JP2007155924A - トナーの製造方法及びトナー製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】攪拌羽根を有する回転体を具備する流動攪拌型混合装置で回転体を回転させて攪拌混合し、トナー母体粒子表面に荷電制御剤を固定して電子写真用トナーを製造するトナーの製造方法であって、攪拌羽根は、回転体上に放射線状に配置された羽根車であり、攪拌羽根の総垂直投影面積S1と流動攪拌型混合装置内の中心鉛直断面積S2との比が、式:0.21≧S1/S2≧0.03となるトナーの製造方法を主たる構成とする。
【選択図】図1
Description
さらに、攪拌羽根の周速度が実使用上、最大でも40m/secであるために、ヘンシェルミキサーやハイスピードミキサーの容器内では、充分に固定化することは困難であるのが実情である。
従って、荷電制御剤を表面処理剤として扱い、主としてトナー母体粒子表面近傍に存在させて、その機能を充分に発揮できるトナーの、高効率製造方法の出現が望まれているが、未だ未達成のまま、今日に至っているのが実状である。
0.21≧S1/S2≧0.03・・・(1)
0.22≧L1/D2≧0.13・・・(2)
1.9≧S3/S4≧1.3・・・(3)
0.62≧D2^2/D1^3≧0.19・・・(4)
2.3≧D3/D1≧1.0・・・(5)
0.21≧S1/S2≧0.03・・・(6)
0.22≧L1/D2≧0.13・・・(7)
1.9≧S3/S4≧1.3・・・(8)
0.62≧D2^2/D1^3≧0.19・・・(9)
2.3≧D3/D1≧1.0・・・(10)
図1及び図2は、本実施形態のトナーの製造方法に係る、攪拌羽根回転体の構成を示す図である。図1は、攪拌羽根回転体の斜視図であり、図2(a)は、攪拌羽根回転体の平面図、図2(b)は、攪拌羽根単独垂直面を示している。
図3に示すように、上述したような本実施形態に用いられる粉体の還流を生起するような攪拌型混合装置において、攪拌羽根の上部に撹拌羽根の回転軸を中心軸とする補強板を設けた場合には、この補強板の外周端から補強板の外周までの可動面積S3と、該補強板の内周の面積S4との比S3/S4が、1.3〜1.9、換言すれば、1.9≧S3/S4≧1.3の式の示す範囲で処理するのが望ましい。
図4は、本実施形態のトナーの製造方法に係る攪拌装置が、球形状の場合を示す図である。
以下、実施例により本実施形態を更に説明するが、本実施形態はこれに限定されて解釈されるものではない。また、以下、部は、特に指定のない限り重量部を示す。なお、流動攪拌型混合装置及び回転体である羽根車として、断わりがない限り、原則として図1および図2に示されるものを用いるものとする。
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェーノール)プロパン810部、テレフタル酸300部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧下に5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応した。次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中でイソフォロンジイソシアネート188部と2時間反応を行いイソシアネート含有プレポリマー(1)を得た。
羽根車の羽根総垂直断面投影面積S1と装置内中心鉛直断面積S2との比を、0.32にした以外は、実施例1と同様の処理を行った。
羽根車の羽根総垂直断面投影面積S1と装置内中心鉛直断面積S2との比を、0.02にした以外は、実施例1と同様の処理を行った。
攪拌羽根の外周端と装置壁面との隙間を4.5mmにした以外は、実施例1と同様にして処理を行った。
攪拌羽根の外周端から内周端までの羽根長さL1と、装置内水平断面径D2との比L1/D2を0.09にした以外は、実施例2と同様の処理を行った。
攪拌羽根の外周端から内周端までの羽根長さL1と、装置内水平断面径D2との比L1/D2を0.17にしたにした以外は、実施例2と同様の処理を行った。
補強板の外周から撹拌羽根外周端までの水平方向開口面積S3と、補強板の内周までの水平方向開口面積S4との比S3/S4を0.8にした以外は、実施例3と同様の処理を行った。
補強板の外周から撹拌羽根外周端までの水平方向開口面積S3と、補強板の内周までの水平方向開口面積S4との比S3/S4を1.5にした以外は、実施例3と同様の処理を行った。
20リットルのヘンシェルミキサー(三井三池化工機製)を、20リットルの容量の球形槽にした以外は、実施例4と同様の処理を行った。
装置内に内挿管を設け、この装置内の上部に内挿管の径D1の3乗と装置内水平断面径D2の2乗との比D22/D13が0.5であり、かつ、この内挿管径D1と内挿管下部における最大径D3との比D3/D1を1.8とした以外は、実施例5と同様の処理を行った。
装置内に内挿管を設け、流動攪拌型混合装置内の上部に設けられた該内挿管径D1と装置内水平断面径D2との比が0.8であり、かつ、該流動攪拌型混合装置内の上部に設けられた該内挿管径D1と該内挿管下部における最大径D3との比が3.2となる以外は、実施例6と同様の処理を行った。
(a)帯電量(荷電制御剤付着量指標)
現像剤6gを計量し、密閉できる金属円柱に仕込みブローして帯電量を求める。トナー濃度は4.5〜5.5wt%に調整する。
白紙画像を現像中に停止させ、現像後の感光体上の現像剤をテープ転写し、未転写のテープの画像濃度との差を938スペクトロデンシトメーター(X−Rite社製)により測定。
10万枚複写試験後の現像剤からブローオフによりトナーを除去し、残ったキャリアの重量を測定W1とする。次に、このキャリアをトルエン中に入れて溶融物を溶解し、洗浄、乾燥後重量を測定しW2とする。そして下記式よりスペント化率を求め評価した。
スペント化率=〔(W1−W2)/W1〕×100
◎:0〜0.01wt%
○:0.01wt%〜0.02wt%
△:0.02wt%〜0.05wt%
×:0.05wt%未満
現像ローラまたは感光体上のトナーフィルミング発生状況の有無を観察した。◎はフィルミングがなく、△はスジ上のフィルミングが見られ、×は全体的にフィルミングがある。
(i)実施例1、比較例1、及び比較例2により、攪拌羽根面積を適切にすると固定化の効率が良い。
(ii)実施例1と実施例2とにより、攪拌羽根とミキサー壁面間の寸法を適切にすると帯電が安定する。
(iii)実施例2、実施例3及び比較例3により、攪拌羽根の長さを適切にすると地汚れ防止が良好となる。
(iv)実施例3、実施例4及び比較例4においては、攪拌羽根補強板の外周から壁面がなす水平方向開口面積S3と、該補強板の内周が形成する水平方向開口面積S4との比を適切にすると帯電域上がり、安定性が増す。
(v)実施例5と比較例4とを比較することにより、本実施形態の攪拌羽根は、ヘンシェルミキサーよりも球状ミキサーの組み合わせの方が、画像品質が遥かに高い。
(vi)実施例5と実施例6とにおいては、本実施形態の攪拌羽根を用いる場合、内挿管を設けることでフィルミング、キャリアスペントが激減する。
(vii)実施例6と比較例5とにおいては、内挿管寸法、形状を、上述した本実施形態における各式の範囲外とすることで、画像品質等が低下する。
0.21≧S1/S2≧0.03・・・(1)
2 回転羽根
3 羽根隙間
4 回転円盤
5 補強板
6 粉体還流軌跡
A,B 直視方向
D1 混合装置内挿管径
D2 混合装置水平断面径
D3 内挿管下部最大径
L1、L2 羽根長さ
S1 羽根総垂直面投影断面積
S2 混合装置内中心鉛直断面積
S3 攪拌羽根補強板外周壁面水平方向開口面積
S4 攪拌羽根補強板内周水平方向開口面積
Claims (16)
- 攪拌羽根を有する回転体を具備する流動攪拌型混合装置にて前記回転体を回転させて、少なくとも結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるトナー母体粉子と荷電制御剤とを攪拌混合し、前記トナー母体粒子表面に前記荷電制御剤を固定して電子写真用トナーを製造するトナーの製造方法であって、
前記攪拌羽根は、前記回転体上に放射線状に配置された羽根車であり、
前記攪拌羽根の総垂直投影面積をS1、前記流動攪拌型混合装置内の中心鉛直断面積をS2とするとき、前記S1と前記S2とのなす比が下記式(1)となることを特徴とするトナーの製造方法。
0.21≧S1/S2≧0.03・・・(1) - 前記攪拌羽根の最外周位置と前記流動攪拌型混合装置壁面との隙間Tが、2mm以上15mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記攪拌羽根の最外周端と最内周端との羽根長さをL1、前記流動攪拌型混合装置内の水平断面径をD2とするとき、前記L1と前記D2とのなす比が下記式(2)となることを特徴とする請求項1乃至2に記載のトナーの製造方法。
0.22≧L1/D2≧0.13・・・(2) - 前記流動攪拌型混合装置は、前記攪拌羽根の上部に前記撹拌羽根の回転軸を中心軸とする略円形状の補強板を有し、
該補強板の外周から前記撹拌羽根外周端までの円環状の面積をS3、該補強板の内周の面積をS4とするとき、前記S3と前記S4とのなす比が下記式(3)となる前記流動攪拌型混合装置を用いてトナーを製造することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のトナーの製造方法。
1.9≧S3/S4≧1.3・・・(3) - 前記流動攪拌型混合装置が略球状体であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のトナーの製造方法。
- 前記流動攪拌型混合装置は、該流動攪拌型混合装置の上部から内部へ、前記撹拌羽根の回転軸方向に中空の内挿管を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のトナーの製造方法。
- 前記内挿管径をD1、前記流動攪拌型混合装置内の水平断面径をD2とするとき、前記D1とD2とのなす比が下記式(4)となる前記流動攪拌型混合装置を用いてトナーを製造することを特徴とする請求項6に記載のトナーの製造方法。
0.62≧D2^2/D1^3≧0.19・・・(4) - 前記内挿管径をD1、該内挿管の下部における最大径をD3とするとき、前記D1と前記D3とのなす比が下記式(5)となる前記流動攪拌型混合装置を用いてトナーを製造することを特徴とする請求項6乃至7に記載のトナーの製造方法。
2.3≧D3/D1≧1.0・・・(5) - 攪拌羽根を有する回転体を具備する流動攪拌型混合装置にて前記回転体を回転させて、少なくとも結着樹脂、着色剤及び離型剤からなるトナー母体粉子と荷電制御剤とを攪拌混合し、前記トナー母体粒子表面に前記荷電制御剤を固定して電子写真用トナーを製造するトナー製造装置であって、
前記攪拌羽根は、前記回転体上に放射線状に配置された羽根車であり、
前記攪拌羽根の総垂直投影面積をS1、前記流動攪拌型混合装置内の中心鉛直断面積をS2とするとき、前記S1と前記S2とのなす比が下記式(6)となることを特徴とするトナー製造装置。
0.21≧S1/S2≧0.03・・・(6) - 前記攪拌羽根の最外周位置と装置壁面との隙間Tが、2mm以上15mm以下であることを特徴とする請求項9に記載のトナー製造装置。
- 前記攪拌羽根の最外周端と最内周端との羽根長さをL1、前記流動攪拌型混合装置内の水平断面径をD2とするとき、前記L1と前記D2とのなす比が下記式(7)となることを特徴とする請求項9乃至10に記載のトナー製造装置。
0.22≧L1/D2≧0.13・・・(7) - 前記流動攪拌型混合装置は、前記攪拌羽根の上部に前記撹拌羽根の回転軸を中心軸とする略円形状の補強板を有し、
該補強板の外周から前記撹拌羽根外周端までの円環状の面積をS3、該補強板の内周の面積をS4とするとき、前記S3と前記S4とのなす比が下記式(8)となることを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載のトナー製造装置。
1.9≧S3/S4≧1.3・・・(8) - 前記流動攪拌型混合装置が略球状体であることを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載のトナー製造装置。
- 前記流動攪拌型混合装置は、該流動攪拌型混合装置の上部から内部へ、前記撹拌羽根の回転軸方向に中空の内挿管を有することを特徴とする請求項9乃至13のいずれか1項に記載のトナー製造装置。
- 前記内挿管径をD1、前記流動攪拌型混合装置内の水平断面径をD2とするとき、前記D1とD2とのなす比が下記式(9)となる前記流動攪拌型混合装置を用いてトナーを製造することを特徴とする請求項14に記載のトナー製造装置。
0.62≧D2^2/D1^3≧0.19・・・(9) - 前記内挿管径をD1、該内挿管の下部における最大径をD3とするとき、前記D1と前記D3とのなす比が下記式(10)となる前記流動攪拌型混合装置を用いてトナーを製造することを特徴とする請求項14乃至15に記載のトナー製造装置。
2.3≧D3/D1≧1.0・・・(10)
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