JP2007004140A - 静電荷像現像用トナーの乾燥システム - Google Patents

Abstract

【課題】
低温定着対応のトナーでも、その性能を損ねることなく効率よく湿度依存性を少なくし、安定した転写性が得られ、且つ熱定着時に臭気を発生させないトナーの乾燥システムの提供。
【解決手段】静電荷像現像用トナーの乾燥システムにおいて、（ａ）静電荷像現像用トナーを撹拌或いは流動させる空間を具備し、（ｂ）撹拌或いは流動化手段を備え、（ｃ）静電荷像現像用トナーの温度を３０〜６０℃に制御可能であり、（ｄ）外部との気体置換量が、静電荷像現像用トナー１ｋｇにつき０．００１〜０．０１ｍ³／ｍｉｎの範囲で換気可能な装置を用いることを特徴とする静電荷像現像用トナーの乾燥システム。
【選択図】なし

Description

本発明は、水系媒体中で製造した静電荷像現像用トナー粒子を乾燥する乾燥システムに関する。特に、低温定着対応の静電荷像現像用トナーでもその性能を損ねることなく効率よく乾燥することが可能な技術に関する。

近年電子写真において、高画質化が進むにつれ静電荷像現像用トナー（以下、単にトナーとも云う）として、小粒径化トナー（例えば、体積基準におけるメディアン径（Ｄ₅₀）が３〜８μｍのトナー）の開発が盛んになり、形状の制御性が良いケミカルトナーが注目されている。

近年実用化された重合トナーに代表されるケミカルトナーは、小径で粒度分布をシャープにできるため、電子写真方式の画質を大幅に改善した（例えば、特許文献１、２参照。）。

その製造方法からくる粒子設計の自由度から、コア・シェル構造による低温定着化も開発が進み軽印刷、即ちプリント・オンデマンド市場への進出がめざましい。

しかしながら、ケミカルトナーでは、高温高湿と低温低湿両環境の間に、水分を吸着する量の差が大きく、高温高湿での転写率の低下、特に電子写真特性に設計上特段の配慮がされていないオフセット印刷用紙での転写率低下が問題となった。

低温定着トナーは、オフセット印刷用紙においても、カールを増大させずメリットが大きいものの、水分量等に起因する転写率低下が、プリント・オンデマンドへの展開を図る上での傷害となっていた。

また、ケミカルトナーでは、その製造方法からトナー中に残留モノマーや残留溶媒などが残りやすいために、熱定着時に臭気などの問題が発生しやすい。上記課題に対し、トナー中の残留モノマー量を低減する手法が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
特開平７−２９５２９５号公報 特開２０００−２７５９０３号公報 特開２０００−３２１８０９号公報

しかしながら、上記開示された情報で作製したトナーでも、トナーの転写性とトナーの熱定着時の臭気問題を解決することはできていないのが現状である。

本発明は、上記問題点を鑑み提案されたもので、低温定着対応のトナーでも、その性能を損ねることなく効率よく湿度依存性を少なくし、オフセット印刷用紙を使用した場合にも安定した転写性が得られ、且つ熱定着時に臭気を発生させないトナーの乾燥システムを提供することを目的とする。

本発明の課題は下記構成を採ることにより達成される。

１．
静電荷像現像用トナーの乾燥システムにおいて、
（ａ）静電荷像現像用トナーを撹拌或いは流動させる空間を具備し、
（ｂ）撹拌或いは流動化手段を備え、
（ｃ）静電荷像現像用トナーの温度を３０〜６０℃に制御可能であり、
（ｄ）外部との気体置換量が、静電荷像現像用トナー１ｋｇにつき０．００１〜０．０１ｍ³／ｍｉｎの範囲で換気可能な装置を用いることを特徴とする静電荷像現像用トナーの乾燥システム。

２．
塩を、０．０１〜２．００質量％含有する静電荷像現像用トナーを乾燥システムで、２０〜１８０分間処理することを特徴とする前記１に記載の静電荷像現像用トナーの乾燥システム。

３．
前記静電荷像現像用トナーの軟化点が、７０から１２０℃であり、コア・シェル構造をもつ静電荷像現像用トナー粒子から構成されることを特徴とする前記１または２に記載の静電荷像現像用トナーの乾燥システム。

本発明により、低温定着対応のトナーでも、その性能を損ねることなく効率よく湿度依存性を少なくし、オフセット印刷用紙を使用した場合にも安定した転写性が得られ、且つ熱定着時に臭気を発生させないトナーの乾燥システムを提供することが可能になった。

本発明者らは、トナーの乾燥システムにおいて、特定量の気体置換をほどこしながら、一定の温度でトナーを処理する気体置換処理工程（以下、アニーリング処理工程ともいう）を行うと、前述の問題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明の気体置換処理工程を行う好適なタイミングは、ケミカルトナーに適用する場合には、トナー乾燥システムにおいて、トナー水分量低減を目的に行われる乾燥工程の後に行われることが好ましい。粉砕トナーに適用する場合は、分級工程と外添剤処理工程の間に行われることが好ましい。

また、塩を０．０１〜２．００質量％含有するトナーに前述した気体置換処理工程を行うことにより、メカニズムは明らかでないが、トナー粒子中に塩を含む場合は水和の状態が変化或いは崩壊し、転写電界に誘起される電子双極子モーメントが弱まり、点電荷のごとくふるまい、その結果転写性が安定したと推察している。

更に、トナー中に含まれる臭気の発生源となる物質は、気体置換処理により低減させることができる。

だだし、全くの密閉系においては、本発明の効果が発現せず、特定範囲の気体置換率と温度条件が必要になる。

ここで、気体とは、特に限定されるものではないが、具体的には空気、窒素、アルゴンなどが挙げられ。相対湿度は５０％以下、好ましくは２５％以下である。

処理時間は、２０〜１８０分間好ましく、４０〜１２０分間がより好ましい。

温度制御は、導入する気体の温度と、混合層、即ち「トナーを撹拌或いは流動化」させる空間のジャケットを温水またはスチームと冷却水により制御することができる。

本発明の乾燥システム終了後のトナーの水分量は、転写率を高める観点から、０．１０〜１．００質量％が好ましく、０．１０〜０．８０がより好ましい。

トナーの水分量の測定は下記方法により実施される。即ち、カール・フィッシャー電量滴定法にて実施するものである。具体的には、水分計（ＡＱＵＡＣＯＵＮＴＥＲ）ＡＱ−６、ＡＱＩ−６０１（ＡＱ−６用インターフェイス）、加熱気化装置（ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＳＯＬＩＤ ＥＶＡＰＯＲＡＴＯＲ）ＬＥ−２４Ｓからなる自動熱気化水分測定システムＡＱＳ−７２４（平沼産業社製）を用い、２０℃、５０％ＲＨ環境にて２４時間放置したトナー０．５ｇをガラス製２０ｍｌのサンプル管に精密に秤量して入れ、次いでテフロン（登録商標）コートのシリコーンゴムパッキングを用いて密栓する。密栓した環境中に存在する水分を補正するため、空のサンプルを同時に２本測定する。測定条件及び試薬は次のとおり。

試料加熱温度：１１０℃
試料加熱時間：１分
窒素ガス流量：１５０ｍｌ／分
試薬：ＨＹＤＲＡＮＡＬ−Ｃｏｕｌｏｍａｔ ＣＧ−Ｋ 及び ＨＹＤＲＡＮＡＬ−Ｃｏｕｌｏｍａｔ ＡＫ
対極液（陰極液）：ハイドラナール クーロマットＣＧ−Ｋ（ＨＹＤＲＡＮＡＬ−Ｃｏｕｌｏｍａｔ ＣＧ−Ｋ）
発生液（陽極液）：ハイドラナール クーロマットＡＫ（ＨＹＤＲＡＮＡＬ−Ｃｏｕｌｏｍａｔ ＡＫ）
また、高温高湿または低温低湿のトナーの水分量は、前述のトナーの放置環境を高温高湿（例えば、３０℃、８０％ＲＨ）、低温低湿（例えば、１０℃、２０％ＲＨ）に変更する以外は同様にして行うものとする。

トナーの乾燥システムに用いるトナーが含有する塩としては、以下の化合物を挙げることができる。

一価の金属として例えばナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の塩、二価の金属として例えばカルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類の金属塩、マンガン、銅等の二価の金属の塩、鉄、アルミニウム等の三価の金属の塩等が挙げられ、具体的な塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガン等を挙げることができる。これらは組み合わせて使用してもよい。

塩の用途としては限定されるものではないが、樹脂粒子を水系媒体中で会合させる際に使用される凝集剤、凝集停止剤などである。

本発明のかかる塩の含有量は、誘導結合プラズマ発光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）で測定した金属元素量をいう。

試料は、酢酸エチルに溶解し、プラズマガス及び補助ガスにはアルゴンを用いた。尚、外添剤処理後のトナーについて測定する場合は、前述の酢酸エチル溶液を最大遠心加速度１２００ｇにて６０分間遠心分離し、不溶沈降物を除去して測定する。

本発明に係るトナー中に含まれる揮発性物質、その測定方法について説明する。

トナー中の揮発性物質と重合性単量体の残存量について鋭意検討した結果、トナー中の揮発性物質全量が３５０ｐｐｍ以下、好ましくは２００ｐｐｍ以下にすることにより本発明の目的が達成できることを見出した。

トナー中に含まれる臭気の発生源となる物質は、画像形成時の熱定着で揮発する揮発性物質（ＴＶＯＣ）で、具体的には、未反応の重合性単量体や連鎖移動剤、トナー製造時の副生成物、製造に用いた有機溶剤等が考えられる。

重合性単量体としては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどの重合性単量体、ジビニルベンゼン、ポリエチレングリコールジメタクリレートなどの架橋性の重合性単量体を挙げることができる。

連鎖移動剤としては、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−デシルメルカプタンなど、トナー製造時の副生成物としては、例えば、ブタノール、ドデカノール、ドデカナール、アクリル酸エステル、ベンズアルデヒドなど、製造に用いた有機溶剤としては、例えば、ベンゼン、キシレン、エチルベンゼン、酢酸エチル、酢酸ブチルなどを挙げることができる。

本発明の静電荷像現像用トナー中の、揮発性物質、重合性単量体の定量方法（ヘッドスペース法）について説明する。

本発明に係るヘッドスペース法とは、トナーを開閉容器中に封入し、複写機等の熱定着時程度に加温し、容器中に揮発成分が充満した状態で速やかに容器中のガスをガスクロマトグラフに注入し、質量分析を行って化合物の同定を行いながら、揮発成分量を測定するというものである。バインダー樹脂由来の不純物や微量の添加物量を測定する方法としては、溶媒によりバインダー樹脂またはトナーを溶解して、ガスクロマトグラフに注入する方法も良く知られているが、この方法では溶媒のピークに不純物や測定しようとする微量の添加物成分のピークが隠れてしまうことがあり、トータルの揮発性成分量を測定するには、上記のヘッドスペース法を適用することが好ましい。また、ヘッドスペース法ではガスクロマトグラフにより、揮発成分の全ピークを観測することを可能にするとともに、電磁気的相互作用を利用した分析方法を用いることによって、高精度で揮発性物質や重合性単量体等の定量化をも併せて実施することができる。

《ヘッドスペース法による測定条件》
以下に、ヘッドスペース法による測定を詳細に説明する。

（測定方法）
１．試料の採取
２０ｍｌヘッドスペース用バイアルに０．８ｇの試料を採取する。試料量は、０．０１ｇまで秤量する（単位質量あたりの面積を算出するのに必要）。専用クリンパーを用いてバイアルをセプタムを用いてシールする。

２．試料の加温
１７０℃の恒温槽に試料を立てた状態で入れ、３０分間加温する。

３．ガスクロマトグラフィ分離条件の設定
質量比で１５％になるようにシリコーンオイルＳＥ-３０でコーティングした担体を内径２．５ｍｍ、長さ３０ｍのカラムに充填したものを分離カラムとして用いる。該分離カラムをガスクロマトグラフに装着し、Ｈｅをキャリアとして、５０ｍｌ／分で流す。分離カラムの温度を４０℃にして３分間保持し、その後１０℃／分で２００℃まで昇温させ、２００℃到達後５分間保持し測定する。

４．試料の導入
バイアルビンを恒温槽から取り出し、直ちにガスタイトシリンジで１ｍｌを注入する。

５．計算
（全揮発性物質（ＴＶＯＣ）の測定方法）
基準サンプルとして、ｎ−ヘキサンとｎ−ヘキサデカンを予め測定し、それぞれのピークの検出時間を確認する。その後、サンプルの測定を実施し、ｎ−ヘキサンのピーク検出時間からｎ−ヘキサデカンのピーク検出時間までに検出されるピークの総面積を、トルエン検量線にて換算した値を揮発性物質の全量と算出する。ただし、算出に使用するピークは、１ピークあたりトルエン換算量で０．１ｐｐｍ以上のピークとする。

（重合性単量体の測定方法）
重合性単量体の測定は、各重合性単量体物質について予め作成した検量線を用いて、それぞれ各物質の定量値を算出する。

６．装置構成としては、下記に記載の装置構成が好ましく用いられる。

（ａ）ヘッドスペース条件
ヘッドスペース装置：
ＨＰ７６９４ Ｈｅａｄ Ｓｐａｃｅ Ｓａｍｐｌｅｒ
（ヒューレットパッカード社製）
温度条件：
トランスファーライン：２００℃
ループ温度 ：２００℃
サンプル量 ：０．８ｇ／２０ｍｌバイアル
（ｂ）ＧＣ／ＭＳ条件
ＧＣ：ＨＰ５８９０（ヒューレットパッカード社製）
ＭＳ：ＨＰ５９７１（ヒューレットパッカード社製）
カラム：ＨＰ-６２４（３０ｍ×内径０．２５ｍｍ）
オーブン温度：
初期温度：４０℃（保持時間３分）
昇温速度：１０℃／分
到達温度：２００℃（保持時間５分）
測定モード：ＳＩＭ（セレクトイオンモニター）モード
本発明に係るトナーの、ガラス転移温度、軟化点の測定方法について説明する。

（ガラス転移温度の測定）
トナーのガラス転移温度は、「ＤＳＣ−７示差走査カロリメーター」（パーキンエルマー製）、「ＴＡＣ７／ＤＸ熱分析装置コントローラー」（パーキンエルマー製）を用いて行うことができる。

測定手順としては、トナー４．５ｍｇ〜５．０ｍｇを小数点以下２桁まで精秤しアルミニウム製パン（ＫＩＴＮｏ．０２１９−００４１）に封入し、ＤＳＣ−７サンプルホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度０℃〜２００℃、昇温速度１０℃／分、降温速度１０℃／分で、Ｈｅａｔ−ｃｏｏｌ−Ｈｅａｔの温度制御で行い、その２ｎｄ．Ｈｅａｔにおけるデータをもとに解析を行う。

ガラス転移温度は、第１の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第１のピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をガラス転移温度として示す。

（軟化点の測定）
２０℃±１℃、５０±５％ＲＨの環境下において、トナー１．１ｇをシャーレに入れ平らにならし、１２時間以上放置した後、成型器「ＳＳＰ−１０Ａ」（島津製作所製）にて２９Ｎの力で３０秒間加圧し、直径１ｃｍの円柱型の成型サンプルを作成する。

２４℃±５℃、５０±２０％ＲＨ環境下において、フローテスタ ＣＦＴ−５００Ｄ（島津製作所製）により、上記成型サンプルを、荷重１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）、開始温度６０℃、予熱時間３００秒、昇温速度６℃／分の条件で、円柱型ダイの穴（１ｍｍ径×１ｍｍ）より、直径１ｃｍのピストンを用いて予熱終了時から押し出し、昇温法の溶融温度測定方法でオフセット値５ｍｍの設定で測定したオフセット法温度Ｔｏｆｆｓｅｔを、トナーの軟化点とする。

以下、本発明について説明する。

トナーの乾燥システムとしては、装置内に加温気体を吹き込むことができ、その気体によりトナーを流動させ、トナー粒子表面近傍の気体を気体置換できれば特に限定されるものではない。

具体的には、装置の下部または壁面から加温気体を吹き込み、吹き込んだ気体でトナー粒子を流動させ、上部から気流置換した気体を排気する装置、装置内の一方から加温気体を吹き込みながら装置全体を回転させてトナー粒子を浮遊もしくは流動させ、他方から排気する装置、装置内の回転軸に取り付けられた翼から加温気体を吹き込み、トナー粒子を浮遊もしくは流動させ、他方から排気する装置、等を挙げることができる。

以下、本発明のトナーの乾燥システムについて、具体例を挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明のトナーの乾燥システムの気体置換処理工程の一例を示す概略図である。

図１において、７２は乾燥工程完（気体置換処理用）トナーストックタンク、５０は気体処理装置（アニーリング装置）、５１は気体置換領域、７３は乾燥工程完トナー投入口、５４は気体置換処理済みトナー排出口、５３は気流吹き出しノズル、５２は回転翼、５６はフィルタ、５７は排気口、７７はブロワー、１２は除湿装置、１３は押し込みブロワー、１４は加温装置、７６は気体置換処理済みトナーストックタンク、Ｓ２は吹き込み気体の湿度、温度及び風量制御装置を示す。

次に、トナーについて説明する。

本発明のトナーの乾燥システムに好ましく用いられるトナーとしては、水系媒体中での粒子形成を行ったり、生成したトナーを濾過、洗浄するなど、その製造工程でトナーが湿潤状態に置かれているものを挙げることができる。具体的なトナーとしては、重合トナーを挙げることができる。

その中でも、最近注目されている低い定着温度で画像形成が可能な低温定着トナーと呼ばれるトナーの製造工程で行われる乾燥に最もふさわしいものであると考えられる。

具体的には、トナーの軟化点７０〜１２０℃、ガラス転移温度１０〜５０℃、表面にはガラス転移温度４０〜６０℃の樹脂層を有することが好ましい。

次に、本発のトナーの乾燥システムに使用可能なトナーの乾燥方法について説明する。

本発明にトナーの乾燥システムに使用可能なトナーの乾燥方法は、その製造工程中にトナーを湿潤、即ち湿潤な状態に置く工程があり、生成したトナーの濾過、洗浄工程を有するものであれば特に限定されるものではない。

具体的なトナーの乾燥方法としては、乳化会合法、懸濁重合法、分散重合法、溶解懸濁法等が挙げられる。以下、トナーの形状や大きさの制御を行い易いというメリットを有する乳化会合法によるトナーの乾燥方法について説明する。

乳化会合法によるトナーの乾燥方法としては、例えば、特開２００２−３５１１４２号公報等に開示されている樹脂粒子を水系媒体中で塩析／融着させてトナーを製造する方法が挙げられる。

この方法は、水系媒体中で樹脂粒子を乳化剤を用いて分散させた後、臨界凝集濃度以上の凝集剤を加えて塩析させると同時に、形成された重合体自体のガラス転移温度以上で加熱融着させて融着粒子を形成しつつ徐々に粒径を成長させ、目的の粒径となったところで水を多量加えて粒子成長を停止し、更に、加熱、撹拌しながら粒子表面を平滑にして形状制御し、トナーを製造するものである。或いは、いったんガラス転移温度以下で凝集を完結させ、その後の工程で融着を進めトナーとしても良い。

ここでいう水系媒体とは、水５０〜１００質量％と水溶性の有機溶媒０〜５０質量％とからなる媒体をいう。水溶性の有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等を例示することができ、得られる樹脂を溶解しないアルコール系有機溶媒が好ましい。

塩析／融着時の水系媒体との比率（質量比）は、１／１０〜１／２の範囲であることが好ましい。

このような水系媒体中での樹脂粒子の凝集工程を経て作製されたトナー分散液は、以下に示す、固液分離・洗浄工程、乾燥工程を経て洗浄、脱水、乾燥される。

即ち、固液分離・洗浄工程は、上記の工程で得られたトナーの分散系から当該トナーを固液分離してトナー含水ケーキを得、得られたトナー含水ケーキから界面活性剤や塩析剤などの付着物を除去する洗浄処理とを施す工程である。固液分離・洗浄方法としては、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタプレス等を使用して行う濾過法等を挙げることができる特に限定されるものではない。

このようにして洗浄処理された湿潤状態のトナーを、乾燥後、本発明のトナーの乾燥システムで処理してトナーが得られる。処理して得られたトナーに、疎水性シリカなどの外部添加剤と混合して使用してもよい。

以下に、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。

［トナーの作製］
《母体粒子（コア部）の製造》
〈母体用樹脂粒子の分散液の作製〉
以下、二段重合により、母体粒子の原料となる「母体用樹脂粒子」を製造した。

撹拌装置を取り付けた反応容器内において、以下の重合性単量体の混合液に離型剤（ペンタエリスリトールテトラベヘネート）を９３．８質量部を添加し８０℃に加温し、溶解した。これを、「重合性単量体溶液２−１−１」とする。

スチレン １７８．４質量部
ｎ−ブチルアクリレート ８５．０質量部
メタクリル酸 １９．８質量部
一方、撹拌装置、温度センサー、冷却管を取り付けた反応容器にポリオキシエチレン（２）ドデシルエーテル硫酸ナトリウム４．９質量部をイオン交換水１３６４質量部に溶解させ界面活性剤溶液を調製した。

前記界面活性剤溶液を８０℃に加熱した後、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス（ＣＬＥＡＲＭＩＸ）」（エム・テクニック社製）により、重合性単量体溶液１を２時間混合分散させ、分散粒子径（７５０ｎｍ）を有する乳化粒子（油滴）を含む乳化液（分散液）を調製した。

次いで、イオン交換水を１０２６質量部添加した後、重合開始剤（過硫酸カリウム：ＫＰＳ）９．８質量部をイオン交換水３８１質量部に溶解させた開始剤溶液と、ｎ−オクタンチオール２．８８質量部とを添加し、この系を８０℃にて１．５時間にわたり加熱撹拌することにより重合（第一段重合）を行い、樹脂粒子（高分子量樹脂粒子の分散液）を得た。これを「母体用樹脂粒子（２−１−１）」とする。

これに、重合開始剤（ＫＰＳ）３．５１質量部をイオン交換水１３７質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、次いで、８０℃の温度条件下に、以下の「重合性単量体溶液２−１−２」を８０ｍｉｎかけて滴下した。

下記重合性単量体溶液を混合した。これを「重合性単量体溶液２−１−２」とする。

スチレン １８４．１質量部
ｎ−ブチルアクリレート ７９．３質量部
ｎ−オクタンチオール １９．８質量部
滴下終了後、２時間にわたり加熱撹拌することにより重合（第二段重合）を行った後、２８℃まで冷却し、「母体用樹脂粒子（２−１−１）」を原料とした樹脂粒子分散液を得た。これを「母体用樹脂粒子（２−１−２）」の分散液とする。

〈着色剤分散液の調製〉
ポリオキシエチレン（２）ドデシルエーテル硫酸ナトリウム５９．０質量部をイオン交換水１６００質量部に撹拌溶解し、この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル３３０」（キャボット社製）４２０．０質量部を徐々に添加し、次いで「クレアミックス」（エム・テクニック社製）を用いて分散処理することにより「着色剤分散液」を調製した。この分散液中の着色剤の粒子径は９３ｎｍであった。

〈母体粒子分散液の作製〉
「母体用樹脂粒子分散液２−１−２」２３７．２質量部（固形分換算）と、イオン交換水２０６４質量部と、上記の「着色剤分散液」８２質量部とを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器に入れ撹拌した。容器内の温度を３０℃に調製した後、５モル／リットルの水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを１０に調整した。

次いで、塩化マグネシウム・６水和物４０．４質量部をイオン交換水４０．４質量部に溶解した水溶液を、撹拌下、３０℃にて１０分間かけて添加した。３分間放置した後に昇温を開始し、この系を６０分間かけて８５℃まで昇温し、「母体用樹脂粒子２−１−２」と「着色剤粒子」との凝集を行った。

撹拌と加熱を続けながら、「マルチサイザー３」（ベックマン・コールター社製）にて凝集粒子の粒径を測定し、体積基準によるメディアン粒径（Ｄ₅₀）が５．５μｍになった時点で、塩化ナトリウム５．１質量部をイオン交換水２０質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を抑制させて「母体粒子分散液」を作製した。得られた母体粒子を「母体粒子」とする。

得られた母体粒子を一部洗浄乾燥後ガラス転移温度を測定したところ、ガラス転移温度は４０℃であった。

また、得られた母体粒子の分子量をＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）装置を用いて測定したところ、１５，０００にピーク分子量を有するものであり、重量平均分子量は２２，０００であった。

《外層（シェル）用樹脂粒子の製造》
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素投入装置を取り付けたステンレス釜に、ドデシル硫酸ナトリウム８質量部をイオン交換水３０００質量部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下２３０ｒｐｍの撹拌速度で撹拌しながら液温を８０℃に昇温した。

この界面活性剤溶液に過硫酸カリウム１０質量部をイオン交換水２００質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、温度を８０℃とした後、下記単量体混合液を１００分かけて滴下し、この系を８０℃にて２時間にわたり加熱、撹拌することにより重合を行い、シェル用樹脂粒子の分散液を調製した。

スチレン ５７０質量部
ｎ−ブチルアクリレート １６５質量部
メタクリル酸 ７０質量部
ｎ−オクタンチオール ５．５質量部
得られた樹脂粒子を一部洗浄乾燥後ガラス転移温度を測定したところ、ガラス転移温度は６０℃であった。

《母体粒子（コア部）に外層（シェル）用樹脂粒子を固着する工程》
前記母体粒子分散液に、樹脂粒子５０質量部（固形分換算）を添加し、４時間にわたり加熱撹拌を継続し、母体粒子表面にシェル用樹脂粒子を付着させた。

その後、塩化ナトリウム９６．３質量部をイオン交換水３８５質量部に溶解した水溶液を加え、粒子の凝集力を更に弱めた上、８５℃にて更に２時間加熱撹拌を継続し、「シェル用樹脂粒子」を「コア粒子」に完全に融着させ、更に加熱撹拌を継続した。その後、８℃／分の条件で３０℃まで冷却し、塩酸を添加してｐＨ２に調整し、撹拌を停止し、「トナーの分散液」を得た。

〔トナー含水ケーキの作製工程〕
生成した「トナーの分散液」をバスケット型遠心分離機で固液分離し、バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が５μＳ／ｃｍになるまで２０℃のイオン交換水で洗浄し、再度固液分離を行い、含水率が３５質量％の「トナー含水ケーキ」を得た。

〔乾燥工程〕
上記で得られた「トナー含水ケーキ」を「フラッシュドライヤー」（セイシン企業社製）で乾燥し、「乾燥工程完トナー」を得た。

〔気体置換処理工程（アニーリング工程）〕
「乾燥工程完トナー」を図１の装置を用い、表１の処理条件で気体置換処理し「トナー母体１〜９」を作製した。

表１に、様態、トナーの処理（乾燥）条件、水分量、全揮発性物質量（ＴＶＯＣ）を示す。

尚、トナー母体のガラス転移温度は４５℃、軟化点は１０５℃、塩の含有量は０．４１質量％であった。

〔外添剤処理〕
上記で得られた「トナー母体１〜９」１００質量部に、それぞれルチル型酸化チタン（体積平均粒径＝２０ｎｍ、ｎ−デシルトリメトキシシラン処理）０．８質量部、球形単分散シリカ（ゾルゲル法で得られたシリカゾルにヘキサメチルジシラザン蒸気による処理（ＨＭＤＳ処理）を行い、乾燥、粉砕処理を施したもの、粒子径Ｄ₅₀＝１２７ｎｍ）１．８質量部を混合し、「ヘンシェルミキサー」（周速３０ｍ／ｓ）（三井三池化工社製）で１５分間ブレンドを行った。その後、目開き４５μｍのフルイを用いて粗粒を除去し「トナー１〜９」を得た。

［現像剤の調製］
上記で得られたトナーの各々に、シリコーン樹脂を被覆した体積平均粒径６０μｍのフェライトキャリアを、前記トナーの濃度が６質量％になるよう混合し「現像剤１〜９」を調製した。

《評価》
上記で得られた「トナー１〜９」について、保管環境による水分量と水分量比、画像及び熱定着時の臭気の評価を行った。

（水分量測定）
〈トナーの保管環境による水分量、水分量比〉
トナーの保管環境による水分量は、高温高湿環境（３０℃８０％ＲＨ）と低温低湿環境（１０℃２０％ＲＨ）に２４時間保管した後、前述の測定法にて測定した。水分量比はその値から計算（高湿／低湿の比）で求めた値である。

トナーの水分量は、高温高湿下においても１．０質量％以下が合格である、水分量比（高温高湿／低温低湿）は、２．３以下が合格である。

（画像評価）
上記で作製した各トナーについて画像評価を行った。尚、現像剤は各トナーに対応したものを用いた。

画像評価の装置としては、電子写真方式を採用した画像形成装置「Ｓｉｔｉｏｓ７１６５」（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）を用いた。尚、トナー画像作成用の転写紙としては、上質紙（６４ｇ／ｍ²）を用いた。

〈画像濃度〉
高温高湿（３０℃、８０％ＲＨ）と低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）の画像出力環境でプリントした１０００枚目のトナー画像の濃度を「マクベス濃度計」（マクベス株式会社製）で測定した。

画像濃度は１．３７以上が合格である。画像濃度差（低湿−高湿）は０．０５以下が合格である。

〈転写率〉
転写紙として「ミラーコート５０」（８５ｇ／ｍ²）を用い、感光体上のトナー付着量０．３ｍｇ／ｃｍ²のパッチ画像を転写し、転写トナーと転写残トナーを秤量し、その比をもって転写率とした。

画像出力環境は、高温高湿 ３０℃、８０％ＲＨ
低温低湿 １０℃、２０％ＲＨ
尚、転写紙は画像出力環境に２時間放置してから用いた。

転写率は９７％以上が合格である。

（臭気評価）
床が５ｍ×５ｍ、高さが２ｍの密閉された部屋の中で、デジタル複写機「７１６５」（コニカ株式会社製）を改造し、定着器の定着温度を１７５℃に設定し、定着後の転写紙（６４ｇ／ｍ²）を冷却する冷却器を取り付け、排紙された転写紙の表面温度が７５℃になるように調整した画像形成装置を用い、低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）の画像出力環境でベタ黒５０％の画像を連続して１０００枚プリントを行った。

臭気の評価は、１０００枚のプリント終了時に３０名の評価員により、臭気を感じた人数で行った。

評価基準
◎：１名の評価員も臭気を感じなかった
○：３名以下の評価員が臭気を感じた
×：４名以上の評価員が臭気を感じた。

評価結果を表２に示す。

表２から明らかなように、本発明のトナーの乾燥システムで作製した「実施例１〜４」は何れの評価項目も優れているが、本発明外のトナーの乾燥システムで作製した「比較例１〜５」は少なくとも１つの評価項目に問題が有ることが判る。

本発明のトナーの乾燥システムの気体置換処理工程の一例を示す概略図である。

符号の説明

７２ 乾燥工程完（気体置換処理用）トナーストックタンク
５０ 気体処理装置（アニーリング装置）
５１ 気体置換領域
７３ トナー投入口
５４ 気体置換処理済みトナー排出口
５３ 気流吹き出しノズル
５２ 回転翼
５６ フィルタ
５７ 排気口
７７ ブロワー
７６ 気体置換処理済みトナーストックタンク
Ｓ２ 吹き込み気体の湿度、温度及び風量制御装置
１２ 除湿装置
１３ 押し込みブロワー
１４ 加温装置

Claims (3)

1. 静電荷像現像用トナーの乾燥システムにおいて、
   （ａ）静電荷像現像用トナーを撹拌或いは流動させる空間を具備し、
   （ｂ）撹拌或いは流動化手段を備え、
   （ｃ）静電荷像現像用トナーの温度を３０〜６０℃に制御可能であり、
   （ｄ）外部との気体置換量が、静電荷像現像用トナー１ｋｇにつき０．００１〜０．０１ｍ³／ｍｉｎの範囲で換気可能な装置を用いることを特徴とする静電荷像現像用トナーの乾燥システム。
2. 塩を、０．０１〜２．００質量％含有する静電荷像現像用トナーを乾燥システムで、２０〜１８０分間処理することを特徴とする請求項１に記載の静電荷像現像用トナーの乾燥システム。
3. 前記静電荷像現像用トナーの軟化点が、７０から１２０℃であり、コア・シェル構造をもつ静電荷像現像用トナー粒子から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の静電荷像現像用トナーの乾燥システム。

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