(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
母体粒子と小粒子とを混合して、小粒子を母体粒子の表面に付着させる粉粒体の混合方法において、母体粒子、小粒子および球状媒体を混合容器に入れ、この混合容器を円運動させるとともに自転させながら、前記混合容器の自転軸を前記円運動の軸に対して振とうして混合し、しかる後に小粒子を母体粒子の表面に付着させた粉粒体を上記球状媒体から分離することを特徴とする粉粒体の混合方法。
【請求項２】
母体粒子の直径が小粒子の直径の10倍以上である請求項１記載の粉粒体の混合方法。
【請求項３】
母体粒子が電子写真用現像トナーである請求項１又は請求項２記載の粉粒体の混合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、母体粒子と小粒子とを均一かつ迅速に処理することができる粉粒体の混合方法に関し、電子写真用現像トナーなどの製造に適用される。
【０００２】
【従来の技術】
母体粒子と小粒子を混合して、小粒子を母体粒子の表面に付着させその表面を改質する粉粒体技術としては、例えば、電子写真用現像トナーに流動性を持たせるために、トナー粒子にシリカ粉末等の無機粉末や有機粉末を添加し付着させることが一般に採用されている。
【０００３】
従来における、母体粒子と小粒子を混合して母体粒子の表面を改質する粉粒体の混合方法は、母体粒子と小粒子を密閉容器内に入れ振とう攪拌する方法や、母体粒子と小粒子をプロペラで高速攪拌する方法、粉砕機を利用して混合攪拌する方法等が使用されてきた。これらの方法では、均一付着や混合ができにくい場合があり、また、配合された母体粒子や小粒子が熱溶融性である場合は、プロペラ回転時に発生する熱によりブレードに付着したり、粒子同士の凝集が起こるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱可塑性樹脂を主成分とするトナー母体粒子にシリカ粉末等を混合した場合、プロペラによる高速攪拌を長時間続けると、母体粒子であるトナーがプロペラに溶融付着する。それを防止するため、間隔を置きながら短時間高速攪拌を繰り返す方法が採られており、非常に生産効率が悪い欠点があった。また、母体粒子と小粒子を密閉容器に入れ、この容器を円運動させるとともに自転させて混合・付着を行う方法が提案されているが、母体粒子と小粒子との比重が異なる場合は混合が不十分であったり、比重の大きい粒子が容器の底に溜まり圧縮される欠点があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記の欠点を解消するためになされたもので、母体粒子と小粒子とが迅速に、かつ均一に混合でき、また、混合時のブレード等による母体粒子及び小粒子付着層の損傷や汚染がなく、また容器底における母体粒子等の溜り・圧縮がなくなり、作業性に優れた粉粒体の混合方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、混合する母体粒子と小粒子に球状媒体を添加して特定回転の容器内混合をすることによって、上記の目的を達成することができることを見いだし、本発明を完成したものである。
【０００７】
即ち、本発明は、
母体粒子と小粒子とを混合して、小粒子を母体粒子の表面に付着させる粉粒体の混合方法において、母体粒子、小粒子および球状媒体を混合容器に入れ、この混合容器を円運動させるとともに自転させながら振とうして混合し、しかる後に小粒子を母体粒子の表面に付着させた粉粒体をふるい分けなどにより上記球状媒体から分離することを特徴とする粉粒体の混合方法である。また、母体粒子の直径が小粒子の直径の10倍以上であり、母体粒子が電子写真用現像トナーである粉粒体の混合方法である。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明に用いる母体粒子としては、平均粒径が 1μｍ〜数百μｍであればよく、粒度分布や粒子の形状や粒子の材質等に限定されるものではなく広く使用することができる。
【００１０】
本発明に用いる小粒子は、母体粒子と比較して粒径の小さい粒子であって、平均粒径が 0.001μｍ〜数十μｍであればよく、粒度分布や粒子の形状や粒子の材質等に限定されるものではなく、広く使用することができる。また、混合する小粒子は 1種の小粒子でもよくまた 2種以上の小粒子を同時に混合することができる。
【００１１】
本発明に用いる球状媒体としては、直径が 0.1ｍｍ〜数ｃｍと母体粒子と比較して非常に大きいことが望ましい。これらは混合能力の向上や、混合後の製品と球状媒体とのふるい分けの作業性向上のためである。球状媒体の材質としては、特に制限されることはなく 1種又は 2種以上の材質のものを使用することができる。具体的な球状媒体としては、例えば、ガラスビーズ、プラスチックビーズ、セラミックビーズ、金属ビーズ等が挙げられ、これらは単独又は 2種以上混合して使用することができる。
【００１２】
次に図面を用いて、本発明の混合方法と混合容器を説明する。図１において、１は混合容器であって、円筒状で密封できることが望ましい。容器に母体粒子と小粒子を所定量計り込み、さらに球状媒体を投入して密封する。図１に示すように混合容器１は、容器物体外の一点鎖線Ａで示される回転軸の周りに円運動ａをさせながら容器物体内の一転鎖線Ｂで示される回転軸の周りに自転ｂをさせ、さらに回転軸Ｂを回転軸Ａに対してＢ′、Ｂ″のように振り混合容器１に振とうｃをさせて粒子を混合させることができる。
【００１３】
すなわち、混合容器１を矢印ａ方向に円運動させ、その回転を続けながら混合容器１をｂ方向に自転の回転をさせれば、自転における遠心力の方向と円運動における遠心力の方向が異なりある場合には逆方向になるため、具合よく混合することができる。また、球状媒体添加により母体粒子と小粒子が均一に分散され、さらにｃ方向へ振とうさせるため表面改質された粉粒体も容器内や容器底に圧縮されることがない。得られた粉粒体をふるい等で球状媒体を除去して、表面が改質された粉粒体が得られる。この方法では高速で混合を行ってもプロペラ等の攪拌と比較して温度上昇が起こりにくく、また、攪拌能力も同等もしくはそれ以上の効果を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施形態】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例よって限定されるものではない。
【００１５】
実施例１
熱可塑性樹脂に顔料を分散させて顔料分散体を調製した。得られた顔料分散体を粉砕・分球して平均粒径10μｍのトナーを調製した。これは混合における母体粒子である。添加する小粒子としては負帯電シリカであるＲ−９７２（日本エアロジル社製、商品名 1ｎｍ）を使用した。
【００１６】
母体粒子20ｇをプラスチック容器に計り採り小粒子を 0.2ｇを添加して密封した。さらに球状媒体としてガラスビーズ（直径 2ｍｍ）を 2ｇ添加した後、図１に示した装置で30秒間、攪拌混合を行った。混合後の容器中のトナーは容器底に圧縮されていなかった。得られたトナーを 100メッシュのふるいを通してガラスビーズを除去した。トナーを走査型電子顕微鏡で観察を行ったところ、負帯電シリカが均一に付着されており、また、トナーの凝集がないことが確認された。
【００１７】
実施例２
実施例１と同量のトナー及び負帯電シリカを密封容器に投入し球状媒体として直径 1ｃｍの球状媒体のプラスチックを 5ｇ添加した。添加後、実施例１と同様の方法で混合した。混合後得られたトナーは容器内に圧縮されておらず、また、負帯電シリカはトナー表面に均一に分散されていた。
【００１８】
実施例３
平均粒径20μｍの球状ポリエチレンを母体粒子として20ｇをプラスチック容器に計り採り、小粒子として平均粒径 0.3μｍの酸化チタン 1ｇを添加し密封した。その後、実施例１と同様の方法で混合を行った。混合後、容器内には母体粒子であるポリエチレンの圧縮は見られなかった。得られた表面改質粒子を走査型電子顕微鏡で観察を行ったところ、母体粒子に酸化チタンが均一に被覆されているのが観察された。
【００１９】
実施例４
平均粒径 100μｍのフェライト球を母体粒子として50ｇをプラスチック容器に計り採り、小粒子として平均粒径 5μｍのナイロン球 1ｇを添加し密封した。その後、実施例１と同様の方法で混合を行った。混合後、容器内には母体粒子であるフェライト球の圧縮は見られなかった。得られた表面改質粒子を走査型電子顕微鏡で観察を行ったところ、母体粒子にナイロン球が均一に被覆されているのが観察された。
【００２０】
比較例１
実施例１で用いた母体粒子と小粒子を同量計り込みプロペラ式ミキサーで 9000 ｒｐｍで30秒間混合を行った。混合後、混合物を走査型電子顕微鏡で観察を行ったところ、母体粒子の熱による母体粒子の凝集が観察され、また、プロペラにも樹脂の付着が見られた。
【００２１】
比較例２
実施例１で用いた母体粒子と小粒子を同量計り込み、球状媒体を添加せずに容器の振とうを行わずに混合を行った。得られた表面にはシリカが均一に被覆されているものの、容器の底にはトナーが圧縮されていた。
【００２２】
比較例３
実施例３で用いた母体粒子と小粒子を同量計り込み、プロペラ式ミキサーで 9000 ｒｐｍで30秒間混合を行った。混合後、混合物を走査型電子顕微鏡で観察を行ったところ、母体粒子の熱による凝集が観察され、また、プロペラにも樹脂の付着が見られた。
【００２３】
比較例４
実施例４で用いた母体粒子と小粒子を同量計り込み、プロペラ式ミキサーで 9000 ｒｐｍで30秒間混合を行った。混合後、混合物を走査型電子顕微鏡で観察を行ったところ、母体粒子の凝集は見られなかったが、フェライト球によりプロペラ式ミキサーのブレードが摩耗していた。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の粉粒体の混合方法によれば、母体粒子と小粒子が迅速かつ均一に分散でき、攪拌媒体による母体粒子や小粒子付着層の損傷や汚染がなくなり、また、容器内の母体粒子等の圧縮がなくなり作業性を向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粉粒体の混合方法説明する概略図である。
【符号の説明】
１  混合容器
【図１】
0003737207.tif 000002