(57)【要約】【課題】帯状の樹脂混練物を連続して回収することができるようにする。【解決手段】トナーの製造方法は、一方のロール１１に巻き付けられて送られてくる樹脂組成物Ｒを、一方のロール１１に当接して設けられたカッター１５で一方のロール１１の回転に伴って帯状に連続的に切り出すと共に、カッター１５で切り出した帯状の樹脂混練物Ｒを、カッター１５における帯状の樹脂混練物Ｒを切り出す側において一方のロール１１に当接して設けられたスクレーパー１６で一方のロール１１から剥がして回収する混練工程を備える。一方のロール１１から剥がれた帯状の樹脂混練物Ｒとスクレーパー１６との間に向かって気流を吹き付ける。【選択図】図３
2008158038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をおいて略水平に並設された、各々が上から下へと内向きに回転する一対のロール間に、結着樹脂を含有するトナー材料混合物を連続供給し、該一対のロール間でトナー材料混合物を混練しながら、その樹脂混練物を一方のロールに巻き付かせると共にロール長さ方向に送り、
上記一方のロールに巻き付けられて送られてくる樹脂組成物を、該一方のロールに当接して設けられたカッターで該一方のロールの回転に伴って帯状に連続的に切り出すと共に、
上記カッターで切り出した帯状の樹脂混練物を、該カッターにおける帯状の樹脂混練物を切り出す側において上記一方のロールに当接して設けられたスクレーパーで該一方のロールから剥がして回収する混練工程を備えたトナーの製造方法であって、
上記一方のロールから剥がれた帯状の樹脂混練物と上記スクレーパーとの間に向かって気流を吹き付けるトナーの製造方法。
【請求項２】
上記気流の吹き付けを、上記帯状の樹脂混練物と上記スクレーパーとの間における上記カッター側に向けて行う請求項１に記載されたトナーの製造方法。
【請求項３】
上記気流の平均流速を５０〜１０００ｍ／ｓとする請求項１に記載されたトナーの製造方法。
【請求項４】
上記カッター及び／又は上記スクレーパーを付着防止表面処理が施されたものとする請求項１に記載されたトナーの製造方法。
【請求項５】
所定の間隔をおいて略水平に並設された一対のロールと、各々、該一対のロールの一方に当接して設けられたカッター及びスクレーパーと、を有し、該一対のロールのそれぞれが上から下へと内向きに回転し、該一対のロール間に結着樹脂を含有するトナー材料混合物が連続供給されると、該一対のロール間でトナー材料混合物を混練しながら、その樹脂混練物を一方のロールに巻き付かせると共にロール長さ方向に送り、該一方のロールに巻き付けられて送られてくる樹脂組成物を、該カッターで該一方のロールの回転に伴って帯状に連続的に切り出すと共に、該カッターで切り出した帯状の樹脂混練物を、該スクレーパーで該一方のロールから剥がして回収するトナー材料混練装置と、
上記トナー材料混練装置の上記一方のロールと上記スクレーパーとの接触部に向かって気流を吹き付けるように設けられたノズルを有する気流吹付装置と、
を備えたトナー材料混練システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーの製造方法及びそれに用いるトナー材料混練システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真等に用いられるトナーの製造方法には、回転する一対のロールの一端側におけるロール間に、結着樹脂、着色剤等を含有するトナー材料混合物を連続供給し、ロール間で結着樹脂を溶融させつつトナー材料混合物を混練しながら、その樹脂混練物を一方のロールに巻き付かせると共にロール長さ方向に送って連続回収するものがある。
【０００３】
特許文献１には、結着樹脂、着色剤及び該結着樹脂にワックスを含有させた組成物をオープンロール型連続混練機を用いて溶融混練することが開示されている。
【０００４】
また、同文献には、オープンロール型連続混練機を用いる場合において、樹脂混練物が巻き付いたロールの他端側の下部に当接するようにカッター及びスクレーパーをそれぞれ設け、カッターで樹脂混練物を帯状に連続的に切り出すと共に、それをスクレーパーでロールから剥がして連続回収し、その際、樹脂混練物にノズルから冷風を吹き付けることで圧延シェアを与えずに急冷することが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−７２０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ロールから切り出した帯状の樹脂混練物は比較的粘性が高いため、樹脂混練物の組成によっては、ロールから剥がした帯状の樹脂混練物がカッターやスクレーパーに粘着付着して滞留し、ある程度の重量が溜まると塊状となって断続的に落下し、そのため帯状の樹脂混練物を連続回収できないという場合がある。そのような場合、樹脂混練物の冷却履歴にバラツキが生じ、その影響が最終製品であるトナーの印刷品質に及ぶこともある。
【０００６】
本発明の目的は、帯状の樹脂混練物を連続して回収することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成する本発明に係るトナーの製造方法は、所定の間隔をおいて略水平に並設された、各々が上から下へと内向きに回転する一対のロール間に、結着樹脂を含有するトナー材料混合物を連続供給し、該一対のロール間でトナー材料混合物を混練しながら、その樹脂混練物を一方のロールに巻き付かせると共にロール長さ方向に送り、
上記一方のロールに巻き付けられて送られてくる樹脂組成物を、該一方のロールに当接して設けられたカッターで該一方のロールの回転に伴って帯状に連続的に切り出すと共に、
上記カッターで切り出した帯状の樹脂混練物を、該カッターにおける帯状の樹脂混練物を切り出す側において上記一方のロールに当接して設けられたスクレーパーで該一方のロールから剥がして回収する混練工程を備えたものであって、
上記一方のロールから剥がれた帯状の樹脂混練物と上記スクレーパーとの間に向かって気流を吹き付けるものである。
【０００８】
本発明に係るトナー材料混練システムは、所定の間隔をおいて略水平に並設された一対のロールと、各々、該一対のロールの一方に当接して設けられたカッター及びスクレーパーと、を有し、該一対のロールのそれぞれが上から下へと内向きに回転し、該一対のロール間に結着樹脂を含有するトナー材料混合物が連続供給されると、該一対のロール間でトナー材料混合物を混練しながら、その樹脂混練物を一方のロールに巻き付かせると共にロール長さ方向に送り、該一方のロールに巻き付けられて送られてくる樹脂組成物を、該カッターで該一方のロールの回転に伴って帯状に連続的に切り出すと共に、該カッターで切り出した帯状の樹脂混練物を、該スクレーパーで該一方のロールから剥がして回収するトナー材料混練装置と、
上記トナー材料混練装置の上記一方のロールと上記スクレーパーとの接触部に向かって気流を吹き付けるように設けられたノズルを有する気流吹付装置と、
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、帯状の樹脂混練物とスクレーパーとの間に向かって気流を吹き付けるので、帯状の樹脂混練物がスクレーパーに粘着付着して滞留することがなく、帯状の樹脂混練物を形態そのままで連続して回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
（トナー材料混練システム）
図１及び２は、本実施形態のトナー材料混練システムＳを示す。
【００１２】
本実施形態のトナー材料混練システムＳは、トナー材料混練装置１０と気流吹付装置２０とで構成されている。
【００１３】
＜トナー材料混練装置＞
トナー材料混練装置１０は、所定の間隔をおいて略水平に並設された一対のフロントロール１１及びバックロール１２を備えている。
【００１４】
フロントロール１１及びバックロール１２のそれぞれは、一般に、金属製であって、例えば、ロール本体のロール外径が１００〜５００ｍｍ、及び、ロール長さがロール外径の３〜７倍に形成されている。フロントロール１１及びバックロール１２のそれぞれは、ロール表面がフラットに形成されたものであっても、また、はす歯状の多数の線状溝が形成されたものであってもよい。
【００１５】
フロントロール１１及びバックロール１２のそれぞれは、ロール本体両端の軸部のそれぞれが軸受けによって軸回転可能に支持され、一方端の軸部に駆動モータが取り付けられている。駆動モータは制御部に接続されており、その制御部の操作により、フロントロール１１、或いは、バックロール１２の回転方向や回転数等を自在に設定できるようになっている。また、フロントロール１１及びバックロール１２のそれぞれは、両端の軸受けのいずれもが前後方向に可動となっており、それらの軸受けの位置決めにより、フロントロール１１とバックロール１２との隙間を自在に設定できるようになっている。さらに、フロントロール１１及びバックロール１２のそれぞれは、熱媒や冷媒を流通させることによる温度設定手段が設けられている。温度設定手段は制御部に接続されており、その制御部の操作により、ロール表面の温度を自在に設定できるようになっている。なお、後述するようにフロントロール１１に樹脂混練物Ｒを巻き付かせるため、フロントロール１１の表面温度はバックロール１２よりも高い温度に設定する。
【００１６】
このトナー材料混練装置１０は、フロントロール１１及びバックロール１２のロール長さ方向一端側の上方に設けられたトナー材料供給部１３を備えている。
【００１７】
トナー材料供給部１３は、ホッパに投入されたトナー材料混合物を材料供給口１３ａから連続してフロントロール１１とバックロール１２とのロール間に供給可能となっている。
【００１８】
このトナー材料混練装置１０は、フロントロール１１のロール長さ方向他端側の下方の前側、つまり、バックロール１２側とは反対側に設けられた樹脂混練物回収部１４を備えている。
【００１９】
図３〜５は、樹脂混練物回収部１４を示す。
【００２０】
樹脂混練物回収部１４は、カッター１５とスクレーパー１６とコンベヤベルト１７とを有する。
【００２１】
カッター１５は、例えば金属製の細長平板の先端に幅方向に傾斜するように刃が形成されており、その刃がフロントロール１１の外周面のロール周方向に沿うように当接して設けられている。
【００２２】
スクレーパー１６は、例えば金属製の矩形平板状に形成されており、その側縁がカッター１５の外側側面に当接すると共に、先端縁がフロントロール１１の外周面のロール長さ方向に沿うように当接して設けられている。
【００２３】
後述の樹脂混練物Ｒのカッター１５及び／又はスクレーパー１６への粘着付着を抑止する観点からは、カッター１５及び／又はスクレーパー１６は付着防止表面処理が施されていることが好ましい。付着防止表面処理としては、例えば、アルバックテクノ株式会社のニフグリップ（登録商標）のように無電解ニッケルとＰＴＦＥとを表面に密着させる処理や日本フッソ工業株式会社のＥＣシリーズのようにフッ素樹脂を表面にコーティングする処理が挙げられる。
【００２４】
コンベヤベルト１７は、フロントロール１１とスクレーパー１６との当接部の下方に一端部が位置付けられると共に、フロントロール１１から前方に延びるように設けられている。
【００２５】
なお、トナー材料混練装置１０には、その他に、フロントロール１１及びバックロール１２のロール長さ方向一端側に、落下材料を搬送ベルトでロール上に戻すためのベルト搬送部が設けられていてもよい。
【００２６】
＜気流吹付装置＞
気流吹付装置２０は、図示しない気流供給源と気流供給管２１とノズル２２とで構成されている
気流供給源は、例えば、コンプレッサ等で構成されている。
【００２７】
気流供給管２１は、気流供給源からトナー材料混練装置１０の樹脂混練物回収部１４に向かって延びるように設けられている。
【００２８】
ノズル２２は、気流供給管２１の先端に取り付けられ、吹出口がフロントロール１１とスクレーパー１６との接触部の斜め下方であって、その接触部に対向して位置付けられるように設けられている。好ましくは、ノズル２２は、吹出口がフロントロール１１とカッター１５とスクレーパー１６との接触点の斜め下方であって、その接触点に対向して位置付けられるように設けられているのがよい。ノズル２２は、丸吹パターンのものでも、平吹パターンのものでもいずれでもよい。
【００２９】
気流供給管２１及びノズル２２としては、例えば、扶桑精機株式会社の軟質エアガン（商品名：クールダンボ（登録商標）、スネークジェット）等で構成することができる。
【００３０】
（トナーの製造方法）
このトナー材料混練システムＳを用いたトナーの製造方法について説明する。
【００３１】
＜予備配合工程＞
結着樹脂、着色剤及び離型剤等の原料を計量してトナー材料を予備配合する。
【００３２】
結着樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。そして、結着樹脂として、これらのうち１種又は２種以上を用いる。
【００３３】
着色剤としては、トナー用着色剤として用いられている染料や顔料等であり、例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンＦＧ、プリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンＢ 、ローダミン−Ｂベース、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド１４６ 、ソルベントブルー３５、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾエロー等が挙げられる。そして、着色剤として、これらのうち１種又は２種以上を用いる。着色剤の配合量は、結着樹脂１００質量部に対して、１〜１５質量部とすることが好ましく、２〜１０質量部とすることがより好ましい。
【００３４】
離型剤としては、例えば、カルナバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャートロプッシュなどの合成ワックス、モンタンワックスなどの石炭系ワックス、アルコール系ワックス、エステル系ワックス等が挙げられる。そして、ワックスとして、これらのうち１種又は２種以上を用いる。ワックスの配合量は、結着樹脂１００質量部に対して、１〜１５質量部とすることが好ましく、２〜１０質量部とすることがより好ましい。
【００３５】
トナー材料の原料としては、その他に、荷電制御剤、流動性向上剤、導電性調整剤、体質顔料、繊維状物質などの補強充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、クリーニング性向上剤等の添加剤を適宜含有させてもよい。
【００３６】
＜セッティング工程＞
トナー材料混練装置１０のセッティングを行う。
【００３７】
具体的には、フロントロール１１とバックロール１２との間隔を設定する。この間隔は、０．１〜１０ｍｍに設定することが好ましく、０．１〜３ｍｍに設定することがより好ましい。なお、フロントロール１１とバックロール１２との間隔は、必ずしもロール長さ方向で一定である必要はない。
【００３８】
フロントロール１１及びバックロール１２のいずれもが上から下へと内向きにそれぞれ所定回転数で回転するようにそれぞれの回転方向及び回転数を設定する。前者の回転数は、６０〜１００ｒｐｍに設定することが好ましく、６０〜８０ｒｐｍに設定することがより好ましい。後者の回転数は、２０〜６０ｒｐｍに設定することが好ましく、４０〜５０ｒｐｍに設定することがより好ましい。なお、樹脂混練物Ｒを前者に巻き付かせるために、フロントロール１１の回転数／バックロール１２の回転数＝１０／９〜１０／１として、後者よりも前者の回転数を高く設定する。
【００３９】
フロントロール１１及びバックロール１２のそれぞれのロール表面の温度を所定温度に設定する。トナー材料の構成によって異なるが、前者の温度は、１００〜１８０℃に設定することが好ましく、１００〜１５０℃に設定することがより好ましい。後者の温度は、２０〜９５℃に設定することが好ましく、３０〜８５℃に設定することがより好ましい。なお、樹脂混練物Ｒを前者に巻き付かせるために、後者よりも前者の温度を高く設定する。
【００４０】
＜混練工程＞
トナー材料混練装置１０及び気流吹出装置２０を稼働させる。
【００４１】
トナー材料混練装置１０のトナー材料をホッパに投入すると、トナー材料が予備混合され、それが材料供給口１３ａから回転するフロントロール１１及びバックロール１２のロール間に連続供給される。材料供給口１３ａからの単位時間当たりのトナー材料混合物の供給量は、トナー材料混練装置１０のスケールや機種等により一概には定まらない。
【００４２】
フロントロール１１及びバックロール１２のロール間では、トナー材料混合物が加熱されて樹脂成分が溶融すると共に混練されて樹脂混練物Ｒに形成される。
【００４３】
樹脂混練物Ｒはフロントロール１１に巻き付き、ロール長さ方向他端側に向かって連続して送られる。
【００４４】
ロール長さ方向他端側では、フロントロール１１に巻き付いた樹脂混練物Ｒが、フロントロール１１の回転に伴って最下部を通過した後にカッター１５によって帯状に切り出される。
【００４５】
帯状に切り出された樹脂混練物Ｒは、切り出し直後にスクレーパー１６によってフロントロール１１から剥がされる。
【００４６】
そして、このとき、気流吹付装置２０のノズル２２よりフロントロール１１から剥がれた帯状の樹脂混練物Ｒとスクレーパー１６との間に向かって気流が吹き付けられる。このように、帯状の樹脂混練物Ｒとスクレーパー１６との間に向かって気流を吹き付けることにより、帯状の樹脂混練物Ｒがスクレーパー１６に粘着付着して滞留することがなく、後述するように帯状の樹脂混練物Ｒを形態そのままで連続して回収することができる。
【００４７】
この気流の吹き付けは、帯状の樹脂混練物Ｒのカッター１５への粘着付着も防止する観点から、帯状の樹脂混練物Ｒとスクレーパー１６との間におけるカッター１５側に向けて行うことが好ましい。
【００４８】
ノズル２２先端とスクレーパー１６先端との距離は０．３〜３０ｃｍが好ましく、１〜２０ｃｍがより好ましい。
【００４９】
気流の平均流速は、帯状の樹脂混練物Ｒのスクレーパー１６への粘着付着を効果的に防止する観点から、５０〜１０００ｍ／ｓとすることが好ましく、２００〜５００ｍ／ｓとすることがより好ましい。ここでの気流の平均流速とは、気流吹付装置２０のノズル２２出口での平均流速Ｖ（ｍ／ｓ）をいう。平均流速Ｖは下記式より計算することができる。
Ｖ＝Ｑ／Ａ
ここに、Ｑは気流の風量（ｍ３／ｓ）、Ａはノズル２２の出口断面積（ｍ２）である。
【００５０】
気流の温度は特に限定されないが、圧延冷却器で均一な冷却を行うために必要により加熱した気流を用いてもよい。加熱した気流の温度は例えば、５０〜１００℃、フロントロール１１の樹脂混練物回収側表面温度±５０℃の範囲、樹脂混練物Ｒの融点以上の温度、等から適宜選択すればよい。
【００５１】
なお、気流に用いる気体は、空気、窒素、その他特に限定されるものではない。
【００５２】
スクレーパー１６によりフロントロール１１から剥がされた帯状の樹脂混練物Ｒは、スクレーパー１６に粘着付着することなく、下方に落ちてコンベヤベルト１７に載せられて搬送され、図示しない圧延冷却器に通されて、冷却物として連続して回収される。また、樹脂混練物Ｒはコンベヤベルトを介さずに直接、圧延冷却器に供給されてもよい。
【００５３】
＜製品化工程＞
以上のようにして回収された帯状の樹脂混練物Ｒは、粉砕及び分級された後にシリカ等により表面処理が施され、そして、篩にかけられた後、ケースに充填されて複写機等のトナーカートリッジとされる。
【実施例】
【００５４】
（実施例１）
各々、温度調節機能を有するフロントロール及びバックロールを備えた上記実施形態と同様の構成のオープンロール型連続式のトナー材料混練装置（三井鉱山（株）社製  商品名：ニーデックス  各ロール径０．３２ｍ、ロール全長１．８ｍ）を用いてトナー材料混合物を混練した。このとき、トナー材料混合物は混練されて樹脂混練物となり、それがフロントロールに巻き付いてロール長さ方向に送られた。なお、フロントロールのロール表面の一端側（トナー材料供給側）の温度を１５０℃、他端側（樹脂混練物回収側）の温度を１００℃、回転速度を毎分７５回転にそれぞれ設定した。バックロールのロール表面の温度を３５℃、回転速度を毎分５０回転にそれぞれ設定した。材料供給口からトナー材料混合物を６０ｋｇ／ｈの割合で供給した。トナー材料混合物として、ポリエステル樹脂（ガラス転移点（Ｔｇ）：６０℃  融点（Ｔｍ）：１２７℃）と、このポリエステル樹脂１００質量部に対して、銅フタロシアニン顔料（C.I.Pigment Blue 15:3）３質量部、離型剤（加藤洋行社製  カルナバワックス）６質量部、及び電荷調整剤（オリエント化学工業社製  商品名：ボントロンＥ−８４）３質量部をヘンシェルミキサーを用いて５分間混合したものを用いた。
【００５５】
そして、フロントロールに巻き付いて送られてくる樹脂組成物をカッターで帯状に連続的に切り出すと共に、その帯状の樹脂混練物をスクレーパーでフロントロールから剥がした。この際、帯状の樹脂混練物とスクレーパーとの間におけるカッターとスクレーパーとの接触点側に向かってノズルから気流を、温度６０℃、平均流速３５０ｍ／ｓで吹き付けた。このとき、フロントロールから剥がされた帯状の樹脂混練物は、スクレーパーに粘着付着して滞留することがなく、連続して下方に落下した。
【００５６】
下方に落下した帯状の樹脂混練物をコンベヤベルトに載せて搬送し、図示しない圧延冷却器に通して回収した。樹脂混練物は、安定した厚みで冷却され、安定した冷却履歴で連続して回収することができた。
【００５７】
以上のようにして回収した帯状の樹脂混練物を粉砕及び分級した後にシリカにより表面処理を施し、重量平均粒径８μｍのトナーを得た。
【００５８】
得られたトナーを市販のフルカラープリンターに実装し、ベタ画像をＡ４サイズの試験紙に連続して印刷した。その結果、２万枚を印刷した後も印刷面には白スジも濃度ムラも見られず、印刷耐久性に優れていた。
【００５９】
（比較例）
気流を吹き付けなかったことを除いて実施例と同様にしてトナーを得た。なお、フロントロールから剥がされた帯状の樹脂混練物は、カッター及びスクレーパーに粘着付着して滞留し、ある程度の重量が溜まると塊となって断続的に下方に落下した。そのため、下方に落下した塊状の樹脂混練物をコンベヤベルトに載せて搬送し、圧延冷却器に通して回収した。樹脂混練物は、部分的には塊状の形態で回収され、安定した厚みで冷却されなかったことから冷却履歴の安定しない冷却物となった。
【００６０】
以上のようにして回収した不揃いの樹脂混練物を粉砕及び分級した後にシリカにより表面処理を施し、重量平均粒径８μｍのトナーを得た。
【００６１】
得られたトナーを市販のフルカラープリンターに実装し、ベタ画像をＡ４サイズの試験紙に連続して印刷した。その結果、５千枚目を印刷したときには印刷面に白スジと濃度ムラとが見られ、印刷耐久性に欠けていた。これは、塊状の形態で回収された樹脂混練物は、圧延冷却が不均一となって冷却履歴にばらつきが生じたためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、トナーの製造方法及びそれに用いるトナー材料混練システムについて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施形態に係るトナー材料混練システムの模式的な正面図である。
【図２】実施形態に係るトナー材料混練システムの模式的な側面図である。
【図３】樹脂混練物回収部の模式的な正面図である。
【図４】図３における矢視Ａの図である。
【図５】図３における矢視Ｂの図である。
【符号の説明】
【００６４】
Ｓ  トナー材料混練システム
１０  トナー材料混練装置
１１  フロントロール
１２  バックロール
１５  カッター
１６  スクレーパー
２０  気流吹付装置
２２  ノズル
【図１】
2008158038.tif 000003
【図２】
2008158038.tif 000004
【図３】
2008158038.tif 000005
【図４】
2008158038.tif 000006
【図５】
2008158038.tif 000007