JPH0526531B2

JPH0526531B2 -

Info

Publication number: JPH0526531B2
Application number: JP59183422A
Authority: JP
Inventors: Masanori Fujii; Moriaki Myamoto; Shigeo Yabe
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1984-08-31
Filing date: 1984-08-31
Publication date: 1993-04-16
Also published as: JPS6161627A

Description

【発明の詳細な説明】

（技術分野）本発明は、トナーの球形化法、特に、トナー組
成物の粗粉砕物が微粉砕されると同時にトナー表
面が球形化され、それにより、トナーの流動性お
よび耐ブロツキング性が著しく向上しうるトナー
の球形化法に関する。（従来技術）電子写真用のトナーは、例えば、次のようにし
て製造される。まず、結着樹脂、着色剤あるいは
磁性体およびその他助剤を加熱ロール、ミキサー
あるいはニーダーなどの混練装置により溶融・分
散し、その後、混練組成物を放冷する。次いで、
これをハンマーミル、カツテイングミルあるいは
クラツシヤーなどで粗粉砕した後、ジエツトミル
などで微粉砕し、必要により分級する。上記ジエ
ツトミルによる微粉砕は、粗粉砕物を高圧ジエツ
ト気流中に投入し、これを気流と共に衝突板に激
突させて微粉砕するという機械的な粉砕法であ
る。したがつて、トナーの破断面は必然的に不定
形となり突起が多数発生したものとなる。特に、
マグネタイトなどの堅い磁性体が約50重量％もの
高い割合で含まれる磁性トナーの場合は顕著であ
る。それゆえ、トナーの流動性は極めて乏しくな
る。これらのトナーを用いて、例えば、現像スリ
ーブ上に単独もしくはキヤリヤーと混合して磁気
ブラシを形成した場合、スリーブ表面上に塊を生
じ、また、スリーブ表面にトナー粒子の付着むら
が生じる。これが原因で複写画像のかすれ、また
は白すじを生じる。これが原因で複写画像のかす
れ、または白すじを生ずる。このようなトナーの
流動性を改善するために、シリカ粉末がトナーの
潤滑材として配合される。ところが、トナー周囲
に付着したシリカ粉末は感光体に移行し、その結
果、複写画像にかぶりなどが生ずる。さらに、こ
れらのトナーは、その突起により感光体表面を傷
つける恐れもある。したがつて、通常、微粉砕後
に熱風によるトナーの球形化処理が行われてい
る。しかしながら、熱風による球形化処理はトナ
ーの樹脂表面が溶融する温度で行われる。そのた
め、樹脂表面が溶融されトナーの粒子径や磁気力
を不均一にする。さらに、熱風による球形化処理
には大型の装置がいるうえに、多大な熱エネルギ
ーを要するため、トナーの生産コストが高くな
る。（発明の目的）本発明の目的は、熱風処理および衝突摩耗方式
を採らずに、微粉砕と同時に表面を球形化するこ
とにより流動性と耐ブロツキング性に優れたトナ
ーの球形化法を提供することにある。本発明の他
の目的は、要するエネルギーの消費量が少なく、
低コストでなされるトナーの球形化法を提供する
ことにある。本発明のさらに他の目的は、容易か
つ連続的にトナーを球形化しうる方法を提供する
ことにある。（発明の構成）本発明は、流動性と耐ブロツキング性とに優れ
たトナーを調製するに当り、超高速の空気過流中
で瞬間的に微粉砕し、同時に、微粉砕時の温度を
適度に制御することによりトナーの結着樹脂表面
を軟化させ、球形化させるという新規な思想に基
づいて完成された。それゆえ、本発明のトナー球
形化法は、(1)結着樹脂および着色剤を主成分とす
るトナー組成物の粗粉砕物を、温度を制御された
流入空気と共に連続的に微粉砕領域内投入する工
程と、(2)該微粉砕領域内の空気の過流および空気
の圧力振動により該粗粉砕物を微粉砕する工程、
(3)該粗粉砕物を微粉砕する間に、微粉砕領域内の
雰囲気温度を該粗粉砕物の結着樹脂のガラス転移
温度付近に調節することにより、得られる微粉砕
物の少なくともその表面を軟化し球形化させる工
程、および(4)球形化された該微粉砕物をトナーと
して空気と共に該微粉砕領域から系外へ排出させ
る工程、を包含し、そのことにより上記目的が達
成される。（実施例）以下に本発明を実施例について述べる。本発明のトナー球形化法に用いられるトナー
は、結着樹脂および着色剤を主成分とする。結着
樹脂としては、通常この分野で使用される樹脂が
全て適用できる。例えば、スチレン・アクリル系
樹脂、ポリエステル系樹脂などである。着色剤と
しては、カーボンブラツクなどの黒色顔料の他、
有色顔料も使用しうる。さらに、磁性体を顔料と
して使用でき、例えば、マグネタイト、ガンマヘ
マタイト、ニツケルフエライトなどが用いられ
る。トナーには、さらに、上記必須成分以外に
種々の助剤が必要に応じて配合される。例えば、
ニグロシンベースなどの電荷制御剤、シリコンオ
イル、低分子量ポリプロピレンあるいは、各種ワ
ツクスなどの離型剤である。上記各成分を所定の割合で混合し、これを例え
ば、三本熱ロールミルあるいは二軸押出機などで
溶融混練する。得られた混練物は常温にて冷却さ
れる。これらは、次いで、カツテイングミルある
いはハンマーミルなどで平均粒径が約３mm以下の
粒子に粗粉砕される。この粗粉砕されたトナー組
成物は、例えば、第１図に示す球形化装置１によ
り本発明方法に従つて微粉砕されると同時に球形
化され、所望のトナーが得られる。球形化装置１は、円筒状のケーシング１１と、
このケーシング１１内にケーシング軸と同軸に配
置されたローター１２とを備えている。ケーシン
グ１１内周面のライナー１１０にはローター軸１
２０方向に複数の溝が設けられている。ローター
１２には耐摩耗性の金属材料などでなる複数のブ
レード１２１が設けられている。ライナー１１０
とローターブレード１２１との間には適度の広さ
（例えば数mmの間隙）の空間が存在し微粉砕領域
１３を形成している。ローターブレード１２１の
高速回転により上記微粉砕領域１３内に超高速の
空気過流とそれによつて生ずる高周波の圧力振動
とが発生する。この空気過流と圧力振動の発生は
上記ライナー１１０の溝により効果的に増強され
る。ケーシング１１の上流側には、トナー組成物の
粗粉砕物２および流入空気３の投入口１１１が設
けられている。投入口１１１は系外の、例えば、
粉体フイーダーおよび冷却ブロワーあるいは加熱
ヒーターなどに接続されている。この投入口１１
１の下部には渦巻室１１２が設けられている。こ
の渦巻室１１２近傍のローターブレード１２１に
は、投入粗粉砕物２および／もしくは流入空気３
を微粉砕領域１３内に均等に分配するためのデイ
ストリビユーター１２２が適宜設けられる。ケーシング１１の下流側には排出口１１３が設
けられ、系外の、例えば、サイクロン集塵機ある
いはバグフイルターなどに接続されている。この
ような装置１としては、例えば、ターボ工業社製
のターボミルが採用されうる。上記球形化装置１に投入されたトナー組成物の
粗粉砕物２は次のようにして連続的に微粉砕さ
れ、同時に球形化される。平均粒径が約３mm以下
の粗粉砕物２を流入空気３と共に連続的に投入口
１１１から適当な速度で投入する。流入空気３の
温度は、微粉砕領域１３内の雰囲気温度が粗粉砕
されたトナー組成物２の結着樹脂のガラス転移温
度付近になるようあらかじめ設定される。この流
入空気３の温度Ｔは、次式(1)に従つて制御され
る：Ｔ＝（Tg−ΔT）±５ …(1) ここで、Ｔは流入空気温度（℃）、Tgはトナー
結着樹脂のガラス転移温度（℃）、そしてΔTは
上昇温度（℃）で約45℃〜55℃の範囲である。投入された粗粉砕物２および流入空気３は渦巻
室１１２で旋回流動を与えられ、そしてデイスト
リビユーター１２２により加速されて微粉砕領域
１３内へ均等に分配されてゆく。この微粉砕領域
１３内の粗粉砕物２は空気の超高速過流および圧
力振動によつて瞬間的に微粉砕される。微粉砕領
域１３内には常時投入口１１１より温度の制御さ
れた流入空気３が供給されているため、微粉砕時
の摩擦熱の発生にもかわらず急激な温度上昇が抑
制されトナー結着樹脂のガラス転移温度付近に維
持される。結着樹脂のガラス転移温度が高い場合
には、必要に応じて、流入空気３は図外のヒータ
ーなどで加温されて微粉砕領域１３内に投入され
る。結着樹脂は、このようにして、ガラス転移温
度付近に維持されるため、微粉砕されたトナーの
破断面に生じた突起は軟化し除去され、適度に球
形化された微粉砕トナー２０が得られる。上記ロ
ーター１２の回転数は球形化された微粉砕トナー
２０の平均粒径が5μm〜15μmになるようあらか
じめ、例えば、5000〜1000rpmに設定される。球
形化された微粉砕トナー２０は空気３０と共に排
出口１１３から系外に排出される。このときの排
出口１１３付近の温度は約40℃〜約50℃以下であ
る。次いで、球形化された微粉砕トナー２０は系
外の、例えば、サイクロン集塵機によつて適宜空
気３０と分離され、捕集される。着色剤として磁
性体が使われた場合、得られた球形化微粉砕磁性
トナー２０の表面には磁性体が結着樹脂に対し偏
在することなく均一に分散しうる。本実施例の具体例を以下に述べる。まず、スチレン・アクリル樹脂（ガラス転移温
度Tg；66℃）50重量部、マグネタイト（粒径
0.3μm〜0.9μm；嵩比量0.46ｇ／ml）50重量部、
低分子量ポリプロピレン２重量部およびステアリ
ン酸カルシウム0.5重量部をヘンシエルミキサー
で前混合した。これをさらに二軸押出機で150℃
にて溶融混練し、そして放冷した。この混練品を
カツテイングミルで平均粒径が約３mm以下になる
ように粗粉砕した。この粗粉砕物２を以下に示す
５通りの微粉砕条件にて微粉砕を行つた。比較例１室温30℃および湿度70％の環境下において上記
粗粉砕物２を１時間に45Kgの割合で室温空気と共
に上記装置１の微粉砕領域１３内へ投入した。ロ
ーター１２の回転数は7000rpmに設定した。微粉
砕領域１３内の雰囲気温度は80℃にも上昇したた
め、微粉砕領域１３内ではトナーの固着が甚だし
く装置１を継続して運転することが不可能になつ
た。上記比較例１により装置１の微粉砕領域１３内
の雰囲気温度の上昇が約50℃であることから判明
した。実施例１流入空気３の温度を15℃に冷却すること以外は
すべて比較例１と同様の微粉砕条件で微粉砕を行
つた。微粉砕領域１３内の雰囲気温度は65℃であ
つた。得られた微粉砕トナーを平均粒径が12μm
かつ粒度分布が一定になるように分級した。この
分級された微粉砕トナーの球形化をパウダーテス
ター（細川ミクロン社製）にて測定した。ゆるみ
見掛け比重（嵩比重）は0.60、そして固め見掛け
比重（タツプ比重）は0.81であり、球形化度は
25.9％であつた。この微粉砕トナー粒子の球形化
は顕微鏡観察により確認された。次いで、得られ
た微粉砕トナーの30ｇを第２図に示す落下試験機
４に投入し、ローレツト加工が施された金属性ロ
ーラー４１を５分間回転させ、そのときのトナー
落下量を調べた。トナーの落下量は6.9ｇ／５分
であり、極めて良好な流動性を有することが確認
された。耐ブロツキング性も良好であつた。この
結果を下表に示す。表中の球形化度は次式(2)によ
り求められる。表示数値が小さいほど球形化度の
高いことを示す。球形化度（％）＝固め見掛け比重−ゆるみ見掛け比重
／固め見掛け比重×100…(2) 実施例２室温が５℃で、流入空気３の温度をヒーターで
15℃に加温すること以外はすべて実施例１と同様
の条件で微粉砕を行つた。微粉砕領域１３内の雰
囲気温度は実施例１と同じく65℃であつた。以
下、トナーの球形化度、流動性および耐ブロツキ
ング性においても実施例１と同様の結果が得られ
た。その結果を下表に示す。比較例２室温が５℃で、流入空気３を室温空気とするこ
と以外はすべて実施例１と同様の条件で微粉砕を
行つた。微粉砕領域１３内の雰囲気温度は50℃に
上昇した。得られた微粉砕トナーを実施例１と同
様にして分級し、球形化を調べた。ゆるみ見掛け
比重は0.56そして固め見掛け比重は0.79であり、
球形化度は29.1％であつた。いずれも実施例１お
よび実施例２の値よりも劣つていた。このトナー
粒子には球形状をなさないトナー粒子が混在して
いることが顕微鏡観察から認められた。さらに実
施例１と同様にして、トナーの落下量を調べた。
その値は6.6ｇ／５分であり、実施例１および実
施例２と較べ流動性に劣つていた。トナーのブロ
ツキングもわずかに見られた。その結果を下表に
示す。比較例３実施例１に用いた粗粉砕物２を従来のジエツト
ミル（式ジエツトミル；日本ニユーマチツク工
業社製）により微粉砕し、実施例１と同様に分級
して微粉砕トナーを得た。この微粉砕トナーの球
形化は、そのゆるみ見掛け比重が0.48そして固め
見掛け比重が0.70であつたことから、いずれも実
施例１、実施例２および比較例２の微粉砕トナー
よりも劣つていることがわかつた。この微粉砕ト
ナー粒子を顕微鏡観察したところ、球形化されて
いないトナー粒子の混在が認められた。さらに、
実施例１と同様にして、この微粉砕トナーの落下
量を調べたところ、その値は5.9ｇ／５分であり、
実施例１、実施例２および比較例２の微粉砕トナ
ーよりも流動性は劣つていることがわかつた。し
かも、トナーのブロツキングが認められた。その
結果を下表に示す。

【表】註：○は良、△は可、×は不可、−は不能の評価を表
す。
比較例１は微粉砕が途中で中断されたため、トナ
ーの球形化、流動性および耐ブロツキング性の
評価をなしえなかつた。
（発明の効果）本発明のトナー球形化法によれば、このよう
に、トナー組成物の粗粉砕物が適度に温度制御さ
れた空気の過流中で微粉砕されることにより、ト
ナー表面は球形化され、流動性に優れた電子写真
用トナーが連続的に調製されうる。しかも磁性体
が着色剤として含有される場合にも磁性体がこの
微粉砕トナー表面に均一分散されうる。その結
果、このトナーを用いて得られた複写画像は画像
むらなどがなく極めて鮮明である。トナーの耐ブ
ロツキング性も改善される。また、本発明によれ
ば、このように簡単な構成の装置を用い容易かつ
連続的に処理がなれるのでトナーは安価に供給さ
れ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の球形化法に用いられた装置の
一実施例を示す要部正面断面図、第２図は本発明
の球形化法により得られたトナーの流動性を調べ
る実験に用いられた装置の斜視図である。１…球形化装置、２…粗粉砕されたトナー組成
物、３…流入空気、４…落下量試験機、１１…ケ
ーシング、１２…ローター、１３…微粉砕領域、
２０…球形化された微粉砕トナー、３０…空気、
４１…ローラー、１１０…ライナー、１１１…投
入口、１１２…渦巻室、１１３…排出口、１２０
…ローター軸、１２１…ブレード、１２２…デイ
ストリビユーター。

Claims

【特許請求の範囲】１ (1) 結着樹脂および着色剤を主成分とするト
ナー組成物の粗粉砕物を、温度を制御された流
入空気と共に連続的に微粉砕領域内に投入する
工程、 (2) 該微粉砕領域内の空気の過流および空気の圧
力振動により該粗粉砕物を微粉砕する工程、 (3) 該粗粉砕物を微粉砕する間に、微粉砕領域内
の雰囲気温度を該粗粉砕物の結着樹脂のガラス
転移温度付近に調節することにより、得られる
微粉砕物の少なくともその表面を軟化し球形化
させる工程、および (4) 球形化された該微粉砕物をトナーとして空気
と共に該微粉砕領域から系外へ排出させる工
程、を包含するトナーの球形化法。２前記微粉砕領域内の雰囲気温度が流入空気の
温度および粗粉砕物の投入量で調節される特許請
求の範囲第１項に記載のトナーの球形化法。３前記流入空気の温度が次式にしたがつて制御
される特許請求の範囲第１項に記載のトナーの球
形化法：Ｔ＝（Tg−ΔT）±５ここで、Ｔは流入空気温度（℃）、Tgはトナー
結着樹脂のガラス転移温度（℃）、そしてΔTは
上昇温度（℃）で約45℃〜55℃の範囲である。