JPH0614193B2 - 微粒トナ−の球粒形の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、トナーの球粒形を形成する方法に関する。

従来の技術 トナーとは、電子写真法において帯電潜像を現像するた
めに使用する帯電性微粒状粉末のことである。トナー
は、大体において低融点を有する天然樹脂及び／又は合
成樹脂、樹脂中で溶解するか又は分散可能の着色剤及び
トナーの物理的特性、例えば帯電性、記録材料への付着
性、凝集性等に影響を及ぼす添加物の混合物から成る。
この場合、電子写真用記録要素の機械的消耗を少なく
し、トナーの物理的特性の劣化に対して抵抗性がありか
つ記録材料から迅速にして完全に受像材料に転写されう
る易流動性粉末が求められている。これらの要求は、ト
ナーが球粒形を有する場合に最良に満足されうることが
判明した。

従ってまた、トナーの製造に適用される公知方法（これ
については西独国特許出願公開第２８１５０９３号及び
同第３０２２３３３号明細書で十分に概説されてい
る。）は、すでに所望の粒度にもたらされたトナー粒子
が球形を得る方法工程も意図している。最も簡単な場合
には、その他の成分と混合した溶融樹脂を溶融物から直
接噴霧する。しかしこれは希薄溶融物質の場合しか行う
ことはできない。また、トナー材料を低沸点を有する溶
剤（大抵有機溶剤）中で溶かし、この溶液を１０〜５０
バールの圧力で噴霧し、次に同溶剤を熱作用によって除
去することも公知である。第１の場合と同様に殆ど理想
的な球形を有する所望の大きさのトナー粒子が直接得ら
れるが、この方法は極めてエネルギー経費が掛かり、溶
剤回収を必要とするので操作が困難である。

大抵の場合、混合後に冷却して予備破砕したトナー材料
を、細砕機、例えばボールミルで所望の粒度に粉砕し、
次にトナー粒子を熱処理すると、結合剤として用いられ
ている樹脂が溶融して、この際作用する表面張力によっ
てトナー粒子は球形をとることができる。この球形形成
は、トナー粒子と空気とからエーロゾルが形成され、こ
れが横流又は向流で熱気流中を通過される（西独国特許
出願公告第１９３７６５１号）か、又はトナー粒子が熱
風で流動化された物質層（Gutbett）を形成する（西独
国特許出願公開第２７２９０７０号）かによって起こ
る。この場合、使用される熱風が約５００℃の温度を有
する必要があり、その結果トナー粒子が互いに粘着して
分離できない凝集物となり、装置及び導管の壁に付着物
が形成されかつトナー成分に不所望の化学的変化が起る
のは極めて不利である。

発明が解決しようとする問題点 従って、本発明の課題は、微粒状トナーの球粒形を形成
する方法において、トナー粒子を固体状で、つまりその
融点以下で又は溶剤を使用することなく、かつ公知方法
と比べて著しく小さいエネルギー経費をもって流動層で
処理することができ、かつ同時にトナー粒子の粒度帯を
極めて微細な粒度まで厳密に限定する前記方法を開発す
ることである。

問題点を解決するための手段 前記課題は本発明により、物質層を対向ガスジェットに
よって流動化し、同時に個々のトナー粒子に相互的衝撃
及び摩擦応力を作用させ、前記応力を、ガスジェットの
操作圧、速度、方向及び温度の選択によって、各トナー
粒子の表面が永久的に変形され、次に該トナー粒子が遠
心力分離に暴露され、この分離によって衝撃及び摩擦応
力の作用の際に磨耗によって生じた微粉から変形トナー
粒子が分離されるように調整することによって成る方法
によって解決される。

つまり、トナー粒子を特定の運動エネルギーをもって相
互に衝突させると、同粒子はその成分の融点未満の温度
でも永久的に塑性変形されることが判明したのである。
トナー粒子は前記衝突時に遊離されるエネルギーによっ
てそれらの衝突位置で短時間可塑化され、それによって
変形が起るが、しかし相互の粘着も粉砕も起らない。こ
れはいわば鍛造過程であって、相互に衝突する２個のト
ナー粒子の一方はその都度他方の粒子に対してハンマー
となると考えられる。この過程は、対向的ガスジェット
によって流動化された物質層の中では１個のトナー粒子
に関して極めて頻繁に、しかもその表面に亘って統計的
に分布されて惹起するために、球粒形が得られるのであ
る。つまり各トナー粒子は最終的に球に極めて接近した
多面体の形を有する。

この変形されたトナー粒子は、次の遠心力分離によっ
て、前記過程で場合によっては形成される微粒子ならび
に先行の粉砕工程で生じた例えば５μｍ未満の微粉（完
成トナーの流動性に不利な影響を及ぼす）から分離され
る。

前記方法は普通室温でもすでに実施することができる
が、トナー粒子成分の融点を少し下回る温度に同粒子を
加熱する場合に有利に行うことができる。

最適結果は、トナー粒子の有効温度が少なくとも５Ｋだ
けその融点の下にある場合に得られる。このような手段
によってガスジェットによって投入されるエネルギーを
著しく減少させることができ、その結果トナー粒子を極
めて保護的に処理することができる。

また、相互的衝撃及び摩擦応力による変形と共に同時に
トナー粒子上に界面活性剤を施しうることも本発明方法
の利点であることが判った。この場合同活性剤はトナー
粒子の可塑化された部分に圧入され、トナー粒子の固化
後にはこの部分に固着し続ける。公知方法の場合には界
面活性剤はすでに球形を有するトナー粒子の熱溶融後に
トナー物質中に埋込まれるが、しかしこれは熱不感受性
の活性剤を用いることによってのみ可能である。また公
知法の場合界面活性剤は混合過程でトナー粒子表面上に
施され、付着力によってのみそこに保持されるのでこの
活性剤はトナーを後で用途により使用する際に再び容易
にこすり取られる可能性があり、その結果トナー品質を
劣化する。

本発明による方法を実施するための装置としては、自体
公知の流動層式カウンタージェットミル（FlieBbett−G
egenstrahlmhle）が提案される。このようなミルは例
えば雑誌“アウフベライツングスーテヒニック（Aufber
eitungs−Technik）”、１９８２、Nr.５、２３６〜２
４２頁に記載されている。該ミルは大体において、垂直
軸を有する円筒粉砕室から構成され、その下部には周囲
に一様に配置された、対向ガスジェット導入用ノズルが
開口しており、同粉砕室の上部には遠心力分離機が、同
分離機の遠心力作用方向とは逆に外部から内部へと分離
ガスによって通過される回転エアセパレーター（Korbsi
chter）の形で配置されている。この場合唯一の動作手
段は、ノズルによって導入されたガスであり、同ガスは
衝撃及び摩擦応力を生起させるのみならず、該物質を前
記分離機に輸送し、そこで分離空気として使用される。
対向ガスジェットの強さは、ノズルの数及び大きさ、ノ
ズル軸の方向及びノズルに供給されたガスの動作圧なら
びに温度によって簡単にかつ広い範囲で変化させること
ができ、その結果その都度処理すべき生成物に対する最
適調整を容易に行うことができる。すべての微粉がその
粒度までに分離されねばならない粒度は、前記エアセパ
レーターの回転数の選択によって特定される。この際前
記粒度は、回転数が大きくなればなる程それだけ小さく
なることが認められ、またその逆も妥当である。

このような流動層式カウンタージェットミルを用いるこ
とによって、方法工程、つまり球粒形の形成、界面活性
剤の施与及び微粉の分離を一作業で実施することができ
るので、極めて簡素に方法が操作される。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流動化物質層においてトナー粒子を処理す
   ることによって微粒トナーの球粒形を形成する方法にお
   いて、物質層を対向ガスジェットによって流動化し、同
   時に個々のトナー粒子に相互的衝撃及び摩擦応力を作用
   させ、前記応力をガスジェットの操作圧、速度、方向及
   び温度の選択によって、各トナー粒子の表面が永久的に
   変形され、次に該トナー粒子が遠心力分離に暴露され、
   この分離によって衝撃及び摩擦応力の作用の際磨耗によ
   って生じた微粒から変形トナー粒子が分離されるように
   調整することを特徴とする前記方法。
2. 【請求項２】トナー粒子が導入ガスによって、同粒子の
   融点を下回る温度に加熱される特許請求の範囲第１項記
   載の方法。
3. 【請求項３】トナー粒子の融点及び有効温度の間の差が
   少なくとも５Ｋである特許請求の範囲第２項記載の方
   法。
4. 【請求項４】相互的衝撃及び摩擦応力によって同時にト
   ナー粒子上に界面活性剤が施される特許請求の範囲第１
   項から第３項までのいづれか１項記載の方法。