JPS5937553A - 電子写真用現像剤の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電子写真又は静電記録の静電潜像を可視化す
るために用いられる現像剤の製造方法に関する。　　　
　゛ 〔発明の技術的背景とその問題点〕 電子写真の現像法としては、例えば米国特許第２．８７
４，０６３号、同２，６１８，５５２号、同２，２２１
，７７６号、同２，９０２，９７４号に記載されている
磁気ブラシ法、カスケード法、ノ母つダークラウド法、
ファーブラシ法などに基づく方法が知られている。これ
らの方法のうち、トナー及びキャリアを主体とする二成
分系の現１域剤を用いた磁気ブラシ法及びカスケード法
が一般には実用化されている。

また、最近ではトナーのみから成る一成分糸の現像剤を
用いた各種の現像法が提案されているが、とりわけ、感
磁性を有し一般に磁性トナーと呼ばれるトナーを用いた
現像法が多数提案されており、これらのうち、米国％ｔ
′１−第３，９０９，２５８号、同第４．１２１，９３
１号等に基づく方法が実用化されている。

これらの現像剤、とくにトナーの製造は非常に煩雑であ
るが、一般には次のような製造工程から成る。

まず、結着樹脂を粗粉砕して粉末としく粉砕工程１）、
この粉末と着色剤の粉末とを混合しく混合工程）、イ４
すられた混合粉末を混練しく混練工程）、混練物を再び
粗粉砕しく粉砕工８２）だ後、更に微粉砕しく粉砕工程
３）、最後に分級（分級工程）してｎｒ定粒径のトナー
とするものである。これら工程の外に、通常は、トナー
の流動性、耐凝集性を高めるため、これに疎水性シリカ
等を更に添加する工程が付加される。

このように、従来の製造方法は、その工程数が多いので
各工程の装置の清掃、管理には多大の労力を炊するだけ
ではなく、混線工程では加圧ニーグー、−Ｌ、本ロール
等を用いるため、作業者にとっては危険を伴う作業を付
随するものであった。また、カラートナーを製造する場
合、例えば三色トナーの製造の場合には、シアントナー
、マノエンタトナー、イエロートナーなど各トナー専用
の製造ラインを３系列配置しなければならず、その生産
コストは莫大なものとなる。

東には、−成分系トナー、とくに磁性トナーの製造に当
っては、磁性粉が多量に用いられるため、粉砕機、混練
機の損耗がはなはだしく、損耗時の交換等に要する費用
も少なくない。

〔発明の目的〕

本発明は、従来の鯛、像剤の製造方法に関する上記した
ような問題点を解消し、簡略化された製造工程、とシわ
け混練工程を不要とする製造工程から成り、したがって
製造コストが安くなシ危険性も少なくなシ、′また製造
装置の損耗も小さく、史には流動性、耐凝集性に優れた
トナーやカラートナーの製造に適した電子写真用現像剤
の製造方法の提供を目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明方法は、ＪＩＳＫ−２５３１に基づく方法で測定
した軟化点が６０〜２００℃の範囲内にある結着樹脂の
粉末と、着色剤の粉末若しくは他の成分の粉末のいずれ
か又は両方とを混合し、得られた混合粉末を２００〜６
００ｔｌ：の熱気流中で熱処理することを特徴とする。

すなわち、本発明方法は、結着樹脂（第１成分）の粉末
と着色剤（第２成分）若しくは他の成分（第３成分）の
粉末のいずれか又は両方とを混合する工程と、該混合粉
末を熱処理する工程との２つの工程から構成される。

本発明方法にあっては、第１成分である結着樹脂の粉末
は必ず用いられる。この結着樹脂は、ＪＩＳＫ−２５３
１に記載されているリング・アンド・が−ル法で測定し
た軟化点が６０〜２００℃の範囲にある樹脂であって、
一般には熱可塑性樹脂があげられ、具体的には、各憤の
スチレン樹脂、各種のアクリル樹脂、ポリアミド樹脂、
）メリエステル樹脂、マレイン絃樹脂ｔ　ｄ’リウレタ
ン樹脂、ビニルアセタール樹脂若しくはこれらの共重合
体；ポリエチレン、ポリプロピレン；ノやラフインワッ
クス、ミクロクリスタリンワックス、ミツロウ。

ラノリン、カルナバワックス、モンタンワックス。

高級脂肪酸アミド、その他の高級脂肪酸の誘導体のよう
な天然着しくけ合成ワックス、爽には、硬化剤を加える
前の＃ｌ化性樹脂１例えば工ｚＪｅキシ樹脂オリゴマー
等をあげることができる。

第２成分である着色剤としては、例えば、ニグロシン染
料、カーマイン染料、各種の塩基性染料。

酸性染料、油性染料、アントラキノン染料などの各種の
染料；ペンジノン系黄色有機顔料、キナヮドリン有機顔
料、ローダミン系有機顔料、７タロシアニン系有機顔料
、ピリレン系有機顔料、酸化亜鉛、酸化チタン、ベンガ
ラなどの無機顔料などの各種の顔料；ファーネスブラッ
ク、アセチレンブラック、サーマルブラックなどのカー
がンブラック：　ｙ　−Ｆ＠１３０４　ｅ　Ｈａ−フェ
ライト、　ＭｎＺｎ　−７エライトなどの磁性粉があげ
られる。

更に第３成分である他の成分としては、例えば、１−　
Ｆｅ５０４ｐ　Ｂｍ−フェライト、　ＭｎＺｎ−フェラ
イト、鉄粉、ニッケル粉などの磁性粉；　ＺｎＯ。

Ａｔ２０．　ｌ　８１０２ｅ　ＭｇＯ、’ロ０２１Ｃｄ
Ｓ、５１３Ｎ４などのＳ機の酸化物、硫化物、窒化物；
各種のスチレン樹脂、各種のアクリル樹脂、各種のエポ
キシ樹脂、Ｉリアミド樹脂１．Ｊ？リエステル樹脂、マ
レイン酸樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニルアセタール樹
脂、　、１？リエチレン、Ｉリグロビレン若しくはこれ
らの共重合体のような熱可塑性樹脂、更には、硬化剤を
加える前の熱硬化性樹脂、例えば、エポキシ樹脂オリゴ
マー等をあげることができる。第３成分として上記の熱
可塑性樹脂を用いた場合には、その樹脂は上記しだＪＩ
ＳＫ　−２５３１に基づく軟化点が６０〜２００℃の範
囲内にあるのが好ましい。

本発明方法は次のようにして行なわれる。

゛まず、第１成分（結着回層）の粉末と第２成分（着色
ハリ）若しくは第３成分（他の成分）のいずれか又は両
力の粉末を、ボールミル、Ｖ型混合機。

Ｓ型混合Ｍ＆、クーニングプレンダー、ヘンシエルミキ
ザーなどの混合機で充分に混合する。混合時間は、用い
る混合機により異なるが、＋ｊ？−ルミルの場合は２４
時間以上、ヘンシェルミキサーの場合は２時間程度でよ
い。

このとき、用いる名成分の組合せとしては、（１）、１
４１成分と第２成分の？ｊ’ｌ’　、　（１１）第１成
う）と第３成分の群、　（１１０第１成分と第２成分と
第３成分の群の３通りがあげられる。ただし、第■の群
において、用いる第３成分が」；に列記した熱可塑性樹
脂である場合には、着色成分が含まれないため、更に着
色成分を冷加することが必要となるので、事実上、第Ｉ
の群の組合せ態様となる。以上の組合せにおいて、第２
成分の粉末の粒径は第１成分のそれの１／１０以下、第
１成分の粉末の粒径は第３成分のそれの１１５以下であ
ることが下記する理由からして好ましい。

第Ｉの群の混合の場合、結着樹脂の粉末粒子の表面に着
色剤の粉末粒子が付着し、第■の群の混合の場合は、第
３成分の粒子の表面に結着樹脂の粉末粒子が付着する。

第Ｉの群の混合の場合には、第３成分の粉末粒子の表面
に結着樹脂の粒子と着色剤の粒子が、又は着色剤を付着
せしめた結着樹脂の粒子と着色剤の粒子が付着する。こ
の混合時における各成分の相互付着を円滑かつ確実に行
なわせるためには、各成分の粉末の粒径は上記した関係
にあることが好ましい。

この混合において、第１の群の混合の場合、結着樹脂の
粒径は１〜１００μｍ、好ましくは、５〜３０μｍで、
第Ｈの群又は第Ｉの群の混合の場合には、第３成分の粒
径が１〜１００μｍ、好ましくは、５〜３０μｔｎの範
囲になるように調整される。

このような粒径の粉末を調製するためには、結着樹脂又
は第３成分を、ハソマーミル、ジェットミル、１式ミル
（日本一ューマチック社製）、が−ルミル等の粉砕機で
粉砕した後、得られた粉末をディ／４’　−）ヨンセノ
譬レータ、ミクロンセパレータ等の風力分級機又は篩に
よって分級して所定粒径の粉末とする。

各成分の混合比は、第１の群の混合の場合、第２成分は
第１成分に対し１〜５ｏ重ｊ！！′チ、第■の群、第Ｉ
の群の場合には、第１成分、第２成分は第３成分に対し
それぞれ１０〜５０垂量チ、１〜１１０３ｋ％であるこ
とが、−ｈ記した各成分相互の付着を円滑化せしめるの
で、好適である。

本発明方法においては、以上のような混合工程を経て得
られた粉末を、混縁工程を通すことなく、直接熱処理し
て各成分を単なる付着状態から強固に結着した融層状態
にする。

この熱処理工程は、熱造粒装置と呼ばれる装置を用いて
行なわれる。装置としては、例えば、本発明者らによシ
発明され米国特許第４，２１２，８３７号。

特公昭５５−２１６５号等に開示されている熱可塑性粒
子の球形化装置が適用される。

すなわち、この装置に、熱交換器からの熱風温度２００
〜６００℃、熱風蓋ｏ、１〜５ｍ１１／―１粒子分散気
流の流ｉｉＯ，１〜２ｍｓ／ａｓｋ　、粒子調度１〜１
０００９／ｍ”　、圧力０．０１〜２ｋｐ／ｃｄの条件
下で、上記した混合粉末を送流すれば、第Ｉの群の混合
の場合には、結着樹脂の粒子の表面に着色剤が融冶し、
第■の群の混合の場合には第３成分の粒子の表面に結着
樹脂が融着し、第１１１＋７）群の場合には第３成分の
粒子の表面に結着樹脂と着色剤が融着し、で、強固な結
着状態が形成される。

この工程で、第１成分の結に樹脂又は第３成分の１つを
ｈ′イ成し得る熱可塑性樹脂の軟化点が問題になる。す
なわち、これら樹脂が２００℃を超える軟化点を壱する
場合、上記装置を用いてこれら樹脂をｍ融するだめにＦ
ＩＬ熱風温度を６００℃以上にすることが心安であるが
、それは装置運転上かなシ困難なことであると同時に、
樹脂の熱分解を招いてその初期特性の低下をもたらす危
険性がある。

また、樹脂の軟化点の下限を６０℃としたのは、上記装
置ｄの回収部付近の温度が６０℃を超えると、イｑられ
る現像剤が変形する、凝集が生じ易すくなるなどの不都
合を招くからである。

このようにして得られた本発明の現像剤は、略球形であ
シ、流動性、耐凝集性に優れるものである。

実ｌ１ＪＪカ１　第１の群の混合による現像剤の製造結
着樹脂の粉末として、粒径５〜２０μｍ、軟化点１４０
℃のスチレン−アクリル共止合樹脂（ＳＢＭ　７００　
ｐ三洋化成＠製）２着色剤の粉末として、粒径１μｍ以
下のカーボンブラック（ＭＡ−１００、三菱化成■製）
を用意した。

スチレン−アクリル共重合樹脂粉末９０ｉｌ１部とカー
１３？ンブラツク１０重量部とをが一ルミル中に入れて
、約１２時間混合攪拌した。

上記混合粉末を米国特許ｍ４，２１２，８３７号に開示
されている熱造粒装置を用い、熱風温度５５０℃。

熱風量２　Ｂ”　／―＃粒子分散気流Ｊｉｉ　Ｏ，２ｍ
”　７ｍ　、粒子濃度２０９７ｍ”の条件下で熱処理し
て本発明Ｋががるトナーを得た。

これを顕微鏡観察したところ、略球形の、樹脂の表面に
カーボンブラックが融着していた。得られたトナーをキ
ャリア（ＴＥＦ　Ｖ　２００／３００　、　日本ｉｓ■
製）と混合して二成分系の現像剤としこれをブローオフ
帯電ｎ測定装置（電子写貞１６　、　（１９７７）５２
参照）に適用してキャリアとの摩擦帯電量を測定した。

＠１！諷はｅ８μＣ／９であった。次いで、これを東芝
ｐｐｃ複写機ＢＤ４５１１に入れ実写したところ良好な
画像が得られた。

さらに本発明のトナーに疎水性シリカ（Ｒ−９７２、日
本アエロノル社製）０５重量パーセントの添加剤を加え
たところ、帯′＠Ｌ絹゛がθ１５μＣ／Ｉｌに上がり、
鮮明な１障が得られた。

結着樹脂の粉末として、粒径１０〜２０ｐｍ、軟化点１
２０℃のポリアミド樹脂（ＨＴ−１２０を三相化学■製
）１着色剤として粒径０．１〜１μ？ｎのｒ−フェライ
ト（ＢＬ−１００ｐチタン工業■製）から成る磁性粉を
用意した。

７Ｊ？リアミド樹脂７０重湯部とｒ−フェライト３０重
（転）部とを♂−ルミル中に入れて、約６時間、混合攪
拌した。

上記、混合粉末を米国特許第４，２１２，８３７号に開
示されている熱造粒装置を用い、熱風温度４５０℃、熱
風扇１．５　ｔｎ”　７ｍ　、粒子分散気流琺０．　Ｉ
　ｎｓ”　／―。

粒子濃度１５９／ｍ”の条件下で熱処理して本発明にか
かるトナーを得た。

これを顕微鏡観察したところ略球形の樹脂の表面にｒ−
フェライトが融着していた。

得られたトナーは一般に磁性トナーと呼ばれるものであ
る。

東芝ｐｐｃ抜写機Ｂ　Ｄ−４５１１の現像部を、磁性ト
ナー用現像器、定着部を、圧力定着器に改造したものに
、このトナーを入れて実写したところ、ペタ黒濃度の菖
い鮮明な画像が得られた。また、定着性も良好なもので
あった。

結着樹脂の粉末として、軟化点が１５０℃で、粒径が１
０〜３０．ｕｍ、５〜１０　ｆｉｍ　＋　５　Ａｍ以下
。

２μｍ以下の低分子祉ポリエチレン（サンワックス１５
１Ｐ、三洋化成■製）の粉末を用いた。

着色剤の粉末としては、粒径１μｍ以下のオイルプラッ
ク（ＥＢ　、オリエント化学■製）を用意した。

第３成分の粉末としては、粒径１０〜３０μｍのスチレ
ン−ブタノエン共生合体樹脂（２００７Ｊ。

日本ゼオン味製）のものを用意した。

スチレン−ブタジェン共Ｍ！合体樹脂粉末８０重！ｉｉ
部、結着樹脂粉末１２貞聞部２着色剤の粉末８１＋　１
６部とをｒＪｐ−ルミルの中に入れて、約２４時間（１
１゛、合・攪拌した。Ｗら′１１た混合粉末を顕微鏡で
観察し、各成分相互の句層状態を調べた。その観察結果
を第１表に一括して示し７だ。

このことから、結着（ｙ１脂粉末の粒径は、第３成分の
それの１１５以下であることが好”ましいことがわかる
。

ついで、結着４☆１脂粉末の粒径が２μｍ以下である混
合粉末を、米国特許第４，２１２，８３７−Ｑ゛に開示
されている熱造粒装置を用い、熱賦温度４００℃、熱風
３３％’　ｌ　Ｔ）１３／＋ａｉａ　、粒子分散気流ｉ
ｆ　０．　Ｉ　ｎｓ”　７ｍ　、粒子濃度１０９／ｍ”
の粂件で熱処理１〜て本発明にかかるトナーを得た。こ
れを顕微鏡観察したところ、各成分は充分よく融着して
いた。

（Ｉラレｉ　）　ｆ　−ヲ＃ヤリ７　（ＴＥＦ　Ｖ　２
００／３００　。

日本鉄粉■製）と混合して二成分系の現像剤とし、これ
をブローオフ・吊電ｈ：測定装置（電子写真。

１３４等参照）に適用してキャリアとの摩擦帯電縫を測
定した。帯電−はＱ１０μＣ／９であった。

ついで、これを東芝ＰＰＣ複写機ＢＤ−３５０４に入れ
実写したところ良好な画像が得られた。゛また、ヒート
ロール定着による定惑−性も良好であった。

実施例４ 結着樹脂の粉末の粒径が２μｍ以下であったこと、着色
剤の粉末が、粒径１０μｍ以下、５μｍ以下。

１ｐｍ以下の赤色顔料（４ＲＣＰ　Ｃ１１２１２０、大
日本インギ■製）であったことを除いては、実施例３と
同様にして３１ｍの混合粉末を製造し、それぞれ各成分
の付着状態を調べた。

顔料の粒径が１０μｍ以下、５μ？ｎ以下のものは、第
３成分の表面にわずかしか付着していなかった。

１μｍ以下のものは良く付着していた。

ついで粒径１μｍ以下の顔料が付着する混合粉末を、実
施例３と同様にして熱造粒装置で熱処理し、第３成分に
低分子−ポリエチレン及び赤色顔料を融着せしめて赤色
トナーとした。

実施例３と同様の方法で二成分系の現像剤を製造し、実
写に供したところ、鮮明な赤色画像を得ることができた
。

実施例５ 結着樹脂の粉末として、軟化点１１０℃２粒径１μｍ以
下の低分子量ぼりエチレン（サンワックス１５１Ｐ、三
洋化成■製）の粉末９着色剤とじて粒径１μｍ以下のカ
ー１ｊζンブラツク（ΔｆｆＡ−１５０゜三菱化成■製
）、第３成分の粉末として軟化点１６０℃１粒径５〜２
０μｔｎの低分子ｔｉｒポリプロピレン（ヒスコール５
５０Ｐ、三洋化成■製）を用意した。これを、それぞれ
、２０重に部、１０宣誓部、７０中−１部、ヘンシェル
ミキサーに入れて約２時間混合撹拌した。

（４７られた混合粉末を実施例３と同様にして熱造粒装
置ａにかけて熱処理し、ＩＦ：力定着トナーとした。

このトナーは、ｅ８μＣ／９の帯電鼠を持ち、東芝ｒｐ
ｃ複写磯ＨＤ−４５１１の定着器を線圧２００ｋｉ／ｃ
ｍの１１−力定着器に父換して実写したところ、鮮明な
画像のコピーが得られた。また、定着性も良好であった
。

なお、トナーの形状は死金な球形であった。安息角は３
３で良好な流動性を示すとともに耐凝集性も優れていた
。

実施例６ 第３成分の粉末と１７て、低分子ポリアミド樹脂（パー
サミド９４’Ｏ，第１ゼネラル■製）を用いたこと、着
色剤が商品名ＰｖＩ　Ａ　−８のカー＋４？ンブランク
（三菱化成＠製）であったことを除いては、実施例５と
同様にして圧力定着用トナーを製造した。このトナーは
、線圧２００ｋｆ１０ｎの圧力定着器で定着試験したと
ころ、良好な定着性を示した。

このトナーに、トナー生殖に対し０．１１１ｒｆ７俤の
疎水性シリカ（Ｒ９７２，日本アエロノル■製）を添加
し、が〜ルミルで混合した後、帯電値を６１１１定した
ところｅ１２μＣ／７であった。実施例５と同様にして
、東芝ＰＰＣ被写機ＢＤ−４５１１で実写しだところ、
良好な画質のコピーが得られた。

実施例７ 着色剤の粉末として粒径１μｍ以下の磁性粉（ＢＬ−１
００，チタン工業■製）、第３成分の粉末として軟化点
１３０℃９粒径５〜２０　ｐｍのエチレン酢酸ビニル共
重合体樹脂（エバフレックス２２０、三片ポリケミカル
■製）を用いたことを除いては、実施例３と同様にして
トナーを製造した。得られたドブ−は磁性トナーと［て
充分な特性を有するものであった。

〔兄ψ］の効果〕

以−りの読切で明らがなように、本発明方法は、（り混
練工程が不安になる、＋りしたがって、危険性がｌ依少
すると同時に、■工程の簡略化に伴い現像剤製造が容易
になり、α）ｐＪｙ′ｈに要する時間９人件費も低減さ
れて製造（ｒ用目、安くなシ、■簡単に磁性トナーも製
造でき、その際、磁性粉の混練がないので装置ａの］Ｌ
目しかす１丁１減さ７部％　（３りまた、カラートナー
の製造も谷鳩で芝・る、（り倚られたトナーは球形であ
るので、流動性に冨み、かっｌｌ１ｉＪ凝集性にも没れ
ている、咀）また、第３敗分としてＺｎＯ＃　ｃａｓを
用い、廂芭剤としてローズベン〃′ル等の増感剤。

結着４☆ｊ脂として＋１ｌｉＪ湿性の高いものを用いれ
ば、光２＄１４１．性トナーのような特殊な現像剤も容
易に製造することができる、などの効果を秦しその工業
的ｆａｕ　ｆ＋ｌｉ　）二を極めて高いものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　ＪＩＳＫ　−２５３１に基づく方法で測定した
   軟化点が６０〜２００℃の範囲内にある結着樹脂の粉末
   と 着色剤の粉未着しくけ他の成分の粉末のいずれか又は両
   方とを混合し、 得られた混合粉末を２００〜６００℃の熱気流中で熱処
   理することを特徴とする電子写真用現像剤の製造方法。 ２、該着色剤粉末の粒径が、該結着樹脂粉末の粒径の１
   ／１０以下である特許請求の範囲第１項記載の電子写真
   用現像剤の製造方法。 ３、該結着樹脂粉末の粒径が、他の成分の粉末の粒径の
   １１５以下である特許請求の範囲第１項記載の電子写真
   用現像剤の製造方法。 ４、該着色剤には磁性粉も含まれる特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の電子写真用現像剤の製造方法。 ５、核他の成分が、ＪＩＳＫ−２５３１による軟化点６
   ０〜２００℃で、かつ、該結着樹脂の該軟化点よシも高
   い値を有する熱可塑性樹脂である特許請求の範囲第１項
   又は蕗３項記載の電子写真用現像剤の製造方法。