JPH07152205A

JPH07152205A - 静電潜像現像用トナーの製造方法

Info

Publication number: JPH07152205A
Application number: JP5321253A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Ueda; 英之植田; Koji Sano; 浩司佐野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-11-26
Filing date: 1993-11-26
Publication date: 1995-06-16
Anticipated expiration: 2017-08-12
Also published as: JP3314285B2

Abstract

(57)【要約】【目的】帯電能力が低下せず、画像濃度低下、地汚れ
およびキャリア表面にトナーのフィルミングが発生せ
ず、耐久ランニングでも画像濃度低下、地汚れが発生せ
ず、時間当りの処理量も増加するトナーの製造方法を提
供する。【構成】混練機１により、結着樹脂、離型性樹脂、着
色剤からなる組成物の混練を行ない、混練排出物７を圧
延ロール５、冷却ベルト６、冷却ドラム８等の冷却装置
にて、圧延ロール５通過直後の混練物樹脂温度を、結着
樹脂の軟化温度以下にして圧延、冷却し、更に粉砕、分
級して目的の性能の静電潜像現像用トナーを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真、静電記録、静
電印刷などにおける静電荷像を現像するためのトナーの
製造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】乾静電荷像を現像する方式には、大別し
て、絶縁性有機液体中に各種の顔料や染料を微細に分散
させた現像剤を用いる液体現像方式と、カスケード法、
磁気ブラシ法、パウダークラウド法等の天然または合成
の樹脂に着色剤を分散含有させたトナーと言われる微粉
末現像剤を用いる乾式現像方式とがある。

【０００３】乾式現像方式ではトナーを用いて静電荷像
を現像し転写シート上に転写した後、これを転写シート
上に融着させることによって行われる。その際、トナー
像の融着は溶液蒸気との接触、加圧または加熱によって
行われる。

【０００４】しかしながら、静電荷像を現像する際、非
画像部にまでトナーが現像される現像、いわゆる地汚れ
を発生せしめることがある。また、画像部にトナーが現
像されにくい現像、いわゆる画像濃度低下が発生するこ
とがある。また、複写機にて多数枚コピーを行なうと、
現像剤の寿命より早く、画像濃度低下や、地汚れが発生
する現像、いわゆるフィルミングによる耐久性低下が生
じる。

【０００５】これらはいずれもトナー中の着色剤、極性
制御剤、離型性樹脂の分散性が悪いために生じるもので
ある。特に、離型性樹脂の分散性が悪いと、帯電能力の
低い、あるいは、帯電能力のバラツキの大きいトナーと
なる。そのため、従来より、下記のような着色剤、離型
性樹脂の分散性を高める製造方法がとられてきた。

【０００６】トナー中の着色剤の分散性を向上させるた
め、溶融混練時の混練温度、回転数、時間当たりの混練
処理量から計算した滞留時間を規定する方法（例えば、
特開平１−３０４４６７号公報参照）がある。

【０００７】また、離型性樹脂であるポリオレフィンを
均一微細に分散させるため、結着樹脂とポリオレフィン
の粘度が特定条件になるように、混練温度を設定する方
法（例えば、特開平４−１９４８６９号公報参照）があ
る。

【０００８】更に、混練機の混練能力を向上させる方法
としては、混練機中の回転スクリューを変更し混練品の
分散力をあげる方法（例えば、特開平２−３４３０７号
公報参照）などがある。以上のように、混練機内での分
散性を向上させることは、低地汚れ、高濃度、高寿命の
トナーを製造するために効果がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、混練機内での分散性を向上させても、結着樹脂
と相溶性の低い離型性樹脂を混練した場合は、混練、冷
却後、分散性が向上しない場合がある。

【００１０】これは、離型性樹脂の相溶性が低いため、
混練機内で微細に分散していたものが、混練機から排出
され、冷却されるまでに、離型性樹脂の再凝集が生じる
ためである。特に、冷却能力の低い冷却機では、再凝集
が生じやすく、地汚れ、低濃度、低寿命等の問題が生じ
る。

【００１１】従って、冷却能力の低い冷却機を使用する
場合は、再凝集の影響を少なくするため、混練処理量を
低くして、混練機内の分散を向上しなければならないと
いう問題点があった。

【００１２】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、上記の従来の方法の諸欠点を解消
した静電潜像現像用トナーの製造方法を提供するもので
ある。すなわち、本発明の第１の目的は、帯電能力が低
下せず画像濃度低下、地汚れが発生しない静電潜像現像
用トナーを提供することにある。本発明の第２の目的
は、キャリア表面にトナーがフィルミングせず、耐久ラ
ンニングで画像濃度低下、地汚れが発生しない静電潜像
現像用トナーを提供することにある。本発明の第３の目
的は、時間当たりの処理量の増加を可能にする静電潜像
現像用トナーの製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意検討を
重ねた結果、上記の目的は、以下に述べる静電潜像現像
用トナーの製造方法により達成されることを知見し、本
発明を完成するに至った。

【００１４】請求項１記載の発明は、結着樹脂、離型性
樹脂、着色剤からなる組成物を混練、粉砕、分級してト
ナーを製造する方法において、混練機により混練を行な
い、混練排出物を冷却装置にて圧延、冷却するとき、冷
却装置の圧延ロール通過直後の混練物樹脂温度が、結着
樹脂の軟化温度以下に冷却することを特徴とする。

【００１５】請求項２記載の発明は、上記構成に加え
て、冷却装置の圧延ロール通過直後の混練樹脂温度が、
結着樹脂の軟化温度より１０℃以上低いことを特徴とす
る。

【００１６】請求項３記載の発明は、上記請求項１の構
成に加えて、混練機より排出直後の混練樹脂温度が、結
着樹脂の軟化温度＋１００℃以下であることを特徴とす
る。

【００１７】請求項４記載の発明は、上記請求項１の構
成に加えて、冷却後の混練物の厚さｔと圧延ロール間隔
ｌとの比ｔ／ｌが、３．０以下であることを特徴とす
る。

【００１８】本発明においては、結着樹脂、離型性樹
脂、着色剤からなる組成物を混練、粉砕、分級して静電
潜像現像用トナーを製造する方法において、混練部にお
いて、図１または図２に示されるような混練、冷却が行
なわれる。

【００１９】原材料ホッパー２から投入された材料は、
混練機１の混練部で混練されてから混練物排出口より排
出される。排出された混練物７は、図１に示すように一
対の圧延ロール５，５、または図２に示すように圧延ロ
ール５と冷却ドラム８によって圧延され、次いで冷却ベ
ルト６，６にて（図１参照）、または冷却ドラム８と冷
却ベルト６（図２参照）にて冷却されることをいう公知
の方法によって処理される。なお、３は混練排出部の樹
脂温度測定機であり、４は圧延ロール５通過後の樹脂温
度測定機である。

【００２０】混練機１内では、結着樹脂、離型性樹脂、
着色剤の混合、分散が行なわれ、冷却機（圧延ロール
５、冷却ベルト６、冷却ドラム８）では、粉砕しやすい
ように溶融樹脂の固化が行なわれる。

【００２１】このとき、混練機より排出された混練物中
での離型性樹脂、着色剤の分散は混練機及び、混練条件
にして多少異なる。しかし、排出混練物の冷却条件、特
に、冷却ロールの圧延条件により、離型性樹脂の大幅な
分散性の差が生じることがわかった。

【００２２】冷却装置の圧延ロール５通過直後の混練物
温度が、結着樹脂の軟化温度以下に冷却することによ
り、樹脂の急速冷却がすすむので、離型性樹脂の再凝集
が生じにくくなり、画像濃度低下、地汚れ、耐久性不良
が発生しない。

【００２３】しかし、冷却装置の圧延ロール５通過直後
の混練物温度が、結着樹脂の軟化温度を越える場合は、
圧延ロール５通過後、樹脂膨張が生じ、樹脂膨張時に離
型樹脂の再凝集が生じやすくなる。そのため、圧延ロー
ル５での冷却が不十分となり、離型樹脂の再凝集が生じ
やすい。特に、冷却装置の圧延ロール５通過直後の混練
物樹脂温度が、結着樹脂の軟化温度より１０℃以上低い
場合は、樹脂の急速冷却がよりすすむので、離型性樹脂
の再凝集が生じにくい。

【００２４】また、混練機１より排出直後の混練物樹脂
温度が、軟化温度＋１００℃以下であれば、離型性樹脂
の再凝集が生じにくく、高い分散性が得られる。しか
し、混練機１より排出直後の混練物樹脂温度が軟化温度
＋１００℃以上の場合は、混練物温度が低下しにくい傾
向にあり、冷却が著しく低下するので、離型性樹脂の再
凝集が生じやすい。

【００２５】また、冷却後の混練物厚みｔと、圧延ロー
ル間隔１の比、ｔ／１が、３．０以下であれば、樹脂膨
張が生じにくいということなので、樹脂膨張時の離型性
樹脂の再凝集が生じにくくなる。しかし、冷却後の混練
物厚みｔと、圧延ロール間隔の比、ｔ／１が、３．０を
越えるようであれば、樹脂膨張が生じているということ
なので、樹脂膨張時の離型性樹脂の再凝集が生じやすく
なる。

【００２６】以上のようにして、上記の特定の条件を満
足させることにより離型性樹脂の分散がよくなるので、
分散不良による帯電能力の低下、キャリア表面のフィル
ミング発生による画像濃度低下、地汚れの発生、耐久性
の低下を抑えることができ、生産量の向上が得られる。

【００２７】本発明に使用される冷却機は、圧延ロール
５を有するものであれば、公知のものがすべて使用で
き、例えば、ベルト型冷却機、ドラム型冷却機などが使
用できる。

【００２８】本発明に使用される混練機１は公知のもの
がすべて使用でき、例えば、１軸押し出し機、２軸エク
ストルーダー、ロール型混練機などが使用できる。

【００２９】本発明によって得られるトナーに用いられ
る結着樹脂、離型性樹脂としては、公知のものがすべて
使用できる。例えば、ポリスチレン、ポリｐ−スチレ
ン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の
単重合体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、ス
チレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエ
ン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、ス
チレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリ
ル酸ブチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル
共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、
スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−
α−クロルメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−
アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエ
ーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合
体、スチレン、ブタジエン共重合体、スチレン−イソプ
レン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレ
ン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合
体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレ
ート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エ
ポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹
脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹
脂、脂肪族又は脂肪族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹
脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が単独あ
るいは混合して使用できる。

【００３０】着色剤としては、トナー用として公知のも
のがすべて使用できる。黒色の着色剤としては、例え
ば、カーボンブラック、アニリンブラック、ファーネス
ブラック、ランプブラック等が使用できる。

【００３１】シアンの着色剤としては、例えば、フタロ
シアニンブルー、メチレンブルー、ビクトリアブルー、
メチルバイオレット、アニリンブルー、ウルトラマリン
ブルー等が使用できる。

【００３２】マゼンタの着色剤としては、例えば、ロー
ダミン６Ｇレーキ、ジメチルキナクリドン、ウォッチン
グレッド、ローズベンガル、ローダミンＢ、アルザリン
レーキ等が使用できる。

【００３３】イエローの着色剤としては、例えば、クロ
ムイエロー、ベンジジンイエロー、ハンザイエロー、ナ
フトールイエロー、モリブデンオレンジ、キノリンイエ
ロー、タートラジン等が使用できる。

【００３４】更に、これらのトナーは、より効果的な帯
電付与を与えるために、例えば、染顔料、荷電制御剤な
どを含有してもよい。帯電制御剤としては、例えば、モ
ノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸及びその塩、サ
リチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のＣｏ、Ｃｒ、Ｆ
ｅ等の金属錯体、有機染料、四級アンモニウム塩等があ
る。

【００３５】トナー混練・冷却後のトナー粉の製造方法
としては、従来公知の方法でよく、例えば混練・冷却し
た後、これをジェットミルで粉砕し、分級して得られ
る。

【００３６】本発明にて製造されるトナーは、必要に応
じて、一般に広く使用されているトナー用の添加剤、例
えばコロイダルシリカのような流動化剤、酸化チタン、
酸化アルミニウム等の金属酸化物や、炭化ケイ素等の研
磨剤、脂肪酸金属塩などの滑剤等を含有させてもよい。
添加剤をトナーに混合する方法としては、従来公知の方
法でよく、ヘンシェルミキサー、スピードニーダー等の
装置により混合することができる。

【００３７】本発明にて製造される静電潜像現像用トナ
ーは、乾式一成分現像及び乾式二成分現像剤として使用
できる。乾式二成分現像剤として使用する場合、キャリ
ア並びに本発明のトナーの使用量としては、トナー粒子
がキャリア粒子のキャリア表面に付着して、その表面積
の３０〜９０％を占める程度に両粒子を混合するのが好
ましい。

【００３８】キャリアとしては、従来公知のものでよ
く、鉄粉、フェライト等のノンコートキャリアや、スチ
レン−アクリルレジン、シリコンレジン、フッ素変性ア
クリルレジン等をコーティングしたキャリア、造粒キャ
リア等を使用することが出来る。

【００３９】

【実施例】以下本発明の実施例について説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。な
お、以下に示す実施例および比較例は、すべて図１に示
すベルト式冷却機を使用したが、ドラム式冷却機を使用
しても同様の結果が得られた。

【００４０】＜トナー製造＞実施例１〜５スチレン−アクリル共重合体（軟化温度８０℃）９５重量部ポリプロピレン５重量部カーボンブラック１０重量部サリチル酸亜鉛塩２重量部上記組成の混合物を、スクリュー直径１００ｍｍの１軸
混合機１で、処理量１０Ｋｇ／Ｈ、回転数１００ｒｐ
ｍ、及び、表１の様な条件で溶融混練する。さらに、ベ
ルト式冷却機６にて、表１の条件で冷却し、その後、粉
砕、分級し、平均粒径１１．６μｍのトナーを得た。

【００４１】実施例６上記条件のうち、混練処理量を１５Ｋｇ／Ｈに変更し、
トナーを得た。

【００４２】比較例１〜３実施例１〜５と同じ組成の混合物を表１の条件で溶融混
練、冷却し、トナーを得た。

【００４３】比較例４実施例６と同様、混練処理量を１５Ｋｇ／Ｈに変更し、
トナーを得た。＜軟化温度測定＞混練物樹脂の軟化温度は島津製作所製
フローテスター装置にて測定する。測定は、樹脂をペレ
ット状に成形、加圧して測定する。

【００４４】

【表１】

【００４５】＜トナーの性能＞試験方法トナー５重量部とノンコート不定型鉄粉キャリア９５重
量部とをボールミルポットにて連続攪拌して現像剤と
し、（株）リコー製ＩＭＡＧＩＯ−３２０デジタル複写
機の改造機にセットし、画像濃度、地汚れ、帯電量につ
いて３万枚耐久性評価を行った。画像濃度はマクベス温
度計、地汚れは段階見本、帯電量はブロー装置を用いて
測定した。結果は〔表２〕に示す。

【００４６】

【表２】

【００４７】〔表２〕の結果から下記のことが言える。
実施例１のように、冷却装置の圧延ロール通過直後の混
練物樹脂温度が、結着樹脂の軟化温度以下に冷却される
ものは、比較例１〜４のように、圧延ロール通過直後の
混練物樹脂温度が、結着樹脂の軟化温度以下のものより
画像濃度、地汚れ、帯電量変化ともにより良い結果を示
す。

【００４８】実施例２のように、冷却装置の圧延ロール
通過直後の混練物樹脂温度が、結着樹脂の軟化温度より
１０℃以上低い温度に冷却するものは、実施例１より画
像濃度、地汚れ、帯電量変化ともにより良い結果を示
す。

【００４９】実施例３のように、混練機より排出直後の
混練物樹脂温度が軟化温度＋１００℃以下であるもの
は、実施例１より画像濃度、地汚れ、帯電量変化ともに
より良い結果を示す。

【００５０】また、実施例４，５のように、冷却後の混
練物厚みｔと、圧延ロール間隔ｌの比、ｔ／ｌが、３．
０以下であるものは、実施例１より画像濃度、地汚れ、
帯電量変化ともにより良い結果を示す。

【００５１】さらに、実施例５の条件で時間当たりの混
練処理量を増加すると、実施例６のように実施例１と同
じ画像濃度、地汚れ、帯電量変化を示し、生産性を向上
することができる。

【００５２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、冷却装置
の圧延ロール通過直後の混練物樹脂温度が、結着樹脂の
軟化温度以下に冷却されるので、樹脂の急速固化がすす
み、離型性樹脂の再凝集が生じにくくなり、トナーの帯
電能力低下やキャリア表面へのフィルミングが発生しな
くなり、画像濃度低下、地汚れ、耐久性不良を発生しな
ようにすることができる。請求項２記載の発明によれ
ば、冷却装置の圧延ロール通過直後の混練物樹脂温度
が、結着樹脂の軟化温度より１０℃以上低いので、樹脂
の急速硬化がすすみ、離型性樹脂の再凝集が生じにく
く、トナーの帯電能力低下やフィルミングが生じなくな
り、画像濃度低下、地汚れ、耐久性不良が発生しないよ
うにすることができる。請求項３記載の発明によれば、
混練機より排出直後の混練樹脂温度が、結着樹脂の軟化
温度＋１００℃以下であるので、冷却装置での冷却が容
易であり、離型性樹脂の再凝集が生じにくく、高い分散
性が得られ、トナーの帯電能力低下やフィルミングが生
じず、画像濃度低下、地汚れ、耐久性不良が発生しない
ようにすることができる。請求項４記載の発明によれ
ば、冷却機の混練物の厚さｔと圧延ロール間隔ｌとの比
ｔ／ｌが、３．０以下であるので、樹脂膨張が生じにく
くなり、樹脂膨張時の離型性樹脂の再凝集が生じにくく
なり、トナーの帯電能力低下やキャリア表面へのフィル
ミングが発生せず、画像濃度低下、地汚れ、耐久性不良
が発生しないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトナーを製造する方法に適する混練、
冷却装置の一実施例の概略説明図である。

【図２】本発明のトナーを製造する方法に適する混練、
冷却装置の別の実施例の概略説明図である。

【符号の説明】

１混練機２ホッパー３混練排出物の樹脂温度測定機４圧延ロール通過後の樹脂温度測定機５圧延ロール（冷却装置）６冷却ベルト（冷却装置）７混練物樹脂８冷却ドラム（冷却装置）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結着樹脂、離型性樹脂、着色剤からなる
組成物を混練、冷却、粉砕、分級してトナーを製造する
方法において、混練機により混練を行ない、混練排出物
を冷却装置にて圧延、冷却するとき、冷却装置の圧延ロ
ール通過直後の混練物樹脂温度が、結着樹脂の軟化温度
以下に冷却されることを特徴とする静電潜像現像用トナ
ーの製造方法。
【請求項２】請求項１記載の方法において、冷却装置
の圧延ロール通過直後の混練物樹脂温度が、結着樹脂の
軟化温度より１０℃以上低いことを特徴とする静電潜像
現像用トナーの製造方法。
【請求項３】請求項１記載の方法において、混練機に
より排出直後の混練樹脂温度が、結着樹脂の軟化温度＋
１００℃以下であることを特徴とする静電潜像現像用ト
ナーの製造方法。
【請求項４】請求項１記載の方法において、冷却後の
混練物の厚さｔと圧延ロール間隔ｌとの比ｔ／ｌが、
３．０以下であることを特徴とする静電潜像現像用トナ
ーの製造方法。