JPH02308262A - トナーの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明のトナーの製造方法に関し、より詳細には、帯電
性に優れたトナーを能率よく製造する方法に関する。

（従来の技術） 電子写真法に用いる乾式トナー、即ち二成分系現像剤用
トナーは、定着用樹脂、着色顔料及び電荷制御剤、離型
剤等のトナー用配合剤から成る混合物を熱ロール等で混
練し、混練物を粉砕し、これを分級することにより製造
されている。しかしながら、このような従来法でのトナ
ーでは、添加した電荷制御剤の掻く一部がトナー粒子の
電荷制御に使用されるにすぎず、効率が低いという問題
がある。

この欠点を解消するものとして、特開昭６３−１３１１
４８号公報には、結着剤樹脂及び着色剤を主成分とする
トナー粒子を製造し、このトナー粒子と電荷制御剤とを
、ヘンシェルミキサー、ボールミル等で混合することに
よりトナー粒子の表面に電荷制御剤を付着させることが
記載されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記先行技術は、トナー粒子表面に電荷制御剤を付着さ
せることにより、電荷制御剤の有効利用とトナー粒子の
帯電量の増大とをもたらしたものとして意義深いもので
あるが、未だトナー粒子と電荷制御剤が完全に融合して
おらず、トナーの帯型持性において十分満足し得るもの
ではない。

従って、本発明の目的は、トナーの帯電特性に優れた現
像剤用トナーの製造法を提供するにある。

本発明の他の目的は、少ない電荷制御剤の使用によって
優れた帯電特性が得られ、また最終混合工程で電荷制御
剤の種類を変えるだけで正或いは負の任意の帯電性が容
易に得られるトナーの製造方法を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、定着用樹脂と電荷制御剤以外のトナー
用配合剤とを混練し、混練物を粉砕し、分級してトナー
用前駆体を製造する工程と、この前駆体と電荷制御剤の
粉末とを、前記定着用樹脂の融点乃至軟化点よりも低い
温度において、高剪断力下及び高圧縮力下に混合して、
前駆体粒子の表面に電荷制御剤を一次粒子の形で埋込む
工程とから成ることを特徴とするトナーの製造方法が提
供される。

（作用） 本発明のトナーの製造方法は、電荷制御剤以外のトナー
成分の全てを含むトナー用前駆体粒子に造粒する工程と
、この前駆体の粒子表面に電荷制御剤を一次粒子の形で
埋込む工程とから成ることが特徴である。

トナーの製造工程においては、混練、粉砕、分級に多大
な設備と労力とを必要とするが、本発明においては、定
着用樹脂と電荷制御剤以外のトナー用配合剤とを混練し
、混練物を粉砕し、分級する操作を、全てのトナーにつ
いて共通して同じラインで行うことが可能なので、設備
費を節約し、又効率を高めることで生産性を向上させる
ことができると共に、各トナーの色味や濃度を常に一定
にしながら、帯電性の異なる各種トナーを製造すること
ができる。

このようにして製造される電荷制御剤を含まないトナー
前駆体と、選択された電荷制御剤とを、定着用樹脂の融
点乃至軟化点よりも低い温度において高剪断力下及び高
圧縮力下に混合することが第二の特徴である。即ち、前
駆体と電荷制御剤とを高剪断力下及び高圧縮力下に混合
すると、両者の摩擦により電荷制御剤が一次粒子の形に
粉砕されると共に、前駆体粒子表面の定着用樹脂が摩擦
熱等により軟化し、これに電荷制御剤が一次粒子の形で
埋込まれることになる。このため、本発明によるトナー
では電荷制御剤の定着用樹脂への分散が微細且つ一様で
あるため、第１図のグラフに示す通り、従来の混練トナ
ーに比して著しく高い帯電立上り特性が得られる。その
結果、トナーを補給したとき、トナーと磁性キャリアと
の電気的結合が十分に行われ、トナー飛散が防止される
。

また、本発明によるトナーではトナー粒子表面に電荷制
御剤が完全に融合されるため、ヘンシェルミキサー、ボ
ールミル等を用いてトナー粒子表面に電荷制御剤を付着
させたトナーに比して、逆極性のトナーが少なくなって
いる。

尚、本明細書において、融点乃至軟化点とは、融点を有
する樹脂については一義的に融点を意味し、融点の明瞭
でない樹脂については軟化点を意味するものとする。

本発明において、前述した、高剪断力下及び高圧縮力下
での混合に際し、トナー前駆体粒子が実質上破砕される
ことなく、元の粒度を維持し、一方電荷制御剤が一次粒
子に粉砕されて、前駆体粒子への埋込みを生じるのは、
トナー前駆体粒子が定着用樹脂を主体として構成されて
いることから衝撃等を吸収して、もともと破砕されにく
いものであること、及び前駆体粒子が電荷制御剤の二次
凝集粒子に剪断力と圧縮力とを伝達する一種の粉砕媒体
としての作用を行い、これにより電荷制御剤の一次粒子
への粉砕と埋込みとが同時に進行することに関連するも
のと認められる。

（発明の好適態様） 本発明に用いる定着用樹脂としては、従来電子写真用ト
ナーに使用されている樹脂は全て使用でき、例えば熱可
塑性樹脂や未硬化の形の或いは初期締金物の形の熱硬化
性樹脂で、融点乃至軟化点が６０乃至２００℃の範囲に
あるものが使用される、その適当な例は、これに限定さ
れないが、例えばポリスチレン、アクリル系樹脂、スチ
レン−アクリル共重合樹脂、ポリビニルアセタール樹脂
、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、′フェノール樹脂
、石油樹脂、オレフィン樹脂等である。

電荷制御剤以外のトナー用配合剤としては、離型剤や各
種顔料等を挙げることができる。離型剤としては、各種
動植物ワックス類、鉱物系ワックス、ポリエチレンワッ
クス、ポリプロピレンワックス等が使用され、これらは
一般にトナー中に１乃至５重量％の量で配合される。

顔料としては、着色顔料の他に、磁性顔料、導電性顔料
等、従来トナーに使用されている各種顔料が何れも使用
される。その適当な例はこれに限定されないが次の通り
である。

黒色顔料 チャンネルブラック、ファーネスブラック、鉄黒。

黄色顔料 黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネ
ラルファーストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネ
ーブルスイエロー、デフトールイエローＳ１バンザイエ
ロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ１キノリンイエロー
レーキ、パーマネンエローＮＧＧ、タートラジンレーキ
。

橙色顔料 赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジ
ＧＴＲ，ピラゾロンオレンジ、パルカンオレンジ、イン
ダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレ
ンジＧ１インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ。

赤色顔料 ベンガラ、カドミュウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミ
ウム、パーマネントオレンジ４Ｒ、リソールレッド、ピ
ラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レ
ーキレッドＤ１ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレ
ーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリ
アントカーミン３Ｂ。

紫色顔料 マンガン紫、ファストバイオレットＢ１メチルバイオレ
ットレーキ。

青色顔料 紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクト
リアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタ
ロシアニンブルー、フタロシアニンブル一部分塩素化物
、ファーストスカイブルー、インダンスエンブルーＢＣ
。

緑色顔料 クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、
マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーン
Ｇ０ 白色顔料 二酸化チタン（チタン白）、亜鉛華。

体質顔料 パライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイト
カーボン、タルク、アルミホワイト。

磁性材料顔料としては、例えば四三酸化鉄（Ｆｅ３０４
）、三二酸化鉄（１’　−Ｆｅ２０３）　、酸化鉄亜鉛
（ＺｎＦｅ、０４）、酸化鉄イツトリウム（Ｙ３Ｆｅ５
Ｏ１２）、酸化カドミウム（Ｇｄ３Ｆｅ５０１２）　、
酸化鉄銅（ＣｕＦｅ２０４）　、酸化鉄錯（ＰｂＦｅ＋
ｚＯ＋ｅ）、酸化鉄ネオジウム（ＮｄＦｅＱｓ）、酸化
鉄バリウム（ＢａＦｅ＋ｚＯ＋＊）、酸化鉄マグネシウ
ム（ＭｇＦｅ２０Ｊ、酸化鉄マンガン（ＭｇＦｅ２０Ｊ
、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅ０ｓ）　、鉄粉（Ｆｅ）　
、コバルト粉（Ｇｏ）　、ニッケル粉（Ｎｌ）等が知ら
れているが、本発明においてもこれら公知の磁性材料の
微粉末の任意のものを用いることができる。

これらの顔料は複数の機能を有するものであってよい。

例えばカーボンブラックは黒色顔料としての機能と導電
性顔料としての機能とを備えている。同様に、鉄黒（マ
グネタイト）は黒色顔料としての機能と磁性顔料として
の機能を備えている。

これらの顔料は、その用途によフても相違するが、トナ
ー中に５乃至１５重量％、特に７乃至１２重量％の量で
存在するのがよい。

本発明におけるトナー前駆体の製造工程は、電荷制御剤
を添加しない点を除けば、従来の粉砕法によるトナーの
製造工程と同様であるので特に記述しない、前駆体粒子
の粒径は、コールタ−カウンターによる体積基準のメジ
ャン径が５乃至３０μ１１特に５乃至１５μｍの範囲に
あるのがよい。

トナー前駆体に埋込む電荷制御剤としても、従来トナー
用に使用されている任意の電荷制御剤が使用される。電
荷制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、オイルブ
ラック、スビロンブラック等の油溶性の染料や、ナフテ
ン酸、サリチル酸、オクチル酸、高級脂肪酸、樹脂酸の
マンガン、鉄、コバルト、鉛、亜鉛、セリウム、カルシ
ウム、ニッケル等の金属塩である金属石鹸等或いは含金
属アゾ染料、ピリミジン化合物、アルキルサリチル酸の
金属キレート等を挙げることができる。正の電荷制御剤
の代表例は油溶性染料であり、負の制御剤の代表例は含
金属錯塩染料である。

これらの電荷制御剤は、その種類によっても相違するが
、トナー当り　０．５乃至５１ｉ量％、特に１乃至２重
量％で用いるのがよい。

本発明において、前駆体と選択された電荷制御剤との混
合は、定着用樹脂の融点乃至軟化点よりも低い温度にお
いて、高剪断力下及び高圧縮力下に行う。温度は一般に
室温でよいことが本発明の顕著な利点の一つであるが、
勿論混合時の発熱が大きすぎる場合には、冷却水、冷風
、ブライン等を用いて強制冷却したり、或いは逆に混合
時間を短縮する目的で、熱水または蒸気のような熱媒を
通すか赤外線加熱、電熱等の手段で加熱を行っても差支
えない。

高剪断力下及び高圧縮力下の混合とは、混合する個々の
粒子に高剪断力と高圧縮力とが同時に作用する混合方式
を意味し、通常の高剪断混合とは、高圧縮力も同時に作
用している点で相違する。

このような混合装置としては、必ずしもこれに制限され
ないが、ホソカワミクロン（株）製のオングミルを用い
ることができる。このオングミルにおいては、高速で回
転される回転ケーシングがあり、その内部にこれより遅
れて回転するか或いは停止しているインナーピースがあ
る。ケーシング内に投入された混合物は、遠心力により
その内壁に圧縮され、これがインナーピースとの間隙を
通過することにより強く圧縮されると共に強く剪断され
る。

遠心力の程度は５０乃至１２００Ｇ特に６００乃至８０
０Ｇの範囲が適当であり、−力作用する剪断力は、混合
物の仕込量やインナーピースと回転ケーシングとのクリ
ヤランスによっても相違し、−概に規定で籾ないが、前
述した遠心力に対応する速度差乃至はその遠心力の２分
の１程度に相当する速度差がインナーピースと回転ケー
シングとの間に与えられ且つ遠心力によってケーシング
に付着する混合物層がインナーピースとの最も狭い部分
で１／１０乃至９／ｌＯ程度に圧縮されるものであるこ
とが望ましい。

処理時間は、混合物の仕込量や、装置への人力によって
も相違するが、一般に３０乃至９０分間程度の処理で十
分である。処理の終点は、前駆体粒子に添加した電荷制
御剤が埋込まれ、遊離の電荷制御剤が減少することによ
り知ることができる。

生成するトナーは、前駆体が粉砕法による不定形粒子で
あるにもかかわらず、角が取れた形状であり、十分な処
理時間をかけた場合には、球状乃至球状に近い形状を有
する。

処理が終了したトナーには、エアロジルＲ９７２（登録
商標）のような疎水性シリカから成る流動性改良剤をト
ナー当り　０．１乃至０．５重量％の量で配合し、前記
混合機中でまぶしｌＡ埋して最終トナーとする。

本発明によるトナーは、フェライトや鉄粉等の磁性キャ
リヤと混合し、二成分系現像剤としてまたトナー中に磁
性顔料が含有されている場合には−成分系現像剤として
静電潜像の現像に有利に使用される。

（発明の効果） 本発明によれば、電荷制御剤以外のトナー配合成分から
混練・粉砕・分級によりトナー用前駆体を製造する工程
と、この前駆体の粒子表面に電荷制御剤を一次粒子の形
で埋込む工程とを巧みに組合せたことにより、帯電立上
り特性に優れたトナーが製造され、トナー飛散を防止で
きた。また、トナー粒子形状が球状に近い形状となり、
その流動性を改善できた。また、帯電性の異なる複数種
のトナーを、共通の造粒ラインを通して製造することが
可能となった。

また、トナー粒子表面に電荷制御剤を完全に融合するこ
とが可能となった。

（実施例） ［実施例１］ スチレンアクリル樹脂　　　　　１００重量部（Ｍｐ　
１２５℃） カーボンブラック　　　　　　　　１０重量部（プリン
テックス９０：デクサ社製） 低分子量ポリプロピレン　　　　　　２重量部（ビスコ
ール５５０Ｐ　：三洋化成社製）上記処方よりなる混合
物をヘンシェルミキサーで前混合した後、二軸押出機で
溶融混練して放冷した。この混練品をカッティングミル
で粗粉砕したものを超音波式ジェットミルで微粉砕して
アルピネ分級機で粒径５μｍ以下をカットし、５〜２０
μｍの範囲で平均粒径１１．０μｍのトナー前駆体を得
た。

このトナー前駆体１００重量部と電荷制御剤（ボントロ
ン５−３４：オリエント化学社製）１１屋部の混合物１
００ｇをオングミル（ホソカワミクロン社製）に投入し
、１１０Ｇの遠心力で６０分処理し、本発明のマイナス
トナーを得た。

［実施例２］ 実施例１で得られたトナー前駆体１００重量部と平均粒
径３．５μｍの電荷制御剤（スビロンブラックＴＲＨ：
保土谷化学工業社製）ｌｆｉｌｔ部の混合物１００ｇを
オングミル（ホソカワミクロン社製）に没入し、１１０
Ｇの遠心力で６０分処理し、本発明のマイナストナーを
得た。

［比較例１］ スチレンアクリル樹脂　　　　　１００重量部カーボン
ブラック　　　　　　　　１０重量部（プリンテックス
９０；デクサ社製） 電荷制御剤　　　　　　　　　　　　１重量部（ボント
ロンＳ−３４７オリエント化学社製）低分子量ポリプロ
ピレン　　　　　　２重量部（ビスコール５５０Ｐ　：
三洋化成社製）上記処方よりなる混合物をヘンシェルミ
キサーで前混合した後、二軸押出機で溶融混練して放冷
した。この混練品をカッティングミルで粗粉砕したもの
を超音波式ジェットミルで微粉砕してアルピネ分級機で
粒径５μｍ以下をカットし、５〜２０μｍの範囲で平均
粒径１１．０μｍのマイナストナーを得た。

［比較例２］ 実施例１で得られたトナー前駆体１００重量部と平均粒
径３．５μｍの電荷制御剤（スピロンブラックＴＲＨ：
保土谷化学工業社製）１重量部をヘンシェルミキサーに
投入し、混合、攪拌してトナー前駆体表面に電荷制御剤
を付着させ、トナーを得た。

（評価） 上記実施例１．２及び比較例１．２のトナー８４重量部
にそれぞれフェライトキャリヤ（ＤＦＣ−１５０：同和
鉄粉社製）１００重量部を混合することにより現像剤を
作製した。

帯電の立ち上がり 上記実施例１及び比較例１の現像剤について、ブローオ
フ帯電量測定装置を用いて帯電量を測定した。

結果を第１図に示す。

第１図に示すように、実施例１は比較例１より帯電の立
ち上がりに優れている。

ｆ電量分布 上記実施例２及び比較例２の現像剤について、帯電量分
布測定装置（ＥＳＴ−１：ホソヵヮミクロン社製）を用
いて帯電量分布を測定した。

粒度別ｆ電量分布の結果を第１表及び第２図に示す。ま
た、帯電量分布の結果を第２表に示す。

第１表及び第２図に示すように、実施例２ではスビロン
ブラックＴＲＨの平均粒径である３、５μｍ付近の帯電
量が小さい値を示す、トナー前駆体と電荷制御剤の表面
融合が行われた事がわかる。

これに対して、比較例２では３．５μｍ付近の帯電量が
大きな値を示し、トナー前駆体と電荷制御剤の表面融合
が不完全であり、トナー前駆体に付着しない電荷制御剤
が存在する事がわかる。

また、第２表に示すように、実施例２は比較例２に比べ
、逆極性のトナーが少ないことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１及び比較例１におけるブローオフ帯電
量の立上り特性を示すグラフであり、第２図は実施例２
及び比較例２のトナーについて粒径の個数分布を示すグ
ラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）定着用樹脂と電荷制御剤以外のトナー用配合剤と
   を混練し、混練物を粉砕し、分級してトナー用前駆体を
   製造する工程と、 この前駆体と電荷制御剤の粉末とを、前記定着用樹脂の
   融点乃至軟化点よりも低い温度において、高剪断力下及
   び高圧縮力下に混合して、前駆体粒子の表面に電荷制御
   剤を一次粒子の形で埋込む工程とから成ることを特徴と
   するトナーの製造方法。