(57)【要約】【課題】小粒径トナーであっても、分級効率が低下することなく、シャープな粒度分布を有するトナーを製造し得る方法を提供すること。【解決手段】分級室内に、案内板の下面と分級板の上面とが上下に対向するように案内板と分級板とが間隙を介して上下に設けられ、該案内板の下面の少なくとも一部が中心に向けて高くなるように傾斜角を有してなり、該分級板の上面は中心に向けて高くなる傾斜角を有すると共にその中央部が開口して微粉排出口に連通し、該分級板の外周部の外側が粗粉排出口に連通してなる気流分級機であって、前記分級板の上面の傾斜角Ａが前記案内板の下面の傾斜角Ｂよりも大きいことを特徴とする気流分級機。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
分級室内に、案内板の下面と分級板の上面とが上下に対向するように案内板と分級板とが間隙を介して上下に設けられ、該案内板の下面の少なくとも一部が中心に向けて高くなるように傾斜角を有してなり、該分級板の上面は中心に向けて高くなる傾斜角を有すると共にその中央部が開口して微粉排出口に連通し、該分級板の外周部の外側が粗粉排出口に連通してなる気流分級機であって、前記分級板の上面の傾斜角Ａが前記案内板の下面の傾斜角Ｂよりも大きいことを特徴とする気流分級機。
【請求項２】
傾斜角Ａと傾斜角Ｂの差が５°以上である請求項１記載の気流分級機。
【請求項３】
傾斜角Ａが３０〜４０°である請求項１又は２記載の気流分級機。
【請求項４】
案内板の下面の中心部に下方に向けて頂点を有する円錐部を設けてなる請求項１〜３いずれか記載の気流分級機。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか記載の気流分級機により、トナーを分級する工程を有する、トナーの製造方法。
【請求項６】
得られるトナーの平均粒径が７μｍ以下である請求項５記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられるトナー等の粉体を分級するために用いられる気流分級機及び該気流分級機を用いたトナーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、気流分級機には、原料供給口から供給した粉体を分級機内の気流に乗せて旋回しつつ下降させるための案内板と、旋回により遠心分離した微粉と粗粉を、それぞれの排出口から排出するための分級板とが設けられている。かかる気流分級機において、分級により得られるトナーの平均粒径は、気流の旋回速度等により調整されることが知られているが、分級により得るべきトナーの粒径が小さい程、分級効率は低下し、粒度分布はブロードになる。
【０００３】
一方、案内板と分級板に対する試みとしては、案内板の下面の傾斜角を分級板の上面の傾斜角よりも大きくした気流分級機が、特開平１１−１３８１０３号公報に提案されている。しかしながら、かかる公報に記載の発明の課題は、回収した微粉の粒度分布曲線と粗粉の粒度分布曲線の交点での粒子径を指す分級点を低下させることにあり、分級効率を向上させるものではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、小粒径トナーであっても、分級効率が低下することなく、シャープな粒度分布を有するトナーを製造し得る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】
本発明は、
（１）　分級室内に、案内板の下面と分級板の上面とが上下に対向するように案内板と分級板とが間隙を介して上下に設けられ、該案内板の下面の少なくとも一部が中心に向けて高くなるように傾斜角を有してなり、該分級板の上面は中心に向けて高くなる傾斜角を有すると共にその中央部が開口して微粉排出口に連通し、該分級板の外周部の外側が粗粉排出口に連通してなる気流分級機であって、前記分級板の上面の傾斜角Ａが前記案内板の下面の傾斜角Ｂよりも大きいことを特徴とする気流分級機、並びに
（２）　前記（１）記載の気流分級機により、トナーを分級する工程を有する、トナーの製造方法
に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の気流分級機の態様を、図１に示す気流分級機の概略断面図に基づいて説明する。なお、図１に示す気流分級機は本発明の実施態様の一つであり、本発明は図示された分級機に限定されるものではない。
【０００７】
本発明の気流分級機は、分級室１内に、案内板２の下面と分級板３の上面とが上下に対向するように案内板２と分級板３とが間隙を介して上下に設けられている。案内板２の下面の少なくとも一部は中心に向けて高くなるように傾斜角を有しており、分級板３の上面は中心に向けて高くなる傾斜角を有すると共にその中央部が開口して微粉排出口４に連通し、分級板３の外周部の外側が粗粉排出口５に連通している。原料供給口６から供給された粉体は、原料供給口６から共に分散室７内に導入される高速気流に乗って、案内板２の上面に沿って旋回しつつ下降し、分級板３の上部に到達する。遠心分離により、微粉は分級板３の中央部に導入され、開口部８から微粉排出口４に吸引流入され、粗粉は分級板３の外周部の外側を旋回し、粗粉排出口５から排出される。
【０００８】
本発明は、分級板の上面の傾斜角Ａが案内板の下面の傾斜角Ｂよりも大きい点に１つの特徴を有する。一般に、分級板の上面と案内板の下面の傾斜角は、同一角に設定されたものが広く使用されているが、この場合、分級板上面の気流の強さは、分級板上面の外周下端９付近から、中心部にかけて一定している。しかしながら、本発明の気流分級機では、分級板の上面の傾斜角Ａが案内板の下面の傾斜角Ｂよりも大きく調整されているために、分級板上面の外周下端９付近では弱い気流が流れ、中心部に近づく程強い気流が流れるため、粗粉は中心部に流入しにくく、一方、一旦中心部に流入した微粉はより高い確率で開口部８から微粉排出口４に吸引される。これにより、本発明の気流分級機を用いることにより、微粉の分級効率が飛躍的に向上する。なお、傾斜角Ａ及び傾斜角Ｂとは、図１に図示するように、いずれも水平面に対する角度をいう。
【０００９】
傾斜角Ａと傾斜角Ｂの差は、５°以上が好ましく、１０°以上がより好ましい。また、傾斜角Ａは、３０〜４０°が好ましい。
【００１０】
さらに、分級効率の向上の観点から、案内板の下面の中心部に下方に向けて頂点を有する円錐部１０が設けられているのが好ましい。かかる円錐部が設けられていることにより、旋回しながら分級板の中心部に導入された粉体が、該円錐部に沿って下降することにより確実に開口部８に吸引され易くなる。
【００１１】
気流分級機では、気流の旋回速度により、目標とするトナーの分級径が適宜設定されるが、例えば、分級板における粉体の旋回速度を高め、より小粒径のトナーの分級効率を高めるために、分級板周囲の壁面に二次気流を導入するためのルーバー１１が設けられていてもよい。ルーバーは任意の角度に調整することができ、分級板上を旋回する粉体の旋回方向に向けて、二次気流を導入することができる。
【００１２】
本発明では、さらに、本発明の気流分級機により、トナーを分級する工程を有するトナーの製造方法を提供する。
【００１３】
本発明のトナーの製造方法は、本発明の気流分級機を用いた分級工程を有する方法であれば特に限定されないが、例えば、結着樹脂、着色剤等の原料をヘンシェルミキサー等の混合機で混合した原料混合物を、密閉式ニーダー、２軸押出機、オープンロール型混練機等で溶融混練し、冷却した後、得られた原料組成物を粉砕し、分級する方法が挙げられる。なお、分級は、粗粉と微粉とを別々に除去する複数の分級工程からなる多段分級であってもよい。
【００１４】
本発明に用いられる結着樹脂としては、ポリエステル、スチレン−アクリル樹脂等のビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、２種以上の樹脂成分が部分的に化学結合したハイブリッド樹脂等が挙げられ、特に限定されないが、これらの中では、ポリエステル及びポリエステル成分とビニル系樹脂成分とを有するハイブリッド樹脂が好ましく、ポリエステルがより好ましい。ポリエステルもしくはハイブリッド樹脂の含有量又は両者が併用されている場合にはそれらの総含有量は、結着樹脂中、好ましくは５０〜１００重量％、より好ましくは８０〜１００重量％、特に好ましくは１００重量％である。
【００１５】
本発明に用いられる着色剤としては、トナー用着色剤として用いられている染料、顔料等のすべてを使用することができ、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、ブ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、これらは単独で又は２種以上を混合して用いることができ、本発明により製造するトナーは、黒トナー、カラートナー、フルカラートナーのいずれであってもよい。着色剤の配合量は、結着樹脂１００重量部に対して、１〜４０重量部が好ましく、３〜１０重量部がより好ましい。
【００１６】
さらに、離型剤、荷電制御剤、導電性調整剤、体質顔料、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤等の添加剤を、適宜用いてもよい。
【００１７】
なお、原料混合物を溶融混練後、冷却して得られた原料組成物は、予め、ロートプレックスやアトマイザー等を用いて、３ｍｍ以下程度に粗砕することが好ましい。更に粗砕した後に無機微粒子と混合し、分級を行うことが好ましい。
【００１８】
無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化亜鉛等の無機酸化物が好ましく、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。これらのなかでは、トナーの小粒径化および流動性確保の観点から、シリカが好ましい。
【００１９】
シリカは、流動性をより向上させる観点から、疎水化処理された疎水性シリカであるのが好ましい。疎水化の方法は特に限定されず、疎水化処理剤としては、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、シリコーンオイル、メチルトリエトキシシラン等が挙げられるが、これらの中ではヘキサメチルジシラザンが好ましい。疎水化処理剤の処理量は、無機微粒子の表面積当たり１〜７ｍｇ／ｍ２　が好ましい。
【００２０】
無機微粒子の平均粒子径は、トナー表面への埋め込み防止の観点から、０．００１μｍ以上、好ましくは０．００５μｍ以上であることが望ましく、流動性確保および感光体破損防止の観点から、１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下であることが望ましい。従って、無機微粒子の平均粒子径は、０．００１〜１μｍが好ましく、０．００５〜０．１μｍがより好ましい。なお、ここでの平均粒子径は、体積平均粒子径である。
【００２１】
原料組成物と無機微粒子との混合は、例えば、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の高速攪拌可能な混合機によって行なうことができる。
【００２２】
無機微粒子の配合量は、適度な流動性を確保する観点から、原料組成物１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部が好ましく、０．５〜５重量部がより好ましい。
【００２３】
本発明により得られるトナーの平均粒径が小さいほど、特に平均粒径が７μｍ以下、好ましくは５〜６．５μｍのトナーを製造する場合に、本発明の気流分級機による効果がより顕著に発揮され、効率よくトナーを製造することができる。なお、本発明において、トナーの平均粒径とは、体積平均粒径を指す。
【００２４】
【実施例】
〔軟化点〕
高化式フローテスター（島津製作所製、ＣＦＴ−５００Ｄ）を用い、樹脂の半分が流出する温度を軟化点とする（試料：１ｇ、昇温速度：６℃／分、荷重：１．９６ＭＰａ、ノズル：１ｍｍφ×１ｍｍ）。
【００２５】
〔ガラス転移点〕
示差走査熱量計（セイコー電子工業社製、ＤＳＣ２１０）を用いて昇温速度１０℃／分で測定する。
【００２６】
〔酸価及び水酸基価〕
ＪＩＳ　Ｋ００７０の方法により測定する。
【００２７】
樹脂製造例
ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン３５０ｇ、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン９７５ｇ、テレフタル酸２９９ｇ、トリメリット酸２ｇ及び酸化ジブチル錫４ｇの混合物を、窒素雰囲気下、２３０℃で、軟化点が１１３℃に達するまで反応させて、白色の固体として樹脂Ａを得た。樹脂Ａのガラス転移点は６６℃、軟化点は１１３℃、酸価は６．０ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価は３９．２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【００２８】
実施例１
樹脂Ａ　１００重量部、着色剤「パーマネントカーミン３８１０」（山陽色素社製）４．５重量部、離型剤「カルナバワックス」（加藤洋行社製）７．０重量部及び荷電制御剤「ボントロンＰ−５１」（オリエント化学工業社製）２．０重量部を、ヘンシェルミキサーにより予備混合した後、二軸押出機により溶融混練した。得られた溶融混練物を冷却し、粉砕機「ロートプレックス」（ホソカワミクロン社製）により、０．１〜２ｎｍ程度に粗砕した。
【００２９】
得られた粗砕物を、３．０ｋｇ／ｈの供給量で、衝突板式ジェットミル（日本ニューマチック社製、Ｉ型）に供給し、０．５Ｍｐの粉砕圧で粗砕した。
【００３０】
粗砕物を、上限分級１段目、上限分級２段目及び下限分級からなる多段分級に供し、上限分級１段目では、気流分級機（日本ニューマチック社製、ＤＳ型、傾斜角Ａ＝２４°、傾斜角Ｂ＝２４°）と、上限分級２段目及び下限分級では、気流分級機（日本ニューマチック社製、ＤＳ型、案内板の下面の傾斜角Ｂ：２４°）の分級板の上面の傾斜角Ａを３４°に改造した装置を用い、トナーを分級した。ここで、上限分級とは粗粉を除去する分級、下限分級とは微粉を除去する分級をそれぞれ指す。コールター社のマルチサイザーＩＩにより測定した、分級後におけるトナーの粒度分布及び分級収率を表１に示す。ここで、分級収率とは、投入した粗砕物に対する得られたトナー量の割合をいう。
【００３１】
比較例１
気流分級機（日本ニューマチック社製、ＤＳ型）の分級板の上面の傾斜角Ａを改造せず、２４°のままで、上限分級２段目及び下限分級に用いた以外は、実施例１と同様にして、トナーを得た。分級後におけるトナーの粒度分布及び分級収率を表１に示す。なお、原料粗砕物の平均粒径は実施例１とほぼ同じであった。
【００３２】
【表１】
2004066181.tif 000002
【００３３】
以上の結果より、実施例と比較例で得られたトナーの平均粒径は、ほぼ同じであるにもかかわらず、実施例では、微粉や粗粉の含有量が少なく、シャープな粒度分布を有するトナーが、高収率で得られていることが分かる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の気流分級機を用いることにより、小粒径トナーであっても、分級効率が低下することなく、シャープな粒度分布を有するトナーを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の気流分級機の概略断面図を示す。
【符号の説明】
１　分級室
２　案内板
３　分級板
４　微粉排出口
５　粗粉排出口
６　原料供給口
７　分散室
８　開口部
９　分級板上面の外周下端
１０　円錐部
１１　ルーバー
Ａ　分級板の上面の傾斜角
Ｂ　案内板の下面の傾斜角
【図１】
2004066181.tif 000003