(57)【要約】    【課題】  容器の機械的強度を維持しつつ、廃棄トナーの再利用率を高めることのできるトナー容器と、その製造方法とを提供する。    【解決手段】  熱可塑性樹脂中にトナーを配合してなる樹脂混合物を、当該トナーの融点Ｔｍ（℃）に対して式（１）：  Ｔｍ−２０≦Ｔ≦Ｔｍ    …（１）を満足する温度Ｔ（℃）で混練して、成形する。    【効果】  トナーを形成するバインダ樹脂との相溶性を有しない樹脂に対しても安定してトナーを分散させることができ、廃棄トナーの幅広い再利用が可能になる。また、かかる樹脂混合物からなる成形品の機械的強度を維持できることから、廃棄トナーの再利用率を向上させることができる。【選択図】  図１
2005115159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂中にトナーを粒子状態で分散させた樹脂混合物を用いてなるトナー容器。
【請求項２】
上記樹脂混合物が、さらにポリビニルアルコールを含有するものである請求項１記載のトナー容器。
【請求項３】
熱可塑性樹脂中にトナーを配合してなる樹脂混合物を、当該トナーの融点Ｔｍ（℃）に対して式（１）：
Ｔｍ−２０≦Ｔ≦Ｔｍ    …（１）
を満足する温度Ｔ（℃）で混練して、成形することを特徴とするトナー容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーを含有する樹脂混合物を用いて成形してなるトナー容器と、その製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置においては、静電潜像を顕像化するための現像剤として、樹脂粒子中に着色剤等を含有してなるトナーが広く用いられている。
かかるトナーのうち、粒径が小さいいわゆる微粉トナーは、画像形成装置において帯電不良を引き起こすおそれがあり、画像形成処理に供することによって不具合を生じさせる原因となることから、一般にトナーの製造過程にて除去されている。また、画像形成処理の実行後に感光ドラムの表面に残留した未転写トナーは、クリーニング装置によって除去されてトナー回収タンク内に貯留されている。
【０００３】
従来、上記の微粉トナーや未転写トナーは、これを再利用することについて特段の考慮がなされておらず、いずれも廃棄トナーとして処分されていた。しかしながら、廃棄トナーは産業廃棄物として処理する必要があるために、廃棄するのにコストがかかる。しかも、近年の電子写真方式による画像形成処理技術の向上によってトナーの利用量は年々増大しており、それに伴って、廃棄トナーの処理量も増大している。従って、かかる廃棄トナーの処理方法を改善することが期待されている。
【０００４】
特許文献１には、廃棄トナーを再利用する方策として、樹脂との混合物を原料としてトナー容器を製造する方法が提案されている。しかしながら、同文献に記載の製造方法は、実施例１において「トナー容器の粉砕物にトナーを添加して混練ペレット化し、試験片を射出成型して作った。」と記載されているように、トナーと樹脂とを溶融した状態で混合することを前提としている。
【０００５】
さらに、特許文献１に記載の発明では、かかる前提に起因して、トナー粒子を形成するバインダ樹脂と、トナー容器の形成材料である樹脂との組み合わせに、相溶性を有することが要件となっている。両者の相溶性が乏しいと、樹脂中でトナーが凝集してしまい、トナー容器の機械的強度が著しく低下するという問題を生じるからである。
従って、特許文献１に記載の方法では、廃棄トナーを再利用するのに際して、トナー容器を形成する樹脂との相溶性を考慮する必要があり、両者に相溶性がない場合にはトナーを再利用することができず、それゆえ、トナー容器の形成材料によって再利用可能な廃棄トナーの種類が限定されるという不都合がある。
【０００６】
そこで、トナーを形成するバインダ樹脂の種類にかかわらず、これを再利用可能にすることと、廃棄トナーの再利用率を向上させることが求められている。
【特許文献１】特開平７−２４４４２７号公報（〔０００９〕〜〔００１１〕，〔００３９〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、トナーを含有する樹脂を用いつつ、その機械的強度を維持することのできるトナー容器と、その製造方法とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前述の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、熱可塑性樹脂中にトナーを配合した上で、当該トナーが溶融することのない所定の温度範囲にてこれを混練し、所望のトナー容器の形状に成形したときには、意外にも、上記熱可塑性樹脂と上記トナーを形成するバインダ樹脂とが相溶性を有しない組み合わせであっても、当該熱可塑性樹脂中にトナーを粒子状態でかつ均一に分散させることができ、しかも、熱可塑性樹脂中にトナーを含有させているにもかかわらず、トナー容器としての機械的強度を十分に維持することができる、という全く新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、上記目的を達成するための本発明に係るトナー容器は、熱可塑性樹脂中にトナーを粒子状態で分散させた樹脂混合物を用いてなるものである。
また、上記目的を達成するための本発明に係るトナー容器の製造方法は、熱可塑性樹脂中にトナーを配合してなる樹脂混合物を、当該トナーの融点Ｔｍ（℃）に対して式（１）：
Ｔｍ−２０≦Ｔ≦Ｔｍ    …（１）
を満足する温度Ｔ（℃）で混練して、成形することを特徴とする。
【００１０】
上記のとおり、熱可塑性樹脂とトナーとを含む混合物を、上記トナーの融点Ｔｍに対して上記式（１）を満足する温度Ｔで混練することによって、たとえ当該熱可塑性樹脂と、当該トナーを形成するバインダ樹脂とが相溶性を有しない場合であっても、トナーが粒子状態で均一に分散した樹脂混合物を得ることができる。また、かかるトナーは、熱可塑性樹脂中で凝集することなく、粒子状態で均一に分散していることから、かかる樹脂混合物を用いてトナー容器を成形した場合に、樹脂中に混在するトナーによってその機械的強度が低下するという問題を生じることがなく、トナーを含有させない場合と同等程度の機械的強度を維持することができる。
【００１１】
それゆえ、本発明に係るトナー容器およびその製造方法によれば、トナーの再利用を容易に行うことができる。
本発明に係るトナー容器において、熱可塑性樹脂中にトナーを配合してなる樹脂混合物は、さらにポリビニルアルコールを含有するものであるのが好ましい。この場合、熱可塑性樹脂中でのトナーの分散性をより一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
〔トナー容器の形成材料〕
（熱可塑性樹脂）
本発明において、トナー容器の形成材料となる熱可塑性樹脂は、特に限定されるものではなく、従来公知の種々の熱可塑性樹脂を挙げることができる。かかる樹脂の具体例としては、これに限定されるものではないが、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂、ケトン樹脂等が挙げられる。
【００１３】
トナー容器の形成材料となる熱可塑性樹脂の融点（軟化点）については特に限定されるものではないが、本発明では、トナーを溶融させずに熱可塑性樹脂中に混合、分散させる必要があることから、トナーを形成するバインダ樹脂の融点（軟化点）よりも低い温度で混練を行い得るものであることが求められる。
また、熱可塑性樹脂の物性については特に限定されるものではないが、例えばその融点は６０〜１８０℃であるのが好ましく、８０〜１５０℃であるのがより好ましい。
【００１４】
（ポリビニルアルコール）
本発明においては、トナー容器形成用の熱可塑性樹脂材料中にトナーを均一に分散させるべく、分散安定剤として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を配合するのが好ましい。
ＰＶＡの配合量は、熱可塑性樹脂中に含有させるトナーの全量に対して３〜１０重量％の範囲で設定するのが好ましい。ＰＶＡの配合量が上記範囲を下回ると、熱可塑性樹脂中にてトナーを均一に分散させるのが困難になって、トナーの凝集を招くおそれがある。逆に、ＰＶＡの配合量が上記範囲を超えると、熱可塑性樹脂中にてトナーが凝集してしまい、均一な分散を達成できなくなるおそれがある。いずれの場合も、熱可塑性樹脂中でトナーが凝集することに伴って、トナー容器の機械的強度が低下するという事態を招く原因となる。
【００１５】
ＰＶＡの配合量は、上記範囲の中でも特に、（トナーの全量に対して）５〜８重量％であるのがより好ましい。
本発明に用いられるポリビニルアルコールの融点（軟化点）については特に限定されるものではないが、本発明では、廃棄トナーを溶融させることなく、熱可塑性樹脂中に混合、分散させる必要があることから、廃棄トナーを形成するバインダ樹脂の融点（軟化点）よりも低い温度で溶融（軟化）し、トナー容器の形成材料である上記の熱可塑性樹脂とともに混練を行い得るものであることが求められる。
【００１６】
また、本発明に用いられるポリビニルアルコールの分子量等については特に限定されるものではないが、重量平均分子量Ｍｗが１，０００〜１００万であるのが好ましく、５，０００〜１０万であるのがより好ましい。
（トナー）
本発明において、熱可塑性樹脂中に配合されるトナーについては特に限定されるものではなく、従来公知の種々の乾式トナーを用いることができる。また、トナーの製造段階で除去された微粉トナーや、画像形成装置のクリーニング装置によって除去されてトナー回収タンク内に貯留されたトナー（いわゆる廃棄トナー）であってもよい。
【００１７】
また、本発明に使用可能なトナーは、いわゆる一成分系トナーと二成分系トナーのいずれであってもよく、非磁性トナーと磁性トナーのいずれであってもよい。
（トナーのバインダ樹脂）
前述のように、本発明によれば、トナーのバインダ樹脂がトナー容器の形成材料となる熱可塑性樹脂と相溶性を有しないものであっても、当該トナーを熱可塑性樹脂中に均一に分散させることができる。従って、本発明に用いられるトナーのバインダ樹脂についても特に限定されるものではなく、従来トナーのバインダ樹脂として用いられている種々の樹脂材料を採用することができる。かかるバインダ樹脂としては、これに限定されるものではないが、例えばスチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、およびこれらの樹脂を２種以上ブレンドした樹脂等が挙げられる。
【００１８】
上記バインダ樹脂の融点（軟化点）については特に限定されるものではないが、本発明では、トナーを溶融させることなく熱可塑性樹脂中に混合、分散させる必要があることから、バインダ樹脂の融点（軟化点）は、トナー容器の形成材料である上記熱可塑性樹脂の融点（軟化点）よりも高いことが求められる。
（トナーの含有量）
本発明において、熱可塑性樹脂中に含有させるトナーの量は特に限定されるものではないが、当該熱可塑性樹脂の全量に対して４０重量％以下となるように設定するのが好ましい。
【００１９】
トナーの含有量が熱可塑性樹脂の全量に対して４０重量％を超えると、熱可塑性樹脂でのトナーを分散性が低下するおそれがあり、それゆえ、トナーの均一な分散が困難になって、トナーの凝集を招くおそれがある。このことは、トナーを含有する樹脂混合物を成形して得られるトナー容器の機械的特性を低下させることにつながる。
トナーの含有量の下限は特に限定されるものではないが、トナーの再利用率を向上させるという観点からは含有量を多くするのが好ましく、熱可塑性樹脂の全量に対し１０重量％を超える範囲で含有させるのが適当である。
【００２０】
〔トナー容器の製造方法〕
本発明のトナー容器を製造するには、熱可塑性樹脂中にトナーと、必要に応じてポリビニルアルコールとを配合し、こうして得られた樹脂混合物を、上記トナーの融点Ｔｍ（℃）に対して式（１）：
Ｔｍ−２０≦Ｔ≦Ｔｍ    …（１）
を満足する温度Ｔ（℃）で混練して、成形すればよい。
【００２１】
本発明において、トナーの融点とは、後述するフローテスターで測定したトナーの軟化点を指す。
本発明に係るトナー容器の製造方法においては、まず、熱可塑性樹脂と、必要に応じてポリビニルアルコールとともに、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、ボールミル等の混合機によって攪拌、混合する。次いで、これを２軸押出機、ロールミル等の混練機にて、上記式（１）の温度範囲で混練する。これによって、樹脂混合物中にて均一に分散される。
【００２２】
トナーは、そのバインダ樹脂を溶融させることなく、熱可塑性樹脂中に分散混合させる必要があることから、前述のように、樹脂混合物の混練温度Ｔ（℃）が、廃棄トナーの融点Ｔｍ（℃）に対して上記式（１）の範囲を満足するように設定される。
トナーの機械的強度は、本来的に、トナー容器を形成する樹脂材料に比べて低いものであるところ、樹脂混合物の混練温度Ｔ（℃）がトナーの融点Ｔｍ（℃）よりも高く、その結果、熱可塑性樹脂中でトナーを形成するバインダ樹脂が溶融する事態を招くと、樹脂混合物を用いて成形されるトナー容器の機械的強度が低下してしまう。
【００２３】
また、トナーが溶融することによって、熱可塑性樹脂中でのトナーの分散性が低下することから、かかる観点からも、トナーの凝集と、トナー容器の機械的強度の低下を招くことになる。特に、トナーの凝集は、トナーを形成するバインダ樹脂と熱可塑性樹脂とが相溶性を有しないものである場合において顕著に現れる。
一方、樹脂混合物の混練温度Ｔ（℃）が、トナーの融点Ｔｍ（℃）よりも２０℃を超えて低くなると、トナーを形成するバインダ樹脂が溶融する事態を招くことはないものの、樹脂混合物を十分に混練することが困難になることから、結果的に、トナーの凝集を招いてしまう。
【００２４】
樹脂混合物の混練温度Ｔ（℃）とトナーの融点Ｔｍ（℃）とは、特に次式（２）：
Ｔｍ−１５≦Ｔ≦Ｔｍ−５    …（２）
を満足するように設定するのが好ましい。
本発明のトナー容器の製造方法によれば、後述する実施例より明らかなように、多量のトナーを含有させた場合であっても、トナーを含む樹脂混合物からなる成形品（本発明に係るトナー容器）の機械的強度を維持することができる。
【実施例】
【００２５】
〔トナーの作製〕
スチレン−アクリル樹脂１００重量部に、カーボンブラック５．０重量部、電荷制御剤２．０重量部および離型剤４．０重量部を加えて、ヘンシェルミキサーで攪拌混合した。次いで、２軸押出機で溶融混練して造粒し、これをジェットミルで粉砕した後、分級機で風力分級を行って、平均粒径が９μｍのトナーを得た。
【００２６】
スチレン−アクリル樹脂には積水化学工業（株）製の商品名「エスレックＰ  ＳＥ−００４０」（融点１３３℃）を、カーボンブラックには三菱化学（株）製の商品名「ＭＡ−１００」を、電荷制御剤にはオリエント化学（株）製のニグロシン系染料（商品名「ボントロンＮ−０７」）を、離型剤には三洋化成（株）製のポリプロピレンワックス（商品名「ユーメックス１１０ＴＳ」）を、それぞれ使用した。
【００２７】
〔トナー容器の製造〕
（実施例１）
上記「トナーの作製」の際に、風力分級によって分級された粒径が５μｍ未満の微粉トナーについて、その融点をフローテスターで測定したところ、１３３℃であった。なお、本発明におけるトナーの融点（軟化点）とは、フローテスター〔島津製作所（株）製の「ＣＦＴ−５００」〕を用い、ダイスの細孔を径１ｍｍ、長さ１ｍｍとして、加圧２０ｋｇ／ｃｍ２、昇温速度６℃／ｍｉｎの条件下で１ｃｍ３の試料を溶融流出させたときの、流出開始点から流出終了点の高さの１／２（流出開始温度と流出終了温度との中間点）に相当する温度のことである。
【００２８】
上記微粉トナーを、ポリエチレン樹脂中に、当該ポリエチレン樹脂の全量に対して４０重量％の割合で配合し、さらにポリビニルアルコールを、微粉トナーの配合量全体に対して１０重量％の割合で配合した。こうして得られた樹脂混合物を１２０℃で溶融混練し、図１に示す形状のトナー容器（トナーボトル）を成形した。
ポリエチレン樹脂には融点が８０℃のものを使用し、ポリビニルアルコールには重量平均分子量（Ｍｗ）が１０，０００のものを使用した。なお、本発明における樹脂の融点とは、樹脂の軟化点を示すものであり、上述のトナーの融点（軟化点）と同様にして、フローテスター（前出の「ＣＦＴ−５００」）を用いて測定したものである。
【００２９】
製造したトナー容器１０は、底面形状が縦、横各約１００ｍｍで、高さが約８０ｍｍである略立方体状のボトルであって、容器１０の壁面の厚みは約２．５ｍｍ、容器１０の内容積は約７００ｃｍ３であった。
（実施例２および３）
ポリエチレン樹脂中での微粉トナーの混合割合を、実施例２で３０重量％とし、実施例３で４５重量％としたほかは、実施例１と同様にしてトナー容器を製造した。
【００３０】
〔トナー容器の性能評価〕
上記「トナー容器の製造」にて得られたトナー容器に、上記「トナーの作製」にて得られたトナー約２００ｇを充填して、トナー容器全体の重量を２８０ｇに調整した。トナー容器１０の口部１１は、ポリエチレンからなるキャップ１２で密封し、キャップ１２の周囲にビニールテープを貼り付けた。なお、図１中、符号１４は、口部１１から不意にトナーが流出するのを防止するためのシールフィルムを示す。
【００３１】
次いで、トナーが充填されかつ密封されたトナー容器を落下試験に供して、トナー容器に著しい変形、破損、テープの剥がれ等が生じているか否かを観察した。落下試験は、落下高さを８０ｃｍとする自由落下によって行い、トナー容器の１角（トナー容器の底面１３におけるいずれか１の角部）、３稜（トナー容器の底面１３における稜線部）、８面（底面１３について同一のサンプルで連続３回）の計１２個所を落下させた。なお、落下試験は、試験部位（計１０箇所）毎に異なるサンプルを使用した。
【００３２】
サンプルを落下試験に供した後、試験部位を目視で観察して、いずれの試験部位についても変形、破損等が生じていなかった場合には良、いずれの試験部位に変形、破損等が生じたものの、実用上問題のない程度であった場合には可、いずれかの試験部位にて著しい変形、破損等が生じて、実用にてきさなかった場合には不良の３段階で評価した。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2005115159.tif 000003
【００３４】
表１中、「微粉トナーの含有割合」は、「トナー容器の原材料」に示された樹脂中での微粉トナーの含有割合を示す。また、「ＰＶＡの配合割合」は、樹脂中に含有される微粉トナーの全量に対するポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の配合割合を示す。以下の表についても同様である。
表１に示すように、トナー容器の形成材料であるポリエチレン樹脂中での微粉トナーの含有割合を４０重量％以下に設定し、かつポリビニルアルコールの配合割合や樹脂混合物の溶融温度を所定の範囲にて設定すれば、ポリエチレン樹脂中にて微粉トナーを粒子状態でかつ均一に分散させることができ、その結果、トナー容器の強度を維持できることが分かった。
【００３５】
〔トナー容器の製造・性能評価〕
（実施例４）
ポリビニルアルコールを配合しなかったほかは実施例１と同様にして、トナー容器形成用の樹脂混合物を調製した。次いで、かかる樹脂混合物を用いたほかは、実施例１と同様にしてトナー容器を製造した。
【００３６】
（実施例５〜７）
微粉トナーの全量に対するポリビニルアルコールの配合割合を、実施例５で２重量％とし、実施例６で３重量％とし、実施例７で１５重量％としたほかは、実施例１と同様にしてトナー容器を製造した。
（落下試験）
上記実施例４〜７で得られたトナー容器を用いて、前述の「トナー容器の性能評価」と同様の落下試験を行った。その結果を、実施例１についての結果とともに表２に示す。
【００３７】
【表２】
2005115159.tif 000004
表２に示すように、微粉トナーの全量に対するポリビニルアルコールの配合割合を３〜１０重量％の範囲に設定し、かつ微粉トナーの含有割合や樹脂混合物の溶融温度を所定の範囲にて設定すれば、ポリエチレン樹脂中にて微粉トナーを粒子状態でかつ均一に分散させることができ、その結果、トナー容器の強度を維持できることが分かった。
【００３８】
〔トナー容器の製造・性能評価〕
（実施例８〜９および比較例１〜２）
ポリエチレン樹脂と、微粉トナーと、ポリビニルアルコールとを含有する樹脂混合物によって図１に示す形状のトナー容器１０を成形するのに際して、当該樹脂混合物の溶融温度を、比較例１で１１０℃とし、実施例８で１１３℃とし、実施例９で１３３℃とし、比較例２で１４０℃としたほかは、実施例１と同様にしてトナー容器を製造した。
【００３９】
（落下試験）
上記実施例８〜９および比較例１〜２で得られたトナー容器を用いて、前述の「トナー容器の性能評価」と同様の落下試験を行った。その結果を、実施例１についての結果とともに表３に示す。
【００４０】
【表３】
2005115159.tif 000005
表３に示すように、樹脂混合物の溶融温度Ｔ（℃）を、微粉トナーの融点Ｔｍ（１３３℃）に対して次式（１）：
Ｔｍ−２０≦Ｔ≦Ｔｍ    …（１）
を満足する範囲に設定し、かつ微粉トナーの含有割合やポリビニルアルコールの配合割合を所定の範囲にて設定すれば、ポリエチレン樹脂中にて廃棄トナーを粒子状態でかつ均一に分散させることができ、その結果、トナー容器の強度を維持できることが分かった。
【００４１】
〔トナー容器の製造・性能評価〕
（実施例１０）
ポリエチレン樹脂に代えてポリスチレン樹脂を用いたほかは、実施例１と同様にしてトナー容器形成用の樹脂混合物を調製した。次いで、かかる樹脂混合物を用いたほかは、実施例１と同様にしてトナー容器を製造した。
【００４２】
ポリスチレン樹脂には融点が９０℃のものを使用した。
（落下試験）
上記実施例１０で得られたトナー容器を用いて、前述の「トナー容器の性能評価」と同様の落下試験を行った。その結果を、実施例１についての結果とともに表４に示す。
【００４３】
【表４】
2005115159.tif 000006
表４に示した結果より明らかなように、トナー容器を形成する樹脂については、微粉トナーのトナー粒子を形成するバインダ樹脂（スチレン−アクリル樹脂）との相溶性が比較的良好な樹脂（実施例６のポリスチレン樹脂）であるか、相溶性が比較的乏しい樹脂（実施例１のポリエチレン樹脂）であるかにかかわらず、樹脂中にて微粉トナーを粒子状態でかつ均一に分散させることができ、その結果、トナー容器の強度を維持できることが分かった。
【００４４】
本発明は、以上の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲において、種々の設計変更を施すことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のトナー容器およびその製造方法は、特に、産業廃棄物として取り扱われていた廃棄トナーの再利用を行うのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施例で製造したトナー容器の概略を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  トナー容器
【図１】
2005115159.tif 000007