JP2004050123A - Porous body for toner filter, method for producing the same, and toner container - Google Patents
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Abstract
【課題】通気性、目詰まりを改善するバイパス構造、トナー粉体の分級機能を有し、安価で安定した画像品質を供給できるトナーフィルター用多孔質体、その製造方法及びトナー収納容器を提供する。
【解決手段】表層にトナー粉体の形状に合った円形の孔を形成した合成樹脂フィルムと、天然繊維質および／または合成繊維質とを積層し、微細孔を有し合成樹脂からなる多孔膜を前記天然繊維および／または合成繊維間の空隙を埋めるように形成し、前記微細孔が三次元方向に連なるようにする。
【選択図】 図１A porous body for a toner filter having a bypass structure for improving air permeability and clogging, a function of classifying toner powder, and capable of supplying stable and inexpensive image quality, a method of manufacturing the same, and a toner storage container. .
A porous film made of a synthetic resin having fine pores is formed by laminating a synthetic resin film in which a circular hole conforming to the shape of a toner powder is formed on a surface layer and a natural fiber and / or a synthetic fiber. Are formed so as to fill the voids between the natural fibers and / or the synthetic fibers, and the micropores are connected in a three-dimensional direction.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトナーや粉体などの保管、または保存において、外的温湿度によってで生じる凝集体や粗大粒子の除去が可能で、さらに長期保管によっても粒度変化が生じないトナーフィルター用多孔質体、その製造方法及びそれを用いたトナー収納容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンター等にセットしてトナーを自動供給するトナー容器には、ボトル形状の容器にスクリュータイプのキャップを装着し、複写機内に逆さまに装着してキャップ天板部分に取付けられたシャッターを開閉できるようにした補給系とトレイ等の比較的広い開口部分を有する容器の開口部を昜剥離性積層材でシールした後、そのまま機内に挿入し、機内で前記積層材を剥離しトナーを排出させ、供給するカートリッジ系の２種類の容器が使用されている。何れも微粉末の飛散がないよう密閉性の高い容器が使用されている。
【０００３】
しかしながら、輸送中の外気の温度上昇に伴う容器内の温度上昇や航空機内の輸送時の圧力変化によって容器内の圧力が外部に対して相対的に上昇し、キャップからのトナー粉末の飛散することが問題となっている。
このような問題に対し特開平７−２５７６２５号公報では、容器のキャップに積層パッキンを設け、その一層に通気性の部材を使用すること、或いはキャップ天板部に相溶性の低い２種のプラスチックで一体形成して、その境界に５μｍを超えない間隔を設けることによってトナー粉末の流出防止対策が開示されている。しかしながら、その対策によっても充分な通気性を得ることができず、前記間隔が広がり粉体粒子の粗粉域が通過する間隔になると、微粉域の粉体の飛散が生じ完全な問題解決に至っていない。
【０００４】
また、特開平９−１９７８２０号公報ではトナーカートリッジに通気孔をガラス繊維等でシールドしたフィルターを設けたものが開示されているが、ウイスカー状ガラス繊維からフィルターを作る加工工程が複雑となるためコスト高となる問題やフィルターが破損した場合の人体への危険性の問題があった。
【０００５】
また、特開平８−１５５２３２号公報には、合成樹脂多孔質体の表面にフッ素樹脂多孔質シートやフィルムを積層したフィルターが提案されている。しかしながら、フッ素樹脂系のフィルターは粉塵の捕集性や洗浄性に支障はないものの支持体との接着性に問題がある。特に粉体の容器に通気孔として用いた場合にはテフロン（登録商標）の不活性な性質が支持体との接着に支障を来たしたり、コストも高く採算が取れないといった問題が多々発生している。また該提案の多孔質体の構造は二次元的で平面の構造を積層した構成であり、その孔はそのシートを厚み方向に直線的に貫通する構造であるため、トナー粉末の平均粒子径に合わせた孔径ではサブミクロン粒子の通過を容易にしてしまい、またサブミクロン粒子径に孔径を落すと、目詰まりが生じる問題があった。
【０００６】
また、特開２００２−４９６号公報では密着性の優れた積層基材が開示されているが、多層積層の構造から製造コストが高価になる課題が残されていた。
このほかに、長期間の保存の際に外気の湿気が容器内に侵入し、トナー粉末に作用することによって粗大粒子が形成され、トナー品質を劣化させることがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたもので、外気温の変化に伴う容器内部の温度上昇や輸送時の圧力変化によって容器内圧力が相対的に上昇する現象に対してトナー収納容器のキャップからトナーが飛散せず、また容器内に長期間保存しても粗大粒子が形成されず、さらに容器内目詰まりでトナー補給不能などの問題を生じなく安価で安定した画像品質を供給できるトナーフィルター用多孔質体、その製造方法及びトナー収納容器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、容器内の圧力上昇に対してはフィルターに通気性を付与することで改善し、容器内目詰まりに対してはフィルターにバイパス構造を付与することで改善し、安定した画像品質を供給するためにフィルターにトナー粉体の分級機能を付与することで改善することを主眼として鋭意検討を行った。その結果、当該フィルターを多孔質体とし、その孔の形状、大きさ、分布などを制御することによって本発明を成すに至った。詳しくは、表層に熱素子等でトナー粉体の形状に合った円形の孔を形成した合成樹脂フィルムと、天然繊維質および／または合成繊維質とを積層したフィルターとすること、微細孔を有し合成樹脂からなる多孔膜を天然繊維および／または合成繊維間の空隙を埋めるように形成し、前記微細孔が三次元方向に連なるようにする（多孔膜構造体）ことで、従来の天然繊維単体のフィルターとは異なる構造の多孔質体を作り出し、トナー収納容器内のフィルターとして適用することで水分や熱で粗大化したトナー粉体を簡単に収納容器内で分別できる本発明に至った。
【０００９】
すなわち本発明によれば、
第一に、請求項１では、貫通した円形孔が形成された合成樹脂フィルムの片面に天然繊維を主成分とした多孔質シートが設けられてなることを特徴とするトナーフィルター用多孔質体が提供される。
【００１０】
本発明の特徴は、単なる繊維の積層とは異なり、トナー形状に合った円形の孔が熱素子等で形成された合成樹脂フィルムと、安価で剛度が高い天然繊維質とを積層した構成とすることで通気性、バイパス構造、分級機能を得ることができる。
【００１１】
第二に、請求項２では、貫通した円形孔が形成された合成樹脂フィルムの片面に天然繊維と合成繊維との混抄で構成される多孔質シートが設けられてなることを特徴とするトナーフィルター用多孔質体が提供される。
これにより、天然繊維単体よりも強度面でより有利になる。
【００１２】
第三に、請求項３では、微細孔を有する合成樹脂よりなる多孔膜が前記天然繊維間に張られ、当該天然繊維間の空隙が埋められていることを特徴とする請求項１に記載のトナーフィルター用多孔質体が提供される。
【００１３】
これにより、繊維間に形成される多孔膜は多孔質体全体としてみると、多孔膜が重なり、三次元方向に微細孔が連なった構造体（多孔膜構造体）となる。すなわち、繊維間の空隙に形成される三次元方向に連孔した多孔質体は初期主幹に目詰まりが生じてもバイパス構造になっていることから十分に通気性をもたらし目詰まりにはその効果が発揮される。
また、本発明に適用されるトナー粉体は嵩密度が大きいことから粒子間に空隙が介在し流体のような挙動が見られ流動性に富んでいる。従って上述の三次元方向に微細孔が連なった多孔膜構造体は空隙率が高いため目詰まりが無く好適であり、本発明のフィルター用多孔質体はトナー粉体の保存品質に置いても、その効果を発揮する。
なお、多孔膜の形成厚みは乳化液の乾燥付着量から決定され、膜自体の乾燥後付着量は０．５ｇ〜２０ｇ／ｍ２が好ましい。
【００１４】
第四に、請求項４では、前記多孔膜がポリビニールアセタールを主成分とすることを特徴とする請求項３に記載のトナーフィルター用多孔質体が提供される。
これにより、三次元方向に連孔する良好な多孔膜が形成される。
【００１５】
第五に、請求項５では、貫通した円形孔が形成された合成樹脂フィルムが天然繊維を主成分とした多孔質シートを狭持してなることを特徴とするトナーフィルター用多孔質体が提供される。
２枚の穿孔フィルムで多孔質体を挟持する構成としたことから、強度が高いフィルターが得られ充填量の多い容器に好適である。
【００１６】
第六に、請求項６では、微細孔を有する合成樹脂の多孔膜が前記天然繊維間に張られ、当該天然繊維間の空隙が埋められていることを特徴とする請求項５に記載のトナーフィルター用多孔質体が提供される。
高強度に加えて、フィルター性能に優れたトナーフィルター用多孔質体が得られる。
【００１７】
第七に、請求項７では、前記多孔膜の微細孔が円形形状で、通気性を有し、孔径が０．１μｍ以上であり、かつ多孔膜における開口率が５０％以上であることを特徴とする請求項３、４、６のいずれか一に記載のトナーフィルター用多孔質体が提供される。
【００１８】
本発明による多孔膜の微細孔の径は目的用途に応じて変化させる。例えば、通気性を得るためには孔径が０．１μｍ以上必要である。また、トナー粉末の分級機能に関しては、粉体粒子（トナー粒子）が１０μｍ前後の粒子径では多孔膜の開口孔径は１０μｍ以下となり、粉体粒子が６μｍ前後では５μｍ〜３μｍが好ましい。
本発明のトナー用フィルター多孔質体は、フィルターに関わる孔の開口部の形状は円形形状であることが好ましく、その開口率は４０〜８０％、より好ましくは５０％以上が好ましい。また、基材となる多孔質シートは天然繊維単独、或いは合成繊維で抄造された多孔質シートで繊維間の空隙に関する開口率も当然５０％以上が好ましい。
なお、多孔質体の強度が必要な場合は、開口孔の容積がポイントとなり、目的に応じて容積の制御が必要である。具体的には、開口孔径は変えずに厚み方向で制御する方が好ましく本来の機能を損なわない。
【００１９】
第八に、請求項８では、前記合成樹脂フィルムの円形孔の孔径が３μｍ以上１００μｍ以下で、開口間隔が１０μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載のトナーフィルター用多孔質体が提供される。
これにより、多孔膜構造体の通気性を阻害せずフィルター強度を向上させる。
【００２０】
第九に、請求項９では、前記合成樹脂フィルムが二軸延伸ポリエステルフィルムであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載のトナーフィルター用多孔質体が提供される。
これにより、発熱素子を接触させる方法で規則性の有る円形状の穿孔構造を得ることができる。
【００２１】
第十に、請求項１０では、前記二軸延伸ポリエステルフィルムが、４０℃〜８０℃における体積率が２５％以上のポリエステル樹脂から形成されていることを特徴とする請求項９に記載のトナーフィルター用多孔質体が提供される。
【００２２】
第十一に、請求項１１では、前記合成樹脂フィルムがポリ塩化ビニリデンから形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載のトナーフィルター用多孔質体が提供される。
これにより、上記ポリエステルフィルムに準じる特性を得ることができる。
【００２３】
第十二に、請求項１２では、前記合成樹脂フィルムがポリプロピレンから形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載のトナーフィルター用多孔質体が提供される。
これにより、上記ポリエステルフィルムに準じる特性を得ることができる。
【００２４】
第十三に、請求項１３では、天然繊維を主成分とする多孔質シートに、樹脂相を連続相とし水相を不連続層とするＷ／Ｏ（油中水滴）型エマルション樹脂液を含浸させた後に乾燥させて前記天然繊維を主成分とする繊維間に多孔膜を張って当該繊維間の空隙を埋め、ついで当該多孔質シートの片面に合成樹脂フィルムを積層した後に当該合成樹脂フィルムの表面に発熱体素子を接触させて穿孔処理を施すことを特徴とするトナーフィルター用多孔質体の製造方法が提供される。
この方法により、粗大粒子の分離性の良いトナーフィルター用多孔質体を製造することができる。
【００２５】
第十四に、請求項１４では、請求項１乃至１２のいずれか１項記載のトナーフィルター用多孔質体をトナーフィルターとして具備することを特徴とするトナー収納容器が提供される。
【００２６】
トナー粉体は容器に充填され保管されるが、外気等の保管条件下の要因で水分や熱の影響で粒子間が集合したり、やがて凝集体に成長し粗大化が進行する、このような現象に対し本発明のフィルター用多孔質体を具備したトナー容器は正常なトナー粉体を分級し粗大化した凝集体を収納容器内で分離分級が可能となり、安定した画像品質を供給することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るトナーフィルター用多孔質体の一実施の形態における構成について図面を参照して説明する。
図１は、トナーフィルター用多孔質体の断面構造を示す模式図である。
トナーフィルター用多孔質体１は、多孔質体本体１０と、その多孔質体本体１０の片面に積層される合成樹脂フィルム１１とからなる。
合成樹脂フィルム１１は、フィルム基材１１１にその厚み方向に貫通した円形孔１１２が形成された構造である。
以上の構成からなる本発明のフィルター用多孔質体は通気性を有し、粉体の通過を抑制し分級機能を持つ。以下に各構成部材の詳細を説明する。
【００２８】
（１）多孔質体本体１０
多孔質体本体１０は天然繊維および／または合成繊維１０３のシートからなる基材１０１である。また、必要に応じて当該繊維１０３間に複数の微細孔１０５を有する樹脂製の多孔膜１０４が張られ、その多孔膜１０４が繊維１０３の間の空隙を埋める態様で形成されることによってなる多孔膜構造体１０６を有する。
（ａ）基材１０１
基材１０１には、その厚み方向に貫通した複数の孔１０２が形成されており、複数の孔１０２は基材１０１中でお互いにつながっており、基材１０１のおもて面表面にある１つの孔１０２の開口部から入って、そのうら面表面の複数の孔１０２の開口部に出ることが可能な構造となっている。そのため、トナー粉体のフィルター通過に関して１つの孔１０２が目詰まりしても他の孔１０２から反対面に通過させることとが可能である。
【００２９】
基材１０１は、積層される合成樹脂フィルム１１を支持する剛度が必要である。天然繊維を主体とした基材１０１はフィルター自身の剛度が高く取り扱いが容易である特徴がある。ただし、本発明で取り扱う粉体は主に電子写真用トナー粉体が対象となることから水分に対して親和性の高い天然繊維の使用には注意が必要である。また、天然繊維と合成繊維の混抄物や合成繊維単独の方が強度面で有利である。
天然繊維ではアバカや麻、綿、絹等一般的なもので繊維径が太く、一方、合成繊維は天然繊維に比較し細いのが特徴である。合成繊維ではビニロン、アクリル、ポリエステル繊維などがある。多孔質体本体の基材１０１はこの天然繊維および／または合成繊維からなる多孔質シート（薄葉紙）を使用する。
【００３０】
また、基材１０１中の天然および／または合成繊維１０３の繊維間でできる空隙は１００〜３００μｍと大きく、基材１０１ではその空隙が連続したものが多孔質体本体１０を貫通する孔１０２となっている。一般に用いられるトナー粉体は近年高画質化の傾向から小粒子化が進み３〜１０μｍの粒度範囲の粉体であるが、その範囲から外れた外的温湿度の影響によって生じる凝集体や粗大粒子も含まれている場合がある。そのため、このトナー粉体を分級し、適正な粒度範囲（例えば前記３〜１０μｍ）のトナー粉体のみを取り出すことがフィルターとしての欠かせない特性である。しかし、天然繊維および／または合成繊維１０３単体では凝集、粗大化したトナー粉体も含めてすべてのトナー粉体が通過してしまうため、フィルターとして不充分である。
【００３１】
本発明では、この天然繊維および／または合成繊維１０３に所定の径の孔１１２を明けた合成樹脂フィルム１１を積層すること、この天然繊維および／または合成繊維１０３の繊維の間に水鳥の水掻きのように合成樹脂の多孔膜１０４を形成すること、あるいはそれらの組み合わせによって多孔質体本体１０の基材１０１を通過させるトナー粉体を分級、選別するフィルター機能を付与している。
なお、トナー粉体の通過特性に関して、検討した限りでは通気度性を定量化した指標として評価することが可能である。又、収納容器に充填し保管した場合の大気圧の圧力変化を通気孔として制御する手段としても使用が可能である。
【００３２】
（ｂ）多孔膜１０５
本発明の多孔膜１０５は、特定の合成樹脂が溶解された大気圧下での沸点が１３０℃以下の溶剤からなるＷ／Ｏ（油中水滴法）型エマルジョン樹脂液から形成されたものであり、特定の合成樹脂（油相）が連続相（膜）１０４となり、水相が不連続相（微細孔）１０５となったものである。また、多孔膜１０５は基材１０１の天然繊維および／または合成繊維１０３間の空隙に張られたフィルターの機能を有する膜である。
【００３３】
本発明の多孔膜１０４自体の乾燥後付着量は０．５〜３０ｇ／ｍ２で、好ましくは３〜１０ｇ／ｍ２である。０．５ｇ／ｍ２より小さいと多孔膜１０４のフィルター機能は発揮されず、一方３０ｇ／ｍ２を越えると空気通過を阻害してしまう。
また、微細孔１０５の開口構造が円形形状で通気性を有し、その開口孔径が０．１μｍ以上であり、かつ多孔膜１０４における微細孔１０５の開口率は５０％以上であることが好ましい。
【００３４】
図２（ａ）は本発明により繊維１０３間の空隙に形成された多孔膜１０４の孔部、すなわち通気孔となる表面の微細孔１０５の形状及び分布状態に関して電子顕微鏡等で観察した結果を示したものである。天然繊維および／または合成繊維１０３同士が交差して形成される１００μｍ以上の径の空隙を埋めるように、１０μｍ前後の径の微細孔１０５が一見蜂の巣のように分布した多孔膜１０４が形成され、天然繊維および／または合成繊維１０３との隣接境域まで微細孔１０５が形成された状態が観察される。繊維１０３間の空隙は連続したものであることから、多孔質体本体１０全体としては、その微細孔１０５をもつ多孔膜１０４が多重に集合した構造体（多孔膜構造体）１０６と見ることができる。この多孔膜構造体１０６では微細孔１０５が三次元方向に連なっており、多孔質体本体１０のおもて面から裏面に、あるいは逆方向に貫通した微細な孔の道が形成されている。この孔によって通気性やトナー粉体の分級機能が得られる。
【００３５】
微細孔１０５の開口の密度はＷ／Ｏ型エマルション樹脂液水相と樹脂相（油相）の相対値で決定され、フィルターで分離する目的の粉体粒子の粒子径から設定される。また目的に応じて体質顔料や親水性の樹脂を使用することができる。例えば体質顔料を水相に担持する場合は、一般的な水溶性樹脂等で粉砕、分散処理し、場合によっては其処に分散効果のある界面活性剤を併用する等、支障なく使用することができる。油相の成分として、目的に応じて顔料を使用することもでき、本発明の乳化方法では油相成分に添加した場合は内添状態で樹脂内部に混練りされた状態で観察される。
【００３６】
多孔膜１０４の開口した孔部分（微細孔１０５）以外の、樹脂を主体とする連続相に顔料が存在してもよいが、これは本発明の有効性を否定するものではない。本発明の多孔膜１０４は場合によっては開口部に顔料を含むことが容易にでき、驚くべきことに、微細孔１０５に集合している顔料は多孔膜１０４が破壊されないかぎり脱落することはない。微細孔１０５がバイパスネットワークのように連結された状態になった多孔膜構造体１０６では粉体粒子が詰まることはないことが幾つかの実験で実証されている。
【００３７】
本発明の多孔膜１０４を形成するための樹脂材料としてアクリル系、酢酸ビニル系、エステル系、ウレタン系、オレフィン系、ビニリデン系、エポキシ系の重合体、セルローズ系誘導体及びそれらの変性物、共重合体が好ましい、中でもポリビニルアセタール系の重合体が用いられる。特に好ましくはポリビニルブチラール重合体が好適である。具体的には、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニル−塩化ビニリデンコポリマー、塩化ビニル−アクリロニトリルコポリマー、スチレン−アクリロニトリルコポリマー等のようなビニル系樹脂、ポリブチレン、ナイロン等のポリアミド、ポリフェニレンオキサイド、（メタ）アクリル酸エステル、ポリカーボネート及びアセチルセルロース、アセチルブチルセルロース、アセチルプロピルセルロース等のセルロース誘導体等があげられる。中でもポリビニルブチラールを含むポリアセタール樹脂が本発明の多孔膜１０４の形成に好適である。また、各樹脂は単独のみならず２種以上を混合して用いてもよい。
【００３８】
なお、多孔膜１０４の形成、強度、孔径の大きさ、剛度増強等を調節するために、多孔膜１０４中に必要に応じてフィラーなどの添加剤を添加することができる。ここでフィラーとは顔料、粉体や繊維状物質も含まれる概念である。その中で特に針状、板状、もしくは繊維状のフィラーが好ましい。その具体例としては、ケイ酸マグネシウム、セピオライト、チタン酸カリウム、ウオラストナイト、ゾノライト、石膏繊維、等の鉱物系針状フィラー、非酸化物系針状ウイスカ、酸化物系ウイスカ、複酸化物系ウイスカ等の人工鉱物系針状フィラー、マイカ、ガラスフレーク、タルク等の板状フィラー、カーボンファイバー、ポリエステル繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維等の天然又は合成の繊維状フィラーがあげられる。
また、顔料としては酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル酸メチル等の有機ポリマー粒子、カーボンブラック、そして酸化亜鉛、二酸化チタン、炭酸カルシウム、シリカ等の無機顔料がある。
これら添加剤の添加量としては好ましくは樹脂に対して５〜２００％である。５％以下ではカールが発生し易くなり、２００％以上では多孔膜の強度が低下することがある。
【００３９】
（２）合成樹脂フィルム１１
本発明の合成樹脂フィルム１１は円形孔１１２が貫通されており、その円形孔１１２の開口孔径は３μｍ以上１００μｍ以下で、開口間隔（隣接する孔の外周間の距離）は１０μｍ以上５０μｍ以下である。
【００４０】
本発明の合成樹脂フィルム１１は二軸延伸ポリエステルフィルムであり、そのフィルムを構成するポリエステルとは、ジカルボン酸成分とグリコール成分を構成成分とするポリマー、又はヒドロキシカルボン酸成分を構成成分とするポリマー、又はそれらの共重合体、並びに混合物を含むものである。このうち、とくに、４０℃〜８０℃で体積率が２５％以上のポリエステル樹脂から構成されていることが好ましい。
ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルカルボン酸、シクロヘキシルカルボン酸、芳香族カルボン酸類（コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸）等を用いることができる。
また、グリコール成分としては、例えばエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−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、ヘキサジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールを用いることができる。
【００４１】
本発明の粉体収納部材は主に電子写真複写装置に用いられるトナー粉体が収納されるもので熱可塑性樹脂フィルム組成からも近似したものである。そのためトナー粒子が付着し易くトナー粒子と接する側の平滑性がしばしば問題となることから、トナー粒子に接する面の平滑性が必要となり、最大粗さ［Ｒｔ］０．３μｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。
【００４２】
（製造方法）
以下に、本発明に係るトナーフィルター用多孔質体の製造方法のうち、製造工程（手順）を以下に示す。ここでは、基材１０１に多孔膜構造体１０６の形成と合成樹脂フィルム１１の積層との両方を実施する態様を示す。
（１）基材１０１に多孔膜構造体１０６を形成する。
（２）基材１０１の片面に合成樹脂フィルム基材１１１を接着する。
（３）合成樹脂フィルム基材１１１に円形孔１１２を形成する。
以下に各工程の詳細を説明する。
【００４３】
（１）基材１０１に多孔膜構造体１０６を形成する。
本発明の多孔膜構造体１０６は基材１０１にＷ／Ｏ型エマルション樹脂液を塗布含浸後、乾燥させることで形成される。
以下に、Ｗ／Ｏ型エマルション樹脂液の作製の詳細を示す。
まず作製にあたって、沸点が１３０℃以下の溶剤を５０重量％以上含む溶剤に樹脂を溶解する。その量は良好な多孔膜１０４が形成されるよう実験で決定されるが、一般に５〜２０％である。安定なＷ／Ｏ型エマルション形成のために比較的親油性の強い、ＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ− Ｂａｌａｎｃｅ）が２．５〜６、好ましくは４〜６の界面活性剤を添加する。なお、水相にもＨＬＢが８〜２０の界面活性剤を使用するとより安定で均一なＷ／Ｏ型エマルション樹脂液が得られる。
【００４４】
体質顔料を水相に均一分散する場合は、体質顔料を水相中に添加し、ボールミル等で高速回転する分散装置等を用いて分散する。また、体質顔料を水相のかわりに油相に分散する場合は、同様に体質顔料をボールミル等で高速回転する分散装置等を用いて分散する。各相の体質顔料の混合割合は、顔料／各相の重量比で０．５〜１０％である。特に好ましいのは１〜５％である。これより含有量が少ないと乳化液の安定性に効果を示さない。また、それ以上の含有は多孔膜１０４の膜強度が低下し好ましくない。
【００４５】
初期乳化では上述した事柄が効果をしめすが、経時的な安定性を持たせるには水相に増粘剤を使用することが効果的である。具体的には、水相を増粘させるとエマルションが安定し、壊れにくくなることが判明した。好ましい粘度は、塗布時の液温で１０〜５００センチポアズである。１０センチポアズより小さいとエマルション安定化の効果が小さく、５００センチポアズを越えると多孔質体の乾燥が遅くなり、生産効率が悪くなるので、使用の際は予め乾燥条件から決定した方が都合が良い。
【００４６】
その増粘手段として水溶性化合物の添加が好適に用いられるが、例としてポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ソーダ、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン等が用いられる。
【００４７】
本発明に係る多孔膜１０４の組成物のガラス移転点は、５０℃〜９８℃の範囲のものが好ましい結果をもたらす。また、分子量（重量平均）に関して、本発明の多孔膜１０４の乳化工程に影響し、３万未満ではエマルションの合一が観察され好ましくない。逆に、３０万超過では溶媒への溶解度が低下し不溶となる。従って、３万〜３０万の範囲が選択される。
【００４８】
本発明では、沸点が１３０℃以下の溶剤を５０重量％（以下、断らないかぎり重量）以上含む溶剤を用いないと、望ましい多孔膜１０４が形成されない。好適に用いられる溶剤の例としては、具体的には、塩化メチレン、クロロホルム、酢酸エチル、酢酸メチル、ジエチルエーテル、四塩化炭素、シクロヘキサン、ヘキサン、ペンタン、ベンゼン、ＭＥＫ、ＭＩＢＫ、トルエン等が挙げられる。
【００４９】
場合によっては、乳化工程を安定化する目的で油相或いは水相に体質顔料を添加し、系を安定化することができる。具体的な体質顔料としては、例えば、タルク、カオリン、シリカ、シリカゲル、コロイダルシリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、酸化亜鉛、二酸化チタン、硫酸バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、ゼオライト、アルミナ、アルミナゾル、カーボンブラック等の無機顔料、セピオライト、チタン酸カリウム、ウオラストナイト、ゾノライト、石膏繊維等の鉱物系針状顔料、その他粉末有機顔料がある。
【００５０】
このようにして乳化させて準備したＷ／Ｏ型エマルション樹脂液を基材１０１上に直接塗布、或いは、含浸し乾燥することで多孔膜を形成することが可能である。その塗布方法は一般のロール、スロットダイ、グラビア、ワイヤバー、ブレード等の方式の塗布機で行うことができる。基材１０１を本発明のＷ／Ｏ型エマルション樹脂液に浸漬付着させる方法も可能である。
なお、本発明は油相を連続相とすることから、油相が水相より蒸発速度が速いのが好ましい。即ち、油相が固液分離し乾燥しながら、同様に水相が乾燥しながら進行し、その蒸発速度の差異で乳化液の水相と油相の多孔質体が形成され水相が孔空隙となり生成される。また、樹脂の溶媒への溶解度も重要なファクターである。
【００５１】
以上のＷ／Ｏ型エマルジョン樹脂液の水相で生成する孔１０５の大きさや生成密度は、油相、水相の混合割合、あるいは乳化攪拌条件で制御することが可能である。従って目的に応じて予備実験により確認の後、実施する方が効率的である。例えば、多孔膜１０４の硬さが要求される場合には比較的接着力が大きい高分子樹脂材料を選択してＷ／Ｏ型エマルション樹脂液を調製し、孔の生成密度を制御しながら使用する。また、多孔膜１０４の微細孔１０５の空隙を相対的に多くする場合は、Ｗ／Ｏ型エマルション樹脂液の水相成分を多めに調節し使用することが効果的である。
【００５２】
（２）基材１０１の片面に合成樹脂フィルム基材１１１を接着する。
基材１０１に合成樹脂フィルム基材１１１を接着する方法の一つとして、接着剤でラミネート接着する方法がある。接着剤には、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニル−塩化ビニリデンコポリマー、塩化ビニル−アクリロニトリルコポリマー、スチレン−アクリロニトリルコポリマー等のようなビニル系樹脂、ポリブチレン、ナイロン等のポリアミド、ポリフェニレンオキサイド、（メタ）アクリル酸エステル、ポリカーボネート、これらの共重合体、混合物、変性体などが用いられる。更に、本発明の効果を阻害しない範囲で、帯電防止剤、界面活性剤、防腐剤、消泡剤などを併用し内添することができる。なお、この段階の合成樹脂フィルム基材１１１には円形孔１１２はまだ形成されていない。
【００５３】
また、合成繊維単独や混抄紙の薄葉紙（多孔質シート）に関しては、熱によるラミネートが可能であるため加熱ロールとのニップで簡単にラミネートできる。このように基材１０１の選択は目的に応じて行なえばよく、本発明の多孔質基材となる坪量は５ｇ／ｍ２〜２０ｇ／ｍ２が良く特に１５ｇ／ｍ２が最も適当である。
【００５４】
（３）合成樹脂フィルム基材１１１に円形孔１１２を形成する。
合成樹脂フィルム基材１１１に発熱素子を接触させ、その受熱によって穿孔および開口処理を行い、円形孔１１２を形成する。
その穿孔および開口処理は市販のサーマルプリンターを使用すればよい。例えば、（株）リコー製Ｐａｌｌ Ｎ４００、Ｎ８００を用いれば、４００ｄｐｉ、６００ｄｐｉの発熱体の密度で穿孔が可能である。結果的には６００ｄｐｉの発熱体素子を使用すれば約３０μｍの穿孔が可能で穿孔間隔が１３μｍで連続的に開口した本発明のフィルター多孔質体を得ることが可能である。
【００５５】
この工程に関して、合成樹脂フィルム基材１１１として、例えばポリエステルフィルムの場合、その結晶融化温度は１３０℃から２００℃が好ましい。収縮開始温度は４０℃以上８０℃以下が好ましく、より好ましくは４５℃以上７５℃以下であり、さらに好ましくは５０℃以上７０℃以下である。又、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデンに付いても同様な熱特性が必要とされるが、発熱素子の受熱で穿孔する範囲なら本発明で用いることが可能である。ただポリエステルに比較すると熱感度が低下する傾向がある。
【００５６】
図２（ｂ）は合成樹脂フィルム基材１１１への円形孔１１２の形成が完了した本発明に係るフィルター多孔質体１の表面ＳＥＭ写真である。合成樹脂フィルム１１には穿孔径が約３０μｍ程度の円形孔１１２があり、その円形孔１１２の下から基材１０１の天然繊維および／または合成繊維１０３が認められる。また、その繊維１０３により形成される孔１０２と円形孔１１２とは３次元方向（厚み方向）に開口部分が連なった（連孔した）形態である。
【００５７】
上記製造方法で示した構成のフィルター用多孔質体１について、前記合成樹脂フィルム１１との反対面に上述した薄葉紙（多孔質シート）を挟み込み、多層構成としてもよい。この多層構造の方が高い曲げ剛度が得られるため、トナー粉末の充填量の多い容器に好適である。
また、上記製造方法で示した構成のフィルター用多孔質体１について、前記合成フィルム１１との反対面にさらに上記製造工程（２）および（３）を施し、基材１１を２枚の合成樹脂フィルム１１で挟み込む構成としてもよい。
【００５８】
【実施例】
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、実施例中、部はすべて重量部を表わす。
（実施例１）
市販の厚さ１．０μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムの（三菱ダイヤホイル社製）片面にセビアンＡ（ダイセル化学社製ＰＶＡＣ系樹脂）をエタノール溶媒２０ｗｔ％溶液を乾燥重量で０．６６ｇ／ｍ２付着させ、市販の天然マニラ麻（日本紙業社製）の薄葉紙（多孔質シート、坪量９．８ｇ／ｍ２で厚さ３５μｍ）と共にラミネート接着した。得られた多孔質体を（株）リコー製ｐａｌｌ Ｎ８００（ＨＤ：６００ｄｐｉ）搭載穿孔部で全面穿孔し、トナーフィルター用多孔質体とした。この多孔質体は天然繊維を主成分とする多孔質シートと円形孔を有する合成樹脂フィルムとの二層構造となり、本発明に係るトナーフィルター用多孔質体の構成をなす。
この多孔質体の表面について、電子顕微鏡（日立製作所製、ＳＥＭ．Ｓ．２４００）を用いて撮影後、ピアス社製ＬＤ５５５Ｄで画像処理し、孔（繊維同士の空隙）の開口率を算出したところ８８％であった。また、表面の孔径分布が０．１μｍ〜３００μｍの繊維間孔が観察され一方、フィルム面の穿孔径は３０μｍで１５μｍの間隔で開口した様子が観察された。
【００５９】
（実施例２）
実施例１の市販の厚さ１．０μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムの（三菱ダイヤホイル社製）片面にセビアンＡ（ダイセル化学社製ＰＶＡＣ系樹脂）をエタノール溶媒２０ｗｔ％溶液を乾燥重量で０．６６ｇ／ｍ２付着させ、天然マニラ麻８０％とポリエスエル繊維２０％とを混抄した市販薄葉紙（多孔質シート、日本紙業工業（株）製、坪量９．８ｇ／ｍ２で厚さ３５μｍ）とラミネート接着を行ない、多孔質シートを得た。
ついで、得られた多孔質シートのフィルム面に（株）リコー製Ｐａｌｌ、Ｎ８００（ＨＤ：６００ｄｐｉ）搭載プリンターを用いて実施例１と同様の条件で全面穿孔した。
この多孔質体は、天然繊維と合成繊維との混抄の多孔質シートと、円形孔を有する合成樹脂フィルムとの二層構造となり、本発明に係るトナーフィルター用多孔質体の構成をなす。
この多孔質体の表面を電子顕微鏡（日立製作所製、ＳＥＭ．Ｓ．２４００）を用いて撮影後ピアス社製ＬＤ５５５Ｄで画像処理し、天然繊維の孔（繊維間の空隙）の開口率を算出したところ９０％であった。また、表面の孔径分布が０．１μｍ〜１００μｍの繊維間孔が観察され、フィルム面の穿孔径は３０μｍで１５μｍの間隔で開口した様子が観察された。
【００６０】
（実施例３）
実施例１で得た多孔質体（フィルム付き多孔質シート）の繊維側の面（フィルムが接着されていない面）と市販の厚さ１．０μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム（三菱ダイヤホイル社製）の片面にセビアンＡ（ダイセル化学社製ＰＶＡＣ系樹脂）を乾燥重量で０．２ｇ／ｍ２付着させ、接着ラミネート後、融着防止処理を施しフィルター用多孔質シートを形成した。
この多孔質支持体シートのフィルム面に（株）リコー製Ｐａｌｌ、Ｎ８００（ＨＤ：６００ｄｐｉ）搭載プリンターで全面穿孔し、次に一方のフィルム面にも（株）リコー製Ｐａｌｌ、Ｎ８００（ＨＤ：６００ｄｐｉ）搭載プリンターで同様に全面穿孔した。
この多孔質体は、天然繊維を主成分とする多孔質シートが、２枚の円形孔を有する合成樹脂フィルムに挟持された三層構造となり、本発明に係るトナーフィルター用多孔質体の構成をなす。
【００６１】
（実施例４）
市販天然マニラ麻（日本紙業社製）の薄葉紙（多孔質シート、坪量９．８ｇ／ｍ２で厚さ３５μｍ）の片面に下記Ｗ／Ｏ型エマルション樹脂液を含浸させ、乾燥重量で６ｇ／ｍ２付着させた。
＜Ｗ／Ｏ型エマルション樹脂液＞
（樹脂溶液）
ポリビニルブチラール（電気化学社製、５０００Ａ） ２．０部
酢酸エチル １５．０部
ＭＥＫ １５．０部
ソルビタンモノオレエート
（東邦化学社製、ソルボンＳ８０、ＨＬＢ４．２） ０．１部
上記処方溶液を攪拌溶解した。
（水相液）
以下に水相液の調製成分を示す。
水 １５．０部
ポリオキシエチレングリコール脂肪酸エステル ０．０５部
上記水相液を、樹脂溶液油相に添加して高速ホモミキサ（４５００ｒ．ｐ．ｍ）を用いて更に分散させて、Ｗ／Ｏ型エマルション樹脂液を作製した。
これを２０℃、５０％ＲＨの液温、雰囲気中で薄葉紙（多孔質シート）の片面にグラビアロールで塗布含浸、塗布速度は１０ｍ／分、乾燥温度は６０℃であった。
次に市販品の厚さ１．０μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム（三菱ダイヤホイル社製）片面にセビアンＡ（ダイセル化学社製ＰＶＡＣ系樹脂）を乾燥重量で０．２ｇ／ｍ２付着させ、接着ラミネート後、融着防止処理を施しフィルター用多孔質体を形成した。これを（株）リコー製Ｐａｌｌ、Ｎ８００（ＨＤ：６００ｄｐｉ）搭載プリンターで全面穿孔した。
この多孔質体は、天然繊維同士の空隙を埋めるように合成樹脂の多孔膜構造体が形成された薄葉紙（多孔質シート）と、円形孔を有するポリエステルフィルム（厚さ１．０μｍ）との二層構造となり、本発明に係るトナーフィルター用多孔質体の構成をなす。
この多孔質体の表面を電子顕微鏡（日立製作所製、ＳＥＭ．Ｓ．２４００）で撮影後、ピアス社製ＬＤ５５５Ｄで画像処理し、多孔膜の開口率を算出したところ７５％であった。なお、多孔質体本体における繊維間の空隙部分の形態を観察した結果、麻の繊維間の空隙に多孔膜が介在し埋設した状態で、多孔膜の孔径分布は０．１μｍ〜３０μｍであった。
【００６２】
（実施例５）
実施例４で得た多孔質体（フィルム付き多孔質シート）の繊維側の面（フィルムが接着されていない面）に市販の厚さ１．０μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム（三菱ダイヤホイル社製）片面にセビアンＡ（ダイセル化学社製ＰＶＡＣ系樹脂）を乾燥重量で０．２ｇ／ｍ２付着させ、接着ラミネート後、融着防止処理を施しフィルター用多孔質支持体を形成した。
このラミネート処理面（フィルム面）に（株）リコー製Ｐａｌｌ、Ｎ８００（ＨＤ：６００ｄｐｉ）搭載プリンターで全面穿孔した。
この多孔質体は、天然繊維同士の空隙を埋めるように合成樹脂の多孔膜構造体が形成された薄葉紙（多孔質シート）が、２枚の円形孔を有する合成樹脂フィルムに挟持された三層構造となり、本発明に係るトナーフィルター用多孔質体の構成をなす。
この多孔質体の片面の穿孔面を電子顕微鏡（日立製作所製、ＳＥＭ．Ｓ．２４００）で撮影した結果、穿孔部が円形形状で３０μｍの孔径で１２μｍ間隔に規則的に穿孔され状態が観察できた。
【００６３】
（実施例６）
市販薄葉紙（多孔質シート、日本紙業社製（天然マニラ麻の坪量９．８ｇ／ｍ２で厚さ３５μｍ）の片面に下記Ｗ／Ｏ型エマルション樹脂液を含浸させ、乾燥重量で６ｇ／ｍ２付着させた。
＜Ｗ／Ｏ型エマルション樹脂液＞
（樹脂溶液）
ポリビニルブチラール（電気化学社製、４０００−２） ２．０部
酢酸エチル １５．０部
ＭＥＫ １５．０部
ソルビタンモノオレエート
（東邦化学社製、ソルボンＳ８０、ＨＬＢ４．２） ０．１部
上記処方溶液を攪拌溶解した。
（水相液）
以下に水相液の調製成分を示す。
水 １５．０部
ポリオキシエチレングリコール脂肪酸エステル ０．０５部
上記水相液を、樹脂溶液油相に添加して高速ホモミキサ（４５００ｒ．ｐ．ｍ）を用いて更に分散させて、Ｗ／Ｏ型エマルション樹脂液を作製した。
これを２０℃５０％ＲＨの液温、雰囲気中で、塗布速度は１０ｍ／分、乾燥温度は６０℃で塗布乾燥した。
この多孔膜構造体が形成された薄葉紙（多孔質シート）に，二軸延伸ポリ塩化ビニリデンフィルム面の片面にセビアンＡ（ダイセル化学社製ＰＶＡＣ系樹脂）を乾燥重量で０．２ｇ／ｍ２付着させ、ラミネート後、融着防止処理を施しフィルター用多孔質支持体を形成した。
さらに、これを（株）リコー製Ｐａｌｌ、Ｎ８００（ＨＤ：６００ｄｐｉ）搭載プリンターで同様に全面穿孔した。
この多孔質体は、天然繊維同士の空隙を埋めるように合成樹脂の多孔膜構造体が形成された薄葉紙（多孔質シート）と、円形孔を有するポリ塩化ビニリデンフィルムとの二層構造となり、本発明に係るトナーフィルター用多孔質体の構成をなす。
この多孔質体の表面を電子顕微鏡（日立製作所製、ＳＥＭ．Ｓ．２４００）で撮影後、ピアス社製ＬＤ５５５Ｄで画像処理し、多孔膜の開口率を算出したところ７２％であった。なお、多孔質体本体における繊維間の空隙部分の多孔膜の形態を観察した結果、三次元方向に貫通する微細孔を有する多孔膜構造体であった。多孔質膜表面の孔径分布は０．１μｍ〜３０μｍであった。
【００６４】
（実施例７）
実施例６で用いた塩化ビニリデンフィルムの代わりに市販の厚み２μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィルムを用い、実施例６のＷ／Ｏ型エマルション樹脂液を等量塗布含浸させて乾燥し、薄葉紙（多孔質シート）中に多孔膜を形成した。
得られたフィルター用多孔質支持体のフィルム面に（株）リコー製Ｐａｌｌ、Ｎ８００（ＨＤ：６００ｄｐｉ）搭載プリンターで穿孔し孔径３０μｍの円形孔を約１０μｍ間隔で連続穿孔された本発明のフィルター用多孔質体が得られた。
この多孔質体は、天然繊維同士の空隙を埋めるように合成樹脂の多孔膜構造体が形成された薄葉紙（多孔質シート）と、円形孔を有するポリプロピレンフィルムとの二層構造となり、本発明に係るトナーフィルター用多孔質体の構成をなす。
この多孔質体の表面を電子顕微鏡（日立製作所製、ＳＥＭ．Ｓ．２４００）で撮影後、ピアス社製ＬＤ５５５Ｄで画像処理し、多孔膜の開口率を算出したところ７５％であった。なお、多孔質体本体における繊維間の空隙部分の多孔膜の形態を観察した結果、三次元方向に貫通する微細孔を有する多孔膜構造体であった。多孔質膜表面の孔径分布は０．１μｍ〜３０μｍであった。
【００６５】
（実施例８）
実施例７のポリプロピレンフィルムの代わりに市販３．５μｍ厚の二軸延伸ポリエステルフィルムを用い、樹脂成分を変更した下記Ｗ／Ｏ型エマルション樹脂液を乾燥重量で８ｇ／ｍ２付着させ、実施例６と同様の工程で多孔質シートを製作した。
＜Ｗ／Ｏ型エマルション樹脂液＞
（樹脂溶液）
セルローズアセテートブチレート ３．０部
ＭＥＫ ３０．０部
ソルビタンモノオレエート
（東邦化学社製、ソルボンＳ８０、ＨＬＢ４．２） ０．１部
上記処方溶液を攪拌溶解した。
（水相液）
以下に水相液の調製成分を示す。
水 １５．０部
ポリオキシエチレングリコール脂肪酸エステル ０．０５部
上記水相液を、樹脂溶液油相に添加して高速ホモミキサ（４５００ｒ．ｐ．ｍ）を用いて更に分散させ、Ｗ／Ｏ型エマルション樹脂液を作製した。
得られたフィルター用多孔質支持体のフィルム面に市販（株）リコー製Ｐａｌｌ、Ｎ８００（ＨＤ：６００ｄｐｉ）搭載プリンターで穿孔し孔径３０μｍの円形孔を約１０μ間隔でフィルター多孔質体を製造した。
この多孔質体は、天然繊維同士の空隙を埋めるように合成樹脂の多孔膜構造体が形成された薄葉紙（多孔質シート）と、円形孔を有するポリエステルフイルム（３．５μｍ厚）との二層構造となり、本発明に係るトナーフィルター用多孔質体の構成をなす。
この多孔質体の表面を電子顕微鏡（日立製作所製、ＳＥＭ．Ｓ．２４００）で撮影後、ピアス社製ＬＤ５５５Ｄで画像処理し、多孔膜の開口率を算出したところ６８％であった。なお、多孔質体本体における繊維間の空隙部分の多孔膜の形態を観察した結果、三次元方向に貫通する微細孔を有する多孔膜構造体であった。多孔質膜表面の孔径分布は０．１μｍ〜３０μｍであった。
【００６６】
（比較例１）
市販の薄葉紙（多孔質シート、旭化成社製、ＰＥＴ繊維５０％混抄紙、坪量１１ｇ／ｍ２）を２枚に折り重ねたものをトナーフィルター用多孔質体とした。
【００６７】
（比較例２）
市販のＰＥＴ１００％の合成繊維の薄葉紙（多孔質シート、広瀬製紙社製、坪量１５ｇ／ｍ２）を比較例１と同様に２枚重ねたものをトナーフィルター用多孔質体とした。
【００６８】
（比較例３）
市販の３．５μｍ厚の二軸延伸ポリエステルフィルム（三菱ダイヤホイル社製）に市販サーマルプリンター（株）リコー製Ｐａｌｌ、Ｎ８００（ＨＤ：６００ｄｐｉ）搭載プリンターで１ドット当り穿孔エネルギーを増加させて、円形孔の穿孔径を３０μｍになるように条件を変更し、約１０μｍ間隔で連続穿孔を施してトナーフィルター用多孔質体とした。
【００６９】
（比較例４）
比較例３で得た３．５μｍ厚の二軸延伸ポリエステルフィルムを穿孔処理して得たフィルターを２枚重ね、一部接着剤で固着してトナーフィルター用多孔質体とした。
【００７０】
以上の実施例、比較例により作製された多孔質体フィルターの物性および粗大粒子通過に関して以下の方法での測定を行った。
（１）フィルター表面の開口率測定方法
フィルターの表面について、電子顕微鏡（日立製作所製、ＳＥＭ．Ｓ．２４００）を用いて撮影した後、ピアス社製ＬＤ５５５Ｄを用いて撮影画像の孔の開口部をマーキングする画像処理を施し、画像レタッチソフトＡｄｏｂｅ ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ２．５Ｊを用いて２進化処理した。次いで、画像解析フリーウエアソフトＮＩＨｉｍａｇｅにてその処理データを解析し、所定視野における孔の開口部の面積率を開口率として算出した。なお、ここでの孔とは、繊維間の空隙、多孔膜の微細孔、合成樹脂フィルムの円形孔を対象としている。
（２）フィルターの通気度測定方法
フィルター部材の空気の通過性を評価する試験法であり、東洋精機（株）製エアーバーミアメーターにオリフィス１ｍｍφ〜１６ｍｍφを装着し計測した。
（３）粗大粒子捕集率測定法
表面積０．０２５ｍ２のシャーレにトナー粒子２ｇを挿入し、実施例、比較例のフィルターを貼り付けた後、３０秒間振動を与えながらフィルター裏側の通過裏面を吸引する。その吸引試験前後のフィルターの重量差とトナー粒子２ｇとの比率（百分率）から粗大粒子捕集率を算出した。
【００７１】
以上の実施例及び比較例で得た多孔質体の評価結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
実施例１〜８の多孔質体はすべて開口率が５０％以上であった。また、実施例４〜８で形成された多孔膜構造体はすべて微細孔の径が０．１μｍ以上であり、その微細孔の開口部が多孔質体本体の孔（繊維間の空隙がつながったもの）において三次元方向（厚み方向）に連なった形態を示した。
実施例１〜８の多孔質体はすべて実用上問題のない通気性を有していた。
粗大粒子の捕集に関して、比較例１〜４はいずれも極めて小さい捕集率であった。これに対して、実施例１〜８の多孔質体はすべて捕集率は改善されており、とくに多孔膜構造体が形成された実施例４〜８は優れた捕集率が得られた。
【００７４】
つぎに、上記実施例１〜８で作製したフィルター用多孔質体をそれぞれ図３に示した電子写真用カラープリンター（自社製）のトナー容器の出口付近にフィルターとして設け篩試験からの振動を与えて、フィルターを通過したトナー粉体中の粗大粒子有無を評価した。
その結果、実施例１〜８すべてのフィルター用多孔質体について、フィルターを通過したトナー粉体には粗大粒子は全く観察されず、本発明の目的である粗大粒子の分離を問題なく行なうことができた。
これに対して、比較例１、２は本発明の多孔質体を用いず不織布をフィルターとしたもので、分級が出来ず粗大粒子粉の分離ができなかった。また比較例３、４は合成フィルムに３０μｍの穿孔を行なったもので、粗大粒子の分離はできなかった。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１、２、５のトナーフィルター用多孔質体によれば、発熱素子で一部開口した合成樹脂フィルムに天然、合成繊維からなる多孔質体を設けたことから、トナー収納容器のフィルターとして使用すると、保存時の粒子の粗大化を抑制することができるだけでなく、粗大化が起きても粗大粒子が分離され、フィルター通過分には全く粗大粒子が含まれないため、安定した画像品質を供給することができる。
【００７６】
請求項３、４、６のトナーフィルター用多孔質体によれば、上記フィルター多孔質体の繊維間孔に合成樹脂からなる連想相と孔が不連続状態の多孔質体を混在し、さらに請求項６は２枚の穿孔フィルムで多孔質体を挟持する構成としたことから、強度が高いフィルターが得られ充填量の多い容器に好適である。
【００７７】
請求項４のトナーフィルター用多孔質体によれば、上記合成樹脂からなる多孔質体がポリアセタール樹脂から形成されていることから、三次元方向に連孔する良好な多孔質膜を形成しやすい。
【００７８】
請求項７のトナーフィルター用多孔質体によれば、合成樹脂からなる多孔膜の開口構造が円形形状で通気性を有し、開口孔径が０．１μｍ以上で、かつ開口率が５０％以上の樹脂相が連続相の構造を有することから、通気性が良く経時変化等による目詰まりを生じさせない。
【００７９】
請求項８のトナーフィルター用多孔質体によれば、合成樹脂フィルムの開口孔径が３μｍ以上，１００μｍ以下で、開口間隔が１０μｍ以上５０μｍ以下の開口構造を有することから、多孔質体の通気性を阻害せずフィルター強度を向上させる。
【００８０】
請求項９〜１０のトナーフィルター用多孔質体によれば、上記合成樹脂フィルムが二軸延伸ポリエステルフィルムであることから、発熱素子を接触させる方法で規則性の有る円形状の穿孔構造を得ることができる。
【００８１】
請求項１１のトナーフィルター用多孔質体によれば、合成樹脂フィルムがポリ塩化ビニリデンから形成されていることから、上記ポリエステルフィルムに準じる特性を得ることができる。
【００８２】
請求項１２のトナーフィルター用多孔質体によれば、合成樹脂フィルムがポリプロピレンから形成されていることから、上記ポリエステルフィルムに準じる特性を得ることができる。
【００８３】
請求項１３のトナーフィルター用多孔質体の製造方法によれば、粗大粒子の分離性の良いトナーフィルター用多孔質体を製造することができる。
【００８４】
請求項１４のトナー収納容器によれば、上記本発明のトナーフィルター用多孔質体による粗大粒子の分離性に優れ、安定した画像品質を供給するトナー収納容器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナーフィルター用多孔質体の断面構成を示す模式図である。
【図２】本発明のトナーフィルター用多孔質体の電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明のトナーフィルター用多孔質体を備えたトナー収納容器の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ … トナーフィルター用多孔質体
１０ … 多孔質体本体
１１ … 合成樹脂フィルム
５１ … キャップ
５２ … ハードケース
５３ … ソフトケース
５４ … ストレッチラベル
１０１ … 基材
１０２ … 孔
１０３ … 天然繊維および／または合成繊維
１０４ … 多孔膜
１０５ … 微細孔
１０６ … 多孔膜構造体
１１１ … 合成樹脂フィルム基材
１１２ … 円形孔[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is a toner filter porous body that can remove aggregates and coarse particles generated by external temperature and humidity during storage or preservation of toner and powder, and does not cause a change in particle size even after long-term storage, The present invention relates to a method of manufacturing the same and a toner container using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a screw-type cap is mounted on a bottle-shaped container in a toner container that is set in a copier or printer and supplies toner automatically, and is mounted upside down in the copier and attached to the cap top plate. After sealing the opening of a container having a relatively wide opening such as a replenishing system and a tray, which can open and close the shutter, with a readily peelable laminate material, insert the laminate into the machine as it is, peeling the laminate material in the machine, and removing the toner. And two types of cartridge-type containers for discharging and supplying the same. In each case, a container having high airtightness is used so that fine powder is not scattered.
[0003]
However, the pressure inside the container rises relatively to the outside due to the temperature rise inside the container due to the rise in the temperature of the outside air during transportation and the pressure change during transportation inside the aircraft, and the toner powder scatters from the cap. Is a problem.
To cope with such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-257625 discloses a method in which a laminated packing is provided on a cap of a container, and a gas permeable member is used for one of the layers, or two types of plastics having low compatibility with the cap top plate. A measure for preventing toner powder from leaking out is provided by forming a single unit at a boundary not exceeding 5 μm. However, sufficient air permeability cannot be obtained even by the countermeasure, and when the interval is widened and the coarse particle area of the powder particles passes, the powder in the fine powder area is scattered, leading to a complete solution. Not in.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-197820 discloses a toner cartridge in which a filter having ventilation holes shielded by glass fibers or the like is provided, but the process of forming the filter from whisker-like glass fibers is complicated, so that the cost is reduced. There was a problem of high risk and danger to the human body when the filter was damaged.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-155232 proposes a filter in which a fluororesin porous sheet or film is laminated on the surface of a synthetic resin porous body. However, although the filter of the fluororesin type does not hinder the dust collecting property and the cleaning property, it has a problem in adhesiveness to the support. In particular, when used as an air hole in a powder container, the inactive nature of Teflon (registered trademark) hinders adhesion to a support, and there are many problems such as high cost and unprofitability. I have. Further, the structure of the proposed porous body is a structure in which two-dimensional and planar structures are laminated, and the holes are structures that penetrate the sheet linearly in the thickness direction, so that the average particle diameter of the toner powder is reduced. With the combined pore size, passage of submicron particles is facilitated, and when the pore size is reduced to the submicron particle size, clogging occurs.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-496 discloses a laminated base material having excellent adhesion, but has a problem that the production cost is high due to the multilayered structure.
In addition, when stored for a long period of time, the moisture of the outside air enters the container and acts on the toner powder to form coarse particles, thereby deteriorating the toner quality.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above background, and has been developed in consideration of a phenomenon in which the internal pressure of a toner container is relatively increased due to a rise in temperature inside the container due to a change in outside air temperature and a change in pressure during transportation. A toner filter that can supply inexpensive and stable image quality without causing problems such as no toner scattering, no coarse particles even when stored in a container for a long time, and no clogging in the container. Object of the present invention is to provide a porous body for use, a method for producing the same, and a toner storage container.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has improved the pressure rise in the container by providing the filter with air permeability, and improved the clogging in the container by providing the filter with a bypass structure. In order to supply the toner, the present inventors have intensively studied to improve the filter by imparting a classification function of the toner powder to the filter. As a result, the present invention has been accomplished by using the filter as a porous body and controlling the shape, size, distribution, and the like of the pores. More specifically, a filter formed by laminating a synthetic resin film having a circular hole conforming to the shape of the toner powder with a thermal element or the like on a surface layer and a natural fiber and / or a synthetic fiber is provided. A porous membrane made of synthetic resin is formed so as to fill voids between natural fibers and / or synthetic fibers, and the micropores are connected in a three-dimensional direction (porous membrane structure). By creating a porous body having a structure different from that of a single filter and applying the porous body as a filter in the toner container, the present invention can easily separate the toner powder coarsened by moisture or heat in the container.
[0009]
That is, according to the present invention,
First, a porous body for a toner filter according to
[0010]
The feature of the present invention is that, unlike a mere fiber lamination, a synthetic resin film in which a circular hole conforming to the shape of the toner is formed by a heat element or the like, and a natural fiber having a low rigidity and a high rigidity are laminated. Thereby, the air permeability, the bypass structure, and the classification function can be obtained.
[0011]
Secondly, in the toner filter according to the present invention, a porous sheet composed of a mixture of natural fibers and synthetic fibers is provided on one side of a synthetic resin film having a circular hole formed therethrough. A porous body is provided.
This is more advantageous in terms of strength than the natural fiber alone.
[0012]
Thirdly, in the third aspect, a porous membrane made of a synthetic resin having fine pores is stretched between the natural fibers, and a void between the natural fibers is filled. A porous body for a toner filter is provided.
[0013]
As a result, the porous film formed between the fibers becomes a structure (porous film structure) in which the porous films overlap each other and the micropores are connected in a three-dimensional direction when viewed as the entire porous body. In other words, the porous body formed in the voids between the fibers in the three-dimensional direction has a bypass structure even if clogging occurs in the initial main trunk, so that sufficient air permeability is provided and the effect on clogging is obtained. Is exhibited.
Further, since the toner powder applied to the present invention has a large bulk density, voids are interposed between the particles, and the toner powder behaves like a fluid and is rich in fluidity. Therefore, the porous membrane structure in which micropores are continuous in the three-dimensional direction described above is preferable without clogging because of high porosity, and the filter porous body of the present invention is suitable for the storage quality of toner powder, Demonstrate its effect.
The thickness of the porous film is determined from the amount of the dried emulsion coating, and the amount of the membrane after drying is 0.5 g to 20 g /
[0014]
Fourth, a fourth aspect of the present invention provides the porous body for a toner filter according to the third aspect, wherein the porous film is mainly composed of polyvinyl acetal.
Thereby, a good porous film that is continuous in the three-dimensional direction is formed.
[0015]
Fifthly, a fifth aspect of the present invention provides a porous body for a toner filter, wherein a synthetic resin film having a circular hole formed therethrough sandwiches a porous sheet mainly composed of natural fibers. Is done.
Since the porous body is sandwiched between the two perforated films, a filter having high strength can be obtained, which is suitable for a container having a large filling amount.
[0016]
Sixth, a toner according to
In addition to high strength, a porous body for a toner filter having excellent filter performance can be obtained.
[0017]
Seventh, a seventh aspect of the present invention is characterized in that the fine pores of the porous membrane have a circular shape, have air permeability, a pore diameter of 0.1 μm or more, and an aperture ratio of the porous membrane of 50% or more. The porous body for a toner filter according to any one of
[0018]
The diameter of the fine pores of the porous membrane according to the present invention is changed according to the intended use. For example, a pore size of 0.1 μm or more is required to obtain air permeability. Regarding the classification function of the toner powder, the opening diameter of the porous film is 10 μm or less when the powder particles (toner particles) are around 10 μm, and 5 μm to 3 μm when the powder particles are around 6 μm.
In the porous filter body for a toner according to the present invention, the shape of the opening of the hole relating to the filter is preferably a circular shape, and the opening ratio is preferably 40 to 80%, more preferably 50% or more. The porous sheet serving as a base material is a porous sheet made of natural fibers alone or synthetic fibers, and the opening ratio of voids between fibers is naturally preferably 50% or more.
When the strength of the porous body is required, the volume of the opening hole is a point, and the volume needs to be controlled according to the purpose. Specifically, it is preferable to control in the thickness direction without changing the diameter of the opening hole, and the original function is not impaired.
[0019]
Eighth, in claim 8, the circular hole of the synthetic resin film has a hole diameter of 3 μm or more and 100 μm or less, and an opening interval is 10 μm or more and 50 μm or less. Is provided.
This improves the filter strength without impairing the air permeability of the porous membrane structure.
[0020]
Ninth, a ninth aspect provides the porous body for a toner filter according to any one of the first to eighth aspects, wherein the synthetic resin film is a biaxially stretched polyester film.
Thereby, a circular perforated structure having regularity can be obtained by a method of contacting the heating elements.
[0021]
Tenthly, in the tenth aspect, the biaxially stretched polyester film is formed from a polyester resin having a volume ratio of 25% or more at 40 ° C to 80 ° C. A porous body is provided.
[0022]
Eleventhly, in the eleventh aspect, the porous body for a toner filter according to any one of the first to eighth aspects is provided, wherein the synthetic resin film is formed of polyvinylidene chloride. .
Thereby, characteristics similar to those of the polyester film can be obtained.
[0023]
Twelfth, a twelfth aspect provides the toner filter porous body according to any one of the first to eighth aspects, wherein the synthetic resin film is formed of polypropylene.
Thereby, characteristics similar to those of the polyester film can be obtained.
[0024]
In a thirteenth aspect, in the thirteenth aspect, a W / O (water-in-oil) emulsion resin liquid in which a porous sheet mainly composed of natural fibers is used as a continuous phase and a water phase is a discontinuous layer is impregnated in a porous sheet. After drying, a porous film is stretched between fibers containing the natural fiber as a main component to fill voids between the fibers, and then a synthetic resin film is laminated on one surface of the porous sheet. A method for producing a porous body for a toner filter is provided, wherein a perforation process is performed by bringing a heating element into contact with the surface.
According to this method, a porous body for a toner filter having good separability of coarse particles can be manufactured.
[0025]
Fourteenthly, a fourteenth aspect provides a toner container including the toner filter porous body according to any one of the first to twelfth aspects as a toner filter.
[0026]
The toner powder is filled and stored in a container.However, due to factors such as ambient air and the like under storage conditions, particles may aggregate under the influence of moisture or heat, or may eventually grow into aggregates and become coarse. In contrast, the toner container provided with the filter porous body of the present invention can classify normal toner powder and separate and classify coarse aggregates in the storage container, thereby providing stable image quality. it can.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a configuration of an embodiment of the porous body for a toner filter according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional structure of a porous body for a toner filter.
The
The
The porous body for a filter of the present invention having the above-described structure has air permeability, suppresses passage of powder, and has a classifying function. The details of each component will be described below.
[0028]
(1) Porous body
The
(A)
A plurality of
[0029]
The
Among natural fibers, common fibers such as abaca, hemp, cotton, and silk have a large fiber diameter, while synthetic fibers are characterized by being thinner than natural fibers. Synthetic fibers include vinylon, acrylic, and polyester fibers. As the
[0030]
The voids formed between the fibers of the natural and / or synthetic fibers 103 in the
[0031]
According to the present invention, the
It should be noted that, as far as the pass characteristics of the toner powder have been studied, the permeability can be evaluated as an index quantifying the air permeability. Further, it can also be used as a means for controlling a pressure change of the atmospheric pressure when filled and stored in a storage container as a vent.
[0032]
(B) Porous membrane 105
The porous membrane 105 of the present invention is formed from a W / O (water-in-oil method) emulsion resin liquid comprising a solvent in which a specific synthetic resin is dissolved and has a boiling point of 130 ° C. or less under atmospheric pressure. The specific synthetic resin (oil phase) is a continuous phase (membrane) 104, and the aqueous phase is a discontinuous phase (micropores) 105. Further, the porous membrane 105 is a membrane having a function of a filter stretched in a space between the natural fibers and / or the synthetic fibers 103 of the
[0033]
The amount of adhesion of the porous membrane 104 of the present invention after drying is 0.5 to 30 g / m2. 2 And preferably 3 to 10 g / m 2 It is. 0.5g / m 2 If it is smaller, the filter function of the porous membrane 104 will not be exhibited, while 30 g / m 2 If it exceeds, air passage will be hindered.
Further, it is preferable that the opening structure of the fine holes 105 has a circular shape and has air permeability, the diameter of the opening holes is 0.1 μm or more, and the opening ratio of the fine holes 105 in the porous film 104 is 50% or more.
[0034]
FIG. 2A shows the results of observing the shape and distribution of the pores of the porous film 104 formed in the voids between the fibers 103 according to the present invention, that is, the micropores 105 on the surface serving as the air holes, using an electron microscope or the like. It is a thing. A porous membrane 104 in which micropores 105 having a diameter of about 10 μm are distributed at first glance like a honeycomb so as to fill voids having a diameter of 100 μm or more formed by intersecting natural fibers and / or synthetic fibers 103, A state in which the micropores 105 are formed up to the border area between the natural fibers and / or the synthetic fibers 103 is observed. Since the voids between the fibers 103 are continuous, the entire
[0035]
The density of the openings of the micropores 105 is determined by the relative value of the aqueous phase of the W / O emulsion resin liquid and the resin phase (oil phase), and is set based on the particle diameter of the target powder particles to be separated by the filter. An extender or a hydrophilic resin can be used according to the purpose. For example, when the extender is carried in the aqueous phase, it can be used without any trouble, for example, by pulverizing and dispersing with a general water-soluble resin or the like, and in some cases using a surfactant having a dispersing effect in that case. . A pigment can be used as a component of the oil phase depending on the purpose. In the emulsification method of the present invention, when added to the oil phase component, it is observed that the pigment is kneaded inside the resin in an internally added state.
[0036]
Pigments may be present in the continuous phase mainly composed of resin other than the open pore portions (micropores 105) of the porous film 104, but this does not deny the effectiveness of the present invention. In some cases, the porous membrane 104 of the present invention can easily include a pigment in the opening, and surprisingly, the pigments gathered in the micropores 105 do not fall off unless the porous membrane 104 is destroyed. Several experiments have demonstrated that the porous membrane structure 106 in which the micropores 105 are connected like a bypass network is not clogged with powder particles.
[0037]
Acrylic, vinyl acetate, ester, urethane, olefin, vinylidene, epoxy polymers, cellulose derivatives and their derivatives and modified products, as resin materials for forming the porous membrane 104 of the present invention. Coalescence is preferable, and among them, a polyvinyl acetal polymer is used. Particularly preferably, a polyvinyl butyral polymer is suitable. Specifically, vinyl resins such as polyvinyl acetate, polyvinyl butyral, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer, vinyl chloride-acrylonitrile copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer and the like; polyamides such as polybutylene and nylon , Polyphenylene oxide, (meth) acrylate, polycarbonate, and cellulose derivatives such as acetylcellulose, acetylbutylcellulose, and acetylpropylcellulose. Among them, a polyacetal resin containing polyvinyl butyral is suitable for forming the porous film 104 of the present invention. In addition, each resin may be used alone or in combination of two or more.
[0038]
In order to adjust the formation, strength, pore size, rigidity enhancement, and the like of the porous film 104, an additive such as a filler can be added to the porous film 104 as needed. Here, the filler is a concept including pigments, powders, and fibrous substances. Among them, needle-like, plate-like, or fibrous fillers are particularly preferable. Specific examples thereof include mineral silicate fillers such as magnesium silicate, sepiolite, potassium titanate, wollastonite, zonolite, gypsum fiber, etc., non-oxide needle whiskers, oxide whiskers, and double oxide whiskers. Artificial mineral needle fillers such as whiskers, plate-like fillers such as mica, glass flakes and talc, and natural or synthetic fibrous fillers such as carbon fiber, polyester fiber, glass fiber, vinylon fiber, nylon fiber, and acrylic fiber. Can be
Examples of the pigment include organic polymer particles such as vinyl acetate, polyvinyl chloride, and polymethyl acrylate, carbon black, and inorganic pigments such as zinc oxide, titanium dioxide, calcium carbonate, and silica.
The amount of these additives is preferably 5 to 200% based on the resin. If it is less than 5%, curling tends to occur, and if it is more than 200%, the strength of the porous film may be reduced.
[0039]
(2)
The
[0040]
The
Examples of the dicarboxylic acid component include terephthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-diphenylcarboxylic acid, cyclohexylcarboxylic acid, and aromatic carboxylic acids (Succinic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid) and the like can be used.
As the glycol component, for example, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, hexadiol, diethylene glycol, and triethylene glycol are used. Can be.
[0041]
The powder accommodating member of the present invention mainly accommodates toner powder used in an electrophotographic copying machine, and is similar to the thermoplastic resin film composition. Therefore, the toner particles are likely to adhere and smoothness on the side in contact with the toner particles often becomes a problem. Therefore, smoothness on the surface in contact with the toner particles is required, and the maximum roughness [Rt] is preferably in the range of 0.3 μm to 10 μm. .
[0042]
(Production method)
Hereinafter, the manufacturing process (procedure) of the method for manufacturing the porous body for a toner filter according to the present invention will be described below. Here, an embodiment in which both the formation of the porous membrane structure 106 and the lamination of the
(1) The porous membrane structure 106 is formed on the
(2) A synthetic resin film substrate 111 is adhered to one surface of the
(3) A circular hole 112 is formed in the synthetic resin film substrate 111.
The details of each step will be described below.
[0043]
(1) The porous membrane structure 106 is formed on the
The porous membrane structure 106 of the present invention is formed by applying and impregnating the
Hereinafter, the details of the preparation of the W / O emulsion resin liquid will be described.
First, in preparation, the resin is dissolved in a solvent containing 50% by weight or more of a solvent having a boiling point of 130 ° C. or less. The amount is determined by experiment to form a good porous film 104, but is generally 5 to 20%. To form a stable W / O emulsion, a surfactant having a relatively high lipophilicity and an HLB (Hydrophil-Lipophile-Balance) of 2.5 to 6, preferably 4 to 6, is added. When a surfactant having an HLB of 8 to 20 is used in the aqueous phase, a more stable and uniform W / O emulsion resin liquid can be obtained.
[0044]
When the extender is uniformly dispersed in the aqueous phase, the extender is added to the aqueous phase and dispersed using a disperser or the like that rotates at a high speed with a ball mill or the like. When the extender is dispersed in the oil phase instead of the aqueous phase, the extender is similarly dispersed using a dispersing device or the like that rotates at a high speed with a ball mill or the like. The mixing ratio of the extender in each phase is 0.5 to 10% by weight of the pigment / each phase. Particularly preferred is 1-5%. If the content is less than this, there is no effect on the stability of the emulsion. Further, if the content is more than that, the film strength of the porous film 104 decreases, which is not preferable.
[0045]
In the initial emulsification, the above-mentioned matters are effective, but in order to provide stability over time, it is effective to use a thickener in the aqueous phase. Specifically, it was found that when the aqueous phase was thickened, the emulsion became stable and hardly broken. The preferred viscosity is 10 to 500 centipoise at the liquid temperature at the time of coating. If it is less than 10 centipoise, the effect of stabilizing the emulsion is small, and if it exceeds 500 centipoise, drying of the porous body becomes slow and production efficiency deteriorates. Therefore, it is more convenient to determine in advance from drying conditions before use.
[0046]
The addition of a water-soluble compound is suitably used as the thickening means, and examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, sodium polyacrylate, polyethylene glycol, and polyvinylpyrrolidone.
[0047]
The glass transition point of the composition of the porous film 104 according to the present invention is preferably in the range of 50 ° C to 98 ° C. Further, regarding the molecular weight (weight average), the emulsification step of the porous membrane 104 of the present invention is affected, and if it is less than 30,000, union of the emulsion is observed, which is not preferable. Conversely, if it exceeds 300,000, the solubility in the solvent decreases and the solvent becomes insoluble. Therefore, a range of 30,000 to 300,000 is selected.
[0048]
In the present invention, a desirable porous film 104 is not formed unless a solvent containing 50% by weight or more (hereinafter, weight unless otherwise noted) of a solvent having a boiling point of 130 ° C. or less is used. Examples of suitably used solvents include, specifically, methylene chloride, chloroform, ethyl acetate, methyl acetate, diethyl ether, carbon tetrachloride, cyclohexane, hexane, pentane, benzene, MEK, MIBK, toluene and the like. .
[0049]
In some cases, an extender may be added to an oil phase or an aqueous phase for the purpose of stabilizing the emulsification step, thereby stabilizing the system. Specific extenders include, for example, talc, kaolin, silica, silica gel, colloidal silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium hydroxide, zinc oxide, titanium dioxide, barium sulfate, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, zinc sulfide And inorganic pigments such as zinc carbonate, zeolite, alumina, alumina sol, and carbon black; mineral needle-like pigments such as sepiolite, potassium titanate, wollastonite, zonolite, and gypsum fiber; and other organic powdered pigments.
[0050]
The W / O emulsion resin liquid prepared by emulsification in this way can be directly applied to the
In the present invention, since the oil phase is a continuous phase, the oil phase preferably has a higher evaporation rate than the aqueous phase. In other words, while the oil phase is solid-liquid separated and dried, the water phase is similarly advanced while drying, and the difference between the evaporation rates forms a porous body of the water phase and the oil phase of the emulsion, and the water phase forms pores and pores. Is generated. The solubility of the resin in the solvent is also an important factor.
[0051]
The size and density of the pores 105 generated in the aqueous phase of the W / O emulsion resin liquid can be controlled by the mixing ratio of the oil phase and the aqueous phase, or the conditions of emulsification and stirring. Therefore, it is more efficient to carry out after confirmation by preliminary experiments according to the purpose. For example, when the hardness of the porous film 104 is required, a W / O type emulsion resin solution is prepared by selecting a polymer resin material having a relatively large adhesive force, and is used while controlling the formation density of pores. . When the number of voids in the micropores 105 of the porous film 104 is relatively increased, it is effective to adjust the amount of the aqueous phase component of the W / O emulsion resin liquid to a relatively large value.
[0052]
(2) A synthetic resin film substrate 111 is adhered to one surface of the
As one method of bonding the synthetic resin film substrate 111 to the
[0053]
In addition, thin sheets (porous sheets) of synthetic fibers alone or mixed paper can be laminated by heat, so that they can be easily laminated by a nip with a heating roll. Thus, the
[0054]
(3) A circular hole 112 is formed in the synthetic resin film substrate 111.
A heating element is brought into contact with the synthetic resin film substrate 111, and perforation and opening are performed by receiving the heat to form a circular hole 112.
The perforation and opening processing may be performed using a commercially available thermal printer. For example, when Pall N400 and N800 manufactured by Ricoh Co., Ltd. are used, it is possible to perform perforation with a heating element density of 400 dpi and 600 dpi. As a result, if a heating element of 600 dpi is used, perforation of about 30 μm is possible, and it is possible to obtain a porous filter body of the present invention having perforation intervals of 13 μm and continuously open.
[0055]
In this step, when the synthetic resin film substrate 111 is, for example, a polyester film, its crystal melting temperature is preferably from 130 ° C. to 200 ° C. The shrinkage onset temperature is preferably from 40 ° C to 80 ° C, more preferably from 45 ° C to 75 ° C, even more preferably from 50 ° C to 70 ° C. Further, similar thermal characteristics are required for polypropylene and polyvinylidene chloride, but the present invention can be used in a range in which a hole is formed by receiving heat from a heating element. However, heat sensitivity tends to decrease as compared with polyester.
[0056]
FIG. 2B is a surface SEM photograph of the
[0057]
The filter
Further, with respect to the porous body for
[0058]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples. In the examples, all parts are parts by weight.
(Example 1)
On one side of a commercially available biaxially stretched polyester film having a thickness of 1.0 μm (manufactured by Mitsubishi Diafoil Co., Ltd.), a 20 wt% solution of Sebian A (PVAC resin manufactured by Daicel Chemical Co., Ltd.) in an ethanol solvent is 0.66 g / m2 by dry weight. 2 Attached, commercially available natural manila hemp (manufactured by Nippon Paper Industries) tissue paper (porous sheet, basis weight 9.8 g / m) 2 With a thickness of 35 μm). The obtained porous body was entirely perforated at a perforated portion provided with a pal N800 (HD: 600 dpi) manufactured by Ricoh Co., Ltd. to obtain a porous body for a toner filter. This porous body has a two-layer structure of a porous sheet containing natural fibers as a main component and a synthetic resin film having circular holes, and constitutes the porous body for a toner filter according to the present invention.
The surface of the porous body was photographed using an electron microscope (SEM.S.2400, manufactured by Hitachi, Ltd.), and then subjected to image processing with LD555D manufactured by Pierce to calculate the aperture ratio of pores (voids between fibers). It was 88%. In addition, inter-fiber pores having a pore size distribution of 0.1 μm to 300 μm on the surface were observed, while holes having a hole diameter of 30 μm on the film surface were observed at intervals of 15 μm.
[0059]
(Example 2)
A commercially available biaxially-stretched polyester film having a thickness of 1.0 μm of Example 1 (manufactured by Mitsubishi Diafoil Co., Ltd.) having a dry weight of a 20 wt% ethanol solution of Sebian A (PVAC resin manufactured by Daicel Chemical Co., Ltd.) on one side was used. 66 g / m 2 Commercially available tissue paper (porous sheet, manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd., basis weight: 9.8 g / m 2) which is made to adhere and mixed with 80% of natural manila hemp and 20% of polyester fiber 2 To a thickness of 35 μm) to obtain a porous sheet.
Then, the entire surface of the obtained porous sheet was perforated under the same conditions as in Example 1 using a printer equipped with Pall, N800 (HD: 600 dpi) manufactured by Ricoh Co., Ltd.
This porous body has a two-layer structure of a porous sheet made of a mixture of natural fibers and synthetic fibers and a synthetic resin film having circular holes, and constitutes the porous body for a toner filter according to the present invention.
The surface of this porous body was photographed using an electron microscope (SEM.S.2400, manufactured by Hitachi, Ltd.) and then image-processed with LD555D manufactured by Pierce to calculate the aperture ratio of pores (voids between fibers) of natural fibers. However, it was 90%. In addition, inter-fiber pores having a pore size distribution of 0.1 μm to 100 μm on the surface were observed, and holes perforated on the film surface were observed at 30 μm and at intervals of 15 μm.
[0060]
(Example 3)
The fiber-side surface (the surface to which the film is not bonded) of the porous body (porous sheet with film) obtained in Example 1 and a commercially available biaxially oriented polyester film having a thickness of 1.0 μm (manufactured by Mitsubishi Diafoil Co., Ltd.) ) On one side was 0.2 g / m2 of dry weight of Sebian A (PVAC resin manufactured by Daicel Chemical Co., Ltd.). 2 After adhesion and lamination, a fusion prevention treatment was performed to form a porous sheet for a filter.
The entire surface of the porous support sheet was perforated with a printer equipped with Ricoh's Pall, N800 (HD: 600 dpi), and then one of the film surfaces was also Ricoh's Pall, N800 (HD: 600 dpi). ) The entire surface was perforated in the same way with the on-board printer.
This porous body has a three-layer structure in which a porous sheet mainly composed of natural fibers is sandwiched between two synthetic resin films having circular holes, and the structure of the porous body for a toner filter according to the present invention. Eggplant
[0061]
(Example 4)
Commercially available Manila hemp (manufactured by Nippon Paper Industries) tissue paper (porous sheet, basis weight 9.8 g / m) 2 One side having a thickness of 35 μm) is impregnated with the following W / O type emulsion resin liquid, and the dry weight is 6 g /
<W / O emulsion resin liquid>
(Resin solution)
2.0 parts of polyvinyl butyral (5000A, manufactured by Denki Kagaku)
Ethyl acetate 15.0 parts
MEK 15.0 copies
Sorbitan monooleate
(Toho Chemical Co., Sorbon S80, HLB4.2) 0.1 parts
The above formulation solution was dissolved under stirring.
(Aqueous liquid)
The preparation components of the aqueous phase liquid are shown below.
15.0 parts of water
Polyoxyethylene glycol fatty acid ester 0.05 parts
The aqueous phase liquid was added to the resin solution oil phase and further dispersed using a high-speed homomixer (4500 rpm) to produce a W / O emulsion resin liquid.
This was applied and impregnated on one surface of a thin paper (porous sheet) with a gravure roll in an atmosphere at a liquid temperature of 20 ° C. and 50% RH, the coating speed was 10 m / min, and the drying temperature was 60 ° C.
Next, on one side of a commercially available biaxially stretched polyester film having a thickness of 1.0 μm (manufactured by Mitsubishi Diafoil Co.), Sebian A (PVAC resin manufactured by Daicel Chemical Co., Ltd.) was added at a dry weight of 0.2 g /
This porous body is composed of a thin paper (porous sheet) in which a synthetic resin porous membrane structure is formed so as to fill voids between natural fibers, and a polyester film (1.0 μm in thickness) having circular holes. It has a layer structure and constitutes the porous body for a toner filter according to the present invention.
After photographing the surface of this porous body with an electron microscope (SEM.S.2400, manufactured by Hitachi, Ltd.), image processing was performed with LD555D manufactured by Pierce, and the aperture ratio of the porous film was calculated to be 75%. In addition, as a result of observing the form of the space between the fibers in the porous body, the pore size distribution of the porous film was 0.1 μm to 30 μm with the porous film interposed and embedded in the space between the hemp fibers. .
[0062]
(Example 5)
A commercially available biaxially stretched polyester film having a thickness of 1.0 μm (manufactured by Mitsubishi Diafoil Co., Ltd.) is provided on the fiber side (the surface to which the film is not bonded) of the porous body (porous sheet with a film) obtained in Example 4. ) 0.2 g / m2 dry weight of Sebian A (PVAC resin manufactured by Daicel Chemical Co., Ltd.) on one side 2 After adhesion and lamination, a fusion prevention treatment was performed to form a porous support for a filter.
The entire surface of the laminated surface (film surface) was perforated by a printer equipped with Ricoh's Pall, N800 (HD: 600 dpi).
This porous body has a three-layer structure in which thin paper (porous sheet) in which a synthetic resin porous membrane structure is formed so as to fill gaps between natural fibers is sandwiched between two synthetic resin films having circular holes. It has the structure and constitutes the porous body for a toner filter according to the present invention.
One porous surface of this porous body was photographed with an electron microscope (SEM.S.2400, manufactured by Hitachi, Ltd.). Was.
[0063]
(Example 6)
Commercially available thin paper (porous sheet, manufactured by Nippon Paper Industries (natural manila hemp basis weight 9.8 g / m2) 2 One side having a thickness of 35 μm) is impregnated with the following W / O type emulsion resin liquid, and the dry weight is 6 g /
<W / O emulsion resin liquid>
(Resin solution)
2.0 parts of polyvinyl butyral (4000-2, manufactured by Denki Kagaku)
Ethyl acetate 15.0 parts
MEK 15.0 copies
Sorbitan monooleate
(Toho Chemical Co., Sorbon S80, HLB4.2) 0.1 parts
The above formulation solution was dissolved under stirring.
(Aqueous liquid)
The preparation components of the aqueous phase liquid are shown below.
15.0 parts of water
Polyoxyethylene glycol fatty acid ester 0.05 parts
The aqueous phase liquid was added to the resin solution oil phase and further dispersed using a high-speed homomixer (4500 rpm) to produce a W / O emulsion resin liquid.
This was applied and dried in an atmosphere at a liquid temperature of 20 ° C. and 50% RH at a coating speed of 10 m / min and a drying temperature of 60 ° C.
On the thin paper (porous sheet) on which the porous membrane structure was formed, on one side of the biaxially stretched polyvinylidene chloride film surface, Sebian A (PVAC resin manufactured by Daicel Chemical Co., Ltd.) was added at a dry weight of 0.2 g /
Further, this was similarly perforated with a printer equipped with Pall, N800 (HD: 600 dpi) manufactured by Ricoh Co., Ltd.
This porous body has a two-layer structure of a thin paper (porous sheet) in which a porous membrane structure of a synthetic resin is formed so as to fill voids between natural fibers, and a polyvinylidene chloride film having circular holes. The constitution of the porous body for a toner filter according to the present invention is provided.
After photographing the surface of this porous body with an electron microscope (SEM.S.2400, manufactured by Hitachi, Ltd.), image processing was performed with LD555D manufactured by Pierce, and the aperture ratio of the porous film was calculated to be 72%. In addition, as a result of observing the morphology of the porous membrane in the voids between the fibers in the porous body, the porous membrane structure had fine pores penetrating in the three-dimensional direction. The pore size distribution on the surface of the porous membrane was 0.1 μm to 30 μm.
[0064]
(Example 7)
Instead of the vinylidene chloride film used in Example 6, a commercially available biaxially stretched polypropylene film having a thickness of 2 μm was used, an equal amount of the W / O emulsion resin solution of Example 6 was applied and impregnated, and dried, and a thin paper (porous Sheet) to form a porous membrane.
For the filter of the present invention, a circular hole having a hole diameter of 30 μm was continuously perforated at an interval of about 10 μm on a film surface of the obtained porous support for a filter using a printer equipped with Pall, N800 (HD: 600 dpi) manufactured by Ricoh Co., Ltd. A porous body was obtained.
The porous body has a two-layer structure of thin paper (porous sheet) in which a porous membrane structure of a synthetic resin is formed so as to fill voids between natural fibers, and a polypropylene film having circular holes. Such a porous body for a toner filter is configured.
After photographing the surface of this porous body with an electron microscope (SEM.S.2400, manufactured by Hitachi, Ltd.), image processing was performed with LD555D manufactured by Pierce, and the aperture ratio of the porous film was calculated to be 75%. In addition, as a result of observing the morphology of the porous membrane in the voids between the fibers in the porous body, the porous membrane structure had fine pores penetrating in the three-dimensional direction. The pore size distribution on the surface of the porous membrane was 0.1 μm to 30 μm.
[0065]
(Example 8)
A commercially available 3.5 μm-thick biaxially stretched polyester film was used in place of the polypropylene film of Example 7, and the following W / O emulsion resin liquid having a changed resin component was dried at 8 g /
<W / O emulsion resin liquid>
(Resin solution)
Cellulose acetate butyrate 3.0 parts
MEK 30.0 parts
Sorbitan monooleate
(Toho Chemical Co., Sorbon S80, HLB4.2) 0.1 parts
The above formulation solution was dissolved under stirring.
(Aqueous liquid)
The preparation components of the aqueous phase liquid are shown below.
15.0 parts of water
Polyoxyethylene glycol fatty acid ester 0.05 parts
The aqueous phase solution was added to the resin solution oil phase and further dispersed using a high-speed homomixer (4500 rpm) to prepare a W / O emulsion resin solution.
The film surface of the obtained porous support for a filter was pierced by a printer equipped with a Pall N800 (HD: 600 dpi) manufactured by Ricoh Co., Ltd. to produce a filter porous body having circular holes having a diameter of 30 μm at intervals of about 10 μm.
This porous body is composed of two layers, a thin paper (porous sheet) in which a synthetic resin porous membrane structure is formed so as to fill the gap between natural fibers, and a polyester film (3.5 μm thick) having circular holes. This structure constitutes the structure of the porous body for a toner filter according to the present invention.
After photographing the surface of this porous body with an electron microscope (SEM.S.2400, manufactured by Hitachi, Ltd.), image processing was performed with LD555D manufactured by Pierce and the aperture ratio of the porous film was calculated to be 68%. In addition, as a result of observing the morphology of the porous membrane in the voids between the fibers in the porous body, the porous membrane structure had fine pores penetrating in the three-dimensional direction. The pore size distribution on the surface of the porous membrane was 0.1 μm to 30 μm.
[0066]
(Comparative Example 1)
Commercially available thin paper (porous sheet, manufactured by Asahi Kasei Corporation, 50% PET fiber mixed paper, basis weight 11 g / m 2 ) Was folded into two sheets to obtain a porous body for a toner filter.
[0067]
(Comparative Example 2)
Commercially available 100% PET synthetic fiber tissue paper (porous sheet, manufactured by Hirose Paper Co., Ltd., basis weight 15 g / m2) 2 ) Was laminated in the same manner as in Comparative Example 1 to obtain a porous body for a toner filter.
[0068]
(Comparative Example 3)
A commercially available 3.5 μm thick biaxially stretched polyester film (manufactured by Mitsubishi Diafoil Co., Ltd.) was used to increase the perforation energy per dot using a printer equipped with a Pall, N800 (HD: 600 dpi) manufactured by Ricoh Thermal Printer Co., Ltd. The conditions were changed so that the hole diameter was 30 μm, and continuous holes were formed at intervals of about 10 μm to obtain a porous body for a toner filter.
[0069]
(Comparative Example 4)
Two filters obtained by perforating the 3.5 μm-thick biaxially stretched polyester film obtained in Comparative Example 3 were overlapped, and partially fixed with an adhesive to obtain a porous body for a toner filter.
[0070]
The physical properties and coarse particle passage of the porous material filters produced by the above Examples and Comparative Examples were measured by the following methods.
(1) Measuring method of aperture ratio on filter surface
The surface of the filter was photographed using an electron microscope (SEM.S.2400, manufactured by Hitachi, Ltd.), and then subjected to image processing to mark the opening of the hole in the photographed image using LD555D manufactured by Pierce, and was subjected to image retouching software. Binary processing was performed using Adobe Photoshop2.5J. Next, the processed data was analyzed with image analysis freeware software NIImage, and the area ratio of the opening of the hole in the predetermined visual field was calculated as the opening ratio. Here, the pores are intended to refer to voids between fibers, fine pores of a porous membrane, and circular pores of a synthetic resin film.
(2) Method of measuring air permeability of filter
This is a test method for evaluating the air permeability of a filter member, and was measured by mounting an
(3) Coarse particle collection rate measurement method
Surface area 0.025m 2 After the toner particles of 2 g are inserted into the Petri dish, and the filters of Examples and Comparative Examples are attached, the passing back surface behind the filter is suctioned while applying vibration for 30 seconds. The collection rate of coarse particles was calculated from the ratio (percentage) between the weight difference of the filter before and after the suction test and 2 g of the toner particles.
[0071]
Table 1 shows the evaluation results of the porous bodies obtained in the above Examples and Comparative Examples.
[0072]
[Table 1]
The porous bodies of Examples 1 to 8 all had an aperture ratio of 50% or more. In addition, the porous membrane structures formed in Examples 4 to 8 all have fine pores having a diameter of 0.1 μm or more, and the openings of the fine pores are connected to the pores of the porous body main body (voids between fibers are connected). ), A form connected in a three-dimensional direction (thickness direction) is shown.
All of the porous bodies of Examples 1 to 8 had air permeability with no practical problem.
Regarding the collection of coarse particles, Comparative Examples 1 to 4 all had extremely low collection rates. On the other hand, all of the porous bodies of Examples 1 to 8 had an improved collection rate. In particular, Examples 4 to 8 in which the porous membrane structure was formed had excellent collection rates.
[0074]
Next, the porous bodies for filters prepared in Examples 1 to 8 were provided as filters near the outlet of the toner container of the color printer for electrophotography (manufactured by the company) shown in FIG. The presence or absence of coarse particles in the toner powder that passed through the filter was evaluated.
As a result, for all of the porous bodies for filters in Examples 1 to 8, no coarse particles were observed in the toner powder that passed through the filter, and the separation of the coarse particles, which is the object of the present invention, can be performed without any problem. did it.
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the nonwoven fabric was used as a filter without using the porous body of the present invention, and classification was not performed, and coarse particle powder could not be separated. In Comparative Examples 3 and 4, the synthetic film was perforated by 30 μm, and coarse particles could not be separated.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the porous body for a toner filter of
[0076]
According to the porous body for a toner filter of the third, fourth and sixth aspects, the porous body in which the associative phase made of synthetic resin and the pores are discontinuous are mixed in the inter-fiber pores of the filter porous body.
[0077]
According to the porous body for a toner filter of the fourth aspect, since the porous body made of the synthetic resin is formed of the polyacetal resin, it is easy to form a good porous film that is continuous in three dimensions.
[0078]
According to the porous body for a toner filter of the seventh aspect, the opening structure of the porous film made of a synthetic resin is circular and has air permeability, the opening hole diameter is 0.1 μm or more, and the opening ratio is 50% or more. Since the resin phase has a continuous phase structure, the resin phase has good air permeability and does not cause clogging due to aging or the like.
[0079]
According to the porous body for a toner filter of claim 8, since the synthetic resin film has an opening structure in which the opening hole diameter is 3 μm or more and 100 μm or less and the opening interval is 10 μm or more and 50 μm or less, the air permeability of the porous body is reduced. Improve filter strength without disturbing.
[0080]
According to the porous body for a toner filter of claims 9 to 10, since the synthetic resin film is a biaxially stretched polyester film, a regular circular perforated structure can be obtained by a method of contacting a heating element. Can be.
[0081]
According to the porous body for a toner filter of the eleventh aspect, since the synthetic resin film is formed of polyvinylidene chloride, characteristics similar to those of the polyester film can be obtained.
[0082]
According to the porous body for a toner filter of the twelfth aspect, since the synthetic resin film is formed of polypropylene, it is possible to obtain characteristics similar to those of the polyester film.
[0083]
According to the method for producing a porous body for a toner filter of the thirteenth aspect, a porous body for a toner filter having good separability of coarse particles can be produced.
[0084]
According to the toner container of the fourteenth aspect, it is possible to obtain a toner container that is excellent in separating large particles by the porous body for a toner filter of the present invention and that supplies stable image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a cross-sectional configuration of a porous body for a toner filter of the present invention.
FIG. 2 is an electron micrograph of a porous body for a toner filter of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing an external appearance of a toner container including the porous body for a toner filter of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... porous body for toner filter
10 ... porous body
11 ... Synthetic resin film
51… Cap
52… Hard case
53… Soft case
54… stretch label
101 ... base material
102… hole
103… natural fiber and / or synthetic fiber
104 ... porous membrane
105… micropore
106… porous membrane structure
111 ... Synthetic resin film substrate
112… circular hole
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