JP2566152B2 - マイクロカプセルトナーの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真法，静電印刷法，磁気記録法など
に用いられるトナーに関し、マイクロカプセル型トナー
の製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、電子写真法としては、米国特許第2,297,691号
明細書、特公昭42−23910号公報（米国特許第3,666,363
号明細書），及び特公昭43−24748号公報（米国特許第
4,071,361号明細書）等に記載されているが如く多数の
方法が知られているが、一般的には光導電性物質を利用
し、種々の方法により感光体上に電気的潜像を形成し、
次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙
などの被転写材にトナー画像を転写した後に種々な方法
で定着を行ない複写物を得る方法が取られる。

近年の電子写真応用技術の多目的化に伴ない、複写画
像を形成する現像剤に関してもその目的に応じた技術開
発が数多くなされ続けている。トナーは画像を形成する
粉体であるが、画像形成が正確になされる為にはトナー
粒子に数多くの機能を持たせなければならない。例えば
帯電性，搬送性，定着性，保存性等々である。これらを
すべて満足させる物質は常識的には存在せず、通常トナ
ーは各種材料の混合物として作成される。一般的なトナ
ーの製造方法としては、被転写材に定着させるための結
着用樹脂、トナーとしての色味を出させる各種着色剤、
粒子に電荷を付与させるための荷電制御剤、また特開昭
54−42141号公報，特開昭55−18656号公報に示されるよ
うないわゆる一成分現像法においては、トナー自身に搬
送性等を付与するための各種磁性材料を用い、他に必要
に応じて離型剤，流動性付与剤を乾式混合し、しかる後
ロールミル，エクストルダーなどの汎用混練装置にて温
度をかけながら均一に混練し、冷却した後にスピードミ
ル，ジェットミル等の各種粉砕装置により微砕化し、DS
分級機,MS分級機など各種風力分級機により分級を行な
うことにより、トナーとして必要な粒径にそろえる。こ
れに必要に応じて流動化剤や滑剤等々を乾式混合しトナ
ーとする。またいわゆる２成分現像方法に用いる場合は
各種磁性キャリアと混ぜあわせた後トナーとして画像形
成に供するわけである。

しかしながら、このように各機能を持った材料の混合
物として製造されるトナーにおいては、混合物であるた
めの問題点が存在する。トナー粒子として見た場合、そ
の粒子表面には各成分が混在して露出している。すなわ
ち複写物を作成するいくつかのプロセスにおいて、トナ
ーとしては必須である成分が、あるプロセスにおいては
その成分が粒子表面に多く露出していることが不都合な
場合がある。たとえば磁性体粒子が表面に多く存在する
とトナーの表面抵抗を下げて現像性に問題を生じたり、
転写部材への転写不良の原因となる。また定着性に好都
合な低分子量成分は、現像スリーブへの汚染等を発生さ
せる。特に圧力定着方法に好適な軟質物質を結着樹脂と
して用いた場合には、これらの軟質物質のために感光体
表面へのトナーの融着現象を発生したり、またトナーの
保存性やくり返し使用の耐久性が強いとは言えない。

このような問題を解決するための手段として、米国特
許4,016,099号明細書，米国特許3,788,994号明細書等に
見られる様な、マイクロカプセル型トナーという粒子の
形態が考えられている。これは機能分離型トナーとも呼
称されるものである。すなわち定着性や搬送性を有する
コアと称される芯材粒子を、帯電機能を有するより固い
材料による外壁で包み込んだ形態を有するトナーであ
り、外壁にコア中に含まれる磁性体粒子や軟質物質の持
つ前述の問題点を取り除く保護の役割も持たせている。

［発明が解決しようとする問題点］ この様なマイクロカプセルトナーに関する提案は数多
くなされている。理論上はいかなる材料の構成も考え得
るし、マイクロカプセルトナーの製造方法としても、ス
プレードライ法，界面重合法，コアセルベーション法，
相分離法,in−situ重合法など様々な方法が知られてい
る。しかしながら、好ましい機能を持った材料を用いて
前記の様々な方法を利用して、好ましい性能を持つマイ
クロカプセルトナーが容易に得られるわけではない。多
くの場合外壁形成が不完全、すなわち欠損膜が生じる問
題、物理的，機械的な力で膜がはがれてしまう問題、製
造時にトナー粒子が合一してしまうといったような問題
や製造コストが高くなると言った問題があり、実用に供
されたマイクロカプセルトナーは少ない。

近年、乾式によるマイクロカプセルの製造方法の提案
がなされている。これは芯材となる粒子に対し、殻材と
なる粒子を機械的な力でたたき込み、芯材の周囲に外壁
を形成させようと言う方法である。

マイクロカプセルトナーの多くは、いわゆる圧力定着
性のトナーをその目的としたものである。圧力定着方法
は従来から有るヒートチャンバーや熱ロール定着方法と
は異なり、機械的な圧力によりトナー粒子を被転写材上
に付着させる方法で省エネルギーや火災などの安全性の
面で有利である。さらにマイクロカプセルトナーとした
場合、定着用材料に従来の裸のままの圧力定着トナーに
比べ軟質のものが使用できる為従来よりも定着圧力を低
くできるので定着装置も小さくできるという利点があ
る。マイクロカプセルトナーに用いる芯材は通常、熱ロ
ール定着トナーや非カプセルの圧力定着トナーに比べか
なり軟質の材料を用いる。このような軟質材料の芯材に
対し殻材となる粒子を機械的な力で打ち込んだ場合には
芯材が軟質であるがために殻材料粒子が芯材に埋め込ま
れてしまい、好適なマイクロカプセルトナーを得ること
は難かしい。また芯材が軟質であるがために製造装置に
融着現象が発生し易い。また例え機械的な力をコントロ
ールして殻材粒子により芯材の周囲を被覆できたとして
も、この様なトナー粒子はトナーとしての強度に乏し
い。すなわち複写用のトナーとして用いた場合現像装置
内での撹拌等の機械的，物理的な力により殻材の埋め込
みが進行したり芯材成分のはみ出しが起こり芯材成分が
トナー表面に露出してまうことにより流動性が低下した
り、ブロッキング物を発生したりしてしまう。同時に現
像特性も悪化する。また一般的にトナーは流動性付与
剤，滑剤等を外添混合して用いるが、これらの外添剤が
トナー中に埋め込まれてしまい、トナー特性が次第に変
化してしまう。またマイクロカプセルトナーとしての強
度が不足しているために、トナークリーニング装置部分
において感光ドラムへ融着させてしまうことになる。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上述の如きマイクロカプセルトナー
にありがちな諸欠点を解決したマイクロカプセルトナー
の製造方法を提供する事であり、さらに詳細に述べれば
以下の通りである。

乾式によるカプセル化方法により得られるマイクロカ
プセルトナーにおいて、十分なトナー強度を保持できる
耐久性の良好なマイクロカプセルトナーの製造方法の提
供。

現像部やクリーニング部などにおいて、不必要な粒子
変形や、膜の欠損による芯材の露出を防止したマイクロ
カプセルトナーの製造方法の提供。

トナー製造時における粒子同志の合一を防止したマイ
クロカプセルトナーの製造方法の提供。

現像シリンダーや感光ドラム、キャリア等に融着や汚
染の発生しないマイクロカプセルトナーの製造方法の提
供。

マイクロカプセルトナー製造装置に対するトナーの融
着を防止したマイクロカプセルトナーの製造方法の提
供。

製造コストの安価なマイクロカプセルトナーの製造方
法の提供。

［問題点を解決するための手段及び作用］ 前記目的を達成するための本発明のマイクロカプセル
トナーの製造方法とは 少なくとも軟質固体状物質と着色剤を含有する芯粒子
（Ａ）に対し、疎水化処理された無機質微粒子（Ｃ）を
均一に分散混合して芯粒子（Ａ）の表面近傍に無機質微
粒子（Ｃ）を付着させ、固定する工程（ａ）と、 工程（ａ）で得られた、芯粒子（Ａ）の表面近傍に無
機質微粒子（Ｃ）を固定させた芯粒子（Ａ′）に対し、
粉末状の殻材（Ｂ）を均一に分散混合して芯粒子
（Ａ′）の表面近傍に付着せしめた後に、この芯粒子
（Ａ′）の表面近傍に粉末状の殻材（Ｂ）が付着した粒
子に衝撃力を与えて、粉末状の殻材（Ｂ）を表面に固定
させることにより芯粒子（Ａ′）を被覆する工程（ｂ）
を有し、 工程（ａ）と工程（ｂ）を順次設けることを特徴とす
るマイクロカプセルトナーの製造方法であり、 工程（ａ）において無機質微粒子（Ｃ）を芯粒子
（Ａ）の表面近傍に固定させる際に、無機質微粒子
（Ｃ）を芯粒子（Ａ）に均一に分散混合し、芯粒子
（Ａ）の表面近傍に無機質微粒子（Ｃ）を付着させた後
に、該粒子に衝撃力を与えて、無機質微粒子（Ｃ）を芯
粒子（Ａ）の表面近傍に固定させた後に工程（ｂ）を設
けても良く、 本発明においては 工程（ａ）において、芯粒子（Ａ）に対し無機質微粒
子（Ｃ）を均一に分散混合して表面近傍に付着せしめる
処理 及び、工程（ｂ）において芯粒子（Ａ′）に対し、粉
末状の殻材（Ｂ）を均一に分散混合して表面近傍に付着
せしめる処理とが乾式混合によってなされることが好ま
しい。

本発明者らの研究によれば、圧力定着方法に好適な結
着材料、特に低い線圧で圧力定着可能な結着材料を用い
た粒子を芯材とし、粉末状の殻材を混合した後に、この
粒子に衝撃力を加え芯材の周囲に殻材を付着させる方法
をとった場合には衝撃力の大きさを設定することが非常
に難かしい。強い衝撃力を加えたものは、殻材で芯材の
周囲が被われた状態にはならず芯材が表面に露出してし
まうために流動性が全く向上せずトナーとしては不適当
である。これは殻材粒子の多くが芯材粒子にとり込まれ
てしまっている為である。さらには装置本体への融着が
発生し、製造方法としては不適当である。本発明者ら
は、衝撃力を様々にコントロールしてできた生成物のう
ち、最も流動性に富むものを電子顕微鏡により観察した
ところ衝撃力付与前とは異なった表面状態の粒子が観察
されたが、この際にも撹拌装置本体への融着はひどかっ
た。

ここで得られたトナーを複写機の現像装置に入れ115
ミリメーター／秒の現像スリーブ周速で空回転を行なっ
たところ、全てのトナーは15分未満でスリーブ汚染がひ
どくなり、現像スリーブ上にコーティングしなくなっ
た。

ここで本発明者らが鋭意検討を行なった結果、あらか
じめ軟質の芯材に対し流動性付与剤などの疎水化処理さ
れた無機質微粒子を均一混合して芯粒子の表面に固定さ
せ、しかる後に殻材となる粉末を均一混合した後に衝撃
力を付与する方法を取ったところ、均一に芯材表面を殻
材で被うことのできる条件を見い出すことができた。こ
の方法によりカプセル化を行なった際には装置本体への
トナーの融着も飛躍的に減少した。これは流動性付与剤
等の無機微粉末の添加効果により、この無機質微粉末が
コア表面に固定されるまで、及び固定された後でも流動
性が向上し、保たれるためである。

同時に、無機質微粉末が軟質芯表面に固定されること
により芯粒子の見掛けの強度が上がり、粉末状の殻材を
衝撃力付与により芯粒子表面に固定させる場合にも過度
の打ち込みがなくなり、殻材で良好に芯材表面を被うこ
とが可能になるためと考えられる。

さらに本発明者らは検討を重ねた結果、芯材として用
いる軟質材料の種類により、無機質微粉末を芯材表面に
固定させる工程についても、殻材を固定させる際と同様
な衝撃力の付与がより効果的な場合があることを見出し
た。すなわち芯材がより軟質の場合は通常のトナー外添
並みの力で無機質微粉末を芯材に固定可能であるが、よ
り固めの芯材を用いる場合にはトナー外添時以上の力、
すなわちここで衝撃力と称する力が必要となる。もちろ
ん軟質芯と称される範囲には通常入りかねる一般のトナ
ー用樹脂材料を用いた芯材を使う場合も、本発明のカプ
セルトナーの製造方法を用いることは可能である。

本発明のマイクロカプセルトナーを製造する装置とし
ては一般には高速回転する撹拌羽根付きの混合機が用い
られるが、混合機能と分散機能を有するものであればこ
れに限定されるものではない。例えば通常機械式の粉砕
機として利用している装置をその衝撃力を低下させるこ
とにより好適に利用できる。

一般に必要とされる衝撃力は、製造条件のパラメータ
ーを１つに限定した場合、軟質芯に用いられる材料の針
入度とほぼ比例関係があることは認められるが、使用装
置，装置の設定条件，処理温度などの変動要因が数々あ
るので試行錯誤的な検討により適正条件を求める必要が
ある。

例えば、より軟らかい材料を芯材として用いる場合に
は、工程（ａ）における無機質微粉末の芯材表面近傍へ
の固定は、第１図に示される汎用の高速撹拌羽根付の混
合機程度の衝撃力で十分である。またいわゆるワックス
類のような低融点の軟質芯を芯材として用いる場合は処
理温度をコントロールすることが必要である。

このような芯材を用いた場合、処理温度は０〜50℃、
回転羽根先端の周速としては５〜50m/sec、処理時間は
１〜60分が好ましい。

またこのような処理を行なう際には撹拌などによる温
度上昇を伴うのが普通であるので、ジャケットにより槽
内の冷却を行なうことが必要である。

工程（ａ）においてより硬めの材料を芯材として用い
る場合、あるいは工程（ｂ）における芯材に無機質微粒
子を固定させて芯粒子の見掛けの強度を上げた粒子を芯
材として用いる場合にはより衝撃力の強いもの、例えば
機械式粉砕機の能力を緩和させて使用する方が好まし
い。しかしこの場合でも工程（ａ）における無機質微粒
子を均一に混合分散させて芯材に付着させる処理や、工
程（ｂ）における粉末状の殻材を無機質微粒子を固定さ
せた粒子に対し均一に混合分散させて表面に付着させる
処理には第１図に示されるような均一混合を主たる目的
とした装置で前処理した後、より強い衝撃力を与えるよ
うにしたほうが均一なカプセル膜が得られ易い。

本方法を実施するための固定化装置一例としてリサイ
クル機能を有し多数の回転ピンを有するピンミル（第４
−１図）や、回転するブレードやハンマー（回転片）と
ライナー（固定片）との間で衝撃を与え、かつリサイク
ル機構を有する粉砕機（第２−１図及び第３−１図）が
有効である。

該装置における回転片の先端の周速は30〜130m/secが
好ましい。温度は着色粒子（Ａ）と粒子（Ｂ）の物性に
より異なるが０゜〜90℃、好ましくは20゜〜70℃がよ
く、又衝撃部の滞留時間は0.2sec〜12secが好ましい。
ピンミルの場合は粉体の濃度を濃くする必要がある。第
２−１図又は第３−１図のタイプの装置では遠心力によ
り処理される粉体がライナー近傍に集められるので粉体
の濃度のラチチュードはひろい。ピンミル間もしくはブ
レードまたはハンマーとライナーとの間の最短間隙は0.
5〜5mm程度が好ましく、更に好ましくは1mm〜3mmに調整
した場合によい結果が得られる。

この装置による固定化方法をより詳細に説明すると前
出の方法により前処理された粒子は導入口24から投入さ
れ入口室20を通り、回転する分散羽根14にそって回転す
るブレード15とライナー18の間の衝撃部19を通り、出口
室21を通り、リターン路22及びブロワー25を通り再び同
回路を循環する。固定化処理が終了後、製品取り出し口
23から取り出される。

ここにおいて、粒子は衝撃部19でブレード15とライナ
ー18の間で衝撃を受け固定化処理がなされるものであ
る。ここにおいて必要により、ジャケット26に冷却水を
流して、雰囲気温度を調整するのは好ましい。

本発明に用いる芯材料としては、好ましい定着性を示
す軟質固体状物質は、すべて使用できる。このような物
質としては、ワックス類（密ろう，カルナウバろう，マ
イクロクリスタリンワックスなど），高級脂肪酸（ステ
アリン酸，パルミチン酸，ラウリン酸など），高級脂肪
酸金属塩（ステアリン酸アルミニウム，ステアリン酸
鉛，ステアリン酸バリウム，ステアリン酸マグネシウ
ム，ステアリン酸亜鉛，パルミチン酸亜鉛など），高級
脂肪酸誘導体（メチルヒドロキシステアレート，グリセ
ロールモノヒドロキシステアレートなど），ポリオレフ
ィン（低分子量ポリエチレン，低分子量ポリプロピレ
ン，酸化ポリエチレン，ポリイソブチレン，ポリ４弗化
エチレンなど），オレフィン共重合体（エチレン−アク
リル酸共重合体，エチレン−アクリル酸エステル共重合
体，エチレン−メタクリル酸共重合体，エチレン−メタ
クリル酸エステル共重合体，エチレン−塩化ビニル共重
合体，エチレン−酢酸ビニル共重合体，アイオノマー樹
脂など），スチレン系樹脂（低分子量ポリスチレン，ス
チレン−ブタジエン共重合体（モノマー重量比５〜30:9
5〜70），スチレン−アクリル系化合物共重合体な
ど），エポキシ樹脂，ポリエステル樹脂（酸価10以
下），ゴム類（イソブチレンゴム，ニトリルゴム，塩化
ゴムなど），ポリビニルピロリドン，ポリアミド，クマ
ロン−インデン樹脂，メチルビニルエーテル−無水マレ
イン酸共重合体，マレイン酸変性フェノール樹脂，フェ
ノール変性テルペン樹脂，シリコン樹脂などがあり、こ
れらの中から単独または組合せて用いることができる。

本発明のカプセルトナーの芯材中には一般に、着色剤
着色剤として各種の染、顔料が含まれる。このような
染、顔料としては、例えば、カーボンブラック、ニグロ
シン染料、ランプ黒、スーダンブラックSM、ファースト
・エローＧ、ベンジジン・エロー、ピグメント・エロ
ー、インドファースト・オレンジ、イルガジン・レッ
ド、パラニトロアニリン・レッド、トルイジン・レッ
ド、カーミンFB、パーマネント・ボルドーFRR、ピグメ
ント・オレンジＲ、リソール・レッド2G、レーキ・レッ
ドＣ、ローダミンFB、ローダミンＢレーキ、メチル・バ
イオレットＢレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメン
トブルー、ブリリヤント・グリーンＢ、フタロシアニン
グリーン、オイルイエローGG、ザポン・ファーストエロ
ーCGG、カヤセットY963、カヤセットYG、スミプラスト
・エローGG、ザポンファーストオレンジRR、オイル・ス
カーレット、スミプラストオレンジＧ、オラゾール・ブ
ラウンＢ、ザポンファーストスカーレットCG、アイゼン
スピロン・レッド・BEH、オイルピンクOPなどが適用で
きる。

トナーを磁性トナーとして用いるために、芯材中に磁
性粉を含有せしめても良い。このような磁性粉として
は、磁場の中に置かれて磁化される物質が用いられ、
鉄、コバルト、ニッケルの如き強磁性金属の粉末、もし
くはマグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金
や化合物がある。この磁性粉の含有量はトナー重量に対
して15〜70重量％が良い。

本発明に用いる無機質微粒子としては、例えば、アル
ミナ、二酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグ
ネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウ
ム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイ
ソウ土、各種無機酸化物顔料、酸化クロム、酸化セリウ
ム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、
酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸
カルシウム、シリカ微粉体、炭化ケイ素、窒化ケイ素、
炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、などの粉
末乃至粒子が挙げられる。無機質微粒子としては、通常
非磁性のものが用いられるが、磁性粒子も用いられない
わけではない。これらの無機微粉体は、表面に疎水基を
有するものが好ましく、例えば、シランカップリング
剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイル、側鎖に
アミンを有するシリコーンオイル等で疎水化処理された
ものを本発明では用いるものである。また無機質微粒子
としては、芯材粒子よりも微小な寸法を有するものが用
いられ、より詳しくは、N₂吸着によるBET法による比表
面積が、５〜400m²/gの範囲のものが好ましく用いられ
る。

殻材としては、公知の樹脂を微粉末化したものが使用
可能である。例えば、次の様なモノマー類から成る樹脂
がある。スチレン,P−クロルスチレン,P−ジメチルアミ
ノ−スチレンなどのスチレン及びその置換体；アクリル
酸メチル，アクリル酸エチル，アクリル酸ブチル，メタ
クリル酸メチル，メタクリル酸エチル，メタクリル酸ブ
チル，メタクリル酸N,N−ジメチルアミノエチルエステ
ルなどのアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステル；
無水マレイン酸あるいは無水マレイン酸のハーフエステ
ル，ハーフアミドあるいはジエステルイミド，ビニルピ
リジン,N−ビニルイミダゾールなどの含窒素ビニル；ビ
ニルホルマール，ビニルブチラールなどのビニルアセタ
ール；塩化ビニル，アクリロニトリル，酢酸ビニルなど
のビニルモノマー；塩化ビニリデン，フッ化ビニリデン
などのビニリデンモノマー；エチレン，プロピレンなど
のオレフィンモノマーである。また、ポリエステル，ポ
リカーボネート，ポリスルホネート，ポリアミド，ポリ
ウレタン，ポリウレア，エポキシ樹脂，ロジン，変成ロ
ジン，テルペン樹脂，フェノール樹脂，脂肪族又は脂環
族炭化水素樹脂，芳香族系石油樹脂，メラミン樹脂，ポ
リフェニレンオキサイドのようなポリエーテル樹脂ある
いはチオエーテル樹脂，などの単独重合体、あるいは共
重合体、もしくは混合物が使用できる。

本発明のマイクロカプセルトナーの芯材としては、上
記成分を例えば、溶融混練し、スプレードライヤー等に
て造粒し、あるいは冷却後冷凍粉砕等の方法にて微粉砕
し、更に必要に応じて分級することにより、体積平均粒
径が５〜20μｍの粒子として調整される。

このようにして調整された芯粒子を本発明に従い、工
程（ａ），工程（ｂ）を順次設けて、マイクロカプセル
トナーが得られる。

また、その芯材表面近傍には、無機質微粒子が存在す
る形態となる。ここで無機質微粒子が存在する「芯材の
表面近傍」とは芯材粒子の表面（殻材との界面）ならび
に芯材粒子直径の1/5程度の深さまでの表層部分のこと
を指し、工程（ａ）を設けることにより無機質微粒子が
該部分に層を形成し、見掛け上の芯材の強度を上げ、実
質的には外力から芯材を保護する。ここにおいて層とは
無機質微粒子単独の層ではなく芯材と混合した層であり
表面近くは、ほぼ無機質微粒子により被われている。

本発明のマイクロカプセルトナーは場合によってはコ
ロイダルシリカのような流動性向上剤、あるいは、滑
剤、研摩剤、電荷調整剤などを混合した後に現像剤とし
て用いられる。また２成分現像剤として用いる場合には
鉄粉キャリア等と混合した後に現像剤として使用する。

［実施例］ 以下具体例を示し、本発明をさらに詳しく述べるが、
本実施例により本発明が何ら拘束されるものではない。

実施例１ 上記材料を十分に混合した後、三本ロールにて50〜70
℃の温度にて混練を行なった後、温度を上げたロールミ
ルにて溶融させた後に冷却固化した。この混練物をカッ
ターミルにて粗粉砕した後にジェットミルにて微粉砕を
行なった。この微粉砕物を風力分級機にて分級し、芯粒
子を調整した。この芯粒子の粒度分布をコールターエレ
クトロニック社製のコールターカウンター粒度分布測定
装置にて測定したところ（１）個数平均径（以下D_Nと略
す）9.45μｍ、（２）6.35μｍ以下の微粉（以下6.35↓
と略す）19.7個数％、（３）体積平均径（以下D_Vと略
す）12.67μｍ、（４）20.2μｍ以上の粗大粒子（以下2
0.2↑と略す）1.8重量％であった。

この芯材1kgに対し、疎水性コロイダルシリカ30gを第
１図に示す装置により均一混合し芯材粒子の表面に付着
させた。この時の撹拌羽根先端の周速はおよそ40m/se
c、槽内温度は30〜40℃、所要時間は10分であった。こ
の後にこれらの粒子を第３−１図に示される装置にて衝
撃力を加える処理を行なった。この時のブレードの周速
は40m/sec、第３−３図の53番に示されるブレードとラ
イナーのクリアランスは3mmに設定し、処理温度は40℃
ほぼ一定にて、10分間の循環処理を行ない疎水性コロイ
ダルシリカを芯粒子表面近傍に固定させた。装置への融
着はほとんど発生しなかった。この粉体は非常に流動性
に富んだ粉体であった。

次にこの芯物質1kgに対し、スチレン−ジメチルアミ
ノエチルメタクリレート共重合体の微粉末を150g、第１
図に示される装置にて先程と同条件で均一混合分散し、
芯粒子表面に付着させた。この粒子を再び第３−１図の
装置にて先程のブレードとライナー間のクリアランスを
1.5mmに設定してブレード周速55m/sec、槽内温度60℃に
て７分間循環処理を行ない、マイクロカプセル粒子を得
た。この時殻材の微粉末がフリーの状態でやや残存して
いたため、これを風力分級機にて分級除去した。この粒
子の粒度分布はD_N9.81μｍ、6.35↓18.0個数％、D_V12.9
8μｍ、20.2↑2.0重量％であった。このマイクロカプセ
ル粒子にアミノ変性シリコンオイルで処理したコロイダ
ルシリカを0.4重量％外添混合してマイクロカプセルト
ナーとした。

比較例１ 実施例１で用いた芯物心を疎水性コロイダルシリカに
よる処理工程（特許請求の範囲に示される工程（ａ））
を行なわないで、この芯粒子1kgに対し、実施例１と同
じ殻材微粉末150gを第１図に示す装置にて周速m/sec、
槽内温度30〜40℃、にて10分間処理を行なったところ装
置の壁面や羽根に融着物が多くこびりついていた。

比較例２ 比較例１で、ジャケットに冷水を流し槽内温度を25℃
以下に保ちながら周速を15m/secにおとし、10分間処理
を行ない均一な分散混合を試みたが殻材の芯材への付着
が十分ではなかった。

比較例３ 比較例１で槽内温度25℃、周速を40m/sec、処理時間
を３分間にして同様に分散混合を試みたところ一応の付
着粒子が得られたためこの粒子を次に第３−１図に示さ
れる装置にて衝撃力を与える処理を行なった。実施例１
と同様の条件で行なったところ、装置内に融着が発生し
モーターが過負荷停止した。取出した粒子は走査型電顕
で見ると殻材が埋め込まれてはいるが均一な表面ではな
かった。

比較例４ 比較例３において周速および処理時間およびクリアラ
ンスを動かして条件設定を変化させ実験を行なった結
果、周速50m/sec、クリアランス2.5mm、処理時間７分の
条件が最良であった。

実施例１と比較例４のサンプルを走査型電顕にて表面
観察し、比較すると明らかに実施例１のサンプルのほう
が均一であった。実施例１のサンプルをミクロトームに
より切断薄片化し、透過型電顕にて観察したところトナ
ーの芯材と殻材との界面ならびにこれより若干芯材の内
側にシリカ微粉体が集合しているのが確認された。

比較例４のサンプルにもアミノ変性シリコンオイルで
処理したコロイダルシリカ0.4重量％で外添混合を行な
いトナーとした。

実施例２ 上記混合物を100℃にてステンレスボールを詰めたア
トライターにて十分混練し、温度を140℃に上げ、これ
を二流体ノズルを使用したスプレードライヤーにて造粒
し、微粒化を行なった。これを風力分級機にて分級し、
分級後の粒度分布がD_N9.35μｍ、6.35↓20.3個数％、D_V
12.58μｍ、20.2↑1.6重量％の芯粒子を得た。

この芯材1kgに対し、疎水性コロイダルシリカ40gを第
１図に示す装置を用いて処理を行なった。撹拌羽根の周
速を40m/sec、槽内温度30℃、にて７分間処理を行なっ
た。この粒子は疎水性コロイダルシリカが芯材表面にほ
ぼ固定されていた。この粒子1kgに対し、スチレン−ジ
メチルアミノエチルメタクリレート共重合体の微粉末15
0gを同じ装置にて均一に混合分散し、芯粒子表面に付着
させた。この粒子を第３−１図の装置にて、ブレードと
ライナーのクリアランス1.5mmに設定し、ブレード周速5
0m/sec、槽内温度40℃にて７分間循環処理を行ないマイ
クロカプセル粒子を得た。これを風力分級機にて分級し
た後D_N9.46μｍ、6.35↓18.7個数％、D_V12.87μｍ、20.
2↑1.8重量％の粒子を得、この粒子にアミノ変性シリコ
ンオイル処理したコロイダルシリカを0.4重量％外添混
合してマイクロカプセルトナーとした。

比較例５ 実施例２で用いた芯物質を疎水性コロイダルシリカに
よる処理工程を行なわずに、芯物質1kgに対し殻材の微
粉末150gを加え第１図に示される装置により混合分散を
行なった。比較例３に示される槽内温度25℃、周速40m/
sec、処理時間を３分間として行なったところ槽壁や羽
根に融着が発生しはじめていた。また粒子を観察したと
ころ粒子同志が合一しはじめているものがあった。これ
は粒度分布にも表われていた。

比較例６ 比較例５において処理時間を１分に減らし、一応の分
散混合物を得た。これを第３−３図に示す装置にて衝撃
力による処理を行なった。比較例４における条件にて処
理したところ装置内に融着し、粉づまりが起きた。また
粒子はかなりひどく合一したものが多かった。

比較例７ 比較例６において比較例４で行なった時よりもブロワ
ーの引きを強くして循環スピードをやや速くしながら条
件を変えていきクリアランス2.5mm、周速40m/sec、処理
時間５分のものを比較例のサンプルとした。しかしなが
ら、この際にも粒子の合一や装置への融着はなくならな
かった。また周速をあまり下げた場合は埋め込まれない
粉末が多く、良い結果は得られなかった。比較例７のサ
ンプルも同様にコロイダルシリカを添加しトナーとし
た。

トナーとしての評価 （Ｉ）実施例１および比較例４のサンプルをキヤノン社
製NP−120の改造機（主として感光体をCdSからOPCに変
えた）にて、23℃、65％RHの環境下で初期の画出しを行
なった。100枚連続して画出しを行なったところ実施例
１のサンプルは平均の画像濃度が1.45（マクベス反射濃
度計による）であったのに対して、比較例４のサンプル
は1.03であった。また比較例４のサンプルは地カブリが
ひどかった。

（II）これら２つのサンプルの耐久性を見るための促進
テストを行なった。方法としては現像器中にトナーをそ
れぞれ200gずつ入れ、現像スリーブの周速を300mm/sec
に上げて実際に現像はしない空回転テストで行なった。
比較例４のサンプルはスタート10分後から現像スリーブ
上に白スジを発生し、30分後にはスリーブへのコーティ
ングが薄くなってきた。現像器中を見るとブロッキング
したトナーがたくさんあった。これに対して実施例１の
トナーは３時間経過した後でも画像濃度は0.1程度しか
低下していなかった。

（III）初期画出のサンプルにより両者のベタ部のこす
り定着性を比較したところ、全く変わらなかった。この
時のNP120の定着器の線圧は25kg/cm²であった。

（IV）次に実施例２のサンプルと比較例７のサンプルを
同様にキヤノン社製PC−30改造機（実験用に一部を改造
してある）にて同様に初期の画出評価を行なったが比較
例７のサンプルはひどい画像であり画像濃度も0.3程度
がやっとであった。これに対し実施例２のサンプルは画
像濃度の平均は1.41であった。

（Ｖ）この実施例２のサンプルと比較例７のサンプルを
PC−30の現像器を用いてスリーブ周速115m/secにて（I
I）と同様の空回転テストを行なったが、比較例７では1
5分以内に全くコートしなくなりスリーブは芯材で汚染
されていた。これに対し実施例２のサンプルは、３時間
経過後もコーティングはほとんど悪化せず画像濃度もほ
とんど低下していなかった。

このように本発明によって製造されたマイクロカプセ
ルトナーは十分その性能を発揮しうるものである。

すなわち工程（ａ）の効果により次のような重複する
大きな効果がある。

（イ）製造時に装置本体へ融着しない。

（ロ）殻材粉末の分散が均一になる。

（ハ）芯材が合一しない。

（ニ）軟質芯を用いても見かけの芯材の強度や硬度がア
ップするので融着性、流動性が向上し、殻材の衝撃力に
よる打ち込みのラチチュードが広がり、芯材中に埋没す
るのを妨げる。

さらに工程（ｂ）により外壁を設けたマイクロカプセ
ルトナーは （ホ）耐久性、すなわちカプセルの破壊が無機質微粒子
の働きにより防げ、耐久性が向上する。

（ヘ）定着性は低下しない。

（ト）凝集した粒子がない。

（チ）製造が簡単である。

などの利点があり性能の良い安価なマイクロカプセル
トナーを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面中、第１図は工程（ａ）においてより軟質の芯
粒子（Ａ）に対し無機質微粒子（Ｃ）を固定化するため
の装置の一例を概略的に示した図であり、第２−１図は
工程（ａ）または工程（ｂ）において、芯粒子（Ａ）に
無機質微粒子（Ｃ）を、または、芯粒子（Ａ′）に粉末
状の殻材（Ｂ）を固定化するための装置の一例を概略的
に示した図であり、第２−２図は第２−１図の装置の部
分拡大図である。第３−１図も同様な固定化するための
装置の別の一例を概略的に示した図であり、第３−２図
及び第３−３図は第３−１図の装置の部分図であり、第
４−１図は同様に固定化するためのピンミル系の装置の
一例を概略的に示した図であり、第４−２図は第４−１
図の装置の部分図を示す。 １……ジャケット、２……撹拌翼 ３……モータ、４……フタ ５……ベース、６……制御板 ７……シリンダ、８……フタのロック ９……シリンダ 10……方向コントロールユニット 11……排出口、12……回転軸 13……ロータ、14……分散羽根 15……回転片（ブレード）、16……仕切円板 17……ケーシング、18……ライナー 19……衝撃部、20……入口室 21……出口室、22……リターン路 23……製品取出弁、24……原料投入弁 25……ブロワー、26……ジャケット 27……回転軸、28……ケーシング 29……ライナー、30……送風羽根 31……ロータ（ブレード付）、32……出口 33……原料投入口、34……リターン路 35……製品取出し口、36……入口 37……ジャケット、38……ケーシング 39……固定ピン、40……入口 41……原料投入口、42……循環ブロワー 43……リターン路、44……製品抜取口 45……出口、46……ロータ 47……回転軸、48……ジャケット

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−63035（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−62666（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−253176（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−88277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−3647（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−25663（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−11955（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも軟質固体状物質と着色剤を含有
   する芯粒子（Ａ）に対し、疎水化処理された無機質微粒
   子（Ｃ）を均一に分散混合して芯粒子（Ａ）の表面近傍
   に無機質微粒子（Ｃ）を付着させ、固定する工程（ａ）
   と、 工程（ａ）で得られた、芯粒子（Ａ）の表面近傍に無機
   質微粒子（Ｃ）を固定させた芯粒子（Ａ′）に対し、粉
   末状の殻材（Ｂ）を均一に分散混合して芯粒子（Ａ′）
   の表面近傍に付着せしめた後に、この芯粒子（Ａ′）の
   表面近傍に粉末状の殻材（Ｂ）が付着した粒子に衝撃力
   を与えて、粉末状の殻材（Ｂ）を表面に固定させること
   により芯粒子（Ａ′）を被覆する工程（ｂ）を有し、 工程（ａ）と工程（ｂ）を順次設けることを特徴とする
   マイクロカプセルトナーの製造方法。
2. 【請求項２】工程（ａ）において無機質微粒子（Ｃ）を
   芯粒子（Ａ）の表面近傍に固定させる際に、無機質微粒
   子（Ｃ）を芯粒子（Ａ）に均一に分散混合し、芯粒子
   （Ａ）の表面近傍に無機質微粒子（Ｃ）を付着させた後
   に、該粒子に衝撃力を与えて、無機質微粒子（Ｃ）を芯
   粒子（Ａ）の表面近傍に固定させることを特徴とする請
   求項１に記載のマイクロカプセルトナーの製造方法。
3. 【請求項３】工程（ａ）において、芯粒子（Ａ）に対し
   無機質微粒子（Ｃ）を均一に分散混合して表面近傍に付
   着せしめる処理 および、工程（ｂ）において芯粒子（Ａ′）に対し、粉
   末状の殻材（Ｂ）を均一に分散混合して表面近傍に付着
   せしめる処理とが 乾式混合によってなされることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のマイクロカプセルトナーの製造方法。
4. 【請求項４】無機質微粒子（Ｃ）が非磁性粒子であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマイ
   クロカプセルトナーの製造方法。
5. 【請求項５】工程（ｂ）における衝撃力は、多数の回転
   片の0.5〜5mmの最短間隙を有する衝撃部又は回転片と固
   定片間の0.5〜5mmの最短間隙を有する衝撃部に、芯粒子
   （Ａ′）の表面近傍に粉末状の殻材（Ｂ）が付着した粒
   子を通過させることによって付与することを特徴とする
   請求項１に記載のマイクロカプセルトナーの製造方法。