JPH06130724A - カラ−トナーおよびカラートナー用マスターバッチの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 着色剤の分散が良好なマスターバッチおよび
カラートナーの製造方法を提供する。また、作業環境を
悪化させることなく、コストの面で優れ、かつ、非水溶
性の着色剤に適用できるマスターバッチおよびカラート
ナーの製造方法を提供する。 【構成】 マスターバッチは、少なくとも、非水溶性着
色剤を水性媒体中で粉砕分散する工程、および、該水性
媒体を樹脂で置換する工程により製造する。また、カラ
ートナーは、上記のマスターバッチを、結着樹脂に添加
して溶融混練し、溶融混練物を粉砕し、分級することに
よって製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラ−トナーおよびカ
ラートナー用マスターバッチの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真法に用いられるカラートナ
ーは、結着樹脂と共に染料、顔料等の着色剤を溶融混練
し、得られた混練物を粉砕し、分級することによって製
造するのが一般的である。この場合、結着樹脂の一部と
着色剤とを予め溶融混練し、冷却した後、粉砕してマス
ターバッチを作製し、次いでこのマスターバッチを残余
の結着樹脂と共に、再び溶融混練し、冷却後粉砕してト
ナーを製造することが知られている。マスターバッチの
製造方法に関しては、例えば特開平３−７２３７１号公
報に、結着樹脂の有機溶剤溶液中で顔料を粉砕、分散
し、脱溶剤することによってマスターバッチを製造する
ことが提案されている。この方法によれば、顔料の分散
は良好なものとなるが、マスターバッチ製造時に有機溶
剤が多量に使用されるために、有機溶剤の回収、作業環
境等に問題が多い。このため、多量にマスターバッチを
製造する際にはコストがかかり過ぎて実用的ではない。
また、マスターバッチ製造後或いはトナー製造後におい
て、使用した有機溶剤が完全に除去されずに残存してし
まうという問題がある。このトナーに残存する有機溶剤
は、種々の問題を引き起こす。例えば、トナーを複写機
中に入れておくと、機内の定着器の熱によってトナー中
の残存有機溶剤が微量ではあるが蒸発し、その結果、感
光体を汚染したり、感光体へのトナーフィルミングを発
生して、トナーのクリーニング不良を引き起こす。ま
た、キャリアの表面にも同様な理由で汚染を引き起こ
し、帯電安定性が劣化する。また、トナーの定着時にお
いて、定着熱により残存有機溶剤が蒸発し、臭いを発し
て非常に不快感を与えるという問題もある。

【０００３】一方、フラッシング法では、製造した顔料
のウエットケーキを使用することが試みられている。こ
の方法では、顔料の一次粒子径が小さく、顔料分散性が
良好であるという利点があるが、ウエットケーキは顔料
と水との混合物である（含水率約６０重量％）ため、保
存安定性に問題があり、品質の安定制御が難しい。すな
わち、（１）長時間保存しておくと、顔料の結晶成長が
起こり、粒子径が経時的に変動してしまう、（２）高温
下では水カビが発生し易くなり、品質が不安定になる、
という問題がある。さらに、フラッシング法は、顔料の
製造時において水中で反応し、沈澱する有機顔料にしか
適用できない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上記のような問題点に鑑みてなされたものであ
る。本発明の目的は、着色剤の分散が良好なマスターバ
ッチおよびカラートナーの製造方法を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、作業環境を悪化させることな
く、コストの面で優れ、かつ非水溶性の着色剤に適用で
きるマスターバッチおよびカラートナーの製造方法を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のマスターバッチ
の製造方法は、少なくとも、非水溶性着色剤を水性媒体
中で粉砕分散する工程、および、該水性媒体を除去して
樹脂で置換する工程を有することを特徴とする。また、
本発明のカラートナーの製造方法は、少なくとも、非水
溶性着色剤を水性媒体中で粉砕分散する工程、該水性媒
体を除去して樹脂で置換する工程、結着樹脂を添加して
溶融混練する工程、溶融混練物を粉砕し、分級する工程
を有することを特徴とする。

【０００６】以下、本発明の詳細について説明する。本
発明のマスターバッチの製造方法において使用する非水
溶性着色剤としては、水に対して不溶性の着色剤であれ
ば、有機顔料、無機顔料を問わず、如何なるものでも使
用することができる。例えば、不溶性アゾ系顔料、フタ
ロシアニン系顔料、不溶性レーキ顔料、キナクリドン顔
料、無機系顔料、カーボンブラック、磁性粉等があげら
れる。これらの非水溶性着色剤は、水性媒質中に、着色
剤濃度２〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％の範
囲の量になるように添加し、粉砕分散させる。水性媒体
としては、水が使用されるが、メタノール、エタノール
等の水溶性有機溶剤を併用してもよい。

【０００７】水性媒体にはさらに特性付与剤を添加する
のが好ましい。特性付与剤としては、例えば、色材分散
助剤、帯電制御剤、紫外線吸収剤、耐オフセット性付与
剤等があげられる。色材分散助剤としては、アニオン
系、カチオン系、非イオン系及び両性界面活性物質、水
溶性アルコール等の水溶性有機物質を用いることができ
る。それらは０．０１〜２０重量％、より好ましくは
０．０５〜１０重量％の範囲で添加される。帯電制御剤
としては、公知のものが使用でき、例えば、セチルピリ
ジルクロライド等の第４級アンモニウム塩、テトラフエ
ニルボレート塩、ボントロンＥ−８４（オリエント化学
社製）等があげられる。それらは、０．０１〜１０重量
％、より好ましくは０．５〜５重量％の範囲で添加され
る。

【０００８】粉砕分散処理のためには、サンドミル、ボ
ールミル、アトライタ等の媒体攪拌ミルが使用される。
粉砕分散処理は、バッチ式および連続式のいずれの方式
によって行ってもよい。図１は、粉砕分散処理を行うた
めの循環バッチ粉砕方式の概念図である。ステーター１
は外周が冷却水によって冷却されるように構成されてお
り、その内部に羽根を設けたローター２がメカニカルシ
ール３によって液密に取り付けられている。ローター２
は、モーター４によって回転可能になっている。ステー
ター底部には、粉砕メディアを分離するための分離バル
ブ５を備えた取出し口６が設けられており、上部には顔
料分散液を導入するための導入口が設けられている。７
は顔料分散液を調製するための攪拌機であり、８は原料
ポンプであり、９は圧力計であり、１０は顔料分散液を
循環させるための流路である。攪拌機７で準備された顔
料分散液は、原料ポンプ８によってステーター１に供給
される。ステーター内部には粉砕メディアが入れられて
おり、顔料分散液は、モーター４を駆動してローター２
を回転させることによって粉砕処理される。取出し口６
から取出された顔料分散液は、流路１０によって攪拌機
７に戻され、再びステーターに送られる。顔料分散液
は、所定の粉砕処理が行われるまで循環させた後、取出
し口から取り出される。。

【０００９】粉砕分散処理後、分散液を濾過して、余分
な水を除去する。通常、濾過によって得られた濾過物の
水分量は、５〜７０重量％、より好ましくは１０〜６０
重量％の範囲になるように処理すればよい。

【００１０】次いで、水性媒体を樹脂で置換する。この
工程においては、まず、樹脂を加熱して溶融させ、その
溶融物に上記濾過により得られた濾過物を少量ずつ加え
て溶融混練する。それによって脱水が行われ水性媒体が
樹脂によって置換される。この工程において使用する樹
脂としては、従来トナーに使用されている結着樹脂が使
用される。具体的には、例えば、スチレン、メチルスチ
レン、クロロスチレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチ
ル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、ア
クリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イ
ソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ド
デシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル
酸ステアリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸グ
リシジル、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸、メタ
クリル酸、２−ビニルピリジン等のラジカル重合性単量
体のホモ重合体および共重合体、ポリエステル樹脂、ポ
リアミド樹脂、エポキシ樹脂等があげられる。これらの
樹脂は、ガラス転移温度Ｔｇ＝５０〜７０℃、溶融温度
Ｔｍ＝８０〜１５０℃のものが好ましい。

【００１１】これら樹脂を溶融して混練する装置として
は、加圧ニーダー、３本ロールミル、２本ロールミル、
バンバリーミキサー等のバッチ式加熱混練機が使用され
る。加熱混練は、溶融した状態の樹脂中に、上記のよう
にして得られた濾過物を少量ずつ添加して行なう。その
際、濾過物と樹脂との混合比は、１／９９〜３／２の範
囲が好ましい。上記の溶融混練処理によって、濾過物中
に含まれている水性媒質は除去され、樹脂中に非水溶性
着色剤が均一に分散したマスターバッチが得られる。

【００１２】カラートナーを製造する場合には、上記の
ようにして得られたマスターバッチを結着樹脂中に添加
し、溶融混練する。結着樹脂としては、マスターバッチ
の作製に関して上記例示したものが使用できるが、マス
ターバッチの樹脂と同一のものであっても、また異なる
ものであってもよい。マスターバッチの樹脂と結着樹脂
とが異なるものである場合は、両者の相溶性がよいもの
を選択するのが望ましい。溶融混練は、従来、トナーの
製造に使用されているもの、例えば、３本ロール、ニー
ダー、バンバリーミキサー、押出機等が使用できる。得
られた溶融混練物は、次いで粉砕し、分級して所望の粒
径のカラートナーを得る。

【００１３】

【実施例】

実施例１ 図２に示す粒度分布を有する黄色顔料の凝集物（平均粒
径１８μｍ）（Ｐａｌｉｏｔｏｌ Ｙｅｌｌｏｗ Ｄ１
１５５、ＢＡＳＦ社製）を使用し、図１に示す循環バッ
チ粉砕方式によって粉砕分散を行った。粉砕分散機とし
て、内容積１リットルのアペックスミル（ＡＭ−１、コ
トブキ技研工業（株）製）を用いた。（粉砕メディア：
直径２．０ｍｍのジルコニア、ローター回転数：１７０
０ｒｐｍ、供給圧力：１．０〜１．３ｋｇ／ｃｍ² ）２
時間粉砕処理した後、顔料分散液を濾過し、顔料固形分
約４０重量％の濾過物を得た。得られた顔料は平均粒径
０．４μｍの凝集体であり、その粒度分布は粒度測定器
（ＨＯＲＩＢＡ社製ＬＡ−７００）にて測定したとこ
ろ、図３に示す通りであった。樹脂としてビスフェノー
ルＡエチレンオキシド付加物／テレフタル酸からなるポ
リエステル樹脂（Ｔｇ＝６３℃、Ｔｍ＝１１５℃）を、
ニーダー温度約１２０℃に設定した加圧ニーダーを用い
て溶融させ、その中に上記の濾過物を混練しながら徐々
に添加した。濾過物の全量を添加した後、濾過物中の水
分が殆どなくなるまで混練して、顔料濃度１８重量％の
マスターバッチを作製した。

【００１４】上記のようにして得られたマスターバッチ
を使用してカラートナーを作製した。すなわち、結着樹
脂として上記したものと同じ樹脂を用い、その中にマス
ターバッチを添加して、バンバリーミキサーで溶融混練
し、顔料濃度５重量％のスラブを得た。次に、このスラ
ブをフィッツミルで粗粉砕した後、ジェットミルで、粒
径約８μｍになるように微粉砕した。さらにエルボージ
ェット分級機にて、体積９０％径／体積１０％径の割合
が、約１．３になるように分級して、カラートナーを得
た。

【００１５】実施例２ 実施例１における黄色顔料を青色顔料（Ｃｙａｎｉｎｅ
Ｂｌｕｅ ＫＲＯ、山陽色素社製）に代え、また、同
時にラウリン酸ナトリウムを水に対して０．５重量％添
加し、実施例１と同様に処理してカラートナーを作製し
た。

【００１６】実施例３ 実施例１における黄色顔料をマゼンタ顔料（Ｈｏｓｔａ
ｐｅｒｍ ＰｉｎｋＥＢ、ヘキスト社製）に代え、ま
た、同時に帯電制御剤（ボントロンＥ−８４、オリエン
ト化学社製）を水に対して１．０重量％添加し、実施例
１と同様に処理してカラートナーを作製した。

【００１７】比較例１ 実施例１と同様の顔料および樹脂を用いて溶融混練によ
ってマスターバッチを作製した。すなわち樹脂をニーダ
ー温度約１２０℃に設定した加圧ニーダーを用いて溶融
させ、その中に顔料を混練しながら徐々に添加した。濾
過物の全量を添加した後、混合物を充分に混練して顔料
濃度１８重量％のマスターバッチを得た。結着樹脂とし
て上記したものと同じ樹脂を用い、その中にマスターバ
ッチを添加して、バンバリーミキサーで溶融混練し、顔
料濃度５重量％のスラブを得た。次に、このスラブをフ
ィッツミルで粗粉砕した後、ジェットミルで、粒径約８
μｍになるように微粉砕した。さらにエルボージェット
分級機にて、体積９０％径／体積１０％径の割合が、約
１．３になるように分級して、カラートナーを得た。

【００１８】（評価結果）実施例１〜３および比較例１
のマスターバッチを少量とってガラスプレート上に載
せ、ガラスプレートをホットプレートに置いて約２００
℃で加熱して、サンプルを溶融させた。次に、この上か
らカバーガラスを押し付けて溶融物を挾み、薄層のサン
プルを得た。このサンプルを光学顕微鏡によって８０倍
の倍率で顔料の分散状態を観察した。実施例１〜３にお
いては、顔料が均一に分散していることが確認された。
また透明性も良好であった。これに対して、比較例１に
おいては、大きい凝集単位が著しく多くなっていること
が確認された。また透明性も劣っていた。

【００１９】実施例１〜３のカラートナーを用いて、複
写機（Ａ−Ｃｏｌｏｒマシン、富士ゼロックス社製）に
よって複写を行ったところ、中間色の再現性が良好であ
った。また、５万枚にわたって、良好な画質の画像が得
られた。一方、比較例１のカラートナーを用いて同様に
複写を行ったところ、中間色に濁りがあり、鮮明な画像
を得ることができなかった。また、３万枚後には、帯電
量が低下し、良好な画質の画像を得ることができなかっ
た。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、上記の構成を有するから、小
粒径の顔料が均一に分散されたマスターバッチを得るこ
とができる。また、このマスターバッチを用いて得られ
るカラートナーは、透明性が良好であり、カラー再現性
に優れている。さらに、本発明によれば、従来フラッシ
ング法で処理もしくはマスターバッチ化できなかった顔
料にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 粉砕分散処理を行うための循環バッチ粉砕方
式の概念図である。

【図２】 実施例１における黄色顔料の粉砕分散処理前
の粒度分布のグラフである。

【図３】 実施例１における黄色顔料の粉砕分散処理後
の粒度分布のグラフである。

【符号の説明】

１…ステーター、２…ローター、３…メカニカルシー
ル、４…モーター、５…分離バルブ、６…取出し口、７
…攪拌機、８…原料ポンプ、９…圧力計、１０…流路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、非水溶性着色剤を水性媒体
   中で粉砕分散する工程、および、該水性媒体を樹脂で置
   換する工程を有することを特徴とするマスターバッチの
   製造方法。
2. 【請求項２】 少なくとも、非水溶性着色剤を水性媒体
   中で粉砕分散する工程、該水性媒体を樹脂で置換する工
   程、結着樹脂を添加して溶融混練する工程、溶融混練物
   を粉砕し、分級する工程を有することを特徴とするカラ
   ートナーの製造方法。
3. 【請求項３】 非水溶性着色剤を水性媒体中で粉砕分散
   する工程において、特性付与剤を添加することを特徴と
   する請求項２記載のカラートナーの製造方法。