JP5338790B2 - バイオプラスチックを用いた電子写真用トナー - Google Patents
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Description
本発明者らは、上記課題を解決すべく研究を行なった結果、結着樹脂として、特定の分子量のポリ乳酸を使用するトナーにおいて、コンポジットミキサーのような強力なせん断力のある外添機を用いて多量の外添剤をトナーに埋め込むように外添し、これにより、耐久試験の際に外添剤が脱離することがなくなり、トナーの保存性および耐久性を改善するに至った。
f(%)=√3/2π×[(D・ρτ)/(d・ρs)]×C×100
D:トナー個数平均粒径
d:無機微粒子の平均粒径
ρτ:トナーの真比重
ρs:無機微粒子の真比重
C:無機微粒子/未処理トナーの重量比。
結着樹脂として、分子量を低減したポリ乳酸(分子量35,000、軟化点145℃)90質量部、着色剤としてカーボンブラック(CABOT社MOGUL L)4質量部、離型剤として、カルナウバワックス1号粉末(日本ワックス(株)社製)6質量部を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社(株)製、標準羽装着)に投入し混合した。
実施例2〜4は、外添剤「TG−810G」の添加量を増大させて外添を行った以外は、実施例1と同様にトナーを作製した。実施例5は、外添剤「RY50」および「TG−810G」の添加量を増大させて外添を行った以外は、実施例1と同様にトナーを作製した。実施例2〜5は、外添剤の添加量を増大させることにより、実施例1と比べて、外添剤の被覆率を最大400%近くまで増大させた。
実施例6〜10は、外添剤として、「RY50」および「RY200」(疎水性シリカ:12nm(日本アエロジル(株)製))の組み合わせを使用し、外添剤の添加量を増大させて外添を行った以外は、実施例1と同様にトナーを作製した。実施例6〜10は、外添剤の添加量を変えることにより、外添剤の被覆率を約150%〜約330%まで変動させた。
実施例11は、外添剤として更に、「TG−C190」(疎水性シリカ:115nm(キャボット社製))を添加して、実施例6〜10と同様にトナーを作製した。実施例11の外添剤の被覆率は163.9%であった。
比較例1〜2は、外添剤「RY200」の添加量を減少させて外添を行った以外は、実施例6と同様にトナーを作製した。比較例1〜2では、外添剤の添加量を減少させて、外添剤の被覆率を150%未満に低下させた。
比較例3〜5は、外添機を20Lのヘンシェルミキサー(三井鉱産(株)製、攪拌強化羽装着)に変更して外添を行った以外は、それぞれ、実施例1〜3と同じ外添剤を同じ配合量で用いてトナーを作製した。ここで使用したヘンシェルミキサーは、トナー粒子及び外添剤に強いせん断力を与えることができない。
比較例6〜8は、外添剤「RY50」および「TG−810G」の添加量を増大させて外添を行った以外は、実施例1と同様にトナーを作製した。比較例6〜8では、外添剤の添加量を増大させて、外添剤の被覆率を410%以上に増加させた。
f(%)=√3/2π×[(D・ρτ)/(d・ρs)]×C×100
D:トナー個数平均粒径
d:無機微粒子の平均粒径
ρτ:トナーの真比重
ρs:無機微粒子の真比重
C:無機微粒子/未処理トナーの重量比。
外添について、外添中に問題なく外添できた場合は○、外添機のフタ部などからトナーが噴出した場合は×とした。
かさ比重は、(株)安田精機製作所のかさ比重測定機を用いて、測定を行った。30ml受器に2分間、刷毛でトナーを落とし、すりきり後重量を測定し、かさ比重を算出した。
保存性試験は、50ccのビーカーにトナーを15g入れ、恒温恒湿槽で50℃90%で5時間放置した後、バネ秤で針金が15mm進入した時の値を読み取り、変化ない場合は◎、0.01〜0.03Nの場合は○、0.03N〜0.05Nの場合は△、それ以上の場合は×とした。
耐久試験は、カシオ計算機(株)製N3500プリンタに得られたトナーを搭載し、20000枚まで5%印字を行い、トナー耐久性を確認した。20000枚までスジ等がでなく良好な場合は◎、1本から5本のスジが発生した場合は○、5本〜10本のスジが発生した場合は△、それ以上の多量のスジが発生した場合は×とした。
実施例1は、上述のとおり、外添機としてコンポジットミキサーCP−15(日本コークス(株)製)を使用して、混合羽根と邪魔板との間のわずかな隙間に強力なせん断力を発生させることにより、トナー表面に外添剤を安定して埋め込むことができた。これにより、実施例1は、かかるせん断力を発生させない外添機を使用した比較例3(実施例1と同じ外添剤を同じ配合量で使用した例)と比較して、かさ比重が0.30g/ml以下と低くなり、保存性、耐久性ともに良好な結果が得られた。
一方で比較例3ではヘンシェルミキサーで外添しているため、シリカの埋め込みが少なくシリカによる流動性向上効果があり、かさ比重が高い結果となった。
2・・・攪拌槽
3・・・混合羽根
3a・・・突起部
4・・・蓋
5・・・筒体
6・・・邪魔板
7・・・軸部
Claims (3)
- 所定分子量のポリ乳酸樹脂を加水分解処理して5,000〜50,000の数平均分子量に調整したバイオプラスチックを含有する結着樹脂、および着色剤を含む混合物を混錬、粉砕して、着色微粒子を得る工程と、
得られた着色微粒子に対し、コンポジットミキサーCP−15(商品名、日本コークス(株)製)を用い混合羽根の回転速度を2850回転/分で10分間攪拌、混合し、そのせん断力により、一次粒子径の異なる2種類以上の疎水性シリカを、被覆率150〜400%およびトナーのかさ比重0.30g/ml以下となるように外添する工程と
を含むことを特徴とする電子写真用トナーの製造方法。 - 前記2種類以上の疎水性シリカが、前記せん断力によりトナー粒子表面に埋め込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。
- 前記コンポジットミキサーCP−15(商品名、日本コークス(株)製)が、外添処理前のトナー粒子と外添剤を含む原料混合物を収容する攪拌槽と、攪拌槽内の原料混合物を攪拌、混合する前記混合羽根と、該混合羽根の上方に配置された邪魔板とを備え、前記混合羽根と前記邪魔板は、攪拌時に、前記混合羽根と前記邪魔板との間を通過する気流によりせん断力を発生するような間隔で配置されている、
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。
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