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JP2004246334A - Manufacturing method of electrophotographic toner - Google Patents

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JP2004246334A
JP2004246334A JP2003396707A JP2003396707A JP2004246334A JP 2004246334 A JP2004246334 A JP 2004246334A JP 2003396707 A JP2003396707 A JP 2003396707A JP 2003396707 A JP2003396707 A JP 2003396707A JP 2004246334 A JP2004246334 A JP 2004246334A
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Japan
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toner
temperature
mixing
stirring
mixing device
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Application number
JP2003396707A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Noaki
浩 野秋
Kenichi Uehara
賢一 上原
Junya Koeda
淳也 小枝
Osamu Kozu
脩 神津
Yasuaki Tomioka
泰明 冨岡
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

【課題】トナー母体粒子の少なくとも表面近傍に帯電制御剤粒子が均一に固定化し離脱しにくい、電子写真用トナーの製造方法の提供にある。
【解決手段】少なくとも攪拌羽根を有する回転体と壁部に冷媒を流して温度調節するためのジャケットを具備し、混合容器形状が球状である流動攪拌型混合装置を用い、前記攪拌羽根を65〜115m/sの攪拌速度(周速度)で回転することによって、少なくとも結着樹脂、着色剤および離型剤とからなるトナー母体粉子と帯電制御剤とを攪拌混合して、トナー母体粉子表面に帯電制御剤を固定して電子写真用トナーを製造する方法。
【選択図】図3
An object of the present invention is to provide a method for producing a toner for electrophotography, in which charge control agent particles are uniformly fixed at least in the vicinity of the surface of toner base particles and are difficult to separate.
A rotating stirrer having at least a rotating body having stirring blades and a jacket for flowing a refrigerant to a wall to control the temperature, and using a fluidized stirring type mixing device having a spherical mixing container shape, wherein the stirring blades are 65-65. By rotating at a stirring speed (peripheral speed) of 115 m / s, a toner base powder composed of at least a binder resin, a colorant and a release agent and a charge controlling agent are stirred and mixed, and the surface of the toner base powder is mixed. A method for producing an electrophotographic toner by fixing a charge control agent to a toner.
[Selection diagram] FIG.

Description

本発明は、電子写真用トナーを製造する方法に関するものであり、特に、熱可塑性樹脂を主成分にし、低融点物質である離型剤を含有するトナー表面に表面処理用の帯電制御剤を打ち込み、確実かつ効率的に固定化する技術に関するものである。   The present invention relates to a method for producing an electrophotographic toner, and in particular, a charge control agent for surface treatment is injected into a toner surface containing a thermoplastic resin as a main component and a release agent that is a low-melting substance. And a technique for reliably and efficiently immobilizing.

従来から、複写機、プリンター等の画像形成装置において高画質が追求され、そのために画像形成用トナーは小粒化が進み、トナーに対し流動性の確保と均一帯電の確保が強く求められている。そのためにトナー粒子表面に各種外添剤を添加、混合、効率的に付着させる方法として各種方法が提案されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, high image quality has been pursued in image forming apparatuses such as copying machines and printers. For this reason, toner for image formation has been reduced in size, and it has been strongly required to ensure fluidity and uniform charging of the toner. For this purpose, various methods have been proposed as methods for adding, mixing and efficiently adhering various external additives to the surface of toner particles.

例えば、衝撃力を主とする機械的熱的エネルギーで表面処理剤の皮膜層をつくる方法(例えば、特許文献1参照)、瞬間的表面加熱処理により強固に表面処理剤を付着する方法(例えば、特許文献2参照)、2段羽根を備える球状容器にて表面処理樹脂をつくる方法(例えば、特許文献3参照)、微粉末を混合付着後、未付着物を除去する方法(例えば、特許文献4参照)等が提案されている。
すなわち、これらの公知技術によれば、熱可塑性樹脂の表面に表面処理剤を強く付着させるには品温を上昇させて樹脂表面を軟化させながら衝撃力を強めるか、積極的に樹脂表面を加熱することにより衝撃力を用いずに付着させる方法があること、及び未付着物が存在しやすいことを示唆している。
For example, a method of forming a film layer of a surface treatment agent using mechanical thermal energy mainly including an impact force (for example, see Patent Document 1), a method of firmly attaching the surface treatment agent by instantaneous surface heating treatment (for example, (See Patent Literature 2) A method of producing a surface-treated resin in a spherical container having two-stage blades (for example, see Patent Literature 3), and a method of removing unadhered matter after mixing and adhering fine powder (for example, Patent Literature 4) See, for example).
In other words, according to these known techniques, in order to strongly adhere the surface treating agent to the surface of the thermoplastic resin, it is necessary to increase the product temperature and soften the resin surface to increase the impact force, or to actively heat the resin surface. This suggests that there is a method of adhering without using an impact force, and that non-adhered matter is likely to be present.

更に、近年の電子写真用トナーは低温定着化が進み、トナーを構成する結着樹脂としてガラス転移温度の低いものが好んで用いられている。また、電子写真用トナーに低融点物質を含有させ、画像形成装置に対する離型性をトナーに持たせることが多くなった。
低融点物質を含有しガラス転移点温度の低い結着樹脂で構成されるトナー母体粒子に外添剤を付着させるために攪拌混合処理しようとする場合、トナーまたはトナー中の低融点物質が融解しない温度で処理しないと、低融点物質が溶け出しトナー物性が変化してしまう。また、融着により凝集物を形成するため、新たに分級、除去が必要になり効率的でない。
Further, in recent years, low temperature fixing of electrophotographic toner has progressed, and a binder resin having a low glass transition temperature has been favorably used as a binder resin constituting the toner. Further, a low melting point substance is contained in the toner for electrophotography, so that the toner has releasability from the image forming apparatus.
When agitating and mixing to adhere an external additive to toner base particles containing a low melting point substance and a binder resin having a low glass transition temperature, the toner or the low melting point substance in the toner does not melt. If the treatment is not performed at the temperature, the low-melting-point substance elutes and the physical properties of the toner change. In addition, since an aggregate is formed by fusion, new classification and removal are required, which is not efficient.

樹脂のガラス転移温度に着目し、比較的低温で攪拌混合し無機微粒子をトナー表面に付着させる方法が提案され、竪方円筒状処理槽を用いたヘンシェルミキサーで攪拌混合する技術が提案されている(例えば、特許文献5参照)。
流動性改善を目的にして、流動性助剤として表面処理剤をトナーに付着させて流動性を確保するためには、粒子表面に添加剤による凹凸を確保する必要があり、そのための適度な付着力を得るには適度な衝撃力が要求されるので、混合攪拌として、特許文献5に記載されるような、回転羽根の周速度が他のミキサーに比べ比較的速い竪方円筒状処理槽を用いたヘンシェルミキサーやハイスピードミキサーを用いた方法で実施することができる。
Focusing on the glass transition temperature of the resin, a method of stirring and mixing at a relatively low temperature to adhere inorganic fine particles to the toner surface has been proposed, and a technique of stirring and mixing with a Henschel mixer using a vertical cylindrical processing tank has been proposed. (For example, see Patent Document 5).
In order to improve the fluidity and to ensure the fluidity by attaching a surface treatment agent to the toner as a fluidity aid, it is necessary to secure the irregularities due to the additives on the particle surface. Since a moderate impact force is required to obtain the adhering force, a vertical cylindrical processing tank in which the peripheral speed of the rotating blades is relatively high as compared with other mixers as described in Patent Document 5 is used as mixing and stirring. It can be carried out by a method using a Henschel mixer or a high-speed mixer used.

しかしながら、電荷制御を目的とした表面処理剤の場合、トナーに付着させるだけでなく、トナー粒子表面に均一に表面処理剤の一部または全部を埋没させ、しっかりと固定化する必要があるため、これを実施するためには充分な衝撃力を与えられる攪拌速度で混合しなければならない。
帯電制御剤の固定化が不充分なトナーが存在すると、均一な摩擦帯電が得られず、カブリと称する画像汚れの原因となる。
低融点物質を含有しガラス転移点温度の低い結着樹脂で構成されるトナーに、電荷制御を目的とした表面処理を行なうためには、低融点物質が流出しない範囲での低温度で、かつ、固定化するに充分な衝撃力を与える必要がある。
However, in the case of a surface treatment agent for the purpose of charge control, it is necessary not only to adhere to the toner, but also to bury part or all of the surface treatment agent uniformly on the surface of the toner particles and to firmly fix the surface treatment agent. In order to do this, the mixing must be performed at a stirring speed that gives a sufficient impact force.
If toner having insufficient fixation of the charge control agent is present, uniform triboelectricity cannot be obtained, causing image fouling called fog.
To perform a surface treatment for charge control on a toner containing a low melting point material and a binder resin having a low glass transition temperature, a low temperature within a range where the low melting point substance does not flow out, and However, it is necessary to give a sufficient impact force for fixing.

低融点物質が流出しない範囲での低温度処理するためには、仕込量を減らす方法があるが、生産性が悪化する欠点がある。他の方法として混合装置ジャケットに処理粉体の温度を充分低温にできる温度の冷媒を流す方法があるが、混合装置内部が大気で充たされている場合、混合装置内部で結露という問題が発生し、被処理物が凝集し、均一な混合・帯電制御剤の固定化が不可能となる。   In order to perform low-temperature treatment within a range in which the low-melting-point substance does not flow out, there is a method of reducing the charged amount, but there is a disadvantage that productivity is deteriorated. As another method, there is a method of flowing a coolant at a temperature that can sufficiently lower the temperature of the processed powder into the jacket of the mixing device. However, when the inside of the mixing device is filled with the atmosphere, a problem of dew condensation inside the mixing device occurs. However, the object to be treated aggregates, and it becomes impossible to uniformly fix the mixing / charging control agent.

ヘンシェルミキサーとかハイスピードミキサー等のような混合装置は、攪拌底が平面の円筒形状であるため、図1に示されるように、高速攪拌すると装置内は乱流状態となり粉体の挙動は不均一となる。その結果、粉体が装置の底に滞留するのみならず、円筒壁面にも付着し易い欠点がある。また、回転羽根の周速度が実使用上、最大でも40m/secであるために、ヘンシェルミキサーやハイスピードミキサーの装置内では、充分に固定化することは困難であるのが実情である。
これらのミキサーよりも高速回転が可能である攪拌混合装置として、ハイブリダイザーが知られている(例えば、特許文献6参照)。
この攪拌混合装置を用いると、処理剤のトナー母体粒子への固定化は充分可能であるが、壁面に凹凸があり高速回転によりトナー母体粒子が装置壁面と衝突、摩擦、発熱するため、トナー母体粒子の一部が融着、凝集したり離型剤が露出してしまい、トナー物性が変化してしまう恐れがある。また、もともと発熱による2種以上の粒子の混合を目的としているため、充分な冷却機構を有していない。
したがって、低融点物質を含有しガラス転移点温度の低い結着樹脂で構成されるトナー母体粒子に、低融点物質が流出しない低温度範囲で処理するには、処理量を極端におとす必要があり、実質的には使用することができない。
Mixing devices such as Henschel mixers and high-speed mixers have a flat cylindrical stirring bottom, so high-speed stirring causes turbulence inside the device and uneven behavior of the powder, as shown in Fig. 1. It becomes. As a result, there is a disadvantage that the powder not only stays at the bottom of the apparatus but also easily adheres to the cylindrical wall surface. Further, since the peripheral speed of the rotating blade is 40 m / sec at the maximum in practical use, it is actually difficult to sufficiently fix the peripheral speed in a Henschel mixer or a high-speed mixer.
A hybridizer is known as a stirring and mixing device capable of rotating at a higher speed than these mixers (for example, see Patent Document 6).
When this stirring and mixing device is used, it is possible to sufficiently fix the processing agent to the toner base particles. However, since the toner base particles collide with the device wall due to irregularities on the wall surface and rotate at high speed, and generate heat, the toner base particles are heated. Some of the particles may be fused and aggregated, or the release agent may be exposed, and the physical properties of the toner may be changed. In addition, since it is intended to mix two or more kinds of particles due to heat generation, it does not have a sufficient cooling mechanism.
Therefore, in order to treat toner base particles containing a low melting point substance and a binder resin having a low glass transition point temperature in a low temperature range in which the low melting point substance does not flow, it is necessary to extremely reduce the amount of treatment. , Practically can not be used.

このように、低融点物質を含有しガラス転移点温度の低い結着樹脂で構成されるトナーに、低融点物質が流出しない低温度範囲で処理するためには、従来のミキサーでは攪拌混合処理を充分にできずにトナー粒子個々の表面処理状態にバラツキを生じ、トナー母体粒子の表面全体が処理されたトナー粒子と一部分が処理されたトナー粒子の混合物となり、粒子個々の摩擦帯電量が不均一になってしまうために複写時にカブリと称する画像汚れが発生したり、画像形成に寄与しないで回収されるトナー量が増大してしまう欠点がある。
また、表面処理剤の付着状態が弱いトナーでは、使用時に表面処理剤がトナーから遊離し易く、これが原因で感光体を傷つけたり、キャリアスペントして現像剤の機能を劣化させたりするといった問題が発生する。
As described above, in order to process a toner composed of a binder resin having a low melting point and a low glass transition point temperature in a low temperature range in which the low melting point substance does not flow out, a stirring and mixing process is performed by a conventional mixer. Insufficiently, the surface treatment state of each toner particle varies, and the entire surface of the toner base particles becomes a mixture of the treated toner particles and a part of the treated toner particles, and the triboelectric charge amount of each particle is uneven. Therefore, there is a disadvantage that image fouling called fog occurs at the time of copying, and the amount of toner collected without contributing to image formation increases.
In addition, in the case of a toner having a weak surface treatment agent attached thereto, the surface treatment agent is easily separated from the toner during use, which causes problems such as damaging the photoreceptor and deteriorating the function of the developer due to carrier spent. appear.

少なくとも熱可塑性樹脂、着色剤および離型剤で構成されるトナー母体粒子を作成する方法としては、例えば熱可塑性樹脂、着色剤および離型剤及び必要な各種添加剤を溶融混練後、粉砕・分級する粉砕法、あるいは熱可塑性樹脂、着色剤および離型剤を溶媒中に油滴として分散させ重合反応させる重合法などがある。
重合法においては帯電制御剤を油滴中に取り込むことが難しいので重合法でつくられた樹脂粉体へ帯電制御剤を均一に固定化し信頼性の高いトナーに仕上げる技術として必要不可欠である。
一方、従来のトナー材料を一体にして混練粉砕し製造されるトナーに対して、内添剤の一つで高価材料ある帯電制御剤はトナー表面に存在することにより帯電機能を発揮する。帯電制御剤を表面処理剤として表面に存在させることにより少量の帯電制御剤で必要な機能が発揮されコスト低減が期待される。
低融点物質を含有するトナー母体粒子の主として表面近傍に帯電制御剤を存在させてその機能を充分に発揮できるトナーの効率の良い製造法の出現が望まれているが、未だその提案がないまま今日に至っているのが実情である。
As a method for preparing toner base particles composed of at least a thermoplastic resin, a colorant and a release agent, for example, melt-kneading a thermoplastic resin, a colorant and a release agent and necessary various additives, followed by pulverization and classification Or a polymerization method in which a thermoplastic resin, a colorant, and a release agent are dispersed as oil droplets in a solvent and a polymerization reaction is performed.
In the polymerization method, it is difficult to incorporate the charge control agent into the oil droplets. Therefore, it is indispensable as a technique for uniformly fixing the charge control agent to the resin powder produced by the polymerization method and finishing the toner with high reliability.
On the other hand, with respect to a toner manufactured by kneading and pulverizing a conventional toner material integrally, a charge control agent, which is one of the internal additives and is an expensive material, exerts a charging function by being present on the toner surface. The presence of the charge control agent as a surface treatment agent on the surface can provide a necessary function with a small amount of the charge control agent, and is expected to reduce costs.
There has been a demand for an efficient production method of toner that can sufficiently exhibit its function by allowing a charge control agent to be present mainly in the vicinity of the surface of toner base particles containing a low-melting substance. It is the fact that we have reached today.

特開昭63−85756号公報JP-A-63-85756 特開平10−10781号公報JP-A-10-10781 特開平10−95855号公報JP-A-10-95855 特開昭63−139366号公報JP-A-63-139366 特開2000−267354号公報JP 2000-267354 A 特開平5−34971号公報JP-A-5-34971

本発明の課題は、低融点物質である離型剤を含有するトナー母体粒子の少なくとも表面近傍に帯電制御剤粒子が均一に固定化し離脱しにくい、電子写真用トナーの製造方法の提供にある。
また、本発明の課題は、低融点物質である離型剤を含有するトナー母体表面にさらに低融点物質が融着したり、トナー同士が凝集したりすることがなく、帯電制御剤が付着固定された、電子写真用トナーの製造方法の提供にある。
さらに、本発明の課題は、生産性に考慮し効率的に、帯電量が均一で現像剤劣化のない優れた電子写真用トナーの製造方法の提供にある。
An object of the present invention is to provide a method for producing a toner for electrophotography, in which charge control agent particles are uniformly fixed at least in the vicinity of the surface of toner base particles containing a release agent as a low-melting substance and are difficult to be separated.
Another object of the present invention is to prevent the low-melting substance from further fusing to the surface of the toner base containing the releasing agent, which is a low-melting substance, or to agglomerate the toners, and to fix and fix the charge controlling agent. To provide a method for producing a toner for electrophotography.
It is a further object of the present invention to provide a method for efficiently producing an electrophotographic toner having a uniform charge amount and no deterioration of a developer in consideration of productivity.

上記課題は、本発明の(1)「少なくとも攪拌羽根を有する回転体と壁部に冷媒を流して温度調節するためのジャケットを具備し、混合容器形状が球状である流動攪拌型混合装置を用い、前記攪拌羽根を65〜115m/sの攪拌速度(周速度)で回転することによって、少なくとも結着樹脂、着色剤および離型剤とからなるトナー母体粉子と帯電制御剤とを攪拌混合して、トナー母体粉子表面に帯電制御剤を固定して電子写真用トナーを製造する方法であって、該装置設置環境温度以下の冷媒を前記ジャケットおよび攪拌羽根内部に流し、かつ混合装置内に露点温度が冷媒温度未満の乾燥気体を供給して混合装置内の空気を強制置換しながら、Tg−10>T>Tg−35(Tg:樹脂粉体のガラス転移温度(℃))のような関係になるような装置内雰囲気温度(T℃)で攪拌することを特徴とする電子写真用トナーの製造方法」、(2)「前記流動攪拌型混合装置内の攪拌羽根が70〜100m/sの攪拌速度(周速度)で攪拌して、帯電制御剤を固定化することを特徴とする前記第(1)項に記載の電子写真用トナーの製造方法」、(3)「前記混合装置の冷却用冷媒を−5〜15℃の任意の一定温度に保ち、トナー母体粉子と帯電制御剤を攪拌することを特徴とする前記第(1)項又は第(2)項に記載の電子写真用トナーの製造方法」、(4)「前記混合装置内部の空気を強制置換するために用いる乾燥気体を、攪拌羽根の回転軸と混合槽の回転軸シール部から導入することを特徴とする前記第(1)項乃至第(3)項のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法」、(5)「前記混合装置内部より強制置換された気体を、混合装置の上部から内部に垂直に貫通した中空の内装管より排出することを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法」、(6)「混合装置内部空気を置換するのに、気体の露点温度<ジャケット冷媒温度−5℃の関係にある乾燥気体を使用することを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法」、(7)「前記混合装置のジャケットに室温以上の冷媒を通水可能であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(6)項のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法」、(8)「前記攪拌羽根は放射状に位置する羽根車であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(7)項のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法」、(9)「トナー母体粉子の攪拌混合量が、混合に用いる容器量の0.2〜0.6倍であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(8)項のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法」、(10)「トナー母体粉子の平均粒径が3〜7.5μmであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(9)項のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法」、(11)「前記電荷制御剤の1次粒子径が、5nm〜300nmであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(10)項のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法」によって達成される。   The object of the present invention is to use (1) a fluid-stirring type mixing apparatus having at least a rotating body having stirring blades and a jacket for flowing a refrigerant to a wall to adjust the temperature and having a spherical mixing vessel shape. By rotating the stirring blade at a stirring speed (peripheral speed) of 65 to 115 m / s, the toner base powder including at least the binder resin, the colorant, and the release agent is stirred and mixed with the charge control agent. A method for manufacturing a toner for electrophotography by fixing a charge control agent to the surface of the toner base powder, wherein a refrigerant having a temperature equal to or lower than the installation environment temperature is flowed into the jacket and the stirring blade, and the mixture is supplied into the mixing device. Tg-10> T> Tg-35 (Tg: glass transition temperature of resin powder (° C.)) while supplying dry gas having a dew point temperature lower than the refrigerant temperature to forcibly replace air in the mixing device. It will be a relationship A method for producing an electrophotographic toner characterized by stirring at an ambient temperature (T ° C.) in a simple apparatus ”, (2)“ A stirring blade in the fluid stirring type mixing apparatus has a stirring speed of 70 to 100 m / s ( (3) The method for producing an electrophotographic toner according to the item (1), wherein the charge controlling agent is fixed by stirring at a peripheral speed). The production of the toner for electrophotography according to the above item (1) or (2), wherein the toner base powder and the charge control agent are stirred while maintaining an arbitrary constant temperature of −5 to 15 ° C. Method (4), wherein the dry gas used to forcibly replace the air inside the mixing device is introduced from the rotary shaft of the stirring blade and the rotary shaft seal of the mixing tank. The method for producing the electrophotographic toner according to any one of the items (3) to (3) ” (5) The above-mentioned items (1) to (4), wherein the gas which has been forcibly replaced from the inside of the mixing device is discharged from a hollow interior pipe vertically penetrating into the inside from the upper portion of the mixing device. Item 6. A method for producing an electrophotographic toner according to any one of the above items), (6) "Dry gas having a relationship of gas dew point temperature <jacket refrigerant temperature-5 ° C is used to replace air inside the mixing device." The method for producing an electrophotographic toner according to any one of the above items (1) to (5) ", (7)" a refrigerant at room temperature or higher can flow through the jacket of the mixing device. (8) The method for producing an electrophotographic toner according to any one of (1) to (6), wherein the stirring blades are radially positioned impellers. Any one of the above items (1) to (7) (9) The method according to (1), wherein the stirring and mixing amount of the toner base powder is 0.2 to 0.6 times the container amount used for mixing. (1) The method for producing a toner for electrophotography according to any one of the above items (1) to (8) ", (10) wherein the average particle size of the toner base powder is 3 to 7.5 m. (11) The method for producing an electrophotographic toner according to any one of the above items (1) to (9), (11) wherein the primary particle diameter of the charge control agent is 5 nm to 300 nm. The method for producing an electrophotographic toner according to any one of the above items (1) to (10) ".

本発明の製造方法では、混合容器形状が球状である流動攪拌型混合装置を用い、Tgを基準とした適当な温度範囲で、且つ速い攪拌速度で攪拌混合することで、従来法と比較して、核となる樹脂粉末に帯電制御剤を効率良く固定化することが可能となり、混合装置のジャケットへの媒体温度と、混合装置への導入気体の露点温度を適切な領域に定めることにより生産性を高めことが可能となったのである。
特に、本発明による製造法は、電子写真用トナー製造の際にトナー母体となる離型剤を含有する樹脂粉体へ帯電制御剤を比較的低温で均一な状態に固定化でき、得られたトナーを複写機に使用すると、安定した帯電性を有し、感光体や現像ローラ等に対するフィルミング汚染が防止され、キャリアへのスペントが起こらない長期複写性等に優れた効果を発揮するトナーを提供するものである。
In the production method of the present invention, by using a fluid stirring type mixing apparatus having a spherical shape in a mixing vessel, and mixing at an appropriate temperature range based on Tg and at a high stirring speed, compared with the conventional method, In addition, the charge control agent can be efficiently fixed to the core resin powder, and the productivity can be improved by setting the temperature of the medium to the jacket of the mixing device and the dew point temperature of the gas introduced into the mixing device in appropriate ranges. Can be increased.
In particular, the production method according to the present invention was able to immobilize the charge control agent in a uniform state at a relatively low temperature on the resin powder containing the release agent that becomes the toner base during the production of the toner for electrophotography. When a toner is used in a copying machine, a toner that has a stable chargeability, prevents filming contamination on a photoreceptor and a developing roller, and has an excellent effect on long-term copying without causing spent on a carrier. To provide.

本発明は、離型剤を含有する樹脂粉体と表面処理剤を、容器形状が球形である混合機を用い、混合機の攪拌速度・樹脂のTgと混合処理温度の関係並びに、混合容器のジャケットへ供給する温度調節用冷媒温度・混合槽内へ強制置換する気体の露点温度の関係を特定にすることによって、比較的低温で攪拌混合し、離型剤を含有するガラス転移温度の低い樹脂に対しても帯電制御剤を均一状態な状態に固定化させ、効率的に表面処理樹脂粉体を製造する方法である。   The present invention relates to a method of mixing a resin powder containing a release agent and a surface treatment agent, using a mixer having a spherical container shape, the relationship between the stirring speed of the mixer, the Tg of the resin and the mixing temperature, and the mixing container. By specifying the relationship between the temperature of the refrigerant for temperature control supplied to the jacket and the dew point of the gas to be forcibly replaced in the mixing tank, the resin is stirred and mixed at a relatively low temperature and contains a release agent and has a low glass transition temperature. In this method, the charge control agent is immobilized in a uniform state to efficiently produce the surface-treated resin powder.

近年の電子写真画像形成プロセスにおける低温定着化に伴い、用いられるトナーの低融点化が進んでおり、トナー母体粒子を構成する樹脂として、50〜70℃程度のガラス転移温度Tgを有するものが、通常好ましく使用されている。
攪拌混合により品質を落とさず、樹脂粉体に効率良く帯電制御剤を固定化するためには、Tgを基準にTg−35〜Tg−10℃の温度範囲で処理するのが望ましい。
T<Tg−35℃になると、攪拌羽根と粉体または粉体同士の衝突による発熱が全くない状態、つまり充分な固定化がなされていない場合が出てくる。逆に、T>Tg−10℃では発熱量が冷却能力を上回っている状態であり、例えば電子写真用トナーでは樹脂粉粒子に含まれる離型剤が粒子表面に露出してしまうことがある。
このようなトナーは保存性が低下し、画像形成装置内を汚すといった不具合が起こる。また、低融点物質が溶け出し、融着によりトナーの凝集物を形成するため、電子写真用トナーとして用いるには新たに分級、除去が必要になって、効率的でない。
With the low-temperature fixing in the electrophotographic image forming process in recent years, the melting point of the toner used has been lowered, and as a resin constituting the toner base particles, a resin having a glass transition temperature Tg of about 50 to 70 ° C. Usually, it is preferably used.
In order to efficiently fix the charge control agent to the resin powder without deteriorating the quality by stirring and mixing, it is desirable to perform the treatment in a temperature range of Tg-35 to Tg-10 ° C. based on Tg.
When T <Tg−35 ° C., there is a case where there is no heat generation due to collision between the stirring blade and the powder or between the powders, that is, a case where the fixing is not sufficiently performed. Conversely, when T> Tg−10 ° C., the calorific value exceeds the cooling capacity. For example, in the case of an electrophotographic toner, the release agent contained in the resin powder particles may be exposed on the particle surface.
Such a toner has a problem that storage stability is reduced and the inside of the image forming apparatus is stained. Further, since the low-melting-point substance melts out and forms toner aggregates by fusing, new classification and removal are required for use as an electrophotographic toner, which is not efficient.

本発明の製造法に用いられる流動攪拌型混合装置は混合容器形状が球状であり、底部に少なくとも回転体が配置され、その回転体には複数の攪拌羽根が設けられている。
前記回転体を回転することによって、攪拌槽内でトナー母体粒子と帯電制御剤のような表面処理剤粒子(両者の粒子を粉体と総称する)とが攪拌混合され、粉体は回転体上から気流に乗り槽壁に向かった後、槽壁に沿って上方に流れ、その後槽壁の頂点部から回転体の中央部に戻るように還流し、還流中相互に衝突し、その結果トナー母体粒子表面に表面処理剤粒子が付着し固定されて、所望のトナーが製造される。
The fluidized stirring type mixing apparatus used in the production method of the present invention has a spherical shape in a mixing vessel, and at least a rotating body is disposed at the bottom, and the rotating body is provided with a plurality of stirring blades.
By rotating the rotating body, the toner base particles and the surface treating agent particles such as a charge control agent (both particles are collectively referred to as powder) are stirred and mixed in the stirring tank, and the powder is placed on the rotating body. After flowing toward the tank wall, the air flows upward along the tank wall, then returns from the top of the tank wall to the center of the rotating body, collides with each other during the reflux, and as a result, the toner matrix The surface treatment agent particles adhere to the particle surfaces and are fixed, whereby a desired toner is manufactured.

本発明に用いられる流動攪拌型混合装置としては、前述のように、装置の内壁として突出した部位が存在しないことが好ましく、回転体の周囲の内壁から突出したり、凹凸が内壁に存在しない球形のものが好ましい。
壁面に凹凸がある混合装置、例えば、特開平5−34971号公報に記載があるハイブリダイザーの場合、高速回転によってトナー母体粒子が混合装置壁面と衝突、摩擦、発熱するため、トナー母体粒子の一部が融着、凝集したり離型剤が露出してしまい、トナー物性が変化してしまう恐れがある。
装置内壁面の突出部位がある場合、その突出高さが1mm以下であることが好ましく、0.5mm以下であればより好ましい。
この滑らかな内壁を高速で粉体が流動することによって、トナー母体粒子のさらなる粉砕も進行せずに、均一に粉体の表面を処理することができる。
内壁に突起があり滑らかでないと、高速気流に乱流が生じ易く、粒子の余分な粉砕や、粒子表面の局所的融解、粉体への処理の均一性の欠如(粒子間へ与えられるエネルギーのばらつき)が生じやすい。
As described above, the fluid stirring type mixing device used in the present invention preferably has no projecting portion as the inner wall of the device, and projects from the inner wall around the rotating body, or has a spherical shape having no irregularities on the inner wall. Are preferred.
In the case of a mixing device having an uneven wall surface, for example, a hybridizer described in JP-A-5-34971, the toner base particles collide with the mixing device wall surface due to high-speed rotation, generate friction, and generate heat. There is a possibility that the part is fused and aggregated, or the release agent is exposed, so that the physical properties of the toner are changed.
When there is a projecting portion on the inner wall surface of the device, the projecting height is preferably 1 mm or less, more preferably 0.5 mm or less.
When the powder flows at a high speed on the smooth inner wall, the surface of the powder can be uniformly treated without further pulverization of the toner base particles.
If the inner wall has projections and is not smooth, turbulence is likely to occur in the high-speed airflow, excessive pulverization of the particles, local melting of the particle surface, lack of uniformity in the processing of the powder (the energy applied between the particles Variation).

本発明で意味する装置内壁面からの突出部位を形成するものとして、例えば内部温度を測定するためのセンサー、あるいは粉体が内壁に付着したりすることを防止する回転体の軸の方向に突出した部材は、含まれない。
さらに好ましい攪拌装置の形態は、その装置が円筒形や平面の内壁を有しない略球体であり、連続した曲面を形成したものが好ましい。
この連続した曲面以外に、粉体排出装置や気体排出口などは含まれない。このような連続した曲面は安定した乱れのない高速気流を生み出し、処理する樹脂粉体を含む粒子間に与えるエネルギーの均一性を生み出す。例えばQ型ミキサー(三井鉱山社製)が適当な例として挙げられる。
For example, a sensor for measuring the internal temperature, or a protrusion in the direction of the axis of the rotating body for preventing powder from adhering to the inner wall, as a part forming a protruding portion from the inner wall surface of the device in the present invention. Excluded members are not included.
A more preferable form of the stirring device is a device in which the device is a substantially spherical body having no cylindrical or flat inner wall and has a continuous curved surface.
Except for the continuous curved surface, a powder discharge device, a gas discharge port, and the like are not included. Such a continuous curved surface creates a stable and turbulent high-speed airflow, and creates uniformity of energy applied between particles including the resin powder to be treated. For example, a Q-type mixer (made by Mitsui Mining Co., Ltd.) is mentioned as a suitable example.

図2は、球状壁を有する装置の概略図で、矢印は装置内における粉体の還流軌跡を表わしている。この図に基づいてさらに詳しく説明する。
球状壁を有する装置を用いて、攪拌羽根による2種以上の粉体の混合を行なった場合、装置内における粉体の挙動は、先ず装置底部の攪拌羽根と衝突することによって、大きな遠心力を受け、装置内壁面方向に打ち出され、次に攪拌羽根の高速回転によって生み出された高速気流によって内壁面に沿って頂部まで達し、更に頂部から回転軸へ向かって下降する高速気流に乗って攪拌羽根上まで運ばれ、再び打ち出され還流が繰り返される。
FIG. 2 is a schematic view of a device having a spherical wall, and arrows represent the trajectories of powder reflux in the device. This will be described in more detail with reference to FIG.
When two or more kinds of powders are mixed by a stirring blade using a device having a spherical wall, the behavior of the powder in the device firstly collides with the stirring blade at the bottom of the device, thereby causing a large centrifugal force. Receiving the water and then struck toward the inner wall surface of the device, and then reach the top along the inner wall surface by the high-speed airflow generated by the high-speed rotation of the stirring blade, and further ride on the high-speed airflow descending from the top toward the rotating shaft, thereby stirring the stirring blade. It is carried to the upper part, and it is launched again and the circulation is repeated.

したがって、本発明においてはこのような粉体の還流軌跡を生起するような攪拌装置として、粉体が混合攪拌し還流する装置の壁の最も好ましい形である球状混合容器を用いることにより粉体は常に安定して循環することとなり、従来の竪型円筒状混合機の欠点であった容器底部での滞留はなく、均一な処理が行なわれることになる。混合容器の形状が球状である装置として、例えばQ型ミキサー(三井鉱山社製)が適当な例として挙げられる。   Therefore, in the present invention, the use of a spherical mixing vessel, which is the most preferable shape of the wall of the device for mixing and stirring and refluxing the powder, is used as the stirring device for generating such a powder trajectory. Circulation is always performed stably, and there is no stagnation at the bottom of the container, which is a drawback of the conventional vertical cylindrical mixer, and uniform processing is performed. As a device having a spherical mixing vessel, for example, a Q-type mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) is mentioned as a suitable example.

高速で攪拌混合すると、粉体には衝撃力を初めとする様々な力がかかり、余剰となったエネルギーは熱エネルギーとして放出されるため、装置内部温度が上昇する。内部温度が上昇し過ぎるとトナー母体粒子の一部が融解したり、離型剤が露出してしまい品質に悪影響を及ぼすことになる。
本発明に用いられる球状壁を有する装置としては、そのような発熱を抑えるために、図3に示されるように、装置外側にジャケットを有する二重構造をとり、冷媒体を流せるようなものが用いられる。
攪拌羽根によって打ち出された粉体は高速気流によって壁面に沿いながら一度頂部まで運ばれるため、その間に冷却される。また高速で回転する攪拌羽根も冷媒の通水により冷却される。したがって内部温度の上昇を抑えながら効率良く表面処理ができる。
When the powder is stirred and mixed at high speed, various forces including impact force are applied to the powder, and excess energy is released as heat energy, so that the temperature inside the device increases. If the internal temperature rises excessively, a part of the toner base particles will be melted, or the release agent will be exposed, adversely affecting the quality.
As a device having a spherical wall used in the present invention, in order to suppress such heat generation, as shown in FIG. 3, a device having a double structure having a jacket on the outside of the device and capable of flowing a cooling medium is used. Used.
The powder ejected by the stirring blade is once transported to the top along the wall surface by the high-speed airflow, and is thereby cooled. Further, the stirring blade rotating at high speed is also cooled by the flow of the refrigerant. Therefore, surface treatment can be performed efficiently while suppressing an increase in the internal temperature.

流動攪拌型混合装置内における攪拌速度(周速度)を、65〜115m/s、好ましくは70〜100m/sにして行なうと、個々の粒子に大きな衝撃力を与え、更にその衝撃力によって打ち出された粒子は大きな速度を持つため装置内を高速で運動でき、トナー母体への帯電制御剤の固定化がなされる。65m/s未満の攪拌速度では衝撃力が不足し、帯電制御剤をトナー母体に確実に固定化することが難しい。115m/sを超えるとトナー母体の発熱が大きくなりTg−10℃を保つことが困難となる。   When the stirring speed (peripheral speed) in the fluidized stirring type mixing device is set to 65 to 115 m / s, preferably 70 to 100 m / s, a large impact force is applied to each particle, and the particles are further ejected by the impact force. Since the particles have a large velocity, they can move at high speed in the apparatus, and the charge control agent is fixed to the toner matrix. If the stirring speed is less than 65 m / s, the impact force is insufficient, and it is difficult to reliably fix the charge control agent to the toner base. If it exceeds 115 m / s, the heat generated by the toner matrix increases, and it becomes difficult to maintain Tg-10 ° C.

Tg−10>T>Tg−35(Tg:樹脂粉体のガラス転移温度(℃))のような関係になるような混合装置内雰囲気温度(T℃)で攪拌するためには、高速攪拌混合による発熱にともなう温度上昇を抑えことが効果的である。
該混合装置設置環境温度以下の冷媒を混合装置のジャケット部に流すことにより温度上昇がおさえられる。
さらに好ましい冷媒温度は、−5〜15℃の任意の温度である。冷媒温度を−5℃未満とした場合、冷却効果は大きいが混合容器内部で結露が発生しやすく、結露によりトナー母体粒子の凝集が発生し、均一な混合が困難となる。冷媒温度を該装置設置環境温度以上とした場合、樹脂粉体の冷却を充分に行なうことができず、処理温度がTg−10℃の範囲を超えるため、高速の攪拌混合を行なうことが困難となる。通常の該装置設置環境温度において攪拌混合処理する場合の冷媒温度は15℃以下が望ましい。より好ましくは、−5℃以下である。
In order to stir at an atmosphere temperature (T ° C.) in a mixing apparatus such that Tg-10>T> Tg-35 (Tg: glass transition temperature (° C.) of resin powder), high-speed stirring and mixing are performed. It is effective to suppress a rise in temperature due to heat generation due to heat.
The temperature rise can be suppressed by flowing a refrigerant having a temperature equal to or lower than the mixing device installation environment temperature to the jacket portion of the mixing device.
A more preferable refrigerant temperature is any temperature of -5 to 15 ° C. When the refrigerant temperature is lower than −5 ° C., although the cooling effect is large, dew condensation easily occurs inside the mixing container, and aggregation of the toner base particles occurs due to the dew condensation, making uniform mixing difficult. If the temperature of the refrigerant is higher than the environment temperature of the apparatus, the resin powder cannot be sufficiently cooled, and the processing temperature exceeds the range of Tg-10 ° C. Become. It is desirable that the temperature of the refrigerant in the case of performing the stirring and mixing process at the normal environment temperature of the apparatus installation is 15 ° C. or less. More preferably, it is -5C or less.

攪拌混合装置のジャケットに冷媒を流すことによって、混合装置内部表面は冷媒とほぼ同等温度まで冷やされ、トナー母体粒子の過剰温度上昇を防止するが、この際混合装置内部に存在する気体も冷やされ、温度・湿度の条件によっては混合槽内部に結露が発生する場合がある。結露が発生した状態で攪拌混合処理をすると粉体を凝集させてしまう。
これを防止するために、露点温度がジャケットに流す冷媒温度未満の乾燥気体を用い、混合装置内部の気体を強制置換しながら攪拌混合することが効果的である。更に好ましくは、気体の大気圧下での露点温度<ジャケット冷媒温度−5℃の関係になる気体を使用して強制置換することが有効である。
By flowing the cooling medium through the jacket of the stirring and mixing apparatus, the internal surface of the mixing apparatus is cooled to a temperature substantially equal to that of the cooling medium, and the excessive temperature increase of the toner base particles is prevented.At this time, the gas existing inside the mixing apparatus is also cooled. Depending on the conditions of temperature and humidity, condensation may occur inside the mixing tank. If the stirring and mixing process is performed in a state where dew condensation has occurred, the powder will aggregate.
In order to prevent this, it is effective to use a dry gas whose dew point temperature is lower than the refrigerant temperature flowing through the jacket and stir and mix while forcibly replacing the gas inside the mixing device. More preferably, it is effective to forcibly replace the gas with a gas that satisfies the relationship of dew point temperature at atmospheric pressure of the gas <jacket refrigerant temperature−5 ° C.

気体の大気圧下での露点温度<ジャケット冷媒温度−5℃の関係になる気体を用いることにより、攪拌混合環境(温度・湿度)の変動に左右されず安定した製造が可能となる。気体の大気圧下での露点温度<ジャケット冷媒温度−10℃の関係の乾燥気体がさらに好ましい。
冷媒温度との関係から、乾燥気体の大気圧下での露点温度の範囲は少なくとも13℃以下となるが、好ましくは−10℃以下である。
乾燥気体は、図5に示すように、取り込んだ空気を、コンプレッサー、ドライヤーを経て乾燥処理を行い、所定の露点温度に調整され他後、混合装置内部の置換に用いられる。
乾燥処理後の空気の温度としては、装置内温度に影響を与えないよう、15℃以下に調整されていることが望ましい。
By using a gas that satisfies the relationship of dew point temperature of gas under atmospheric pressure <jacket refrigerant temperature−5 ° C., stable production can be performed without being affected by fluctuations in the stirring and mixing environment (temperature and humidity). Dry gas having a relation of dew point temperature of gas under atmospheric pressure <jacket refrigerant temperature−10 ° C. is more preferable.
From the relationship with the refrigerant temperature, the range of the dew point temperature of the dry gas under the atmospheric pressure is at least 13 ° C. or less, and preferably -10 ° C. or less.
As shown in FIG. 5, the dried gas is subjected to a drying process through a taken-in air through a compressor and a drier, adjusted to a predetermined dew point temperature, and used for replacement inside the mixing device.
The temperature of the air after the drying treatment is desirably adjusted to 15 ° C. or less so as not to affect the temperature inside the apparatus.

混合装置内部の空気を強制置換するために用いる乾燥気体は、図3に示されるように、攪拌羽根の回転軸シール部から導入することが望ましい。攪拌羽根近傍から乾燥気体を導入することによって、混合容器内で気体が容易に分散し、なおかつ容器の中心近傍より導入されるため容器内の気流を乱すことなく均一攪拌混合が確保される。   As shown in FIG. 3, it is desirable that the dry gas used to forcibly replace the air inside the mixing apparatus is introduced from the rotary shaft seal of the stirring blade. By introducing the dry gas from the vicinity of the stirring blade, the gas is easily dispersed in the mixing vessel, and is introduced from the vicinity of the center of the vessel, so that uniform stirring and mixing is ensured without disturbing the gas flow in the vessel.

前記混合装置内部より強制置換された気体を排出する個所としては気体と粉体の分離が容易であること、容器内の還流軌跡を乱さない個所であることが適切である。
図3に示されるように、混合装置の上部から内部に垂直に貫通した中空の内装管より排出することによって、容器内の粉流体の流れと排出気体の流れが逆方向になるため容器内の気体と粉体との分離が容易になる。
また、容器の中心部に位置させることによって、容器内粉流体の流れに乱れを防止することができ、効果的に置換され気体が排出される。
It is appropriate that the gas that has been forcibly displaced from the inside of the mixing device be discharged from the mixing device so that the gas and the powder can be easily separated, and that the gas does not disturb the reflux trajectory in the container.
As shown in FIG. 3, by discharging from the hollow interior pipe vertically penetrating from the upper part of the mixing device to the inside, the flow of the powder fluid in the container and the flow of the exhaust gas are in opposite directions, so that Separation of gas and powder becomes easier.
In addition, by being located at the center of the container, the flow of the powder fluid in the container can be prevented from being disturbed, and the gas can be effectively replaced and discharged.

長期的に乾燥気体の供給停止を行なう場合、または混合槽を空け残留粉体の除去を行なう際にはジャケットおよび攪拌羽根に充満した冷媒を、すくなくとも室温以上の冷媒で置きかえることにより混合槽内部の結露を防止でき、残留粉体の凝集と混合槽内壁の濡れを防止可能である。この室温以上の冷媒としては、クーリングタワー水等を用いることができる。   When the supply of dry gas is stopped for a long time, or when the mixing tank is emptied and the residual powder is removed, the refrigerant filled in the jacket and the stirring blade is replaced with a refrigerant at least at room temperature or higher to replace the inside of the mixing tank. Dew condensation can be prevented, and coagulation of residual powder and wetting of the inner wall of the mixing tank can be prevented. Cooling tower water or the like can be used as the refrigerant at room temperature or higher.

母体粒子に表面処理剤を固定化するためには、羽根と粒体または粒子同士の衝突回数を増し、更には大きな遠心力で内壁面方向に打ち出すことが重要なため、攪拌羽根を高速で回転させ充分な衝撃力を粉体に与えなくてはならない。
回転している羽根と衝突した際に羽根から粉体が受ける衝撃力は、回転方向成分が最大となるため、攪拌羽根の形状としてなるべく多くの回転方向成分の力を粉体に伝達できるようなものであることが望ましく、その例として図4に示したような回転方向に垂直な面を持つ羽根を複数枚設け、放射状に配置された攪拌羽根が望ましい。
In order to immobilize the surface treatment agent on the base particles, it is important to increase the number of collisions between the blades and the particles or particles, and furthermore, to eject the particles toward the inner wall surface with a large centrifugal force. And give sufficient impact force to the powder.
The impact force received by the powder from the blade when colliding with the rotating blade is such that the component in the rotation direction is the largest, so that as much as possible the force of the rotation direction component can be transmitted to the powder as a shape of the stirring blade. For example, a plurality of blades having surfaces perpendicular to the rotation direction as shown in FIG. 4 are provided, and stirring blades arranged radially are preferable.

形状容器内を高速気流によって流動する粉体は、容器頂部から攪拌羽根上に直下してくるため、回転方向に対して垂直な平面を有する羽根車は衝撃力をすべて回転方向成分として粉体に転嫁できる。
したがって、本発明における羽根車を用いれば回転によるエネルギーを最大限活用することができる。
また、羽根の枚数は、粉体との衝突確率、つまり使用する回転数と容器容量で決まるが、装置容量が20〜150リットルでは4〜12枚が好ましい。
Since the powder flowing by the high-speed air flow in the shape container comes directly down from the top of the container onto the stirring blade, the impeller having a plane perpendicular to the rotation direction converts all impact forces into powder as a component in the rotation direction. You can pass on.
Therefore, if the impeller according to the present invention is used, the energy due to rotation can be utilized to the maximum.
The number of blades is determined by the probability of collision with the powder, that is, the number of rotations used and the capacity of the container, and preferably 4 to 12 when the device capacity is 20 to 150 liters.

本発明に用いられる流動攪拌型混合装置内では、粉体は常に循環しているが、仕込み量が少ないとトナー母体粒子のほとんどは装置壁面に付着してしまい、攪拌効率が上がらないばかりか収量が少なくなってしまう。また、付着したままのトナー母体粒子は未処理の状態となるため、でき上がりの混合物に未処理物が混入する恐れがある。
仕込み量を容器容量の0.2倍以上にすると、循環するトナー母体粒子のセルフクリーニング機構が働いて、トナー母体粒子自身で付着を掻き落とすため、付着したままで処理されないトナー母体粒子をなくし、均一に処理されてトナーが製造可能となる。
仕込み量を増やすと粉体の発熱が大きくなり、槽壁よりの冷却効果が均一にいきわたらず部分的に粉体の温度が上昇しトナー母体より低融点物質が溶け出し、トナー品質に影響を及ぼす傾向があるために、仕込み量は容器容量の0.6倍以下にすることが望ましい。
粉体を均一に循環させ最適な攪拌効率を得るためには、仕込み量は容器容量の0.2〜0.6倍であることが好ましく、特に、0.3〜0.4倍であることがより好ましい。
In the fluidized stirring type mixing device used in the present invention, the powder is constantly circulating. However, if the charged amount is small, most of the toner base particles adhere to the device wall, and not only the stirring efficiency is not improved but also the yield is improved. Will decrease. Further, since the toner base particles that have been adhered are in an unprocessed state, there is a possibility that the unprocessed substance may be mixed into the resulting mixture.
When the charged amount is 0.2 times or more of the container capacity, the self-cleaning mechanism of the circulating toner base particles operates to scrape off the adhesion by the toner base particles themselves, so that the toner base particles which are not processed while being attached are eliminated. The toner is uniformly processed and can be manufactured.
If the charge amount is increased, the heat generated by the powder increases, the cooling effect from the tank wall does not reach uniformity, the temperature of the powder partially rises, and the low-melting substance melts out of the toner matrix, affecting the toner quality. Therefore, it is desirable that the charged amount be 0.6 times or less the container capacity.
In order to circulate the powder uniformly and to obtain the optimum stirring efficiency, the charged amount is preferably 0.2 to 0.6 times the container capacity, particularly 0.3 to 0.4 times. Is more preferred.

本発明に用いられる上記のような粉体の還流軌跡を生起するような攪拌型混合装置で処理されるトナー母体粒子としては、体積平均粒径Dvが3〜7.5μmであるものが好ましい。Dvが3μmより小さいと粉体の質量が小さ過ぎるため、攪拌羽根によって付与できるエネルギー量では固定化困難である。また、Dvが7.5μmより大きいと粒子の解砕が起こり、処理後のDvが変化するばかりか、品質に影響を及ぼすことになる。   As the toner base particles to be processed by the stirring type mixing device that generates the above-mentioned powder recirculation locus used in the present invention, those having a volume average particle diameter Dv of 3 to 7.5 μm are preferable. When Dv is less than 3 μm, the mass of the powder is too small, so that it is difficult to fix the amount of energy that can be provided by the stirring blade. On the other hand, if Dv is larger than 7.5 μm, the particles will be crushed, and not only will the Dv after treatment change, but also affect the quality.

本発明に用いられる流動攪拌型混合装置において、トナー母体粒子表面に付着処理に用いられる帯電制御剤としては、一次粒子径が5〜300nmであるものが好ましい。
一次粒子径が5nmより小さいと、質量が小さ過ぎて攪拌装置内を浮遊して、付着処理が困難になる傾向がある。また、一次粒子径が300nmより大きいとトナー母体粒子の表面積に対する付着断面積が大き過ぎるため、充分に付着されず遊離する場合があって、品質に影響を及ぼす。
In the fluidized stirring type mixing apparatus used in the present invention, the charge control agent used for the adhesion treatment on the surface of the toner base particles preferably has a primary particle diameter of 5 to 300 nm.
If the primary particle diameter is smaller than 5 nm, the mass is too small and the particles float in the stirrer, and the adhesion treatment tends to be difficult. On the other hand, if the primary particle diameter is larger than 300 nm, the adhesion cross-sectional area with respect to the surface area of the toner base particles is too large.

帯電制御剤としては公知のものが使用できる。
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、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、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等を挙げることができる。
具体的には、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−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等が挙げられる。
Known charge control agents can be used.
For example, nigrosine dye, triphenylmethane dye, chromium-containing metal complex dye, molybdate chelate pigment, rhodamine dye, alkoxy amine, quaternary ammonium salt (including fluorine-modified quaternary ammonium salt), alkylamide, phosphorus Or a compound of tungsten, a simple substance or compound of tungsten, a fluorine-based activator, a metal salt of salicylic acid, and a metal salt of a salicylic acid derivative.
Specifically, bontron 03 of a nigrosine dye, bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, and E of a salicylic acid metal complex -84, phenolic condensate E-89 (all manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (all manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.), quaternary Copy charge PSY VP2038 of ammonium salt, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge NEG VP2036 of quaternary ammonium salt, copy charge NX VP434 (all from Hoechst), LRA-901, LR- which is a boron complex 147 (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.), copper phthalocyanine, perylene, quinacrid , Azo pigments, sulfonate group, a carboxyl group, such as polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts.

電子写真用トナーとして、帯電制御剤を固定化し帯電能力を高めた樹脂粉体を用いるには、流動性を向上させるために流動助剤を混合付着させる必要がある。 流動助剤を混合付着させるためには、一般的に使用されるヘンシェルミキサー等の竪型円筒攪拌装置、前述の球状ミキサーを用い、30〜40m/sの周速で混合付着させることが好ましい。   In order to use a resin powder having an improved chargeability by fixing a charge control agent as an electrophotographic toner, it is necessary to mix and adhere a flow aid to improve the flowability. In order to mix and adhere the flow aid, it is preferable to use a commonly used vertical cylindrical stirrer such as a Henschel mixer or the above-described spherical mixer to mix and adhere at a peripheral speed of 30 to 40 m / s.

以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、部は重量部を示す。なお、流動攪拌型混合装置及び回転体である羽根車として、図2および図3に示されるものを用いるものとする。   Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, "part" indicates "part by weight". 2 and 3 are used as the fluid stirring type mixing apparatus and the impeller as a rotating body.

(実施例1)
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4―ヒドロキシフェーノール)プロパン810部、テレフタル酸300部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応した。
次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート188部と2時間反応を行ないイソシアネート含有プレポリマー(1)を得た。 次に、プレポリマー(1)267部とイソホロンジアミン14部を50℃で2時間反応させ、重量平均分子量58000のウレア変性ポリエステル(1)を得た。
上記と同様に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、テレフタル酸276部を常圧下、250℃で5時間重縮合し、次いで10〜15mmHgの減圧で5時間反応して、ピーク分子量5000の変性されていないポリエステル(a)を得た。
ウレア変性ポリエステル(1)150部と変性されていないポリエステル(a)850部を酢酸エチル溶剤2000部に溶解、混合し、トナーバインダー(1)の酢酸エチル溶液を得た。
(Example 1)
In a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer and a nitrogen introduction pipe, 810 parts of polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenol) propane, 300 parts of terephthalic acid and dibutyltin oxide 2 were added. After reacting at 230 ° C. for 8 hours at normal pressure and further reacting for 5 hours at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg, the mixture was cooled to 160 ° C., and 32 parts of phthalic anhydride was added thereto and reacted for 2 hours. .
Next, the mixture was cooled to 80 ° C. and reacted with 188 parts of isophorone diisocyanate in ethyl acetate for 2 hours to obtain an isocyanate-containing prepolymer (1). Next, 267 parts of the prepolymer (1) and 14 parts of isophoronediamine were reacted at 50 ° C. for 2 hours to obtain a urea-modified polyester (1) having a weight average molecular weight of 58,000.
Similarly to the above, 724 parts of bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct and 276 parts of terephthalic acid are polycondensed under normal pressure at 250 ° C. for 5 hours, and then reacted under reduced pressure of 10 to 15 mmHg for 5 hours to obtain a peak molecular weight of 5,000. An unmodified polyester (a) was obtained.
150 parts of the urea-modified polyester (1) and 850 parts of the unmodified polyester (a) were dissolved and mixed in 2,000 parts of an ethyl acetate solvent to obtain an ethyl acetate solution of the toner binder (1).

前記のトナーバインダー(1)の酢酸エチル溶液240部に着色料としてカーボンブラック(リーガル400R:キャボット社製)4部、離型剤のワックスとしてカルナバワックス(融点83℃)5部を加え、50℃にてTK式ホモミキサーで12000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させた。
次に、イオン交換水706部、ハイドロキシアパタイト10%懸濁液(日本化学工業株製スーパタイト10)294部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を入れ均一に溶解した。次いで50℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12000rpmに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し10分間攪拌した。
この後に、この混合液を攪拌棒および温度計付のコルベンに移し、98℃まで昇温して溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥し、体積平均粒径が5.5μmでガラス転移温度が50℃のトナー母体粒子を得た。
To 240 parts of the above ethyl acetate solution of the toner binder (1), 4 parts of carbon black (Regal 400R, manufactured by Cabot Corporation) as a coloring agent and 5 parts of carnauba wax (melting point: 83 ° C.) as a releasing agent wax were added. Was stirred at 12,000 rpm with a TK homomixer to uniformly dissolve and disperse.
Next, 706 parts of ion-exchanged water, 294 parts of a hydroxyapatite 10% suspension (Supatite 10 manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) and 0.2 part of sodium dodecylbenzenesulfonate were added and uniformly dissolved. Then, the temperature was raised to 50 ° C., and the above-mentioned toner material solution was charged and stirred for 10 minutes while stirring at 12,000 rpm with a TK homomixer.
Thereafter, the mixed solution was transferred to a kolben equipped with a stir bar and a thermometer, heated to 98 ° C. to remove the solvent, separated by filtration, washed and dried, and had a volume average particle size of 5.5 μm and a glass transition temperature of 5.5 μm. Was 50 ° C. to obtain toner base particles.

以上のように重合法によって作製された、結着樹脂、着色剤および離型剤を含みTgが50℃で体積平均粒径が5.5μmであるトナー母体粒子100部と、一次粒子径が50nmである帯電制御剤(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業)0.3部を、混合容器形状が球状である流動攪拌型混合装置である、装置容量が20リットルのQ型ミキサー(三井鉱山社製)に、装置容量の0.3倍仕込み、羽根車の周速度を65m/sに設定し、ジャケットに15℃の冷媒をとおし、露点温度−10℃の乾燥空気を3リットル/分供給しながら装置内最高温度を35℃に設定して15分間の混合処理を行なった。処理時環境である室温は25℃であった。
混合処理により装置内最高温度が約3分で35℃に達したので、途中2分間冷却を4回行ない、混合を5回繰り返したので、処理に23分間を必要とした。
100 parts of toner base particles having a Tg of 50 ° C. and a volume average particle size of 5.5 μm containing a binder resin, a colorant, and a release agent produced by the polymerization method as described above, and a primary particle size of 50 nm Of a charge control agent (salicylic acid metal complex E-84: Orient Chemical Industries) is a Q-type mixer (Mitsui Mining Co., Ltd.) having a capacity of 20 liters, which is a fluid stirring type mixing apparatus having a spherical mixing vessel shape. ), The peripheral speed of the impeller was set to 65 m / s, and a 15 ° C refrigerant was supplied to the jacket, and dry air at a dew point of -10 ° C was supplied at 3 L / min. While the maximum temperature in the apparatus was set to 35 ° C., a mixing process was performed for 15 minutes. The room temperature, which was the environment during the treatment, was 25 ° C.
Since the maximum temperature in the apparatus reached 35 ° C. in about 3 minutes by the mixing process, cooling was performed 4 times for 2 minutes on the way, and mixing was repeated 5 times, so that 23 minutes were required for the process.

(比較例1)
実施例1での、Q型ミキサーを縦型円筒状である容器容量が20リットルのヘンシェルミキサー(三井三池化工機製)にした以外は、実施例1と同様の処理を行なった。
混合処理により容器内最高温度が約1分で35℃に達したので途中2分間、14回の冷却時間をとり混合を15回繰り返したので、処理に43分間を必要とした。
(Comparative Example 1)
The same processing as in Example 1 was performed, except that the Q-type mixer in Example 1 was a vertical cylindrical cylindrical Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.) having a capacity of 20 liters.
Since the maximum temperature in the container reached 35 ° C. in about 1 minute by the mixing process, the mixing was repeated 15 times, taking 14 cooling times for 2 minutes, and 43 minutes was required for the process.

(実施例2)
実施例1での羽根車の周速度を70m/sにした以外は、実施例1と同様の処理を行なった。
混合処理により容器内最高温度が約3分で35℃に達したので、途中2分間、4回の冷却時間をとり混合を5回繰り返したので、処理に23分間を必要とした。
(Example 2)
The same processing as in Example 1 was performed except that the peripheral speed of the impeller in Example 1 was set to 70 m / s.
Since the maximum temperature in the container reached 35 ° C. in about 3 minutes by the mixing process, the mixing was repeated 5 times with 2 minutes on the way and 4 cooling times, so that 23 minutes was required for the process.

(実施例3)
実施例2でのジャケットに8℃の水をとおした以外は、実施例2と同様の処理を行なった。
混合処理により容器内最高温度が約6分で35℃に達したので、途中1分間、2回の冷却時間をとり混合を3回繰り返したので、処理に17分間を必要とした。
(Example 3)
The same processing as in Example 2 was performed except that water at 8 ° C. was passed through the jacket in Example 2.
Since the maximum temperature in the container reached 35 ° C. in about 6 minutes due to the mixing treatment, mixing was repeated three times with two cooling times for one minute, so that 17 minutes were required for the treatment.

(比較例2)
実施例3での容器内最高温度を45℃に設定し、Tg−5℃なる関係で処理した以外は、実施例3と同様の処理を行なった。最高温度は44℃であり、15分間連続で稼動できたので、処理時間は15分間であった。
(Comparative Example 2)
The same processing as in Example 3 was performed, except that the maximum temperature in the container in Example 3 was set to 45 ° C., and the processing was performed under the relationship of Tg−5 ° C. Since the maximum temperature was 44 ° C. and the operation could be performed continuously for 15 minutes, the processing time was 15 minutes.

(比較例3)
実施例3での露点温度−10℃の乾燥空気に変え露点温度16℃の未乾燥空気を3リットル/分供給しながら処理した以外は、実施例3と同様の処理を行なった。
混合処理により容器内最高温度が約6分で35℃に達したので途中1分間、2回の冷却時間をとり混合を3回繰り返したので、処理に17分間を必要とした。
(Comparative Example 3)
The same processing as in Example 3 was performed, except that the drying was performed while supplying undried air having a dew point of 16 ° C. at a rate of 3 liters / minute in place of the dry air having a dew point of −10 ° C. in Example 3.
Since the maximum temperature in the vessel reached 35 ° C. in about 6 minutes by the mixing treatment, the mixing was repeated three times with two cooling times for one minute, so that 17 minutes were required for the treatment.

(実施例4)
実施例1でのジャケットの−5℃の冷媒(ブライン)をとおし容器内最高温度を20℃に設定した以外は、実施例3と同様の処理を行なった。
混合処理により容器内最高温度が約5分で20℃に達したので途中1分間、2回の冷却時間をとり混合を3回繰り返したので、処理に17分間を必要とした。
(Example 4)
The same processing as in Example 3 was performed except that the maximum temperature in the container was set to 20 ° C through the refrigerant (brine) of -5 ° C in the jacket in Example 1.
Since the maximum temperature in the vessel reached 20 ° C. in about 5 minutes by the mixing treatment, the mixing was repeated three times with two cooling times for one minute on the way, so the treatment required 17 minutes.

(比較例4)
実施例4での容器内最高温度を20℃に設定した以外は、実施例4と同様の処理を行なった。
混合処理により容器内最高温度が約2分で20℃に達したので途中1.5分間、7回の冷却時間をとり混合を8回繰り返したので、処理に25分間を必要とした。
(Comparative Example 4)
The same processing as in Example 4 was performed, except that the maximum temperature in the container in Example 4 was set to 20 ° C.
Since the maximum temperature in the container reached 20 ° C. in about 2 minutes by the mixing process, mixing was repeated eight times with seven cooling times for 1.5 minutes on the way, so that the processing required 25 minutes.

(実施例5)
実施例3での羽根車の周速度を90m/sにした以外は、実施例3と同様の処理を行なった。
混合処理により容器内最高温度が約5分で35℃に達したので途中1分間、2回の冷却時間をとり混合を3回繰り返したので、処理に17分間を必要とした。
(Example 5)
The same processing as in Example 3 was performed except that the peripheral speed of the impeller in Example 3 was set to 90 m / s.
Since the maximum temperature in the container reached 35 ° C. in about 5 minutes by the mixing treatment, the mixing was repeated three times with two cooling times for one minute, so that 17 minutes were required for the treatment.

(比較例5)
実施例5での羽根車の周速度を50m/sにした以外は、実施例5と同様の処理を行なった。
混合処理により容器内最高温度が約12分で35℃に達したので途中1分間、1回の冷却時間をとり混合を2回繰り返したので、処理に16分間を必要とした。
(Comparative Example 5)
The same processing as in Example 5 was performed except that the peripheral speed of the impeller in Example 5 was set to 50 m / s.
Since the maximum temperature in the container reached 35 ° C. in about 12 minutes by the mixing process, the mixing was repeated twice with one cooling time taking one minute on the way, so that 16 minutes was required for the processing.

(比較例6)
実施例5での羽根車の周速度を125m/sにした以外は、実施例5と同様の処理を行なった。
混合処理により容器内最高温度が約2.5分で35℃に達したので途中1分間、5回の冷却時間をとり混合を6回繰り返したので、処理に20分間を必要とした。
(Comparative Example 6)
The same processing as in Example 5 was performed except that the peripheral speed of the impeller in Example 5 was 125 m / s.
Since the maximum temperature in the container reached 35 ° C. in about 2.5 minutes by the mixing process, mixing was repeated 6 times with 5 minutes cooling time for 1 minute on the way, so that 20 minutes was required for the process.

(実施例6)
実施例3での羽根車の周速度を115m/sにした以外は、実施例3と同様の処理を行なった。
混合処理により容器内最高温度が約3分で35℃に達したので途中1分間、4回の冷却時間をとり混合を5回繰り返したので、処理に19分間を必要とした。
(Example 6)
The same processing as in Example 3 was performed except that the peripheral speed of the impeller in Example 3 was set to 115 m / s.
Since the maximum temperature in the vessel reached 35 ° C. in about 3 minutes by the mixing process, the mixing was repeated 5 times with 4 minutes cooling time for 1 minute on the way, so 19 minutes was required for the process.

生産性の評価
実質15分間の混合をTg−10>T>Tg−35(T:処理温度(℃)、Tg:樹脂粉体のガラス転移温度(℃))で行なうためには途中に冷却時間をとる必要があり、トータル処理時間が実施例、比較例毎に異なる。
トータル処理時間により生産性の評価指標とし、結果を表1に示した。
Evaluation of productivity In order to perform mixing for substantially 15 minutes at Tg-10>T> Tg-35 (T: processing temperature (° C.), Tg: glass transition temperature (° C.) of resin powder), cooling time is required during the process. , And the total processing time differs depending on the embodiment and the comparative example.
The total processing time was used as a productivity evaluation index, and the results are shown in Table 1.

Figure 2004246334
Figure 2004246334

混合状態を比較するために、各実施例、比較例で得られたトナーの凝集度を以下のようにして求めた。
この凝集度は帯電制御剤がどの程度トナー母体に固定化されているかの指標になる。トナー母体と帯電制御剤の攪拌混合後の凝集度が20〜70%、好ましくは25〜60%、更に好ましくは30〜50%であれば帯電性が高い。
目開き75、45及び22μmのふるいを順に積み重ねて、試料2gを振動により自然落下させる。
a=(上段のふるいに残った試料重量)/2g×100
b=(中段のふるいに残った試料重量)/2g×(3/5)×100
c=(下段のふるいに残った試料重量)/2g×(1/5)×100
凝集度=a+b+c(%)
○:凝集度が30〜50
△:凝集度が20〜70で30〜50以外
×:凝集度が20〜70以外
また、打ちこみ度合いを調べるためにSEMでトナー表面の帯電制御剤の存在状態を観察した。
○:完全に固定化
△:一部固定化
×:遊離
これらの結果を表2に示した。
In order to compare the mixing states, the degree of aggregation of the toner obtained in each of the examples and comparative examples was determined as follows.
The degree of aggregation serves as an index of how much the charge control agent is fixed to the toner base. If the aggregation degree of the toner base and the charge controlling agent after stirring and mixing is 20 to 70%, preferably 25 to 60%, and more preferably 30 to 50%, the chargeability is high.
Sieves having openings of 75, 45, and 22 μm are sequentially stacked, and 2 g of the sample is naturally dropped by vibration.
a = (weight of sample remaining on upper sieve) / 2 g × 100
b = (weight of sample remaining on middle sieve) / 2 g × (3/5) × 100
c = (weight of sample remaining on lower sieve) / 2 g × (1 /) × 100
Cohesion degree = a + b + c (%)
:: cohesion degree is 30 to 50
Δ: Aggregation degree of 20 to 70 and other than 30 to 50 ×: Aggregation degree of other than 20 to 70 Further, in order to examine the degree of indentation, the state of the charge control agent on the toner surface was observed by SEM.
:: Completely immobilized Δ: Partially immobilized ×: Free These results are shown in Table 2.

Figure 2004246334
Figure 2004246334

前記で得られた各トナー100部に、疎水性シリカ0.1部をヘンシェルミキサーにて混合した。これらの各トナー4重量%とシリコーン樹脂を被覆した平均粒子径が50μmの銅−亜鉛フェライトキャリア96重量%からなる現像剤を調製し、毎分A4サイズの用紙を45枚印刷できるリコー製imagio Neo 450を用いて印刷し、スタート時の品質が許容できるものについては連続印刷して下記の基準で評価し、表3に示した。   To 100 parts of each toner obtained above, 0.1 part of hydrophobic silica was mixed with a Henschel mixer. A developer composed of 4% by weight of each of these toners and 96% by weight of a copper-zinc ferrite carrier coated with a silicone resin and having an average particle diameter of 50 μm is prepared, and can be used to print 45 sheets of A4 size paper per minute. Printing was performed using the sample No. 450, and those having acceptable starting quality were continuously printed and evaluated according to the following criteria.

(評価項目)
(a)帯電量(帯電制御剤付着量指標)
現像剤6gを計量し、密閉できる金属円柱に仕込みブローして帯電量を求める。トナー濃度は4.5〜5.5wt%に調整する。
(b)地肌汚れ(均一帯電指標)
白紙画像を現像中に停止させ、現像後の感光体上の現像剤をテープ転写し、未転写のテープの画像濃度との差を938スペクトロデンシトメーター(X−Rite社製)により測定。
(c)スペント化率(トナーよりのブリード指標)
1万枚複写試験後の現像剤からブローオフによりトナーを除去し、残ったキャリアの重量を測定W1とする。次に、このキャリアをトルエン中に入れて溶融物を溶解し、洗浄、乾燥後重量を測定しW2とする。そして下記式よりスペント化率を求め評価した。
スペント化率=〔(W1−W2)/W1〕×100
◎:0〜0.01wt%
○:0.01wt%〜0.02wt%
△:0.02wt%〜0.05wt%
×:0.05wt%<
(d)フィルミング(表面固定化指標)
現像ローラまたは感光体上のトナーフィルミング発生状況の有無を観察した。○がフィルミングがなく、△はスジ上のフィルミングが見られ、×は全体的にフィルミングがある。
(Evaluation item)
(A) Charge amount (charge control agent adhesion amount index)
6 g of the developer is weighed, charged into a sealable metal cylinder and blown to determine the charge amount. The toner concentration is adjusted to 4.5 to 5.5 wt%.
(B) Background dirt (uniform charging index)
The blank image was stopped during the development, the developer on the photoreceptor after the development was transferred to a tape, and the difference from the image density of the untransferred tape was measured with a 938 spectrodensitometer (manufactured by X-Rite).
(C) Spent ratio (bleed index from toner)
The toner is removed by blow-off from the developer after the 10,000-sheet copy test, and the weight of the remaining carrier is measured W1. Next, this carrier is put in toluene to dissolve the melt, washed, dried and weighed to obtain W2. Then, the ratio of spent was determined by the following equation and evaluated.
Spent ratio = [(W1−W2) / W1] × 100
:: 0 to 0.01 wt%
:: 0.01 wt% to 0.02 wt%
Δ: 0.02% to 0.05% by weight
×: 0.05 wt% <
(D) Filming (surface fixation index)
The occurrence of toner filming on the developing roller or the photosensitive member was observed.が indicates no filming, Δ indicates filming on streaks, and × indicates filming as a whole.

Figure 2004246334
Figure 2004246334

表1、2、3から次のことが明らかである。
(1)実施例1と比較例1から、円筒型流動攪拌混合機であるヘンシェルミキサーよりも本発明の球状ミキサーの方が生産性、固定化品質、トナー品質が遥かに高い。
(2)実施例1,2,5,6と比較例5および6から、周速度を適切にすることにより固定化の状態が優れトナー品質が良い。周速度が低いと固定化が不充分であり、帯電レベルが低い。周速度が高すぎるとスペント、フィルミング品質が劣る。
(3)実施例3、比較例3より、冷媒温度と混合槽へ供給する気体の露点温度の差を適正に保つことによりトナー品質が良好となる。露点温度が冷媒温度を上回ると品質の劣化が大きい。
(4)実施例2、実施例3より、ジャケットへの冷媒温度を低く抑えることにより生産性が向上する
(5)実施例3,4,5と比較例2,4より、Tg−10>T>Tg−35(Tg:樹脂粉体のガラス転移温度(℃))の温度範囲で混合を行なうと固定化の状態、トナー品質が良好である。混合槽に適切な露点温度の気体を供給するとトナー品質が良い。
The following is clear from Tables 1, 2, and 3.
(1) From Example 1 and Comparative Example 1, the spherical mixer of the present invention has much higher productivity, fixing quality and toner quality than the Henschel mixer which is a cylindrical fluidized stirring mixer.
(2) From Examples 1, 2, 5, and 6 and Comparative Examples 5 and 6, by making the peripheral speed appropriate, the state of fixing is excellent and the toner quality is good. If the peripheral speed is low, immobilization is insufficient and the charge level is low. If the peripheral speed is too high, the spent and filming quality is inferior.
(3) From Example 3 and Comparative Example 3, the toner quality is improved by properly maintaining the difference between the refrigerant temperature and the dew point temperature of the gas supplied to the mixing tank. If the dew point temperature is higher than the refrigerant temperature, the quality is greatly deteriorated.
(4) The productivity is improved by lowering the temperature of the refrigerant to the jacket than in Examples 2 and 3. (5) Tg−10> T from Examples 3, 4 and 5 and Comparative Examples 2 and 4. If the mixing is performed within a temperature range of> Tg-35 (Tg: glass transition temperature of resin powder (° C.)), the fixed state and the toner quality are good. When a gas having an appropriate dew point is supplied to the mixing tank, the toner quality is good.

従来の竪型円筒状混合機を示す概略図である。It is the schematic which shows the conventional vertical cylindrical mixer. 本発明に用いる攪拌装置の攪拌槽の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the stirring tank of the stirring apparatus used for this invention. 本発明に用いる温度調節するためのジャケットを具備する攪拌装置例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the stirring apparatus provided with the jacket for temperature control used for this invention. 本発明に用いる攪拌装置の攪拌槽を構成する回転体の羽根の形状を示す概略図である。It is the schematic which shows the shape of the blade of the rotating body which comprises the stirring tank of the stirring apparatus used for this invention. 本発明に用いる乾燥気体の調整を行なうシステムの例を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of a system for adjusting a dry gas used in the present invention.

Claims (11)

少なくとも攪拌羽根を有する回転体と壁部に冷媒を流して温度調節するためのジャケットを具備し、混合容器形状が球状である流動攪拌型混合装置を用い、前記攪拌羽根を65〜115m/sの攪拌速度(周速度)で回転することによって、少なくとも結着樹脂、着色剤および離型剤とからなるトナー母体粉子と帯電制御剤とを攪拌混合して、トナー母体粉子表面に帯電制御剤を固定して電子写真用トナーを製造する方法であって、該混合装置の設置環境温度以下の冷媒を前記ジャケットおよび攪拌羽根内部に流し、かつ混合装置内に露点温度が冷媒温度未満の乾燥気体を供給して該混合装置内の空気を強制置換しながら、Tg−10>T>Tg−35(Tg:樹脂粉体のガラス転移温度(℃))のような関係になるような装置内雰囲気温度(T℃)で攪拌することを特徴とする電子写真用トナーの製造方法。 A rotating stirrer having at least a rotating body having a stirring blade and a jacket for flowing a refrigerant through a wall to control the temperature is used, and a mixing vessel having a spherical shape is used as a fluid stirring type mixing device. By rotating at a stirring speed (peripheral speed), the toner base powder including at least the binder resin, the colorant and the release agent is mixed with the charge control agent with stirring, and the charge control agent is applied to the surface of the toner base powder. Is a method for producing an electrophotographic toner, wherein a refrigerant having a temperature equal to or lower than the installation environment temperature of the mixing device is flowed into the jacket and the stirring blade, and a dew point temperature in the mixing device is lower than the refrigerant temperature. While the air in the mixing apparatus is being forcibly replaced, and the atmosphere in the apparatus is such that Tg-10> T> Tg-35 (Tg: glass transition temperature (° C.) of the resin powder). temperature Electrophotographic method for producing a toner, which comprises stirring at T ° C.). 前記流動攪拌型混合装置内の攪拌羽根が70〜100m/sの攪拌速度(周速度)で攪拌して、帯電制御剤を固定化することを特徴とする請求項1に記載の電子写真用トナーの製造方法。 2. The toner for electrophotography according to claim 1, wherein the stirring blade in the fluidized stirring type mixing device stirs at a stirring speed (peripheral speed) of 70 to 100 m / s to fix the charge control agent. Manufacturing method. 前記混合装置の冷却用冷媒を−5〜15℃の任意の一定温度に保ち、トナー母体粉子と帯電制御剤を攪拌することを特徴とする請求項1又は2に記載の電子写真用トナーの製造方法。 The electrophotographic toner according to claim 1, wherein the cooling refrigerant of the mixing device is maintained at an arbitrary constant temperature of −5 to 15 ° C., and the toner base powder and the charge control agent are stirred. Production method. 前記混合装置内部の空気を強制置換するために用いる乾燥気体を、攪拌羽根の回転軸と混合槽の回転軸シール部から導入することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。 4. The electronic device according to claim 1, wherein a dry gas used for forcibly replacing air in the mixing device is introduced from a rotation shaft of the stirring blade and a rotation shaft seal of the mixing tank. 5. A method for producing a photographic toner. 前記混合装置内部より強制置換された気体を、混合装置の上部から内部に垂直に貫通した中空の内装管より排出することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。 The toner for electrophotography according to any one of claims 1 to 4, wherein the gas that has been forcibly replaced from the inside of the mixing device is discharged from a hollow interior tube vertically penetrating from the upper portion of the mixing device to the inside. Manufacturing method. 混合装置内部空気を置換するのに、気体の露点温度<ジャケット冷媒温度−5℃の関係にある乾燥気体を使用することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。 6. The electrophotographic toner according to claim 1, wherein a dry gas having a relation of dew point of gas <jacket refrigerant temperature−5 ° C. is used to replace the air inside the mixing device. Manufacturing method. 前記混合装置のジャケットに室温以上の冷媒を通水可能であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。 The method for producing an electrophotographic toner according to any one of claims 1 to 6, wherein a coolant at room temperature or higher can flow through the jacket of the mixing device. 前記攪拌羽根は放射状に位置する羽根車であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the stirring blade is an impeller located radially. トナー母体粉子の攪拌混合量が、混合に用いる容器量の0.2〜0.6倍であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。 9. The method for producing an electrophotographic toner according to claim 1, wherein the stirring and mixing amount of the toner base powder is 0.2 to 0.6 times the container amount used for mixing. トナー母体粉子の平均粒径が3〜7.5μmであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。 The method for producing an electrophotographic toner according to claim 1, wherein the toner base powder has an average particle diameter of 3 to 7.5 μm. 前記電荷制御剤の1次粒子径が、5nm〜300nmであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。
The method for producing an electrophotographic toner according to any one of claims 1 to 10, wherein a primary particle diameter of the charge control agent is 5 nm to 300 nm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007101593A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Mitsubishi Chemicals Corp Method for producing toner for developing electrostatic image
JP2007155924A (en) * 2005-12-01 2007-06-21 Ricoh Co Ltd Toner manufacturing method and toner manufacturing apparatus

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