脂の種類、有機溶剤の種類、溶剤温度を適切に組み合わせることにより、溶解させることができる。
また、前記結晶性ポリエステルをトナー組成物中に含有させると、該トナー組成物を用いて製造されたトナーは、低温で定着できる点でも有利である。
--- Crystalline polyester resin ---
A general crystalline polyester resin is difficult to dissolve in an organic solvent, so the crystalline polyester resin is finely dispersed in the organic solvent. (Hereinafter, sometimes referred to as “nozzle”) tends to be clogged.
On the other hand, in the present invention, the crystalline polyester resin is dissolved in an organic solvent. Thereby, clogging of the discharge holes can be prevented, and it is advantageous in that the toner composition liquid can be stably discharged for a long time when the toner composition liquid is discharged.
Therefore, in order to dissolve the crystalline polyester resin, it can be dissolved by appropriately combining the type of the crystalline polyester resin, the type of the organic solvent, and the solvent temperature.
Further, when the crystalline polyester is contained in the toner composition, it is advantageous in that the toner produced using the toner composition can be fixed at a low temperature.
前記結晶性ポリエステル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、2価のアルコール(ジオール)成分と、2価の酸(ジカルボン酸)成分とを主成分として合成される直鎖状の樹脂が、結晶性を得られやすい点で好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as said crystalline polyester resin, Although it can select suitably according to the objective, A divalent alcohol (diol) component and a divalent acid (dicarboxylic acid) component are synthesize | combined as a main component. The linear resin to be used is preferable in that crystallinity is easily obtained.
前記2価のアルコールとしては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、炭素数2〜12の飽和脂肪族ジオール化合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記2価のアルコールの具体例としては、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、又はこれらの誘導体などが挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular as said dihydric alcohol, According to the objective, it can select suitably according to the objective, For example, a C2-C12 saturated aliphatic diol compound etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
Specific examples of the divalent alcohol include 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, 1,12-dodecanediol, or derivatives thereof. Etc.
また、1価のアルコール成分を更に添加することにより、前記結晶性ポリエステル樹脂分子の末端がキャップされ、結晶性ポリエステル樹脂の分子量を小さくすることができ、結晶性ポリエステル樹脂の有機溶剤への溶解度が高くなる点で好ましい。
前記1価のアルコール成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
Further, by adding a monovalent alcohol component, the end of the crystalline polyester resin molecule is capped, the molecular weight of the crystalline polyester resin can be reduced, and the solubility of the crystalline polyester resin in the organic solvent is increased. It is preferable in that it becomes higher.
There is no restriction | limiting in particular as said monohydric alcohol component, According to the objective, it can select suitably, For example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, pentanol Hexanol, cyclohexanol, heptanol and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
前記2価の酸としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、二重結合(C=C結合)を有する炭素数2〜12のジカルボン酸、炭素数2〜12の飽和ジカルボン酸などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記2価の酸の具体例としては、フマル酸、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸、1,8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸、又はこれらの誘導体などが挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular as said divalent acid, According to the objective, it can select suitably according to the objective, For example, C2-C12 dicarboxylic acid which has a double bond (C = C bond) And saturated dicarboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms. These may be used alone or in combination of two or more.
Specific examples of the divalent acid include fumaric acid, 1,4-butanedioic acid, 1,6-hexanedioic acid, 1,8-octanedioic acid, 1,10-decanedioic acid, 1,12- Examples include dodecanedioic acid or derivatives thereof.
また、1価の酸成分を更に添加することにより、結晶性ポリエステル樹脂分子の末端がキャップされ、結晶性ポリエステル樹脂の分子量を小さくすることができ、有機溶剤への溶解度が高くなる点で好ましい。
前記1価の酸成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸などの飽和脂肪酸、若しくは、不飽和脂肪酸、安息香酸、ピルビン酸。などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
Further, the addition of a monovalent acid component is preferable in that the end of the crystalline polyester resin molecule is capped, the molecular weight of the crystalline polyester resin can be reduced, and the solubility in an organic solvent is increased.
The monovalent acid component is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, for example, saturated fatty acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, Saturated fatty acids, benzoic acid, pyruvic acid. Etc. These may be used alone or in combination of two or more.
また、前記2価のアルコール成分と、前記2価の酸成分のどちらか一方又は両方について、2種類以上の2価のアルコール成分又は、2種類以上の2価の酸成分を使用することにより、分子同士の規則性に乱れが生じ、結晶化度が低下する。これにより、前記結晶性ポリエステル樹脂がほぐれやすくなり、有機溶剤への溶解度が高くなる点で好ましい。 Moreover, by using two or more types of divalent alcohol components or two or more types of divalent acid components for either one or both of the divalent alcohol component and the divalent acid component, The regularity between molecules is disturbed, and the crystallinity is lowered. This is preferable in that the crystalline polyester resin is easily loosened and the solubility in an organic solvent is increased.
前記結晶性ポリエステル樹脂の合成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記アルコール成分と、前記酸成分とを、適当な触媒下で縮重合反応させる方法などが挙げられる。 The method for synthesizing the crystalline polyester resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a method of subjecting the alcohol component and the acid component to a polycondensation reaction under an appropriate catalyst. Etc.
前記結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1,000〜100,000が好ましく、5,000〜50,000がより好ましく、15,000〜20,000が特に好ましい。前記個数平均分子量が、前記好ましい範囲内であると、前記結晶性ポリエステル樹脂の有機溶剤への溶解度が高くなる点で好ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂の分子量分布は、THFを溶媒としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
The weight average molecular weight of the crystalline polyester resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 5,000 to 50,000, 15,000 to 20,000 is particularly preferred. It is preferable that the number average molecular weight is within the preferable range in that the solubility of the crystalline polyester resin in an organic solvent is increased.
The molecular weight distribution of the crystalline polyester resin can be measured by gel permeation chromatography (GPC) using THF as a solvent.
前記結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50℃〜130℃が好ましく、50℃〜100℃がより好ましい。前記結晶性ポリエステル樹脂のTgが、50℃未満であると、トナーの保存性が悪くなることがあり、130℃を超えると、低温で定着することができないことがある。 There is no restriction | limiting in particular as glass transition temperature (Tg) of the said crystalline polyester resin, Although it can select suitably according to the objective, 50 to 130 degreeC is preferable and 50 to 100 degreeC is more preferable. When the Tg of the crystalline polyester resin is less than 50 ° C., the storage stability of the toner may be deteriorated, and when it exceeds 130 ° C., fixing may be impossible at a low temperature.
前記Tgは、例えば、示差走査熱量測定(DSC)で測定することができる。
具体的には、試料約10mgをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットする。まず、室温から昇温速度10℃/分間で150℃まで加熱した後、150℃で10分間放置し、室温まで試料を冷却して10分間放置後、窒素雰囲気下で再度150℃まで昇温速度10℃/分間で加熱してDSCの測定を行う。Tgは、示差走査熱量測定装置の解析システムを用いて、Tg近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出することができる。
前記結晶性ポリエステル樹脂は、前記融点温度未満では、ある程度規則的に分子が並び結晶構造を持つものであり、融点温度以上になると、この結晶構造は崩れ、ランダムな構造をとり、溶融した状態となるため、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを指す。
The Tg can be measured by, for example, differential scanning calorimetry (DSC).
Specifically, about 10 mg of a sample is placed in an aluminum sample container, placed on a holder unit, and set in an electric furnace. First, the sample was heated from room temperature to 150 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C./min, then left at 150 ° C. for 10 minutes, cooled to room temperature, left for 10 minutes, and then again heated to 150 ° C. in a nitrogen atmosphere. The DSC is measured by heating at 10 ° C./min. Tg can be calculated from the contact point between the tangent line and the base line of the endothermic curve in the vicinity of Tg using the analysis system of the differential scanning calorimeter.
The crystalline polyester resin has a crystal structure in which molecules are regularly arranged to a certain degree below the melting point temperature, and when the melting point temperature is exceeded, the crystal structure collapses, takes a random structure, and is in a molten state. Therefore, in differential scanning calorimetry (DSC), it indicates a clear endothermic peak, not a step-like change in endothermic amount.
前記結晶性ポリエステル樹脂の酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0mgKOH/g〜70mgKOH/gが好ましく、1.0mgKOH/g〜50mgKOH/gがより好ましい。前記酸価が70mgKOH/gを超えると、帯電の環境変動が大きくなることがある。 There is no restriction | limiting in particular as an acid value of the said crystalline polyester resin, Although it can select suitably according to the objective, 0 mgKOH / g-70 mgKOH / g are preferable, and 1.0 mgKOH / g-50 mgKOH / g are more preferable. . When the acid value exceeds 70 mgKOH / g, the environmental fluctuation of charging may increase.
前記酸化は、例えば、基本操作はJIS K−0070に準じて、以下の方法で測定することができる。
(1)試料は予め結着樹脂(重合体成分)以外の添加物を除去して使用するか、結着樹脂及び架橋された結着樹脂以外の成分の酸価及び含有量を予め求めておく。試料の粉砕品0.5g〜2.0gを精秤し、重合体成分の重さをW(g)とする。例えば、トナーから結着樹脂の酸価を測定する場合は、着色剤又は磁性体等の酸価及び含有量を別途測定しておき、計算により結着樹脂の酸価を求める。
(2)300mLのビーカーに試料を入れ、トルエン/エタノール(体積比4/1)の混合液150mLを加え溶解する。
(3)0.1mol/LのKOHのエタノール溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する。
(4)この時のKOH溶液の使用量をS(mL)とし、同時にブランクを測定し、この時のKOH溶液の使用量をB(mL)とし、下記式で算出する。ただしfは、KOHのファクターである。
酸価[mgKOH/g]=[(S−B)×f×5.61]/W
The oxidation can be measured, for example, by the following method according to JIS K-0070 for basic operation.
(1) The sample is used by removing additives other than the binder resin (polymer component) in advance, or the acid value and content of components other than the binder resin and the crosslinked binder resin are obtained in advance. . The sample pulverized product 0.5 g to 2.0 g is precisely weighed, and the weight of the polymer component is defined as W (g). For example, when measuring the acid value of the binder resin from the toner, the acid value and content of the colorant or magnetic material are separately measured, and the acid value of the binder resin is obtained by calculation.
(2) A sample is put into a 300 mL beaker, and 150 mL of a mixed solution of toluene / ethanol (volume ratio 4/1) is added and dissolved.
(3) Titrate with an ethanol solution of 0.1 mol / L KOH using a potentiometric titrator.
(4) The amount of KOH solution used at this time is S (mL), a blank is measured at the same time, and the amount of KOH solution used at this time is B (mL). However, f is a factor of KOH.
Acid value [mgKOH / g] = [(SB) × f × 5.61] / W
前記結晶性ポリエステル樹脂が、前記有機溶剤に溶解しているか否かを判断する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、目視にて透明性を確認する方法、濁度を測定する方法、光散乱度を測定する方法、透過率を測定する方法などが挙げられる。
なお、本発明において、前記結晶性ポリエステル樹脂が溶解しているものは、有機溶剤に結晶性ポリエステルを溶解したときに、溶解液が目視にて透明になっている状態のものである。不溶解の場合は、結晶性ポリエステルが溶け残っているか、若しくは、白濁して濁っている状態を示す。
The method for determining whether or not the crystalline polyester resin is dissolved in the organic solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the transparency is confirmed visually. Examples thereof include a method, a method for measuring turbidity, a method for measuring light scattering, and a method for measuring transmittance.
In the present invention, the crystalline polyester resin is dissolved when the crystalline polyester is dissolved in an organic solvent. In the case of insolubility, the crystalline polyester remains undissolved or becomes cloudy and cloudy.
前記結着樹脂中の前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、3質量%〜50質量%が好ましく、5質量%〜30質量%がより好ましい。前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量が、3質量%未満であると、結晶性ポリエステル樹脂の量が少なすぎて、低温定着の効果が十分に得られないことがあり、50質量%を超えると、結晶性ポリエステル量が多すぎて、定着時にトナーの溶融粘度が下がりすぎ、ホットオフセットが発生しやすくなることがある。 There is no restriction | limiting in particular as content of the said crystalline polyester resin in the said binder resin, Although it can select suitably according to the objective, 3 mass%-50 mass% are preferable, and 5 mass%-30 mass. % Is more preferable. When the content of the crystalline polyester resin is less than 3% by mass, the amount of the crystalline polyester resin is too small, and the effect of low-temperature fixing may not be sufficiently obtained. When the content exceeds 50% by mass, When the amount of crystalline polyester is too large, the melt viscosity of the toner is too low at the time of fixing, and hot offset tends to occur.
−−−結晶性ポリエステル樹脂以外の結着樹脂−−−
前記結晶性ポリエステル樹脂以外の結着樹脂(以下、「その他の結着樹脂」と称することがある。)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記結晶性ポリエステル樹脂が有機溶剤中に溶解させて用いられるため、前記その他の結着樹脂も有機溶剤中に溶解できるものであることが、前記結晶性ポリエステル樹脂と、前記その他の結着樹脂とがよく混合され、分散タイプの結晶性ポリエステル樹脂を使用する場合に比較して、更に低温定着化が図ることができる点で好ましい。
--Binder resin other than crystalline polyester resin ---
The binder resin other than the crystalline polyester resin (hereinafter sometimes referred to as “other binder resin”) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Since the polyester resin is used by being dissolved in an organic solvent, the crystalline polyester resin and the other binder resin are mixed well so that the other binder resin can also be dissolved in the organic solvent. It is preferable in that it can be fixed at a lower temperature as compared with the case of using a dispersion type crystalline polyester resin.
このようなその他の結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スチレン系単量体、アクリル系単量体、メタクリル系単量体等のビニル重合体、これらの単量体又は2種類以上からなる共重合体、ポリエステル系重合体、ポリオール樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、石油系樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Such other binder resins are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, vinyl resins such as styrene monomers, acrylic monomers, and methacrylic monomers may be used. Copolymers, copolymers of these monomers or two or more types, polyester polymers, polyol resins, phenol resins, silicone resins, polyurethane resins, polyamide resins, furan resins, epoxy resins, xylene resins, terpene resins, polymers Examples include malon indene resin, polycarbonate resin, and petroleum resin. These may be used alone or in combination of two or more.
前記スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−フエニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−アミルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−へキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレン等のスチレン、又はその誘導体などが挙げられる。 Examples of the styrene monomer include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-phenylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, and pn-. Amyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-methoxy styrene Styrene such as p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, m-nitrostyrene, o-nitrostyrene, p-nitrostyrene, or derivatives thereof.
前記アクリル系単量体としては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸n−ドデシル、アクリル酸2−エチルへキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸、又はそのエステル類などが挙げられる。 Examples of the acrylic monomer include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, n-dodecyl acrylate, and acrylic acid. Examples include 2-ethylhexyl, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, acrylic acid such as phenyl acrylate, and esters thereof.
メタクリル系単量体としては、例えば、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸n−ドデシル、メタクリル酸2−エチルへキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸又はそのエステル類などが挙げられる。 Examples of the methacrylic monomer include methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, n-dodecyl methacrylate, and methacrylic acid 2 -Methacrylic acid such as ethylhexyl, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, or esters thereof.
前記その他の結着樹脂がスチレン−アクリル系樹脂の場合、樹脂成分のテトラヒドロフラン(THF)に可溶分のGPCによる分子量分布で、分子量が3,000〜50,000(個数平均分子量換算)の領域に少なくとも1つのピークが存在する。また、100,000以上の領域に少なくとも1つのピークが存在する樹脂が、定着性、オフセット性、保存性の点で好ましい。
また、THF可溶分としては、個数平均分子量分布が100,000以下の成分が50%〜90%となるような樹脂が好ましく、個数平均分子量が5,000〜30,000の領域にメインピークを有する樹脂がより好ましく、5,000〜20,000の領域にメインピークを有する樹脂が特に好ましい。
When the other binder resin is a styrene-acrylic resin, a molecular weight distribution by GPC soluble in tetrahydrofuran (THF) as a resin component and a molecular weight of 3,000 to 50,000 (in terms of number average molecular weight) There is at least one peak. In addition, a resin having at least one peak in a region of 100,000 or more is preferable in terms of fixability, offset property, and storage stability.
The THF-soluble component is preferably a resin in which a component having a number average molecular weight distribution of 100,000 or less is 50% to 90%. A resin having a main peak in the region of 5,000 to 20,000 is particularly preferable.
前記ビニル重合体、又は共重合体を形成する他のモノマーの例としては、以下の(1)〜(18)などが挙げられる。
(1)エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレフイン類;(2)ブタジエン、イソプレン等のポリエン類;(3)塩化ビニル、塩化ビニルデン、臭化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル類;(4)酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類;(5)ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;(6)ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;(7)N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物;(8)、ビニルナフタリン類;(9)アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体等;(10)マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸等の不飽和二塩基酸;(11)マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物等の不飽和二塩基酸無水物;(12)マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸モノブチルエステル、シトラコン酸モノメチルエステル、シトラコン酸モノエチルエステル、シトラコン酸モノブチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、アルケニルコハク酸モノメチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、メサコン酸モノメチルエステル等の不飽和二塩基酸のモノエステル;(13)ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸等の不飽和二塩基酸エステル;(14)クロトン酸、ケイヒ酸等のα,β−不飽和酸;(15)クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物等のα,β−不飽和酸無水物;(16)該α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物、アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステル等のカルボキシル基を有するモノマー;(17)2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類;(18)4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルへキシル)スチレンの等のヒドロキシ基を有するモノマー。
Examples of other monomers that form the vinyl polymer or copolymer include the following (1) to (18).
(1) Monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene; (2) Polyenes such as butadiene and isoprene; (3) Vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride; (4) Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl benzoate; (5) Vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether; (6) Vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and methyl. Vinyl ketones such as isopropenyl ketone; (7) N-vinyl compounds such as N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone; (8), vinyl naphthalenes; (9) acrylonitrile, Such as methacrylonitrile, acrylamide, etc. (10) unsaturated dibasic acids such as maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, alkenyl succinic acid, fumaric acid, mesaconic acid; (11) maleic anhydride, citraconic anhydride, Unsaturated dibasic acid anhydrides such as itaconic acid anhydride and alkenyl succinic acid anhydride; (12) maleic acid monomethyl ester, maleic acid monoethyl ester, maleic acid monobutyl ester, citraconic acid monomethyl ester, citraconic acid monoethyl ester Monoesters of unsaturated dibasic acids such as citraconic acid monobutyl ester, itaconic acid monomethyl ester, alkenyl succinic acid monomethyl ester, fumaric acid monomethyl ester, mesaconic acid monomethyl ester; (13) dimethylmaleic acid, dimethylfumaric acid, etc. Unsaturated (14) α, β-unsaturated acids such as crotonic acid and cinnamic acid; (15) α, β-unsaturated acid anhydrides such as crotonic acid anhydride and cinnamic anhydride; (16) Monomers having a carboxyl group such as anhydrides of α, β-unsaturated acids and lower fatty acids, alkenylmalonic acid, alkenylglutaric acid, alkenyladipic acid, these acid anhydrides and monoesters thereof; (17) 2- Acrylic acid or methacrylic acid hydroxyalkyl esters such as hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate; (18) 4- (1-hydroxy-1-methylbutyl) styrene, 4- (1-hydroxy- Monomers having a hydroxy group such as 1-methylhexyl) styrene.
前記その他の結着樹脂のビニル重合体、又は共重合体は、ビニル基を2個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有していてもよい。
この場合に用いられる架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6へキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、これらの化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの等のアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類;ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、これらの化合物のアクリレートをメタアクリレートに代えたもの等のエーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類などが挙げられる。
The vinyl polymer or copolymer of the other binder resin may have a crosslinked structure crosslinked with a crosslinking agent having two or more vinyl groups.
There is no restriction | limiting in particular as a crosslinking agent used in this case, According to the objective, it can select suitably, For example, aromatic divinyl compounds, such as divinylbenzene and divinylnaphthalene; Ethylene glycol diacrylate, 1, 3- butylene Such as glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6 hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and those obtained by replacing acrylate of these compounds with methacrylate Diacrylate compounds linked by alkyl chain; diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol # 400 diacrylate, polyethylene glycol Call # 600 diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, and diacrylate compounds connected with an alkyl chain containing an ether bond, such as those of acrylates of these compounds is replaced with methacrylate and the like.
その他、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物、ジメタクリレート化合物も挙げられる。ポリエステル型ジアクリレート類としては、例えば、商品名MANDA(日本化薬株式会社製)などが挙げられる。 Other examples include diacrylate compounds and dimethacrylate compounds linked by a chain containing an aromatic group and an ether bond. Examples of polyester diacrylates include trade name MANDA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.).
多官能の架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート、又は以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテートなどが挙げられる。 The polyfunctional crosslinking agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, pentaerythritol triacrylate, trimethylol ethane triacrylate, trimethylol propane triacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate, oligo Examples include ester acrylates or those obtained by replacing acrylates of the above compounds with methacrylate, triallyl cyanurate, triallyl trimellitate, and the like.
これらの中でも、前記その他の結着樹脂としては、定着性、耐オフセット性の点から、芳香族ジビニル化合物(特にジビニルベンゼン)、芳香族基及びエーテル結合を1つ含む結合鎖で結ばれたジアクリレート化合物類が好ましく、スチレン系共重合体、スチレン−アクリル系共重合体となるようなモノマーの組み合わせが特に好ましい。 Among these, as the other binder resin, from the viewpoint of fixability and offset resistance, an aromatic divinyl compound (particularly divinylbenzene), a divalent chain bonded with a bond chain containing one aromatic group and an ether bond. Acrylate compounds are preferable, and a combination of monomers such as a styrene copolymer or a styrene-acrylic copolymer is particularly preferable.
これらの架橋剤は、他のモノマー成分100質量部に対して、0.01質量部〜10質量部用いることが好ましく、0.03質量部〜5質量部用いることがより好ましい。 These crosslinking agents are preferably used in an amount of 0.01 to 10 parts by mass, and more preferably 0.03 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of other monomer components.
前記ビニル重合体又は共重合体の製造に用いられる重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、1,1’−アゾビス(1−シクロへキサンカルボニトリル)、2−(カルバモイルアゾ)−イソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2’,4’−ジメチル−4’−メトキシバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)、メチルエチルケトンパ−オキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロへキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、2,2−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ブタン、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、ジークミルパーオキサイド、α−(tert−ブチルパーオキシ)イソプロピルべンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリルパーオキサイド、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルへキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジ−エトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロへキシルスルホニルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルへキサレート、tert−ブチルパーオキシラウレート、tert−ブチル−オキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−tert−ブチルパーオキシイソフタレート、tert−ブチルパーオキアリルカーボネート、イソアミルパーオキシ−2−エチルへキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキシへキサハイドロテレフタレート、tert−ブチルパーオキシアゼレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 There is no restriction | limiting in particular as a polymerization initiator used for manufacture of the said vinyl polymer or copolymer, According to the objective, it can select suitably, For example, 2,2'- azobisisobutyronitrile, 2 , 2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), Dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate, 1,1′-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile), 2- (carbamoylazo) -isobutyronitrile, 2,2′-azobis (2, 4,4-trimethylpentane), 2-phenylazo-2 ′, 4′-dimethyl-4′-methoxyvaleronitrile, 2,2′-azobis (2-methylpropane), methyl ethyl ketone Ketone peroxides such as oxide, acetylacetone peroxide, cyclohexanone peroxide, 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane, tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, 1,1,3 , 3-tetramethylbutyl hydroperoxide, di-tert-butyl peroxide, tert-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, α- (tert-butylperoxy) isopropylbenzene, isobutyl peroxide, octanoyl peroxide Oxide, decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, benzoyl peroxide, m-tolyl peroxide, di-isopropyl peroxide Xidicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, di-2-ethoxyethyl peroxycarbonate, di-ethoxyisopropyl peroxydicarbonate, di (3-methyl -3-methoxybutyl) peroxycarbonate, acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, tert-butylperoxyacetate, tert-butylperoxyisobutyrate, tert-butylperoxy-2-ethylhexarate, tert-butylper Oxylaurate, tert-butyl-oxybenzoate, tert-butylperoxyisopropyl carbonate, di-tert-butylperoxyisophthalate, tert-butylperoxyallyl carbonate, To amyl peroxy-2-ethyl hexanoate, di -tert- butyl peroxy the hexa hydro terephthalate, and the like are tert- butylperoxy azelate. These may be used alone or in combination of two or more.
前記ポリエステル系重合体は、例えば、アルコール成分と、酸成分とから合成することができる。前記ポリエステル系重合体を形成するモノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下のものなどが挙げられる。 The polyester polymer can be synthesized from, for example, an alcohol component and an acid component. There is no restriction | limiting in particular as a monomer which forms the said polyester polymer, According to the objective, it can select suitably, For example, the following are mentioned.
2価のアルコール成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、又は、ビスフェノールAにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテルが重合して得られるジオールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The divalent alcohol component is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3- Butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, or bisphenol A with ethylene oxide And diols obtained by polymerizing cyclic ethers such as propylene oxide. These may be used alone or in combination of two or more.
また、ポリエステル樹脂を架橋させるためには、3価以上のアルコールを併用することが好ましい。
前記3価以上の多価アルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、例えば、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
In order to crosslink the polyester resin, it is preferable to use a trivalent or higher alcohol together.
The trihydric or higher polyhydric alcohol is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, penta Erythritol, such as dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentatriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol , Trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxybenzene and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
前記酸成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のべンゼンジカルボン酸類又はその無水物;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物;マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸等の不飽和二塩基酸、マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物等の不飽和二塩基酸無水物などがあげられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The acid component is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include benzene dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid or anhydrides thereof; succinic acid, adipic acid and sebacin. Alkyl dicarboxylic acids such as acid and azelaic acid or anhydrides thereof; unsaturated dibasic acids such as maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, alkenyl succinic acid, fumaric acid, mesaconic acid, maleic anhydride, citraconic anhydride, And unsaturated dibasic acid anhydrides such as itaconic acid anhydride and alkenyl succinic acid anhydride. These may be used alone or in combination of two or more.
また、ポリエステル樹脂を架橋させるためには、3価以上の酸を併用することが好ましい。
前記3価以上の多価カルボン酸成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリメット酸、ピロメット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシ−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、又はこれらの無水物、部分低級アルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
In order to crosslink the polyester resin, it is preferable to use a trivalent or higher acid together.
The trivalent or higher polyvalent carboxylic acid component is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include trimetic acid, pyrometic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2 , 5-Benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3 -Dicarboxy-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, tetra (methylenecarboxy) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, empole trimer acid, or anhydrides thereof, partially lower alkyl esters Etc. These may be used alone or in combination of two or more.
前記その他の結着樹脂がポリエステル系樹脂の場合、ポリエステル系樹脂の分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、個数平均分子量で、3,000〜50,000の領域に少なくとも1つのピークが存在する結晶性ポリエステル樹脂が、トナーの定着性、耐オフセット性の点で好ましい。
また、THF可溶分としては、個数平均分子量が100,000以下の成分が、60%〜100%となるような結晶性ポリエステル樹脂が好ましく、個数平均分子量が5,000〜20,000の領域に少なくとも1つのピークが存在するポリエステル系樹脂がより好ましい。
前記分子量分布は、THFを溶媒としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
When the other binder resin is a polyester-based resin, the molecular weight of the polyester-based resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, the number average molecular weight is 3,000 to 50,000. A crystalline polyester resin having at least one peak in the region is preferable in terms of toner fixing properties and offset resistance.
The THF-soluble component is preferably a crystalline polyester resin in which the component having a number average molecular weight of 100,000 or less is 60% to 100%, and the number average molecular weight is in the range of 5,000 to 20,000. A polyester resin in which at least one peak exists is more preferable.
The molecular weight distribution can be measured by gel permeation chromatography (GPC) using THF as a solvent.
前記その他の結着樹脂がポリエステル樹脂の場合、その酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1mgKOH/g〜100mgKOH/gが好ましく、0.1mgKOH/g〜70mgKOH/gがより好ましく、0.1mgKOH/g〜50mgKOH/gが特に好ましい。 When the other binder resin is a polyester resin, the acid value is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.1 mgKOH / g to 100 mgKOH / g, preferably 0.1 mgKOH / G to 70 mgKOH / g is more preferable, and 0.1 mgKOH / g to 50 mgKOH / g is particularly preferable.
また、前記ポリエステル系重合体、前記ビニル重合体と、前記その他の樹脂とを併用する場合、前記その他の結着樹脂全体の酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1mgKOH/g〜50mgKOH/gを有する樹脂を60質量%以上有するものが好ましい。
前記酸価は、例えば、基本操作はJIS K−0070に準じて、前記同様の方法で測定することができる。
Further, when the polyester polymer, the vinyl polymer, and the other resin are used in combination, the acid value of the other binder resin as a whole is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. However, what has 60 mass% or more of resin which has 0.1 mgKOH / g-50 mgKOH / g is preferable.
The acid value can be measured, for example, by the same method as described above in accordance with JIS K-0070 for basic operation.
前記その他の結着樹脂のガラス転移温度(Tg)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、トナーの保存性の観点から、35℃〜80℃が好ましく、50℃〜70℃がより好ましい。前記その他の結着樹脂のTgが、35℃未満であると、高温雰囲気下でトナーが劣化しやすく、また定着時にオフセットが発生しやすくなることがあり、80℃を超えると、定着性が低下することがある。
前記Tgは、例えば、示差走査熱量測定(DSC)装置により測定することができる。
The glass transition temperature (Tg) of the other binder resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 35 ° C. to 80 ° C. from the viewpoint of toner storage stability, and 50 C. to 70.degree. C. is more preferable. If the Tg of the other binder resin is less than 35 ° C., the toner is likely to be deteriorated in a high temperature atmosphere, and offset tends to occur during fixing. There are things to do.
The Tg can be measured by, for example, a differential scanning calorimetry (DSC) apparatus.
−−離型剤−−
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ワックス類が好ましい。
前記ワックス類としては、特に制限はなく、通常使用されるものを適宜選択して使用することができ、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックス等の脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合体;キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバろう等の植物系ワックス;みつろう、ラノリン、鯨ろう等の動物系ワックス;オゾケライト、セレシン、ペテロラタム等の鉱物系ワックス;モンタン酸エステルワックス、カスターワックスの等の脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスの等の脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したものなどが挙げられる。
--- Mold release agent--
There is no restriction | limiting in particular as said mold release agent, Although it can select suitably according to the objective, Waxes are preferable.
The waxes are not particularly limited, and those that are usually used can be appropriately selected and used. For example, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, sazol wax Aliphatic hydrocarbon waxes such as: Oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax or block copolymers thereof; plant waxes such as candelilla wax, carnauba wax, wood wax, jojoba wax; Animal waxes such as lanolin, whale wax, etc .; mineral waxes such as ozokerite, ceresin, and petrolatum; waxes based on fatty acid esters such as montanate ester wax and castor wax; fatty acids such as deoxidized carnauba wax ester Such as those deoxidizing a part or the whole thereof.
前記ワックス類の例としては、更に、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に直鎖のアルキル基を有する直鎖アルキルカルボン酸類等の飽和直鎖脂肪酸;プランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸等の不飽和脂肪酸;ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウピルアルコール、セリルアルコール、メシリルアルコール、あるいは長鎖アルキルアルコール等の飽和アルコール;ソルビトール等の多価アルコール;リノール酸アミド、オレフィン酸アミド、ラウリン酸アミド等の脂肪酸アミド;メチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸ビスアミド;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセパシン酸アミド等の不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N−ジステアリルイソフタル酸アミド等の芳香族系ビスアミド;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩;脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸等のビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス;ベヘニン酸モノグリセリド等の脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化合物;植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。 Examples of the waxes further include saturated straight chain fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, montanic acid, or straight chain alkyl carboxylic acids having a straight chain alkyl group; prundic acid, eleostearic acid, valinaline Unsaturated fatty acids such as acids; stearyl alcohol, eicosyl alcohol, behenyl alcohol, carnaupyl alcohol, seryl alcohol, mesilyl alcohol, or long-chain alkyl alcohols; saturated alcohols such as sorbitol; linoleic acid amides, olefins Fatty acid amides such as acid amides and lauric acid amides; Saturated fatty acid bisamides such as methylene biscapric acid amides, ethylene bislauric acid amides and hexamethylene bisstearic acid amides; Ethylene bisoleic acid amides and hexamethylene vinyls Unsaturated fatty acid amides such as oleic acid amide, N, N′-dioleyl adipic acid amide, N, N′-dioleyl sepasic acid amide; m-xylene bisstearic acid amide, N, N-distearyl isophthalic acid Aromatic bisamides such as amides; Fatty acid metal salts such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate and magnesium stearate; grafted onto aliphatic hydrocarbon waxes using vinyl monomers such as styrene and acrylic acid Wax; partial ester compound of fatty acid such as behenic acid monoglyceride and polyhydric alcohol; methyl ester compound having a hydroxyl group obtained by hydrogenating vegetable oils and the like.
前記ワックス類のより好ましい例としては、オレフィンを高圧下でラジカル重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィン重合時に得られる低分子量副生成物を精製したポリオレフィン、低圧下でチーグラー触媒、メタロセン触媒等の触媒を用いて重合したポリオレフィン、放射線、電磁波又は光を利用して重合したポリオレフィン、高分子量ポリオレフィンを熱分解して得られる低分子量ポリオレフィン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ジントール法、ヒドロコール法、アーゲ法等により合成される合成炭化水素ワックス、炭素数1個の化合物をモノマーとする合成ワックス、水酸基又はカルボキシル基等の官能基を有する炭化水素系ワックス、炭化水素系ワックスと官能基を有する炭化水素系ワックスとの混合物、これらのワックスを母体としてスチレン、マレイン酸エステル、アクリレート、メタクリレート、無水マレイン酸等のビニルモノマーでグラフト変性したワックスなどが挙げられる。 More preferable examples of the waxes include polyolefins obtained by radical polymerization of olefins under high pressure, polyolefins obtained by purifying low molecular weight by-products obtained during polymerization of high molecular weight polyolefins, and catalysts such as Ziegler catalysts and metallocene catalysts under low pressures. Polymerized polyolefin, polyolefin polymerized using radiation, electromagnetic waves or light, low molecular weight polyolefin obtained by pyrolyzing high molecular weight polyolefin, paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, Jintole method, hydrocol method, Synthetic hydrocarbon waxes synthesized by the Age method, synthetic waxes using a compound having one carbon atom, hydrocarbon waxes having functional groups such as hydroxyl groups or carboxyl groups, hydrocarbon waxes and functional groups Mixture of hydrocarbon wax having a styrene these waxes as a matrix, maleic acid esters, acrylates, methacrylates, and graft modified wax with vinyl monomers such as maleic anhydride.
また、これらのワックス類を、プレス発汗法、溶剤法、再結晶法、真空蒸留法、超臨界ガス抽出法又は溶液晶析法を用いて分子量分布をシャープにしたものなども挙げられる。また、低分子量固形脂肪酸、低分子量固形アルコール、低分子量固形化合物、その他の不純物を除去したものも好ましく用いられる。
これらの離型剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
Further, those waxes having a sharp molecular weight distribution using a press perspiration method, a solvent method, a recrystallization method, a vacuum distillation method, a supercritical gas extraction method, or a solution liquid crystal deposition method are also included. Also, low molecular weight solid fatty acids, low molecular weight solid alcohols, low molecular weight solid compounds, and other impurities are preferably used.
These release agents may be used alone or in combination of two or more.
前記離型剤の融点としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、定着性と耐オフセット性のバランスを取る点で、50℃〜140℃が好ましく、60℃〜120℃がより好ましい。前記離型剤の融点が、50℃未満であると、耐ブロッキング性が低下することがあり、140℃を超えると、耐オフセット効果が発現しにくくなることがある。 There is no restriction | limiting in particular as melting | fusing point of the said mold release agent, Although it can select suitably according to the objective, 50 to 140 degreeC is preferable at the point which balances fixing property and offset resistance, and 60 to 120 ° C. is more preferable. When the melting point of the mold release agent is less than 50 ° C., the blocking resistance may be lowered, and when it exceeds 140 ° C., the anti-offset effect may be hardly exhibited.
前記離型剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、後述する乾燥工程において固化されたトナー中に、3質量%〜20質量%含有することが好ましく、4質量%〜15質量%含有することがより好ましい。前記離型剤の含有量が、3質量%未満であると、定着の際に、定着ローラーがトナーが離型しにくくなり、オフセットが発生し易くなることがあり、20質量%を超えると、トナーの強度が弱くなり、耐久性がなくなることがある。 There is no restriction | limiting in particular as content of the said mold release agent, Although it can select suitably according to the objective, It contains 3 mass%-20 mass% in the toner solidified in the drying process mentioned later. Preferably, 4 to 15% by mass is contained. When the content of the release agent is less than 3% by mass, the fixing roller may not easily release the toner during fixing, and offset may occur easily. When the content exceeds 20% by mass, The toner strength may be weakened and durability may be lost.
−−その他の成分−−
前記トナー組成物中のその他の成分としては、特に制限はなく、従来の電子写真用トナー材料と同じもの等目的に応じて適宜選択することができ、例えば、着色剤、分散剤、帯電制御剤、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
-Other ingredients-
The other components in the toner composition are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose such as the same as the conventional electrophotographic toner material. For example, a colorant, a dispersant, a charge control agent. , Etc. These may be used alone or in combination of two or more.
−−−着色剤−−−
前記着色剤は、一般的にトナーに添加し、紙や画像保持体上で発色させるために用いられる。但し、画像の光沢付与、画像保護の目的で、クリアートナーのように着色剤を入れないトナーも存在する。本発明においては、着色剤を添加してもよく、添加しなくてもよいため、クリアートナーにも、一般的な着色トナーにも適応できる。
--- Colorant ---
The colorant is generally added to toner and used for color development on paper or an image carrier. However, for the purpose of imparting gloss to an image and protecting the image, there is a toner that does not contain a colorant, such as a clear toner. In the present invention, since a colorant may or may not be added, it can be applied to both a clear toner and a general color toner.
前記着色剤としては、特に制限はなく、通常使用される樹脂を適宜選択して使用することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びこれらの混合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 There is no restriction | limiting in particular as said coloring agent, Resin normally used can be selected suitably, and can be used, for example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G ), Cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher, yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan Fast Yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Phi -Red, Parachlor ortho nitroaniline red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Risor Rubin GX, Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Kina Redon Red, Pyrazolone Red, Polyazo Red, Chrome Vermilion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue , Indanthrene Blue (RS, BC), Indigo, Ultramarine, Bitumen, Anthraquinone Blue, Fast Violet B, Methyl Violet Lake, Cobalt Purple, Manganese Purple, Dioxane Violet, Anthraquinone Violet, Chrome Green, Zinc Green, Chrome Oxide, Pyridian , Emerald Green, Pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake , Malachite green lake, phthalocyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof. These may be used alone or in combination of two or more.
前記着色剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、後述する乾燥工程において固化されたトナー中に、1質量%〜15質量%となるように含有することが好ましく、3質量%〜10質量%となるように含有することがより好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as content of the said colorant, Although it can select suitably according to the objective, It contains so that it may become 1 mass%-15 mass% in the toner solidified in the drying process mentioned later. It is preferable to contain it so that it may become 3 mass%-10 mass%.
前記着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。
前記マスターバッチの製造又はマスターバッチと共に混練される結着樹脂としては、前記結着樹脂と同様のものを用いることができ、その他に、例えば、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
The colorant can also be used as a master batch combined with a resin.
As the binder resin to be kneaded together with the production of the master batch or the master batch, the same resin as the binder resin can be used. In addition, for example, styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyl toluene and the like. And styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, Styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate Copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate Polymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, Styrene copolymers such as styrene-maleic acid ester copolymer; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl Examples include butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, and paraffin wax. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
前記マスターバッチは、着色剤とマスターバッチ用の結着樹脂とを高せん断力をかけて混合、混練して得る事ができる。この際、着色剤と結着樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる、着色剤の水を含んだ水性ペーストを、結着樹脂と有機溶剤と共に混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も使用できる。この方法は、着色剤のウエットケーキをそのまま用いる事ができ、乾燥する必要がない点で好適に使用される。混合混練するには、3本ロールミル等の高せん断分散装置が好適に使用される。 The masterbatch can be obtained by mixing and kneading a coloring agent and a binder resin for the masterbatch with a high shear force. At this time, an organic solvent can be used in order to enhance the interaction between the colorant and the binder resin. Also used is a so-called flushing method in which an aqueous paste containing water of a colorant is mixed and kneaded together with a binder resin and an organic solvent, the colorant is transferred to the resin side, and moisture and organic solvent components are removed. it can. This method is preferably used in that the wet cake of the colorant can be used as it is and does not need to be dried. For mixing and kneading, a high shearing dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.
前記マスターバッチの使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、結着樹脂100質量部に対して、0.1質量部〜20質量部が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of the said masterbatch, Although it can select suitably according to the objective, 0.1 mass part-20 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of binder resin.
前記着色剤を分散させる際の、前記マスターバッチ用の結着樹脂の酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、30mgKOH/g以下が好ましく、20mgKOH/g以下がより好ましい。前記酸価が、30mgKOH/gを超えると、高湿下での帯電性が低下することや、顔料分散性が不十分となることがある。
前記酸価は、例えば、JIS K0070に準じて測定することができる。
The acid value of the binder resin for the masterbatch when the colorant is dispersed is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 30 mgKOH / g or less, and 20 mgKOH / g The following is more preferable. When the acid value exceeds 30 mgKOH / g, the chargeability under high humidity may be lowered, or the pigment dispersibility may be insufficient.
The acid value can be measured, for example, according to JIS K0070.
前記着色剤を分散させる際の、前記マスターバッチ用の結着樹脂のアミン価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1〜100が好ましく、10〜50がより好ましい。前記アミン価が、1未満又は100を超えると、顔料分散性が不十分となることがある。
前記アミン価は、例えば、JIS K7237に準じて測定することができる。
There is no restriction | limiting in particular as an amine value of the binder resin for the said masterbatch at the time of disperse | distributing the said coloring agent, Although it can select suitably according to the objective, 1-100 are preferable and 10-50 are preferable. More preferred. When the amine value is less than 1 or more than 100, pigment dispersibility may be insufficient.
The amine value can be measured according to, for example, JIS K7237.
−−分散剤−−
前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、顔料分散性の点で、結着樹脂との相溶性が高いことが好ましい。
前記分散剤の具体例としては、商品名で、「アジスパーPB821」、「アジスパーPB822」(以上、味の素ファインテクノ株式会社製)、「Disperbyk−2001」(ビックケミー株式会社製)、「EFKA−4010」(EFKA社製)、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
-Dispersant-
There is no restriction | limiting in particular as said dispersing agent, Although it can select suitably according to the objective, It is preferable that compatibility with binder resin is high at the point of pigment dispersibility.
Specific examples of the dispersant include trade names of “Ajisper PB821”, “Ajisper PB822” (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.), “Disperbyk-2001” (manufactured by BYK Chemie Corp.), “EFKA-4010” (Manufactured by EFKA). These may be used alone or in combination of two or more.
前記分散剤の重量平均分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおけるスチレン換算重量での、メインピークの極大値の分子量で、500〜100,000が好ましく、顔料分散性の観点から、3,000〜100,000がより好ましく、5,000〜50,000が更に好ましく、5,000〜30,000が特に好ましい。重量平均分子量が、500未満であると、極性が高くなり、着色剤の分散性が低下することがあり、100,000を超えると、溶剤との親和性が高くなり、着色剤の分散性が低下することがある。 The weight average molecular weight of the dispersant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is the maximum molecular weight of the main peak in terms of styrene equivalent weight in gel permeation chromatography, 100,000 is preferable, and from the viewpoint of pigment dispersibility, 3,000 to 100,000 is more preferable, 5,000 to 50,000 is further preferable, and 5,000 to 30,000 is particularly preferable. When the weight average molecular weight is less than 500, the polarity increases and the dispersibility of the colorant may decrease. When the weight average molecular weight exceeds 100,000, the affinity with the solvent increases and the dispersibility of the colorant increases. May decrease.
前記分散剤の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記着色剤100質量部に対して、1質量部〜200質量部が好ましく、5質量部〜80質量部がより好ましい。前記分散剤の使用量が、1質量部未満であると、分散能が低くなることがあり、200質量部を超えると、帯電性が低下することがある。 There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of the said dispersing agent, Although it can select suitably according to the objective, 1 mass part-200 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of said coloring agents, and 5 mass parts- 80 parts by mass is more preferable. When the amount of the dispersant used is less than 1 part by mass, the dispersibility may be lowered, and when it exceeds 200 parts by mass, the chargeability may be lowered.
−帯電制御剤−
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、及びサリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
-Charge control agent-
The charge control agent is not particularly limited and may be appropriately selected from known ones according to the purpose. Examples thereof include nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, and molybdate chelate pigments. , Rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (including fluorine-modified quaternary ammonium salts), alkylamides, phosphorus simple substances or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and salicylic acid Examples thereof include metal salts of derivatives. These may be used alone or in combination of two or more.
前記帯電制御剤の具体例としては、商品名で、ニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のEー82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業株式会社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業株式会社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット株式会社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物などが挙げられる。 Specific examples of the charge control agent include trade names such as Nitronine-based dye Bontron 03, quaternary ammonium salt Bontron P-51, metal-containing azo dye Bontron S-34, and oxynaphthoic acid metal complex E. -82, E-84 of salicylic acid metal complex, E-89 of phenol condensate (above, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), TP-302, TP-415 of quaternary ammonium salt molybdenum complex (above, retained Tsuchiya Chemical Industry Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy charge PSY VP2038, triphenylmethane derivative copy blue PR, quaternary ammonium salt copy charge NEG VP2036, copy charge NX VP434 (above, manufactured by Hoechst) , LRA-901, LR-147 which is a boron complex (Nippon Carlit Co., Ltd.) Manufactured by a chemical company), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo pigments, and other polymer compounds having functional groups such as sulfonic acid groups, carboxyl groups, and quaternary ammonium salts.
前記帯電制御剤の使用量としては、特に制限はなく、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法などに応じて適宜選択することができるが、前記結着樹脂100質量部に対して、0.1質量部〜10質量部好ましく、0.2質量部〜5質量部がより好ましい。前記帯電制御剤の使用量が、10質量部を超えると、トナーの帯電性が大きすぎて画像濃度の低下を招くことがある。 The amount of the charge control agent used is not particularly limited and can be appropriately selected according to the type of the binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, the toner production method including the dispersion method, and the like. However, with respect to 100 parts by mass of the binder resin, 0.1 parts by mass to 10 parts by mass are preferable, and 0.2 parts by mass to 5 parts by mass are more preferable. If the amount of the charge control agent used exceeds 10 parts by mass, the chargeability of the toner may be too high, leading to a decrease in image density.
−有機溶剤−
前記有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記結着樹脂を溶解でき、分散体が安定に分散でき、容易に乾燥できる有機溶剤が好ましく選択される。
このような有機溶剤としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、メトキシエタノール、ジメトキシエタン、ジオキサン、ジオキソラン、アニソール等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等のエステル類;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、トルエン等の炭化水素類;メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、ブタノール等のアルコール類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、前記有機溶剤は、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、酢酸エチル、トルエンなどが、前記結晶性ポリエステルの溶解度が高い点で特に好ましい。
-Organic solvent-
The organic solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, an organic solvent capable of dissolving the binder resin, stably dispersing the dispersion, and easily drying is preferably selected. .
Examples of such organic solvents include ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, tetrahydrofuran (THF), methoxyethanol, dimethoxyethane, dioxane, dioxolane, and anisole; acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, and the like. Ketones; esters such as ethyl formate, propyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate; hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, cycloheptane, toluene; methanol , Alcohols such as ethanol, n-propanol, i-propanol, and butanol. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, tetrahydrofuran (THF), acetone, methyl ethyl ketone (MEK), ethyl acetate, toluene and the like are particularly preferable as the organic solvent in view of high solubility of the crystalline polyester.
−トナー組成液の調製方法−
前記トナー組成液の調製方法としては、前記トナー組成物を、前記有機溶剤に溶解又は分散させることができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー組成物と、前記有機溶剤とを、ホモミキサーやビーズミルなどを用いて混合する方法が、前記トナー組成物中の成分を、吐出孔の開口径に対して充分に微細にすることができ、吐出孔の詰まりを防止することができる点で好ましい。
前記トナー組成物中の、離型剤や、必要に応じてその他の成分は、前記結着樹脂と共に溶融混練してもよく、有機溶剤に溶解乃至分散させる際に添加してもよい。
また、前記トナー組成物と、前記有機溶剤とを熱溶融混練し、得られた混練物を各種溶媒に一度溶解乃至分散した液をトナー組成液としてもよい。
-Preparation method of toner composition liquid-
The method for preparing the toner composition liquid is not particularly limited as long as the toner composition can be dissolved or dispersed in the organic solvent, and can be appropriately selected according to the purpose. The method of mixing the organic solvent with a homomixer, a bead mill or the like can make the components in the toner composition sufficiently fine with respect to the opening diameter of the discharge hole, and clog the discharge hole. It is preferable at the point which can prevent.
The release agent and other components as necessary in the toner composition may be melt-kneaded together with the binder resin, or may be added when dissolved or dispersed in an organic solvent.
The toner composition and the organic solvent may be hot melt kneaded, and a solution obtained by dissolving or dispersing the obtained kneaded material once in various solvents may be used as the toner composition liquid.
前記トナー組成液の温度としては、特に制限はなく、有機溶剤の種類などに応じて適宜選択することができるが、前記有機溶剤の凝固点以上、沸点以下が好ましい。前記トナー組成液の温度が高い場合は、乾燥しやすくなり、トナー組成液の吐出孔が詰り易くなる。そのため、トナー組成液の吐出孔付近に有機溶剤の蒸気を当てるなどして、乾燥を防ぐ必要が生じる。一方、トナー組成液の温度が低い場合は、前記結晶性ポリエステルが溶解しないことがある。 The temperature of the toner composition liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the type of the organic solvent. The temperature is preferably from the freezing point to the boiling point of the organic solvent. When the temperature of the toner composition liquid is high, the toner composition liquid is easily dried and the discharge holes of the toner composition liquid are easily clogged. For this reason, it is necessary to prevent drying by applying an organic solvent vapor in the vicinity of the discharge hole of the toner composition liquid. On the other hand, when the temperature of the toner composition liquid is low, the crystalline polyester may not dissolve.
前記トナー組成液の固形分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5質量%〜40質量%が好ましい。前記固形分が、5質量%未満であると、生産性が低下することや、前記離型剤や着色剤等のその他の成分の分散体が沈降や凝集を起こしやすくなるためトナー粒子ごとの組成が不均一になりやすく、トナー品質が低下することがある。また、前記固形分が40質量%を超えると、小粒径のトナーが得られないことがある。 There is no restriction | limiting in particular as solid content of the said toner composition liquid, Although it can select suitably according to the objective, 5 mass%-40 mass% are preferable. When the solid content is less than 5% by mass, the productivity is lowered, and the dispersion of other components such as the release agent and the colorant is liable to cause sedimentation and aggregation. Tends to be non-uniform and toner quality may be reduced. If the solid content exceeds 40% by mass, a toner having a small particle size may not be obtained.
<<液滴形成工程>>
前記液滴形成工程は、少なくとも1つの吐出孔から前記トナー組成液を吐出して液滴を形成する工程である。前記液滴形成工程において、前記トナー組成液を吐出して液滴を形成する方法としては、粒度分布が狭い液滴を得ることができ、トナーの生産性を確保できる方法であれば、特に制限はなく、公知の方法の中から目的に応じて適宜選択することができる。
液滴の粒径分布が狭く、トナーの生産性を確保する方法としては、例えば、(1)少なくとも1つの吐出孔が形成された液柱共鳴液室内のトナー組成液に振動手段により振動を付与して液柱共鳴による定在波を形成し、前記定在波の腹となる領域に形成された前記吐出孔から前記トナー組成液を吐出して液滴化する態様(以下、「液柱共鳴方式」と称することがある。)、(2)同じ開口径を有する複数の吐出孔が形成された薄膜に振動手段により振動を付与し、前記吐出孔からトナー組成液を吐出して液滴化する態様(以下、「膜振動方式」と称することがある。)が好ましい。また、(3)トナー組成液を貯留する貯留部を加圧して、該貯留部が有する貫通孔より前記トナー組成液を吐出させて液柱を形成し、該液柱に振動手段により微細な振動を与え、該液柱にレイリー分裂を誘起させる態様を用いることもできる。液柱にレイリー分裂を誘起させる態様(以下、「レイリー分裂方式」と称することがある。)としては、例えば、特開2007−199463号公報に記載の方法を用いることができる。
<< Droplet formation process >>
The droplet forming step is a step of forming droplets by discharging the toner composition liquid from at least one discharge hole. In the droplet formation step, the method of forming droplets by discharging the toner composition liquid is not particularly limited as long as it can obtain droplets with a narrow particle size distribution and ensure toner productivity. However, it can be appropriately selected from known methods according to the purpose.
As a method for ensuring the productivity of the toner with a narrow droplet size distribution, for example, (1) vibration is applied to the toner composition liquid in the liquid column resonance liquid chamber in which at least one ejection hole is formed. In this manner, a standing wave is formed by liquid column resonance, and the toner composition liquid is discharged from the discharge hole formed in the antinode of the standing wave to form droplets (hereinafter referred to as “liquid column resonance”). (2) A vibration is applied to a thin film in which a plurality of ejection holes having the same opening diameter is formed by a vibrating means, and a toner composition liquid is ejected from the ejection holes to form droplets. The embodiment (hereinafter, sometimes referred to as “membrane vibration system”) is preferable. (3) Pressurizing a reservoir for storing the toner composition liquid, discharging the toner composition liquid from a through-hole of the reservoir to form a liquid column, and vibrating the liquid column by a vibrating means. In which Rayleigh splitting is induced in the liquid column. As a mode for inducing Rayleigh splitting in the liquid column (hereinafter, sometimes referred to as “Rayleigh splitting method”), for example, a method described in JP 2007-199463 A can be used.
−液柱共鳴方式−
前記液柱共鳴方式は、前記液滴形成工程において、前記吐出孔が形成された液柱共鳴液室内の前記トナー組成液に振動手段により振動を付与して液柱共鳴により圧力定在波を形成し、該圧力定在波の腹となる領域に形成された前記吐出孔から前記トナー組成液を液滴状に吐出することを必須とする液滴形成方法である。
-Liquid column resonance method-
In the liquid column resonance method, in the liquid droplet forming step, vibration is applied to the toner composition liquid in the liquid column resonance liquid chamber in which the ejection holes are formed to form a pressure standing wave by liquid column resonance. In the droplet forming method, it is essential to discharge the toner composition liquid in the form of droplets from the discharge hole formed in the region where the pressure standing wave becomes antinode.
前記吐出孔としては、前記圧力定在波の腹となる領域に形成されたものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記圧力定在波の腹となる領域の少なくとも1つに対して、複数形成されていることが好ましく、また、1つの液柱共鳴液室に、複数形成されていることが好ましい。 The discharge hole is not particularly limited as long as it is formed in a region that becomes the antinode of the pressure standing wave, and can be appropriately selected according to the purpose. It is preferable that a plurality of regions be formed for at least one of the regions, and that a plurality of regions be formed in one liquid column resonance liquid chamber.
前記「圧力定在波の腹となる領域」とは、液柱共鳴定在波の圧力波において振幅が大きく、圧力変動が大きい領域であり、かつ液滴を吐出するのに十分な大きさの圧力変動を有する領域である。そのような圧力定在波の腹となる領域としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、図1及び図2Aに示すように、前記圧力定在波の振幅が極大となる位置(速度定在波としての節)から極小となる位置に向かって±1/3波長が好ましく、±1/4波長がより好ましい。
前記吐出孔が、前記圧力定在波の腹となる領域に形成されていると、複数の吐出孔が開口されていても、それぞれの吐出孔からほぼ均一な液滴を形成することができ、更には効率的に液滴の吐出を行うことができ、吐出孔の詰まりも生じ難くなる点で好ましい。
The “region that becomes the antinode of the pressure standing wave” is a region where the amplitude in the pressure wave of the liquid column resonance standing wave is large and the pressure fluctuation is large, and is large enough to eject a droplet. This is a region having pressure fluctuation. There is no restriction | limiting in particular as an area | region used as such antinode of a pressure standing wave, Although it can select suitably according to the objective, as shown to FIG.1 and FIG.2A, the amplitude of the said pressure standing wave is A wavelength of ± 1/3 is preferable from a position where the peak is reached (a node as a velocity standing wave) to a position where the peak is minimized, and a wavelength of ± 1/4 is more preferable.
When the discharge hole is formed in a region that becomes the antinode of the pressure standing wave, even if a plurality of discharge holes are opened, a substantially uniform droplet can be formed from each discharge hole. Furthermore, it is preferable in that the droplets can be efficiently discharged and the discharge holes are not easily clogged.
前記圧力定在波の腹となる領域の少なくとも1つに対して、形成された吐出孔の個数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1個〜20個が好ましく、4個〜15個がより好ましく、4個〜10個が特に好ましい。前記吐出孔の個数は多いほど生産性が高くなるが、20個を超えると、吐出孔が密集しすぎ、吐出した液滴が合体して粗大な粒子となって画質に悪影響を及ぼすことがある。 There is no particular limitation on the number of discharge holes formed for at least one of the regions that become the antinodes of the pressure standing wave, and it can be appropriately selected according to the purpose. Is preferable, 4 to 15 is more preferable, and 4 to 10 is particularly preferable. The productivity increases as the number of the ejection holes increases, but when the number exceeds 20, the ejection holes become too dense and the ejected droplets may coalesce into coarse particles, which may adversely affect image quality. .
前記1つの液柱共鳴液室に形成された吐出孔の個数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、1つでも構わないが、複数個配置することが生産性の観点から好ましく、2個〜100個がより好ましく、4個〜60個が更に好ましく、4個〜20個が特に好ましい。前記吐出孔の個数が、100個を超えると、100個の吐出孔から所望のトナー組成液の液滴を形成させる場合に、前記振動手段に与える電圧を高く設定する必要が生じ、前記振動手段の挙動が不安定となることがある。また、4個〜20個の場合、定在波が安定し、かつ生産性が保たれる。 The number of discharge holes formed in the one liquid column resonance liquid chamber is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. In view of the above, 2 to 100 are more preferable, 4 to 60 are still more preferable, and 4 to 20 are particularly preferable. If the number of ejection holes exceeds 100, it is necessary to set a high voltage to the vibration means when forming droplets of a desired toner composition liquid from the 100 ejection holes. May become unstable. In the case of 4 to 20, the standing wave is stable and productivity is maintained.
前記吐出孔の開口径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1μm〜40μmが好ましく、2μm〜15μmがより好ましく、6μm〜12μmが特に好ましい。前記開口径が、1μm未満であると、形成される液滴が非常に小さくなるためトナーを得ることができない場合がある。また、トナー組成液の成分として顔料などの固形微粒子が含有された場合、前記吐出孔の閉塞が頻繁に発生して生産性が低下する恐れがある。また、前記開口径が、40μmを超えると、トナー液滴の直径が大きく、これを乾燥固化させて所望のトナー粒子径1μm〜8μmを得る場合、有機溶媒でトナー組成を非常に希薄な液に希釈する必要がある場合があり、一定量のトナーを得るために乾燥エネルギーが大量に必要となってしまい、不都合となる。一方、前記開口径が、6μm〜12μmであると、吐出孔が開口する部材を製造する際に、多数の吐出孔の孔径ばらつきを小さく保つことができ、吐出孔を密集させて生産性を高く保つことができるため有利である。
前記吐出孔の開口径は、吐出孔が複数である場合、全て同じ開口径であってもよく、少なくとも1つの吐出孔において異なっていてもよいが、全て同じ開口径であることが好ましい。なお、ここで「同じ」とは、開口径が±5%の範囲内であることをいう。
なお、前記吐出孔の開口径は、真円であれば直径を意味し、楕円や、四角形、六角形、八角形等の多角形又は正多角形であれば平均径を意味する。
There is no restriction | limiting in particular as an opening diameter of the said discharge hole, Although it can select suitably according to the objective, 1 micrometer-40 micrometers are preferable, 2 micrometers-15 micrometers are more preferable, and 6 micrometers-12 micrometers are especially preferable. If the opening diameter is less than 1 μm, the formed droplets are very small, and toner may not be obtained. Further, when solid fine particles such as a pigment are contained as a component of the toner composition liquid, there is a possibility that the ejection holes are frequently blocked and the productivity is lowered. Further, when the opening diameter exceeds 40 μm, the diameter of the toner droplet is large, and when this is dried and solidified to obtain a desired toner particle diameter of 1 μm to 8 μm, the toner composition is made very dilute with an organic solvent. In some cases, it is necessary to dilute, and a large amount of drying energy is required to obtain a certain amount of toner, which is inconvenient. On the other hand, when the opening diameter is 6 μm to 12 μm, when manufacturing a member in which the discharge holes are opened, it is possible to keep small variations in the diameters of the many discharge holes, and the discharge holes are concentrated to increase productivity. This is advantageous because it can be maintained.
When there are a plurality of discharge holes, all of the discharge holes may have the same opening diameter or may be different in at least one discharge hole, but all preferably have the same opening diameter. Here, “same” means that the opening diameter is within a range of ± 5%.
The opening diameter of the discharge hole means a diameter if it is a perfect circle, and an average diameter if it is a polygon such as an ellipse, a quadrangle, a hexagon, an octagon, or a regular polygon.
また、複数の吐出孔が形成された場合、圧力定在波の腹となる領域の1つにおける前記吐出孔間のピッチ(隣接する吐出孔の中心部間の最短間隔)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20μm以上、液柱共鳴液室の長さ以下であることが好ましく、20μm〜200μmがより好ましく、40μm〜135μmが更に好ましく、40μm〜80μmが特に好ましい。前記吐出孔間のピッチが20μm未満であると、隣合う吐出孔より放出された液滴同士が衝突して大きな滴となってしまう確率が高くなり、トナーの粒径分布悪化につながることがある。
吐出孔間のピッチは、複数の吐出孔間において、全て等間隔であってもよく、少なくとも1つのピッチが異なっていてもよいが、等間隔であることが、均一な粒子径のトナー粒子を得ることができる点で好ましい。
In addition, when a plurality of discharge holes are formed, the pitch between the discharge holes in one of the regions that become the antinodes of the pressure standing wave (the shortest distance between the central portions of the adjacent discharge holes) is not particularly limited. However, it is preferably 20 μm or more and not more than the length of the liquid column resonance liquid chamber, more preferably 20 μm to 200 μm, further preferably 40 μm to 135 μm, and more preferably 40 μm to 80 μm. Particularly preferred. When the pitch between the ejection holes is less than 20 μm, there is a high probability that droplets discharged from adjacent ejection holes collide with each other to form large droplets, which may lead to deterioration in toner particle size distribution. .
The pitch between the discharge holes may be all at equal intervals between the plurality of discharge holes, or at least one pitch may be different. It is preferable in that it can be obtained.
吐出孔の開口部の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、開口部と接液面とで大きさが変わらない形状であってもよく、適宜断面形状を変更してもよい。
例えば、図2A〜Eに示すような断面形状などが挙げられる。図2Aは、液柱共鳴液室の概略断面図の一例であり、図2Aの吐出孔19は、図2B〜Eのような形状であってもよい。
図2Bは、吐出孔19の接液面から吐出口に向かってラウンド形状を持ちながら開口径が狭くなるような形状を有しており、振動が発生した際に吐出孔19の出口付近で液にかかる圧力が最大となるため、吐出の安定化に際しては最も好ましい形状である。
図2Cは、吐出孔19の接液面から吐出口に向かって一定の角度を持って開口径が狭くなるような形状を有しており、この吐出孔の断面における接液面から吐出口に向かう角度(以下、「吐出孔の角度」と称することがある。)44は、適宜変更することができる。図2Cと同様に吐出孔の角度によって振動が発生した際の吐出孔19の出口付近で液にかかる圧力を高めることができる。その範囲としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、60°〜90°が好ましい。60°未満であると、液に圧力がかかりにくく、更に加工もし難いため好ましくない。
吐出孔の角度が90°のときは、図2Dが相当するが、吐出孔19の出口に圧力がかかりにくくなるため、90°が最大値となる。90°を超えると、吐出孔19の出口に圧力がかからなくなるため、液滴吐出が非常に不安定化する。
図2Eは、図2Bと図2Cとを組み合わせたような形状である。このように段階的に形状を変更しても構わない。
The shape of the opening of the discharge hole is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. The shape of the opening may be the same as that of the liquid contact surface, and the cross-sectional shape may be appropriately selected. It may be changed.
For example, cross-sectional shapes as shown in FIGS. 2A is an example of a schematic cross-sectional view of the liquid column resonance liquid chamber, and the discharge holes 19 in FIG. 2A may have shapes as shown in FIGS.
FIG. 2B shows a shape in which the opening diameter becomes narrow while having a round shape from the liquid contact surface of the discharge hole 19 toward the discharge port, and the liquid near the outlet of the discharge hole 19 when vibration occurs. Is the most preferable shape for stabilizing the discharge.
FIG. 2C has a shape in which the opening diameter becomes narrow at a certain angle from the liquid contact surface of the discharge hole 19 toward the discharge port, and from the liquid contact surface in the cross section of the discharge hole to the discharge port. The heading angle (hereinafter sometimes referred to as “the angle of the discharge hole”) 44 can be changed as appropriate. As in FIG. 2C, the pressure applied to the liquid can be increased near the outlet of the discharge hole 19 when vibration occurs depending on the angle of the discharge hole. There is no restriction | limiting in particular as the range, Although it can select suitably according to the objective, 60 degrees-90 degrees are preferable. If it is less than 60 °, it is difficult to apply pressure to the liquid and it is difficult to process it, which is not preferable.
When the angle of the discharge hole is 90 °, FIG. 2D corresponds, but since it is difficult for pressure to be applied to the outlet of the discharge hole 19, 90 ° is the maximum value. When the angle exceeds 90 °, no pressure is applied to the outlet of the discharge hole 19, so that the droplet discharge becomes very unstable.
FIG. 2E has a shape that combines FIG. 2B and FIG. 2C. In this way, the shape may be changed step by step.
また、図2B〜Eの吐出孔の開口を下から(吐出孔の開口側)から見た図の一例を図2Fに示す。吐出孔の開口配置位置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
例えば、図2Fに示すような配置であってもよく、液柱共鳴液室の幅方向及び長手方向に連続して規則的に配置されていてもよい。
Moreover, an example of the figure which looked at the opening of the discharge hole of FIG. 2B-E from the bottom (opening side of a discharge hole) is shown to FIG. 2F. There is no restriction | limiting in particular as an opening arrangement position of a discharge hole, According to the objective, it can select suitably.
For example, the arrangement shown in FIG. 2F may be used, and the arrangement may be regularly arranged continuously in the width direction and the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber.
前記液柱共鳴液室とは、後述する液柱共鳴現象の原理に従い、前記振動手段によって付与される振動により圧力定常波を形成することができる液室であり、該圧力定在波の腹となる領域に吐出孔が形成され、(液柱共鳴液室の長手方向の端部に)トナー組成液供給のための連通口を有してなり、必要に応じて、液柱共鳴液室の長手方向の片端乃至両端における、少なくとも一部に(該長手方向の軸と垂直な)反射壁面を有する。前記液柱共鳴液室としては、液柱共鳴液室の長手方向と平行な壁の1つに配置された振動手段を有することが好ましく、また、振動手段が配置された壁と対面する壁に吐出孔が形成されていることが好ましい。 The liquid column resonance liquid chamber is a liquid chamber capable of forming a stationary pressure wave by vibration applied by the vibration means in accordance with the principle of the liquid column resonance phenomenon described later, and becomes an antinode of the pressure standing wave. A discharge hole is formed in the region, and has a communication port for supplying the toner composition liquid (at the longitudinal end of the liquid column resonance liquid chamber), and if necessary, the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber A reflection wall surface (perpendicular to the longitudinal axis) is provided at least at one end or both ends. The liquid column resonance liquid chamber preferably has a vibration means disposed on one of the walls parallel to the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber, and the wall facing the wall on which the vibration means is disposed is provided. It is preferable that a discharge hole is formed.
前記液柱共鳴液室の形状としては、前記振動により圧力定常波を形成することができれば特に制限はなく、適宜選択することができ、例えば、四角柱(長方体)、円柱、円すい台などが挙げられる。 The shape of the liquid column resonance liquid chamber is not particularly limited as long as a pressure standing wave can be formed by the vibration, and can be selected as appropriate. For example, a quadrangular column (a rectangular parallelepiped), a cylinder, a truncated cone, etc. Can be mentioned.
前記液柱共鳴液室の長手方向の両端における、少なくとも一部に反射壁面が設けられることが好ましい。ここで、「反射壁面」とは、液体の音波を反射させる程度に硬質な部材、例えばアルミ、ステンレス等の金属部材、シリコーン等の部材などにより形成された壁面をいう。 It is preferable that a reflection wall surface is provided on at least a part of both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber. Here, the “reflective wall surface” refers to a wall surface formed by a member that is hard enough to reflect a sound wave of a liquid, such as a metal member such as aluminum or stainless steel, or a member such as silicone.
また、図4Aに示すように、前記液柱共鳴液室の長手方向の両端の壁面間の長さLとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、後述するような液柱共鳴原理に基づいて決定されることが好ましい。
また、図4Bに示すように、前記液柱共鳴液室の幅Wとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、液柱共鳴に余分な周波数を与えないように、前記液柱共鳴液室の長さLの2分の1より小さいことが好ましい。
As shown in FIG. 4A, the length L between the wall surfaces at both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. It is preferable to be determined based on a proper liquid column resonance principle.
Further, as shown in FIG. 4B, the width W of the liquid column resonance liquid chamber is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, but does not give an extra frequency to the liquid column resonance. It is preferable that the length is less than one half of the length L of the liquid column resonance liquid chamber.
また、液共通供給路側の端部と、該端部に最も近い吐出孔19の中心部との距離をLeとしたとき、前記Lと、前記Leとの距離比(Le/L)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.6より大きいことが好ましい。 Further, when the distance between the end portion on the liquid common supply path side and the center portion of the discharge hole 19 closest to the end portion is Le, the distance ratio (Le / L) between L and Le is as follows: There is no restriction | limiting in particular, Although it can select suitably according to the objective, It is preferable that it is larger than 0.6.
また、前記液柱共鳴液室としては、前記振動の駆動周波数においてトナー組成液の共鳴周波数に影響を与えない程度の高い剛性を持つ材質により形成されたフレームがそれぞれ接合されて形成されたことが好ましく、そのような材質としては、金属やセラミックス、シリコーンなどが挙げられる。 Further, the liquid column resonance liquid chamber is formed by joining frames formed of a material having high rigidity that does not affect the resonance frequency of the toner composition liquid at the vibration drive frequency. Preferably, examples of such a material include metal, ceramics, and silicone.
前記液柱共鳴液室は、生産性を飛躍的に向上させるために1つの液滴吐出手段に対して複数配置されることが好ましい。1つの液滴吐出手段に対して設置される液柱共鳴液室の個数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、操作性と生産性が両立できる点において、100個〜2,000個が好ましく、100個〜1,000個がより好ましく、100個〜400個が特に好ましい。液柱共鳴液室の数が、前記好ましい範囲で備えられた1つの液滴形成ユニットであると、操作性と生産性が両立でき点で有利である。 It is preferable that a plurality of the liquid column resonance liquid chambers are arranged with respect to one droplet discharge means in order to dramatically improve productivity. The number of liquid column resonance liquid chambers installed for one droplet discharge means is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. However, in terms of achieving both operability and productivity, 100 to 2,000 are preferable, 100 to 1,000 are more preferable, and 100 to 400 are particularly preferable. If the number of liquid column resonance liquid chambers is one droplet forming unit provided in the above preferred range, it is advantageous in that both operability and productivity can be achieved.
前記振動手段としては、所定の周波数で駆動でき、液柱共鳴液室内の前記トナー組成液に振動を付与するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、圧電体、超音波振動体などが挙げられる。
前記圧電体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電セラミックス、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等の圧電高分子、水晶、LiNbO3、LiTaO3、KNbO3等の単結晶などの材質から形成された圧電体などが挙げられる。
前記超音波振動体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、磁歪素子などが挙げられる。
The vibration means is not particularly limited as long as it can be driven at a predetermined frequency and imparts vibration to the toner composition liquid in the liquid column resonance liquid chamber, and can be appropriately selected according to the purpose. , Piezoelectric bodies, ultrasonic vibrators, and the like.
The piezoelectric body is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT), piezoelectric polymers such as polyvinylidene fluoride (PVDF), and crystals. , A piezoelectric body formed of a material such as single crystal such as LiNbO 3 , LiTaO 3 , KNbO 3, or the like.
There is no restriction | limiting in particular as said ultrasonic vibration body, According to the objective, it can select suitably, For example, a magnetostriction element etc. are mentioned.
前記振動手段は、弾性板に貼りあわせた形態であることが好ましく、該弾性板は、振動手段が接液しないように液柱共鳴液室の壁の一部を形成することが好ましい。
更に、前記振動手段は、1つの液柱共鳴液室毎に個別に制御できるように配置されることが好ましい。また、液柱共鳴液室の配置にあわせて、弾性板を介してブロック状の圧電体などの振動手段を配置することが、それぞれの液柱共鳴液室を個別制御できる観点から好ましい。
It is preferable that the vibration means is bonded to an elastic plate, and the elastic plate preferably forms part of the wall of the liquid column resonance liquid chamber so that the vibration means does not come into contact with the liquid.
Furthermore, it is preferable that the vibration means is arranged so that it can be individually controlled for each liquid column resonance liquid chamber. In addition, it is preferable to arrange vibration means such as a block-like piezoelectric body via an elastic plate in accordance with the arrangement of the liquid column resonance liquid chambers, from the viewpoint that each liquid column resonance liquid chamber can be individually controlled.
前記振動の周波数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、吐出孔の開口配置によって液柱共鳴周波数が変動するため、液滴の吐出を確認して適宜決定することが好ましいが、300kHz以上の高周波振動であることが好ましく、300kHz〜1,000kHzがより好ましい。 The frequency of the vibration is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. The liquid column resonance frequency varies depending on the opening arrangement of the discharge holes. Is preferable, but high-frequency vibration of 300 kHz or more is preferable, and 300 kHz to 1,000 kHz is more preferable.
−−液滴形成のメカニズム−−
次に、本実施の形態の液滴形成のメカニズムについて説明する。
図4Aは、液滴形成ユニットにおける液滴吐出ヘッドの一例を示す断面図である。図4Aにおいて、液滴吐出ヘッド11は、トナー組成液14を内部に貯留する液柱共鳴共鳴液室18と、液共通供給路17とを有する。液柱共鳴液室の一の壁面に吐出孔19が設けられており、吐出孔19の反対側の壁面に振動手段20を有する。
まず、図4Aの液滴吐出ヘッド11内の液柱共鳴液室18において生じる液柱共鳴現象の原理について説明する。液柱共鳴液室内のトナー組成液の音速をcとし、振動手段20から媒質であるトナー組成液に与えられた駆動周波数をfとした場合、液体の共鳴が発生する波長λは、下記式1の関係にある。
λ=c/f ・・・(式1)
--- Mechanism of droplet formation ---
Next, the mechanism of droplet formation according to the present embodiment will be described.
FIG. 4A is a cross-sectional view showing an example of a droplet discharge head in the droplet formation unit. In FIG. 4A, the droplet discharge head 11 includes a liquid column resonance resonance liquid chamber 18 that stores the toner composition liquid 14 therein, and a liquid common supply path 17. A discharge hole 19 is provided on one wall surface of the liquid column resonance liquid chamber, and a vibration means 20 is provided on the wall surface opposite to the discharge hole 19.
First, the principle of the liquid column resonance phenomenon that occurs in the liquid column resonance liquid chamber 18 in the droplet discharge head 11 of FIG. 4A will be described. When the sound velocity of the toner composition liquid in the liquid column resonance liquid chamber is c and the drive frequency applied to the toner composition liquid as the medium from the vibration means 20 is f, the wavelength λ at which the liquid resonance occurs is Are in a relationship.
λ = c / f (Formula 1)
また、図4Aの液柱共鳴液室18において固定端側のフレームの端部から液共通供給路17側の端部までの長さをLとし、更に液共通供給路17側のフレームの端部の高さをh1とし、連通口の高さをh2とする。
液共通供給路17側の端部が閉じている固定端と等価であるとした両側固定端の場合には、長さLが波長λの4分の1の偶数倍に一致する場合に共鳴が最も効率的に形成される。つまり、次の式2で表現される。
L=(N/4)λ ・・・(式2)
(但し、Nは偶数を表す。)
なお、固定端と等価である場合とは、ある端において圧力の逃げ部がないとみなすことができる場合であり、例えば、ある端において反射壁面の高さが、トナー組成液供給のための連通口の高さの2倍以上である場合、及びある端において反射壁面の面積が、トナー組成液供給のための連通口の開口部の面積の2倍以上である場合などを指す。
図4Aにおいて、液柱共鳴液室18の固定端側のフレームの端部から液共通供給路17側の端部までの長さが、長さLに相当する。また、液共通供給路17側のフレームの端部の高さh1(=約80μm)は連通口の高さh2(=約40μm)の約2倍あり当該端部が閉じている両側固定端と等価であるとみなすことができる。
Further, in the liquid column resonance liquid chamber 18 of FIG. 4A, the length from the end of the frame on the fixed end side to the end on the common liquid supply path 17 side is L, and further, the end of the frame on the common liquid supply path 17 side Let h1 be the height of h, and let the height of the communication port be h2.
In the case of a both-side fixed end that is assumed to be equivalent to a closed fixed end on the liquid common supply path 17 side, resonance occurs when the length L matches an even multiple of a quarter of the wavelength λ. Most efficiently formed. That is, it is expressed by the following formula 2.
L = (N / 4) λ (Expression 2)
(However, N represents an even number.)
The case where it is equivalent to the fixed end is a case where it can be considered that there is no pressure relief portion at a certain end. For example, the height of the reflection wall surface at a certain end is the communication for supplying the toner composition liquid. This refers to the case where the height of the mouth is twice or more, and the case where the area of the reflection wall surface at a certain end is twice or more the area of the opening of the communication port for supplying the toner composition liquid.
In FIG. 4A, the length from the end of the frame on the fixed end side of the liquid column resonance liquid chamber 18 to the end on the liquid common supply path 17 side corresponds to the length L. Further, the height h1 (= about 80 μm) of the end of the frame on the liquid common supply path 17 side is about twice the height h2 (= about 40 μm) of the communication port, and the both ends are closed. It can be considered equivalent.
また、両端が完全に開いている両側開放端の場合乃至両側開放端と等価である場合にも上記式2が成り立つ。
同様にして、片方側が圧力の逃げ部がある開放端と等価で、他方側が閉じている(固定端)の場合、つまり片側固定端又は片側開放端の場合には、長さLが波長λの4分の1の奇数倍に一致する場合に共鳴が最も効率的に形成される。つまり、上記式2のNが奇数で表現される。なお、両側開放端の場合は、Lが波長の4分の1の偶数倍、片側固定端の場合は、Lが波長の4分の1の奇数倍に相当する。
Further, the above formula 2 is also established in the case of a double-sided open end where both ends are completely open or equivalent to a double-sided open end.
Similarly, when one side is equivalent to an open end having a pressure relief portion and the other side is closed (fixed end), that is, one side fixed end or one side open end, the length L is the wavelength λ. Resonance is most efficiently formed when it matches an odd multiple of a quarter. That is, N in Expression 2 is expressed as an odd number. In the case of the open ends on both sides, L corresponds to an even multiple of a quarter of the wavelength, and in the case of one side fixed end, L corresponds to an odd multiple of a quarter of the wavelength.
最も効率の高い駆動周波数fは、上記式1と上記式2より、下記式3が導かれる。
f=N×c/(4L) ・・・(式3)
(L:液柱共鳴液室の長手方向の長さ、c:トナー組成液の音波の速度、N:整数)
したがって、本発明のトナーの製造方法において、前記トナー組成液に対して、上記式1が成立する周波数fの振動を付与することが好ましい。しかし、実際には、液体は共鳴を減衰させる粘性を持つために無限に振動が増幅されるわけではなく、Q値を持ち、後述する式4、式5に示すように、式3に示す最も効率の高い駆動周波数fの近傍の周波数でも共鳴は発生する。
The most efficient driving frequency f is derived from the following equation 3 from the above equations 1 and 2.
f = N × c / (4L) (Formula 3)
(L: length of liquid column resonance liquid chamber in longitudinal direction, c: velocity of sound wave of toner composition liquid, N: integer)
Therefore, in the toner manufacturing method of the present invention, it is preferable to apply a vibration having a frequency f at which the above formula 1 holds to the toner composition liquid. However, in reality, since the liquid has a viscosity that attenuates the resonance, the vibration is not amplified infinitely, and has a Q value. Resonance also occurs at frequencies near the highly efficient drive frequency f.
図5A〜Gに、N=1、2、3、4、5の場合の速度及び圧力変動の定在波の形状(共鳴モード)を示す。本来は疎密波(縦波)であるが、図5A〜Gのように表記することが一般的である。実線が速度定在波、点線が圧力定在波である。
例えば、N=1の片側固定端の場合を示す図5Aからわかるように、速度分布の場合閉口端で速度分布の振幅がゼロとなり、開口端で振幅が最大となる。
液柱共鳴液室の長手方向の両端の間の長さをLとしたとき、液体が液柱共鳴する波長をλとし、整数Nが1〜5の場合に定在波が最も効率よく発生する。また、両端の開閉状態によっても定在波パターンは異なるため、それらも併記した。後述するが、吐出孔の開口や供給側の開口の状態によって、端部の条件が決まる。
なお、音響学において、開口端とは長手方向の媒質(液)の移動速度がゼロとなる端であり、逆に圧力は極大となる。閉口端においては、逆に媒質の移動速度がゼロとなる端と定義される。閉口端は音響的に硬い壁として考え、波の反射が発生する。理想的に完全に閉口若しくは開口している場合は、波の重ね合わせによって図5A〜Gのような形態の共鳴定在波を生じるが、吐出孔数、吐出孔の開口位置によっても定在波パターンは変動し、上記式3より求めた位置からずれた位置に共鳴周波数が現れるが、適宜駆動周波数を調整することで安定吐出条件を作り出すことができる。
5A to 5G show the shape of the standing wave of the velocity and pressure fluctuation (resonance mode) when N = 1, 2, 3, 4, 5. FIG. Although it is originally a sparse / dense wave (longitudinal wave), it is generally expressed as shown in FIGS. The solid line is the velocity standing wave, and the dotted line is the pressure standing wave.
For example, as can be seen from FIG. 5A showing the case of one-side fixed end with N = 1, in the case of velocity distribution, the amplitude of the velocity distribution becomes zero at the closed end, and the amplitude becomes maximum at the open end.
When the length between both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber is L, the wavelength at which the liquid resonates is λ, and the standing wave is most efficiently generated when the integer N is 1 to 5. . In addition, since the standing wave pattern varies depending on the open / closed state of both ends, they are also shown. As will be described later, the condition of the end is determined by the state of the opening of the discharge hole and the opening of the supply side.
In acoustics, the open end is an end at which the moving speed of the medium (liquid) in the longitudinal direction becomes zero, and conversely, the pressure becomes maximum. Conversely, the closed end is defined as an end where the moving speed of the medium becomes zero. The closed end is considered as an acoustically hard wall and wave reflection occurs. When ideally completely closed or open, a resonant standing wave of the form shown in FIGS. 5A to G is generated by superposition of waves, but the standing wave also depends on the number of discharge holes and the opening position of the discharge holes. The pattern fluctuates and a resonance frequency appears at a position deviated from the position obtained from the above equation 3. However, a stable ejection condition can be created by appropriately adjusting the driving frequency.
例えば、液体の音速cが1,200m/s、液柱共鳴液室の長さLが1.85mmを用い、両端に壁面が存在して、両側固定端と完全に等価のN=2の共鳴モードを用いた場合、上記式2より、最も効率の高い共鳴周波数は324kHzと導かれる。
他の例では、液体の音速cが1,200m/s、液柱共鳴液室の長さLが1.85mmと、上記と同じ条件を用い、両端に壁面が存在して、両側固定端と等価のN=4の共鳴モードを用いた場合、上記式2より、最も効率の高い共鳴周波数は648kHzと導かれ、同じ構造を有する液柱共鳴液室であっても、より高次の共鳴を利用することができる。
For example, the sound velocity c of the liquid is 1,200 m / s, the length L of the liquid column resonance liquid chamber is 1.85 mm, wall surfaces exist at both ends, and N = 2 resonance that is completely equivalent to the fixed ends on both sides. When the mode is used, the resonance frequency with the highest efficiency is derived as 324 kHz from Equation 2 above.
In another example, the sound velocity c of the liquid is 1,200 m / s, the length L of the liquid column resonance liquid chamber is 1.85 mm, and the same conditions as described above are used. When the equivalent N = 4 resonance mode is used, the most efficient resonance frequency is derived from the above equation 2 as 648 kHz. Even in the liquid column resonance liquid chamber having the same structure, higher-order resonance is obtained. Can be used.
なお、図3及び図4Aに示す本実施の形態の液滴形成ユニット10の液滴吐出ヘッド11における液柱共鳴液室18は、両端が閉口端状態と等価であるか、吐出孔19の開口の影響で、音響的に軟らかい壁として説明できるような端部であることが周波数を高めるためには好ましいが、それに限らず開放端であってもよい。ここでの吐出孔19の開口の影響とは、音響インピーダンスが小さくなり、特にコンプライアンス成分が大きくなることを意味する。よって、図5B及び図5Eのような液柱共鳴液室18の長手方向の両端に壁面を形成することは、両側固定端の共鳴モード、そして吐出孔側が開口とみなす片側開放端の全ての共鳴モードが利用できるために好ましい。 It should be noted that the liquid column resonance liquid chamber 18 in the droplet discharge head 11 of the droplet forming unit 10 of the present embodiment shown in FIGS. 3 and 4A is equivalent to the closed end state or the opening of the discharge hole 19 is open. In order to increase the frequency, an end portion that can be described as an acoustically soft wall is preferable due to the influence of the above. The influence of the opening of the discharge hole 19 here means that the acoustic impedance is reduced, and in particular, the compliance component is increased. Therefore, forming wall surfaces at both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber 18 as shown in FIG. 5B and FIG. 5E means that the resonance mode at both fixed ends and all the resonances at the one-side open end that the discharge hole side is regarded as an opening. The mode is preferred because it is available.
また、吐出孔19の開口数、開口配置位置、吐出孔の断面形状も駆動周波数を決定する因子となり、駆動周波数はこれに応じて適宜決定することができる。
例えば、吐出孔19の数(開口数)を多くすると、徐々に固定端であった液柱共鳴液室18の先端の拘束が緩くなり、ほぼ開口端に近い共鳴定在波が発生し、駆動周波数は高くなる。更に、最も液共通供給路17側に存在する吐出孔19の開口配置位置を起点に緩い拘束条件となり、また吐出孔19の断面形状がラウンド形状となったりフレームの厚さによる吐出孔の体積が変動したり、実際上の定在波は短波長となり、駆動周波数よりも高くなる。このように決定された駆動周波数で振動手段に電圧を与えたとき、振動手段20が変形し、駆動周波数にて最も効率よく共鳴定在波を発生する。また、共鳴定在波が最も効率よく発生する駆動周波数の近傍の周波数でも液柱共鳴定在波は発生する。つまり、液柱共鳴液室の長手方向の両端間の長さをL、液共通供給路17側の端部に最も近い吐出孔19までの距離をLeとしたとき、L及びLeの両方の長さを用いて下記式4及び式5で決定される範囲の駆動周波数fを主成分とした駆動波形を用いて振動手段を振動させ、液柱共鳴を誘起して液滴を吐出孔から吐出することが可能である。
Further, the numerical aperture of the discharge holes 19, the opening arrangement position, and the cross-sectional shape of the discharge holes are factors that determine the drive frequency, and the drive frequency can be appropriately determined according to this.
For example, when the number of the discharge holes 19 (numerical aperture) is increased, the restriction at the tip of the liquid column resonance liquid chamber 18 which has been a fixed end gradually becomes loose, and a resonance standing wave almost close to the open end is generated and driven. The frequency increases. Furthermore, the opening position of the discharge hole 19 existing closest to the liquid common supply path 17 is a starting point, and a loose constraint condition is established. The cross-sectional shape of the discharge hole 19 is round or the volume of the discharge hole due to the thickness of the frame is large. The actual standing wave fluctuates or has a short wavelength, which is higher than the driving frequency. When a voltage is applied to the vibration means at the drive frequency determined in this way, the vibration means 20 is deformed, and a resonant standing wave is generated most efficiently at the drive frequency. Further, the liquid column resonance standing wave is generated even at a frequency in the vicinity of the drive frequency at which the resonance standing wave is generated most efficiently. That is, when the length between both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber is L, and the distance to the discharge hole 19 closest to the end on the liquid common supply path 17 side is Le, the length of both L and Le Then, the vibration means is vibrated using a drive waveform whose main component is a drive frequency f in a range determined by the following formulas 4 and 5, and a liquid column resonance is induced to eject a droplet from the ejection hole. It is possible.
N×c/(4L)≦f≦N×c/(4Le) ・・・(式4)
N×c/(4L)≦f≦(N+1)×c/(4Le) ・・・(式5)
(L:液柱共鳴液室の長手方向の長さ、Le:液供給路側の端部に最も近い吐出孔までの距離、c:トナー組成液の音波の速度、N:整数)
N × c / (4L) ≦ f ≦ N × c / (4Le) (Formula 4)
N × c / (4L) ≦ f ≦ (N + 1) × c / (4Le) (Formula 5)
(L: length in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber, Le: distance to the discharge hole closest to the end on the liquid supply path side, c: velocity of sound wave of the toner composition liquid, N: integer)
以上説明した液柱共鳴現象の原理を用いて、図4Aの液柱共鳴液室18において液柱共鳴圧力定在波が形成され、液柱共鳴液室18の一部に配置された吐出孔19において連続的に液滴吐出が発生するのである。なお、定在波の圧力が最も大きく変動する位置に吐出孔19を配置すると、吐出効率が高くなり、低い電圧で駆動することができる点で好ましい。 Using the principle of the liquid column resonance phenomenon described above, a liquid column resonance pressure standing wave is formed in the liquid column resonance liquid chamber 18 of FIG. 4A, and the discharge hole 19 disposed in a part of the liquid column resonance liquid chamber 18. In this case, droplet discharge occurs continuously. Note that it is preferable to dispose the discharge hole 19 at a position where the pressure of the standing wave fluctuates the most, since the discharge efficiency is increased and the driving can be performed with a low voltage.
次に、液滴形成ユニットにおける液滴吐出ヘッド内の液柱共鳴液室で生じる液柱共鳴現象の様子について当該様子を示す図6A〜Eを用いて説明する。
なお、図6A〜Eにおいて、液柱共鳴液室内に記した実線は液柱共鳴液室内の固定端側から液共通供給路側の端部までの間の任意の各測定位置における速度をプロットした速度分布を示し、液共通供給路側から液柱共鳴液室への方向を+とし、その逆方向を−とする。
また、液柱共鳴液室内に記した点線は液柱共鳴液室内の固定端側から液共通供給路側の端部までの間の任意の各測定位置における圧力値をプロットした圧力分布を示し、大気圧に対して正圧を+とし、負圧は−とする。
また、正圧であれば図中の下方向に圧力が加わることになり、負圧であれば図中の上方向に圧力が加わることになる。
更に、図6A〜Eにおいて、上述したように液共通供給路側が開放されているが液共通供給路17と液柱共鳴液室18とが連通する開口の高さ(図4Aに示す高さh2)に比して固定端となるフレームの高さ(図4Aに示す高さh1)が好ましくは約2倍以上であるため、液柱共鳴液室18はほぼ両側固定端であるという近似的な条件のもとでの速度分布及び圧力分布の時間的なそれぞれの変化を示している。
Next, the state of the liquid column resonance phenomenon occurring in the liquid column resonance liquid chamber in the droplet discharge head in the droplet forming unit will be described with reference to FIGS.
6A to 6E, the solid line written in the liquid column resonance liquid chamber is a velocity obtained by plotting the velocity at each arbitrary measurement position from the fixed end side to the end of the liquid common supply path side in the liquid column resonance liquid chamber. The distribution is shown, and the direction from the liquid common supply path side to the liquid column resonance liquid chamber is +, and the opposite direction is-.
In addition, the dotted line marked in the liquid column resonance liquid chamber indicates a pressure distribution in which the pressure value at each arbitrary measurement position between the fixed end side and the liquid common supply path side end in the liquid column resonance liquid chamber is plotted. The positive pressure is + with respect to the atmospheric pressure, and the negative pressure is-.
Moreover, if it is a positive pressure, a pressure will be applied to the downward direction in the figure, and if it is a negative pressure, a pressure will be applied to the upward direction in the figure.
6A to 6E, the liquid common supply path side is opened as described above, but the height of the opening where the liquid common supply path 17 and the liquid column resonance liquid chamber 18 communicate with each other (the height h2 shown in FIG. 4A). ), The height of the frame serving as the fixed end (height h1 shown in FIG. 4A) is preferably about twice or more, so that the liquid column resonance liquid chamber 18 is approximately the fixed end on both sides. Each change over time of the velocity distribution and the pressure distribution under the condition is shown.
図6Aは、液滴吐出時の液柱共鳴液室18内の圧力波形と速度波形を示している。また、図6Bは、液滴吐出直後の液引き込みを行った後再びメニスカス圧が増加してくる。これらの図6A及びBに示すように、液柱共鳴液室18における吐出孔19が設けられている流路内での圧力は極大となっている。その後、図6Cに示すように、吐出孔19付近の正の圧力は小さくなり、負圧の方向へ移行して液滴21が吐出される。 FIG. 6A shows a pressure waveform and a velocity waveform in the liquid column resonance liquid chamber 18 at the time of droplet discharge. In FIG. 6B, the meniscus pressure increases again after the liquid is drawn immediately after the droplet is discharged. As shown in FIGS. 6A and 6B, the pressure in the flow path provided with the discharge hole 19 in the liquid column resonance liquid chamber 18 is maximum. Thereafter, as shown in FIG. 6C, the positive pressure in the vicinity of the discharge hole 19 decreases, and the liquid droplet 21 is discharged in a negative pressure direction.
そして、図6Dに示すように、吐出孔19付近の圧力は極小になる。このときから液柱共鳴液室18へのトナー組成液14の充填が始まる。その後、図6Eに示すように、吐出孔19付近の負の圧力は小さくなり、正圧の方向へ移行する。この時点で、トナー組成液14の充填が終了する。そして、再び、図6Aに示すように、液柱共鳴液室18の液滴吐出領域の正の圧力が極大となって、吐出孔19から液滴21が吐出される。このように、液柱共鳴液室内には振動手段の高周波駆動によって液柱共鳴による定在波が発生し、また圧力が最も大きく変動する位置となる液柱共鳴による定在波の腹に相当する液滴吐出領域に吐出孔19が配置されていることから、当該腹の周期に応じてトナー液滴21が吐出孔19から連続的に吐出される。 And as shown to FIG. 6D, the pressure of the discharge hole 19 vicinity becomes the minimum. From this time, the filling of the toner composition liquid 14 into the liquid column resonance liquid chamber 18 starts. Thereafter, as shown in FIG. 6E, the negative pressure in the vicinity of the discharge hole 19 decreases, and shifts to the positive pressure direction. At this time, the filling of the toner composition liquid 14 is completed. Then, as shown in FIG. 6A again, the positive pressure in the droplet discharge region of the liquid column resonance liquid chamber 18 becomes maximum, and the droplet 21 is discharged from the discharge hole 19. As described above, a standing wave due to liquid column resonance is generated in the liquid column resonance liquid chamber by high-frequency driving of the vibration means, and corresponds to an antinode of standing wave due to liquid column resonance at a position where the pressure fluctuates most. Since the discharge hole 19 is disposed in the droplet discharge region, the toner droplet 21 is continuously discharged from the discharge hole 19 in accordance with the antinode period.
以下、本発明のトナーの製造方法の液柱共鳴方式を利用した液滴形成工程の一実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明のトナーの製造方法における液滴形成工程は、これに限られるものではない。 Hereinafter, an embodiment of a droplet forming process using the liquid column resonance method of the toner manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The droplet forming process in the toner manufacturing method of the present invention includes: It is not limited to this.
図3は、本発明の一実施の形態に係るトナーの製造方法を実施するためのトナー製造装置の全体を示す断面図の一例である。図4Aは、図3の液滴形成ユニットにおける液滴吐出ヘッドの一例を示す断面図である。図4Bは、図3の液滴形成ユニットを示すA−A’線断面図である。 FIG. 3 is an example of a cross-sectional view showing an entire toner manufacturing apparatus for carrying out the toner manufacturing method according to the embodiment of the present invention. 4A is a cross-sectional view showing an example of a droplet discharge head in the droplet formation unit of FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ showing the droplet forming unit of FIG. 3.
図3に示す液滴化工程が液柱共鳴により行なわれる形態のトナー製造装置1は、主に、液滴形成ユニット10(液滴形成手段)及び乾燥捕集ユニット30(粒子形成手段)を有する。
トナー製造装置1において、液滴形成ユニット10は、吐出孔によって外部と連通する液吐出領域を有する液室であって、後述する条件下で液柱共鳴定在波が発生する液柱共鳴液室内のトナー組成液を液滴として吐出孔から吐出する液滴化手段である液滴吐出ヘッド11が複数配列されている。
各液滴吐出ヘッド11の両側には、液滴吐出ヘッド11から吐出したトナー組成液の液滴が乾燥捕集ユニット30側に流出されるように図示していない気流発生手段によって発生する気流が通る気流通路12が設けられている。
また、液滴形成ユニット10は、トナー原料であるトナー組成液14を収容する原料収容器13と、原料収容器13に収容されているトナー組成液14を、液供給管16を通して液滴吐出ヘッド11内の後述する液共通供給路17に供給し、更に液戻り管22を通って原料収容器13に戻すために液供給管16内のトナー組成液14を圧送する液循環ポンプ15とを有する。
The toner manufacturing apparatus 1 in which the droplet forming process shown in FIG. 3 is performed by liquid column resonance mainly includes a droplet forming unit 10 (droplet forming unit) and a dry collection unit 30 (particle forming unit). .
In the toner manufacturing apparatus 1, the droplet forming unit 10 is a liquid chamber having a liquid discharge region communicating with the outside through a discharge hole, and a liquid column resonance liquid chamber in which a liquid column resonance standing wave is generated under conditions described later. A plurality of droplet discharge heads 11 are arranged as droplet forming means for discharging the toner composition liquid as droplets from the discharge holes.
On both sides of each droplet discharge head 11, there is an air flow generated by an air flow generating means (not shown) so that the droplets of the toner composition liquid discharged from the droplet discharge head 11 flow out to the dry collection unit 30 side. An airflow passage 12 is provided through.
Further, the droplet forming unit 10 includes a raw material container 13 that stores a toner composition liquid 14 that is a toner raw material, and a toner discharge liquid that is stored in the raw material container 13 through a liquid supply pipe 16. And a liquid circulation pump 15 that pumps the toner composition liquid 14 in the liquid supply pipe 16 to be supplied to the liquid common supply path 17 (described later) in the liquid supply pipe 11 and returned to the raw material container 13 through the liquid return pipe 22. .
液滴吐出ヘッド11は、図4Aに示すように、液共通供給路17及び液柱共鳴液室18を有する。
液柱共鳴液室18は、長手方向の両端の壁面のうち一方の壁面に設けられた液共通供給路17と連通されている。また、液柱共鳴液室18は、両端の壁面と連結する壁面のうち一つの壁面にトナー液滴21を吐出する吐出孔19と、吐出孔19と対向する壁面に設けられ、かつ液柱共鳴定在波を形成するために高周波振動を発生する振動手段20とを有している。なお、振動手段20には、図示していない高周波電源が接続されている。
また、液柱共鳴液室毎に、液供給のための流路が液共通供給路17から連通接続されており、液共通供給路17には複数の液柱共鳴液室18と連通している。
吐出孔19は液柱共鳴液室18内に1つであってもよいが、図4Bに示すように、吐出孔19を液柱共鳴液室18内の幅方向に設けることで、吐出孔19の開口を多数設けることができ、よって生産効率が高くなるために好ましい。
As shown in FIG. 4A, the droplet discharge head 11 includes a liquid common supply path 17 and a liquid column resonance liquid chamber 18.
The liquid column resonance liquid chamber 18 communicates with a liquid common supply path 17 provided on one of the wall surfaces at both ends in the longitudinal direction. The liquid column resonance liquid chamber 18 is provided on a wall surface facing the discharge hole 19 and a discharge hole 19 that discharges the toner droplet 21 to one wall surface of the wall surfaces connected to both ends. And vibration means 20 for generating high-frequency vibration to form a standing wave. Note that a high-frequency power source (not shown) is connected to the vibration means 20.
In addition, for each liquid column resonance liquid chamber, a flow path for supplying liquid is connected from the common liquid supply path 17, and the common liquid supply path 17 communicates with a plurality of liquid column resonance liquid chambers 18. .
One discharge hole 19 may be provided in the liquid column resonance liquid chamber 18, but the discharge hole 19 is provided in the width direction in the liquid column resonance liquid chamber 18 as shown in FIG. A large number of openings can be provided, which is preferable because production efficiency is increased.
また、液滴吐出ヘッド11における振動手段20としては、所定の周波数で駆動できるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、圧電体を、弾性板に貼りあわせた形態が好ましい。前記弾性板は、前記圧電体が接液しないように液柱共鳴液室の壁の一部を形成している。 The vibrating means 20 in the droplet discharge head 11 is not particularly limited as long as it can be driven at a predetermined frequency, and can be appropriately selected according to the purpose. However, the piezoelectric body is attached to an elastic plate. A combined form is preferred. The elastic plate forms a part of the wall of the liquid column resonance liquid chamber so that the piezoelectric body does not come into contact with the elastic body.
図3に示す乾燥捕集ユニット30は、チャンバ31及びトナー捕集手段32を有する。
チャンバ31内では、図示していない気流発生手段によって発生する気流と下降気流33が合流した大きな下降気流が形成されている。液滴形成ユニット10の液滴吐出ヘッド11から吐出されたトナー液滴21は、重力よってのみではなく、下降気流33によっても下方に向けて搬送されるため、吐出されたトナー液滴21が空気抵抗によって減速されることを抑制できる。これにより、トナー液滴21を連続的に吐出したときに、前に吐出されたトナー液滴21が空気抵抗によって減速し、後に吐出されたトナー液滴21が前に吐出されたトナー液滴21に追い付くことで、トナー液滴21同士が合着して一体となり、トナー液滴21の粒径が大きくなることを防止できる。
なお、気流発生手段として、上流部分に送風機を設けて加圧する方法と、トナー捕集手段32より吸引して減圧する方法のいずれを採用することもできる。
また、トナー捕集手段32には、鉛直方向に平行な軸周りに回転するような回転気流を発生させる回転気流発生装置(図示せず)が配置されている。更に、トナー捕集手段32には、チャンバ31と連通するトナー捕集チューブ34を通った乾燥及び固化されたトナー粒子を貯留するトナー貯留手段35を有している。
The dry collection unit 30 shown in FIG. 3 includes a chamber 31 and a toner collection unit 32.
In the chamber 31, a large descending airflow is formed by combining the airflow generated by the airflow generating means (not shown) and the descending airflow 33. The toner droplet 21 ejected from the droplet ejection head 11 of the droplet forming unit 10 is transported downward not only by gravity but also by a descending airflow 33, so that the ejected toner droplet 21 is air. It can suppress decelerating by resistance. Accordingly, when the toner droplets 21 are continuously ejected, the toner droplets 21 ejected before are decelerated by the air resistance, and the toner droplets 21 ejected later are the toner droplets 21 ejected before. By catching up with the toner droplets 21, it is possible to prevent the toner droplets 21 from being joined and integrated to increase the particle size of the toner droplets 21.
As the air flow generation means, either a method of providing a blower in the upstream portion and pressurizing, or a method of suctioning from the toner collecting means 32 and reducing the pressure can be employed.
The toner collecting means 32 is provided with a rotating airflow generator (not shown) that generates a rotating airflow that rotates around an axis parallel to the vertical direction. Further, the toner collecting means 32 has a toner storing means 35 for storing dried and solidified toner particles that have passed through a toner collecting tube 34 communicating with the chamber 31.
次に、液柱共鳴方式による液滴化について概説する。
図3に示す原料収容器13に収容されているトナー組成液14は、当該トナー組成液14を循環させるための液循環ポンプ15によって液供給管16を通って、図4Bに示す液滴形成ユニット10の液共通供給路17内に流入し、図4Aに示す液滴吐出ヘッド11の液柱共鳴液室18に供給される。
そして、トナー組成液14が充填されている液柱共鳴液室18内には、振動手段20によって発生する液柱共鳴定在波により圧力分布が形成される。そして、液柱共鳴定在波において振幅の大きな部分であって圧力変動が大きい、定在波の腹となる領域に配置されている吐出孔19からトナー液滴21が吐出される。
Next, the droplet formation by the liquid column resonance method will be outlined.
The toner composition liquid 14 accommodated in the raw material container 13 shown in FIG. 3 passes through the liquid supply pipe 16 by a liquid circulation pump 15 for circulating the toner composition liquid 14, and the droplet forming unit shown in FIG. 4B. 10 flows into the common liquid supply path 17 and is supplied to the liquid column resonance liquid chamber 18 of the droplet discharge head 11 shown in FIG. 4A.
In the liquid column resonance liquid chamber 18 filled with the toner composition liquid 14, a pressure distribution is formed by the liquid column resonance standing wave generated by the vibration unit 20. Then, the toner droplet 21 is ejected from the ejection hole 19 arranged in a region where the amplitude of the liquid column resonance standing wave has a large amplitude and the pressure fluctuation is large and becomes the antinode of the standing wave.
液共通供給路17を通過したトナー組成液14は、液戻り管22を流れて原料収容器13に戻される。トナー液滴21の吐出によって液柱共鳴液室18内のトナー組成液14の量が減少すると、液柱共鳴液室18内の液柱共鳴定在波の作用による吸引力が作用し、液共通供給路17から供給されるトナー組成液14の流量が増加し、液柱共鳴液室18内にトナー組成液14が補充される。そして、液柱共鳴液室18内にトナー組成液14が補充されると、液共通供給路17を通過するトナー組成液14の流量が元に戻り、液供給管16及び液戻り管22には装置内を循環するトナー組成液14の流れが再び形成された状態となる。 The toner composition liquid 14 that has passed through the common liquid supply path 17 flows through the liquid return pipe 22 and is returned to the raw material container 13. When the amount of the toner composition liquid 14 in the liquid column resonance liquid chamber 18 decreases due to the ejection of the toner droplets 21, a suction force due to the action of the liquid column resonance standing wave in the liquid column resonance liquid chamber 18 acts, and the liquid common The flow rate of the toner composition liquid 14 supplied from the supply path 17 increases, and the toner composition liquid 14 is replenished into the liquid column resonance liquid chamber 18. Then, when the toner composition liquid 14 is replenished in the liquid column resonance liquid chamber 18, the flow rate of the toner composition liquid 14 passing through the liquid common supply path 17 is restored to the original, and the liquid supply pipe 16 and the liquid return pipe 22 are supplied. The flow of the toner composition liquid 14 circulating in the apparatus is again formed.
−膜振動方式−
前記膜振動方式は、前記液滴形成工程において、同じ開口径を有する複数の吐出孔が形成された薄膜に振動手段により振動を付与し、前記吐出孔からトナー組成液を吐出して液滴化することを必須とする液滴形成方法である。
膜振動方式における前記振動手段としては、薄膜に間接的に振動を付与する間接振動型吐出手段と、薄膜に直接振動を付与する直接振動型吐出手段とが挙げられる。
-Membrane vibration method-
In the film vibration method, in the liquid droplet forming step, vibration is applied to a thin film having a plurality of discharge holes having the same opening diameter by vibration means, and the toner composition liquid is discharged from the discharge holes to form liquid droplets. This is a droplet forming method that must be performed.
Examples of the vibration means in the membrane vibration system include indirect vibration type discharge means that indirectly applies vibration to the thin film and direct vibration type discharge means that directly applies vibration to the thin film.
前記薄膜は、トナー組成物の溶解乃至分散液を吐出させて液滴とする部材である。
前記薄膜の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5μm〜500μmが好ましい。
前記吐出構造体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、均一に振動させる点で、円形が好ましい。
The thin film is a member formed by discharging a solution or dispersion of the toner composition into droplets.
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said thin film, Although it can select suitably according to the objective, 5 micrometers-500 micrometers are preferable.
There is no restriction | limiting in particular as a shape of the said discharge structure, Although it can select suitably according to the objective, Circular is preferable at the point which vibrates uniformly.
前記薄膜の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属などが挙げられる。
前記薄膜は、露出表面全体に後述する絶縁体の撥液膜が形成されていてもよい。
前記薄膜としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、振動させられた際に、前記薄膜に撓みが発生するように設けられていることが好ましい。前記薄膜にたわみを発生させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記薄膜の最外周部に設けられたフレームと接合部とを介して接合固定させる方法などが挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular as a material of the said thin film, According to the objective, it can select suitably, For example, a metal etc. are mentioned.
The thin film may have an insulating liquid repellent film, which will be described later, formed on the entire exposed surface.
There is no restriction | limiting in particular as said thin film, Although it can select suitably according to the objective, When it is made to vibrate, it is preferable that it is provided so that bending may generate | occur | produce in the said thin film. There is no restriction | limiting in particular as a method to generate | occur | produce a deflection | deviation in the said thin film, According to the objective, it can select suitably, For example, it joins and fixes via the flame | frame provided in the outermost periphery part of the said thin film, and a junction part. The method etc. are mentioned.
前記接合部の部材の弾性率としては、特に制限はなく、目的に応じて選択することができるが、吐出孔における同心円状の均一な振動状態が得られ、液滴吐出状態が安定化し、均一な粒径分布のトナーを得ることができる点で、108Pa以上が好ましい。
前記接合部の部材として弾性率の高い材料を用いることで、前記薄膜の最外周部と薄膜をしっかりと固定することができる点で有利である。これにより、前記薄膜に振動が効率よく伝播される。特に、前記薄膜が、円形(膜)である場合に振動が効率よく伝播される点で好ましい。
前記弾性率は、例えば、超音波法により測定することができる。
The elastic modulus of the joint member is not particularly limited and can be selected according to the purpose. However, a concentric uniform vibration state in the discharge hole is obtained, and the droplet discharge state is stabilized and uniform. 10 8 Pa or more is preferable in that a toner having a uniform particle size distribution can be obtained.
Use of a material having a high elastic modulus as the member of the joining portion is advantageous in that the outermost peripheral portion of the thin film and the thin film can be firmly fixed. Thereby, vibration is efficiently propagated to the thin film. In particular, it is preferable in that vibration is efficiently propagated when the thin film is circular (film).
The elastic modulus can be measured by, for example, an ultrasonic method.
前記薄膜と前記フレーム、及び/又は、前記薄膜と前記振動発手段とは、前記絶縁体の撥液膜又は前記絶縁体の接合部剤により電気的に絶縁されていることが好ましい。 It is preferable that the thin film and the frame, and / or the thin film and the vibration generating means are electrically insulated by a liquid repellent film of the insulator or a bonding agent of the insulator.
前記撥液膜又は前記接合部剤に用いる材料としては、絶縁体であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、フッ化エチレンプロピレン(FEP)、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のエポキシ樹脂;SiO2などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、特開2010−107904号公報に記載の、SiO2膜上にパーフルオロアルキル基を有し、かつ末端にシロキサン結合アルキル基を有する化合物からなる撥液膜も好適に用いることができる。 The material used for the liquid repellent film or the bonding agent is not particularly limited as long as it is an insulator, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene -Fluorocarbon resins such as perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), fluorinated ethylene propylene (FEP), and polyvinylidene fluoride; epoxy resins such as bisphenol A and bisphenol F; SiO 2 and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Further, described in JP-A-2010-107904, it has a perfluoroalkyl group on the SiO 2 film, and liquid-repellent film made of a compound having a siloxane bond group at the terminal can also be suitably used.
膜振動方式において、複数の吐出孔は、同じ開口径を有するものである。同じ開口径を有しない場合、均一な粒径のトナーを得られない点で好ましくない。なお、ここで「同じ」とは、開口径が±5%の範囲内であることをいう。
なお、前記吐出孔の開口径は、真円であれば直径を意味し、楕円や、四角形、六角形、八角形等の多角形又は正多角形であれば平均径を意味する。
In the membrane vibration system, the plurality of ejection holes have the same opening diameter. If they do not have the same opening diameter, it is not preferable in that a toner having a uniform particle diameter cannot be obtained. Here, “same” means that the opening diameter is within a range of ± 5%.
The opening diameter of the discharge hole means a diameter if it is a perfect circle, and an average diameter if it is a polygon such as an ellipse, a quadrangle, a hexagon, an octagon, or a regular polygon.
前記薄膜における複数の吐出孔の開口数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、2個〜3,000個が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as the numerical aperture of the several discharge hole in the said thin film, Although it can select suitably according to the objective, Two to 3,000 are preferable.
複数の吐出孔の前記吐出孔間のピッチ(隣接する吐出孔の中心部間の最短間隔)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20μm以上、液柱共鳴液室の長さ以下であることが好ましく、20μm〜200μmがより好ましく、40μm〜135μmが更に好ましく、40μm〜80μmが特に好ましい。前記吐出孔間のピッチが20μm未満であると、隣合う吐出孔より放出された液滴同士が衝突して大きな滴となってしまう確率が高くなり、トナーの粒径分布の悪化につながることがある。
吐出孔間のピッチは、複数の吐出孔間において、全て等間隔であってもよく、少なくとも1つのピッチが異なっていてもよいが、等間隔であることが、均一な粒子径のトナーを得ることができる点で好ましい。
The pitch between the discharge holes of the plurality of discharge holes (the shortest distance between the central portions of the adjacent discharge holes) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. The length is preferably not more than the length of the liquid chamber, more preferably 20 μm to 200 μm, still more preferably 40 μm to 135 μm, and particularly preferably 40 μm to 80 μm. When the pitch between the ejection holes is less than 20 μm, there is a high probability that droplets discharged from adjacent ejection holes collide with each other to form large droplets, leading to deterioration of the toner particle size distribution. is there.
The pitch between the discharge holes may be all at equal intervals among the plurality of discharge holes, or at least one pitch may be different. However, the equal intervals may obtain a toner having a uniform particle diameter. It is preferable in that it can be performed.
吐出孔の開口部の断面形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記液柱共鳴で記載した吐出孔の形状と同様の形状などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as a cross-sectional shape of the opening part of a discharge hole, According to the objective, it can select suitably, For example, the shape similar to the shape of the discharge hole described by the said liquid column resonance etc. are mentioned.
−−−間接振動型吐出手段−−−
前記間接振動型吐出手段は、前記同じ開口径を有する複数の吐出孔を有する薄膜に縦振動を付与する手段である。
--- Indirect vibration type discharge means ---
The indirect vibration type discharge means is means for applying longitudinal vibration to the thin film having a plurality of discharge holes having the same opening diameter.
前記間接振動型吐出手段としては、薄膜に確実な縦振動を一定の周波数で与えることができるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記液柱共鳴方式の振動手段と同様の、圧電体、超音波振動体などが挙げられる。
これらの中でも、前記間接振動型吐出手段は、前記薄膜にバイモルフ型の撓み振動を励起する圧電体が好ましい。
前記圧電体は、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する機能を有する。具体的には、電圧を印加することにより、撓み振動が励起され、薄膜を振動させることが可能となる。
前記圧電体の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記液柱共鳴方式の振動手段と同様のものなどが挙げられる。
The indirect vibration type discharge means is not particularly limited as long as it can give a certain longitudinal vibration to the thin film at a constant frequency, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the liquid column Examples thereof include a piezoelectric body, an ultrasonic vibration body, and the like similar to the resonance type vibration means.
Among these, the indirect vibration type discharge means is preferably a piezoelectric body that excites bimorph type flexural vibration in the thin film.
The piezoelectric body has a function of converting electrical energy into mechanical energy. Specifically, by applying a voltage, flexural vibration is excited and the thin film can be vibrated.
There is no restriction | limiting in particular as a material of the said piezoelectric material, Although it can select suitably according to the objective, For example, the thing similar to the vibration means of the said liquid column resonance system etc. are mentioned.
撓み振動は、図7に示すように、薄膜の中心で変位ΔLが最大(ΔLmax)となり、最も外側の吐出孔で振動変位ΔLが最小(ΔLmin)となる断面形状となり、振動方向に周期的に上下振動する。膜が周期的に上下振動することで吐出孔から液滴を周期的に吐出することとなる。 As shown in FIG. 7, the bending vibration has a cross-sectional shape in which the displacement ΔL is maximum (ΔLmax) at the center of the thin film and the vibration displacement ΔL is minimum (ΔLmin) at the outermost discharge hole, and periodically in the vibration direction. Vibrates up and down. As the film periodically vibrates, droplets are periodically discharged from the discharge holes.
前記間接振動型吐出手段の配置としては、薄膜に対して垂直方向の振動を与えることができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、振動面と薄膜とが平行に配置されることが好ましい。これにより、前記薄膜は、前記間接振動型吐出手段により効率よく縦振動が付与される。 The arrangement of the indirect vibration type discharge means is not particularly limited as long as it can vibrate in the vertical direction with respect to the thin film, and can be appropriately selected according to the purpose. However, the vibration surface and the thin film are parallel to each other. Preferably they are arranged. Thereby, the thin film is efficiently imparted with the longitudinal vibration by the indirect vibration type discharge means.
−−−直接振動型吐出手段−−−
前記直接型吐出手段は、前記同じ開口径を有する複数の吐出孔を有する薄膜に振動を付与する手段である。
前記直接型吐出手段の配置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、薄膜における複数の周囲に設けられることが好ましく、円環状に設けられることがより好ましい。
--- Direct vibration type discharge means ---
The direct-type discharge means is means for applying vibration to the thin film having a plurality of discharge holes having the same opening diameter.
There is no restriction | limiting in particular as arrangement | positioning of the said direct type | mold discharge means, Although it can select suitably according to the objective, It is preferable to provide in the circumference | surroundings of a thin film, and it is more preferable to provide in an annular | circular shape.
前記直接振動型吐出手段としては、薄膜に一定の周波数で振動を与えることができるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記間接振動型吐出手段と同様の、圧電体、超音波振動体などが挙げられる。
これらの中でも、前記間接振動型吐出手段は、前記薄膜にバイモルフ型の撓み振動を励起する圧電体が好ましい。前記圧電体の材料としても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記間接振動型吐出手段と同様のものなどが挙げられる。
The direct vibration type discharge means is not particularly limited as long as it can vibrate the thin film at a constant frequency, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the indirect vibration type discharge means Examples thereof include a piezoelectric body and an ultrasonic vibration body.
Among these, the indirect vibration type discharge means is preferably a piezoelectric body that excites bimorph type flexural vibration in the thin film. There is no restriction | limiting in particular also as the material of the said piezoelectric material, According to the objective, it can select suitably, For example, the thing similar to the said indirect vibration type discharge means etc. are mentioned.
撓み振動は、間接振動型吐出手段と同様に、図7に示すように、薄膜の中心で変位ΔLが最大(ΔLmax)となり、最も外側の吐出孔で振動変位ΔLが最小(ΔLmin)となる断面形状となり、振動方向に周期的に撓み振動する。膜が周期的に撓み振動することで吐出孔から液滴が周期的に吐出することとなる。 As shown in FIG. 7, the bending vibration is a cross section in which the displacement ΔL is maximum (ΔLmax) at the center of the thin film and the vibration displacement ΔL is minimum (ΔLmin) at the outermost discharge hole, as shown in FIG. It becomes a shape and bends and vibrates periodically in the vibration direction. As the film periodically bends and vibrates, droplets are periodically discharged from the discharge holes.
−−液滴形成のメカニズム−−
次に、間接振動型吐出手段及び直接振動型吐出手段による液滴形成のメカニズムについて説明する。
図8A、図9Aに示すように、これらの液滴吐出手段は液流路311に臨む複数の吐出孔314を有する薄膜310に、振動手段によって発生した振動を伝播させて、薄膜310を周期的に振動させ、比較的大面積の領域に複数の吐出孔314を配置し、それら複数の吐出孔314より液滴を周期的に、安定に形成して放出することができるようになる。
--- Mechanism of droplet formation ---
Next, the mechanism of droplet formation by the indirect vibration type discharge means and the direct vibration type discharge means will be described.
As shown in FIGS. 8A and 9A, these droplet discharge means cause the thin film 310 to periodically propagate by causing the thin film 310 having a plurality of discharge holes 314 facing the liquid flow path 311 to propagate the vibration generated by the vibration means. The plurality of discharge holes 314 are arranged in a relatively large area, and droplets can be periodically formed and discharged stably from the plurality of discharge holes 314.
薄膜の振動により、薄膜各所に設けられたノズル近傍の液体には、薄膜の振動速度Vmに比例した音圧Pacが発生する。音圧は、媒質(トナー組成液)の放射インピーダンスZrの反作用として生じることが知られており、音圧は、放射インピーダンスと薄膜の振動速度Vmの積で下記式6の方程式を用いて表される。
Pac(r,t)=Zr・Vm(r,t) ・・・式(6)
薄膜の振動速度Vmは時間とともに周期的に変動しているため時間(t)の関数であり、例えば、サイン波形、矩形波形など、様々な周期変動を形成することが可能である。
また、図7に示すように、薄膜の各所で振動方向の振動変位は異なっており、Vmは、膜上の位置座標の関数でもある。本発明で用いられる薄膜の振動形態は、上述のとおり軸対象である。したがって、実質的には半径(r)座標の関数となる。
Due to the vibration of the thin film, a sound pressure Pac proportional to the vibration speed Vm of the thin film is generated in the liquid in the vicinity of the nozzles provided in various places of the thin film. It is known that the sound pressure is generated as a reaction of the radiation impedance Zr of the medium (toner composition liquid), and the sound pressure is expressed by the product of the radiation impedance and the vibration velocity Vm of the thin film using the following equation (6). The
Pac (r, t) = Zr · Vm (r, t) (6)
Since the vibration velocity Vm of the thin film periodically varies with time, it is a function of time (t). For example, various periodic variations such as a sine waveform and a rectangular waveform can be formed.
Further, as shown in FIG. 7, the vibration displacement in the vibration direction is different in each part of the thin film, and Vm is also a function of position coordinates on the film. As described above, the vibration mode of the thin film used in the present invention is an axial object. Therefore, it is substantially a function of the radius (r) coordinate.
以上のように、分布を持った薄膜の振動変位速度に対して、それに比例する音圧が発生し、音圧の周期的変化に対応してトナー組成液が、吐出孔の外部(気相)へ吐出される。
吐出孔の外部へ周期的に排出されたトナー組成液は、吐出孔の内部(液相)と吐出孔の外部(気相)との表面張力差によって球体を形成するため、液滴化が周期的に発生する。
As described above, a sound pressure proportional to the vibration displacement speed of the thin film having the distribution is generated, and the toner composition liquid is supplied to the outside (gas phase) of the discharge hole in response to the periodic change of the sound pressure. Is discharged.
The toner composition liquid periodically discharged to the outside of the discharge hole forms a sphere due to the difference in surface tension between the inside of the discharge hole (liquid phase) and the outside of the discharge hole (gas phase), so that the liquid droplets are periodically formed. Will occur.
液滴を吐出することができる薄膜の速度範囲は、図7に示すような関係があり、吐出可能な面積範囲は限られるため、この面積範囲に吐出孔を形成することが望ましい。吐出孔314は、図8B、図9Bに示されるように薄膜310の中心部に配置されている。
なお、図8B、図9Bにおいて、複数の吐出孔は、同心正六角形状に配置されているが、この配置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
また、図8B、図9Bにおいて、薄膜310は円形薄膜として示されているが、薄膜310の形状としても特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
The speed range of the thin film that can eject droplets has a relationship as shown in FIG. 7, and the area range that can be ejected is limited. Therefore, it is desirable to form ejection holes in this area range. The discharge hole 314 is disposed at the center of the thin film 310 as shown in FIGS. 8B and 9B.
8B and 9B, the plurality of ejection holes are arranged in a concentric regular hexagonal shape, but this arrangement is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
8B and 9B, the thin film 310 is shown as a circular thin film, but the shape of the thin film 310 is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
液滴化を可能とする膜の振動周波数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20kHz〜2.0MHzが好ましく、50kHz〜500kHzがより好ましい。20kHz以上の振動周期であれば、液体の励振によって、トナー組成液中の顔料やワックスなどの微粒子の分散が促進される。
更には、前記音圧の変位量が、10kPa以上となることによって、上述の微粒子分散促進作用がより好適に発生する。
There is no restriction | limiting in particular as the vibration frequency of the film | membrane which enables droplet formation, Although it can select suitably according to the objective, 20kHz-2.0MHz are preferable and 50kHz-500kHz are more preferable. If the vibration period is 20 kHz or more, the dispersion of fine particles such as pigment and wax in the toner composition liquid is promoted by the excitation of the liquid.
Furthermore, when the displacement amount of the sound pressure is 10 kPa or more, the above-described fine particle dispersion promoting action is more preferably generated.
以下、本発明のトナーの製造方法の膜振動方式を利用した液滴形成工程の一実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明のトナーの製造方法における液滴形成工程は、これに限られるものではない。 Hereinafter, an embodiment of a droplet forming process using the membrane vibration method of the toner manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The droplet forming process in the toner manufacturing method of the present invention is described below. It is not limited to.
図10Aは、膜振動方式によるトナーの製造方法を実施するためのトナー製造装置の全体を示す断面図の一例である。
まず、図10Aを用いて、間接振動型吐出手段又は直接振動型吐出手段により液滴を吐出させる液滴形成ユニット104へのトナー組成液14の送液形態の一例について説明する。
FIG. 10A is an example of a cross-sectional view illustrating an entire toner manufacturing apparatus for carrying out a toner manufacturing method using a membrane vibration method.
First, with reference to FIG. 10A, an example of a liquid feeding form of the toner composition liquid 14 to the droplet forming unit 104 that discharges droplets by the indirect vibration type discharge unit or the direct vibration type discharge unit will be described.
図10Aに示すトナー製造装置210において、トナー組成液14は、原料収容器201に収容され、液供給管202によって液滴形成ユニット104に接続されている。送液の駆動力については送液手段203を用いてもよいし、重力を利用したり、吐出ユニット自体による液体の吸引力を用いたりしてもよい。液滴形成ユニット104へのトナー組成液14の送液は、脈動があると吐出に悪影響が出るため、送液手段203としては、好ましくは重力又は吐出ユニットの吸引力による脈動のないものが望ましい。この他の送液手段203としては各種ポンプを用いることができ、前述のように脈動を生じないものとして、例えば、ギヤポンプの使用が望ましい。 In the toner manufacturing apparatus 210 shown in FIG. 10A, the toner composition liquid 14 is stored in a raw material container 201 and connected to the droplet forming unit 104 by a liquid supply pipe 202. As the driving force for liquid feeding, the liquid feeding means 203 may be used, gravity may be used, or the liquid suction force by the discharge unit itself may be used. Since the liquid feeding of the toner composition liquid 14 to the droplet forming unit 104 has an adverse effect on the ejection if there is a pulsation, the liquid feeding means 203 is preferably one that does not pulsate due to gravity or the suction force of the ejection unit. . As the other liquid feeding means 203, various pumps can be used. As described above, for example, a gear pump is preferably used as a pump that does not cause pulsation.
図10Aでは、液滴形成ユニット104に供給されたトナー組成液14は、循環されて原料収容器201に戻るように示されているが、必ずしも循環させる必要はなく、液滴形成ユニット104が吐出するトナー組成液が供給されるだけであってもよい。
トナー組成液14を循環する場合は、液供給管202の途中に設けたバルブ204によって液量を制御することができる。バルブの種類としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができる。
また図10Aに記載のチャンバ206の、図面に向かって右側に示される液滴形成ユニット104にはトナー組成液14の送液経路が記載されているが、左側に示される液滴形成ユニット104では全く同じ送液経路を有しているが記載を省略している。
In FIG. 10A, the toner composition liquid 14 supplied to the droplet forming unit 104 is shown to be circulated and returned to the raw material container 201, but is not necessarily circulated. The toner composition liquid may be supplied only.
When the toner composition liquid 14 is circulated, the amount of liquid can be controlled by a valve 204 provided in the middle of the liquid supply pipe 202. There is no restriction | limiting in particular as a kind of valve | bulb, According to the objective, it can select suitably from well-known things.
Further, in the liquid droplet forming unit 104 shown on the right side of the chamber 206 shown in FIG. 10A, the liquid supply path of the toner composition liquid 14 is described, but in the liquid droplet forming unit 104 shown on the left side, Although it has exactly the same liquid supply path, the description is omitted.
液滴形成ユニット104への送液圧力及び、チャンバ206内の圧力は、圧力計P1及びP2によって管理される。このとき、P1>P2の関係であると、トナー組成液14が吐出孔から染み出す恐れがあり、P1<P2の場合には吐出手段に気体が入り、吐出が停止する恐れがあるため、P1≒P2があることが望ましい。 The liquid feeding pressure to the droplet forming unit 104 and the pressure in the chamber 206 are managed by pressure gauges P1 and P2. At this time, if the relationship of P1> P2, the toner composition liquid 14 may ooze out from the discharge hole, and if P1 <P2, there is a possibility that gas enters the discharge means and the discharge stops, so P1 ≈P2 is desirable.
このように、液滴形成ユニット104に送液されたトナー組成液14は、以下の間接振動手段又は直線振動手段により吐出される。 As described above, the toner composition liquid 14 fed to the droplet forming unit 104 is discharged by the following indirect vibration means or linear vibration means.
−−−間接振動型吐出手段−−−
図8Aは、間接振動型の吐出手段の構造の一例を示す概略図である。図8Bは、間接振動型の吐出手段を下から見た構造の一例を示す概略図である。
間接振動型吐出手段300は、同じ開口径を有する複数の吐出孔314が形成された薄膜310と、薄膜310に対して、電気を機械的振動に変換して振動を付与する振動手段(機械的振動手段)305と、薄膜310と振動手段305との間にトナー組成液14を供給する液流路311を形成するフレーム308とを備えている。トナー組成液14はトナー組成液供給口309から供給され、液流路311を通り、トナー組成液排出口315から排出される。
--- Indirect vibration type discharge means ---
FIG. 8A is a schematic diagram illustrating an example of the structure of an indirect vibration type ejection unit. FIG. 8B is a schematic diagram illustrating an example of a structure of the indirect vibration type ejection unit viewed from below.
The indirect vibration type discharge unit 300 includes a thin film 310 having a plurality of discharge holes 314 having the same opening diameter, and a vibration unit (mechanical) that applies vibration to the thin film 310 by converting electricity into mechanical vibration. (Vibrating means) 305 and a frame 308 that forms a liquid flow path 311 for supplying the toner composition liquid 14 between the thin film 310 and the vibrating means 305. The toner composition liquid 14 is supplied from the toner composition liquid supply port 309, passes through the liquid flow path 311, and is discharged from the toner composition liquid discharge port 315.
前記複数の吐出孔314を有する薄膜310は、振動手段305の振動面313に対して平行に設置されており、薄膜310の一部がフレーム308に接合固定されており、振動手段305の振動方向とは実質的に垂直な位置関係となる。即ち、薄膜310は、振動手段305により縦振動が付与される。
前記振動手段305の振動発生手段303の上下面に電圧信号が付与されるように、回路306が設けられており、駆動信号発生源307からの信号を機械的振動に変換することができる。
電気信号を与える回路としては、表面を絶縁被覆されたリード線が適している。また、振動手段305は後述する各種ホーン型振動子、ボルト締めランジュバン型振動子など、振動振幅の大きな素子を用いることが、効率的かつ安定なトナー生産には好適である。
The thin film 310 having the plurality of discharge holes 314 is installed in parallel to the vibration surface 313 of the vibration unit 305, and a part of the thin film 310 is bonded and fixed to the frame 308. Is a substantially vertical positional relationship. That is, the thin film 310 is given longitudinal vibration by the vibration means 305.
A circuit 306 is provided so that a voltage signal is applied to the upper and lower surfaces of the vibration generating means 303 of the vibration means 305, and the signal from the drive signal generating source 307 can be converted into mechanical vibration.
As a circuit for supplying an electric signal, a lead wire having an insulating coating on the surface is suitable. For the vibration means 305, it is preferable to use an element having a large vibration amplitude, such as various horn type vibrators and bolted Langevin type vibrators described later, for efficient and stable toner production.
振動手段305は、振動を発生する振動発生手段303と、この振動発生手段303で発生した振動を増幅する振動増幅手段304とを有し、駆動信号発生源307から所要周波数の駆動電圧(駆動信号)が振動発生手段303の電極302間に印加されることによって、振動発生手段303に振動が励起され、この振動が振動増幅手段304で増幅され、薄膜310と平行に配置される振動面313が周期的に振動し、この振動面313の振動による周期的な圧力によって薄膜310が所要周波数で振動する。 The vibration unit 305 includes a vibration generation unit 303 that generates vibrations, and a vibration amplification unit 304 that amplifies the vibrations generated by the vibration generation unit 303. A drive voltage (drive signal) having a required frequency is supplied from the drive signal generation source 307. ) Is applied between the electrodes 302 of the vibration generating means 303, and vibration is excited in the vibration generating means 303. This vibration is amplified by the vibration amplifying means 304, and the vibration surface 313 arranged parallel to the thin film 310 is formed. The thin film 310 vibrates at a required frequency due to periodic vibration, and the periodic pressure generated by the vibration of the vibration surface 313.
図8Aで示した例では、振動発生手段303と振動増幅手段304を有する振動手段305としてホーン型振動子を用いており、このホーン型振動子は、圧電素子などの振動発生手段303の振幅を振動増幅手段304で増幅することができるため、機械的振動を発生する振動発生手段303自体は小さな振動でよく、機械的負荷が軽減するために生産装置としての長寿命化につながる点で好ましい。
ホーン型振動子の形状としては、特に制限はなく、公知の代表的なホーン形状の中から、目的に応じて適宜選択することができる。
In the example shown in FIG. 8A, a horn type vibrator is used as the vibration means 305 having the vibration generation means 303 and the vibration amplification means 304, and this horn type vibrator has the amplitude of the vibration generation means 303 such as a piezoelectric element. Since the vibration can be amplified by the vibration amplifying means 304, the vibration generating means 303 itself for generating mechanical vibration may be small vibration, which is preferable in terms of extending the life of the production apparatus because the mechanical load is reduced.
There is no restriction | limiting in particular as a shape of a horn type | mold vibrator, According to the objective, it can select suitably from well-known typical horn shapes.
また、振動発生手段303としては、前記ホーン型振動子に限られず、特に高強度なボルト締めランジュバン型振動子を用いることもできる。
このボルト締めランジュバン型振動子は、圧電セラミックスが機械的に結合されており、高振幅励振時に破損することがない点で好ましい。
Further, the vibration generating means 303 is not limited to the horn type vibrator, and a particularly high-strength bolted Langevin type vibrator can also be used.
This bolted Langevin type vibrator is preferable in that piezoelectric ceramics are mechanically coupled and are not damaged during high amplitude excitation.
機械的振動を発生する振動手段305の大きさは、発振振動数の減少に伴い大きくなることが一般的であり、必要な周波数に応じて、適宜振動手段に直接穴あけ加工を施し貯留部を設けることができる。また、貯留部全体を効率的に振動させることも可能である。 The size of the vibration means 305 that generates mechanical vibration is generally increased as the oscillation frequency decreases, and according to the required frequency, the vibration means is appropriately directly drilled to provide a reservoir. be able to. It is also possible to vibrate the entire storage part efficiently.
−−−直接振動型吐出手段−−−
図9Aは、直接振動型の吐出手段の構造の一例を示す概略図である。図9Bは、直接振動型の吐出手段を下から見た構造の一例を示す概略図である。
直接振動型吐出手段400は、少なくともトナー液滴21を吐出させる同じ開口径を有する吐出孔314を備えた薄膜310と、薄膜310を振動させるための円環状振動発生手段403と、トナー組成液14を供給する液流路311を設けたフレーム308を備えている。トナー組成液14はトナー組成液供給口309から供給され、液流路311を通り、トナー組成液排出口315から排出される。
--- Direct vibration type discharge means ---
FIG. 9A is a schematic diagram illustrating an example of the structure of a direct vibration type ejection unit. FIG. 9B is a schematic diagram illustrating an example of a structure in which the direct vibration type ejection unit is viewed from below.
The direct vibration type discharge unit 400 includes a thin film 310 having discharge holes 314 having at least the same opening diameter for discharging the toner droplets 21, an annular vibration generating unit 403 for vibrating the thin film 310, and the toner composition liquid 14. A frame 308 provided with a liquid flow path 311 for supplying the liquid is provided. The toner composition liquid 14 is supplied from the toner composition liquid supply port 309, passes through the liquid flow path 311, and is discharged from the toner composition liquid discharge port 315.
薄膜310は、外周部をフレーム308に接合固定している。円環状振動発生手段403は、この薄膜310の吐出孔314を設けた領域の周囲に配されている。
この円環状振動発生手段403は、円環状圧電体401と電極402とを有し、電極402に回路306を通じて駆動信号発生源307から所要周波数の駆動電圧(駆動信号)が印加されることで、例えば、撓み振動を発生する。
The outer periphery of the thin film 310 is bonded and fixed to the frame 308. The annular vibration generating means 403 is disposed around the area of the thin film 310 where the discharge holes 314 are provided.
The annular vibration generating means 403 includes an annular piezoelectric body 401 and an electrode 402, and a drive voltage (drive signal) having a required frequency is applied to the electrode 402 from the drive signal generation source 307 through the circuit 306. For example, bending vibration is generated.
吐出孔314の断面形状は、図8Aや図9Aにおいては吐出孔314の開口部と接液面とで大きさが変わらない形状として記載されているが、適宜断面形状を変更することができ、例えば、前記液柱共鳴方式と同様の図2A〜Eのような断面形状などが挙げられる。 The cross-sectional shape of the discharge hole 314 is described as a shape whose size does not change between the opening of the discharge hole 314 and the liquid contact surface in FIGS. 8A and 9A, but the cross-sectional shape can be changed as appropriate. For example, the cross-sectional shapes as shown in FIGS.
<<乾燥工程>>
前記乾燥工程は、前記液滴形成工程で液滴化したトナー組成液中の前記有機溶剤を乾燥させてトナー粒子を固化させる工程である。
前記液滴を固化する方法としては、液滴を固化させて粒子化できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜公知の方法を選択することができ、例えば、液滴に含まれる有機溶媒を乾燥気体へ蒸発させ、乾燥による収縮固化を行う方法などが挙げられる。
<< Drying process >>
The drying step is a step of solidifying toner particles by drying the organic solvent in the toner composition liquid formed into droplets in the droplet forming step.
The method for solidifying the droplets is not particularly limited as long as the droplets can be solidified into particles, and a known method can be appropriately selected according to the purpose. For example, the organic solvent contained in the droplets is dried. Examples include a method of evaporating into a gas and performing shrinkage solidification by drying.
以下、本発明のトナーの製造方法の乾燥工程の一実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明のトナーの製造方法における乾燥工程は、これに限られるものではない。 Hereinafter, an embodiment of the drying process of the toner production method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the drying process in the toner production method of the present invention is not limited to this.
−液柱共鳴方式−
前記液滴形成工程が液柱共鳴方式で行われる場合、図3に示すように、液滴吐出ユニット10の液滴吐出ヘッド11から吐出されたトナー液滴21は、重力よってのみではなく、図示していない気流発生手段によって発生する気流が気流通路12を通り形成される下降気流33によって下方に向けて搬送される。次に、トナー捕集手段32における図示していない回転気流発生装置が発生させる回転気流と下降気流33とによって、トナー捕集手段32を形成する円錐状内壁面に沿って螺旋気流が形成され、トナー粒子はその螺旋気流にのって層流状態で乾燥、固化される。乾燥、固化されたトナー粒子はトナー捕集チューブ34を通ってトナー貯留手段35に収納される。
-Liquid column resonance method-
When the droplet forming process is performed by a liquid column resonance method, as shown in FIG. 3, the toner droplet 21 ejected from the droplet ejection head 11 of the droplet ejection unit 10 is not only caused by gravity, The air flow generated by the air flow generating means (not shown) is conveyed downward by the descending air flow 33 formed through the air flow passage 12. Next, a spiral airflow is formed along the conical inner wall surface forming the toner collecting means 32 by the rotating airflow and the descending airflow 33 generated by a rotating airflow generator (not shown) in the toner collecting means 32, The toner particles are dried and solidified in a laminar flow state on the spiral airflow. The dried and solidified toner particles are stored in the toner storing means 35 through the toner collecting tube 34.
−膜振動方式−
次に、前記液滴形成工程が膜振動方式で行われる場合の乾燥工程について説明する。
図11は、本発明のトナーの製造方法において、膜振動方式で液滴を吐出する液滴吐出ユニットの構造の一例を示す概略図である。
図11において、前記液滴形成工程により、原料収容器201に貯留されたトナー組成液14は、原料収容器201から液供給管202によって液滴形成ユニット104に搬送される。液滴形成ユニット104には液滴吐出ヘッド312に設けられた吐出孔314があり、この吐出孔314からトナー液滴21が吐出される。
-Membrane vibration method-
Next, a drying process when the droplet forming process is performed by a membrane vibration method will be described.
FIG. 11 is a schematic view showing an example of the structure of a droplet discharge unit that discharges droplets by the film vibration method in the toner manufacturing method of the present invention.
In FIG. 11, the toner composition liquid 14 stored in the raw material container 201 in the droplet forming step is conveyed from the raw material container 201 to the droplet forming unit 104 through the liquid supply pipe 202. The droplet forming unit 104 has an ejection hole 314 provided in the droplet ejection head 312, and the toner droplet 21 is ejected from the ejection hole 314.
前記液滴形成工程で吐出孔314から吐出されたトナー液滴21は、重力によってのみではなく、吐出方向と同方向に流れる1次搬送気流207に沿ってトナー液滴21は搬送されるため、吐出されたトナー液滴21が空気抵抗によって減速されることを抑制できる。これにより、トナー液滴21を連続的に吐出したときに、前に吐出されたトナー液滴21が空気抵抗によって減速し、後に吐出されたトナー液滴21が前に吐出されたトナー液滴21に追い付くことで、トナー液滴21同士が合着して一体となり、トナー液滴21の粒径が大きくなることを防止できる。 The toner droplet 21 ejected from the ejection hole 314 in the droplet forming step is transported not only by gravity but also along the primary transport airflow 207 that flows in the same direction as the ejection direction. It can suppress that the discharged toner droplet 21 is decelerated by air resistance. Accordingly, when the toner droplets 21 are continuously ejected, the toner droplets 21 ejected before are decelerated by the air resistance, and the toner droplets 21 ejected later are the toner droplets 21 ejected before. By catching up with the toner droplets 21, it is possible to prevent the toner droplets 21 from being joined and integrated to increase the particle size of the toner droplets 21.
1次搬送気流207として用いられる気体の種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、空気、窒素等の不燃性気体などが挙げられる。
また、液滴形成ユニット104に配置された吐出孔314及びその周辺でトナー組成液14が乾くことによって、吐出孔314が閉塞することによる液滴吐出停止を防止するために、トナー組成液14に用いられる溶剤と同じ又は類似物質の蒸気を含ませてもよい。
There is no restriction | limiting in particular as a kind of gas used as the primary conveyance airflow 207, According to the objective, it can select suitably, For example, nonflammable gas, such as air and nitrogen, etc. are mentioned.
Further, in order to prevent the droplet discharge stop due to the discharge hole 314 being closed by the toner composition liquid 14 being dried around and at the discharge hole 314 disposed in the droplet forming unit 104, A vapor of the same or similar material as the solvent used may be included.
1次搬送気流207の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、生産時において変動がないことが望ましい。
1次搬送気流の気流速度Hとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、液滴吐出速度と同一か、若しくはそれより速いことが好ましいが、大幅に速い必要はない。より好ましくは、液滴吐出速度に対して1.0倍〜1.5倍の範囲である。
There is no restriction | limiting in particular as the temperature of the primary conveyance airflow 207, Although it can select suitably according to the objective, It is desirable that there is no fluctuation | variation at the time of production.
There is no restriction | limiting in particular as airflow speed H of a primary conveyance airflow, Although it can select suitably according to the objective, It is preferable that it is the same as that of a droplet discharge speed, or it is faster than it, but it needs to be significantly quicker. Absent. More preferably, it is in the range of 1.0 to 1.5 times the droplet discharge speed.
1次搬送気流207は、シュラウド気流出口103より気体が供給されることでシュラウド気流105が作られ、シュラウドカバー108によって気流の方向が液滴吐出方向と同一となるように設計されている。
シュラウド気流105は、液滴形成ユニット104の液滴吐出ヘッド312を通過した箇所での気流速度、即ち、1次搬送気流速度を決定するために流速が調整される。液滴吐出ヘッド312付近の気流速度が均一でないとトナー液滴21の合着が生じるためにシュラウド出口への気体の供給は精密に行う必要がある。
The primary transport airflow 207 is designed so that the shroud airflow 105 is created by supplying gas from the shroud airflow outlet 103, and the airflow direction is the same as the droplet discharge direction by the shroud cover 108.
The flow velocity of the shroud air flow 105 is adjusted in order to determine the air flow velocity at the portion that has passed through the droplet discharge head 312 of the droplet forming unit 104, that is, the primary conveyance air flow velocity. If the air flow velocity in the vicinity of the droplet discharge head 312 is not uniform, the toner droplets 21 are coalesced. Therefore, it is necessary to precisely supply the gas to the shroud outlet.
シュラウドカバー108の形状としては、気流の方向が液滴吐出方向と同一となる限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、図11に示されるように液滴形成ユニット104の液滴吐出ヘッド312付近で開口部を絞ることによって流速を制御してもよく、絞りを持たせなくてもよい。 The shape of the shroud cover 108 is not particularly limited as long as the airflow direction is the same as the droplet discharge direction, and can be appropriately selected according to the purpose. As shown in FIG. The flow velocity may be controlled by narrowing the opening in the vicinity of the liquid droplet ejection head 312, or the diaphragm may not be provided.
液滴形成ユニット104は、トナー液滴21の自由落下速度より速く、かつ、トナー液滴21の吐出方向に対して角度をもった2次搬送気流208を設けている。
1次搬送気流207により搬送されたトナー液滴21は、次に、トナー液滴21の自由落下速度より速く、かつ、トナー液滴21の吐出方向に対して角度をもったその気流に乗せられたトナー液滴21は2次搬送気流208の流れる方向に曲げられ、図11に示すように同じ吐出孔314から吐出する粒子同士の合着確率は極端に低下する。
2次搬送気流208の角度は、1次搬送気流207に対して120°未満の角度であることが好ましい。
The droplet forming unit 104 is provided with a secondary transport airflow 208 that is faster than the free fall speed of the toner droplet 21 and has an angle with respect to the ejection direction of the toner droplet 21.
The toner droplet 21 transported by the primary transport airflow 207 is then placed on the airflow that is faster than the free fall speed of the toner droplet 21 and that is angled with respect to the ejection direction of the toner droplet 21. The toner droplet 21 is bent in the direction in which the secondary transport airflow 208 flows, and the coalescence probability of particles ejected from the same ejection hole 314 is extremely lowered as shown in FIG.
The angle of the secondary transport airflow 208 is preferably less than 120 ° with respect to the primary transport airflow 207.
図11において、2次搬送気流208は、液滴形成ユニット104では1次搬送気流207に対して90°の角度を有するように図示されているが、90°に限定されるわけではなく、120°未満が好ましく、45°以上100°未満がより好ましく、60°以上90°以下が特に好ましい。前記角度が、120°以上であると、吐出された液滴21が2次搬送気流208によって吐出ユニット側に戻ることになるため、液滴吐出ヘッド312にトナー液滴21が付着しやすくなり、付着した液滴が吐出孔314を閉塞するため、吐出が停止することがある。また、45°未満であるとトナー液滴21の吐出方向が強制的に曲げられることによって生じる合着確立を低減する効果が小さい。 In FIG. 11, the secondary transport airflow 208 is illustrated as having an angle of 90 ° with respect to the primary transport airflow 207 in the droplet forming unit 104, but is not limited to 90 °. Is preferably 45 ° or more and less than 100 °, and particularly preferably 60 ° or more and 90 ° or less. When the angle is 120 ° or more, the ejected droplet 21 returns to the ejection unit side by the secondary transport airflow 208, so that the toner droplet 21 is likely to adhere to the droplet ejection head 312. Since the adhered droplets block the discharge holes 314, the discharge may stop. Also, if the angle is less than 45 °, the effect of reducing the coalescence establishment that occurs when the ejection direction of the toner droplet 21 is forcibly bent is small.
2次搬送気流208の気流速度Vとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1次搬送気流207の気流速度Hに対して、V/Hが、トナー液滴21の合着を防止する点で、0.5〜3.0が好ましく、0.75〜2.0がより好ましく、1.0〜1.5が更に好ましいる。V/Hが0.5未満であると、2次搬送気流導入口209による吐出方向を強制的に曲げる効果が弱く合着を防ぐ効果が小さいことがあり、3.0を超えると、水平方向に吐出されたトナー液滴21の吐出軌跡が2次搬送気流の流れる方向に過剰に曲げられるため、合着の防止効率が低下することがある。 The air flow velocity V of the secondary conveyance air flow 208 is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. However, V / H with respect to the air flow velocity H of the primary conveyance air flow 207 is a toner droplet. In terms of preventing 21 coalescence, 0.5 to 3.0 is preferable, 0.75 to 2.0 is more preferable, and 1.0 to 1.5 is even more preferable. If V / H is less than 0.5, the effect of forcibly bending the discharge direction by the secondary conveyance airflow inlet 209 may be weak and the effect of preventing coalescence may be small. Since the ejection trajectory of the toner droplet 21 ejected on the surface is excessively bent in the direction in which the secondary transport airflow flows, the prevention efficiency of coalescence may be reduced.
2次搬送気流208として用いられる気体の種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、空気、窒素等の不燃性気体などが挙げられる。
また、前記液滴21の乾燥により合着を防止するために、液滴の乾燥を促進できる条件を有することが好ましい。このことから、トナー組成液に含まれる溶剤の蒸気を含まないことが望ましい。乾燥が進んだ液滴は、飛散している状態で粒子が接触したとしても既に表面の固化が進行しているため、合着を抑制できる点で有利である。
2次搬送気流208の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、適宜調整可能であり、生産時において変動がないことが望ましい。
There is no restriction | limiting in particular as a kind of gas used as the secondary conveyance airflow 208, According to the objective, it can select suitably, For example, nonflammable gas, such as air and nitrogen, etc. are mentioned.
Further, in order to prevent coalescence by drying the droplets 21, it is preferable to have conditions that can promote drying of the droplets. For this reason, it is desirable that the solvent vapor contained in the toner composition liquid is not included. The dried droplets are advantageous in that coalescence can be suppressed because the solidification of the surface has already progressed even if the particles come into contact with the droplets in a scattered state.
There is no restriction | limiting in particular as the temperature of the secondary conveyance airflow 208, Although it can select suitably according to the objective, It can adjust suitably and it is desirable that there is no fluctuation | variation at the time of production.
このようにして、吐出されたトナー液滴21は、合着する確立を低く保ったまま乾燥され、乾燥粒子22となる。生成した乾燥粒子22は図示されない捕集機によって捕集され、図示されないトナー貯留部に送られる。 In this way, the discharged toner droplets 21 are dried while maintaining a low probability of coalescence, and become dry particles 22. The generated dry particles 22 are collected by a collector (not shown) and sent to a toner storage unit (not shown).
このようにして捕集したトナーの粒径分布は、例えば、図13のようになる。これは捕集したトナーの一例であるが、ほとんど単一粒径のトナー粒子しか存在しないことがわかる。これは前述のように吐出されたトナー液滴21が合着することなく、乾燥して得られた場合に得られる。 The particle size distribution of the toner collected in this way is, for example, as shown in FIG. This is an example of the collected toner, but it can be seen that there are almost only toner particles having a single particle size. This is obtained when the toner droplets 21 discharged as described above are obtained by drying without coalescence.
一方、従来のトナーの製造方法であって、搬送気流がない場合の液滴の落下状況について図12を用いて説明する。図12は、1次搬送気流207及び2次搬送気流208を用いていないこと以外は、図11と同じである。
液滴形成ユニット104から吐出したトナー液滴21は、空気抵抗を受けて吐出速度が急速に低下し、且つ自然落下を始める。吐出速度が低下すると液滴間距離が短くなり、やがては液滴間の合着を生じるようになる。また、合着した粒子は空気抵抗が増し、乾燥も遅れるために更に別の液滴と合着を引き起こすようになり、数個の液滴が合着する場合もあり、これが乾燥すると合着した後に乾燥した粒子24を生じ、結果として得られるトナーの粒径分布は広くなる。
On the other hand, in the conventional toner manufacturing method, the drop state of droplets when there is no transport airflow will be described with reference to FIG. FIG. 12 is the same as FIG. 11 except that the primary transport airflow 207 and the secondary transport airflow 208 are not used.
The toner droplets 21 discharged from the droplet forming unit 104 are subjected to air resistance, the discharge speed rapidly decreases, and starts to fall naturally. When the discharge speed is reduced, the distance between the droplets is shortened, and eventually the droplets are coalesced. In addition, the coalesced particles have increased air resistance and delayed drying, causing coalescence with other droplets, and several droplets may coalesce. Later, dried particles 24 are produced and the resulting toner particle size distribution is broadened.
このようにして捕集したトナーの粒径分布は図14のようになる。
これは捕集したトナーの一例であるが、図中の基本粒径と示したピークを形成する乾燥粒子は合着しなかった液滴21がそのまま乾燥固化したものである。2倍と記載されたピークを形成する乾燥粒子は液滴21が吐出後に合着した後に乾燥固化してえられたものである。同様に3倍、4倍、それ以上の合着が進行していることが粒径分布測定結果から推測することができる。
The particle size distribution of the collected toner is as shown in FIG.
This is an example of the collected toner, but the dry particles forming the peak indicated by the basic particle diameter in the figure are the liquid droplets 21 that have not been coalesced and dried and solidified as they are. The dry particles forming the peak described as double are those obtained by drying and solidifying after the droplets 21 are coalesced after ejection. Similarly, it can be inferred from the particle size distribution measurement results that the coalescence of 3 times, 4 times, or more is proceeding.
図10Aに示すトナー製造装置210は、乾燥捕集ユニット220、トナーが吐出される空間であるチャンバ206を有し、チャンバ206の側壁に、図11に示した液滴形成ユニット104が組み込まれている。液滴形成ユニット104の詳細は図11に示したとおりであるため詳細な図示は割愛しているが、液滴吐出手段と1次搬送気流207を発生させるシュラウドを装備している。 A toner manufacturing apparatus 210 shown in FIG. 10A has a dry collection unit 220 and a chamber 206 as a space for discharging toner, and the droplet forming unit 104 shown in FIG. Yes. Although details of the droplet forming unit 104 are as shown in FIG. 11 and are not shown in detail, the droplet forming unit 104 is equipped with a droplet discharge means and a shroud for generating a primary conveying airflow 207.
チャンバ206は、上方の2次搬送気流導入口209から、チャンバ206連通する誘導管212に2次搬送気流208が流れるようになっている。 In the chamber 206, the secondary transport airflow 208 flows from the upper secondary transport airflow inlet 209 to the guide pipe 212 communicating with the chamber 206.
チャンバ206の側壁には液滴形成ユニット104内の1次搬送気流207が、2次搬送気流208に対して垂直に流れるような角度を持って液滴形成ユニット104が取り付けられている。吐出ユニットの取り付けはチャンバ206内に複数個あっても構わない。
図10Aでは吐出ユニットが2つ配置された様子を示している。なお、図10Aは2次搬送気流208が上方から下方に流れる様子が示されているが、1次搬送気流207の方向に対し120℃未満の角度を有していれば、2次搬送気流208の流れ方向に特に制限はなく、適宜設定することができるが、チャンバ206内で液滴が乾燥してできた、乾燥粒子がチャンバ206壁に付着しにくくなるため、上方から下方に流れることが好ましい。
The droplet forming unit 104 is attached to the side wall of the chamber 206 at an angle such that the primary conveying airflow 207 in the droplet forming unit 104 flows perpendicularly to the secondary conveying airflow 208. There may be a plurality of discharge units attached in the chamber 206.
FIG. 10A shows a state where two discharge units are arranged. FIG. 10A shows a state where the secondary transport airflow 208 flows downward from above, but if the secondary transport airflow 208 has an angle of less than 120 ° C. with respect to the direction of the primary transport airflow 207, the secondary transport airflow 208 is shown. There is no particular limitation on the flow direction of the liquid, and it can be set as appropriate. preferable.
液滴形成ユニット104から図示されない液滴は、1次搬送気流207の方向に吐出され、その後、2次搬送気流208によってその方向を強制的に曲げられることで、符号500で示すような軌跡を描き、液滴同士の合着を防ぐことができ、1次搬送気流207、2次搬送気流208での搬送中に液滴内に含まれる有機溶剤が揮発することからも、粒子の合着を防ぐことができ、粒径分布の狭い乾燥粒子がチャンバ206内の搬送中に生成する。
図示されない乾燥粒子は、2次搬送気流208によって誘導管212を通過し、トナー捕集手段213にて捕集され、トナー貯留手段214に納められる。トナー捕集手段213としては一般的な装置を用いることができ、サイクロン捕集機が好適に用いられる。
Droplets (not shown) from the droplet forming unit 104 are ejected in the direction of the primary transport airflow 207, and then the direction is forcibly bent by the secondary transport airflow 208, resulting in a locus as indicated by reference numeral 500. It is possible to prevent the coalescence of the droplets, and the organic solvent contained in the droplets volatilizes during the conveyance with the primary conveyance airflow 207 and the secondary conveyance airflow 208. Dry particles with a narrow particle size distribution can be prevented during transport in the chamber 206.
Dry particles (not shown) pass through the guide tube 212 by the secondary conveying airflow 208, are collected by the toner collecting unit 213, and are stored in the toner storing unit 214. As the toner collecting means 213, a general apparatus can be used, and a cyclone collecting machine is preferably used.
図10Bは、チャンバ206に取り付けられた液滴形成ユニット104の配置を上から見た概略図である。ここで、吐出ユニットへのトナー組成液供給装置は実際には付帯しているが、説明の簡略化のため図示していない。
チャンバ206内に配置する吐出ユニットの数は、ここでは4つの例を示しているが、特に制限はなく、生産量に合わせて増やすことができる。また縦方向に複数配列しても構わない。
FIG. 10B is a schematic view of the arrangement of the droplet forming unit 104 attached to the chamber 206 as seen from above. Here, although the toner composition liquid supply device to the discharge unit is actually attached, it is not shown for simplicity of explanation.
Here, four examples of the number of discharge units arranged in the chamber 206 are shown, but there is no particular limitation and the number can be increased in accordance with the production amount. A plurality may be arranged in the vertical direction.
チャンバ206(a)では、液滴形成ユニット104がチャンバ206内に4つ配置され、全てチャンバ206の中心に向かって吐出し、吐出したトナー液滴の軌跡500がすべてチャンバ206の中心部に向かっていることが示され、中心に向かう間に図示されない2次搬送気流によって、液滴が下方に搬送される。
チャンバ206(b)では液滴形成ユニット104がチャンバ206内に4つ配置されているが、中心に対して角度を持って配置されている。角度をつけることによって、対抗する吐出ユニットから吐出した液滴との合着を考慮しなくて済み、チャンバ206の容積を効率よく用いることができるため、複数の吐出ユニットを配置する場合に好適である。このような液滴形成ユニット104の中心に対する角度は任意に調整することができる。
In the chamber 206 (a), four droplet forming units 104 are arranged in the chamber 206, all ejecting toward the center of the chamber 206, and all the trajectories 500 of the ejected toner droplets are directed toward the center of the chamber 206. The droplets are conveyed downward by a secondary air flow not shown while moving toward the center.
In the chamber 206 (b), four droplet forming units 104 are arranged in the chamber 206, but are arranged at an angle with respect to the center. By providing an angle, it is not necessary to consider the coalescence with the droplets discharged from the opposing discharge unit, and the volume of the chamber 206 can be used efficiently, which is suitable when a plurality of discharge units are arranged. is there. The angle with respect to the center of the droplet forming unit 104 can be arbitrarily adjusted.
<<その他の工程>>
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、必要に応じて、乾燥工程で乾燥捕集ユニットによって乾燥された粒子を、更に流動床乾燥や真空乾燥といった二次乾燥させる工程を有することが好ましい。
有機溶剤がトナー中に残留すると、耐熱保存性や定着性、帯電特性等のトナー特性が経時で変動するだけでなく、加熱による定着時において有機溶剤が揮発するため、使用者及び周辺機器へ悪影響を及ぼす可能性が高まるため、充分な乾燥を実施することが好ましい。
<< Other processes >>
The other steps are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. If necessary, the particles dried by the drying collection unit in the drying step may be further fluidized bed dried or vacuum dried. It is preferable to have a secondary drying step.
If the organic solvent remains in the toner, not only the toner characteristics such as heat-resistant storage stability, fixability, and charging characteristics will change over time, but the organic solvent will volatilize during fixing by heating, which will adversely affect users and peripheral devices. It is preferable to carry out sufficient drying.
<トナー>
本発明のトナーは、本発明の前記トナーの製造方法により製造されるトナーであり、少なくとも結晶性ポリエステル樹脂を含有する結着樹脂と、離型剤とを含有し、必要に応じて更にその他の成分を含有する。
前記結着樹脂、前記離型剤としては、前記トナー組成物中の成分と同様である。
<Toner>
The toner of the present invention is a toner produced by the toner production method of the present invention, and contains at least a binder resin containing a crystalline polyester resin and a release agent, and further contains other resins as necessary. Contains ingredients.
The binder resin and the release agent are the same as the components in the toner composition.
<<その他の成分>>
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、流動性向上剤、クリーニング性向上剤などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
<< Other ingredients >>
There is no restriction | limiting in particular as said other component, According to the objective, it can select suitably, For example, a fluidity improver, a cleaning property improver, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
−流動性向上剤−
前記流動性向上剤は、トナー表面に添加することにより、トナーの流動性を改善できる(流動しやすくなる)点で好ましい。
-Fluidity improver-
The fluidity improver is preferable in that it can be added to the toner surface to improve the fluidity of the toner (become easy to flow).
前記流動性向上剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末等のフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカ等の微粉末シリカ;微粉未酸化チタン、微粉未アルミナ、それらをシランカップリング剤、チタンカップリング剤若しくはシリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカ、処理酸化チタン、処理アルミナなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、前記流動性向上剤は、微粉末シリカ、微粉未酸化チタン、微粉未アルミナが好ましく、また、これらをシランカップリング剤やシリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカが更に好ましい。
The fluidity improver is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include fluororesin powders such as carbon black, vinylidene fluoride fine powder, and polytetrafluoroethylene fine powder; Fine powder silica such as silica and dry process silica; fine powder unoxidized titanium, fine powder unalumina, treated silica, surface treated with silane coupling agent, titanium coupling agent or silicone oil, treated titanium oxide, treated alumina, etc. Is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, the fluidity improver is preferably fine powdered silica, finely powdered titanium oxide, or finely powdered non-alumina, and more preferably treated silica obtained by surface treatment with a silane coupling agent or silicone oil.
前記微粉末シリカは、ケイ素ハロゲン化含物の気相酸化により生成された微粉体であり、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるものである。 The fine powder silica is a fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halide inclusion, and is called so-called dry silica or fumed silica.
ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体の市販品の具体例としては、例えば、商品名で、AEROSIL−130、AEROSIL−300、AEROSIL−380、AEROSIL−TT600、AEROSIL−MOX170、AEROSIL−MOX80、AEROSIL−COK84(以上、日本アエロジル株式会社製);Ca−O−SiL−M−5、Ca−O−SiL−MS−7、Ca−O−SiL−MS−75、Ca−O−SiL−HS−5、Ca−O−SiL−EH−5(以上、CABOT社製);Wacker HDK−N20 V15、Wacker HDK−N20E、Wacker HDK−T30、Wacker HDK−T40(以上、WACKER−CHEMIE社製);D−CFineSi1ica(ダウコーニング社製);Franso1(Fransi1社製)などが挙げられる。 Specific examples of commercially available silica fine powders produced by vapor phase oxidation of silicon halogen compounds include, for example, trade names such as AEROSIL-130, AEROSIL-300, AEROSIL-380, AEROSIL-TT600, AEROSIL-MOX170, AEROSIL. -MOX80, AEROSIL-COK84 (Nippon Aerosil Co., Ltd.); Ca-O-SiL-M-5, Ca-O-SiL-MS-7, Ca-O-SiL-MS-75, Ca-O- SiL-HS-5, Ca-O-SiL-EH-5 (above, manufactured by CABOT); Wacker HDK-N20 V15, Wacker HDK-N20E, Wacker HDK-T30, Wacker HDK-T40 (above, WAKER-CHEMIE) Manufactured); D-CFine Si1ica (manufactured by Dow Corning); Franco1 (manufactured by Franci1), and the like.
更には、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を疎水化処理した処理シリカ微粉体がより好ましい。前記処理シリカ微粉体における、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、30%〜80%の値を示すようにシリカ微粉体を処理したものが特に好ましい。前記疎水化処理した処理シリカ微粉体は、シリカ微粉体と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で、化学的あるいは物理的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する方法がよい。 Furthermore, a treated silica fine powder obtained by hydrophobizing a silica fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound is more preferable. There is no restriction | limiting in particular as a hydrophobization degree measured by the methanol titration test in the said processing silica fine powder, Although it can select suitably according to the objective, Silica fine powder shows a value of 30%-80%. What processed the body is especially preferable. The hydrophobized treated silica fine powder is applied by chemical or physical treatment with an organosilicon compound that reacts or physically adsorbs with the silica fine powder. As a preferred method, a method of treating a silica fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound with an organosilicon compound is preferable.
有機ケイ素化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジメチルビニルクロロシラン、ジビニルクロロシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、へキサメチルジシラン、トリメチルシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、アリルジメチルクロロシラン、アリルフェニルジクロロシラン、ベンジルジメチルクロロシラン、ブロモメチルジメチルクロロシラン、α−クロルエチルトリクロロシラン、β−クロロエチルトリクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、へキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフエニルテトラメチルジシロキサン、及び1分子当り2個〜12個のシロキサン単位を有し、未端に位置する単位にそれぞれSiに結合した水酸基を0個〜1個含有するジメチルポリシロキサンなどが挙げられる。更に、ジメチルシリコーンオイル等のシリコーンオイルなども挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。 There is no restriction | limiting in particular as an organosilicon compound, According to the objective, it can select suitably, For example, hydroxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, n-hexadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltrimethoxysilane, Vinylmethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, dimethylvinylchlorosilane, divinylchlorosilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyl Dimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β Chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilyl mercaptan, trimethylsilyl mercaptan, triorganosilyl acrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, Dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and 2 to 12 siloxane units per molecule Examples thereof include dimethylpolysiloxane containing 0 to 1 hydroxyl group bonded to Si in the unit located at the end. Furthermore, silicone oils such as dimethyl silicone oil are also included. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
前記流動性向上剤の粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、平均一次粒径として、0.001μm〜2μmが好ましく、0.002μm〜0.2μmがより好ましい。
また、前記流動性向上剤の個数平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5nm〜100nmが好ましく、5nm〜50nmがより好ましい。
前記粒径は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)などにより測定することができる。
The particle size of the fluidity improver is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. The average primary particle size is preferably 0.001 μm to 2 μm, preferably 0.002 μm to 0.2 μm. More preferred.
The number average particle size of the fluidity improver is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 5 nm to 100 nm, and more preferably 5 nm to 50 nm.
The particle size can be measured, for example, with a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), or the like.
前記流動性向上剤の、BET法で測定した窒素吸着による比表面積としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、30m2/g以上が好ましく、60m2/g〜400m2/gがより好ましい。また、表面処理された微粉体としては、20m2/g以上が好ましく、40m2/g〜300m2/gがより好ましい。 The fluidity improving agent, the specific surface area by measuring nitrogen adsorption by the BET method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, preferably at least 30m 2 / g, 60m 2 / g~ 400 m 2 / g is more preferable. As the surface-treated fine powder is preferably not less than 20m 2 / g, 40m 2 / g~300m 2 / g is more preferable.
これらの流動性向上剤の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、トナー粒子100質量部に対して、0.03質量部〜8質量部が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of these fluidity improvers, Although it can select suitably according to the objective, 0.03 mass part-8 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of toner particles.
−クリーニング性向上剤−
前記クリーニング性向上剤は、記録紙等にトナーを転写した後、静電潜像担持体や一次転写媒体に残存するトナーの除去性を向上させることができる点で好ましい。
前記クリーニング性向上剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩;ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合によって製造されたポリマー微粒子などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
-Cleaning improver-
The cleaning property improving agent is preferable in that it can improve the removability of the toner remaining on the electrostatic latent image carrier and the primary transfer medium after the toner is transferred onto a recording paper or the like.
The cleaning property improver is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include fatty acid metal salts such as zinc stearate, calcium stearate and stearic acid; polymethyl methacrylate fine particles, polystyrene fine particles and the like. Examples thereof include fine polymer particles produced by soap-free emulsion polymerization. These may be used alone or in combination of two or more.
前記ポリマー微粒子の重量平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、比較的粒度分布が狭いものが好ましく0.01μm〜1μmのものがより好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as a weight average particle diameter of the said polymer fine particle, Although it can select suitably according to the objective, A thing with a comparatively narrow particle size distribution is preferable, and a thing of 0.01 micrometer-1 micrometer is more preferable.
前記流動性向上剤やクリーニング性向上剤等の前記その他の成分は、トナーの表面に付着乃至固定化させて用いられるため、外添剤とも呼ばれている。
トナーに外添する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、各種の粉体混合機等を用いる方法などが挙げられる。
前記粉体混合機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられ、固定化も行う場合に用いる粉体混合機としては、ハイブリタイザー、メカノフュージョン、Qミキサーなどが挙げられる。
The other components such as the fluidity improver and the cleaning property improver are used by adhering to or fixing on the surface of the toner, and are also called external additives.
A method for externally adding the toner is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a method using various powder mixers.
The powder mixer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples of the powder mixer used in the case of immobilization include a hybridizer, mechanofusion, and Q mixer.
<<トナーの重量平均粒径>>
前記トナーの重量平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1μm〜10μmが好ましく、3μm〜6μmがより好ましい。前記トナーの重量平均粒径が、1μm未満であると、トナーの凝集力や帯電力が高くなりすぎることや、十分なトナーを紙又は画像保持体上に写すことが困難になることや、濃度が薄い画像となることがある。一方、10μmを超えると、トナーが大きすぎて、高精細な画像を作ることができないことがある。
<< Weight average particle diameter of toner >>
There is no restriction | limiting in particular as a weight average particle diameter of the said toner, Although it can select suitably according to the objective, 1 micrometer-10 micrometers are preferable, and 3 micrometers-6 micrometers are more preferable. When the toner has a weight average particle size of less than 1 μm, the cohesive force and power of the toner become too high, it becomes difficult to copy sufficient toner on paper or an image carrier, May result in a light image. On the other hand, if it exceeds 10 μm, the toner may be too large to produce a high-definition image.
<<トナーの粒度分布>>
前記トナーの粒度分布としては体積平均粒子径(Dv)と個数平均粒子径(Dn)の比で比較することができ、Dv/Dnで示すことができる。
一般的な粉砕トナーは、Dv/Dn=1.15〜1.25程度である。また一般的な重合トナーは、Dv/Dn=1.10〜1.15程度であるが、電子写真システムにおいては粒径分布が狭いことが現像工程、転写工程、定着工程に求められるため、このような粒径分布の広がりは望ましくない。
一方、本発明のトナーのDv/Dnとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、長期にわたって安定した画像を維持でき、印刷品質が向上する点で、1〜1.15が好ましく、1〜1.12がより好ましく、1〜1.09が特に好ましい。
なお、Dv/Dnが1のとき、すべての粒径が同一であることを示し、Dv/Dnが大きいほど粒径分布が広いことを示す。
前記粒径分は、フロー式粒子像解析装置(シスメックス社 FPIA−2000)を用い解析を行うことができる。
<< Toner particle size distribution >>
The particle size distribution of the toner can be compared by the ratio of the volume average particle diameter (Dv) and the number average particle diameter (Dn), and can be expressed as Dv / Dn.
A general pulverized toner has Dv / Dn of about 1.15 to 1.25. In general, the polymerized toner has Dv / Dn = 1.10 to 1.15. However, in an electrophotographic system, a narrow particle size distribution is required for the development process, the transfer process, and the fixing process. Such a broadening of the particle size distribution is undesirable.
On the other hand, the Dv / Dn of the toner of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. However, it is possible to maintain a stable image over a long period of time and improve the print quality. .15 is preferable, 1-1.12 is more preferable, and 1-1.09 is particularly preferable.
In addition, when Dv / Dn is 1, it shows that all the particle sizes are the same, and it shows that a particle size distribution is so wide that Dv / Dn is large.
The particle size can be analyzed using a flow particle image analyzer (Sysmex Corporation FPIA-2000).
(現像剤)
本発明の現像剤は、少なくともトナーと、キャリアとを含有し、必要に応じて、更にその他の成分を含有する。二成分現像剤は、情報処理速度の向上に対応した高速プリンター等に使用する場合には、寿命を向上できるなどの点で有利である。
前記現像剤に含まれるトナーは、本発明の前記トナーであるため、詳細な説明は省略する。
(Developer)
The developer of the present invention contains at least a toner and a carrier, and further contains other components as necessary. The two-component developer is advantageous in that it can improve the service life when used in a high-speed printer or the like that can improve the information processing speed.
Since the toner contained in the developer is the toner of the present invention, detailed description thereof is omitted.
<キャリア>
前記キャリアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、キャリアコア粒子と、該キャリアコア粒子を被覆材で被覆(コート)した被覆層を有する樹脂コートキャリアが好ましい。
<Career>
The carrier is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, a resin-coated carrier having carrier core particles and a coating layer obtained by coating (coating) the carrier core particles with a coating material is preferable.
<<キャリアコア粒子>>
前記キャリアコア粒子の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェライト、鉄過剰型フェライト、マグネタイト、γ−酸化鉄等の酸化物や、鉄、コバルト、ニッケルのような金属、又はこれらの合金等の磁性材料などが挙げられる。
前記磁性材料に含まれる元素としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムなどが挙げられる。これらの中でも、銅、亜鉛、及び鉄成分を主成分とする銅−亜鉛−鉄系フェライト;マンガン、マグネシウム、及び鉄成分を主成分とするマンガン−マグネシウム−鉄系フェライトが特に好ましい。
<< carrier core particles >>
The material for the carrier core particles is not particularly limited and can be appropriately selected from known materials according to the purpose. Examples thereof include oxides such as ferrite, iron-rich ferrite, magnetite, and γ-iron oxide. And magnetic materials such as metals such as iron, cobalt and nickel, or alloys thereof.
The element contained in the magnetic material is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, iron, cobalt, nickel, aluminum, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, beryllium, Bismuth, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium and the like can be mentioned. Among these, copper-zinc-iron-based ferrites mainly composed of copper, zinc, and iron components; manganese-magnesium-iron-based ferrites mainly composed of manganese, magnesium, and iron components are particularly preferable.
<<被覆層>>
前記被覆層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体等のスチレン−アクリル系樹脂;アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂;ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素含有樹脂;シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、アミノアクリレート樹脂などが好適に挙げられる。この他にも、アイオモノマー樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂なども挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
また、樹脂中に磁性粉が分散されたバインダー型のキャリアコアも用いることができる。
<< Coating layer >>
The material for the coating layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include styrene-acrylic resins such as styrene-acrylic acid ester copolymers and styrene-methacrylic acid ester copolymers. Acrylic resins such as acrylic acid ester copolymers and methacrylic acid ester copolymers; fluorine-containing resins such as polytetrafluoroethylene, monochlorotrifluoroethylene polymer and polyvinylidene fluoride; silicone resins, polyester resins, polyamide resins, Preferable examples include polyvinyl butyral and aminoacrylate resin. In addition, an ionomer resin, a polyphenylene sulfide resin, etc. are also mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
A binder type carrier core in which magnetic powder is dispersed in a resin can also be used.
前記樹脂コートキャリアにおいて、キャリアコアの表面を少なくとも樹脂被覆剤で被覆する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、樹脂を溶剤中に溶解又は懸濁せしめて塗布したキャリアコアに付着せしめる方法、あるいは、単に粉体状態で混合する方法などが挙げられる。 In the resin-coated carrier, the method for coating at least the surface of the carrier core with the resin coating agent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the resin is dissolved or suspended in a solvent. And a method of adhering to the coated carrier core, or a method of simply mixing in a powder state.
前記樹脂コートキャリアに対する前記被覆材の使用割合としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、樹脂コートキャリア100質量部に対して、0.01質量部〜5質量部が好ましく、0.1質量部〜1質量部がより好まい。 There is no restriction | limiting in particular as a usage-ratio of the said coating | covering material with respect to the said resin coat carrier, Although it can select suitably according to the objective, 0.01 mass part-5 mass parts with respect to 100 mass parts of resin coat carriers Is preferable, and 0.1 part by mass to 1 part by mass is more preferable.
2種以上の混合物の被覆(コート)材でキャリアコア粒子(磁性体)を被覆する使用例としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(1)酸化チタン微粉体100質量部に対してジ、メチルジクロロシランとジメチルシリコンオイル(質量比1:5)の混合物12質量部で処理したもの、(2)シリカ微粉体100質量部に対して、ジメチルジクロロシランとジメチルシリコーンオイル(質量比1:5)の混合物20質量部で処理したものなどが挙げられる。前記樹脂中、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、含フッ素樹脂とスチレン系共重合体との混合物、シリコーン樹脂が好適に使用され、特にシリコーン樹脂が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as a usage example which coat | covers carrier core particle | grains (magnetic body) with the coating | coated (coat) material of 2 or more types of mixtures, According to the objective, it can select suitably, For example, (1) Titanium oxide Treated with 12 parts by mass of a mixture of di, methyldichlorosilane and dimethyl silicone oil (mass ratio 1: 5) with respect to 100 parts by mass of fine powder, (2) Dimethyldichlorosilane with respect to 100 parts by mass of silica fine powder And those treated with 20 parts by mass of a mixture of dimethyl silicone oil and a dimethyl silicone oil (mass ratio 1: 5). Among the resins, a styrene-methyl methacrylate copolymer, a mixture of a fluorine-containing resin and a styrene copolymer, and a silicone resin are preferably used, and a silicone resin is particularly preferable.
前記含フッ素樹脂とスチレン系共重合体との混合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリフッ化ビニリデンとスチレン−メタクリ酸メチル共重合体との混合物、ポリテトラフルオロエチレンとスチレン−メタクリル酸メチル共重合体との混合物、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合(共重合体質量比10:90〜90:10)とスチレン−アクリル酸2−エチルヘキシル共重合体(共重合質量比10:90〜90:10)とスチレン−アクリル酸2−エチルヘキシル−メタクリル酸メチル共重合体(共重合体質量比20〜60:5〜30:10:50)との混合物などが挙げられる。 The mixture of the fluororesin and the styrene copolymer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a mixture of polyvinylidene fluoride and a styrene-methyl methacrylate copolymer, Mixture of polytetrafluoroethylene and styrene-methyl methacrylate copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (copolymer mass ratio 10:90 to 90:10) and styrene-2-ethylhexyl acrylate copolymer Mixture (copolymer mass ratio 10: 90-90: 10) and styrene-acrylic acid 2-ethylhexyl-methyl methacrylate copolymer (copolymer mass ratio 20-60: 5-30: 10: 50) Etc.
前記シリコーン樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、含窒素シリコーン樹脂及び含窒素シランカップリング剤と、シリコーン樹脂とが反応することにより生成された、変性シリコーン樹脂などが挙げられる。 The silicone resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a modified resin produced by reacting a nitrogen-containing silicone resin and a nitrogen-containing silane coupling agent with the silicone resin. Examples include silicone resins.
前記キャリアの体積抵抗値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、106Ω・cm〜1010Ω・cmが好ましい。このような体積抵抗値に調整する方法としては、例えば、キャリアの表面の凹凸度合い、被覆する樹脂の量を調整する方法などが挙げられる。 The volume resistance value of the carrier is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 10 6 Ω · cm to 10 10 Ω · cm. Examples of the method for adjusting the volume resistance value include a method for adjusting the degree of unevenness on the surface of the carrier and the amount of resin to be coated.
前記キャリアの粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、4μm〜200μmが好ましく、10μm〜150μmがより好ましく、20μm〜100μmが更に好ましい。これらの中でも、前記キャリアは、50%粒径が20μm〜70μmであることが特に好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as a particle size of the said carrier, Although it can select suitably according to the objective, 4 micrometers-200 micrometers are preferable, 10 micrometers-150 micrometers are more preferable, 20 micrometers-100 micrometers are still more preferable. Among these, it is particularly preferable that the carrier has a 50% particle size of 20 μm to 70 μm.
前記トナーと、前記キャリアとの混合比としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記キャリア100質量部に対して、前記トナー1質量部〜200質量部が好ましく、前記キャリア100質量部に対して、前記トナー2質量部〜50質量部がより好ましい。 The mixing ratio of the toner and the carrier is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1 part by mass to 200 parts by mass of the toner with respect to 100 parts by mass of the carrier. The toner is more preferably 2 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carrier.
本発明のトナーを用いた現像方法は、従来の電子写真法に使用する静電潜像担持体が全て使用できる。例えば、有機静電潜像担持体、非晶質シリカ静電潜像担持体、セレン静電潜像担持体、酸化亜鉛静電潜像担持体、などが好適に使用可能である。 In the developing method using the toner of the present invention, any electrostatic latent image carrier used in the conventional electrophotographic method can be used. For example, an organic electrostatic latent image carrier, an amorphous silica electrostatic latent image carrier, a selenium electrostatic latent image carrier, a zinc oxide electrostatic latent image carrier, and the like can be suitably used.
以下に本発明の実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
(合成例1:結晶性ポリエステル樹脂Aの合成)
アルコール成分として、1,6−ヘキサンジオール0.8モル及び1,5−ペンタンジオール0.2モル、カルボン酸成分として、フマル酸1モル、エステル化触媒としてオクチル酸スズを、窒素導入管、脱水管、攪拌器、及び熱電対を装備した5リットルの四つ口フラスコ内に入れ、窒素雰囲気下、170℃で4時間縮重合反応させた後、200℃に昇温して1時間反応させ、更に8kPaにて1時間反応させることにより、結晶性ポリエステル樹脂Aを合成した。なお、結晶性ポリエステル樹脂Aの合成に使用した化合物について、下記表1にまとめて示す。
(Synthesis Example 1: Synthesis of crystalline polyester resin A)
1,6-hexanediol 0.8 mol and 1,5-pentanediol 0.2 mol as the alcohol component, fumaric acid 1 mol as the carboxylic acid component, tin octylate as the esterification catalyst, nitrogen introduction tube, dehydration Placed in a 5 liter four-necked flask equipped with a tube, a stirrer, and a thermocouple, subjected to a condensation polymerization reaction at 170 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere, then heated to 200 ° C. and allowed to react for 1 hour, Furthermore, the crystalline polyester resin A was synthesize | combined by making it react at 8 kPa for 1 hour. The compounds used for the synthesis of the crystalline polyester resin A are summarized in Table 1 below.
(合成例2:結晶性ポリエステル樹脂Bの合成)
合成例1において、アルコール成分を、1,6−ヘキサンジオール0.8モル及び1,5−ペンタンジオール0.2モルに代えて、1,5−ペンタンジオール0.1モル、1,4−ブタンジオール0.9モル用い、カルボン酸成分を、フマル酸1モルに代えて、1,8オクタンジカルボン酸1モル用いたこと以外は、合成例1と同様の方法で結晶性ポリエステル樹脂Bを合成した。なお、結晶性ポリエステル樹脂Bの合成に使用した化合物について、下記表1にまとめて示す。
(Synthesis Example 2: Synthesis of crystalline polyester resin B)
In Synthesis Example 1, the alcohol component was changed to 0.8 mol of 1,6-hexanediol and 0.2 mol of 1,5-pentanediol, and instead of 0.1 mol of 1,5-pentanediol, 1,4-butane Crystalline polyester resin B was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 0.9 mol of diol was used and 1 mol of 1,8-octanedicarboxylic acid was used instead of 1 mol of fumaric acid. . The compounds used for the synthesis of the crystalline polyester resin B are summarized in Table 1 below.
(合成例3:結晶性ポリエステル樹脂Cの合成)
合成例1において、アルコール成分である1,6−ヘキサンジオールの添加量を0.8モルから1モルに変え、1,5−ペンタンジオール0.2モルを添加しなかったこと以外は、合成例1と同様の方法で結晶性ポリエステル樹脂Cを合成した。なお、結晶性ポリエステル樹脂Cの合成に使用した化合物について、下記表1にまとめて示す。
(Synthesis Example 3: Synthesis of crystalline polyester resin C)
Synthesis Example 1 except that the amount of 1,6-hexanediol, which is an alcohol component, was changed from 0.8 mol to 1 mol and 0.2 mol of 1,5-pentanediol was not added in Synthesis Example 1. A crystalline polyester resin C was synthesized in the same manner as in Example 1. The compounds used for the synthesis of the crystalline polyester resin C are summarized in Table 1 below.
(合成例4:結晶性ポリエステル樹脂Dの合成)
合成例1において、アルコール成分を、1,6−ヘキサンジオール0.8モル及び1,5−ペンタンジオール0.2モルに代えて、1,4−ブタンジオール1モル用い、カルボン酸成分を、フマル酸1モルに代えて、1,8オクタンジカルボン酸1モル用いたこと以外は、合成例1と同様の方法で結晶性ポリエステル樹脂Dを合成した。なお、結晶性ポリエステル樹脂Dの合成に使用した化合物について、下記表1にまとめて示す。
(Synthesis Example 4: Synthesis of crystalline polyester resin D)
In Synthesis Example 1, the alcohol component was replaced with 0.8 mol of 1,6-hexanediol and 0.2 mol of 1,5-pentanediol, and 1 mol of 1,4-butanediol was used. A crystalline polyester resin D was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 1 mol of 1,8 octanedicarboxylic acid was used instead of 1 mol of acid. The compounds used for the synthesis of the crystalline polyester resin D are summarized in Table 1 below.
(合成例5:結晶性ポリエステル樹脂Eの合成)
合成例1において、アルコール成分を、1,6−ヘキサンジオール0.8モル及び1,5−ペンタンジオール0.2モルに代えて、1,6−ヘキサンジオール1モル用い、カルボン酸成分を、フマル酸1モルに代えて、フマル酸0.9モル、1,8オクタンジカルボン酸0.1モル用いたこと以外は、合成例1と同様の方法で結晶性ポリエステル樹脂Eを合成した。なお、結晶性ポリエステル樹脂Eの合成に使用した化合物について、下記表1にまとめて示す。
(Synthesis Example 5: Synthesis of crystalline polyester resin E)
In Synthesis Example 1, the alcohol component was replaced with 0.8 mol of 1,6-hexanediol and 0.2 mol of 1,5-pentanediol, and 1 mol of 1,6-hexanediol was used. A crystalline polyester resin E was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 0.9 mol of fumaric acid and 0.1 mol of 1,8 octanedicarboxylic acid were used instead of 1 mol of acid. The compounds used for the synthesis of the crystalline polyester resin E are summarized in Table 1 below.
(合成例6:ポリエステル樹脂F)
合成例1において、アルコール成分を、1,6−ヘキサンジオール0.8モル及び1,5−ペンタンジオール0.2モルに代えて、BPA−PO0.7モル及びBPA−EO0.3モル用い、カルボン酸成分を、フマル酸1モルに代えて、テレフタル酸0.9モル及び無水トリメット酸0.07モル用いたこと以外は、合成例1と同様の方法でポリエステル樹脂Eを合成した。なお、ポリエステル樹脂Eの合成に使用した化合物について、下記表1にまとめて示す。
(Synthesis example 6: Polyester resin F)
In Synthesis Example 1, the alcohol component was replaced with 0.8 mol of 1,6-hexanediol and 0.2 mol of 1,5-pentanediol, and 0.7 mol of BPA-PO and 0.3 mol of BPA-EO were used. Polyester resin E was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 0.9 mol of terephthalic acid and 0.07 mol of trimetic anhydride were used instead of 1 mol of fumaric acid. The compounds used for the synthesis of the polyester resin E are summarized in Table 1 below.
<物性の確認>
合成例1〜6で合成した結晶性ポリエステル樹脂A、結晶性ポリエステル樹脂B、結晶性ポリエステル樹脂C、結晶性ポリエステル樹脂D、結晶性ポリエステル樹脂E、及びポリエステル樹脂Fの個数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、フローテスターT1/2、及びガラス転移点(Tg)を、以下の方法で測定した。
また、合成例1〜6で合成した結晶性ポリエステル樹脂A、結晶性ポリエステル樹脂B、結晶性ポリエステル樹脂C、結晶性ポリエステル樹脂D、結晶性ポリエステル樹脂E、及びポリエステル樹脂Fの酢酸エチルへの溶解度についても試験した。
<Confirmation of physical properties>
Number average molecular weight (Mn) of crystalline polyester resin A, crystalline polyester resin B, crystalline polyester resin C, crystalline polyester resin D, crystalline polyester resin E, and polyester resin F synthesized in Synthesis Examples 1-6, The weight average molecular weight (Mw), the flow tester T1 / 2, and the glass transition point (Tg) were measured by the following methods.
The solubility of crystalline polyester resin A, crystalline polyester resin B, crystalline polyester resin C, crystalline polyester resin D, crystalline polyester resin E, and polyester resin F synthesized in Synthesis Examples 1 to 6 in ethyl acetate Were also tested.
−個数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)の測定−
トリフルオロ酢酸ナトリウム(CF3COONa)を添加したヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)[濃度0.005M(mol/L)−CF3COONa/HFIP]に、合成例1〜6で合成した各樹脂を、濃度0.06%(wt/vol)で溶解させた後、0.45μm−Millex−LH(ミリポア製)フィルターによりろ過して、GPC用サンプルを調製した。このようにして調製したサンプルを、GPCを用いて、下記条件にて測定した。結果を下記表2に示す。
[GPC測定条件]
装置:ゲル浸透クロマトグラフGPC−7(Waters社製)
カラム:ShodexHFIP−806M(内径8.0mm/長さ30cm)×2本(昭和電工株式会社製)
流速 :0.5mL/分間
温度 :23℃
注入量 :300μL
検出器 :示差屈折率検出器R−401(Waters社製)
分子量校正 :単分散ポリメチルメタクリレート(PMMA)標準試料(昭和電工株式会社製)
-Measurement of number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw)-
Each resin synthesized in Synthesis Examples 1 to 6 was added to hexafluoroisopropanol (HFIP) [concentration 0.005 M (mol / L) -CF 3 COONa / HFIP] to which sodium trifluoroacetate (CF 3 COONa) was added. After dissolving at 0.06% (wt / vol), the solution was filtered through a 0.45 μm-Millex-LH (Millipore) filter to prepare a GPC sample. The sample thus prepared was measured using GPC under the following conditions. The results are shown in Table 2 below.
[GPC measurement conditions]
Apparatus: Gel permeation chromatograph GPC-7 (manufactured by Waters)
Column: Shodex HFIP-806M (inner diameter 8.0 mm / length 30 cm) × 2 (manufactured by Showa Denko KK)
Flow rate: 0.5 mL / min Temperature: 23 ° C
Injection volume: 300 μL
Detector: Differential refractive index detector R-401 (manufactured by Waters)
Molecular weight calibration: Monodisperse polymethyl methacrylate (PMMA) standard sample (manufactured by Showa Denko KK)
−フローテスターT1/2の測定−
フローテスターT1/2とは、1/2法における溶融温度のことである。
合成例1〜6で合成した各樹脂をそれぞれ1.0g用いて加圧成形したペレット状のサンプルを作製し、フローテスター(高架式フローテスター CFT500型、株式会社島津製作所製)を用いて、軟化点(Tf1/2)、流出開始温度(Tfb)と流出終了温度(Tend)との差(Tend−Tfb)を下記条件にて測定した。結果を下記表2に示す。
[フローテスター測定条件]
荷重:30kg/cm2
昇温速度:3.0℃/分間
ダイ口径:0.50mm、
ダイ長さ:1.0mm
Tf1/2算出法:1/2法
-Measurement of flow tester T1 / 2-
The flow tester T1 / 2 is the melting temperature in the 1/2 method.
A pellet-shaped sample is produced by pressure molding using 1.0 g of each of the resins synthesized in Synthesis Examples 1 to 6, and softened using a flow tester (elevated flow tester CFT500 type, manufactured by Shimadzu Corporation). The point (Tf1 / 2), the difference (Tend−Tfb) between the outflow start temperature (Tfb) and the outflow end temperature (Tend) was measured under the following conditions. The results are shown in Table 2 below.
[Flow tester measurement conditions]
Load: 30 kg / cm 2
Temperature increase rate: 3.0 ° C./min Die diameter: 0.50 mm,
Die length: 1.0mm
Tf1 / 2 calculation method: 1/2 method
−ガラス転移点(Tg)の測定−
合成例1〜6で合成した各樹脂をそれぞれ10mg用い、アルミニウム製セルにパッキングし、示差走査熱量計(DSC)(自動示差走査熱量計 DSC−60A、株式会社島津製作所製)を用いて、下記の条件で測定した。なお、Tgは、2度目の昇温時のDSC曲線の吸熱ピーク若しくは吸熱ショルダーの吸熱開始温度(吸熱開始前の接線と吸熱後の交点の温度)とした。結果を下記表2に示す。
[示差走査熱量計測定条件]
測定温度 :0℃〜200℃
昇温速度 :10℃/分間
-Measurement of glass transition point (Tg)-
Each of the resins synthesized in Synthesis Examples 1 to 6 was used in an amount of 10 mg, packed in an aluminum cell, and using a differential scanning calorimeter (DSC) (automatic differential scanning calorimeter DSC-60A, manufactured by Shimadzu Corporation), the following: It measured on condition of this. Note that Tg was the endothermic peak of the DSC curve at the second temperature rise or the endothermic start temperature of the endothermic shoulder (the temperature of the tangent before the endothermic start and the intersection after the endotherm). The results are shown in Table 2 below.
[Differential scanning calorimeter measurement conditions]
Measurement temperature: 0 ° C to 200 ° C
Temperature increase rate: 10 ° C / min
−酢酸エチルへの溶解度−
合成例1〜6で合成した各樹脂を濃度別に30℃の酢酸エチルに溶解させ、目視にて溶解したか否かを判断し、溶解せずに残ったもの若しくは濁りが生じていたものを「×」、すべて溶解し透明になったものを「○」とした。結果を下記表3に示す。
-Solubility in ethyl acetate-
Each resin synthesized in Synthesis Examples 1 to 6 was dissolved in 30 ° C. ethyl acetate according to the concentration, and it was judged whether or not it was visually dissolved, and what was left undissolved or turbid was produced. “X” means that all dissolved and became transparent, “◯”. The results are shown in Table 3 below.
(調製例1:着色剤分散液の調製)
カーボンブラック(Regal400、Cabot社製)20質量部及び顔料分散剤(アジスパーPB821、味の素ファインテクノ株式会社製)2質量部を、酢酸エチル78質量部に、攪拌羽を有するミキサーを使用して一次分散させた。得られた一次分散液を、ダイノーミルを用いて強力なせん断力により細かく分散し、凝集体を完全に除去した二次分散液を調製した。更に、0.45μmの細孔を有するフィルター(PTFE社製)を通過させ、サブミクロン領域まで分散させたカーボンブラック分散液を調製した。
(Preparation Example 1: Preparation of colorant dispersion)
20 parts by mass of carbon black (Regal 400, manufactured by Cabot) and 2 parts by mass of a pigment dispersant (Ajisper PB821, manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) are primarily dispersed in 78 parts by mass of ethyl acetate using a mixer having stirring blades. I let you. The obtained primary dispersion was finely dispersed by a strong shearing force using a dyno mill to prepare a secondary dispersion from which aggregates were completely removed. Further, a carbon black dispersion liquid was prepared by passing through a filter (manufactured by PTFE) having pores of 0.45 μm and dispersing to a submicron region.
(調製例2:ワックス分散液(離型剤)の調製)
撹拌羽と温度計をセットした容器に、カルナバワックス20質量部及び酢酸エチル80質量部を仕込み、85℃に加温し20分間撹拌しカルナバワックスを溶解させた後、急冷しカルナバワックスの微粒子を析出させた。この分散液を、直径0.3mmのジルコニアビーズを充填したビーズミル(LMZ06、アシザワファインテック株式会社製)を用いて強力なせん断力により更に細かく分散した。
ワックスの重量平均粒径をレーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(LA−950、堀場製作所製)を用いて測定したところ、0.56μmであった。
(Preparation Example 2: Preparation of wax dispersion (release agent))
A container equipped with a stirring blade and a thermometer is charged with 20 parts by mass of carnauba wax and 80 parts by mass of ethyl acetate, heated to 85 ° C. and stirred for 20 minutes to dissolve the carnauba wax, and then rapidly cooled to obtain fine particles of carnauba wax. Precipitated. This dispersion was further finely dispersed by a strong shearing force using a bead mill (LMZ06, manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd.) filled with zirconia beads having a diameter of 0.3 mm.
It was 0.56 micrometer when the weight average particle diameter of wax was measured using the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus (LA-950, Horiba, Ltd. make).
(調製例3:結晶性ポリエステル樹脂Aの溶解液の調製)
合成例1で合成した結晶性ポリエステル樹脂A10質量部及び酢酸エチル90質量部を仕込み、30℃で結晶性ポリエステル樹脂Aを完全に溶解した。なお、この溶液は30℃に保持した。
(Preparation Example 3: Preparation of crystalline polyester resin A solution)
10 parts by mass of the crystalline polyester resin A synthesized in Synthesis Example 1 and 90 parts by mass of ethyl acetate were charged, and the crystalline polyester resin A was completely dissolved at 30 ° C. This solution was kept at 30 ° C.
(調製例4:結晶性ポリエステル樹脂Bの溶解液の調製)
合成例2で合成した結晶性ポリエステル樹脂B10質量部及び酢酸エチル90質量部を仕込み、30℃で結晶性ポリエステル樹脂Aを完全に溶解した。なお、この溶液は30℃に保持した。
(Preparation Example 4: Preparation of solution of crystalline polyester resin B)
10 parts by mass of the crystalline polyester resin B synthesized in Synthesis Example 2 and 90 parts by mass of ethyl acetate were charged, and the crystalline polyester resin A was completely dissolved at 30 ° C. This solution was kept at 30 ° C.
(調製例5:結晶性ポリエステル樹脂Cの分散液の調製)
撹拌羽と温度計をセットした容器に、合成例3で合成した結晶性ポリエステル樹脂C20質量部及び酢酸エチル80質量部を仕込み、85℃に加温し20分間撹拌し結晶性ポリエステル樹脂Cを溶解させた後、急冷し結晶性ポリエステル樹脂Cの微粒子を析出させた。この分散液を、直径0.3mmのジルコニアビーズを充填したビーズミル(アシザワファインテック株式会社製、LMZ06)を用いて強力なせん断力により更に細かく分散し、結晶性ポリエステル樹脂Cの分散液を得た。
結晶性ポリエステル樹脂Cの分散液の重量平均粒径を調製例2と同様の方法で測定したところ、0.73μmであった。
(Preparation Example 5: Preparation of dispersion of crystalline polyester resin C)
In a container in which a stirring blade and a thermometer are set, 20 parts by mass of the crystalline polyester resin C synthesized in Synthesis Example 3 and 80 parts by mass of ethyl acetate are charged, heated to 85 ° C. and stirred for 20 minutes to dissolve the crystalline polyester resin C. Then, it was cooled rapidly to precipitate fine particles of crystalline polyester resin C. This dispersion was further finely dispersed by a strong shearing force using a bead mill (manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd., LMZ06) filled with zirconia beads having a diameter of 0.3 mm to obtain a dispersion of crystalline polyester resin C. .
It was 0.73 micrometer when the weight average particle diameter of the dispersion liquid of the crystalline polyester resin C was measured by the method similar to the preparation example 2.
(調製例6:結晶性ポリエステル樹脂Dの分散液の調製)
調製例5において、結晶性ポリエステル樹脂Cに代えて、合成例4で合成した結晶性ポリエステル樹脂Dを用いたこと以外は、調製例5と同様の方法で結晶性ポリエステル樹脂Dの分散液を調製した。
結晶性ポリエステル樹脂Dの分散液の重量平均粒径を調製例2と同様の方法で測定したところ、0.67μmであった。
(Preparation Example 6: Preparation of dispersion of crystalline polyester resin D)
In Preparation Example 5, a crystalline polyester resin D dispersion was prepared in the same manner as in Preparation Example 5, except that the crystalline polyester resin D synthesized in Synthesis Example 4 was used instead of the crystalline polyester resin C. did.
It was 0.67 micrometer when the weight average particle diameter of the dispersion liquid of the crystalline polyester resin D was measured by the method similar to the preparation example 2.
(調製例7:結晶性ポリエステル樹脂Eの溶解液の調製)
合成例2で合成した結晶性ポリエステル樹脂B10質量部及び酢酸エチル90質量部を仕込み、30℃で結晶性ポリエステル樹脂Aを完全に溶解した。なお、この溶液は30℃に保持した。
(Preparation Example 7: Preparation of solution of crystalline polyester resin E)
10 parts by mass of the crystalline polyester resin B synthesized in Synthesis Example 2 and 90 parts by mass of ethyl acetate were charged, and the crystalline polyester resin A was completely dissolved at 30 ° C. This solution was kept at 30 ° C.
(調製例8:ポリエステル樹脂Fの溶解液の調製)
ポリエステル樹脂F20質量部及び酢酸エチル80質量部を仕込み、ポリエステル樹脂Fを完全に溶解した。なお、この溶液は30℃に保持した。
(Preparation Example 8: Preparation of polyester resin F solution)
20 parts by mass of polyester resin F and 80 parts by mass of ethyl acetate were charged, and polyester resin F was completely dissolved. This solution was kept at 30 ° C.
(調製例8:トナー組成液の調製)
下記表4に示す組成及び添加量となるように、結晶性ポリエステル樹脂Aの溶解液(調製例3)、結晶性ポリエステル樹脂Bの溶解液(調製例4)、結晶性ポリエステル樹脂Cの分散液(調製例5)、結晶性ポリエステル樹脂Dの分散液(調製例6)、結晶性ポリエステル樹脂Eの分散液(調製例7)、及びポリエステル樹脂F(調製例8)の溶解液の少なくともいずれかと、着色剤分散液(調製例1)と、ワックス分散液(調製例2)と、酢酸エチルとを混合し、固形分10%のトナー組成液を得た。各トナー組成液中の粗大粒子を取り除くため、目開き1μmのフィルター(ロキテクノ社製 SBP−010)を通過させて、トナー組成液1〜9を得た。なお、トナー組成液は、液温を25℃とした。
(Preparation Example 8: Preparation of toner composition liquid)
A solution of crystalline polyester resin A (Preparation Example 3), a solution of crystalline polyester resin B (Preparation Example 4), and a dispersion of crystalline polyester resin C so as to have the composition and addition amount shown in Table 4 below (Preparation Example 5), at least one of a dispersion of crystalline polyester resin D (Preparation Example 6), a dispersion of crystalline polyester resin E (Preparation Example 7), and a solution of polyester resin F (Preparation Example 8) The colorant dispersion (Preparation Example 1), the wax dispersion (Preparation Example 2) and ethyl acetate were mixed to obtain a toner composition liquid having a solid content of 10%. In order to remove coarse particles in each toner composition liquid, toner composition liquids 1 to 9 were obtained by passing through a filter (SBP-010, manufactured by Loki Techno Co., Ltd.) having an opening of 1 μm. The toner composition liquid had a liquid temperature of 25 ° C.
(実施例1−1)
<トナー母体粒子1−1の作製>
トナー組成液を、図1〜3に示すトナー製造装置を用い、図3に示す液柱共鳴原理を用いた液滴吐出ヘッドにより以下に示す条件で液滴を吐出させた。その後、該液滴を乾燥固化し、サイクロン捕集した後、更に35℃にて48時間2次乾燥させることにより、トナー母体粒子1−1を作製した。
[液柱共鳴条件]
共鳴モード :N=2
液柱共鳴液室の長手方向の両端間の長さ :L=1.8mm
液柱共鳴液室の液共通供給路側のフレームの端部の高さ :h1=80μm
液柱共鳴液室の連通口の高さ :h2=40μm
[トナー母体粒子作製条件]
分散液比重 :ρ=1.1g/cm3
吐出孔の形状 :真円
吐出孔直径 :7.5μm
吐出孔の開口数 :液柱共鳴液室1つ当たり4個
隣接する吐出孔の中心部間の最短間隔 :130μm(全て等間隔)
乾燥エアー温度 :40℃
印加電圧 :10.0V
駆動周波数 :395kHz
(Example 1-1)
<Preparation of toner base particles 1-1>
Liquid droplets were ejected from the toner composition liquid using the toner production apparatus shown in FIGS. 1 to 3 under the following conditions by a liquid droplet ejection head using the liquid column resonance principle shown in FIG. Thereafter, the liquid droplets were dried and solidified, collected by a cyclone, and then secondarily dried at 35 ° C. for 48 hours, whereby toner base particles 1-1 were produced.
[Liquid column resonance conditions]
Resonance mode: N = 2
Length between both ends in the longitudinal direction of the liquid column resonance liquid chamber: L = 1.8 mm
Height of end of frame on liquid common supply path side of liquid column resonance liquid chamber: h1 = 80 μm
The height of the communication port of the liquid column resonance liquid chamber: h2 = 40 μm
[Toner base particle preparation conditions]
Dispersion specific gravity: ρ = 1.1 g / cm 3
Discharge hole shape: perfect circle Discharge hole diameter: 7.5 μm
Number of discharge holes: 4 per liquid column resonance liquid chamber Minimum distance between adjacent discharge hole centers: 130 μm (all equally spaced)
Dry air temperature: 40 ° C
Applied voltage: 10.0V
Drive frequency: 395 kHz
<トナー1−1の作製>
このトナー母体粒子1−1 100質量部に対して、流動性向上剤として疎水性シリカ(H2000、クラリアントジャパン株式会社製)1.0質量部及び酸化チタン(SMT−150AI、テイカ株式会社製)1.0質量部を、ヘンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて外添処理を行い、トナー1−1を得た。
<Preparation of Toner 1-1>
To 100 parts by mass of the toner base particles 1-1, 1.0 part by mass of hydrophobic silica (H2000, manufactured by Clariant Japan Co.) as a fluidity improver and titanium oxide (SMT-150AI, manufactured by Teika Co., Ltd.) 1 0.0 part by mass was subjected to an external addition process using a Henschel mixer (manufactured by Nihon Coke Kogyo Co., Ltd.) to obtain toner 1-1.
(実施例1−2)
<トナー母体粒子1−2の作製>
トナー組成液を、図10A、図9A、及び図9Bに示すトナー製造装置を用いてトナー化した。即ち、以下に示すトナー母体粒子作製条件で、吐出孔を有する薄膜を振動させることにより液滴を吐出させた。その後、該液滴を乾燥固化し、サイクロン捕集した後、更に35℃にて48時間2次乾燥することにより、トナー母体粒子1−2を作製した。
[トナー母体粒子作製条件]
分散液比重 :ρ=1.1g/cm3
吐出孔の形状 :真円
吐出孔直径 :7.5μm
吐出孔の開口数 :19個
隣接する吐出孔の中心部間の最短間隔 :200μm(全て等間隔)
乾燥エアー温度 :40℃
印加電圧 :45.0V
駆動周波数 :80kHz
(Example 1-2)
<Preparation of toner base particles 1-2>
The toner composition liquid was converted to toner using the toner production apparatus shown in FIGS. 10A, 9A, and 9B. That is, droplets were ejected by vibrating a thin film having ejection holes under the following toner base particle production conditions. Thereafter, the liquid droplets were dried and solidified, collected by a cyclone, and then secondary dried at 35 ° C. for 48 hours to prepare toner base particles 1-2.
[Toner base particle preparation conditions]
Dispersion specific gravity: ρ = 1.1 g / cm 3
Discharge hole shape: perfect circle Discharge hole diameter: 7.5 μm
Number of discharge holes: 19 Shortest distance between adjacent discharge hole centers: 200 μm (all at equal intervals)
Dry air temperature: 40 ° C
Applied voltage: 45.0V
Drive frequency: 80 kHz
<トナー1−2の作製>
このトナー母体粒子1−2 100質量部に対して、流動性向上剤として疎水性シリカ(H2000、クラリアントジャパン株式会社製)1.0質量部及び酸化チタン(SMT−150AI、テイカ株式会社製)1.0質量部を、ヘンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて外添処理を行い、トナー1−2を得た。
<Preparation of Toner 1-2>
To 100 parts by mass of the toner base particles 1-2, 1.0 part by mass of hydrophobic silica (H2000, manufactured by Clariant Japan Co.) as a fluidity improver and titanium oxide (SMT-150AI, manufactured by Teika Co., Ltd.) 1 0.0 part by mass was subjected to an external addition process using a Henschel mixer (manufactured by Nippon Coke Kogyo Co., Ltd.) to obtain toner 1-2.
(実施例2−1、3−1、4−1、5−1、6−1、7−1、比較例1−1、2−1、3−1)
実施例1−1において、トナー組成液1に代えて、下記表5に示すトナー組成液を用いたこと以外は、実施例1−1と同様の方法で、実施例2−1、3−1、4−1、5−1、6−1、及び7−1、並びに、比較例1−1、2−1、及び3−1のトナー2−1、3−1、4−1、5−1、6−1、7−1、8−1、9−1、及び10−1を作製した。
(Examples 2-1, 3-1, 4-1, 5-1, 6-1, 7-1, Comparative Examples 1-1, 2-1, 3-1)
In Example 1-1, Examples 2-1 and 3-1 were performed in the same manner as Example 1-1 except that the toner composition liquid shown in Table 5 below was used instead of toner composition liquid 1. 4-1, 5-1, 6-1 and 7-1 and toners 2-1, 3-1, 4-1, 5- in Comparative Examples 1-1, 2-1, and 3-1. 1, 6-1, 7-1, 8-1, 9-1 and 10-1 were produced.
(実施例2−2、3−2、4−2、5−2、6−2、7−2、比較例1−2、2−2、3−2)
実施例1−2において、トナー組成液1に代えて、下記表5に示すトナー組成液を用いたこと以外は、実施例1−2と同様の方法で、実施例2−2、3−2、4−2、5−2、6−2、及び7−2、並びに、比較例1−2、2−2、及び3−2のトナー2−2、3−2、4−2、5−2、6−2、7−2、8−2、9−2、及び10−2を作製した。
(Examples 2-2, 3-2, 4-2, 5-2, 6-2, 7-2, Comparative Examples 1-2, 2-2, 3-2)
In Example 1-2, Examples 2-2 and 3-2 were performed in the same manner as Example 1-2 except that the toner composition liquid shown in Table 5 below was used instead of toner composition liquid 1. 4-2, 5-2, 6-2, and 7-2, and the toners 2-2, 3-2, 4-2, and 5- of Comparative Examples 1-2, 2-2, and 3-2 2, 6-2, 7-2, 8-2, 9-2, and 10-2 were prepared.
−粒度分布の評価−
トナー1−1〜10−2の重量平均粒径(Dw)及び個数平均粒径(Dn)は、粒度測定器(マルチサイザーIII、ベックマンコールター社製)を用いて、アパーチャー径100μmで測定し、解析ソフト(Beckman Coulter Mutlisizer 3 Version3.51)にて解析を行った。
具体的には、ガラス製ビーカー(100mL容)に10質量%界面活性剤(アルキルベンゼンスホン酸塩 ネオゲンSC−A、第一工業製薬株式会社製)を0.5mL添加した。次いで、各トナーをそれぞれ0.5g添加し、ミクロスパーテルでかき混ぜた後、イオン交換水 80mLを添加した。次いで、超音波分散器(W−113MK−II、本多電子株式会社製)で10分間分散処理した。
この分散液について、前記マルチサイザーIIIを用いて、測定用溶液としてアイソトンIII(ベックマンコールター社製)を用いて測定を行った。測定は、前記マルチサイザーIIIが示す濃度が8±2%になるように前記トナー分散液を滴下した。2.001μm以上20.1874μ以下の粒径を対象とした。
-Evaluation of particle size distribution-
The weight average particle diameter (Dw) and the number average particle diameter (Dn) of the toners 1-1 to 10-2 were measured with a particle size measuring device (Multisizer III, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) with an aperture diameter of 100 μm. Analysis was performed with analysis software (Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51).
Specifically, 0.5 mL of 10 mass% surfactant (alkylbenzene sulfonate Neogen SC-A, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added to a glass beaker (100 mL volume). Next, 0.5 g of each toner was added, and after stirring with microspatel, 80 mL of ion-exchanged water was added. Subsequently, the dispersion process was carried out for 10 minutes with an ultrasonic disperser (W-113MK-II, manufactured by Honda Electronics Co., Ltd.).
This dispersion was measured using the Multisizer III and Isoton III (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) as the measurement solution. In the measurement, the toner dispersion was dropped so that the concentration indicated by Multisizer III was 8 ± 2%. The target particle size was 2.001 μm or more and 20.1874 μ or less.
トナー粒子又はトナーの体積及び個数を測定後、体積分布と個数分布を算出した。得られた分布から、トナーの重量平均粒径(Dw)、個数平均粒径(Dn)を求めた。結果を表6に示す。
粒度分布の指標としては、トナーの重量平均粒径(Dw)を個数平均粒径(Dn)で除したDw/Dnを用いた。完全に単分散であればDw/Dn=1となり、この数値が大きいほど分布が広いことを意味する。
After measuring the volume and number of toner particles or toner, the volume distribution and number distribution were calculated. From the obtained distribution, the weight average particle diameter (Dw) and number average particle diameter (Dn) of the toner were determined. The results are shown in Table 6.
As an index of the particle size distribution, Dw / Dn obtained by dividing the weight average particle diameter (Dw) of the toner by the number average particle diameter (Dn) was used. If it is completely monodispersed, Dw / Dn = 1, and the larger this value, the wider the distribution.
<キャリアの作製>
下記組成をホモミキサーで20分間分散し、コート層形成液を調製した。このコート層形成液を、流動床型コーティング装置を用いて、粒径40μmの球状マグネタイト1,000質量部の表面にコーティングして磁性キャリアを得た。
[組成]
シリコーン樹脂(オルガノストレートシリコーン) 100質量部
トルエン 100質量部
γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン 5質量部
カーボンブラック 10質量部
<Creation of carrier>
The following composition was dispersed with a homomixer for 20 minutes to prepare a coating layer forming solution. This coating layer forming liquid was coated on the surface of 1,000 parts by mass of spherical magnetite having a particle diameter of 40 μm using a fluid bed type coating apparatus to obtain a magnetic carrier.
[composition]
Silicone resin (organostraight silicone) 100 parts by mass Toluene 100 parts by mass γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane 5 parts by mass Carbon black 10 parts by mass
<現像剤の作製>
トナー1−1〜トナー10−2それぞれについて、ブラックトナー4質量部及び上記磁性キャリア96質量部をボールミルで混合して二成分現像剤を作製した。
各二成分現像剤について、以下に示す方法で、定着下限温度及びホットオフセット性について評価した。
<Production of developer>
For each of toner 1-1 to toner 10-2, 4 parts by mass of black toner and 96 parts by mass of the magnetic carrier were mixed by a ball mill to prepare a two-component developer.
Each two-component developer was evaluated for the minimum fixing temperature and the hot offset property by the following method.
−定着下限温度の評価−
前記作製した各二成分現像剤を市販の複写機(イマジオネオ455、リコー株式会社製)に入れ、定着温度を100度から10度おきに上げ、紙(タイプ6000ペーパー、リコー株式会社製)に画像を出力した。出力された画像を手で擦り、トナーが剥がれなくなった温度を定着下限温度として評価した。結果を下記表6に示す。
-Evaluation of minimum fixing temperature-
Each of the produced two-component developers is put in a commercially available copying machine (Imagiono 455, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and the fixing temperature is increased every 100 degrees to 10 degrees, and the image is printed on paper (type 6000 paper, manufactured by Ricoh Co., Ltd.). Was output. The output image was rubbed by hand, and the temperature at which the toner could not be peeled was evaluated as the minimum fixing temperature. The results are shown in Table 6 below.
−ホットオフセット性の評価−
前記作製した各二成分現像剤を市販の複写機(イマジオネオ455、リコー株式会社製)に入れ、定着温度を低温から高温に変化させながら、紙(タイプ6000ペーパー、リコー株式会社製)に画像を出力した。出力された画像の光沢度が低下した温度、若しくは画像にオフセット画像が認められた温度をオフセット発生温度とし、下記評価基準に基づいてホットオフセット性を評価した。結果を下記表6に示す。
[評価基準]
○ :オフセット発生温度が200℃以上
× :オフセット発生温度が200℃未満
-Evaluation of hot offset property-
Each of the produced two-component developers is put in a commercially available copying machine (Imagiono 455, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and an image is printed on paper (type 6000 paper, manufactured by Ricoh Co., Ltd.) while changing the fixing temperature from low temperature to high temperature. Output. The temperature at which the glossiness of the output image decreased or the temperature at which the offset image was recognized in the image was defined as the offset generation temperature, and the hot offset property was evaluated based on the following evaluation criteria. The results are shown in Table 6 below.
[Evaluation criteria]
○: Offset generation temperature is 200 ° C or more ×: Offset generation temperature is less than 200 ° C
−吐出孔の詰まりの評価−
トナー母体粒子の作製の際、液滴吐出ヘッドをCCDカメラにより観察し、吐出口から、吐出液滴が出ているかを確認し、吐出口の詰りを評価した。結果を下記表6に示す。
[評価基準]
○ :3時間吐出孔に詰まりが生じることなく連続滴化できた
△ :1時間で5割未満の吐出孔に詰まりが生じた
× :1時間で5割以上の吐出孔に詰まりが生じた
-Evaluation of clogging of discharge holes-
When the toner base particles were produced, the droplet discharge head was observed with a CCD camera, and it was confirmed whether or not the discharged droplets were ejected from the discharge port, and the clogging of the discharge port was evaluated. The results are shown in Table 6 below.
[Evaluation criteria]
○: Continuous droplet formation was possible without clogging the discharge holes for 3 hours. Δ: Clogging occurred in less than 50% of the discharge holes in 1 hour. ×: Clogging occurred in 50% or more of the discharge holes in 1 hour.
−製造性の評価−
実施例1−1〜7−2の、トナー1−1〜7−2は、3時間の連続液滴化において、吐出孔が詰まることなく、好適にトナーを液滴化することができた。
一方、比較例1−1〜比較例2−2のトナー8−1〜10−2は、トナー液滴化時に一部の吐出孔が詰り、トナーが液滴化できなくなった。
比較例1−1においては、1時間で約6割の吐出孔に詰まりが発生し、トナーが液滴化できなくなった。比較例1−2においては、1時間で約4割の吐出孔に詰まりが発生し、トナーが液滴化できなくなった。これらの詰まりの発生した吐出孔を分析すると、結晶性ポリエステル樹脂Cが主な成分であった。
比較例2−1においては、1時間で約7割の吐出孔に詰まりが発生し、トナーが液滴化できなくなった。比較例2−2においては、1時間で約5割の吐出孔に詰まりが発生し、トナーが液滴化できなくなった。これらの詰まりの発生した吐出孔を分析すると、結晶性ポリエステルDが主な成分であった。
なお、比較例3−1及び3−2の、トナー10−1及び10−2は、3時間の連続液滴化において、吐出孔が詰まることなくトナーを液滴化することができた。
-Evaluation of manufacturability-
In the toners 1-1 to 7-2 of Examples 1-1 to 7-2, the toner could be suitably formed into droplets without clogging the ejection holes in the continuous droplet formation for 3 hours.
On the other hand, in the toners 8-1 to 10-2 of Comparative Example 1-1 to Comparative Example 2-2, some of the ejection holes were clogged when the toner droplets were formed, and the toner could not be dropletized.
In Comparative Example 1-1, about 60% of the ejection holes were clogged in one hour, and the toner could not be formed into droplets. In Comparative Example 1-2, about 40% of the ejection holes were clogged in one hour, and the toner could not be formed into droplets. When the clogged discharge holes were analyzed, the crystalline polyester resin C was the main component.
In Comparative Example 2-1, about 70% of the ejection holes were clogged in one hour, and the toner could not be formed into droplets. In Comparative Example 2-2, about 50% of the ejection holes were clogged in one hour, and the toner could not be formed into droplets. Analysis of these clogged discharge holes revealed that crystalline polyester D was the main component.
In Comparative Examples 3-1 and 3-2, the toners 10-1 and 10-2 were able to form toner droplets without clogging the ejection holes in continuous droplet formation for 3 hours.
なお、前記吐出孔における結晶性ポリエステル樹脂の分析は、顕微レーザーラマン分光装置にて分析し、各トナー成分と比較して、同定を行った。 The crystalline polyester resin in the ejection hole was analyzed by a microscopic laser Raman spectroscope and identified by comparing with each toner component.
表6及び製造性の評価の結果より、実施例1−1〜7−2のトナー1−1〜7−2は、製造性が良好であり、Dw/Dnが1.15以下と粒度分布が狭い小粒径トナーが得られ、かつ低温定着可能であり、ホットオフセット性も良好なトナーであった。
一方、比較例1−1〜2−2のトナー8−1〜9−2は、ホットオフセット性は良好であったものの、吐出孔が詰り生産性に問題があった。また、比較例3−1及び3−2のトナー10−1及び10−2は、製造性及びホットオフセット性は良好であったが、定着下限温度が150℃と高く、低温定着可能なトナーを得ることができなかった。
From the results of Table 6 and the evaluation of manufacturability, the toners 1-1 to 7-2 of Examples 1-1 to 7-2 have good manufacturability, and the particle size distribution is Dw / Dn of 1.15 or less. A toner having a narrow small particle diameter was obtained, and it could be fixed at a low temperature and had good hot offset property.
On the other hand, although the toners 8-1 to 9-2 of Comparative Examples 1-1 to 2-2 had good hot offset properties, the discharge holes were clogged and there was a problem in productivity. In addition, the toners 10-1 and 10-2 of Comparative Examples 3-1 and 3-2 were good in manufacturability and hot offset property, but a toner having a low fixing minimum temperature of 150 ° C. and capable of being fixed at low temperature. Couldn't get.
本発明のトナーの製造方法は、トナー組成液を吐出する際に、吐出孔が詰まることなく長時間安定してトナー組成液を吐出できるため、トナーの生産性に優れ、更に粒度分布が狭く、均一で小粒径、かつ、優れた低温定着性を有し、低消費電力で画像形成できるトナー、及び該トナーを含有する現像剤を得ることができる。
本発明のトナー及び現像剤は、電子写真、静電記録、静電印刷等における静電荷像の現像に好適に利用可能である。
The toner manufacturing method of the present invention is capable of stably discharging the toner composition liquid for a long time without clogging the discharge holes when discharging the toner composition liquid, so that it is excellent in toner productivity and has a narrow particle size distribution, A toner having a uniform and small particle size, excellent low-temperature fixability, and capable of forming an image with low power consumption, and a developer containing the toner can be obtained.
The toner and developer of the present invention can be suitably used for developing electrostatic images in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing and the like.
1、210 トナー製造装置
10、104 液滴形成ユニット(液滴形成手段)
11、312 液滴吐出ヘッド
12 気流通路
13、201 原料収容器
14 トナー組成液
15 液循環ポンプ
16、202 液供給管
17 液共通供給路
18 液柱共鳴液室
19、314 吐出孔
20、305 振動手段
21 トナー液滴
22 液戻り管
23 合着していない粒子
24 合着した粒子
30 乾燥捕集ユニット(粒子形成手段)
31、206 チャンバ
32、213 トナー捕集手段
33 下降気流
34 トナー捕集チューブ
35、214 トナー貯留手段
44 吐出孔の断面における接液面から吐出口に向かう角度
103 シュラウド気流出口
104 液滴形成ユニット
203 送液手段
204 バルブ
205 シュラウド気流
207 1次搬送気流
208 2次搬送気流
209 2次搬送気流導入口
212 誘導管
300 間接振動型吐出手段
301 圧電体
302、402 電極
303 振動発生手段
304 振動増幅手段
306 回路
307 駆動信号発生源
308 フレーム
309 トナー組成液供給口
310 薄膜
311 液流路
313 振動面
315 トナー組成液排出口
400 直接振動型吐出手段
401 円環状圧電体
403 円環状振動発生手段
500 軌跡
L 液柱共鳴液室18において固定端側のフレームの端部から液共通供給路17側の端部までの長さ
W 液柱共鳴液室18の幅
h1 液共通供給路17側のフレームの端部の高さh1
h2 液共通供給路17側の連通口の高さ
PG1、PG2、P1、P2 圧力計
1,210 Toner manufacturing apparatus 10, 104 Droplet forming unit (droplet forming means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 312 Droplet discharge head 12 Air flow path 13, 201 Raw material container 14 Toner composition liquid 15 Liquid circulation pump 16, 202 Liquid supply pipe 17 Liquid common supply path 18 Liquid column resonance liquid chamber 19, 314 Discharge hole 20, 305 Vibration Means 21 Toner droplet 22 Liquid return tube 23 Unattached particles 24 Adhered particles 30 Dry collection unit (particle formation means)
31, 206 Chamber 32, 213 Toner collecting means 33 Downstream air 34 Toner collecting tube 35, 214 Toner storage means 44 Angle from liquid contact surface to discharge outlet in cross section of discharge hole 103 Shroud airflow outlet 104 Droplet forming unit 203 Liquid feed means 204 Valve 205 Shroud airflow 207 Primary transport airflow 208 Secondary transport airflow 209 Secondary transport airflow inlet 212 Guide pipe 300 Indirect vibration type discharge means 301 Piezoelectric body 302, 402 Electrode 303 Vibration generating means 304 Vibration amplifying means 306 Circuit 307 Drive signal generation source 308 Frame 309 Toner composition liquid supply port 310 Thin film 311 Liquid flow path 313 Vibration surface 315 Toner composition liquid discharge port 400 Direct vibration type discharge means 401 Annular piezoelectric body 403 Annular vibration generation means 500 Trajectory L liquid Both pillars The length from the end of the frame on the fixed end side to the end on the liquid common supply path 17 side in the liquid chamber 18 W The width of the liquid column resonance liquid chamber 18 h1 The height of the end of the frame on the liquid common supply path 17 side h1
h2 Height of communication port on liquid common supply path 17 side PG1, PG2, P1, P2 Pressure gauge
Claims (8)
少なくとも1つの吐出孔から前記トナー組成液を吐出して液滴化する液滴形成工程と、
前記液滴化したトナー組成液中の前記有機溶剤を乾燥させて固化させる乾燥工程と、を含み、
前記結着樹脂が、少なくとも結晶性ポリエステル樹脂を含有し、前記結晶性ポリエステル樹脂が、液滴化する前のトナー組成液中に溶解し、
前記結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量が、15,000〜20,000であり、かつ前記結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度が、50℃〜67.3℃であり、
前記結晶性ポリエステル樹脂が、以下の条件(1)及び(2)の少なくともいずれかを満たす(ただし、結晶性部と非結晶性部とで構成され、前記結晶性部がポリウレタン樹脂であるブロック樹脂を除く。)ことを特徴とするトナーの製造方法。
(1)2価のアルコール成分を2種以上含有し、前記2価のアルコール成分のうちの2種が、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、及び1,6−ヘキサンジオールから選択される2種である。
(2)2価の酸成分を2種以上含有し、前記2価の酸成分うちの2種が、フマル酸、及び1,8−オクタンジカルボン酸である。 A toner composition liquid preparation step for preparing a toner composition liquid in which a toner composition containing at least a binder resin and a release agent is dissolved or dispersed in an organic solvent;
A droplet forming step of discharging the toner composition liquid from at least one discharge hole to form droplets;
A drying step of drying and solidifying the organic solvent in the dropletized toner composition liquid,
The binder resin contains at least a crystalline polyester resin, and the crystalline polyester resin is dissolved in the toner composition liquid before being formed into droplets;
The weight average molecular weight of the crystalline polyester resin is a 15,000-20,000, and the glass transition temperature of the crystalline polyester resin is, Ri 50 ℃ ~67.3 ℃ der,
The crystalline polyester resin satisfies at least one of the following conditions (1) and (2) (provided that the crystalline polyester resin is composed of a crystalline part and an amorphous part, and the crystalline part is a polyurethane resin) excluding.) the toner manufacturing method, characterized in that.
(1) It contains two or more divalent alcohol components, and two of the divalent alcohol components are 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, and 1,6-hexanediol. Two types to be selected.
(2) Two or more divalent acid components are contained, and two of the divalent acid components are fumaric acid and 1,8-octanedicarboxylic acid.
f=N×c/(4L)・・・式(3)(ただし、式中、Lは、液柱共鳴液室の長手方向の長さ、cは、トナー組成液の音波の速度、Nは、整数をそれぞれ表す。)f = N × c / (4L) (3) (where L is the length of the liquid column resonance liquid chamber in the longitudinal direction, c is the velocity of the sound wave of the toner composition liquid, and N is , Each representing an integer.)
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