JP4363298B2 - トナーの製造方法 - Google Patents
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また、トナー原料の溶融混練物の代わりに、溶剤に溶かしたバインダ樹脂等について、上記と同様にノズルから押し出し延伸し、切断して作製した柱状粒子にシリカを添加してトナー粒子とする方法も提案されている(特許文献2参照)。
従って、角部の欠けによる耐久性の低下及び流動性の低下が改善された柱状トナー粒子を簡単かつ確実に製造することができるトナーの製造方法が提供される。
すなわち、前記攪拌処理装置のケーシング内に前記外添剤と共に前記柱状粒子を投入すると、ケーシングの内周部と微小間隙を隔てた状態で相対移動する攪拌部材によって、ケーシングの内周部側に押し出された柱状粒子と外添剤が内周部で受け止められるので、攪拌部材からの機械的な力を柱状粒子と外添剤に有効に与えることができる。
従って、外添処理と角取処理を効率良く行うことができるトナーの製造方法が提供される。
従って、外添処理及び角取処理を迅速に行うことができる。
すなわち、流動性添加剤を外添させることにより、柱状トナー粒子の流動性を高くして凝集等の発生を防止することができ、帯電制御剤を外添させることにより、柱状トナー粒子の帯電性を安定化させることができ、離型剤を外添させることにより、柱状トナー粒子の定着時における定着ローラ等へのオフセットを防止することができ、研磨剤を外添させることにより、感光体上に蓄積した付着物を除去させることができる。
従って、柱状トナー粒子に各種の機能を外添処理によって付加できるトナーの製造方法の好適な実施形態が提供される。
すなわち、トナー原料に含有させた主帯電制御剤によってトナー粒子を帯電させたときに、電荷はトナー粒子の表面に現れるが、柱状トナー粒子は球状トナー粒子に比べて、質量(粒子体積)の増加に対して表面積の増加割合が大きいので、各柱状トナー粒子の質量のばらつきに起因する帯電のばらつき幅が大きくなりやすい。一方、副帯電制御剤を柱状トナー粒子に対して外添させると、表面積が広いトナー粒子(即ち、帯電量が大きいトナー粒子)ほど副帯電制御剤が多く外添されるので、主帯電制御剤と反対極性の副帯電制御剤が主帯電制御剤による帯電のばらつきを打ち消すように作用し、結果として、柱状トナー粒子における帯電のばらつき幅が小さくなる。
従って、柱状トナー粒子における帯電のばらつきを小さくすることができるトナーの製造方法の好適な実施形態が提供される。
すなわち、溶融状態又は溶解状態のトナー原料をノズルから押出すことで、トナー原料を連続的に効率良く繊維状に形成することができ、本発明に係るトナーの製造方法の好適な実施形態が提供される。
〔溶融混合工程と繊維化工程〕
溶融混合工程及び繊維化工程には、図2に示すように、予備混合装置(例えば、ホソカワミクロン(株)製:サイクロミックス)7、ホッパ1A付で内部に混練部材としての回転スクリュー15を有する一軸型エクストルーダ1、静止型ミキサ2、及び、静止型ミキサ2の出口から分岐した多段の分配流路3Aを有する流路構造体3などが設けられ、一軸型エクストルーダ1の出口と静止型ミキサ2の入口の間にはモータ5で駆動されるギアポンプ4が配置されている。なお、分配流路3Aの最終段の各流路出口には、押出し用のノズル6が設けられている。また、一軸型エクストルーダ1、静止型ミキサ2、流路構造体3、ギアポンプ4には、図示は省略するが、トナー原料をバインダ樹脂の融点以上の高温、例えば130℃〜240℃程度に加熱して低粘度にするためのヒータを備えている。
粒子化工程では、図3に示すように、繊維状体12を切断する繊維切断装置8が、ベルトコンベア11上を搬送される繊維状体12の搬送方向と直交する方向に延びた固定刃9と、複数の切断刃10aが回転軸に取り付けられた回転刃10を有し、図示しないモータによって回転駆動される回転刃10の切断刃10aと固定刃9のエッジ9aとの間に繊維状体12が連続的に供給され、切断刃10aと固定刃エッジ9aとの間で生じる剪断作用によって繊維状体12が順次切断されて、柱状粒子13が連続的に作製される。ここで、繊維状体12の切断長(柱状粒子13の大きさ)は、繊維状体12の搬送速度と回転刃10の回転速度の比によって調節することができる。
外添角取工程では、図4に示すような高速処理型の攪拌処理装置20を用いて、前記外添処理と前記角取処理を行う。本攪拌処理装置20は、複数の攪拌部材21を外周部に設けた略水平の回転軸22と、攪拌部材21に対して微小間隙を隔てて位置する内周部を有した円筒形のケーシング23とを備え、回転軸22の回転に伴い移動する攪拌部材21によってケーシング23内の処理物を攪拌処理する。回転軸22は軸受部24によって片側で支持され、回転用の駆動部25に連結している。処理物投入口26はケーシング23の端部側の上部に、製品排出口27は処理物投入口26に対し反対の端部にあたるケーシング23の下部に設けられている。また、ケーシング23は冷却用媒体の流路であるジャケット28で包まれている。
トナー原料に含有させた主帯電制御剤によって柱状トナー粒子13Aを帯電させたときに、電荷は柱状トナー粒子の表面に現れるが、柱状トナー粒子は球状トナー粒子に比べて、質量の増加に対して表面積の増加割合が大きいので、柱状トナー粒子の質量のばらつきに起因する帯電のばらつき幅が大きくなりやすい。例えば、球状トナーでは、質量が2倍になると表面積は22/3倍(約1.59倍)になるのに対し、柱状トナー粒子では、同じ径の繊維体を切断したとすれば質量が2倍になると粒子長さが2倍になり、表面積は約2倍になる(但し、粒子の切断面の面積は無視した)。
上記実施形態では、微細化工程において、溶融状態のトナー原料を繊維状に形成したが、これ以外に、バインダ樹脂等が溶剤に溶けた溶解状態のトナー原料をノズルから押出して繊維状に形成してもよい。
ポリエステル樹脂(Tg:64℃、流出開始温度(島津製作所製フローテスタにより測定):119℃)100重量部、カーボンブラック10重量部、負極性の主帯電制御剤としてサリチル酸亜鉛塩3重量部、及び、離型剤としてカルナウバワックス5重量部を、前記予備混合装置7で予備混合した後、一軸型エクストルーダ1に供給して溶融し、ギアポンプ4で圧力調整した後(ギアポンプ後段で約4.2MPa)、温度150℃の溶融状態で静止型ミキサ2に押し出し供給した。そして、静止型ミキサ2での溶融混合を経て、孔径300μmのノズル6から押し出しつつ熱風により線径5.0μmとなるように延伸した後冷却して、微粒子前駆体繊維を得た。尚、このときの繊維の生成速度は、押し出し量と繊維径から約40m/secと算出された。
2 静止型ミキサ
3 流路構造体
3A 流路
4 ギアポンプ
5 モータ
6 ノズル
7 予備混合装置
8 繊維切断装置
9 固定刃
9a 固定刃エッジ
10 回転刃
10a 切断刃
11 ベルトコンベア
12 繊維状体
13 柱状粒子
13A 柱状トナー粒子
14 羽根体
15 混練部材
20 攪拌処理装置
21 攪拌部材
22 回転軸
23 ケーシング
24 軸受部
25 駆動部
26 処理物投入口
27 製品排出口
28 ジャケット
G 外添剤
Claims (4)
- トナー原料を繊維状に形成した繊維状体を切断して柱状粒子を作製する粒子化工程と、
前記粒子化工程で得られた柱状粒子に外添剤を混合して機械的な力を与え、前記柱状粒子の表面に外添剤を結合させる外添処理及び前記柱状粒子の角部を丸くする角取処理を行う外添角取工程とにより、柱状トナー粒子を製造するトナーの製造方法であって、
前記外添角取工程では、攪拌部材を外周部に設けた略水平の回転軸と、前記攪拌部材に対して微小間隙を隔てて位置する内周部を有したケーシングとを備え、
前記攪拌部材の一部が、前記回転軸の回転に伴って処理物を前記回転軸の軸方向の一方向に送る送り用攪拌部材に形成され、
前記攪拌部材の他の一部が、前記回転軸の回転に伴って処理物を前記回転軸の軸方向の他方向に戻す戻し用攪拌部材に形成されている攪拌処理装置を用いて、前記外添処理と前記角取処理を行うことを特徴とするトナーの製造方法。 - 前記外添角取工程では、前記外添剤として、流動性添加剤、帯電制御剤、離型剤及び研磨剤のうちの1種以上を混合させる請求項1記載のトナーの製造方法。
- 前記トナー原料が所定極性の主帯電制御剤を含有し、
前記外添角取工程では、極性が前記主帯電制御剤とは反対の副帯電制御剤を用いて前記外添処理を行う請求項1又は2記載のトナーの製造方法。 - 前記粒子化工程の前に、溶融状態又は溶解状態の前記トナー原料をノズルから押出して繊維状に形成する繊維化工程を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナーの製造方法。
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