(57)【要約】【課題】  着色剤の分散を均一化することができ、コピー画質の向上とともに耐久性能の向上を図ることができる静電荷像現像用トナーの製造方法を提供する。【解決手段】  少なくとも結着樹脂および着色剤を含む原材料を、連続式２本ロール型混練装置により溶融混練して混練物を得る混練工程と、該混練物を冷却し、粉砕分級する粉砕分級工程とを有する静電荷像現像用トナーの製造方法であって、該混練工程は、連続式２本ロール型混練装置により原材料を前記結着樹脂のガラス転移点＋２０℃〜前記結着樹脂のガラス転移点＋３５℃（Ｔｇ＋２０℃〜Ｔｇ＋３５℃）に保って溶融混練することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも結着樹脂および着色剤を含む原材料を、連続式２本ロール型混練装置により溶融混練して混練物を得る混練工程と、
該混練物を冷却し、粉砕分級する粉砕分級工程とを有する静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
該混練工程は、連続式２本ロール型混練装置により原材料を前記結着樹脂のガラス転移点＋２０℃〜前記結着樹脂のガラス転移点＋３５℃（Ｔｇ＋２０℃〜Ｔｇ＋３５℃）に保って溶融混練することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
【請求項２】
前記連続式２本ロール型混練装置は、フロントロールとバックロールの回転により原材料を溶融混練する装置であることを特徴とする請求項１記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【請求項３】
該フロントロールは原材料投入側と混練物排出側とで温度が異なっていて、原材料投入側の温度は前記結着樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）以上であり、混練物排出側の温度は３０℃未満であることを特徴とする請求項２記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【請求項４】
前記バックロールの温度は３０℃未満であることを特徴とする請求項２記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【請求項５】
前記フロントロールの回転速度は５５ｒｐｍ以上であり、前記バックロールの回転速度は４５ｒｐｍ以下であり、フロントロールの回転速度とバックロールの回転速度の差は１５ｒｐｍ以上あることを特徴とする請求項２記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【請求項６】
前記混練工程は、前記原材料にイオン交換水を加えて、連続式２本ロール型混練装置により溶融混練して混練物を得る工程であることを特徴とする請求項１記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法、静電印刷法等において使用される静電荷像現像用トナーの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子複写機等で使用される現像剤は、その現像工程において、例えば静電荷像が形成されている感光体等の像担持体に一旦付着され、次に転写工程において感光体から転写紙に転写された後、定着工程においてコピー紙面に定着される。その際、潜像保持面上に形成される静電荷像を現像するための現像剤として、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤及びキャリアを必要としない一成分系現像剤が知られている。
【０００３】
該現像剤に含有されるトナーは、非磁性トナーの場合はバインダー樹脂を、磁性トナーの場合はバインダー樹脂と磁性粉とを主成分とし、着色剤を分散含有しており、この着色剤の分散を均一化することが、トナー粒子の帯電性を均一にし、ひいてはコピー画質の向上、耐久性能の向上等に資する。
そのために、連続式２本ロール型混練装置を用いるトナー混練装置およびトナー製造方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
この方法によれば、ある程度着色剤の分散を均一化して、コピー画質の向上を図ることはできるが、多数枚の連続印字における耐久性能は不十分であった。そこで、着色剤の分散をさらに均一化することが望まれていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５４４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とする処は、着色剤の分散を均一化することができ、コピー画質の向上とともに耐久性能の向上を図ることができる静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、下記の技術的構成により、上記課題を解決できたものである。
【０００７】
（１）少なくとも結着樹脂および着色剤を含む原材料を、連続式２本ロール型混練装置により溶融混練して混練物を得る混練工程と、該混練物を冷却し、粉砕分級する粉砕分級工程とを有する静電荷像現像用トナーの製造方法であって、該混練工程は、連続式２本ロール型混練装置により原材料を前記結着樹脂のガラス転移点＋２０℃〜前記結着樹脂のガラス転移点＋３５℃（Ｔｇ＋２０℃〜Ｔｇ＋３５℃）に保って溶融混練することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
（２）前記連続式２本ロール型混練装置は、フロントロールとバックロールの回転により原材料を溶融混練する装置であることを特徴とする前記（１）記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
（３）該フロントロールは原材料投入側と混練物排出側とで温度が異なっていて、原材料投入側の温度は前記結着樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）以上であり、混練物排出側の温度は３０℃未満であることを特徴とする前記（２）記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
（４）前記バックロールの温度は３０℃未満であることを特徴とする前記（２）記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
（５）前記フロントロールの回転速度は５５ｒｐｍ以上であり、前記バックロールの回転速度は４５ｒｐｍ以下であり、フロントロールの回転速度とバックロールの回転速度の差は１５ｒｐｍ以上あることを特徴とする前記（２）記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
（６）前記混練工程は、前記原材料にイオン交換水を加えて、連続式２本ロール型混練装置により溶融混練して混練物を得る工程であることを特徴とする前記（１）記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、着色剤の分散を均一化することができ、コピー画質の向上とともに耐久性能の向上を図ることができる静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法について説明する。
本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法は、少なくとも結着樹脂および着色剤を含む原材料を、連続式２本ロール型混練装置により溶融混練して混練物を得る混練工程と、該混練物を冷却し、粉砕分級する粉砕分級工程とを有する静電荷像現像用トナーの製造方法であって、該混練工程は、連続式２本ロール型混練装置により原材料を結着樹脂のガラス転移点＋２０℃〜結着樹脂のガラス転移点＋３５℃（Ｔｇ＋２０℃〜Ｔｇ＋３５℃）に保って溶融混練することを特徴とする。
なお、原材料の温度は原材料投入側の地点（原材料投入側ロール端から１０ｃｍの地点）と混練物排出側の地点（混練物排出側ロール端から１０ｃｍの地点）とで、回転するロールに巻きつく混練物から１０ｃｍほど離れた地点で、放射温度計により測定するものとする。
以下、順に説明する。
【００１０】
まず、混練工程の前に原材料を混合することが好ましい。
すなわち、結着樹脂、着色剤を含む原材料を所定量秤量して混合する。必要に応じて離型剤等を加えても良い。
混合装置の一例としては、ダブルコーン・ミキサー、Ｖ型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等がある。
【００１１】
次に、混練工程で原材料を溶融混練し、結着樹脂に着色剤等を均一に分散させる。
混練工程には連続式２本ロール型混練装置を用いることが必要である。該連続式２本ロール型混練装置は、一般的にフロントロールとバックロールの回転により原材料を溶融混練する装置である。
そして、該フロントロールについて原材料投入側と混練物排出側とで温度を異ならせ、原材料投入側の温度は結着樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）以上とし、混練物排出側の温度は３０℃未満とすることが好ましい。
また、該バックロールの温度を３０℃未満とすることが好ましい。
さらに、該フロントロールの回転速度を５５ｒｐｍ以上とし、該バックロールの回転速度を４５ｒｐｍ以下とし、フロントロールの回転速度とバックロールの回転速度の差を１５ｒｐｍ以上とすることが好ましい。
このような条件にすれば、さらに均一に結着樹脂に着色剤等を分散させることができるからである。
【００１２】
そして、粉砕分級工程では、まず混練後の原材料を２本ロール等で圧延して空冷・水冷等により冷却し、次いで、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミル等で粗粉砕し、ジェットミル、高速ローター回転式ミル等で微粉砕し、段階的に所定トナー粒度まで粉砕する。そして、慣性分級方式のエルボージェット、遠心力分級方式のミクロプレックス、ＤＳセパレーター、乾式気流分級機等でトナーを分級し、体積平均粒子径３〜１５μｍの分級トナーを得る。
分級工程で発生した粗粉は粉砕工程に戻し、また発生した微粉は添加混合物の混練工程に戻して再利用してもよい。
【００１３】
なお、分級トナーに外添剤を付着させる場合には外添工程を行う。
分級トナーと各種外添剤を所定量配合して、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の粉体にせん断力を与える高速攪拌機などで攪拌・混合する。
この際、外添機内部で発熱があり、凝集物を生成し易くなるので外添機の容器部周囲を水で冷却するなどの手段で温度調整をする方が好ましく、更には外添機容器内部の材料温度は樹脂のガラス転移温度より約１０℃低めの管理温度以下が好適である。
【００１４】
得られたトナーは、キャリアを使用しない一成分系現像剤（マグネタイト等の磁性物を含有した磁性一成分トナー、または磁性物を含有しない非磁性一成分トナー）、或いは、鉄粉、フェライト、マグネタイト、磁性樹脂キャリア等の磁性キャリアと混合した二成分系現像剤として用いることができる。
【００１５】
なお、上記の原材料を混合する際もしくは混練工程で、原材料に対して水を加えても良い。最も好ましいのは、原材料が均一に混合された後であって混練工程の前に加えることである。
加える水の種類は特に限定されないが、イオン交換水が好ましい。イオン交換水は、例えば水道水をイオン交換樹脂でイオン交換することで得ることができる。
加えられた水は混練工程において着色剤等の均一な分散を促進する。なお、水は混練工程中もしくは粉砕分級工程中に蒸発して消失するが特に問題はなく、むしろその方が好ましい。
【００１６】
次に、本発明に用いる原材料について説明する。
結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体及びスチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体及びスチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂（飽和、不飽和を含む）、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、並びにポリカーボネート樹脂等があるが、本発明に用いるのに好ましい樹脂としてはスチレン系樹脂、ポリエステル樹脂等を挙げることができる。
また、上記結着樹脂は単独に使用するに限らず、２種以上併用することもできる。
【００１７】
結着樹脂のフロー軟化温度（Ｔｍ）としては８０〜１５０℃程度がよく、更には９０〜１４０℃程度が好ましい。
８０℃未満では紙への定着温度は低くて良好であるが、ホットオフセットが発生しやすく、またトナーが現像槽内部で破砕されやすくなりキャリア表面、ドクターブレードにトナーが固着するスペント現象が発生し、帯電特性の悪化を引き起こし、ひいては現像剤の耐久性能の悪化を招き問題がある。
また、１５０℃より高いと定着温度紙への定着温度が高く、またトナー粉砕性が悪い等の問題がある。
結着樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は４５℃程度以上が好ましく、４５℃未満では４０℃の高温で長時間トナーを放置した場合にトナーの固い凝集或いは固着を招くなど保存安定性が悪く、また、外添工程でトナー凝集物を生成し易い、更に篩別装置のスクリーン、側壁等に付着し凝集物を生成し易いなど使用上問題がある。
【００１８】
フロー軟化温度（Ｔｍ）とガラス転移温度（Ｔｇ）の試験方法を以下に説明する。
［フロー軟化温度（Ｔｍ）］
フローテスター（（株）島津製作所社製ＣＦＴ−５００）において、試料１ｇをノズル１ｍｍ×１０ｍｍのダイ、荷重３０ｋｇ、予熱時間５０℃で５分、昇温速度３℃／分の条件下で測定を行い、フロー開始から終了までの距離の中間点の温度を軟化温度とする。
［ガラス転移温度（Ｔｇ）］示差熱分析計（（株）島津製作所社製ＤＴＡ−４０）において、昇温速度１０℃／分の条件で測定した曲線の転移（変曲）開始部に接線を引き、その交点温度をガラス転移温度とする。
【００１９】
なお、結着樹脂の製造は公知の溶液重合、懸濁重合、塊状重合、乳化重合等により行えばよく、必要に応じ低分子量体と高分子量体の重合方法は違えてもよい。
【００２０】
次に、着色剤としては、カーボンブラック、酸化チタン、亜鉛華、アルミナホワイト、炭酸カルシウム、群青、紺青、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン系染料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、アントラキノン染料、モノアゾ及びジアゾ系染顔料などの着色剤を単独または２種以上混合して使用できる。
着色剤の含有量は、現像により可視像を形成することができるようトナーを着色するに十分な量あればよく、例えば樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部、好ましくは３〜１５重量部が好適である。
【００２１】
次に、離型剤としては、低分子量オレフィン重合体、エステルワックス等を用いることができる。
更に、正荷電性または負荷電性の帯電制御剤を単独または併用してトナーに使用してもよく、その使用量は所望する帯電量に合わせて定めればよい。例えば、樹脂１００重量部に対して０．０５〜１０重量部程度が好ましい。
正荷電性帯電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などがある。
負荷電性帯電制御剤としては、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物などがある。
離型剤の含有量は、樹脂１００重量部に対して１〜１０重量部、好ましくは３〜８重量部が好適である。
【００２２】
次に、外添剤としては、無機または有機の各種外添剤を使用することができるが、特にトナーの流動性向上、凝集性抑制を図る為にシリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の無機微粉末が好適である。
また、外添剤は高湿環境下での安定性面より、無機微粉末の場合にはシランカップリングなどの処理剤で疎水化処理されたものがより好ましく、更に、帯電性を考慮する場合には負荷電性を付与する処理剤としてはジメチルジクロルシラン、モノオクチルトリクロルシラン、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイルなど、正荷電性を付与する処理剤としてはアミノシランなどを使用すればよい。
外添剤の混合量は、使用する外添剤及びトナー粒子の平均粒径、粒度分布などにより異なるが、所望するトナー流動性を得る量を適宜選択できる。一般的にはトナー粒子１００重量部に対して０．０５〜１０重量部、更には０．１〜８重量部が好適である。
混合量が０．０５重量部未満では流動性改善効果が少なく、高温での貯蔵安定性能が悪く、また混合量が１０重量部より多いと一部遊離した外添剤により感光体にフイルミングを発生したり、現像槽内部に堆積し現像剤の帯電機能劣化等を引き起こしたりして好ましくない。
【００２３】
その他の外添剤としては、抵抗調整、研磨剤などの目的で、流動性改善用以外のマグネタイト、フェライト、導電性チタン、酸化アンチモン、酸化錫、酸化セリウム、ハイドロタルサイト類化合物、アクリルビーズ、シリコーンビーズ、ポリエチレンビーズなどの微粉末を適量混合してもよく、その混合量はトナー１００重量部に対して０．００５〜１０重量部が好ましい。
【実施例】
【００２４】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、原材料の配合量は重量部である。
【００２５】
＜実施例１＞
まず、下記の原材料をスーパーミキサーで１０分間混合した。
・ポリエステル樹脂                                                ８９．０部
（三菱レーヨン製、商品名：「ＦＣ−１５６５」、Ｔｍ１２０℃、Ｔｇ６２℃）
・マゼンタ顔料粉末                                                  ５．０部
（大日精化工業社製、商品名：「レッド  Ｎｏ．８」）
・帯電制御剤                                                        １．０部
（日本カーリット社製、商品名：「ＬＲ−１４７」）
・エステルワックス                                                  ５．０部
（日本油脂社製、商品名：「ＷＥＰ−８」、融点７８℃）
その後、下記のイオン交換水を加えてさらに３分間混合し、混合物を得た。
・イオン交換水（ＰＨ６．８）                                        ６．０部
そして、得られた混合物を連続式２本ロール型混練装置（三井鉱山社製、商品名：「ニーデックスＭＯＳ１００−５００」）を用いて、フロントロールの温度を原材料投入側７５℃、混練物排出側２４℃に設定し、バックロールの温度を２４℃に設定し、フロントロールの回転数６０ｒｐｍ、バックロールの回転数４０ｒｐｍ、ロール内の媒体：Ｈ２Ｏ、ロール間ギャップ０．３ｍｍ、吐出量１．５ｋｇ／ｈｒの条件で溶融混練してチップ状に成形された混練物を得た（混練工程）。
なお、混練工程中の原材料の温度を回転するロールに巻きつく混練物から１０ｃｍほど離れた地点で放射温度計により測定したところ、原材料投入側の地点（原材料投入側ロール端から１０ｃｍの地点）で８２℃、混練物排出側の地点（混練物排出側ロール端から１０ｃｍの地点）で８９℃であった。
得られた混練物を２本ロールで圧延して空冷し、ハンマーミルで粗粉砕、ジェットミルで微粉砕して、乾式気流分級機で分級した（粉砕分級工程）。
以上により体積平均粒子径（Ｄｖ）が８．５μｍの分級トナーを得た。
【００２６】
次に、該分級トナー１００部に、下記のシリカ、樹脂微粉末および酸化チタンからなる外添剤を加えて３００Ｌヘンシェルミキサーで回転数１２２０ｒｐｍで８分混合し（外添工程）、実施例１のトナーを得た。
・シリカ                                                              ０．２部
（クラリアントジャパン社製、平均一次粒子径１７．５ｎｍ、比表面積１４０ｍ２／ｇ）
・樹脂微粉末                                                          ０．３部
（ＡＵＳＩＭＯＮＴ社製、商品名：「ＨＹＬＡＲ４６１」）
・酸化チタン                                                          ０．５部
（日本アエロジル社製、一次粒子径１０ｎｍ、ＢＥＴ比表面積６５±１０、処理剤オクチルシラン）
【００２７】
＜実施例２＞
混練工程において、フロントロールの温度を原材料投入側８５℃、混練物排出側１５℃に設定したことを除き、実施例１と同様にしてトナーを得た。
なお、混練工程中の原材料の温度を放射温度計により測定したところ。原材料投入側の地点で９０℃、混練物排出側の地点で８０℃であった。
【００２８】
＜比較例１＞
混練工程において、フロントロールの温度を原材料投入側９０℃、混練物排出側９０℃に設定したことを除き、実施例１と同様にしてトナーを得た。
なお、混練工程中の原材料の温度を放射温度計により測定したところ。原材料投入側の地点で９３℃、混練物排出側の地点で１０１℃であった。
【００２９】
＜比較例２＞
混練工程において、フロントロールの温度を原材料投入側１００℃、混練物排出側４０℃に設定したことを除き、実施例１と同様にしてトナーを得た。
なお、混練工程中の原材料の温度を放射温度計により測定したところ。原材料投入側の地点で１１０℃、混練物排出側の地点で９８℃であった。
実施例および比較例の主な条件を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2009198891.tif 000002
【００３１】
＜着色剤の最大分散径＞
実施例および比較例の混練物について、断面の走査型電子顕微鏡写真をとり、粒状に現れた着色剤の最大のものの長径を最大分散径（μｍ）とした。
◎：０．２μｍ未満、○：０．２μｍ以上０．５μｍ未満、△：０.５μｍ以上１．０μｍ未満、×：１．０μｍ以上とした。
結果を表２に示した。
【００３２】
【表２】
2009198891.tif 000003
【００３３】
＜評価結果＞
実施例１は着色剤の最大分散径が０．２μｍ未満で極めて良好であった。
実施例１のトナーを非磁性一成分プリンタに用いて印字したところ、コピー画質の大幅な向上が認められ、１万枚の連続印字でも画像濃度は低下せず耐久性能も実用上問題なかった。
実施例２は着色剤の最大分散径が０．２μｍ未満で極めて良好であった。
実施例２のトナーを非磁性一成分プリンタに用いて印字したところ、コピー画質の大幅な向上が認められ、１万枚の連続印字でも画像濃度は低下せず耐久性能も実用上問題なかった。
これに対し、比較例１は着色剤の最大分散径は１．０μｍ以上で不十分であった。
比較例１のトナーを非磁性一成分プリンタに用いて印字したところ、色にくすみがあってコピー画質に実用上問題があった。
また、比較例２は着色剤の最大分散径は０．５μｍ以上１．０μｍ未満でやや不十分であった。
比較例２のトナーを非磁性一成分プリンタに用いて印字したところ、１万枚の連続印字で画像濃度が低下して耐久性能に実用上問題があった。