JP3953084B2 - 静電荷像現像用トナーの製造方法および静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Description
、および、樹脂及び着色剤を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、ヘッドスペース法により測定される揮発成分量が380ppm以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナーに存する。
また、樹脂の製造は公知の溶液重合、懸濁重合、塊状重合、乳化重合等により行えばよく、必要に応じ低分子量体と高分子量体の重合方法は違えてもよい。更に、トナー臭気面より樹脂中の残存モノマー及び残存溶剤量等の軽沸物成分の総量は2,000ppm以下、好ましくは1,000ppm以下がよい。
[フロー軟化温度(Tm)]フローテスター((株)島津製作所社製CFT−500)において、試料1gをノズル1mm×10mmのダイ、荷重30kg、予熱時間50℃で5分、昇温速度3℃/分の条件下で測定を行い、フロー開始から終了までの距離の中間点の温度を軟化温度とする。
トナー内添剤として、少なくとも樹脂、着色剤を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコーン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等がある。次に、混練工程では、バッチ式(例えば、加圧ニーダー、バンバリィミキサー等)または連続式の練り機を用いるが、連続生産できる等の優位性から近年は1軸または2軸押出機が主流であり、例えば、神戸製鋼所社製KTK型2軸押出機、東芝機械社製TEM型2軸押出機、ケイ・シー・ケイ社製2軸押出機、池貝鉄工社製PCM型2軸押出機、栗山製作所社製2軸押出機、ブス社製コ・ニーダー等がよい。
粉砕後、慣性分級方式のエルボジェット、遠心力分級方式のミクロプレックス、DSセパレーター等でトナーを分級し、平均粒子径3〜15μmのトナーを得る。分級工程で発生したトナー粗粉は粉砕工程に戻し、また発生した微粉はトナー原料の配合工程に戻して再利用してもよい。
ので外添機の容器部周囲を水で冷却するなどの手段で温度調整をする方が好ましく、更には外添機容器内部の材料温度は樹脂のガラス転移温度より約10℃低めの管理温度以下が好適である。
本発明のトナー製造方法では、連続式押出機の途中に液体、特に不活性で連続式押出機中において揮発性を示す液体を供給することに特徴があり、該液体としては混練時に熱的安定性があるものであればよく、例えば工業用水、蒸留水などの水がよい。液体を添加する押出機の位置は混練物が溶融状態にある溶融層部がよく、例えば第一のニーディング部において混練物が固体状態から溶融状態に変化する場合には、第一ニーディング部より後に液体を供給すればよい。溶融状態より前の位置である固体状態に液体を供給した場合には、徐々に混練物の温度が上がり液体が気化し、混練物中に気泡ができ、樹脂への着色剤、帯電制御剤等の分散が向上せず好ましくない。液体の供給量は混練物の押出量100重量部に対して0.01〜5重量部程度がよく、更には0.03〜4重量部が好適である。液体の供給量が少ない場合には所望する効果が得にくく、また多い場合には混練物の分散が適度になりにくく好ましくない。液体の供給はプランジャーポンプ、ギヤポンプなどの市販の供給装置を使用して、水滴状にして添加・供給するのがよい。
部を設けたり、スクリュ形状・構成を変えて、混練物が十分に溶融する高温状態にすることで着色剤等との濡れ性を向上することができる。尚、混練条件は使用する材料と所望するトナー性能によりスクリュ構成、スクリュ回転数、押出量、バレル温度、ベント数などを調整・制御することで適時選択することができる。
・スチレン/n−ブチルアクリレートの共重合樹脂 100部
(Tm=130℃、Tg=60℃)
・着色剤 カーボンブラックMA−100S(三菱化成(株)) 6部
・帯電制御剤 ボントロンP−51(オリエント化学工業(株)) 2部
・低分子量ポリプロピレン(蒸気圧浸透圧法の数平均分子量=7,500)
2部
・低分子量ポリエチレン PE130(ヘキスト(株)) 1部
の主原料を配合し、ナウターミキサーで混合し、連続式押出機((株)池貝製PCM−30、L/D=41)で混練し、冷却し、粗粉砕後にジェットミル粉砕、風力分級して平均粒径9μmの黒色トナーを得た。この黒色トナー100重量部に対してシリカ粉末(日本アエロジル(株)R972)0.35部とマグネタイト微粉末(戸田工業(株)EPT−1000)0.2部をヘンシェルミキサーにて外添処理し、外添トナーを得た。このトナー4部とメチルシリコーン含有樹脂で表面をコートされたCu−Zu−フェライトキャリア(平均粒径=100μm)96部をV型混合機で攪拌、混合し現像剤を作製した。
1.試料の採取
ヘッドスペース用バイアルに1gの試料を採取する。試料は0.01gまで秤量する(単位重量当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。
130℃の恒温槽に試料を立てた状態で入れ、30分間加温する。
3.クロマトグラフィ分離状態の設定
重量比で15%になるようにシリコンオイルSE−30でコーティングした担体(chromosorf w:AWCS)を内径3mm,長さ3m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60℃にし、10℃/分で200℃まで昇温させながら測定する。200℃到達後5分間保持する。
サンプ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.基準試料の導入
1000ppmに調整したスチレンのヘキサン溶液を基準試料とし、2μlを注入する。
1000ppmのスチレン溶液を2μl注入するとスチレンが2μg注入されたことになり、常温常圧で容積換算すると0.43μlになる。従って、次式により揮発成分量を算出できる。
[表2]
ガスクロマトグラフ 島津製GC−9APF
加熱炉 島津製GC−4BPTF
サンプルビン 島津製バイアル(内容量 20ml)
セプタム 同上バイアル用セプタム(耐熱温度 150℃)
ガスタイトシリンジ DYNATECH PRECISION
SAMPLING Corp.製
ガスタイトシリンジ(内容積 2ml)
<実施例1>
○混練条件
連続式押出機(株)池貝製PCM−30の概略図を図2〜4に示し、混練条件は次の通りとした。
[表3]
・L(長さ)/D(内径)=41
・スクリュ軸数:2軸(同方向回転)
・スクリュ条数:2条
・混練物押出量:15kg/Hr(材料供給口4よりスクリュフィーダーを使用し自然落下で供給した)
・ベント真空吸引:ベント口7を真空ポンプで吸引した。(ベント口5と6は開放状態とした)
・液体供給:水をプランジャーポンプ13を介して液体供給口8より混練物押出量100部に対して4部で供給した。
ヘッドスペース法測定値:樹脂が900ppmに対してトナーが380ppmであり、実写時のトナー臭気も少なかった。
トナー分散性:混練物のカーボン分散を光学顕微鏡で観察したが、凝集物がなく分散性
が良好であった。
<実施例2>
○混練条件
実施例1のベント真空吸引のみ次の通り変更した。
・ベント真空吸引:ベント口6と7を真空ポンプで吸引した。(ベント口5は開放状態とした)
○結 果
ヘッドスペース法測定値:トナーが310ppmであり、実写時のトナー臭気も少なかった。
実写テスト:初期から最後まで画像濃度が1.35以上で、カブリが1.0以下で安定して良好であり、30,000枚後の現像槽底部のトナー飛散量も5mgと少なく良好であった。
<比較例1>
○混練条件
液体供給をなしとした以外は実施例1に同様とした。
ヘッドスペース法測定値:トナーが570ppmであり、やや実写時のトナー臭気があった。
トナー分散性:実施例1と同様にカーボンブラックを観察したが、凝集物が点在して多く見られた。
2 駆動部
3 スクリュ本体
4 材料供給口
5 ベント口
6 ベント口
7 ベント口
8 液体供給口
9 混練物出口
10 フィーダー駆動部
11 材料貯蔵部
12 スクリュフィーダー
13 液体供給装置
14 液体貯蔵部
15 真空ポンプ
20 バレルC0
21 バレルC1
22 バレルC2
23 バレルC3
24 バレルC4
25 バレルC5
26 バレルC6
27 バレルC7
28 バレルC8
29 バレルC9
30 バレルC10
31 バレルC11
32 バレルダイ
41 ニーディング部スクリュ
42 ニーディング部スクリュ
43 送り部スクリュ
44 送り部スクリュ
45 送り部スクリュ
Claims (4)
- 樹脂及び着色剤を配合、混合した後、混練、粉砕、分級する静電荷像現像用トナーの製造方法において、前記樹脂のフロー軟化温度(Tm)が80〜150℃であり、かつ、混練工程で用いる装置が2軸の連続式押出機であり、該装置は送り部並びに第一及び第二のニーディング部とから構成されるスクリュを具備し、第一のニーディング部より後に液体を供給して混練することにより、得られるトナーのヘッドスペース法により測定される揮発成分量を380ppm以下とすることを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 供給した液体を更に蒸気として混練物より除去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製造方法。
- 液体が水であることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 樹脂及び着色剤を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、ヘッドスペース法により測定される揮発成分量が380ppm以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
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JP2006034740A JP3953084B2 (ja) | 2006-02-13 | 2006-02-13 | 静電荷像現像用トナーの製造方法および静電荷像現像用トナー |
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