(57)【要約】【課題】  離型剤の離型性が作用する事なく、また、結着樹脂の加熱ロール表面上での溶融状態も低粘度でなく、原料混合物が加熱ロールに巻き付いた状態で混練され、ロール下への落下が少ない電子写真記録用トナーの製造方法を提供する。【解決手段】  結着樹脂、着色剤、離型剤を含有した原料混合物を溶融混練し、混練物を粉砕分級して製造する方法において、結着樹脂の溶融温度Ｔｍ［℃］が１００≦Ｔｍ≦１４０、オープンロール型連続混練機を使用し、原料混合物供給側のギャップＤＩ［ｍｍ］がＤＩ≦１．００、加熱ロールと冷却ロールとの中心間を結んだ直線と、加熱ロール、冷却ロールの中心から垂直方向にそれぞれ半径×１／２だけ上方にシフトした各２点間を結んだ直線とで囲まれた加熱ロール、冷却ロール間の隙間の断面積をＡ［ｍｍ２］、加熱ロールの原料供給側温度Ｔｓ［℃］、原料混合物供給量Ｓ［ｋｇ／ｈ］として、式（１）を満足する設定する。１５≦Ａ×（Ｔｓ−２５）／（Ｔｍ×Ｓ）≦３２    ・・・（１）【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有した原料混合物を溶融混練し、得られた混練物を粉砕分級して電子写真記録用トナーを製造する方法において、
前記原料混合物中の結着樹脂の溶融温度Ｔｍ［℃］が、１００≦Ｔｍ≦１４０であり、また、前記溶融混練にオープンロール型連続混練機を使用し、該混練機の原料混合物供給側のギャップＤＩ［ｍｍ］がＤＩ≦１．００であり、そして、該混練機の原料供給側において、加熱ロールと冷却ロールとの中心間を結んだ直線と、加熱ロール、冷却ロールの中心から垂直方向にそれぞれ半径×１／２だけ上方にシフトした各の２点間を結んだ直線とで囲まれた加熱ロール、冷却ロール間の隙間の断面積をＡ［ｍｍ２］、加熱ロールの原料供給側の温度をＴｓ［℃］、原料混合物供給量をＳ［ｋｇ／ｈ］として、下記の式（１）を満足するように設定してトナーを製造する事を特徴とする電子写真記録用トナーの製法。
１５≦Ａ×（Ｔｓ−２５）／（Ｔｍ×Ｓ）≦３２    ・・・（１）
【請求項２】
上記着色剤が、原料混合物１００重量部に対し、４〜１２重量部である請求項１記載の電子写真記録用トナーの製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真記録用トナーの製法であり、電子写真プロセスにより被記録媒体上に画像形成を行う場合に、記録媒体として用いられる電子写真記録用トナー、及び該トナーを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真記録用トナー（以下、単に「トナー」と略す）の製造方法として、粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法などがよく知られており、それぞれ様々な方面から多種多様の方法が考案され、開示されてきた。
【０００３】
粉砕法の一例としてオープンロール型連続混練機を用いてトナーを製造する方法は、一般的に、ミキサー等の混合機を用いて、あらかじめ結着樹脂、着色剤等を予備混合しておき、この混合により得られた原料混合物をオープンロールで溶融混練を行った後、そこで得られた混練物を粉砕分級して所望の粒度分布を有するトナーを得る事ができる。
【０００４】
前記のオープンロール型混練機で、溶融混練時の混練物の温度については、特許文献１に開示されている様に、混練物の温度範囲を、結着樹脂の溶融温度をＴｍとして、Ｔｍ−２０℃〜Ｔｍ＋２０℃としている。このように温度範囲を設定する事により、混練中に混練物内のワックスが凝集せず、強い混練力で混練する事ができ、トナー中のワックスの分散性が上がるという効果がある。
【０００５】
しかしながら、該オープンロール型混練機は、閉鎖型である二軸押出方式の混練機等とは異なり、開放型の混練機である為、混練中の混練物の温度は、該混練機周辺の環境（温度、湿度等）による影響を受けやすい。具体的に一例をあげると、該混練機周辺の温度変化により、混練中の混練物の温度が上下し、混練物の溶融状態も変化する。この溶融状態は、該混練機周辺の湿度変化によっても、変化する。また、該混練機の装置条件や、混練中の混練物自体の物性、更には、測定部位によっても、混練中の混練物の温度が異なる。
【０００６】
従って、従来例の様に、該混練機を使用する場合の最適な混練条件を、混練物の温度で規定すると、常に、精度の良い混練物が得られないという課題がある。また、たとえ混練物の温度が等しくなる様に装置側で制御を行ったとしても、混練物の混練状態は異なる事があり、所望の混練状態を有する混練物が得られない場合がある。
【特許文献１】特開２０００−７５５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされるものであり、その目的とするところは、該オープンロール型混練機を使用した最適な混練条件として、混練中の混練物の温度で規定せず、該オープンロール型混練機の構造に関わる両ロール間の隙間の断面積等の、周辺環境の影響を受けない条件で規定する事によって、この周辺環境の影響を排除して、一連の混練工程の精度を高める。そして、混練中の結着樹脂の溶融状態が良好で、トナーの生産性が高く、トナー中に含まれる結着樹脂中の着色剤の分散性が優れ、常に、混練状態が良いトナーを製造する方法を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する為に、本発明のトナーの製造方法は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有した原料混合物を溶融混練し、得られた混練物を粉砕分級してトナーを製造する方法において、前記原料混合物中の結着樹脂の溶融温度Ｔｍ［℃］が、１００≦Ｔｍ≦１４０であり、また、前記溶融混練にオープンロール型連続混練機を使用し、該混練機の原料混合物供給側のギャップＤＩ［ｍｍ］が、ＤＩ≦１．００であり、そして、該混練機の原料供給側において、加熱ロールと冷却ロールとの中心間を結んだ直線と、加熱ロール、冷却ロールの中心から垂直方向にそれぞれ半径×１／２だけ上方にシフトした各の２点間を結んだ直線とで囲まれた加熱ロール、冷却ロール間の隙間の断面積をＡ［ｍｍ２］、加熱ロールの原料供給側の温度をＴｓ［℃］、原料混合物供給量をＳ［ｋｇ／ｈ］とすると、下記の式（１）を満足するように設定してトナーを製造する事を特徴とする。
１５≦Ａ×（Ｔｓ−２５）／（Ｔｍ×Ｓ）≦３２    ・・・（１）
【０００９】
また、本発明は、上記着色剤が、原料混合物１００重量部に対し、４〜１２重量部であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、以下に示す効果がある。
少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有した原料混合物を溶融混練し、得られた混練物を粉砕分級してトナーを製造する方法において、該原料混合物中の結着樹脂の溶融温度Ｔｍ［℃］が、１００≦Ｔｍ≦１４０であり、また、上記の溶融混練にオープンロール型連続混練機を使用し、該混練機の原料混合物供給側のギャップＤＩ［ｍｍ］が、ＤＩ≦１．００であるとき、該混練機の原料供給側において、加熱ロールと冷却ロールとの中心間を結んだ直線と、加熱ロール、冷却ロールの中心から垂直方向にそれぞれ半径×１／２だけ上方にシフトした各の２点間を結んだ直線とで囲まれた加熱ロール、冷却ロール間の隙間の断面積をＡ［ｍｍ２］、加熱ロールの原料供給側の温度をＴｓ［℃］、原料混合物供給量をＳ［ｋｇ／ｈ］とすると、下記の式（１）を満足するように設定してトナーを製造する事を特徴としている。
１５≦Ａ×（Ｔｓ−２５）／（Ｔｍ×Ｓ）≦３２    ・・・（１）
【００１１】
従って、上記のＡ×（Ｔｓ−２５）／（Ｔｍ×Ｓ）の値が式（１）の範囲内であれば、加熱ロールの原料供給側設定温度より発生する加熱ロール表面の熱量により、離型剤が結着樹脂と同時に加熱ロール上で溶融する為、離型剤の離型性が作用する事なく、また、結着樹脂の加熱ロール表面上での溶融状態も低粘度でなく、良好である。従って、上記の混練機に供給された原料混合物が加熱ロールに巻き付いた状態で混練され、ロール下への落下が少ない。また、結着樹脂中に着色剤が均一に分散した混練物を生成する事ができ、この混練物を粉砕分級して製造したトナーは、その可視光領域における着色剤の最大透過率が高いという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は、本発明に係わるオープンロール型連続混練機（以下、「オープンロール」と略す）の一例を示す図である。
【００１３】
本発明においては、混練の前に、結着樹脂、着色剤等をあらかじめ所定量計量して、Ｑ型ミキサー、ヘンシェルミキサー等を使用して予備混合を行う。本発明における予備混合は、Ｑ型ミキサー（有効容量：２０リットル）を使用し、計量した結着樹脂、着色剤等をそれぞれミキサー内に投入して、以下の運転条件により、予備混合を行った。
・運転条件：羽根回転数２０００回転／分。
・予備混合時間：１０分。
・予備混合用材料投入量（１回あたり）：５．０ｋｇ。
【００１４】
予備混合の後、ホッパ部１と内部にらせん状のスクリューが内蔵されたスクリュー部２で構成されるテーブルフィーダーにより、オープンロールへ混練対象となる、例えば、結着樹脂と着色剤からなる前記の予備混合物を供給する。本発明のオープンロールは、加熱ロール３と冷却ロール４の２本に平行に近接して配置された円筒状のロールで構成されるものである。前記の予備混合物は、まずホッパ部１に投入され、その後、スクリュー部２を介して、この両ロール間へ矢印２−ａの方向より前記の予備混合物を供給する。
【００１５】
加熱ロール３と冷却ロール４は、それぞれ２つの矢印５の方向に互いに逆向きとなるように回転し、加熱ロール３内には、オイル等の加熱媒体を、また、冷却ロール４内には、水等の冷却媒体をそれぞれ通す事により、温度調整を行っている。この温度調整は、ロールごとに、予備混合物供給側と混練物排出側でそれぞれ行う事ができる。なお、加熱ロール３と冷却ロール４には、それぞれ、表面にらせん状の溝ａ、溝ｂが形成されたロールを使用したが、溝がないロールを使用しても構わない。
【００１６】
オープンロールに供給された予備混合物は、供給された地点付近で滞留する。そして、オープンロールの回転により、順次、この滞留物が、加熱ロール３の加熱や、混練の摩擦等による発熱により、溶融して加熱ロール３に巻きつく。そして、加熱ロール３に巻きつきながら、両ロールによる圧力により、結着樹脂内に着色剤が練りこまれて混練され、供給量が増えていくと順次、排出側の方に移動する。そして、排出口に取り付けられている円形状の金属製ストリップカッター６により、加熱ロール３に巻きついた混練物の切断が行われる。切断後に、矢印６−ａの方向に排出され、回収ボックス７内に混練物が回収される。
【００１７】
本発明の実施の形態に用いたオープンロールの仕様、及び、運転条件を以下に示す。
○オープンロール型連続混練機：ロール外径０．１２〔ｍ〕、０．１４〔ｍ〕、０．３２〔ｍ〕、有効ロール長０．８〔ｍ〕。
・運転条件：高回転側ロール（前［加熱］ロール）回転数７５回転／分、低回転側ロール（後［冷却］ロール）回転数６０回転／分、両ロール間ギャップ［供給側］０．０００８〜０．００１〔ｍ〕、［排出側］０．００１２〔ｍ〕
・ロール内の加熱及び冷却媒体温度：高回転ロールの原料混合物投入側＝７０〜１４０℃、混練物排出側＝６０℃、低回転ロールの原料混合物投入側及び混練物排出側＝１５℃
・原料混合物の供給速度：６〜３２ｋｇ／ｈ
【００１８】
図２は、本発明に係わるオープンロールの上面図である。前述の図１と重複する装置については、同じ符号を用いた。テーブルフィーダー１により、前記の予備混合物が、加熱ロール３と冷却ロール４との間の一端側に供給される。加熱ロール３と冷却ロール４は、それぞれ、金属製のロール固定軸９により支持され、２本のロール固定軸９は、両端で金属製の装置固定軸８により支持されている。
【００１９】
図３は、本発明に係わるオープンロールの断面図である。前述の図１，２と重複する装置については、同じ符号を用いた。オープンロールの原料供給側において、加熱ロール３の中心１０−ａと冷却ロール４の中心１０−ｂとの間を結んだ直線１３と、加熱ロール３の中心１０−ａ、冷却ロール４の中心１０−ｂから垂直方向（加熱ロール３の点１２−ａ、および、冷却ロール４の点１２−ｂの方向）に、それぞれオープンロールの半径×１／２の長さだけ上方にシフトした点１１−ａ、および、点１１−ｂ間を結んだ直線１４との２直線とで囲まれた加熱ロール３、および、冷却ロール４間の隙間の断面積をＡ［ｍｍ２］とする（図３の斜線で図示された部分）。
【００２０】
ここで、原料混合物供給側のギャップをＤＩ［ｍｍ］が、ＤＩ＞１．００の場合は、両ロール間の隙間より下へ落下した量が多くなって、オープンロールへ供給されたサンプルが混練されずに浪費され、得られた混練物も少なくなり、生産性が低下する。以上より、ＤＩ≦１．００である事が望ましい。
【００２１】
本発明の実施の形態で製造した電子写真用トナーは、前記の予備混合、混練等の工程が含まれる粉砕法によって製造した、体積基準分布の５０％平均粒径が６．５μｍ程度の２成分現像用の非磁性マゼンタトナーである。具体的には、下記に示される処方の混合物をそれぞれ別個に、前記の２本のオープンロール型連続混練機で溶融混練した後に、得られた混練物を粉砕分級して所望の粒度分布を有するトナーを作成した。オープンロールにより混練を行う事で、他の二軸押出方式等の混練機に比べて、混練時の供給物に加わる圧力が大きい為、着色剤が結着樹脂中に均一に分散し、光沢のある良好な画像が得られる。
【００２２】
処方：
・溶融温度１１０℃のポリエステル樹脂［重量平均分子量：１０，０００、数平均分子量：３，０００、ガラス転移温度：６４℃］：６８重量部
・マゼンタ顔料マスターバッチ：２５重量部
（上記のマスターバッチに含まれているＣ．Ｉ．ピグメントＲＥＤ  １２２は、４０％）
・サリチル酸金属塩系帯電制御剤：２重量部
・オレフィン系ワックス（吸熱ピーク８５℃）：５重量部
【００２３】
上記の処方の混合物１００重量部に対して、予備混合、混練、粉砕、分級の各工程を行って所望の粒度分布（体積平均粒径＝６．５μｍ）を有するトナーを得た後、得られたトナーに外添剤（流動性付与剤）であるシリカを０．５３重量部の割合で混合して調製した。
【００２４】
この調製サンプルに、平均粒径８５μｍのフェライトキャリアをＴ／Ｄ（デベロッパー［トナー＋キャリア］中のトナーの割合）＝４重量部の割合で加えて混合し、トナー（２成分現像剤）を試作した。
【００２５】
ここで、結着樹脂中に含有される着色剤量は、分散性を良くする為に、４〜１２重量部である事が望ましい。
【００２６】
溶融温度Ｔｍは、フローテスター［ＣＦＴ−５００、島津製作所（株）製］を用いて測定した。具体的には、ダイスの細孔の径１ｍｍ、長さ１ｍｍ、荷重２０ｋｇｆ、昇温速度６℃／分の測定条件で１ｍｍ３の試料を溶融流出させた場合に、流出開始点から流出終了点の高さの１／２に相当する温度を本発明の実施の形態の溶融温度とした。
【００２７】
ここで、結着樹脂は、耐久性に優れたポリエステル樹脂が好ましく、その溶融温度Ｔｍ［℃］は、１００≦Ｔｍ≦１４０である事が望ましい。
【００２８】
設定温度Ｔｓは、原料混合物の混練開始前に、加熱ロール３の原料供給側領域に設定した温度である。
【実施例】
【００２９】
実施例及び比較例を説明する。試作したトナーを用いて、一般的にカラートナーで結着樹脂中の顔料分散性を調査する上で有効なパラメータである透過率比の評価を以下の方法で行った。結果を図５に示す。なお、図５において、Ｆ＝Ａ×（Ｔｓ−２５）／（Ｔｍ×Ｓ）
【００３０】
透過率比の評価の方法を説明する。試作トナーを１枚のスライドガラス上で均一化した後、別の１枚のスライドガラスで挟み込み、最小透過率（ピーク）を３％に調整し、薄層のトナーサンプルを作成した。このトナーサンプルを用いて、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における分光透過率を、分光光度計Ｕ−３３００（日立製作所製）で測定した。透過率の測定曲線の一例を図４に示す。
【００３１】
図４より、以下に定義されたａ値を求め、本実施例及び比較例の良否判定基準とした（図５）。
ａ：可視光領域におけるマゼンタ顔料の３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長領域での最大透過率
図５における良否判定基準（○×の二段階評価）は、上記ａ（透過率）の値で、
ａ≧７０なら、○、
ａ＜７０なら、透明性、着色力不足の為、×とした。
【００３２】
以下に、図５に示されている結果を詳細に説明する。図５に示すように、混練時の設定温度がＴｓが、結着樹脂の溶融温度Ｔｍに比べて、極めて小さい場合は、該混練機の加熱ロールの原料供給側設定温度より発生する加熱ロール表面の熱量により、離型剤が結着樹脂より先に加熱ロール上で溶融する為、離型剤の離型性が作用する。故に、原料供給物が加熱ロール上に巻き付かずに下に落下して浪費され、生産性が低下する。従って、精度の高い混練が行えず、結着樹脂中の着色剤の分散性が悪くなり、透過率比が、小さくなる（比較例Ｎｏ．４）。
【００３３】
更に、混練時の設定温度がＴｓが、結着樹脂の溶融温度Ｔｍに比べて、極めて大きい場合は、該混練機の加熱ロール表面の熱量が大きくなる為、加熱ロール上での結着樹脂の溶融状態が低粘度となり、加熱、冷却ロール間の混練物へシェア（圧力）がうまくかからない。従って、精度の高い混練が行えず、結着樹脂中の着色剤の分散性が悪くなり、透過率比が、小さくなる（比較例Ｎｏ．１０）。
【００３４】
更に、ロール径が小さいオープンロールを使用した場合は、混練対象原料の供給量が、多い時、該オープンロール上の混練物が過剰状態となり、加熱、冷却ロールによる圧力が供給された原料に付与されても、結着樹脂内に着色剤がうまく練りこまれず、両ロール間に滞留した状態で上滑りしながら、混練物排出側へ移動する。従って、精度の高い混練が行えず、結着樹脂中の着色剤の分散性が悪くなり、透過率比が、小さくなる（比較例Ｎｏ．１５，１６）。
【００３５】
更に、ロール径が大きいオープンロールを使用した場合は、混練対象原料の供給量が、少ない時、該オープンロール上の混練物が過不足状態となり、加熱ロールに巻き付いた混練物が途切れ途切れの状態になり、混練が連続して行えない。従って、精度の高い混練が行えず、結着樹脂中の着色剤の分散性が悪くなり、透過率比が、小さくなる（比較例Ｎｏ．１３，１７，１８，１９，２４，２５）。
【００３６】
以上より、前述した加熱ロール、冷却ロール間の隙間の断面積をＡ［ｍｍ２］、加熱ロールの原料供給側の温度をＴｓ［℃］、原料混合物供給量をＳ［ｋｇ／ｈ］とすると、１５≦Ａ×（Ｔｓ−２５）／（Ｔｍ×Ｓ）≦３２である事が望ましい。
【００３７】
なお、本発明は、前述の実施の形態、及び実施例に記載の範囲に限定されず、例えば、１成分現像用のトナーや、磁性トナー等、また、オープンロール型連続混練機の型式や形状についても３本以上の互いに平行に並設されたロールや、ロールの一方の側の外径が、他方の側の外径に比べて大きい円筒形状のロールなど様々な技術分野に応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係わるオープンロール型連続混練機の一例を示す図。
【図２】本発明に係わるオープンロール型連続混練機の上面図。
【図３】本発明に係わるオープンロール型連続混練機の断面図。
【図４】可視光領域（３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長範囲）におけるマゼンタトナーの透過率曲線の一例を示した図。
【図５】実施例及び比較例の透過率の測定結果を説明する図表。
【符号の説明】
【００３９】
１  ホッパ部
２  スクリュー部
２−ａ  供給方向
３  加熱ロール
４  冷却ロール
５  回転方向
６  ストリップカッター
７  回収ボックス
８  装置固定軸
９  ロール固定軸
【図１】
2005148106.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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