(57)【要約】【課題】顔料マスターバッチを必要とせずに、トナー内添剤の分散性を向上させ、それによってカブリ特性、画質、及び耐久性の良好な電子写真用トナーを製造する方法を提供すること。【解決手段】結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含む原料を混合する工程、原料混合物をオープン型混練機により溶融混練する工程、混練物を冷却固化した後、粉砕する工程、及び粉砕物を分級する工程を具備する電子写真用トナーの製造方法において、前記混合工程において、前記原料に１０〜５０質量％の水を添加することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含む原料を混合する工程、
原料混合物をオープン型混練機により溶融混練する工程、
混練物を冷却固化した後、粉砕する工程、及び
粉砕物を分級する工程
を具備する電子写真用トナーの製造方法において、
前記混合工程において、前記原料に１０〜５０質量％の水を添加することを特徴とする電子写真用トナーの製造方法。
【請求項２】
前記離型剤は、カルナバワックスであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用トナーの製造方法。
【請求項３】
５〜７μｍの粒径を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のトナーの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のトナーの製造方法により製造されたことを特徴とする電子写真用トナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用トナーの製造方法に係り、特に、カブリ特性、画質、及び耐久性の良好な電子写真用トナーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成は、一般に、帯電させたトナーにより静電荷像を現像して可視化し、現像により得られたトナー像を用紙に転写し、定着することにより行われる。このような画像形成に用いられるトナーの製造方法としては、粉砕法、重合法等があるが、一般には粉砕法が主流を占めている。
【０００３】
粉砕法の一般的な製造方法は、結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤等の原料を乾式で混合した後、２軸押出機などで溶融混練し、冷却固化した後に粗粉砕を行い、混練粗砕物を得る。その後、ジェットミルなどで微粉砕を行い、適切な粒度分布になるように分級機で粒度調整を行う。更にシリカなどと一緒に混合機で混合することで表面処理を行い、トナーを得るものである。
【０００４】
近年の電子写真用トナーにおける要求性能は益々高度になっている。小粒径化、オイルレス化、低温定着化、高転写効率、高画質化がトナーに対する主な要求である。これらに共通するトナーの要素技術としては、顔料、ＣＣＡ、ＷＡＸ等のトナー内添剤を微細に均一に結着樹脂中に分散させることが必要である。
【０００５】
トナー内添剤の分散性向上技術の一例として、混練条件の最適化および各添加材料の表面処理等がある。また、顔料の分散性向上のための方法として、顔料を樹脂で予備混練（マスターバッチ化）することで分散レベルを向上させることが、カラートナー製造方法において定常的に使用されている。
【０００６】
そのようなマスターバッチ化方法として、水を分散助剤として使用する水添加混練方法が提案されており（例えば、特許文献１〜３参照）、更に顔料の分散性を向上させることが期待できる。
【０００７】
しかしながら、この手法は、トナーの顔料の分散を促進するが、ＣＣＡやＷＡＸ等の他の添加剤の分散性を向上させることはできない。
【特許文献１】特開２００４−１９１７８７号公報
【特許文献２】特開平９−１０１６３２号公報
【特許文献３】特開平４−２３０７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような事情の下になされ、顔料マスターバッチを必要とせずに、トナー内添剤の分散性を向上させ、それによってカブリ特性、画質、及び耐久性の良好な電子写真用トナーを製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含む原料を混合する工程、原料混合物をオープン型混練機により溶融混練する工程、混練物を冷却固化した後、粉砕する工程、及び粉砕物を分級する工程を具備する電子写真用トナーの製造方法において、前記混合工程において、前記原料に１０〜５０質量％の水を添加することを特徴とする電子写真用トナーの製造方法を提供する。
【００１０】
このような電子写真用トナーの製造方法において、離型剤としてカルナバワックスを用いることができる。
【００１１】
以上の方法により製造された電子写真用トナーは、５〜７μｍの粒径を有することが望ましい。
【００１２】
本発明の第２の態様は、以上の方法により製造された電子写真用トナーを提供する。  
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、原料を混合する際に、水を添加することで、内添剤の分散性を向上させることができ、それによってカブリ特性、画質、及び耐久性の良好な電子写真用トナーを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る電子写真用トナーの製造方法は、原料に水を添加して混合し、混合物をオープン型混練機で混練することを特徴とする。
【００１６】
このように、原料に水を添加して混合し、混合物をオープン型混練機で混練することにより、次のような作用が生ずるものと考えられる。
【００１７】
即ち、顔料、離型剤、及び帯電制御剤の静電凝集や、微量な不純物によるイオン凝集等が水の添加により緩和されることにより、混合が均一に行われる。また、水の添加や水の蒸発による気化熱により、粘度が上昇し、混練時に強い剪断力が加わるために分散性が向上する。更に、オープン型混練機で混練することにより、混練時の発熱が大気に放散され、溶融粘度が低下しないため、高い分散性が得られる。
【００１８】
以上の作用により、原料への水の添加とオープン型混練機での混練により、カブリ特性、画質、及び耐久性の良好な電子写真用トナーを得ることができる。
【００１９】
本発明の一実施形態に係る電子写真用トナーの製造方法において、原料に添加される水の量は、原料の１０〜５０質量％でなければならない。水の量が１０質量％未満では、水の添加による効果を得ることができず、５０質量％を超えると、混練供給性能が低下し、事実上混練が困難となる。
【００２０】
本発明の一実施形態に係るトナーの製造方法は、次のようにして行われる。
【００２１】
まず、結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤等の材料の計量を行い、計量され材料を混合機により混合する。混合機としては、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、Ｖ型ブレンダー、ナウターミキサー等、任意のものを用いることが出来る。  
混合の際には、原料の１０〜５０質量％の水を添加する。水の添加は、例えば、図１に示すようなヘンシェルミキサー１を用いて行うことができる。即ち、ヘンシェルミキサー１の上部蓋の材料添加口にゴム栓３を介して分液ロート２が取り付けられており、この分液ロート２内には所定量の蒸留水が収容されている。ヘンシェルミキサー１内の原料を混合する際に、分液ロート２のコックを開けて、水の添加を行う。混合終了後、原料混合物は、排出口４から排出される。
【００２２】
原料混合物は、次いでオープンロール型混練機に供給され、そこで溶融混練される。オープンロール型混練機としては、連続式２本ロールミル、連続式３本ロールミル、及びバッチ式ロールミル等、任意の型のものを用いることができる。
【００２３】
図２は、オープンタイプの連続式２本ロールミルを示す正面図である。オープンタイプの連続式２本ロールミルは、原料混合物が供給されるホッパー１１と、オープンタイプの平行に配置された二本のロール１２，１３と、混練物が排出される排出部１４とを具備している。ロール１２，１３の表面には、混練物を輸送するためのらせん状の溝が形成されている。
【００２４】
ホッパー１１からロール１２，１３の間に供給された原料混合物は、ロール１２，１３の表面に巻き付いた状態で、ロール１２，１３の回転により繰り返し圧縮され、混練され、ロール１２，１３の表面の溝によって排出部１４側に移動し、そこから混練物が排出される。
【００２５】
オープンロール型混練機から排出された溶融混練物は、通常、トナーの製造に用いられる方法に従って、冷却され、粉砕され、所定の粒度に分級されて、トナー粒子母体が得られる。冷却手段、粉砕手段及び分級手段は、特に限定されず、通常トナーの製造に用いられるものを採用することが出来る。例えば、冷却には、圧延や空気流の吹き付けによる冷却手段を用いることができ、粉砕には、衝突板式粉砕機等の気流粉砕機を用いることができ、分級には、様々な気流分級機を用いることができる。
【００２６】
このようにして得たトナー粒子母体に、シリカ等の外添剤を加え、混合・攪拌することにより、電子写真用トナーが得られる。
【００２７】
なお、このようにして製造された電子写真用トナーは、５〜７μｍの粒径を有することが望ましい。
【００２８】
以上のように、本発明の第１の実施形態により得た電子写真用トナーは、水が添加された原料混合物を、オープンロール型混練機により溶融混練して製造されたものであるため、高度な分散によって、優れたカブリ特性、画質、及び耐久性を有している。
【００２９】
以下、本発明の実施例及び比較例を示し、本発明について更に具体的に説明する。
【００３０】
最初に、以下の実施例及び比較例における原料混合条件、水の添加条件、外添剤混合条件、混練条件、軟化点、ガラス転移点及び粒径の測定方法について説明する。
【００３１】
１．原料混合条件
原料の混合は、図１に示すようなヘンシェルミキサー１を用いて行い、投入量はヘンシェルミキサー１の容積に対し、７０〜８０％の範囲になるように調整する。撹拌羽としては、標準の羽を装着し、周速２０ｍ／ｓｅｃで回転させる。
【００３２】
２．水の添加条件
図１に示すヘンシェルミキサー１の上部蓋の材料添加口にゴム栓３を介して取り付けられた分液ロート２内に予め蒸留水を計量しておく。ヘンシェルミキサー１内に収容された原料の撹拌開始１０秒後に、分液ロート２のコックを開けて、水の添加をスタートさせ、３０秒間の間に必要量の添加を終了させる。
【００３３】
３．外添剤混合条件
外添剤の混合は、ヘンシェルミキサーを用いて行う。投入量はヘンシェルミキサーの容積に対し、７０〜８０％の範囲になるように調整する。撹拌羽は強撹拌羽を装着し、周速４０ｍ／ｓｅｃで回転させる。
【００３４】
４．混練条件
（１）       オープンタイプの連続式２本ロールミル（ＮＤＸ（ニーデックス）１６０、三井鉱山（株）社製）による混練
ロール隙間：０．１ｍｍ
Ｆロール
供給温度：１２０℃、排出温度：１２０℃、回転数：７５ｒｐｍ
Ｂロール
供給温度：３０℃、排出温度：３０℃、回転数：５０ｒｐｍ
（２）       ２軸押出混練機（ＰＣＭ−４３、（株）池貝社製）による混練
スクリュウー回転数：２５０ｒｐｍ
バレルシリンダ温度
Ｃ１：５０℃
Ｃ２〜Ｃ８：１２０℃、
アダプタ：１２０℃、
ダイノズル：１２０℃。
【００３５】
５．軟化点の測定
装置：フローテスター（ＣＦＴ−５００Ｄ：島津製作所製）
試料：１ｇ
昇温速度：６℃／分
荷重：２０ｋｇ
ノズル：直径１ｍｍ、長さ１ｍｍ
１／２法：試料の半分が流出した温度を軟化点とする。
【００３６】
６．ガラス転移点（Ｔｇ）の測定
装置：示差走査熱量計（ＤＳＣ−６０：島津製作所社製）
試料：８ｍｇ
昇温条件：１０℃／分で１６０℃まで昇温し、降温速度１０℃／分で３５℃まで冷却した後、再度１０℃／分で１６０℃まで昇温する。
【００３７】
２回目の昇温時において、転移により得られる曲線部分の２つの接線の交点をガラス転移点とする。
【００３８】
７．粒径の測定
装置：マルチサイザーII（コールター社製）
試料：ビーカーに試料少量と精製水、界面活性剤を入れ、超音波洗浄器にて分散する。
【００３９】
測定：アパーチャーは１００μｍで行い、カウントは５０，０００個で行い、体積平均粒径を得る。
【００４０】
実施例１
結着樹脂として、ポリエステル樹脂（軟化点１２０℃、Ｔｇ６７℃）９０質量部、着色剤（生顔料）として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を５質量部、離型剤として、カルナバワックス１号粉末（加藤洋行）を４質量部、帯電制御剤として、Ｅ−８４（オリエント化学株式会社）を１質量部、水を１０質量部、をヘンシェルミキサー（標準羽装着：三井鉱山社製）に投入し、３分間撹拌混合した。
【００４１】
得られた混合粉体をオープンロール型２軸押出機（ＮＤＸ１６０）で溶融混練し、延伸、冷却し、ロートプレックス（２ｍｍスクリーン：ホソカワミクロン社製）で粗砕した後、衝突式粉砕機・風力分級機にて、トナー平均粒径が６．０μｍになるように粉砕分級を行い、微粒子を得た。
【００４２】
得られた微粒子１００質量部に外添剤として、「ＲＹ２００」（疎水性シリカ：日本アエロジル社製）を２質量部添加し、ヘンシェルミキサー（撹拌強化羽装着：三井鉱山社製）で３分間撹拌混合し、トナーを得た。
【００４３】
実施例２
原料に添加する水の量を３０質量部としたことを除いて、実施例１と同様にしてトナーを得た。
【００４４】
実施例３
原料に添加する水の量を５０質量部としたことを除いて、実施例１と同様にしてトナーを得た。
【００４５】
比較例１
原料に水を添加しなかったことを除いて、実施例１と同様にしてトナーを得た。
【００４６】
比較例２
原料に添加する水の量を６０質量部としたことを除いて、実施例１と同様にしてトナーを得た。
【００４７】
比較例３
混練機としてＰＣＭ４３（（株）池貝社製）を用いたことを除いて、実施例１と同様にしてトナーを得た。
【００４８】
比較例４
混練機としてＰＣＭ４３（（株）池貝社製）を用いたことを除いて、実施例２と同様にしてトナーを得た。
【００４９】
比較例５
混練機としてＰＣＭ４３（（株）池貝社製）を用いたことを除いて、実施例３と同様にしてトナーを得た。
【００５０】
以上の実施例及び比較例で得たトナー試料について、下記の試験を行い、特性を評価した。
【００５１】
試験１−かぶり
非磁性一成分現像装置「カシオページプレストＮ−５」（カシオ計算機社製：カラープリンタ毎分２９枚（Ａ４横）機、プロセススピード１２９ｍｍ／ｓｅｃ）にトナーを実装し、通常環境（２５℃、５０％ＲＨ）において、普通紙（ＸＥＲＯＸ−Ｐ紙Ａ４サイズ）を用いて５％印字画像を１０，０００枚連続印字した後、白紙印字を行い、印字している途中でフロント扉を開けることにより、印字を強制終了させ、その時のＯＰＣドラム上のカブリトナーをメンディングテープに写しとり、目視にて比較した。
【００５２】
比較例１と比較し、同等の場合は○、比較例１よりカブリが少ない場合は◎、比較例１よりもカブリ量が多い場合は×とした。
【００５３】
試験２−高画質
試験１で使用した装置を用い、通常環境（２５℃、５０％ＲＨ）において、普通紙（ＸＥＲＯＸ−Ｐ紙Ａ４サイズ）を用いて５％印字画像を１０，０００枚連続印字したあと、ハーフトーン画像及びベタ画像を印字し、画像の均一性を評価した。比較例１と比較し、同等の場合は○、比較例１より良好な場合は◎、比較例１よりも均一でない場合は×とした。
【００５４】
試験３−耐久性
試験１と同様の装置を用い、通常環境（２５℃、５０％ＲＨ）において、５％印字画像を１４，０００枚連続印字した。途中、２，０００枚おきにベタ画像、ハーフトーン画像を印字し、ブレード融着による白スジの発生枚数を評価した。
【００５５】
◎：１４，０００枚まで発生しない
○：１２，０００枚以降に発生
×：１２，０００枚未満で発生
試験４−混練供給性能
混練工程にて、原料供給量を、２５ｋｇ／ｈから４５ｋｇ／ｈまで５ｋｇ／ｈ刻みに徐々に上げていき、フィードネック現象の発生の有無を観察した。
【００５６】
◎：４０ｋｇ／ｈ以上の供給量（良好）
○：３０ｋｇ／ｈ以上の供給量（許容できる）
×：２５ｋｇ／ｈ以下の供給量（生産性が不十分）
試験５−残水分率
トナー２ｇを１３０℃恒温槽にて１時間乾燥し、前後の重量変化（乾燥減量）を残水分率として評価した。
【００５７】
○：変化率０．５％以下（品質上問題なし）
×：変化率０．５％以上（品質上問題あり）
試験６−ＯＨＰ透明性
試験１で使用した装置を用い、通常環境（２５℃、５０％ＲＨ）において、ＯＨＰ用紙（３Ｍ社製：ＣＧ３７１０）を用いてベタ画像を印字し、下記の基準で評価した。
【００５８】
◎：最大透過度が８０％以上で実用上非常に良好
○：最大透過度が６０〜８０％実用上問題ない
×：最大透過度が６０％未満で、実用上問題がある
以上の試験結果を下記表３に示す。
【表１】
2007271820.tif 000003
【００５９】
上記表３から、以下のことが明らかである。即ち、混合工程において、原料に１０〜５０質量％の水を添加し、混練をオープン型混練機で行って得た実施例１〜３のトナーは、カブリ、画質、耐久性、混練供給性能、残水分率、ＯＨＰ透明性のいずれにおいても優れた性能を示している。
【００６０】
これに対し、原料に水を添加していない比較例１のトナーは、カブリ、画質、耐久性、ＯＨＰ透明性において劣っており、水の添加量が多すぎる比較例２のトナーは、カブリ、画質、耐久性、混練供給性能、残水分率、ＯＨＰ透明性のすべての特性において劣っている。また、水が多すぎると、混練供給性能が極端に低下するため、トナーの製造が困難となる。
【００６１】
また、混練をオープン型でない混練機で行って得た比較例３〜５のトナーは、原料に水を添加したにもかかわらず、劣った特性を示している。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態に用いる、水を添加する分液ロートを備えたヘンシェルミキサーを示す図。
【図２】本発明の一実施形態に用いるオープンタイプの連続式２本ロールミルを示す正面図。
【符号の説明】
【００６３】
１…ヘンシェルミキサー、２…分液ロート、３…ゴム栓、４…排出口、１１・・・ホッパー、１２，１３・・・ロール、１４・・・排出部。
【図１】
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【図２】
2007271820.tif 000005