JP2007072409A - 電子写真用トナーおよび製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴーストが発生せず、追従性が良好な電子写真用トナーの製造方法を提供する。
【解決手段】着色剤、結着樹脂、及び荷電制御剤を含む原料混合物を、オープンロール型混練機を用いて溶融混練する工程を具備し、前記結着樹脂は、ポリエステル樹脂を含有し、前記荷電制御剤は、下記式（１）により表されるベンジル酸化合物を含有する。
式（１）

（式中、Ｍは、アルカリ金属を示す。）
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真用トナーおよび製造方法に関する。

一般に、電子写真用トナーは、着色剤、結着樹脂、及び荷電制御剤を含む原料混合物を溶融混練し、粉砕し、分級することにより製造される。この場合、荷電制御剤としては、様々な有機金属錯塩が用いられ、原料混合物の溶融混練には、２軸押出し混練機等の閉鎖型の混練機が用いられている。

近年、荷電制御剤としてサリチル酸誘導体を用い、荷電制御剤を含む原料混合物をオープンロール型混練機を用いて混練することにより電子写真用トナーを製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法により製造された電子写真用トナーは、ゴーストが発生し易いという問題がある。

一方、荷電制御剤としてベンジル酸化合物を用いた電子写真用トナーも知られている（例えば、特許文献２、３、４、５参照）。しかし、これらの電子写真用トナーを製造する場合、例えばベンジル酸化合物を含むトナー原料を、通常使用される閉鎖型混練機で溶融混練すると、得られたトナーは、帯電性は良好ではあるが、ゴーストが発生し易く、追従性が不良になるという問題がある。
特開２００３−２８０２７２号公報 特開平２−２２１９６７号公報 特開平５−７２８１２号公報 特開平５−１６５２５７号公報 特開平７−８４４０９号公報

本発明は、以上の事情の下になされ、ゴーストが発生せず、追従性が良好な電子写真用トナーおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題について検討を重ねた結果、ゴーストの発生や追従性の不良は、トナー原料の溶融混練の際に、ベンジル酸化合物が混練物中に十分に分散されないことによるものであること、また、ベンジル酸化合物が混練物中に十分に分散されないのは、溶融混練時に、閉鎖型混練機内の温度が高くなるためであることを見出した。そして、従来使用されていた閉鎖型混練機に代わり、オープンロール型混練機を使用してベンジル酸化合物を含有するトナー原料を溶融混練すると、ゴーストが発生せず、追従性の良好な電子写真用トナーを得ることができることを見出した。これは、オープンロール型混練機によると、混練機内の温度を過度に上昇させることなく、原料混合物に強い剪断力を付与することができ、それによりベンジル酸化合物を混練物中に十分に分散されることができるためと考えられる。本発明は、このような知見に基づきなされたものである。

すなわち、本発明の一態様は、着色剤、結着樹脂、及び荷電制御剤を含む原料混合物を、オープンロール型混練機を用いて溶融混練する工程を具備し、前記結着樹脂は、ポリエステルを含有し、前記荷電制御剤は、下記式（１）により表されるベンジル酸化合物を含むことを特徴とするトナーの製造方法を提供する。

（式中、Ｍはアルカリ金属を示す。）
本発明の一態様に係るトナーの製造方法において、ベンジル酸化合物は、原料混合物中に０．２〜２．０質量％含まれることが望ましい。ポリエステル樹脂としては、架橋ポリエステル樹脂が好ましく、原料混合物中に８０〜９５質量％含まれることが望ましい。

また、原料混合物は、更に１．０〜１５．０質量％の離型剤を含むことが望ましい。

本発明の一態様に係るトナーの製造方法に使用されるオープンロール型混練機としては、連続式２本ロールミル、連続式３本ロールミル、及びバッチ式ロールミルからなる群から選ばれた１種がある。

本発明によると、原料混合物の混練にオープンロール型混練機を用いているため、トナーに優れた帯電性を付与するベンジル酸化合物が混練物中に均一に分散され、その結果、ゴーストの発生が少なく、追従性の良好なトナーを製造することができる。

以下、図面を参照して、発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明の一実施形態に係るトナーの製造方法は、結着樹脂、着色剤、ベンジル酸化合物からなる荷電制御剤、及び離型剤を含む原料混合物をオープンロール型混練機により溶融混練し、混練物を粉砕し、粉砕物を分級することにより行われる。

結着樹脂、着色剤、荷電制御剤、及び離型材を含むトナー原料は、最初に、混合機により混合される。混合機としては、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、Ｖ型ブレンダー、ナウターミキサー等、任意のものを用いることが出来る。

原料混合物は、次いでオープンロール型混練機に供給され、そこで混練される。オープンロール型混練機としては、連続式２本ロールミル、連続式３本ロールミル、バッチ式ロールミル等を挙げることが出来る。

図１は、オープンタイプの連続式２本ロールミルを示す正面図である。オープンタイプの連続式２本ロールミルは、原料混合物が供給されるホッパー１１と、オープンタイプの平行に配置された二本のロール１２，１３と、混練物が排出される排出部１４とを具備している。ロール１２，１３の表面には、混練物を輸送するためのらせん状の溝が形成されている。

ホッパー１１からロール１２，１３の間に供給された原料混合物は、ロール１２，１３の表面に巻き付いた状態で、ロール１２，１３の回転により繰り返し圧縮され、混練され、ロール１２，１３の表面の溝によって排出部１４側に移動し、そこから混練物が排出される。

ロールミルの排出部１４から排出された混練物は、通常、トナーの製造に用いられる方法に従って、粉砕され、所定の粒度に分級されて、電子写真用トナーが得られる。

粉砕手段及び分級手段は、特に限定されず、通常トナーの製造に用いられるものを採用することが出来る。

以上のようなトナーの製造方法では、混練にオープンタイプの連続式２本ロールミルを用いているため、原料混合物の混練に際し、混練機内の温度が上昇することがない。そのため、連続式２本ロールミルの強いせん断力により、荷電制御剤として用いたベンジル酸化合物が混練物内に均一に分散される。

これに対し、従来の方法のように、原料混合物を閉鎖型の混練機により混練すると、混練機内の温度が上昇し、荷電制御剤として優れた性能を有するベンジル酸化合物を用いたとしても、ベンジル酸化合物が均一に分散されない。

本発明の一実施形態において、原料混合物は、例えば、８０〜９５質量％の結着樹脂、０．５〜５．０質量％の着色剤、０．２〜２．０質量％の荷電制御剤、及び１．０〜１５．０質量％の離型材を含む。

荷電制御剤は、上記式（１）により表されるベンジル酸化合物である。式中、Ｍは、アルカリ金属、例えばリチウム、ナトリウム、カリウムであるが、これらの中ではカリウムが好ましい。

結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が使用され、特に、架橋ポリエステル樹脂が好適に使用される。

離型剤としては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、パラフィン等の極性の低いもの或いはカルナバワックス、エステル系等の極性の高いものを挙げることが出来る。また、エマルジョンタイプのカルボキシル基変性ポリオレフィンとして、エチレン、プロピレン、ブテン−１、ペンテン−１等のオレフィン単位を骨格としてカルボキシル基を有するように変性され、かつアンモニアまたはアミンでカルボキシル基の少なくとも一部が中和されたポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等を使用することも可能である。これらのワックスのうち、カルナバワックスが好ましい。
以下に、本発明の実施例及び比較例について説明する。

実施例１
ポリエステル樹脂（花王（株）製、Ｔｇ：６３℃、Ｔｍ：１４４℃）１００質量部、荷電制御剤としてベンジル酸化合物である「ＬＲ−１４７」（日本カーリット社製）１質量部、着色剤ＰＲ−５７．１「ＥＣＲ−１０１」（大日精化社製）５質量部、および離型剤「カルナバワックス」をヘンシェルミキサーにて予備混合した。

得られた原料混合物をオープンロール型連続混練機（商品名：ニーデックス、三井鉱山（株）製）に、５ｋｇ／ｈの供給速度で供給して連続混練を行い、混練物を得た。

この混練物をフェザーミル（ＦＭ−１、（株）ホソカワミクロン製）にて粉砕し、更に衝突板式粉砕機「ＩＤＳ−２」（日本ニューマチック製）にて微粉砕した後、気流式分級機「ＤＳＸ−２」（日本ニューマチック製）で分級をおこない、質量平均粒径約９μｍの着色微粒子を得た。

得られた着色微粒子１００質量部に、外添剤として疎水性シリカ「Ｒ９７２」（日本アエロジル社製）を２質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合して、電子写真用トナーを得た。なお、混練に使用したオープンロール型連続混練機は、ロール径０．１６〔ｍ〕、有効ロール長０．７〔ｍ〕のものである。

得られたトナーについて、カラープリンター「スピーディア：Ｖ２」（カシオ計算機製）にて印刷試験を行い、ゴーストと追従性を評価した。その結果を下記表に示す。なお、ゴースト及び追従性の試験方法及び評価方法は、以下の通りである。

ゴースト
ゴーストとは、現像ローラの周期内で先の画像が残像のように再度印字されることを言う。そこで、ゴーストの評価は、所定の文字チャートを印字し、印字方向の下流側の非印字部に先の文字が印字されるかどうかを以下の基準により目視で判断した。

○：ゴースト は発生していない。

△：軽微なゴースト が発生しているものの、良好な画像。

×：ゴースト が悪く、実用上好ましくない画像。

追従性
１０℃２０％の低温低湿環境で１，０００枚以上の低濃度連続印字後、ベタ画像を３枚連続してとり、画像欠陥がないかを確認した。

○：画像欠陥の全くないもの。

△：多少濃度むらが発生するものの問題ないレベルのもの。

×：ベタ画像が再現できない（トナー 追従性 がない）もの。

実施例２
オープンロール型連続混練機への原料混合物の供給速度を１０ｋｇ／ｈとしたことを除いて、実施例１と同様にして電子写真用トナーを得た。このトナーのゴーストと追従性を実施例１と同様に評価した。その結果を下記表に示す。

実施例３
荷電制御剤「ＬＲ−１４７」の配合量を１．５質量部としたことを除いて、実施例１と同様にして電子写真用トナーを得た。このトナーのゴーストと追従性を実施例１と同様に評価した。その結果を下記表に示す。

比較例１
ポリエステル樹脂（花王（株）製、Ｔｇ：６３℃、Ｔｍ：１４４℃）１００質量部、荷電制御剤としてカリックスアレン誘導体である「Ｅ−８９」（オリエント化学社製）１質量部、着色剤ＰＲ−５７．１「ＥＣＲ−１０１」（大日精化社製）５質量部、および離型剤「カルナバワックス」をヘンシェルミキサーにて予備混合した。

得られた原料混合物をオープンロール型連続混練機（商品名：ニーデックス、三井鉱山（株）製）に、５ｋｇ／ｈの供給速度で供給して連続混練を行い、混練物を得た。

この混練物をフェザーミル（ＦＭ−１、（株）ホソカワミクロン製）にて粉砕し、更に衝突板式粉砕機「ＩＤＳ−２」（日本ニューマチック製）にて微粉砕した後、気流式分級機「ＤＳＸ−２」（日本ニューマチック製）で分級をおこない、質量平均粒径約９μｍの着色微粒子を得た。

得られた着色微粒子１００質量部に、外添剤として疎水性シリカ「Ｒ９７２」（日本アエロジル社製）を２質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合して、電子写真用トナーを得た。なお、混練に使用したオープンロール型連続混練機は、ロール径０．１６〔ｍ〕、有効ロール長０．７〔ｍ〕のものである。

得られたトナーについて、カラープリンター「スピーディア：Ｖ２」（カシオ計算機製）にて印刷試験を行い、ゴーストと追従性を評価した。その結果を下記表に示す。

比較例２
オープンロール型連続混練機の代わりに２軸押出し混練機「ＰＣＭ−４３」（池貝（株）製）を用いて原料混合物を混練したことを除いて、実施例１と同様にして電子写真用トナーを得た。このトナーのゴーストと追従性を実施例１と同様に評価した。その結果を下記表に示す。

比較例３
荷電制御剤として、ベンジル酸化合物である「ＬＲ−１４７」の代わりに、サリチル酸誘導体である「Ｅ−８４」（オリエント化学社製）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電子写真用トナーを得た。このトナーのゴーストと追従性を実施例１と同様に評価した。その結果を下記表に示す。

上記表から、荷電制御剤としてベンジル酸化合物である「ＬＲ−１４７」を用い、原料混合物をオープンロール型連続混練機により混練して得た実施例１〜３のトナーは、追従性及びゴーストのいずれにおいても良好な性能を有することがわかる。これに対し、荷電制御剤としてサリチル酸誘導体である「Ｅ−８４」、カリックスアレン誘導体である「Ｅ−８９」を用いて得た比較例１、３のトナー、及び原料混合物を閉鎖型の２軸押出し混練機により混練して得た比較例２のトナーは、追従性及びゴーストのいずれにおいても劣っていることがわかる。

本発明の一実施形態に用いるオープンタイプの連続式２本ロールミルの一例を示す正面図である。

符号の説明

１１・・・ホッパー、１２，１３・・・ロール、１４・・・排出部。

Claims (6)

1. 着色剤、結着樹脂、及び荷電制御剤を含む原料混合物を、オープンロール型混練機を用いて溶融混練する工程を具備し、前記結着樹脂は、ポリエステル樹脂を含有し、前記荷電制御剤は、下記式（１）により表されるベンジル酸化合物を含有することを特徴とする電子写真用トナーの製造方法。
   

   

   （式中、Ｍは、アルカリ金属を示す。）
2. 前記ベンジル酸化合物は、原料混合物中に０．２〜２．０質量％含まれることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用トナーの製造方法。
3. 前記ポリエステル樹脂は架橋ポリエステル樹脂であり、原料混合物中に８０〜９５質量％含まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真用トナーの製造方法。
4. 前記原料混合物は、更に１，０〜１５．０質量％の離型剤を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。
5. 前記オープンロール型混練機は、連続式２本ロールミル、連続式３本ロールミル、及びバッチ式ロールミルからなる群から選ばれた１種であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とする電子写真用トナー。

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