(57)【要約】【課題】電子写真用トナー等の樹脂微粒子の構成材料を微細繊維状前駆体に加工してから粉砕・切断する工法で、エネルギー効率がよく、かつ均質な樹脂微粒子を製造する樹脂微粒子の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の樹脂微粒子の製造方法は、樹脂もしくは樹脂混合物を繊維化した後に粉砕し、均一な粒度分布の微粒子を得る製造方法において、内部に微細な空隙を有する微粒子前駆体繊維を得た後にこの前駆体繊維を微粒子化する。これによって、エネルギー効率がよく、かつ均質なトナー繊維を得る手段を得ることができる【選択図】      図１
2008138168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂もしくは樹脂混合物を繊維化した後に粉砕し、均一な粒度分布の微粒子を得る製造方法において、
内部に、太さが繊維径の１／３以下の微細な空隙を有する微粒子前駆体繊維を得た後に、この微粒子前駆体繊維を微粒子化する
ことを特徴とする樹脂微粒子の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂微粒子の製造方法は、標準状態でガスである物質を混合した後に微粒子前駆体繊維を得る
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂微粒子の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂微粒子の製造方法は、ガスが超臨界状態で樹脂に混合される
ことを特徴とする請求項２に記載の樹脂微粒子の製造方法。
【請求項４】
樹脂を粉砕することで得られる樹脂微粒子において、
請求項１ないし３のいずれかに記載の樹脂微粒子の製造方法によって得られる
ことを特徴とする樹脂微粒子。
【請求項５】
前記樹脂微粒子が、電子写真用トナー粒子である
ことを特徴とする請求項４に記載の樹脂微粒子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、均一な粒度分布の微粒子を製造する樹脂微粒子の製造方法及びこの製造方法によって得られる樹脂微粒子に関する。特に、電子写真、静電記録、静電印刷などにおける静電荷像を現像するための乾式トナーの粉砕方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子印刷分野および電子写真分野等において、近年、高解像度化に対する市場の要求がますます高まってきている。コピー機やプリンタ等の電子デバイスにより、紙面に印刷された画像や文字の解像度を向上させるためには、印刷に使用するトナーとして、微細で且つ粒子径分布の狭い樹脂微粒子を用いる必要がある。そのためには、トナーに使用する樹脂を均一に微粒子化する技術が必要不可欠である。
従来、トナーに用いる樹脂微粒子を製造するための装置は、主に（１）樹脂に着色剤、顔料、帯電制御剤、離型剤、硬化剤、その他添加剤等を添加し、混練する手段；（２）混練した樹脂を粉砕する手段；（３）粉砕した樹脂を分級する手段を備えていた。しかし、上記のような混練−粉砕−分級の各手段を備えた装置では、市場が要求するような粒子径分布の狭い微細な樹脂微粒子を分級することなく得るの困難であった。実際に、従来の樹脂微粒子の平均粒子径はトナー用で約５〜８μｍであるが、上記のような装置では、良好な歩留まりで粒子径分布の狭い樹脂微粒子を得ることは困難であった。粉砕時に樹脂が過粉砕されることがあり、さらに、所望の範囲の粒子径分布を得るには、分級時に所望のサイズから外れた多量の粒子群を取り除く必要があるからである。
【０００３】
このような欠点を補う装置として、混練機から押し出されたトナー原料をローラで繊維状に引き伸ばし（延伸）、これをカッターで切断することにより、樹脂微粒子を製造する装置があった（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の装置は、トナー原料となる樹脂を混練機中で混練および加熱し、溶融状態となった樹脂を、ダイを介して押し出すことにより紐状にし、次いでこの紐状になった樹脂を、ローラを用いて繊維状に引き伸ばした後に凝固させ、最後に生成した繊維状樹脂の切断を行って、粒子径分布の狭い樹脂粉末を得ようとするものである。
また、微細繊維状樹脂を効率よく製造する装置として、メルトブロー式の不織布用紡糸ダイがある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２の紡糸ダイは、ノズルから溶融状態の樹脂を温風と合わせながら押し出し、次いでこの押し出された樹脂を冷風と合わせて紡出口に導入し、これにより樹脂を冷却して繊維化するような構成となっている。この特許文献２に記載される紡糸ダイおよび装置を、特許文献３は、トナー原料を繊維状に加工する装置へ適用することを試みた例である。さらに、特許文献４では、特許文献３に記載される要件と類似の要件（第００２０欄および図２に記載）を有し、かつ静止型ミキサを混練工程の後段かつ微細化部の前段に有する製造方法および装置が規定されている。さらに、特許文献5では、トナー原料を繊維状に加工した後の粉砕工程やさらに後工程を利用した形状制御について提案ががなされている。
【０００４】
特許文献1ないし５のコンセプトは、あらかじめ原料を効率よく均一なサイズに予備分散してから切断もしくは粉砕することで最終製品であるトナー粒子の粒子径分布をシャープにするものであり、歩留まりの向上やエネルギーの低減などを目的として広く研究されている。しかし、いずれも繊維状にトナーを加工した後、繊維状のまま一旦これを回収した後、粉砕もしくは切断などの二次的な装置を用いて微粒子を得るものであるため、いかにして粉砕の効率を向上させるかについて多くの改善の余地があった。
【０００５】
特許文献6では、ガス状物質を樹脂に微分散したトナー材料を粉砕することにより、粉砕の効率を向上させ、かつ微粉の発生を抑制する技術について述べられている。これは粉砕エネルギーの低減に対して優れたアイディアであるが、従来の粉砕分級法同様に粒子径分布にばらつきが出てしまう。
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−１３８７０４号公報
【特許文献２】特開２００２−３７１４２７号公報
【特許文献３】特開２００４−３３２１３０号公報
【特許文献４】特願２００４−２９０９４８号公報
【特許文献５】特開２００６−１０６２３６号公報
【特許文献６】特開２００４−１３８０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、電子写真用トナー等の樹脂微粒子の構成材料を微細繊維状前駆体に加工してから粉砕・切断する工法で、エネルギー効率がよく、かつ均質な樹脂微粒子を製造する樹脂微粒子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
すなわち本発明は、樹脂もしくは樹脂混合物を繊維化した後に粉砕し、均一な粒度分布の微粒子を得る製造方法において、内部に微細な空隙を有する微粒子前駆体繊維を得た後にこの前駆体繊維を微粒子化する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電子写真用トナー等の樹脂微粒子の構成材料を微細繊維状前駆体に加工してから粉砕・切断する工法にとって、エネルギー効率がよく、かつ均質なトナー繊維を得る手段を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１１】
図１は、微粒子前駆体繊維を製造する装置の全体の一例を示す概略図である。公知の樹脂微粒子前駆体製造装置（紡糸装置）に対してガス状物質の供給部が設けられている。
前駆体繊維の内部に空隙を有するため、ミクロな視点で前駆体繊維の各部の強度にムラが出て繊維が破断しやすくなる（特許文献6などに記載される気泡の効果と同じ、粉砕助剤の効果と同じ）。これにより、微粒子前駆体繊維の微粒化、たとえば粉砕や切断（以下、「粉砕等」）が容易になり、生産能力の向上、加工エネルギーが低減できる。すなわち、繊維を粉砕等して粒子径分布の均一な粒子を得る技術分野において、一層の効率化が計れる。
前駆体繊維の製造方法は公知の手段でよい。たとえば、溶融紡糸で、口金から樹脂を押し出してロール等で引き取り・巻取りで延伸してもよいし、スパンボンド法やメルトブローン法の用に高温エアで延伸しても良い。樹脂の系統によっては、溶媒を用いた乾式紡糸や、反応液を使用する湿式紡糸を利用しても良い。繊維化の方法は特に限定されない。
溶融紡糸による場合は、熱溶融時の加熱機・溶融機の温度は樹脂のＴｇ以上〜樹脂のＴｇ×4以下が良く、好ましくは樹脂のＴｇ×１．５以上〜樹脂のＴｇ×３以下の範囲に設定されるのが良い。熱溶融時の加熱機・溶融機としては、いわゆるエクストルーダーやニーダー、加熱ポットなど一般的なものでよく、またこれらの事例に制限されない。
【００１２】
本発明におけるガラス転移点（Ｔｇ）とは、具体的に次のような手順で決定される。測定装置として島津製作所製ＴＡ−６０ＷＳ及びＤＳＣ−６０を用い、次に示す測定条件で測定した。
＜測定条件＞
サンプル容器：アルミニウム製サンプルパン（フタあり）
サンプル量：５ｍｇ
リファレンス：アルミニウム製サンプルパン（アルミナ１０ｍｇ）
雰囲気：窒素（流量５０ｍｌ／ｍｉｎ）
温度条件
開始温度：２０℃
昇温速度：１０℃／ｍｉｎ
終了温度：１５０℃
保持時間：なし
降温温度：１０℃／ｍｉｎ
終了温度：２０℃
保持時間：なし
昇温速度：１０℃／ｍｉｎ
終了温度：１５０℃
測定した結果は前記島津製作所製データ解析ソフト（ＴＡ−６０、バージョン１．５２）を用いて解析を行った。解析方法は２度目の昇温のＤＳＣ微分曲線であるＤｒＤＳＣ曲線のもっとも低温側に最大ピークを示す点を中心として±５℃の範囲を指定し、解析ソフトのピーク解析機能を用いてピーク温度を求める。次にＤＳＣ曲線で前記ピーク温度＋５℃、及び−５℃の範囲で解析ソフトのピーク解析機能をもちいてＤＳＣ曲線の最大吸熱温度を求める。ここで示された温度がトナーのガラス転移点（Ｔｇ）に相当する。
【００１３】
また、繊維内部の空隙のサイズ（太さ）は、繊維径の１／３以下が好ましく、より好ましくは１／４以下である。内部の空隙は、延伸の効果により必然的に繊維の長手方向に長い形状を有する場合が多いが、空隙の太さとしては、繊維の長手方向に垂直な面上の空隙の径を勘案する。空隙の空隙率（実質的に繊維断面に対する空隙の面積率に相当する）は、１０〜５５％とするのがよく、好ましくは１３〜５０％、より好ましくは１５〜４０％とするのが良い。              空隙率が大きくしすぎると、繊維を微粒子とする際に、繊維の太さ方向の構造が破壊されやすくなり、微粉が多く生成する原因となる。
ここで、繊維内部の空隙のサイズ（太さ）の評価方法について説明する。
本発明においては、切片における繊維の最小方向の径をもって繊維径とし、さらに同方向の空隙の径を空隙の太さとした。具体的には、トナーをエポキシ樹脂に包埋して約１００μｍに超薄切片化し、四酸化ルテニウムにより染色した後、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により倍率１００００倍でトナーの断面観察を行ない、写真撮影し、この写真２０点（２０個のトナー）を画像評価することにより、繊維径に対する空隙の太さを評価した。
【００１４】
図２は、微粒子前駆体繊維の内部構造を示す概略図である。
ガスを繊維化する前に樹脂と混合することで、内部に空隙を有す微粒子前駆体繊維を得ることが出来る。
特にガスが樹脂に溶解すると、より均一な状態に空隙が形成される。均一に空隙が形成されることで、微粒子前駆体繊維の各部がマクロに均質になり、粒度分布がブロードになること、粉砕等され難い部位を有する前駆体繊維が生成してしまうことを抑制する。
ガスとしては、窒素、炭酸ガス、ブタンが一般的に樹脂への溶解度が高く、均質な気泡を形成しやすいので好ましい。更には、窒素、炭酸ガスであることがより好ましい。
また、ガスが混合することで、ガスと樹脂の混合物の見かけの粘度が低下するため、繊維化する際の口金からの押し出しエネルギー等が低減される。また押し出し時の加熱温度を低下させることも出来るので、樹脂の劣化防止にもつながる効果がある。
ガスが樹脂に溶解する場合には、樹脂の粘度がさらに低下し、また加熱温度を低下させることが出来るので更に好ましい。
ガスの混合の手段としては、公知の手段が利用できる。エクストルーダーのようなもので混合しても良いし、静止ミキサのようなもので混合しても良い。公知の適切な装置が利用可能である。
ガスの混合比率は、求める空隙率にあわせて設定すればよい。繊維化とのバランスを考慮すると、多くの場合には空隙率が１０〜５０％とするのがよく、好ましくは１３〜４５％、より好ましくは１５〜４０％とするのが良い。この空隙率を達成するためには、この空隙率に相当する体積を有するガスを供給すればよい。すなわち、より大きな空隙率を得る場合には、より多くのガスを供給し、少ない空隙率を得る場合には少量のガスを供給する。
ガスの体積は、温度・圧力で変化するが、生産技術上は標準状態の値で求めた数値を利用してよい。具体的には、たとえば空気の場合、空気の平均モル質量を２９ｇ／mol、標準状態の空気の体積を２２．４Ｌ、すなわち空気の密度を１．２９ｋｇ／ｍ３としたときの体積から、空隙の体積、空隙率を算出する。同じく、二酸化炭素の場合は４０ｇ／mol、窒素の場合は２８ｇ／molなどといった具合である。
【００１５】
トナーの基材成分、すなわち樹脂や顔料、帯電制御剤やワックスなどの部位の比重は、これらを形成する処方によりその比重が変動（１０００〜１３００ｋｇ／ｍ３）するが、工業的には、１１５０ｋｇ／ｍ３を採用して十分である。
空隙のサイズ（太さ）は、主には混合条件を可変することで制御可能である。たとえば、より細かい気泡を形成したい場合には、ガスを供給した後に、より大きな混合力（混練）を与えればよい。たとえば、スタティックミキサで混合する場合に、より細かい気泡を得たい場合にはミキサのエレメントの数を増せばよい。
しかし、空隙率の大きな場合（たとえば空隙率３５〜５０％）の場合には気泡を細かく分散したとしてもその空隙率の大きさゆえ、混合過程で再合一してしまうことが有る。このような場合には、樹脂に溶解度の高いガスを選定することで、混合過程での気泡再合一を抑制できる。たとえばブタンや炭酸ガスを用いるのが好適である。また、溶解度が高いという点で、超臨界状態としたガスを用いるのも良い。たとえば、超臨界状態とした炭酸ガス、窒素ガスが好適である。
なお、気泡をより均一に分散するという観点では、気泡の空隙率が小さな場合でも溶解度の高いガスを選定することや、超臨界状態としたガスを用いることは有用である。
６０％を超える空隙率に設定した場合には、微粒化の際に微小な欠けの生成する要因となり、微粒化後の粒子径分布が広くなってしまう。空隙率が小さすぎる場合には、微粒子化のしやすさにおいて改善が得られなくなる。
【００１６】
ガスを超臨界状態で混合することで、ガスが樹脂に溶解しやすくなり、より一層均質に空隙が形成される。さらに、超臨界状態で混合した後に繊維化する場合には、そうでない場合に比べて樹脂とガスの混合物が均質であるので、繊維化した際の繊維径が均質になりやすい。以上の２点の効果で、より一層均質な樹脂微粒子を容易に得ることが出来る。
超臨界状態での混合の手段としては、公知の手段が利用できる。エクストルーダーで混合しても良いし、静止ミキサーのようなもので混合しても良い。混合の手段は特に制限されないが、溶融紡糸法を利用する場合には公知の静止ミキサが好ましい。
空隙のサイズ（太さ）は、主には混合条件を可変することで制御可能である。たとえば、より細かい気泡を形成したい場合には、ガスを供給した後に、より大きな混合力（混練）を与えればよい。たとえば、スタティックミキサで混合する場合に、より細かい気泡を得たい場合にはミキサのエレメントの数を増せばよい。しかし、空隙率の大きな場合（たとえば空隙率３５〜５０％）の場合には気泡を細かく分散したとしてもその空隙率の大きさゆえ、混合過程で再合一してしまうことが有る。このような場合には、樹脂に溶解度の高いガスを選定することで、混合過程での気泡再合一を抑制できる。たとえばブタンや炭酸ガスを用いるのが好適である。また、溶解度が高いという点で、超臨界状態としたガスを用いるのも良い。たとえば、超臨界状態とした炭酸ガス、窒素ガスが好適である。なお、気泡をより均一に分散するという観点では、気泡の空隙率が小さな場合でも溶解度の高いガスを選定することや、超臨界状態としたガスを用いることは有用である。
【００１７】
このように製造された微粒子前駆体繊維は、均質な微粒子を得るための前駆体として極めて優れたものであり、電子写真用のトナーに応用することができる。トナーは、均質な粒度分布を有することが必要である。見かけの粒子径をハンドリング性の高い体積平均粒径Ｄ50＝４〜８μｍにした状態で一粒子あたりの樹脂量を削減できるため、同一粒子径のトナー粒子に比して各ドットのトナー層の厚みを薄くすることが出来る。それゆえ、特にカラートナーにおいて、特に優れた質感の画質を形成できる。
従来のトナー粒子においては、カラートナー一色あたりの最低トナー載り量は、少なくともトナー粒子基準で少なくとも一層必要である。一般的にはトナー粒子２層程度で構成されるため、４色のカラー画像の場合は、通常８層程度で形成されることになり、たとえば粒子径８μm程度のトナーを使用した場合には、定着後の厚みにしておおよそ６0μm程度となる。
これに対して、本粒子の場合は、内部の空隙率をγとした場合のトナー層の厚みＴは従来の同一粒子径のトナーで形成された厚みtに対しておおよそＴ＝（１−γ）ｔの関係にある。この特徴により、定着後のカラー画像の各部における画像の厚みの差異を緩和することができ、画像に対する違和感をなくすことが出来る。
さらに、トナー消費量の観点からも効果的である。たとえば、最低のトナー載り量を一層とし、細密充填のケースを仮定すると、次のようなトナー粒径に対するの一次式（１）で下記のように表される。
消費量M＝（１／３×√３）×π（１−γ）ρＤ………式（１）
（ρ：トナーの真比重、D：トナー粒径）
すなわち、粒子径を減ずるか、もしくは粒子径が一定であれば、トナーの空隙率を大きくすることで,トナーの消費量の低減が可能になる。
【００１８】
また、このトナー粒子は健康問題にも良好な性質を示す。近年、微粒子の呼吸器内沈着性の議論があり、乾式トナー粒子については人間に対して安全に使いこなせる限界粒子径（粒子径の下限）が３〜４μmであるといわれている。しかし、呼吸器内の沈着特性は空気力学径に依存するので、粒子の空隙率を大きくすることで、実質的にこの下限を引き下げることが出来る。すなわち、将来の更なる小粒径化と、さらには小粒径化にともなる高画質化のポテンシャルを有している。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明について具体例をあげて説明を行う。これらは、本発明の一態様にすぎずこれらに発明の技術的範囲は限定されない。
まず、原料について記す。
（原料）
ポリエステル樹脂（１）：重量部４６．７５  軟化点１０７℃  Ｔｇ６４℃
ポリエステル樹脂（２）：重量部３８．２５  軟化点１２４℃  Ｔｇ６４℃
ポリエステル樹脂８３）：重量部１０．００  軟化点１１２℃  Ｔｇ５８℃
マゼンタ顔料（大日本インキ化学工業  TOSHIKI RED 1022）：６．００重量部
カルナバワックス：３．００重量部
ライスワックス：２．００重量部
極性制御剤（オリエント化学工業株式会社 BONＴRON E-304）：０．５０重量部
【００２０】
以上をヘンシェル型ミキサでプレ混合した後、微粒子前駆体繊維製造に供する。
次に、紡糸および粉砕条件の共通部位について述べる。
（紡糸装置）
図１は、紡糸法として、溶融紡糸法の一種であるメルトブローン法を利用している。図１に示すように、主要部位としてエクストルーダー、ギアポンプ、静止ミキサ、ガスの供給装置、紡糸ダイおよび延伸用エアノズルで構成されているが、これらは公知のものである。今回ガスは静止ミキサ部から供給し、混合する。
（紡糸ノズルについて）
ノズルデバイスの全長約５００mで、ノズル口径Φ１８０μｍ、ノズル口数５０１穴（ノズル孔の中心間距離ピッチ約０．９mm）の装置を用いた。
（温度設定について）
エクストルーダーからギアポンプまでは１５０℃、紡糸パックおよび紡糸ノズルのユニットは２００℃もしくは２２０℃で一定とした。
（高温ガス流について）
ガスノズルのスリット幅は０．５mmとし、使用空気は５０℃一気圧換算で３．６ｍ３／ｈで一定として比較した。高温ガスの温度は２００℃で一定とした。
（処理能力などについて）
押し出し量は別途後段に記す繊維径の評価方法で、繊維径Ｄ50が６．０±０．１μｍとなる押し出し量を設定した。
（繊維の評価について）
繊維は各ノズル毎に1本をサンプリングし、光学顕微鏡で太さを計測した。具体的には、５０１穴のノズルから押し出される繊維を、各ノズルあたり時間を前後５分ずらして３点サンプリングし、サンプリングした繊維の任意の箇所の太さを計測し全体の繊維径分布を求めた。また、繊維系分布から平均繊維径と標準偏差を求め、さらに変動係数を求めた。平均繊維径がより細かなものほど延伸の効率がよく、また、変動係数がより小さなものほどより均一な繊維を生成していると言える。
【００２１】
（微粒子化について）
公知の機械式微粉砕機により粉砕した。なお、本例では、微粉粉砕機に供給する前に、繊維長が数ミリのとなるように公知のカッター式ミルで予備切断を行っている。
粉砕機としては、たとえば川崎重工製のクリプトロン、ターボ工業製ターボミル、ホソカワミクロン製イノマイザなどを用いることが出来ることが公知であるが、今回は実験装置の手配上の都合でたとえば前記のイノマイザのように、回転式風力分級機構を内蔵し、回転ローター式粉砕ローターを備えた分級機内蔵型微粉砕機を用いた。図３は、分級機内蔵型微粉砕機の構成を示す概略図である。
粉砕ローター径は約３０ｃｍ、分級ローター径は約１８ｃｍであり、円筒型容器内に一体化された装置である。
粉砕条件は粉砕ローターの回転数は８０００ｒｐｍ一定とし、分級ローターの回転数を可変することで、Ｄ50＝６．０±０．１μmとなるように調整した。原料の供給量は粉砕ローターの消費動力が８ｋＷとなる条件とした。
微粒子化の良否は、粒子径分布から求めたＣＶ値、および粉砕動力が８ｋＷ粉砕及び分級に要した総動力から単位処理量あたりの必要動力を求め比較した。総動力としては、粉砕及び分級モーターの空転値をあらかじめ求めておき、実運転時の動力から空転値を差し引くことで求めた。
【００２２】
次に、個別の事例について述べる。
【表１】
2008138168.tif 000003
比較例1及び２は従来技術を用いたものである。
比較例３では、空隙を過剰に形成するために空気を過剰に混合した。
実施例１では空隙を形成するために空気を樹脂に混合した。
実施例２では、さらに樹脂に対する溶解度の高いＣＯ２を樹脂に混合した。
実施例３では、紡糸ダイの上流に圧力抵抗を設けることでＣＯ２が樹脂と超臨界状態で混合するように操作したものである。
ガスの供給量とガス種、空隙率、ノズルの設定温度については、表１に記す。
【００２３】
【表２】
2008138168.tif 000004
表２は、微粒子の前駆体の評価基準であるＣＶ値と、繊維径を一定とした場合の処理量及び押し出し圧を示している。
繊維径のＣＶ値が良いのは、比較例１、２および実施例２、３である。実施例１はやや悪い。これは、そもそも空隙の存在しない比較例は、内部が均一であるためにＣＶ値がよく、気泡が存在する実施例１の内部がやや不均一であるためにＣＶ値が悪くなっていると考えられる。実施例２及び３では、ガスの一部もしくはすべてが樹脂に溶解し、空隙の生成が均一であるために、ＣＶ値がガスの混合前同様に改善したものと考えられる。押し出し圧は、実施例１及び２が、よりノズル温度の高い実施例２よりも低く、押し出しの効率が向上していることが確認できる。実施例３では、超臨界状態を得るために圧力抵抗を設置しているため高い値を示している。
比較例３では、繊維径のＣＶ値が大きくなっている。ガスの混合量が過剰であるので、突出ムラと気泡による繊維形状の変化の影響が過剰に発現したものと思われる。
【００２４】
【表３】
2008138168.tif 000005
表３は、微粒子化に関する結果を示している。今回は粉砕ローターの動力負荷を一定と制御した、粉砕ローターの動力負荷および分級機の動力負荷は、機内滞留量に依存するためか、結果としては実験時の総動力は各条件でおおよそ同等となっている。しかし、単位処理量あたりの消費動力は比較例に対して実施例がほぼ同等に良い値を示している。実施例1ないし３においては、微粒子前駆体は、粉砕機内部で即座にサイズに微粒化され、速やかに分級ローターを通過したものと考察される。前駆体繊維内部に空隙を有する実施例１〜３については、実施例１および２に対して処理量が増大する結果が得られ、また製品粒子径Ｄ50を一定とする分級ローター条件では、実施例1ないし３が良い値を示し、より均一な空隙を有すると思われる条件３が最もよく、次に実施例２が良い。
また、実施例１においては、前駆体繊維の状態では繊維径のＣＶ値は比較例に対してやや悪い結果であったが、微粒化後のＣＶ値では比較例に対してよい値を示した。これは、本例においては、繊維化時のばらつきよりも、微粒化時のばらつきのほうが最終製品である微粒子のサイズばらつきにより大きな影響を与えていたことを示している。
比較例３は、見かけの単位処理量あたりの消費動力は小さくなっているが、ＣＶ値が大きくなっている。ＣＶ値が大きくなった原因は、前駆体繊維のＣＶ値が大きいことも原因であるが、特に微粉量が増大していることが原因である。本事例では粗大粒子の発生は粉砕機に内蔵の分級機で抑制しているため、粗大粒子の発生は抑制される。しかし、粉砕ハンマーとの衝突や分級ローターとの衝突による衝撃により発生する過粉砕は抑制できない。比較例３の場合には、前駆体内部の空隙率が過剰に大きく、構造的に脆弱であるために、たとえば微小な欠けが生じやすく、また前駆体そのものの構造が破壊されることで微粉がより多く発生しやすかった、という理由が考えられる。
【００２５】
以上の結果から、内部に空隙を有するように加工した微粒子前駆体繊維を粉砕する工法においては、従来の微粒子前駆体繊維を粉砕する工法に比して粒子径がより均一で、エネルギー消費量も少ない事がわかる。また、空隙を形成するために用いるガスを超臨界状態をで混合して均一な気泡を形成した場合には、更に均一な粒子径が得られる事がわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】微粒子前駆体繊維を製造する装置の全体の一例を示す概略図である。
【図２】微粒子前駆体繊維の内部構造を示す概略図である。
【図３】分級機内蔵型微粉砕機の構成を示す概略図である。
【図１】
2008138168.tif 000006
【図２】
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【図３】
2008138168.tif 000008