JP2001255697A

JP2001255697A - トナーの製造方法

Info

Publication number: JP2001255697A
Application number: JP2000063437A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Sato; 一宏佐藤; Hiroshi Yamamoto; 寛山本; Hiroshi Yagi; 宏八木
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2001-09-21
Anticipated expiration: 2020-03-08
Also published as: JP4032595B2

Abstract

(57)【要約】【課題】粗大粒子が含まれない、分級工程が要らない
着色重合体粒子を得、そして粒径分布がシャープなトナ
ーを収率よく得る方法を提供する。【解決手段】攪拌翼を備えた撹拌槽中で、水面から攪
拌翼上端までの深さをＨ、槽径をＤとした場合のＨ／Ｄ
が０．１以上の位置に撹拌翼が存在し、該攪拌翼の先端
の速度が５ｍ／ｓ以下の条件で、重合性単量体、着色剤
及び帯電制御剤を含有する単量体組成物を、分散安定剤
を含有する水系分散媒体中に分散させた分散液を撹拌
し、該撹拌槽から、該分散液を抜き出して高速撹拌装置
を通過させ造粒し、次いで、重合性単量体を重合して着
色重合体粒子を得ることを含むトナーの製造方法によっ
て、粒径分布がシャープなトナーを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真の現像に
用いられるトナーの製造方法の改良に関し、特に造粒工
程における撹拌条件の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】トナーの製造方法として、（１）結着樹
脂を着色剤、帯電制御剤、離型剤などと混練、粉砕、分
級して得られる粉砕法と、（２）重合性単量体、着色
剤、帯電制御剤、離型剤等の混合物を懸濁重合、乳化重
合又は分散重合して着色重合体微粒子を直接に得る重合
法とがある。重合法によりトナーを得ようとする場合に
は、少なくとも重合性単量体と着色剤とを含有する単量
体組成物と分散安定剤を含有する水系媒体中で適当な攪
拌機を用いて単量体組成物を適当な粒径の液滴に造粒
し、予め添加されている重合開始剤又は新たに加えられ
た重合開始剤によって重合性単量体を重合させる。この
重合法によって得られるトナーは、粒子の形状が球形で
あるため流動性に優れ、粒径分布が粉砕法トナーと比較
して格段にシャープである等の特徴を有する。現在、ト
ナー粒子に要求されている粒子径は１〜１０μｍであ
り、かつ粒径分布は、体積平均粒径／個数平均粒径（ｄ
ｖ／ｄｐ）が１．０〜１．４程度であると言われてい
る。しかし粒径分布がシャープであると言われている懸
濁重合法により得られるトナーであっても、この粒径分
布の要求レベルを満足するためには、工業的な大量生産
においては分級工程を必要とする場合があった。

【０００３】分級工程を経ると、収率が下がり生産性に
悪影響を及ぼす。そこで、分級不要なほどに粒径分布の
シャープなトナーを得るために、トナー材料の面からの
検討の他、造粒条件における検討が行われている。例え
ば、タービン型撹拌機を用いて造粒する方法（特開昭６
３−１６５８６９号公報）、同心上に配置された櫛歯形
状の回転子及び固定子を高速で回転させて、その回転子
内側から固定子外側に分散液を流通させて回転子と固定
子との間隙で分散液を撹拌させ造粒する方法（特開平２
−３２３６３号公報）、高速で回転するローターとそれ
を取り囲むスクリーンにより生じるせん断力、衝突力、
圧力変動、キャビテーション及びポテンシャルコアの作
用によって造粒する方法（特開平８−３０５０８４
号）、分散液を遠心力によって造粒槽側壁に押し付け
て、液膜を形成し、該液膜に超高速で回転する撹拌具の
先端が触れることによって造粒する方法（特開平１１−
１６７２２２号公報）などが提案されている。しかしな
がら、このような造粒能力の高い装置を使って液滴造粒
を行っても、液滴の合一は充分に抑制されないため、重
合によって得られる着色重合体粒子には、所望の粒径範
囲から外れる粗大な粒子が含まれていることがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、粗大
粒子が含まれない、分級工程が要らない、粒径分布がシ
ャープなトナーを収率よく得る方法を提供することにあ
る。本発明者らは、造粒から重合に到る工程を徹底的に
検討した結果、造粒装置に供給する分散液を貯蔵する撹
拌槽や、造粒装置を通過した分散液を受け入れる撹拌槽
において、その攪拌翼の設置位置と翼の先端速度とを特
定の範囲にすることによって、または撹拌槽から抜き出
した分散液を高速撹拌装置を通過させた後、撹拌槽に一
定の循環回数だけ戻すことによって、着色重合体粒子に
粗大粒子が含まれなくなることを見出し、かかる知見に
基づいて本発明を完成するに到った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、（１）攪拌翼を備えた撹拌槽中で、水面から攪拌翼
上端までの深さをＨ、槽径をＤとした場合のＨ／Ｄが
０．１以上の位置に撹拌翼が存在し、該攪拌翼の先端の
速度が５ｍ／ｓ以下の条件で、重合性単量体、着色剤及
び帯電制御剤を含有する単量体組成物を、分散安定剤を
含有する水系分散媒体中に分散させた分散液を撹拌し、
（２）該撹拌槽から、該分散液を抜き出して高速撹拌装
置を通過させ造粒し、（３）次いで重合性単量体を重合
して着色重合体粒子を得ることを含むトナーの製造方
法、及びさらに高速撹拌装置を通過した分散液を、前記
撹拌槽に戻すことを含むトナーの製造方法が提供され
る。また、本発明によれば、攪拌翼を備えた撹拌槽中
で、重合性単量体、着色剤及び帯電制御剤を含有する単
量体組成物を、分散安定剤を含有する水系分散媒体中に
分散させた分散液を撹拌し、該撹拌槽から、該分散液を
抜き出して高速撹拌装置を通過させ、通過した分散液
を、高速攪拌装置を通過した総分散液量／撹拌槽に仕込
まれた分散液量の比として算出された循環回数が２〜５
０回になるように前記撹拌槽に戻し、次いで、重合性単
量体を重合して着色重合体粒子を得ることを含むトナー
の製造方法が提供される。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明のトナーの製造方法は、
（１）攪拌翼を備えた撹拌槽中で、水面から攪拌翼上端
までの深さをＨ、槽径をＤとした場合のＨ／Ｄが０．１
以上の位置に撹拌翼が存在し、該攪拌翼の先端の速度が
５ｍ／ｓ以下の条件で、重合性単量体、着色剤及び帯電
制御剤を含有する単量体組成物を、分散安定剤を含有す
る水系分散媒体中に分散させた分散液を撹拌し、（２）
該撹拌槽から、該分散液を抜き出して高速撹拌装置を通
過させ造粒し、（３）重合性単量体を重合して着色重合
体粒子を得ることを含むものである。

【０００７】本発明において、攪拌翼先端速度は５ｍ／
ｓ以下、好ましくは４ｍ／ｓ以下であり、より好ましく
は３ｍ／ｓ以下である。攪拌翼先端速度の下限は、特に
制限されないが、攪拌効果と攪拌効率の観点から、好ま
しくは０．３ｍ／ｓ以上、より好ましくは０．５ｍ／ｓ
以上である。この値が５ｍ／ｓを超える場合、粒径分布
がブロードになり、粒径分布がシャープなトナーを得る
ことは困難になる。

【０００８】本発明においては、水面から攪拌翼上端ま
での深さＨと槽径（撹拌槽内径）Ｄとの比であるＨ／Ｄ
が０．１以上、好ましくは０．１５以上、さらに好まし
くは０．２以上の深さに翼が設置されていることが必要
である。また、攪拌翼が多段翼の場合、最上段の翼は、
Ｈ／Ｄが１以下、好ましくは０．６以下となるように位
置するのが望ましい。尚、本発明でいう水面から攪拌翼
上端までの深さＨは、撹拌中の最低水位の水面と攪拌翼
最上部との間の距離である（図１参照）。攪拌翼の水面
からの深さＨと槽径Ｄとの比であるＨ／Ｄが小さすぎる
と、すなわち液面近くに攪拌翼がある場合、粒径分布が
ブロードになり、粒径分布がシャープな重合法トナーを
得ることは困難になる。

【０００９】本発明における攪拌翼は、一般的な撹拌装
置に用いられるものであれば特に制限されないが、具体
例としては傾斜パドル翼、平パドル翼、プロペラ翼、ア
ンカー翼、ファドラー翼、タービン翼、ブルマージン
翼、マックスブレンド翼（住友重機械工業製）、フルゾ
ーン翼（神鋼パンテック製）、リボン翼、スーパミック
ス翼（佐竹化学機械工業製）、Ａ３１０翼（ＬＩＧＨＴ
ＮＩＮ製）、Ａ３２０翼（ＬＩＧＨＴＮＩＮ製）、イン
ターミグ翼（エカート製）等が例示される。これらの中
でも、攪拌時の翼近傍の剪断速度を低下させながら、均
一混合及び除熱能力を確保するため、傾斜パドル翼、マ
ックスブレンド翼、フルゾーン翼、スーパミックス翼、
Ａ３１０翼、Ａ３２０翼、インターミグ翼が好まし
く、生産性の観点から傾斜パドル翼が特に好ましい。

【００１０】攪拌翼の大きさについては特に制限され
ず、製造設備に応じた大きさを選択することができる。
好適な攪拌翼の大きさは、重合反応容器の内径Ｄと撹拌
翼の回転直径（ｄ）との関係ｄ／Ｄが、通常０．２〜
０．８、好ましくは０．３〜０．７である。攪拌翼は一
段で使用しても良いし、多段に配置して使用しても良
く、更には異なる翼を組み合わせて使用しても良いが、
特に攪拌効率の観点から、同型の翼を２〜３段組み合わ
せた多段翼が好ましい。

【００１１】本発明において、好適な攪拌条件は、攪拌
により消費される動力Ｐ［ｋｗ］を、撹拌槽中の分散液
の体積Ｖ［ｍ^３］で割った攪拌所要動力Ｐｖ［ｋｗ／ｍ
^３］が、通常０．０１〜０．６、好ましくは０．０５〜
０．５、特に好ましくは０．０８〜０．４である。Ｐｖ
値が大き過ぎると、攪拌が強すぎて、液滴の合一が進行
し粒径分布がブロードになることがある。また逆に、Ｐ
ｖ値が小さ過ぎると、分散物の混合不良による造粒効率
の低下で粒径分布がブロードになることがある。本発明
においては、このＰｖを適切な範囲にコントロールする
ことにより、得られるトナー粒子の粒径分布をよりシャ
ープにすることができる。

【００１２】本発明に用いる分散液は、重合性単量体、
着色剤及び帯電制御剤を含有する単量体組成物を、分散
安定剤を含有する水系分散媒体中に分散させたものであ
る。本発明に用いる重合性単量体の主成分としてモノビ
ニル系単量体を挙げることができる。この重合性単量体
が重合され、着色重合体粒子を構成する結着樹脂とな
る。モノビニル系単量体の具体例としては、スチレン、
４−メチルスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン
系単量体；アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和カル
ボン酸単量体；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２
−エチルヘキシル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エ
チルヘキシル、メタクリル酸ジメチルアミノエチルなど
の不飽和カルボン酸エステル単量体；アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリル
アミド等の不飽和カルボン酸の誘導体；エチレン、プロ
ピレン、ブチレン等のエチレン性不飽和モノオレフィ
ン；塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル等のハ
ロゲン化ビニル単量体；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル等のビニルエステル；ビニルメチルエーテル、ビニル
エチルエーテル等のビニルエーテル；ビニルメチルケト
ン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン系単
量体；２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、Ｎ−
ビニルピロリドン等の含窒素ビニル単量体；等のモノビ
ニル系単量体が挙げられる。これらのモノビニル系単量
体は、単独で用いてもよいし、複数の単量体を組み合わ
せて用いてもよい。これらのモノビニル系単量体のう
ち、スチレン系単量体、不飽和カルボン酸単量体、不飽
和カルボン酸エステル、不飽和カルボン酸の誘導体など
が好ましく、特にスチレン系単量体とエチレン性不飽和
カルボン酸エステルが好適に用いられる。

【００１３】これらのモノビニル系単量体とともに任意
の架橋性モノマーを重合性単量体として用いると、定着
性、特にオフセット性が向上する。架橋性モノマーとし
ては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレ
ン、及びこれらの誘導体等の芳香族ジビニル化合物；エ
チレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコ
ールジメタクリレート等の多官能エチレン性不飽和カル
ボン酸エステル；Ｎ，Ｎ−ジビニルアニリン、ジビニル
エーテル；３個以上のビニル基を有する化合物；等を挙
げることができる。これらの架橋性モノマーは、それぞ
れ単独で、あるいは２種以上組み合わせて用いることが
できる。本発明では、架橋性モノマーを、モノビニル系
単量体１００重量部に対して、通常、０．０５〜５重量
部、好ましくは０．１〜２重量部の割合で用いることが
望ましい。

【００１４】また、本発明では、重合性単量体としてマ
クロモノマーを使用することができる。マクロモノマー
は、分子鎖の末端にビニル重合性官能基を有するもの
で、数平均分子量が、通常、１，０００〜３０，０００
のオリゴマーまたはポリマーである。マクロモノマー分
子鎖の末端に有するビニル重合性官能基としては、アク
リロイル基、メタクリロイル基などを挙げることがで
き、共重合のしやすさの観点からメタクリロイル基が好
適である。マクロモノマーの量は、モノビニル系単量体
１００重量部に対して、通常、０．０１〜１０重量部、
好適には０．０３〜５重量部、さらに好適には０．０５
〜１重量部である。この範囲であれば保存性と定着性と
の良好なバランスが得られる。

【００１５】着色剤は、一般にトナー用の着色剤として
周知の染料や顔料を使用することができる。黒色着色剤
として、カーボンブラック、ニグロシンベースの染顔料
類；コバルト、ニッケル、四三酸化鉄、酸化鉄マンガ
ン、酸化鉄亜鉛、酸化鉄ニッケル等の磁性粒子；などを
挙げることができる。カーボンブラックを用いる場合、
一次粒径が２０〜４０ｎｍであるものを用いると良好な
画質が得られ、またトナーの環境への安全性も高まるの
で好ましい。カラートナー用の着色剤は、イエロー着色
剤、マゼンタ着色剤、シアン着色剤などがある。イエロ
ー着色剤としては、アゾ系顔料、縮合多環系顔料等の化
合物が用いられる。具体的にはＣ．Ｉ．ピグメントイエ
ロー３、１２、１３、１４、１５、１７、６２、６５、
７３、８３、９０、９３、９７、１２０、１３８、１５
５、１８０及び１８１等が挙げられる。

【００１６】マゼンタ着色剤としては、アゾ系顔料、縮
合多環系顔料等の化合物が用いられる。具体的にはＣ．
Ｉ．ピグメントレッド４８、５７、５８、６０、６３、
６４、６８、８１、８３、８７、８８、８９、９０、１
１２、１１４、１２２、１２３、１４４、１４６、１４
９、１６３、１７０、１８４、１８５、１８７、２０
２、２０６、２０７、２０９、２５１、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントバイオレット１９、等が挙げられる。シアン着色剤
としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、ア
ントラキノン化合物等が利用できる。具体的にはＣ．
Ｉ．ピグメントブルー２、３、６、１５、１５：１、１
５：２、１５：３、１５：４、１６、１７、及び６０等
が挙げられる。これら着色剤は、重合性単量体１００重
量部に対して、通常、０．１〜５０重量部、好ましくは
１〜２０重量部の割合で用いられる。

【００１７】帯電制御剤として、各種の正帯電性又は負
帯電性の帯電制御剤を用いることが可能である。例え
ば、カルボキシル基または含窒素基を有する有機化合物
の金属錯体、含金属染料、ニグロシン等が挙げられる。
より具体的には、スピロンブラックＴＲＨ（保土ヶ谷化
学社製）、Ｔ−７７（保土ヶ谷化学社製）、ボントロン
Ｓ−３４（オリエント化学社製）ボントロンＥ−８４
（オリエント化学社製）、ボントロンＮ−０１（オリエ
ント化学社製）、コピーブルー−ＰＲ（ヘキスト社
製）等の帯電制御剤及び／または４級アンモニウム
（塩）基含有共重合体、スルホン酸（塩）基含有共重合
体等の帯電制御樹脂を用いることができる。上記帯電制
御剤は、重合性単量体１００重量部に対して、通常０．
０１〜１０重量部、特に０．０３〜８重量部用いること
が好ましい。

【００１８】単量体組成物にはさらに、分子量調整剤、
重合開始剤、離型剤などの他の配合物を含有させること
ができる。離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチ
レン、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリブチレン
などの低分子量ポリオレフィンワックス類；分子末端酸
化低分子量ポリプロピレン、分子末端をエポキシ基に置
換した低分子量末端変性ポリプロピレン及びこれらと低
分子量ポリエチレンのブロックポリマー、分子末端酸化
低分子量ポリエチレン、分子末端をエポキシ基に置換し
た低分子量ポリエチレン及びこれらと低分子量ポリプロ
ピレンのブロックポリマーなどの末端変性ポリオレフィ
ンワックス類；キャンデリラ、カルナウバ、ライス、木
ロウ、ホホバなどの植物系天然ワックス；パラフィン、
マイクロクリスタリン、ペトロラクタムなどの石油系ワ
ックス及びその変性ワックス；モンタン、セレシン、オ
ゾケライト等の鉱物系ワックス；フィッシャートロプシ
ュワックスなどの合成ワックス；ペンタエリスリトール
テトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラパル
ミテート、ペンタエリスリトールテトララウレートなど
のペンタエリスリトールエステルやジペンタエリスリト
ールヘキサミリステート、ジペンタエリスリトールヘキ
サパルミテート、ジペンタエリスリトールヘキサラウレ
ートなどのジペンタエリスリトールエステル等多官能エ
ステル化合物；など１種あるいは２種以上が例示され
る。

【００１９】これらのうち、合成ワックス、末端変性ポ
リオレフィンワックス類、石油系ワックス及びその変性
ワックス、多官能エステル化合物などが好ましい。多官
能エステル化合物のなかでも示差走査熱量計により測定
されるＤＳＣ曲線において、昇温時の吸熱ピーク温度が
３０〜２００℃、好ましくは５０〜１８０℃、６０〜１
６０℃の範囲にあるペンタエリスリトールエステルや、
同吸熱ピーク温度が５０〜８０℃の範囲にあるジペンタ
エリスリトールエステルなどの多価エステル化合物が、
トナーとしての定着−剥離性バランスの面で特に好まし
い。とりわけ分子量が１０００以上であり、スチレン１
００重量部に対し２５℃で５重量部以上溶解し、酸価が
１０ｍｇ／ＫＯＨ以下であるジペンタエリスリトールエ
ステルは、定着温度低下に著効を示す。吸熱ピーク温度
は、ＡＳＴＭＤ３４１８−８２によって測定された値
である。上記離型剤は、重合性単量体１００重量部に対
して、通常０．１〜２０重量部、特に１〜１５重量部用
いることが好ましい。

【００２０】分子量調整剤としては、例えば、ｔ−ドデ
シルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｎ−オ
クチルメルカプタンなどのメルカプタン類；四塩化炭
素、四臭化炭素などのハロゲン化炭化水素類；を例示す
ることができる。これらの分子量調整剤は、単量体組成
物に含有させてもよいし、重合開始前、あるいは、重合
の途中で反応系に添加してもよい。上記分子量調整剤
は、重合性単量体１００重量部に対して、通常０．０１
〜１０重量部、好ましくは０．１〜５重量部用いる。

【００２１】重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過
硫酸アンモニウム等の過硫酸塩；４，４’−アゾビス
（４−シアノ吉草酸）、２，２’−アゾビス（２−アミ
ジノプロパン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス−２−メ
チル−Ｎ−１，１’−ビス（ヒドロキシメチル）−２−
ヒドロキシエチルプロピオアミド、２，２’−アゾビス
（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾ
ビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビス（１−シ
クロヘキサンカルボニトリル）等のアゾ化合物；メチル
エチルパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、ア
セチルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ラウロイ
ルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ｔ−ブチル
パーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパ
ーブチルネオデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシ２
−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレ
ート、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ジ−イソプ
ロピルパーオキシジカーボネート、ジ−ｔ−ブチルパー
オキシイソフタレート、１，１’，３，３’−テトラメ
チルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ
−ブチルパーオキシイソブチレート等の過酸化物類など
を例示することができる。また、これら重合開始剤と還
元剤とを組み合わせたレドックス開始剤を挙げることが
できる。このうち、使用される重合性単量体に可溶な油
溶性の開始剤を選択することが好ましく、必要に応じて
水溶性の開始剤をこれと併用することもできる。上記重
合開始剤は、重合性単量体１００重量部に対して、通常
０．１〜２０重量部、好ましくは０．３〜１５重量部、
更に好ましくは０．５〜１０重量部用いる。重合開始剤
は、重合性単量体組成物中に予め添加することができる
が、場合によっては、造粒工程終了後の懸濁液に添加す
ることもできる。

【００２２】本発明に用いる水系分散媒は、水を主成分
する分散媒であり、これに分散安定剤が含まれているも
のである。分散安定剤としては、硫酸バリウム、硫酸カ
ルシウムなどの硫酸塩；炭酸バリウム、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウムなどの炭酸塩；リン酸カルシウム
などのリン酸塩；酸化アルミニウム、酸化チタン等の金
属酸化物；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウ
ム、水酸化第二鉄等の金属水酸化物；ポリビニルアルコ
ール、メチルセルロース、ゼラチン等の水溶性高分子；
アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界
面活性剤等を挙げることができる。これらのうち、金属
化合物、特に難水溶性の金属水酸化物のコロイドを含有
する分散安定剤は、重合体粒子の粒径分布を狭くするこ
とができ、画像の鮮明性が向上するので好適である。特
に架橋性モノマーを共重合させなかった場合には、難水
溶性金属水酸化物のコロイドを含有する分散剤が、重合
中の重合体粒子の分散安定性ならびに、トナーの定着性
と保存性とを改善するために好適である。

【００２３】難水溶性金属水酸化物のコロイドを含有す
る分散安定剤は、その製法による制限はないが、水溶性
多価金属化合物の水溶液のｐＨを７以上に調整すること
によって得られる難水溶性の金属水酸化物のコロイド、
特に水溶性多価金属化合物と水酸化アルカリ金属塩との
水相中の反応により生成する難水溶性の金属水酸化物の
コロイドを用いることが好ましい。本発明に用いる難水
溶性金属化合物のコロイドは、個数粒径分布Ｄ５０（個
数粒径分布の５０％累積値）が０．５μｍ以下で、Ｄ９
０（個数粒径分布の９０％累積値）が１μｍ以下である
ことが好ましい。コロイドの粒径が大きくなると重合の
安定性が崩れ、またトナーの保存性が低下することがあ
る。分散安定剤は、重合性単量体１００重量部に対し
て、通常、０．１〜２０重量部、好ましくは０．３〜１
０重量部の割合で使用する。この割合が少ないと充分な
重合安定性を得ることが困難であり、凝集物が生成し易
くなる。逆に、この割合が多いとトナー粒径が細かくな
りすぎるので好ましくないことがある。

【００２４】本発明に用いる水系分散媒には、分散安定
剤の他に、水溶性の有機化合物、あるいは無機化合物を
含有されていてもよい。特に水溶性オキソ酸塩が含有さ
れていると、粒径分布がシャープになり好ましい。水溶
性オキソ酸塩としては、ホウ酸塩、リン酸塩、硫酸塩、
炭酸塩、ケイ酸塩、硝酸塩等が挙げられ、好ましくはホ
ウ酸塩又はリン酸塩が、特に好ましくはホウ酸塩が挙げ
られる。ホウ酸塩としては、テトラヒドロホウ酸ナトリ
ウム、テトラヒドロホウ酸カリウム；四ホウ酸ナトリウ
ム、四ホウ酸ナトリウム十水和物、メタホウ酸ナトリウ
ム、メタホウ酸ナトリウム四水和物、ペルオキソホウ酸
ナトリウム四水和物、メタホウ酸カリウム、四ホウ酸カ
リウム八水和物などが挙げられる。リン酸塩としては、
ホスフィン酸ナトリウム一水和物、ホスホン酸ナトリウ
ム五水和物、ホスホン酸水素ナトリウム２．５水和物、
リン酸ナトリウム十二水和物、リン酸水素二ナトリウ
ム、リン酸水素二ナトリウム十二水和物、リン酸二水素
ナトリウム一水和物、リン酸二水素ナトリウム二水和
物、ヘキサメタリン酸ナトリウム、次リン酸ナトリウム
十水和物、二リン酸ナトリウム十水和物、二リン酸二水
素二ナトリウム、二リン酸二水素二ナトリウム六水和
物、三リン酸ナトリウム、ｃｙｃｌｏ−四リン酸ナトリ
ウム、ホスフィン酸カリウム、ホスホン酸カリウム、ホ
スホン酸水素カリウム、リン酸カリウム、リン酸水素二
カリウム、リン酸二水素カリウム、二リン酸カリウム三
水和物、メタリン酸カリウムなどが挙げられる。水溶性
オキソ酸塩の量は、難水溶性無機化合物コロイド１００
重量部に対して、通常０．１〜１０００重量部、好まし
くは１〜１００重量部である。水溶性オキソ酸塩は、溶
解させて水系分散媒中に含有させる。

【００２５】本発明に用いる高速撹拌装置は、特に限定
されず、例えば、ＴＫホモミキサー（特殊機化工業社
製）に代表されるタービン型撹拌機、エバラマイルダー
（荏原製作所社製）に代表される同心上に配置された櫛
歯形状の回転子及び固定子を高速で回転させて、その回
転子内側から固定子外側に分散液を流通させて回転子と
固定子との間隙で分散液を撹拌させる装置、クレアミッ
クスＣＬＭ−０．８Ｓ（エム・テクニック社製）に代表
される高速で回転するローターとそれを取り囲むスクリ
ーンにより生じるせん断力、衝突力、圧力変動、キャビ
テーション及びポテンシャルコアの作用によって造粒す
る装置、ＴＫフィルミックス（特殊機化工業社製）に代
表される液を遠心力によって造粒槽側壁に押し付けて、
液膜を形成し、該液膜に超高速で回転する撹拌具の先端
が触れることによって造粒する装置などが挙げられる。
分散液は前記撹拌槽から抜き出され、前記の高速撹拌装
置を通過させられる。前記高速撹拌装置に通過させる分
散液の量は、滞留時間表示で、通常０．５〜３００秒、
好ましくは１〜２５０秒、より好ましくは２〜２４０
秒である。

【００２６】前記高速攪拌装置の回転部の先端速度は、
一般に５〜９０ｍ／ｓ、好ましくは１０〜６０ｍ／ｓ、
より好ましくは２０〜５０ｍ／ｓである。また、前記高
速攪拌装置として前述のエバラマイルダーを使用する場
合の回転子および固定子の組合わせは、粗歯−中歯また
は細歯−中歯または細歯の３段でも、粗歯−中歯または
細歯の２段でも、粗歯、中歯、細歯から選ばれる１段、
のいずれの組合わせも可能である。この中でも粗歯と中
歯および／または細歯の２ないし３段の組合わせが好ま
しい。本発明においては、高速撹拌装置を通過させた分
散液は、前記の撹拌槽に戻すことが好ましい。分散液を
戻すことによって、撹拌槽の水位が一定に保たれ、前記
の撹拌条件を安定的に維持できるので、重合によって得
られる着色重合体粒子の粒径分布がシャープになる。
攪拌槽に分散液を戻しながら処理する場合の循環回数
（高速攪拌装置を通過した総処理液量／仕込みの処理液
量として算出する）は２〜５０回であり、好ましくは３
〜３０回である。

【００２７】水系分散媒中に造粒された単量体組成物中
の重合性単量体は重合開始剤で重合され、それによって
着色重合体粒子が得られる。着色重合体粒子が得られた
後、該粒子表面にさらに重合体を被せることができる。
重合体を被せる方法としては、着色重合体粒子を得た反
応液に、被覆重合に使用する単量体（シェル用重合性単
量体）を添加させて、引き続き重合する方法や、一旦、
着色重合体粒子を得た後、任意の重合体成分を添加して
当該粒子に重合体成分を吸着または固着させる方法など
がある。着色重合体粒子をシェル重合体に比較して軟質
なもの（ガラス転移温度の低いもの）にした、コア・シ
ェル型重合体粒子によってトナーを製造した場合には、
低温定着性と高温保存性のバランスの良好な、いわゆる
カプセルトナーを得ることもできる。

【００２８】重合後、着色重合体粒子は、洗浄、脱水、
乾燥される。洗浄においては、トナー中の残留金属（イ
オン）量を制限するようにするのが望ましい。特にマグ
ネシウムやカルシウムなどの金属（イオン）がトナー中
に残留していると、高湿条件下では吸湿を起こしトナー
の流動性を低下させたり画質に悪影響を及ぼすことがあ
る。こうしたトナー中に残留したマグネシウムやカルシ
ウム（以下、単に残留金属という）のトナー中の含有量
の少ないものは、高温高湿条件下でも、１分間に３０枚
以上を印刷できる高速機で高い印字濃度、カブリのない
良好な画質を与えることができる。残留金属量は、好ま
しくは１７０ｐｐｍ以下、より好ましくは１５０ｐｐｍ
以下、特に好ましくは１２０ｐｐｍ以下である。残留金
属を低減させるには、例えば、粒子を洗浄脱水するとき
に、連続式ベルトフィルターやサイホンピーラー型セン
トリヒュージなどの洗浄脱水機などを用いて脱水、洗
浄、そして乾燥する。乾燥後の粒子は、必要に応じて分
級することができる。

【００２９】本発明の製造方法によって得られるトナー
は、実質的に球形であり、体積平均粒径（ｄｖ）は１〜
１０μｍ、好ましくは３〜８μｍであり、体積平均粒径
と個数平均粒径（ｄｎ）の比（ｄｖ／ｄｎ）は１〜１．
５、好ましくは１〜１．３であり、粒子の絶対最大長を
直径とした円の面積（Ｓｃ）を粒子の実質投影面積（Ｓ
ｒ）で割った値（Ｓｃ／Ｓｒ）は１〜１．３の範囲であ
り、かつＢＥＴ比表面積（Ａ）［ｍ^２／ｇ］、個数平均
粒径（ｄｎ）［μｍ］及び真比重（Ｄ）の積（Ａ×ｄｎ
×Ｄ）は５〜１０の範囲のものであるのが望ましい。特
に好ましいトナーは、１２０℃での溶融粘度が１０万ポ
イズ以下、好ましくは０．１〜１０万ポイズ、より好ま
しくは１〜８万ポイズである。粘度測定はフローテスタ
ーを用いて測定すればよい。このような溶融粘度を持つ
トナーによれば高速での印刷によっても高画質が実現す
る。

【００３０】さらに着色重合体粒子に外添処理を行うこ
とができる。粒子の表面に添加剤（以下、外添剤とい
う）を付着、埋設等させることによって、粒子の帯電
性、流動性、保存安定性などを調整することができる。
外添剤としては、無機粒子、有機酸塩粒子、有機樹脂粒
子などが挙げられる。無機粒子としては、二酸化ケイ
素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化
錫、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムなどが
挙げられる。有機酸塩粒子としては、ステアリン酸亜
鉛、ステアリン酸カルシウムなどが挙げられる。有機樹
脂粒子としては、メタクリル酸エステル重合体粒子、ア
クリル酸エステル重合体粒子、スチレン−メタクリル酸
エステル共重合体粒子、スチレン−アクリル酸エステル
共重合体粒子、コアがメタクリル酸エステル共重合体で
シェルがスチレン重合体で形成されたコアシェル型粒子
などが挙げられる。これらのうち、無機粒子、特に二酸
化ケイ素粒子が好適である。また、これらの粒子表面を
疎水化処理することができ、疎水化処理された二酸化ケ
イ素粒子が特に好適である。外添剤の量は、特に限定さ
れないが、着色重合体粒子１００重量部に対して、通
常、０．１〜６重量部である。外添剤は２種以上を組み
合わせて用いても良い。外添剤を組み合わせて用いる場
合には、平均粒子径の異なる無機粒子同士または無機粒
子と有機樹脂粒子を組み合わせる方法が好適である。外
添剤を前記重合体粒子に付着させるには、通常、外添剤
と着色重合体粒子とをヘンシェルミキサーなどの混合器
に仕込み、撹拌して行う。本発明によれば、外添後の流
動性が２０％以上、好ましくは３０％以上の実質的に球
形のトナーであり、上述した方法により得ることができ
る。

【００３１】

【実施例】本発明の製造方法を実施例を示しながら、さ
らに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限
定されるものではない。なお、部及び％は特に断りのな
い限り重量基準である。本実施例において行った評価
は、以下の方法によって行った。（粒径、粒径分布、粗粉と微粉の割合）重合体粒子（ト
ナー粒子）の体積平均粒径（ｄｖ）及び粒径分布即ち体
積平均粒径と平均粒径（ｄｐ）との比（ｄｖ／ｄｐ）
は、粒径分布測定装置（ＳＡＬＤ２０００Ａ型、島津製
作所株式会社製）により測定した。この粒径分布測定装
置による測定においては、屈折率＝１．５５−０．２０
ｉ、超音波照射時間＝５分間、粒径測定時の分散媒とし
て蒸留水を用いて行った。この測定装置を用いて得られ
る体積平均粒径の積算カーブより１５．２μｍ以上割合
を粗粉割合（体積％）として求め、個数平均粒径の積算
カーブより４．６μｍ以下の割合を微粉割合（個数％）
として求めた。

【００３２】実施例１スチレン８０．５部及びｎ−ブチルアクリレート１９．
５部からなるコア用重合性単量体（これらの単量体を共
重合して得られた共重合体のＴｇ＝５５℃）、ポリメタ
クリル酸エステルマクロモノマー（東亜合成化学工業社
製、商品名「ＡＡ６」、Ｔｇ＝９４℃）０．３部、ジビ
ニルベンゼン０．５部、ｔ−ドデシルメルカプタン１．
２部、カーボンブラック（三菱化学社製、商品名「＃２
５Ｂ」）７部、帯電制御剤（保土ヶ谷化学社製、商品名
「スピロンブラックＴＲＨ」）1部、離型剤（フィッシ
ャートロプシュワックス、サゾール社製、商品名「パラ
フリントスプレイ３０」、吸熱ピーク温度：１００
℃）２部を、メデヤ型湿式粉砕機を用いて湿式粉砕を行
い、コア用重合性単量体組成物Ａを得た。他方、イオン
交換水２５０部に塩化マグネシウム（水溶性多価金属
塩）１０．２部を溶解した水溶液に、イオン交換水５０
部に水酸化ナトリウム（水酸化アルカリ金属）６．２部
を溶解した水溶液を攪拌下で徐々に添加して、水酸化マ
グネシウムコロイド（難水溶性の金属水酸化物コロイ
ド）分散液Ａを調製した。

【００３３】一方、メチルメタクリレート（Ｔｇ＝１０
５℃）２部と水６５部を超音波乳化機にて微分散化処理
して、シェル用重合性単量体の水分散液Ａを得た。翼径
（ｄ）１０３ｍｍの４５度傾斜パドル翼を二段に配置し
た、内径（Ｄ）２０５ｍｍの重合反応器に撹拌槽に、水
酸化マグネシウムコロイド分散液Ａを仕込み、それにコ
ア用重合性単量体組成物Ａを添加し、翼近傍のフローパ
ターンがダウンフローになるように先端速度１．１９
ｍ／ｓで回転させた。撹拌中の水面から攪拌翼上端まで
の深さＨは７２ｍｍであり、Ｈ／Ｄは０．３５であっ
た。そこに重合開始剤としてｔ−ブチルパーオキシ−イ
ソブチレート（日本油脂社製、商品名「パーブチルＩ
Ｂ」）６部添加した。

【００３４】前記撹拌槽底部から分散液を抜き出し、１
５，０００ｒｐｍで回転するエバラマイルダー（荏原製
作所社製：商品名ＭＤＮ３０３Ｖ）を総滞留時間３秒で
通過させ、通過させた分散液を元の撹拌槽に循環回数４
回で戻し、単量体組成物の液滴を造粒した。この造粒し
た単量体組成物の水分散液を、翼径（ｄ）１０３ｍｍの
４５度傾斜パドル翼を上段、下段に配置した内径（Ｄ）
２０５ｍｍの重合反応器に入れ、翼近傍のフローパター
ンがダウンフローになるように回転させて９５℃で重合
反応を開始させた。撹拌中の撹拌中の水面から攪拌翼上
端までの深さＨは７２ｍｍであり、Ｈ／Ｄは０．３５で
あった。重合転化率がほぼ１００％に達した後、前記シ
ェル用重合性単量体の水分散液Ａに水溶性開始剤（和光
純薬社製、商品名「ＶＡ−０８６」＝２，２’−アゾビ
ス（２−メチル−Ｎ−（２−ハイドロキシエチル）−プ
ロピオンアミド））０．３部を溶解し、それを反応器に
入れた。４時間重合を継続した後、反応を停止し、重合
体粒子の水分散液を得た。この重合体粒子の水分散液を
酸洗浄した後、脱水、乾燥して、重合体粒子を得た。得
られた粒子１００部に、疎水化処理したコロイダルシリ
カ（商品名「ＲＸ−１００」；日本アエロジル社製）
０．６部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて混合
し、トナーを得た。評価結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】（実施例２〜５）造粒工程の攪拌槽の内
径、攪拌翼径、撹拌中の撹拌中の水面から攪拌翼上端ま
での深さＨ、攪拌翼の先端速度を表１に示す条件とした
以外は、実施例１と同様にしてトナーを得た。評価結果
を表１に示す。（比較例１〜４）造粒工程の攪拌槽の内径、攪拌翼径、
撹拌中の撹拌中の水面から攪拌翼上端までの深さＨ、攪
拌翼の先端速度を表２に示す条件とした以外は、実施例
１と同様にしてトナーを得た。評価結果を表２に示す。

【００３７】

【表２】

【００３８】

【発明の効果】本発明の製法によって、粗大粒子及び微
細粒子の発生が抑制され、シャープな粒径分布をもった
トナーを得ることができ、収率の向上のみならず、分級
工程を省略することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】攪拌翼と攪拌槽に関する測定個所を説明する図
面である。

【符号の説明】

Ｈ：水面から攪拌翼上端までの深さＤ：糟径（重合反応容器内径）ｄ：翼の中心を通る翼の支柱から翼の先端までの長さ１：攪拌翼２：液面３：撹拌槽４：翼の支軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H005 AB06 4G078 AA02 AB20 BA05 DA01 DA30 4J011 AA01 AB09 PA03 PA04 PB25 PB26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】攪拌翼を備えた撹拌槽中で、水面から攪
拌翼上端までの深さをＨ、槽径をＤとした場合のＨ／Ｄ
が０．１以上の位置に撹拌翼が存在し、該攪拌翼の先端
の速度が５ｍ／ｓ以下の条件で、重合性単量体、着色剤
及び帯電制御剤を含有する単量体組成物を、分散安定剤
を含有する水系分散媒体中に分散させた分散液を撹拌
し、該撹拌槽から、該分散液を抜き出して高速撹拌装置を通
過させ造粒し、次いで、重合性単量体を重合して着色重合体粒子を得る
ことを含むトナーの製造方法。
【請求項２】さらに高速撹拌装置を通過した分散液
を、前記撹拌槽に戻すことを含む請求項１記載のトナー
の製造方法。
【請求項３】攪拌翼を備えた撹拌槽中で、重合性単量
体、着色剤及び帯電制御剤を含有する単量体組成物を、
分散安定剤を含有する水系分散媒体中に分散させた分散
液を撹拌し、該撹拌槽から、該分散液を抜き出して回転部の先端速度
が５〜９０ｍ／ｓの高速撹拌装置を通過させ、通過した分散液を、高速攪拌装置を通過した総分散液量
／撹拌槽に仕込まれた分散液量の比として算出された循
環回数が２〜５０回になるように前記撹拌槽に戻し、次いで、重合性単量体を重合して着色重合体粒子を得る
ことを含むトナーの製造方法。