(57)【要約】      （修正有）【課題】連続式反応装置において、反応容器中の液体状反応物の流動経路を精密に制御し、効率よく混合することのできる連続式反応装置を提供する。【解決手段】連続式反応装置は、複数の混合槽ユニットと、複数の仕切り板ユニットを備える。これらのユニットは、交互に積層した状態で接続されている。各混合槽ユニットの内部空間には、撹拌翼が設置されている。混合槽ユニットの内径Ｄ１、混合槽ユニットの高さＨ、及び撹拌翼の外径ｄ１の関係が、式（１）１０≧（Ｄ１／Ｈ）≧１．５、式（２）０．９９≧（ｄ１／Ｄ１）≧０．７を満たしている。撹拌翼は、円盤状ディスク型撹拌翼である。【選択図】図５
2019188393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の混合槽ユニットと仕切り板ユニットを備え、前記複数の混合槽ユニットと仕切り板ユニットは交互に積層されており、各混合槽ユニットの内部空間に撹拌翼が設置された連続式反応装置であって、
前記混合槽ユニットの内径Ｄ１、前記混合槽ユニットの高さＨ、及び前記撹拌翼の外径ｄ１の関係が、以下の式（１）及び式（２）を満たしており、
１０≧（Ｄ１／Ｈ）≧１．５          （１）
０．９９≧（ｄ１／Ｄ１）≧０．７    （２）
前記撹拌翼は、円盤状ディスク型撹拌翼である、連続式反応装置。
【請求項２】
前記仕切り板ユニットの中心部に、攪拌翼の攪拌軸を通す通液穴が設けられている請求項１に記載の連続式反応装置。
【請求項３】
前記円盤状ディスク型撹拌翼は、ディスクタービン、ブレードタービン、またはディスパ翼である請求項１または請求項２に記載の連続式反応装置。
【請求項４】
前記通液穴の最小内径Ｄ２、前記仕切り板ユニットの両面に設置された混合槽ユニットの最大内径Ｄ１、及び前記撹拌軸の外径ｄ２の関係が、以下の式（３）及び式（４）を満たす、請求項２または請求項３に記載の連続式反応装置。
０．１  ≦（Ｄ２／Ｄ１）≦  ０．５        （３）
０．５  ≦（ｄ２／Ｄ２）≦  ０．９        （４）
【請求項５】
通液穴の最小内径Ｄ２、及び、反応液の流れ方向において上流側の仕切り板ユニットの面の通液穴の内径Ｄ３の関係が、以下の式（５）を満たす、請求項２から請求項４のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
Ｄ３  ≧  Ｄ２          （５）
【請求項６】
前記攪拌軸には、反応液の流れ方向において前記通液穴の最小内径の位置よりも上流側に、送液補助攪拌翼が設けられており、
反応液の流れ方向において上流側の仕切り板ユニットの面の通液穴の内径Ｄ３、通液穴の最小内径Ｄ２、及び、前記送液補助撹拌翼の外径ｄ３の関係が、以下の式（６）及び（７）を満たす、請求項２から請求項５のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
０．９Ｄ２≦  ｄ３  ≦  Ｄ３                                    （６）
０．５≧（（（Ｄ２＋Ｄ３）／２）−ｄ３）／（ｄ３−ｄ２）≧０    （７）
【請求項７】
反応液の温度を制御する仕切り板ユニットを含む、請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項８】
前記仕切り板ユニットの内部は中空構造となっており、
温度制御された熱媒体を前記仕切り板ユニットの内部に流すことにより、前記仕切り板ユニットの温度を制御することが可能である、請求項７に記載の連続式反応装置。
【請求項９】
前記仕切り板ユニットの内部に、温度を制御するための電気発熱装置及び温度センサーが設置されている、請求項７に記載の連続式反応装置。
【請求項１０】
仕切り板ユニットの外壁から、仕切り板ユニットの内部を通過して、前記通液穴の内壁に接続する試薬供給配管を備える、請求項２から請求項９のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項１１】
濾過用仕切り板ユニットを含み、
前記濾過用仕切り板ユニットの両面または片面に、粒子分散液を濾過することが可能なフィルターが設置されている、請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項１２】
複数の濾過用仕切り板ユニットを備え、
混合槽ユニットに設けられた洗浄水供給口から連続的に洗浄水を供給しながら、前記複数の濾過用仕切り板ユニットにより反応液を連続的に濾過して反応液を洗浄することが可能である、請求項１１に記載の連続式反応装置。
【請求項１３】
洗浄水及び濾液の流量を制御する流量制御装置を備える、請求項１２に記載の連続式反応装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置を複数備え、前記複数の連続式反応装置が直列に連結されている、連続式反応システム。
【請求項１５】
請求項１から請求項１３のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置を用いて、湿式法で連続的に微粒子を製造する工程を含む、微粒子製造方法。
【請求項１６】
前記微粒子はトナー粒子である、請求項１５に記載の微粒子製造方法。
【請求項１７】
請求項１から請求項１３のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置を備える静電荷像現像用トナーの製造装置であって、
原料液を連続的に混合する連続混合分散部と、
混合液を連続的に凝集させて凝集粒子を形成する連続凝集部と、
凝集粒子を熱により融着させて、粒子形状を制御し、トナー母粒子を形成する連続融着部と、
トナー母粒子の分散液を洗浄する洗浄部と、
トナー母粒子を乾燥する乾燥部と、
トナー母粒子に外添剤を添加してトナー粒子を製造する外添部と、を備えるトナーの製造装置。
【請求項１８】
反応液を混合しながら反応させる円筒状の反応容器を備える連続式反応装置であって、
前記反応容器の一端には、反応液を連続的に供給するための注入口が設けられており、
前記反応容器の他端には、反応液を連続的に抜き出すための抜出口が設けられており、
前記反応容器の内部に、撹拌翼が設置されており、
前記撹拌翼は、撹拌軸と、複数の円盤状ディスク型撹拌羽根とからなり、前記撹拌軸に、前記複数の円盤状ディスク型撹拌羽根が積層された状態で取り付けられており、
前記円盤状ディスク型撹拌羽根は、通液羽根及び混合羽根の２種類からなり、
前記通液羽根は、前記撹拌軸との接続部付近に通液穴のある羽根であり、
前記混合羽根は、前記撹拌軸との接続部付近に通液穴のない羽根であり、
前記通液羽根及び前記混合羽根が、前記撹拌軸に交互に取り付けられている、連続式反応装置。
【請求項１９】
前記撹拌軸の外径をｄ１、前記通液羽根の円盤状ディスクの外径をｄ３１としたとき、前記通液羽根の中心から半径（ｄ１＋ｄ３１）／４の円形領域の内側に、前記通液穴が１個以上存在する、請求項１８に記載の連続式反応装置。
【請求項２０】
前記通液羽根は、円盤状ディスクを備え、
前記円盤状ディスクの外周部には、板状の流れ制御補助フィンが設置されており、
前記流れ制御補助フィンは、前記円盤状ディスクの外周縁部よりも内側に設置されており、
前記流れ制御補助フィンは、前記撹拌軸の外径をｄ１、前記円盤状ディスクの外径をｄ３１としたとき、前記円盤状ディスクの中心から半径（ｄ１＋ｄ３１）／４の円形領域の外側に設置されており、
前記流れ制御補助フィンは、前記円盤状ディスクに４枚以上設置されており、かつ、それらの設置間隔が同じであり、
前記流れ制御補助フィンと前記円盤状ディスクとがなす角度α３１は、４５°〜９０°である、
請求項１８または請求項１９に記載の連続式反応装置。
【請求項２１】
前記通液羽根は、円盤状ディスクを備え、
前記円盤状ディスクの外周部には、板状の流れ制御補助フィンが設置されており、
前記撹拌軸の中心と前記流れ制御補助フィンの中心を結ぶ線分と、前記流れ制御補助フィンとがなす角度α３２が、０°〜９０°である、請求項１８から請求項２０のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項２２】
前記混合羽根は、ディスクタービン、ブレードタービン、またはディスパである、請求項１８から請求項２１のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項２３】
前記反応容器は、上端から下端までの内径が同じであるストレート円筒状、或いは、内壁面が外側に膨出した複数のリング状構造を有する円筒状であり、
前記反応容器の最小内径をＤ１、前記反応容器の最大内径をＤ２としたとき、以下の式（１）を満たす
Ｄ２≧Ｄ１≧０．８Ｄ２                （１）
請求項１８から請求項２２のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項２４】
前記反応容器の最小内径をＤ１、前記反応容器の最大内径をＤ２、前記通液羽根の外径をｄ３１、前記混合羽根の外径をｄ２１としたとき、以下の式（２）、式（３）、及び式（４）を満たす
０．９９Ｄ１≧ｄ３１≧０．８Ｄ１      （２）
０．９９Ｄ２≧ｄ２１≧０．７Ｄ２      （３）
ｄ３１≧ｄ２１                        （４）
請求項１８から請求項２３のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項２５】
前記反応容器は、内壁面が外側に膨出した複数のリング状構造を有する円筒状であり、
前記反応容器の最小内径の部分と同じ高さの位置に、前記通液羽根が設置されている、請求項１８から請求項２４のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項２６】
前記反応容器は、ジャケット構造を有する複数の混合槽ユニットを備え、前記複数の混合槽ユニットが直列に設置されている、請求項１８から請求項２５のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項２７】
前記反応容器の側壁に、液体を供給するための複数の供給口が設置されている、請求項１８から請求項２６のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項２８】
請求項１８から請求項２７のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置を複数備え、
前記複数の連続式反応装置が直列に連結された、連続式造粒システム。
【請求項２９】
請求項１８から請求項２７のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置を用いて湿式法で連続的にトナー粒子を製造する工程を含む、トナーの製造方法。
【請求項３０】
請求項１８から請求項２７のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置を含む、トナーの製造装置。
【請求項３１】
静電荷像現像用トナーの製造装置であって、
原料液を連続的に混合する連続混合分散部と、
混合液を連続的に凝集して凝集粒子を形成する連続凝集部と、
凝集粒子の表面を熱より融着させ、粒子形状を制御し、トナー粒子を形成する連続融着部と、
トナー母粒子の分散液を洗浄する洗浄部と、
トナー母粒子を乾燥する乾燥部と、
トナー母粒子に外添剤を添加してトナー粒子を製造する外添部と、
請求項１８から請求項２７のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置と、を含む、トナーの製造装置。
【請求項３２】
重合体一次粒子若しくは樹脂粒子を凝集させる凝集工程と、
前記凝集工程で得られた凝集体を加熱する融着工程と、を有する、静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
前記凝集工程及び前記融着工程の少なくとも一方において、連続式反応装置が用いられ、
前記連続式反応装置は、複数の混合槽ユニットと仕切り板ユニットを備え、前記複数の混合槽ユニットと仕切り板ユニットは交互に積層されており、各混合槽ユニットの内部空間に撹拌翼が設置されており、
前記混合槽ユニットの内径Ｄ１、前記混合槽ユニットの高さＨ、及び前記撹拌翼の外径ｄ１の関係が、以下の式（１）及び式（２）を満たしており、
１０≧（Ｄ１／Ｈ）≧１．５          （１）
０．９９≧（ｄ１／Ｄ１）≧０．７    （２）
前記撹拌翼は、ディスク型撹拌翼である、静電荷像現像用トナーの製造方法。
【請求項３３】
重合体一次粒子若しくは樹脂粒子を凝集させる凝集工程と、
前記凝集工程で得られた凝集体を加熱する融着工程と、を有する、静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
前記凝集工程及び前記融着工程の少なくとも一方において、連続式反応装置が用いられ、
前記連続式反応装置は、反応液を混合しながら反応させる円筒状の反応容器を備え、前記反応容器の一端には、反応液を連続的に供給するための注入口が設けられており、前記反応容器の他端には、反応液を連続的に抜き出すための抜出口が設けられており、
前記反応容器の内部に、撹拌翼が設置されており、
前記撹拌翼は、撹拌軸と、複数のディスク型撹拌羽根とからなり、前記撹拌軸に、前記複数のディスク型撹拌羽根が積層された状態で取り付けられており、
前記ディスク型撹拌羽根は、通液羽根及び混合羽根の２種類からなり、
前記通液羽根は、前記撹拌軸との接続部付近に通液穴のある羽根であり、
前記混合羽根は、前記撹拌軸との接続部付近に通液穴のない羽根であり、
前記通液羽根及び前記混合羽根が、前記撹拌軸に交互に取り付けられている、静電荷像現像用トナーの製造方法。
【請求項３４】
前記反応容器は、上端から下端までの内径が同じであるストレート円筒状、或いは、内壁面が外側に膨出した複数のリング状構造を有する円筒状であり、
前記反応容器の最小内径をＤ１、前記反応容器の最大内径をＤ２としたとき、以下の式（１）を満たす、請求項３３に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
Ｄ２≧Ｄ１≧０．８Ｄ２                    （１）
【請求項３５】
前記反応容器の最小内径をＤ１、前記反応容器の最大内径をＤ２、前記通液羽根の外径をｄ３１、前記混合羽根の外径をｄ２１としたとき、以下の式（２）、式（３）、及び式（４）を満たす、請求項３３又は請求項３４に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
０．９９Ｄ１≧ｄ３１≧０．８Ｄ１    （２）
０．９９Ｄ２≧ｄ２１≧０．７Ｄ２    （３）
ｄ３１≧ｄ２１                      （４）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続式反応装置及びトナーの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電荷像現像用トナーは、プリンターや複写機、ファクシミリなどに用いられる。静電荷像現像用トナーは、静電荷像を可視化する画像形成に用いられる。例えば、電子写真方式による画像形成では、先ず、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。次に、静電潜像をトナーにより現像する。その後、現像した像を転写紙等に転写し、その像を熱によって定着させる。
【０００３】
通常、静電荷像現像用トナーは、以下のように製造される。
まず、結着樹脂及び着色剤が乾式混合される。必要に応じて、さらに、帯電制御剤、離型剤、及び磁性体等が乾式混合される。次に、その混合物を、押出機等で溶融混練した後、粉砕及び分級する。これにより、トナー粒子が得られる。このようなトナー粒子の製造方法は、溶融混練粉砕法と呼ばれる。この方法によって得られたトナー粒子に、流動性等の各種性能を付与することを目的として、外添材が加えられる。例えば、シリカ等の固体微粒子が外添剤として加えられる。これにより、トナー粒子の表面に、外添剤が付着する。
【０００４】
近年、複写機やプリンターによって形成される画像を高精細化することが要求されている。その要求を達成するためには、粒度分布の狭いトナー粒子が必要である。しかし、前記の溶融混練粉砕法においては、トナー粒子の粒径制御が難しい。また、所望の粒径範囲から外れる粗粉や微粉が多量に副生する。このため、所望の粒径範囲から外れる副生物を分級によって取り除く必要があるという問題があった。
【０００５】
上記問題点を解決する方法として、懸濁重合法及び乳化重合凝集法が知られている。
懸濁重合法では、水系媒体中に、重合性単量体、重合開始剤、及び着色剤等を懸濁分散させる。その後、それらの成分を重合させてトナー粒子を製造する。
乳化重合凝集法では、重合開始剤及び乳化剤を含有する水性媒体中に、重合性単量体を加えて乳化させる。重合性単量体を重合させて得られた重合体一次粒子エマルジョンに、着色剤並びに必要に応じて帯電制御剤等を添加する。これにより、重合体一次粒子を凝集させる。その後、凝集粒子を融着させてトナー粒子を製造する。
これらの製造方法は、重合法と呼ばれる。重合法は、トナー粒子の粒径制御が容易である。また、重合法は、小粒径かつ粒度分布が狭く、画質に優れたトナーを製造することができる。また、重合法は、粉砕工程を含まないため、軟化点の低い結着樹脂を使用することができるため、トナーの低温定着性をも改善することができる。
【０００６】
一方、溶融混練粉砕法は、原料を連続的に供給できるため、トナーを効率良く製造することが可能である。更に、製造するトナーの種類を切り替える場合、混練装置の自己洗浄効果が高いため、供給する原料の種類を変更するだけでトナーを連続的に製造することが可能であった。
【０００７】
これに対し、懸濁重合法、乳化重合凝集法、あるいは溶解懸濁法などの重合法の場合は、回分式（バッチ式）の製造方法が採用されてきた。回分式の製造法を連続式の製造法に変更することにより、製造効率が向上するとともに、製造条件が安定であれば、均質な製品が得られる。このため、重合法によってトナーを連続的に製造するための技術の開発も進められている。
【０００８】
例えば、特許文献１、２には、懸濁重合法よりトナーを連続的に製造する方法が開示されている。多くの製造工程を有する乳化重合凝集法についても、工程ごとの製造の連続化が検討されている。例えば、特許文献３には、ラテックスの重合体一次微粒子を連続的に製造する方法が開示されている。特許文献４〜９には、乳化重合凝集法において、凝集工程と融着工程を含む造粒工程を連続的に行う方法が開示されている。
【０００９】
連続式反応装置の内部の流体は、移送経路で流動しながら反応する。装置の内部における流体の移送時間、及び、移送途中での均一混合は重要である。例えば乳化（重合）凝集法における造粒工程では、粒子径及び粒度分布を制御するため、粒子の凝集時間を厳密に制御するとともに、内部の液体を均一に混合する必要がある。
【００１０】
特許文献４には、仕切りのない一つの反応容器の中で、ピン型翼やアンカ翼を用いて反応物を撹拌する連続製造装置が開示されている。しかし、この装置は、反応物の反応容器内での移動経路の制御が困難である。また、反応液の通過時間に、ばらつきが発生しやすい。このため、凝集粒子径を厳密に制御することは困難である。
【００１１】
特許文献５には、単一反応容器の内部で、スクリュー用いて反応液を輸送しながら混合分散を行う連続製造装置が開示されている。スクリューによる移送は、安定的な移動経路及び通過時間の確保には有利である。しかし、スクリューによる移送は、混合せん断効果が弱い。このため、例えば、乳化（重合）凝集法の場合、一定の粘度を持つ凝集液を均一に分散させることが困難である。また、スクリューのせん断力が弱いため、凝集粒子の粒子径を精密に制御することは困難である。
【００１２】
特許文献６，９には、一つの反応容器の内部に、互いに仕切られた複数の空間が設けられた連続製造装置が開示されている。この装置に設けられた各空間には、撹拌翼が設置されている。この装置は、均一な混合及び反応を実現するために、反応液の移送経路及び反応容器への通過時間を制御する。
【００１３】
特許文献７，８には、複数の撹拌翼を備えた反応容器を直列に接続した連続製造装置が開示されている。この装置によれば、複数の反応容器を設置することで、反応物の移送経路をある程度自由に設定できる。このため、この装置によれば、移送時間の不均一性がある程度緩和される。しかし、目標とする反応効果を得るためには、数多くの反応容器が必要であるため、装置が複雑化、あるいは大型化する恐れがある。また、この装置を用いた場合、装置の組立て、トラブル時の対応、及び装置のメンテナンスが困難であると予想される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−３１６０７４号公報
【特許文献２】特開２００３−３１６０７５号公報
【特許文献３】特開２００８−６９２６６号公報
【特許文献４】特開２００７−１５６２４４号公報
【特許文献５】特開２００６−３５０３４０号公報
【特許文献６】特開２０１２−２７４６６号公報
【特許文献７】特開２０１２−１４８２７４号公報
【特許文献８】特開２０１２−１６６１９１号公報
【特許文献９】特開２０１３−５６３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、反応容器中の液体状反応物の流動経路を精密に制御することのできる連続式反応装置を提供することを目的とする。
本発明は、反応容器中の液体状反応物を効率よく混合することのできる連続式反応装置を提供することを目的とする。
本発明は、構造が簡単であり、メンテナンスが容易な連続式反応装置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】
【００１６】
本発明は、以下の通りである。
複数の混合槽ユニットと仕切り板ユニットを備え、前記複数の混合槽ユニットと仕切り板ユニットは交互に積層されており、各混合槽ユニットの内部空間に撹拌翼が設置された連続式反応装置であって、
前記混合槽ユニットの内径Ｄ１、高さＨ、及び前記撹拌翼の外径ｄ１の関係が、以下の式（１）及び式（２）を満たしており、
１０≧（Ｄ１／Ｈ）≧１．５          （１）
０．９９≧（ｄ１／Ｄ１）≧０．７    （２）
前記撹拌翼は、円盤状ディスク型撹拌翼である、連続式反応装置。
【００１７】
前記仕切り板ユニットの中心部に攪拌翼の攪拌軸を通す通液穴が設けられていることが好ましい。
【００１８】
前記円盤状ディスク型撹拌翼は、ディスクタービン、ブレードタービン、またはディスパ翼であることが好ましい。
【００１９】
前記通液穴のサイズの最小内径Ｄ２、前記仕切り板ユニットの両面に設置された混合槽ユニットの最大内径Ｄ１、及び前記撹拌軸の外径ｄ２の関係が、以下の式（３）及び式（４）を満たすことが好ましい。
０．１  ≦（Ｄ２／Ｄ１）≦  ０．５        （３）
０．５  ≦（ｄ２／Ｄ２）≦  ０．９        （４）
【００２０】
通液穴の最小内径Ｄ２、及び、反応液の流れ方向において上流側の仕切り板ユニットの面の通液穴の内径Ｄ３の関係が、以下の式（５）を満たすことが好ましい。
Ｄ３  ≧  Ｄ２          （５）
【００２１】
前記攪拌軸には、反応液の流れ方向において前記通液穴の最小内径の位置よりも上流側に、送液補助攪拌翼が設けられており、
反応液の流れ方向において上流側の仕切り板ユニットの面の通液穴の内径Ｄ３、通液穴の最小内径Ｄ２、及び、前記送液補助撹拌翼の外径ｄ３の関係が、以下の式（６）及び（７）を満たすことが好ましい。
０．９Ｄ２  ≦  ｄ３  ≦  Ｄ３                                  （６）
０．５≧（（（Ｄ２＋Ｄ３）／２）−ｄ３）／（ｄ３−ｄ２）≧０    （７）
【００２２】
上記連続式反応装置は、反応液の温度を制御する仕切り板ユニットを含むことが好ましい。
【００２３】
前記仕切り板ユニットの内部は中空構造となっており、温度制御された熱媒体を前記仕切り板ユニットの内部に流すことにより、前記仕切り板ユニットの温度を制御することが可能であることが好ましい。
【００２４】
前記仕切り板ユニットの内部に、温度を制御するための電気発熱装置及び温度センサーが設置されていることが好ましい。
【００２５】
上記連続式反応装置は、仕切り板ユニットの外壁から、仕切り板ユニットの内部を通過して、前記通液穴の内壁に接続する試薬供給配管を備えることが好ましい。
【００２６】
上記連続式反応装置は、濾過用仕切り板ユニットを含み、前記濾過用仕切り板ユニットの両面または片面に、粒子分散液を濾過することが可能なフィルターが設置されていることが好ましい。
【００２７】
上記連続式反応装置は、複数の濾過用仕切り板ユニットを備え、混合槽ユニットに設けられた洗浄水供給口から連続的に洗浄水を供給しながら、前記複数の濾過用仕切り板ユニットにより反応液を連続的に濾過して反応液を洗浄することが可能であることが好ましい。
【００２８】
上記連続式反応装置は、洗浄水及び濾液の流量を制御する流量制御装置を備えることが好ましい。
【００２９】
本発明は、上記いずれかの連続式反応装置を複数備え、前記複数の連続式反応装置が直列に連結された連続式反応システムに関する。
【００３０】
本発明は、上記いずれかの連続式反応装置を用いて、湿式法で連続的に微粒子を製造する工程を含む微粒子製造方法に関する。前記微粒子は、トナー粒子であることが好ましい。
【００３１】
本発明は、上記いずれかの連続式反応装置を備える静電荷像現像用トナーの製造装置であって、
原料液を連続的に混合する連続混合分散部と、
混合液を連続的に凝集させて凝集粒子を形成する連続凝集部と、
凝集粒子を熱により融着させて、粒子形状を制御し、トナー母粒子を形成する連続融着部と、
トナー母粒子の分散液を洗浄する洗浄部と、
トナー母粒子を乾燥する乾燥部と、
トナー母粒子に外添剤を添加してトナー粒子を製造する外添部と、を備えるトナーの製造装置に関する。
【００３２】
反応液を混合しながら反応させる円筒状の反応容器を備える連続式反応装置であって、
前記反応容器の一端には、反応液を連続的に供給するための注入口が設けられており、
前記反応容器の他端には、反応液を連続的に抜き出すための抜出口が設けられており、
前記反応容器の内部に、撹拌翼が設置されており、
前記撹拌翼は、撹拌軸と、複数の円盤状ディスク型撹拌羽根とからなり、前記撹拌軸に、前記複数の円盤状ディスク型撹拌羽根が積層された状態で取り付けられており、
前記円盤状ディスク型撹拌羽根は、通液羽根及び混合羽根の２種類からなり、
前記通液羽根は、前記撹拌軸との接続部付近に通液穴のある羽根であり、
前記混合羽根は、前記撹拌軸との接続部付近に通液穴のない羽根であり、
前記通液羽根及び前記混合羽根が、前記撹拌軸に交互に取り付けられている、連続式反応装置。
【００３３】
前記撹拌軸の外径をｄ１、前記通液羽根の円盤状ディスクの外径をｄ３１としたとき、前記通液羽根の中心から半径（ｄ１＋ｄ３１）／４の円形領域の内側に、前記通液穴が１個以上存在する、連続式反応装置。
【００３４】
前記通液羽根は、円盤状ディスクを備え、
前記円盤状ディスクの外周部には、板状の流れ制御補助フィンが設置されており、
前記流れ制御補助フィンは、前記円盤状ディスクの外周縁部よりも内側に設置されており、
前記流れ制御補助フィンは、前記撹拌軸の外径をｄ１、前記円盤状ディスクの外径をｄ３１としたとき、前記円盤状ディスクの中心から半径（ｄ１＋ｄ３１）／４の円形領域の外側に設置されており、
前記流れ制御補助フィンは、前記円盤状ディスクに４枚以上設置されており、かつ、それらの設置間隔が同じであり、
前記流れ制御補助フィンと前記円盤状ディスクとがなす角度α３１は、４５°〜９０°である、連続式反応装置。
【００３５】
前記通液羽根は、円盤状ディスクを備え、
前記円盤状ディスクの外周部には、板状の流れ制御補助フィンが設置されており、
前記撹拌軸の中心と前記流れ制御補助フィンの中心を結ぶ線分と、前記流れ制御補助フィンとがなす角度α３２が、０°〜９０°である、連続式反応装置。
【００３６】
前記混合羽根は、ディスクタービン、ブレードタービン、またはディスパである、連続式反応装置。
【００３７】
前記反応容器は、上端から下端までの内径が同じであるストレート円筒状、或いは、内壁面が外側に膨出した複数のリング状構造を有する円筒状であり、
前記反応容器の最小内径をＤ１、前記反応容器の最大内径をＤ２としたとき、以下の式（１）を満たす
Ｄ２≧Ｄ１≧０．８Ｄ２                    （１）
連続式反応装置。
【００３８】
前記反応容器の最小内径をＤ１、前記反応容器の最大内径をＤ２、前記通液羽根の外径をｄ３１、前記混合羽根の外径をｄ２１としたとき、以下の式（２）、式（３）、及び式（４）を満たす
０．９９Ｄ１≧ｄ３１≧０．８Ｄ１    （２）
０．９９Ｄ２≧ｄ２１≧０．７Ｄ２    （３）
ｄ３１≧ｄ２１                      （４）
連続式反応装置。
【００３９】
前記反応容器は、内壁面が外側に膨出した複数のリング状構造を有する円筒状であり、
前記反応容器の最小内径の部分と同じ高さの位置に、前記通液羽根が設置されている、連続式反応装置。
【００４０】
前記反応容器は、ジャケット構造を有する複数の混合槽ユニットを備え、前記複数の混合槽ユニットが直列に設置されている、連続式反応装置。
【００４１】
前記反応容器の側壁に、液体を供給するための複数の供給口が設置されている、連続式反応装置。
【００４２】
上記いずれかに記載の連続式反応装置を複数備え、
前記複数の連続式反応装置が直列に連結された、連続式造粒システム。
【００４３】
上記いずれかに記載の連続式反応装置を用いて湿式法で連続的にトナー粒子を製造する工程を含む、トナーの製造方法。
【００４４】
上記いずれかに記載の連続式反応装置を含む、トナーの製造装置。
【００４５】
静電荷像現像用トナーの製造装置であって、
原料液を連続的に混合する連続混合分散部と、
混合液を連続的に凝集して凝集粒子を形成する連続凝集部と、
凝集粒子の表面を熱より融着させ、粒子形状を制御し、トナー粒子を形成する連続融着部と、
トナー母粒子の分散液を洗浄する洗浄部と、
トナー母粒子を乾燥する乾燥部と、
トナー母粒子に外添剤を添加してトナー粒子を製造する外添部と、
上記いずれかに記載の連続式反応装置と、を含む、トナーの製造装置。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、反応容器中の液体状反応物の流動経路を精密制御することのできる連続式反応装置を提供することができる。本発明によれば、反応容器中の液体状反応物を効率よく混合することのできる連続式反応装置を提供することができる。本発明によれば、構造が簡単であり、メンテナンスが容易な連続式反応装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】連続式反応装置の断面図である。
【図２】連続式反応装置の斜視図である。
【図３】連続式反応装置の分解斜視図である。
【図４】連続式反応装置用撹拌翼の斜視図である。
【図５】混合槽ユニット及び仕切り板ユニットの断面図である。
【図６】混合槽ユニット及び仕切り板ユニットの詳細な断面図である。
【図７】連続式トナー製造装置の概略図である。
【図８】連続式洗浄装置の概略図である。
【図９】連続式洗浄装置の概略図である。
【図１０】連続式反応装置の断面図である。
【図１１】連続式反応装置の詳細な断面図である。
【図１２】連続式反応装置の断面図である。
【図１３】連続式反応装置の詳細な断面図である。
【図１４】連続式反応装置の斜視図である。
【図１５】複合撹拌翼の斜視図である。
【図１６】複合撹拌翼の詳細な斜視図である。
【図１７】混合羽根の平面図及び断面図である。
【図１８】混合羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
【図１９】混合羽根の平面図及び断面図である。
【図２０】混合羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
【図２１】混合羽根の平面図及び断面図である。
【図２２】混合羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
【図２３】混合羽根の平面図及び断面図である。
【図２４】混合羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
【図２５】円盤状ディスク面に対する混合補助フィンの設置角度α２１の説明図である。
【図２６】円盤状ディスクの半径方向に対する混合補助フィンの設置角度α２２の説明図である。
【図２７】通液羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
【図２８】通液羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
【図２９】通液羽根の平面図及び断面図である。
【図３０】通液羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
【図３１】通液羽根の平面図及び断面図である。
【図３２】通液羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
【図３３】通液羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
【図３４】通液羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
【図３５】円盤状ディスク面に対する流れ制御補助フィンの設置角度α３１の説明図である。
【図３６】円盤状ディスクの半径方向に対する流れ制御補助フィンの設置角度α３２の説明図である。
【図３７】連続式凝集造粒システムのフロー図である。
【図３８】連続凝集プロセスの概略図である。
【図３９】実施例１の結果を示すグラフである。
【図４０】実施例２の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の連続式反応装置について詳細に説明する。
図１は、本発明の連続式反応装置の側断面図である。
図２は、本発明の連続式反応装置の斜視図である。
図３は、本発明の連続式反応装置の分解斜視図である。
図４は、本発明の連続式反応装置で使われる撹拌翼の斜視図である。
図５は、本発明の連続式反応装置で使われる仕切り板ユニットと混合槽ユニットの断面図である。
図６は、本発明の連続式反応装置で使われる仕切り板ユニットと混合槽ユニットの詳細な断面図である。
【００４９】
図１〜図３で示したように、本発明の連続式反応装置は、複数の混合槽ユニット及び複数の仕切り板ユニットが相互に積層した構成を有する。混合槽ユニット及び仕切り板ユニットは、それぞれ、複数の種類を有する。混合槽ユニット及び仕切り板ユニットは、種類毎に異なる機能を有する。同じ種類の混合槽ユニット及び仕切り板ユニットが交互に積層されてもよい。機能が異なる混合槽ユニット及び仕切り板ユニットが、目的に応じて交互に積層されてもよい。
【００５０】
以下、混合槽ユニットについて詳細に説明する。
本発明の混合槽ユニットの形状は、限定されない。本発明の混合槽ユニットとして、一般的な攪拌あるいは混合用の容器等を使用することができる。その中でも、円筒型混合槽が好適である。本発明では、後述の仕切り板ユニットにより、反応液の温度を制御することができる。仕切り板ユニットの補助として、液温が制御された熱媒体を流すことのできるジャケットを備えた円筒状容器が用いられてもよい。混合槽ユニットの外壁に、保温材を巻いてもよい。
【００５１】
混合槽ユニットの内径Ｄ１、内部空間の高さＨ、及び、ディスク撹拌翼の外径ｄ１は、以下の式（１）及び（２）を満たすことが好ましい。すなわち、混合槽ユニットは、扁平型であることが好ましい。
１０≧（Ｄ１／Ｈ）≧１．５              （１）
０．９９≧（ｄ１／Ｄ１）≧０．７        （２）
【００５２】
扁平型混合槽ユニットと、後述のディスク型撹拌翼とを併用することで、反応液の流動経路を制御しやすくなる。温度制御機能を有する仕切り板ユニットを混合槽ユニットの両側に設置することによって、広い熱交換面積を確保できるとともに、反応液の温度制御をより精密に行うことができる。
【００５３】
混合槽ユニットの種類には、普通の混合槽ユニット１０以外にも、試薬の供給或いはサンプリングのためのサンプリング混合槽ユニット１２がある。
【００５４】
サンプリング混合槽ユニット１２は、試薬を供給するため、あるいは混合槽内の反応液をサンプリングするためのサンプリング口１４を備えている。サンプリング口１４は、混合槽ユニットの円筒状外壁に設けられている。サンプリング口１４は、混合槽ユニットの高さの真ん中あたりに設けられている。サンプリング口１４の数は、１つの混合槽ユニットに１つでもよいが、必要に応じて、複数設置してもよい。
【００５５】
各混合槽ユニットには、撹拌翼５２が設置されている。反応液の流動経路を制御するためには、撹拌翼５２は円盤状ディスク型であることが好ましい。撹拌軸付近から混合槽ユニット内に流入した反応液は、円盤状ディスク型撹拌翼の両面に沿って流れた後、円盤状ディスク型撹拌翼の外周部を流れる。これにより、反応液の流動経路にショートパスが発生しにくくなる。また、より安定で、しかも長い流動経路を確保することができる。
【００５６】
円盤状ディスク型撹拌翼の混合効果を高めるために、円盤状ディスク型撹拌翼の先端に混合補助フィンを設けることが好ましい。混合補助フィンとしては、せん断力の高い円盤構造のディスクタービン、湾曲ディスクタービン、ブレードタービン、ディスパ翼などを用いることができる。混合補助フィンの高さｈは、特に限定されない。混合補助フィンの高さｈと、混合槽ユニットの内部空間高さＨとの関係は、以下の式を満たすことが好ましい。
０．２Ｈ  ≦  ｈ  ≦  ０．８Ｈ
【００５７】
混合補助フィンの高さｈが０．８Ｈより大きくなると、反応液の流動を阻害する恐れがある。逆に混合補助フィンの高さｈが０．２Ｈより小さくなると、混合補助フィンのせん断力と混合効果が弱くなり、混合の不均一及び反応液の停滞が発生しやすくなる。
【００５８】
以下、仕切り板ユニットについて、詳細に説明する。
二つの混合槽ユニットの間には、仕切り板ユニットが設置されている。仕切り板ユニットは、厚みのある円盤状のユニットである。円盤の中心部には、撹拌軸及び反応液を通過させる通液穴が設けられている。
【００５９】
仕切り板ユニットの中心部にある通液穴の大きさは、以下の式（３）及び（４）を満たすことが好ましい。以下の式（３）及び（４）において、各記号の意味は、以下の通りである。
通液穴の最小内径：Ｄ２
仕切り板ユニットの両面に設置された混合槽ユニットの最大内径：Ｄ１
撹拌軸の直径：ｄ２
０．１  ≦（Ｄ２／Ｄ１）≦  ０．５      （３）
０．５  ≦（ｄ２／Ｄ２）≦  ０．９      （４）
【００６０】
通液穴が大きくなると、通液穴と撹拌軸との隙間が大きくなり、反応液の通過速度が遅くなる。反応液の通過速度が遅くなると、反応液の逆流により、流動経路の乱れが発生しやすくなる。逆に、通液穴と撹拌軸との隙間が小さ過ぎると、反応液の流量が少なくなるため、目詰まりが発生する恐れがある。
【００６１】
通液穴の形状は、円筒状でもよいが、円錐台状でもよい。通液穴の形状が円筒状の場合、仕切り板ユニット両面の通液穴の内径が同じである。通液穴の形状が円錐台状の場合、仕切り板ユニット両面の通液穴の内径が異なる。
反応液の通液方向を流れ方向として、上流側の面の通液穴の内径が、下流側の面の通液穴の内径より大きい場合は、反応液の逆流防止の効果がある。反応液の逆流を防止できる場合、流動方向の制御に有利である。従って、通液穴のサイズは、以下の式（５）を満たすことが好ましい。以下の式（５）において、各記号の意味は、以下の通りである。
反応液の流れ方向の上流側の仕切り板ユニット面の通液穴の内径：Ｄ３
通液穴の最小内径：Ｄ２
Ｄ３  ≧  Ｄ２          （５）
【００６２】
仕切り板ユニットの種類には、温度制御できる仕切り板ユニット２０、温度制御に加えて試薬の供給ができる仕切り板ユニット２２、及び、濾過機能を有する仕切り板ユニット３０がある。
【００６３】
温度制御できる仕切り板ユニット２０は、中空構造となっている。仕切り板ユニット２０の内部に設置された電気発熱装置によって、ユニットの温度制御を行うことができる。あるいは、仕切り板ユニット２０の内部に、出入り口２６を介して熱媒体を流すことによって、温度制御を行うことができる。仕切り板ユニット２０の外部には、熱媒体（例えば温水）の温度を制御するための恒温槽を設置することができる。装置の設置スペースを考慮した場合、電気発熱装置を用いることが好ましい。仕切り板ユニットのサイズが小さくなるためである。温度制御の精度を考慮した場合、温水等の熱媒体を用いた温度制御装置を用いることが好ましい。実際には、装置を使用する環境や条件に合わせて、この二つ加熱方式の仕切り板ユニットを使い分けることができる。
【００６４】
試薬の供給ができる仕切り板ユニット２２は、上述の温度制御用の仕切り板ユニット２０と同様の構造を有している。仕切り板ユニット２２は、更に、試薬供給配管２４を備えている。試薬供給配管２４は、仕切り板ユニット２２の外壁から、仕切り板ユニット２２の上下両面の間の空間を通過し、仕切り板ユニット２２の中心部にある通液穴の内壁に接続している。
外部から供給される試薬液は、供給配管２４を経由して、ユニット２２の内部を通過する。その後、試薬液は、通液穴の内壁に設けられた穴を経由して、通液穴の内部を通過する反応液と混合される。その後、試薬液は、次の混合槽ユニットに移送される。
試薬液が供給配管２４経由して仕切り板ユニット２２の内部を通過する時、ユニットの内部に流した熱媒体或いは電気的発熱装置により、試薬液の温度を反応液に近い温度に調整することができる。これにより、反応液と試薬液を混合する際の反応液の温度の変化が小さくなり、反応を精密に制御することができる。
【００６５】
濾過機能を有する仕切り板ユニット３０は、仕切り板ユニットの両面或いは片面に設けられたフィルターを有する。仕切り板ユニット３０の外壁には、濾液抜き口３４が設けられている。フィルターを用いた減圧濾過により、反応槽ユニット内部にある反応液から液体成分を抜き出すことができる。濾液は濾液抜き口３４から装置外部に排出することができる。逆に、濾過機能を有する仕切り板ユニット３０を利用して、濾液抜き口３２から、フィルター経由で、反応槽ユニット内部に水或いは液体試薬を供給することもできる。濾液抜き口３２から水を供給することによって、濾過用のフィルターを洗浄することもできる。フィルターは、特に限定しないが、濾布でもよいし、セラミック製の濾過板でもよい。濾過機能を有する仕切り板ユニット３０を設置することより、反応液内部の粒子成分の濃度を精密に制御することができる。
更に、混合槽ユニットの外壁に設置したサンプリング口１４、或いは、仕切り板ユニットに設置した供給配管２４から、洗浄液を供給することができる。洗浄液を供給しながら、濾過用仕切り板ユニット３０の濾過機能を用いて、連続式反応装置の内部の反応液中の可溶成分の濃度を調整することもできる。
【００６６】
図５〜図７に示すように、複数の洗浄水供給口を有する混合槽ユニットと、濾過用仕切り板ユニットを交互に積層させてもよい。混合槽ユニットと濾過用仕切り板ユニットを交互に積層した状態で連結することによって、洗浄用の連続洗浄装置を構築することも可能である。
【００６７】
仕切り板ユニットの中心部にある通液穴には、撹拌軸が貫通している。通液穴付近の反応液の流動を促進するために、特に反応液の粘度が高い場合は、通液穴付近に送液効果のある送液補助撹拌翼５４（５４−１〜５４−３）を設置することが好ましい。送液補助撹拌翼５４は、通液穴の中間の高さよりも上流側の位置に設置することが好ましい。ここでいう上流側とは、反応液の流れの上流側を意味しており、以下でも同様である。
【００６８】
通液穴の上流側の内径Ｄ３、通液穴の最小内径Ｄ２、及び、送液補助撹拌翼の外径ｄ３は、以下の式（６）を満たすことが好ましい（図５、図６参照）。
０．９Ｄ２  ≦  ｄ３  ≦  Ｄ３    （６）
【００６９】
送液補助撹拌翼の外径ｄ３がＤ３より大きい場合は、通液穴の外側に送液補助撹拌翼が設置される。この場合、設置スペースの制限により、送液補助撹拌翼を設置することが困難な場合がある。更に、送液補助撹拌翼によって撹拌された液流の一部しか、通液穴を通過することができなくなり、反応液の流動経路が乱れる恐れがある。したがって、送液補助撹拌翼の外径ｄ３は、Ｄ３以下であることが好ましい。
逆に、送液補助撹拌翼の外径ｄ３が０．９Ｄ２より小さい場合は、通液穴に対し送液補助撹拌翼が小さくなる。この場合、送液補助撹拌翼によって反応液の流動を促進する効果が低くなる。
更に、送液補助撹拌翼の先端と、通液穴の壁との間の距離は、以下の式（７）を満たすことが好ましい。
０．５≧（（（Ｄ２＋Ｄ３）／２）−ｄ３）／（ｄ３−ｄ２）≧０    （７）
【００７０】
送液補助撹拌翼の羽根の大きさに対して、送液補助撹拌翼の先端と通液穴の壁との隙間が大きすぎると、撹拌による送液効果が減少する一方、逆流が発生する恐れがある。
【００７１】
送液補助撹拌翼を設置することで、混合槽ユニットと混合槽ユニットとの間の反応液の流動経路を制御することができる。また、通液穴において反応液を移送する力を高めることもできる。更に、通液穴に試薬供給口より試薬を供給する場合は、供給される試薬と反応液との混合を促進する効果も期待できる。
【００７２】
送液補助撹拌翼の形式は，特に限定されない。送液補助撹拌翼として、例えば、プロペラ翼、スクリュー翼などを利用できる。
【００７３】
上述の混合槽ユニット、仕切り板ユニット、及び撹拌翼を積層させる。使用目的及び反応時間に合わせて、必要な数のユニットを積層させる。これにより、目的とする連続反応装置を構築することができる。
連続反応装置は、縦置きでもよいが、横置きでもよい。
装置が小型であれば、縦置きの方が、設置面積が少なくなるので好ましい。
連続式反応装置の設置角度は、水平面を基準にして、直角から４０度の範囲で傾斜していてもよい。
装置が大型であれば、メンテナンス性を考慮すると、装置は横置きであることが好ましい。
【００７４】
反応液の流れ方向は、特に限定しないが、装置が縦置きの場合は、下部から上部に流れる方が好ましい。
【００７５】
本発明の連続式反応装置の材質は、特に限定されない。
混合槽ユニットの内面或いは仕切り板ユニットの両面は、フィルタータイプを除いて、実質的にステンレス及び／又はガラスであることが好ましい。特に、混合槽ユニットの内面或いは仕切り板ユニットの両面は、平滑なステンレス及び／又はガラスであることが好ましい。混合槽ユニットの内面及び仕切り板ユニットの両面が、前記材質であることが好ましい。この場合、供給された反応液や反応生成物等が、容器の壁面へ付着することを抑制することができる。
【００７６】
以下、図１を参照しながら、異なる機能を持つ複数の混合槽ユニットと、仕切り板ユニットを交互に積層した連続式反応装置について詳細に説明する。また、各混合槽ユニットと仕切り板ユニットの機能及び反応液の流れについて詳細に説明する。
【００７７】
反応液Ｌ１が、送液ポンプによって、撹拌軸付近から第一混合槽ユニット１０−１の内部に供給される。供給された反応液は、ディスクタービン翼５２−１の円盤に沿って流れ、遠心力の作用により、混合槽ユニットの内部空間の外周部に移動する。外周部に移動した反応液は、ディスクタービン翼５２−１により攪拌され、更に混合槽ユニットの内部空間の上部を経由して、撹拌軸付近に移動する。混合槽ユニット１０−１の上部に設置された仕切り板ユニット２０の温度は、外部恒温槽Ｔ１によって制御される。仕切り板ユニット２０により、反応液Ｌ１の温度が調整される。反応液Ｌ１は、仕切り板ユニット２０の中央部にある通液穴を経由して、送液補助撹拌翼５４−１によって、第二混合槽ユニット１２に送られる。反応液は、第二混合槽ユニット１２の内部に設置されたディスクタービン翼５２−２の外周を回って、第二混合槽ユニット１２の上部に設置された仕切り板ユニット２２の通液穴付近に移送される。仕切り板ユニット２２の温度は、外部恒温槽Ｔ２によって制御される。第二混合槽ユニット１２に設置されたサンプリング口１４から、サンプリング液Ｌ３を抜き出すことができる。分析装置によって、反応液（サンプリング液Ｌ３）の物性を測定することができる。測定結果に基づいて、外部恒温槽Ｔ１、Ｔ２の温度を調整することができる。仕切り板ユニット２２に設置された試薬供給配管２４によって、試薬Ｌ４を供給することができる。仕切り板ユニット２２の通液穴付近において、通液穴付近に送られてきた反応液と、試薬供給配管２４によって供給された試薬Ｌ４を、送液補助撹拌翼５４−２によって均一に混合することができる。送液補助撹拌翼５４−２によって混合した反応液及び試薬Ｌ４を、第三混合槽ユニット１０−２に送ることができる。送られた反応液は、第三混合槽ユニット１０−２の内部に設置されたディスクタービン翼５２−３の外周を回って、第三混合槽ユニット１０−２の上部に設置されたフィルター付き仕切り板ユニット３０の通液穴付近に送られる。更に、反応液は、仕切り板ユニット３０の中央部にある通液穴経由で、送液補助撹拌翼５４−３によって、第四混合槽ユニット１０−３に送られる。反応液は、第三混合槽ユニット１０−２及び第四混合槽ユニット１０−３の内部を移動するとき、仕切り板ユニット３０に設置されたフィルター３６によってその一部が濾過される。濾液は、濾液出口３４から外部に排出される。濃縮された反応液Ｌ２は、第四混合槽ユニット１０−３の上部にある排出口から排出される。
【００７８】
本発明の連続式反応装置により、以下の効果が得られる。
１、高さの低い扁平型円筒状混合槽ユニットと円盤状撹拌翼の併用より、反応液の流動経路を制御できるとともに、反応液を均一に反応させることができる。
２、混合効率が高いディスパ翼を使用することで、高い混合効果とせん断効果を実現できる。
３、扁平型混合槽ユニットの両面に、温度制御できる仕切り板ユニットが設置されている。温度制御できる仕切り板ユニットは、加熱面積が広いため、反応液の温度を精密に制御できる。
４、温度制御できる仕切り板ユニットの内部に、試薬供給配管を用いて試薬を供給できる。試薬供給配管を用いて試薬を供給する時、試薬と反応液との温度差を減らすことができるため、反応ムラを減らすことができる。
５、濾過機能を有する仕切り板ユニットを設置することにより、反応液中の液量、及び、反応液の濃度を制御できる。これにより、反応を制御できるとともに、反応液を洗浄できる。
６、仕切り板ユニットの中心部の通液穴が、特殊な形状を有する。また、通液穴の内部には、送液補助撹拌翼が設置される。これにより、混合槽ユニットから次の混合槽ユニットへの反応液の流動を促進することができる。また、仕切り板ユニットの中心部から試薬を供給する場合は、反応液と試薬との均一混合を促進することもできる。
７、混合槽ユニットの側壁に設置したサンプリング口から、反応液を簡単にサンプリングできるため、連続式反応装置を精密に制御することができる。
【００７９】
本発明の連続式反応装置を利用して、液状の反応液を均一に攪拌しながら反応させることができる。
【００８０】
本発明の連続式反応装置は、特に、湿式法によるトナーの製造に好ましく適用することができる。以下、本発明の連続式反応装置をトナーの製造に適用した例について詳細に説明する。
【００８１】
本発明の連続式反応装置を利用するためには、水系媒体中でトナー粒子を製造することが好ましい（以下、その製造方法を「湿式法」と略記する）。湿式法とは、トナー粒子の製造工程において、水等の水系分散媒を用いる静電荷像現像用トナーの製造方法である。湿式法としては、例えば、（ａ）懸濁重合法、（ｂ）乳化重合凝集法、及び（ｃ）溶解懸濁法が挙げられる。各方法は、以下の通りである。
【００８２】
（ａ）懸濁重合法
水系媒体中に、重合性単量体、重合開始剤、及び着色剤等を懸濁分散させた後、重合性単量体を重合させる。これにより、トナー粒子が形成される。
（ｂ）乳化重合凝集法（乳化凝集法）
重合開始剤及び乳化剤等を含有する水性媒体中に、重合性単量体を加えて乳化させる。乳化液を撹拌し、重合性単量体を重合させる。得られた重合体一次粒子の分散液に、着色剤等を添加する。重合体一次粒子を凝集及び融着させることによって、トナー粒子が形成される。或いは、結着樹脂を、界面活性剤により分散媒中に分散させる。得られた樹脂粒子の分散液に、着色剤等を添加する。樹脂粒子を凝集、融着させることによって、トナー粒子が形成される。
（ｃ）溶解懸濁法
あらかじめ、溶媒に、ポリマー及び着色剤等を溶解及び分散させる。得られた分散液（トナーと同じ組成の分散液）を、水系媒体中に分散させる。得られた分散液を加熱するか、又は、分散液の周囲を減圧する。これにより、分散液から溶媒が除去され、トナー粒子が形成される。
【００８３】
本発明は、連続的にトナー粒子を製造する工程を含む、トナーの製造方法に適用することができる。本発明は、上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）等の湿式法によるトナー粒子の製造方法に適用することができる。本発明は、好ましくは、（ｂ）乳化重合凝集法（または乳化凝集法）に適用することができる。湿式法のなかでも、（ｂ）乳化（重合）凝集法は、トナー粒子の円形度を容易に制御できるという利点がある。また、（ｂ）乳化重合凝集法は、小粒径でかつ粒径分布の狭いトナー粒子が得られやすい。このため、本発明を（ｂ）乳化重合凝集法に適用した場合、本発明の上記効果（小粒径でかつ粒径分布の狭いトナー粒子が得られるという効果）がより発揮される。
【００８４】
本発明は、上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）等の湿式法によるトナー粒子の製造方法に適用することができる。以下、これらの湿式法に共通して用いられる成分について説明する。
【００８５】
以下、静電荷像現像用トナーの製造に用いる結着樹脂について説明する。
＜結着樹脂＞
本発明において、トナーの製造に用いられる結着樹脂は、従来公知のものを含む広い範囲から選択できる。本発明においては、結着樹脂の種類や製造方法は限定されない。結着樹脂の好ましい例として、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、又はこれらの樹脂のアクリル酸共重合体等のスチレン系ポリマー；飽和若しくは不飽和ポリエステル系ポリマー；エポキシ系ポリマー等を挙げることができる。また、結着樹脂は、単独で使用することもできるし、２種以上併用することもできる。２種類以上の結着樹脂を併用する場合は、低分子量成分と高分子量成分を配合してもよい。また、２種類以上の結着樹脂は、それぞれ架橋成分を含んでもよく、含まなくてもよい。
【００８６】
乳化重合により得られた重合体一次粒子を凝集させてトナーを製造する場合には、少なくともスチレンを共重合成分として用いるとともに、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸のアルキルエステル、及びメタクリル酸のアルキルエステルからなる群から選択される少なくとも１種を共重合成分として用いるのが特に好ましい。
【００８７】
乳化凝集法では、結着樹脂を界面活性剤により分散媒に分散させることにより樹脂粒子を調製する。調製した樹脂粒子を凝集させて、トナーを製造する。乳化凝集法の場合は、ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。更に、ポリエステル樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂を単独で用いてもよいし、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を用いてもよい。
【００８８】
以下、静電荷像現像用トナーの製造法に使用する着色剤について説明する。
＜着色剤＞
着色剤は、無機顔料、有機顔料、有機染料の何れでも良く、又はこれらの組み合わせでも良い。また、着色剤は、有彩色でも無彩色でもよい。
【００８９】
無彩色着色剤の例として、カーボンブラックが挙げられる。有彩色着色剤の例として、シアン系着色剤、イエロー系着色剤、及びマゼンタ系着色剤が挙げられる。具体的には、有彩色着色剤の例として、アニリンブルー、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、ローダミン系染顔料、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、モノアゾ系染料及び顔料、ジスアゾ系染料及び顔料、縮合アゾ系染料及び顔料、が挙げられる。これらの染料あるいは顔料は、単独で用いても良く、混合して用いてもよい。
【００９０】
フルカラートナーの場合、イエロー系着色剤としては、ベンジジンイエロー、モノアゾ系染料及び顔料、縮合アゾ系染料及び顔料からなる群から選択される少なくとも１種を用いることが好ましい。マゼンタ系着色剤としては、キナクリドン、モノアゾ系染料及び顔料からなる群から選択される少なくとも１種を用いることが好ましい。シアン系着色剤としては、フタロシアニンブルーを用いることが好ましい。具体的には、シアン系着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、イエロー系着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、マゼンタ系着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２が特に好ましく用いられる。
【００９１】
着色剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して１〜２５重量部の範囲が好ましく、更に好ましくは１〜１５重量部、特に好ましくは３〜１２重量部である。
【００９２】
次に、静電荷像現像用トナーの製造法に用いる帯電制御剤について説明する。
＜帯電制御剤＞
本発明に用いられるトナーには、帯電量及び帯電安定性付与のために、帯電制御剤を添加してもよい。帯電制御剤としては、従来公知の化合物が使用される。帯電制御剤の帯電性は、正、負の何れでもよい。帯電制御剤の例として、ヒドロキシカルボン酸の金属錯体、アゾ化合物の金属錯体、ナフトール系化合物、ナフトール系化合物の金属化合物、ニグロシン系染料、第４級アンモニウム塩、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００９３】
帯電制御剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対し、０．０１〜５重量部の範囲が好ましく、更に好ましくは０．０５〜３重量部、特に好ましくは０．１〜２重量部である。
【００９４】
次に、静電荷像現像用トナーの製造法に用いることができるワックス成分について説明する。
＜ワックス＞
本発明に用いられるトナーには、定着性改良のため、ワックスを添加してもよい。ワックスとしては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、共重合ポリエチレン等のオレフィン系ワックス； パラフィンワックス； ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸エステル、ステアリン酸ステアリル等の長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス；水添ひまし油、カルナバワックス等の植物系ワックス； ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン； アルキル基を有するシリコーン； ステアリン酸等の高級脂肪酸； エイコサノール等の長鎖脂肪族アルコール； グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールとステアリン酸、モンタン酸等の長鎖脂肪酸により得られる多価アルコールのカルボン酸エステル、又は部分エステル； オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の高級脂肪酸アミド； 低分子量ポリエステル等が例示される。カルボン酸（部分）エステルの場合は、炭素数１５〜３０の脂肪酸と１〜５価のアルコールとの（部分）エステルが好ましい。また、エステルを構成するアルコール成分としては、１価アルコールの場合は炭素数１０〜３０のものが好ましく、多価アルコールの場合には炭素数３〜１０のものが好ましい。
【００９５】
トナーの定着性を改良するためには、ワックスの融点は４０℃以上が好ましく、５０℃以上が更に好ましく、６０℃以上が特に好ましい。また、ワックスの融点は、１２０℃以下が好ましく、１１０℃以下が更に好ましく、１００℃以下が特に好ましい。ワックスの融点が低すぎると、トナーの定着後にワックスが表面に露出して、べたつきを生じやすい。ワックスの融点が高すぎると、トナーの低温での定着性が劣る。
【００９６】
ワックスの含有量は、結着樹脂１００重量部に対し、１〜３０重量部の範囲が好ましく、更に好ましくは２〜２０部、特に好ましくは４〜１５重量部である。
【００９７】
次に、静電荷像現像用トナーの製造法の具体的な態様を、上記（ｂ）乳化（重合）凝集法を例として詳細に説明する。
【００９８】
＜乳化（重合）凝集法の説明＞
乳化（重合）凝集法は、少なくとも、以下の工程を有する。
乳化重合工程、或いは、結着樹脂の乳化工程、
（１）着色剤及び重合体一次粒子、或いは、樹脂粒子分散液を供給して混合分散液を調製する工程（以下、「工程（１）」又は「混合分散工程」と略記する）、
（２）混合分散液を供給して、凝集粒子を形成する工程（以下、「工程（２）」又は「凝集工程」と略記する）、
（３）凝集粒子に、更にシェル粒子を添加し、コアシェル構造をもつ凝集粒子を形成する工程（以下、「工程（３）」又は「カプセル工程」と略記する）、
（４）凝集粒子を供給して融着粒子を形成する工程（以下、「工程（４）」又は「融着工程」と略記する）、及び、
洗浄・乾燥工程。
【００９９】
すなわち、乳化重合により得られた重合体一次粒子、或いは結着樹脂の乳化工程より得られた樹脂粒子を含む分散液に、着色剤、必要に応じて帯電制御剤、及び、ワックス等の各粒子又はその分散液を混合及び分散させることで分散液を得る。この分散液中の粒子を凝集させることによって、凝集粒子を得る。さらに、必要に応じて、凝集粒子に樹脂微粒子等を付着させる。その後、凝集粒子、あるいは、樹脂微粒子等が付着した凝集粒子を融着させることでトナーが得られる。こうして得られたトナー粒子を洗浄及び乾燥して静電荷像現像用トナーが得られる。
【０１００】
＜乳化重合工程＞
以下に、乳化重合工程について説明する。
＜乳化重合に使う乳化剤＞
乳化重合に用いる乳化剤の例としては、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、及びノニオン界面活性剤の中から選ばれる少なくとも１つの乳化剤が挙げられる。
【０１０１】
カチオン界面活性剤の具体例としては、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ドデシルピリジニウムブロマイド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、等が挙げられる。
【０１０２】
アニオン界面活性剤の具体例としては、ステアリン酸ナトリウム、ドデカン酸ナトリウム、等の脂肪酸石けん、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等が挙げられる。
【０１０３】
ノニオン界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアートエーテル、モノデカノイルショ糖、等が挙げられる。
【０１０４】
これらの界面活性剤の内、アニオン界面活性剤が好ましく、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸のアルカリ金属塩が特に好ましい。
【０１０５】
＜重合体一次粒子の製法＞
乳化重合凝集法に用いられる重合体一次粒子としては、好ましくはガラス転移点（以下、「Ｔ ｇ 」と略記する場合がある）が４０〜８０℃であり、体積平均粒径が０．０２〜３μｍのものである。この重合体一次粒子は、モノマーを乳化重合することにより得られる。重合体一次粒子の作成方法は特に限定されないが、好ましくは、ワックス微粒子をシードとしてモノマー混合物をシード乳化重合することによって得られる。
【０１０６】
＜乳化重合に使用されるモノマー＞
乳化重合では、逐次、ブレンステッド酸性基（以下、単に「酸性基」と称することがある）を有するモノマー若しくはブレンステッド塩基性基（以下、単に「塩基性基」と称することがある）を有するモノマー、及び、ブレンステッド酸性基及びブレンステッド塩基性基を有さないモノマー（以下、「その他のモノマー」と称することがある）とを配合する事により、重合を進行させる。この際、複数のモノマーは、別々に加えることができる。あるいは、予め複数のモノマーを混合しておいて、その混合した複数のモノマーを加えてもよい。更に、モノマー添加中に、モノマーの組成を変更することも可能である。また、モノマーは、そのまま配合しても良いし、予め水や乳化剤等と混合して乳化液を調製した後、調製した乳化液を配合することもできる。乳化剤は、前記の界面活性剤から選択される１種又は２種以上を併用することができる。
【０１０７】
本発明で用いられる「酸性基を有するモノマー」の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸、等のカルボキシル基を有するモノマー； スルホン化スチレン等のスルホン酸基を有するモノマー； ビニルベンゼンスルホンアミド等のスルホンアミド基を有するモノマー等が挙げられる。
【０１０８】
「塩基性基を有するモノマー」の例としては、アミノスチレン等のアミノ基を有する芳香族ビニル化合物； ビニルピリジン、ビニルピロリドン等の窒素含有複素環含有モノマー； ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基を有する（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられる。
【０１０９】
これら酸性基を有するモノマー及び塩基性基を有するモノマーは、それぞれ対イオンを伴って塩として存在していても良い。このような、酸性基又は塩基性基を有するモノマーの、重合体一次粒子を構成するモノマー混合物中の配合率は、結着樹脂１００重量部に対し０〜１０重量部の範囲が好ましく、更に好ましくは０〜３重量部、特に好ましくは０〜１．５重量部である。酸性基又は塩基性基を有するモノマーの内では、特にアクリル酸又はメタクリル酸が好ましい。
【０１１０】
「その他のモノマー」の例としては、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン等のスチレン類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸エチルヘキシル等の（メタ）アクリル酸エステル； アクリルアミド、Ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジブチルアクリルアミド、アクリル酸アミド等のアミド類等を挙げることができる。この中では、スチレン、ブチルアクリレート等が特に好ましい。
【０１１１】
＜乳化重合に使用される架橋剤＞
更に、重合体一次粒子に、架橋剤を加えることが好ましい。この場合、上述のモノマーに、更に、架橋剤を加えることが好ましい。架橋剤としては、ラジカル重合性を有する多官能性モノマーが用いられる。
架橋剤の例としては、例えば、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ジアリルフタレート等が挙げられる。また、架橋剤としては、反応性基をペンダントグループに有するモノマー、例えばグリシジルメタクリレート、メチロールアクリルアミド、アクロレイン等を用いることが可能である。このうち、ラジカル重合性の二官能性モノマーが好ましく、更に具体的には、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジアクリレートが特に好ましい。
【０１１２】
このような多官能性モノマーの、モノマー混合物中の配合率は、結着樹脂１００重量部に対し、０．０５〜１０重量部の範囲が好ましく、更に好ましくは０．１〜５重量部、特に好ましくは０．２〜３重量部である。
【０１１３】
＜乳化重合に使用するポリマーのガラス転移点＞
これらのモノマーは、単独、又は混合して用いることができる。その際、重合体のガラス転移点が、４０〜８０℃であることが好ましい。ガラス転移点が８０℃を越えると、定着温度が高くなりすぎたり、ＯＨＰ透明性の悪化が問題となる場合がある。一方、重合体のガラス転移点が４０℃未満の場合は、トナーの保存安定性が悪くなる場合がある。更に好ましいガラス転移点は５０〜７０℃であり、特に好ましいガラス転移点は５５〜６５℃である。
【０１１４】
＜乳化重合に使用される重合開始剤、連鎖移動剤＞
重合開始剤は、モノマー添加前、添加と同時、添加後の何れの時期に重合系に添加してもよい。または、必要に応じて、これらの添加方法を組み合わせてもよい。開始剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対し、０〜１０重量部の範囲が好ましく、更に好ましくは１〜７重量部、特に好ましくは２〜５重量部である。また、乳化重合に際しては、必要に応じて公知の連鎖移動剤を使用することができる。連鎖移動剤の具体的な例としては、ｔ−ドデシルメルカプタン、２−メルカプトエタノール、ジイソプロピルキサントゲン、四塩化炭素、トリクロロブロモメタン、等が挙げられる。連鎖移動剤は、単独で使用してもよく、２種類以上を併用してもよい。
【０１１５】
＜乳化重合温度＞
重合開始剤等の存在下、上記のモノマー類を水と混合して重合させる。重合温度は、４０〜１５０℃、好ましくは５０〜１２０℃、更に好ましくは６０〜１００℃である。
【０１１６】
＜乳化重合で得られた一次粒子の粒子径＞
こうして得られた重合体一次粒子の体積平均粒径は、０．０１μｍ〜３μｍの範囲であり、好ましくは０．０２μｍ〜２．５μｍ、更に好ましくは０．０５μｍ〜２μｍであり、特に好ましくは０．１μｍ〜１．５μｍである。なお、平均粒径は、例えばＵＰＡを用いて測定することができる。粒径が０．０１μｍより小さくなると、凝集速度の制御が困難となる場合がある。粒径が３μｍより大きいと、重合体一次粒子の凝集によって得られるトナーの粒径が大きくなりすぎる場合があり、粒径３〜８μｍのトナーを製造するには不適当となる場合がある。
【０１１７】
＜樹脂粒子分散液の調製＞
樹脂粒子分散液は、結着樹脂を界面活性剤により水、アルコール類などの水系分散媒中に分散させることにより調製する。分散させる方法としては、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、又はダイノミルなどを用いることができる。更に、結着樹脂の溶けた疎水性有機溶剤からなる有機層の中に塩基を加えて、中和したのち、水媒体を投入することによって、有機層と水層との転相を行い、結着樹脂を水媒体中に分散させる転相乳化法を利用することもできる。
【０１１８】
＜樹脂粒子分散に用いる乳化剤＞
乳化剤の例としては、特に限定しないが、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤；アミン塩型、４級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤；ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤などが挙げられる。界面活性剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【０１１９】
＜樹脂粒子粒径＞
得られた樹脂粒子の体積平均粒径は、０．０１μｍ〜３μｍであり、好ましくは０．０２μｍ〜２．５μｍ、更に好ましくは０．０５μｍ〜２μｍであり、特に好ましくは０．１μｍ〜１．５μｍである。なお、平均粒径は、例えばＵＰＡを用いて測定することができる。
【０１２０】
＜重合体一次粒子或いは樹脂粒子の分散液の固形分濃度＞
重合体一次粒子或いは樹脂粒子の分散液の固形分濃度は、３質量％以上４０質量％以下が好ましく、７質量％以上３０質量％以下がさらに好ましい。
【０１２１】
＜着色剤粒子＞
重合体一次粒子の分散液と着色剤を混合し、混合分散液が得られる。その後、この混合分散液中の重合体一次粒子を共凝集させて、凝集粒子を得ることができる。着色剤は、予め乳化剤（前述の界面活性剤）の存在下で、水中に乳化させエマルションの状態で用いるのが好ましい。着色剤粒子の体積平均粒径は、０．０１〜３μｍが好ましく、更に好ましくは０．０５μｍ〜２μｍであり、特に好ましくは０．１μｍ〜１μｍである。着色剤の使用量は、重合体一次粒子１００重量部に対して１〜２５重量部、好ましくは１〜１５重量部、更に好ましくは３〜１２重量部である。
【０１２２】
＜ワックス＞
トナーの製造には、ワックスを用いることが好ましい。ワックスを配合しないと、トナーの定着性が悪くなる場合がある。また、ワックスを配合しないと、トナーの定着時、紙が定着ロールに巻きつく場合がある。ワックスは、上記「湿式法のトナー粒子製造法に共通して用いられる成分」の箇所で説明したものと同様のものが好適に用いられる。
【０１２３】
乳化重合凝集法において、乳化剤（前記界面活性剤）にワックスを分散させてエマルジョン化させる。これにおり、ワックス微粒子分散液が得られる。そのワックス微粒子分散液をシードとする乳化重合により、ワックスを内包した重合体一次粒子を製造することができる。または、ワックス微粒子分散液を、（ワックスが内包されていてもよい）重合体一次粒子及び着色剤と、凝集工程において共凝集させる。乳化重合凝集法は、これらの方法に限定されない。
トナーの製造においては、ワックスをシードとして、シード重合を行い、ワックスを内包した重合体一次粒子を得ることが好ましい。すなわち、トナーの製造に用いられる重合体一次粒子は、ワックスをシードとしたシード重合により得られる粒子を含むことが好ましい。ワックスをシードとするシード重合により、トナー粒子の表面にワックスが露出することを避けることができるためである。
【０１２４】
ワックス微粒子の平均粒径は、シードとして用いられる場合も、共凝集用である場合も共通であり、０．０１μｍ〜３μｍが好ましく、更に好ましくは０．１〜２μｍであり、特に好ましくは０．１〜１．５μｍである。なお、ワックス微粒子の平均粒径は、例えば、ホリバ社製ＬＡ−５００を用いて測定することができる。ワックスエマルジョンの平均粒径が３μｍよりも大きい場合には、凝集時の粒径制御が困難となる場合がある。ワックスエマルジョンの平均粒径が０．０１μｍよりも小さい場合には、分散液を調製するのが困難となる場合がある。
【０１２５】
＜帯電制御剤＞
トナーの製造には、帯電制御剤を用いることが好ましい。乳化（重合）凝集法において、重合体一次粒子を得る際に、帯電制御剤をシードとして用いることができる。これにより、帯電制御剤を含有するトナーが得られる。または、帯電制御剤を、モノマー又はワックスに溶解又は分散させることができる。または、凝集工程で、重合体一次粒子及び着色剤と同時に、帯電制御剤一次粒子を凝集させて凝集粒子を形成することができる。または、重合体一次粒子及び着色剤を凝集させる。得られた凝集粒子がトナー粒子としてほぼ適当な粒径となった後に、凝集粒子に帯電制御剤一次粒子を加えて凝集させることもできる。これらの場合、帯電制御剤は、前述の界面活性剤を用いて水中に分散させることができる。帯電制御剤は、エマルション（帯電制御剤一次粒子）として使用することが好ましい。帯電制御剤一次粒子の平均粒径は、好ましくは０．０１〜３μｍであり、更に好ましくは０．０５〜２μｍであり、特に好ましくは０．１〜１μｍである。
【０１２６】
＜乳化（重合）凝集工程に用いる装置＞
本発明の装置によって連続的にトナー粒子を製造することができる。トナー粒子の製造方法は、上記（ｂ）乳化（重合）凝集法を適用する場合、少なくとも、工程（１）、（２）及び（３）を有する。
（１）着色剤及び重合体一次粒子を供給して混合分散液を調製する工程（混合分散工程）
（２）混合分散液を供給して凝集粒子を形成する工程（凝集工程）
（３）凝集粒子を供給して融着粒子を形成する工程（融着工程）
工程（１）ないし（３）の何れかの工程は、連続的に供給する工程及び連続的に抜き出す工程を含むことが好ましい。
【０１２７】
工程（１）ないし（３）の何れの工程が連続であってもよい。好ましくは、少なくとも工程（２）が、連続的に供給する工程及び連続的に抜き出す工程を有する。すなわち、工程（２）が、混合分散液を連続的に供給する工程及び凝集粒子を連続的に抜き出す工程を有することが好ましい。更に、工程（３）も、連続的に供給する工程及び連続的に抜き出す工程を有することがより好ましい。更に、工程（１）も、連続的に供給する工程及び連続的に抜き出す工程を有することがより好ましい。
【０１２８】
＜工程（１）：混合分散工程＞
混合分散工程では、少なくとも、着色剤、及び、重合体一次粒子或いは樹脂粒子の分散液、さらに必要に応じてワックス、帯電制御剤、及び他の成分を混合して分散させる。混合分散工程は、凝集工程に供給する液を均一に分散した状態とするために必要である。上記乳化重合工程で得られた重合体一次粒子の分散液、或いは樹脂粒子分散液が、混合分散工程において供給される。重合体一次粒子及び樹脂粒子以外の成分は、粒子の状態であっても、予め媒体に分散された状態であってもよい。これらの成分は、分散液として、例えばスラリーまたはエマルジョンの状態で、凝集のための容器に供給されることが好ましい。この場合、混合工程における滞留時間を適切に調整することができるためである。また、各成分を、スラリーまたはエマルジョンの状態としないで、粒子の状態で供給することができる。この場合、各成分が２次凝集する場合がある。その結果、トナー中に粗粉が発生して、トナーによって形成された画像に白スジ等が生じる場合がある。
【０１２９】
混合工程において、上記各成分の体積平均粒子径は、好ましくは３μｍ以下であり、更に好ましくは１μｍ以下であり、特に好ましくは０．５μｍ以下である。混合工程において、各成分は、水系分散液の状態で供給されることが好ましい。混合工程において、各成分の体積平均粒子径が上記の範囲にあり、かつ、各成分が水系分散液の状態で供給されることにより、その後の凝集工程における凝集粒子の平均粒径及び粒径分布の制御が容易となる。また、得られるトナーの帯電分布がシャープになり、カブリの無い画像が得られるため、好ましい。
【０１３０】
分散媒は、水系媒体であれば限定はないが、好ましくは水である。分散濃度は、特に限定はないが、固形分濃度として３質量％以上、好ましくは７質量％以上、より好ましくは１０質量％以上である。分散濃度は、固形分濃度として４０質量％以下、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下である。分散濃度が前記範囲未満の場合、粒子径と粒度分布の制御が困難となる場合がある。分散濃度が前記範囲を超える場合、増粘により各成分を均一に分散できない場合がある。
【０１３１】
混合分散工程において用いられる容器は、各成分を均一に混合できるのであれば、特に制限されない。例えば、通常の反応器等を用いることができる。連続混合のことを考慮すると、連続的に各成分を供給するための供給口、及び、連続的に各成分を抜き出すための抜き出し口を有する混合装置を用いることが好ましい。混合時の混合液の粘度変化が少ない場合や、混合時間が短い場合は、配管に設置されたインラインミキサーなどの混合機を使って各成分を混合しながら送液することが可能である。混合時の混合液の粘度或いは粘度変化が大きい場合や、より長い混合時間が必要な場合は、本発明で提案した連続混合槽を使用することが好ましい。本発明の連続混合槽を使用する場合は、混合に必要な時間に合わせて、必要な数の混合槽ユニットを設置することができる。また、原料液の混合の順番に合わせて、顔料分散液、ワックス分散液、帯電制御剤などの原料液の供給口を設けることができる。また、混合に必要とされる温度条件をセットすることによって、連続混合槽における混合状態を最適にすることができる。
【０１３２】
各原料液は、同時に添加しても良いが、順番に添加することもできる。
混合分散工程は、後述の凝集工程と一体になる場合もある。この場合、上記重合体一次粒子或いは樹脂粒子以外の成分を添加して混合しながら、混合分散液を凝集させる。
【０１３３】
＜工程（２）：凝集工程＞
凝集工程では、少なくとも、上記した着色剤、及び、重合体一次粒子或いは樹脂粒子、さらに必要に応じて、ワックス、帯電制御剤、及び他の成分等を凝集させる。凝集工程では、融着工程に先立って、例えば重合体一次粒子をほぼトナー粒子の大きさとなるように凝集させる。
凝集工程中、上記重合体一次粒子或いは樹脂粒子以外の成分を添加して混合しながら、各成分を凝集させる場合もある。更に、凝集工程は、凝集粒子に更にシェル剤を添加することにより、コアシェル構造を有するトナー粒子を形成するためのカプセル工程を含む場合もある。
【０１３４】
＜凝集用混合装置＞
工程（２）を連続で行う場合、本発明の連続式反応装置を使用することが好ましい。重合体一次粒子或いは樹脂粒子の分散液の流れ方向に沿って、混合槽ユニットと仕切り板ユニットからなる連続式反応装置を設置することができる。必要に応じて、試薬供給配管を有する仕切り板ユニット、或いはサンプリング口を有する混合槽ユニットを設置することができる。更に、混合時間及び凝集時間に合わせて、混合槽ユニットの数を増減させることができる。温度制御可能な仕切り板ユニットに温調システムを接続して、凝集用の連続式反応装置を完成させることができる。
【０１３５】
＜連続凝集運転の条件＞
工程（２）を連続で行う場合、連続運転の初期に、空の容器に各成分を供給してもよい。または、予め粒子等を含まない分散媒を容器に充填しておき、これに各成分を供給して容器内の成分濃度を安定化させてもよい。または、予め各成分のうちの１種或いは数種を容器に充填しておき、この容器に他の各成分を供給することにより、容器内の各成分の濃度を安定化させてもよい。または、連続運転時の安定状態の凝集液と同様の凝集液を他の方法で製造しておく。この凝集液を容器に充填した後、この容器に各成分を供給することにより、容器内の各成分の濃度を安定化させてもよい。工程（２）においては、上記各成分を容器に供給した後、例えば、加熱、ｐＨ調整、塩添加、硬化剤添加等によって、容器内の各成分を凝集させる。
【０１３６】
工程（２）で使われる本発明の連続式反応装置において、仕切り板ユニットにおける温度制御により、各混合槽ユニット内の反応液の温度を精密に制御することできる。凝集を加熱によって行う場合、反応液の温度は、重合体一次粒子のガラス転移点より１０℃低い温度以上が好ましく、ガラス転移点より５℃低い温度以上がより好ましい。また、反応液の温度は、重合体のガラス転移点より１０℃高い温度以下が好ましく、５℃高い温度以下がより好ましい。温度が前記範囲未満である場合は、凝集粒子の粒径が目標粒径に達しない場合がある。温度が前記範囲を超える場合は、凝集粒子の粒径が目標粒径より大きくなる場合がある。ここでいう「反応液の温度」は、凝集工程における温度に分布がある場合は、その最高温度と最低温度との平均値である。
【０１３７】
凝集工程を加熱によって行う場合、反応液の容器内での滞留時間は、生産効率の観点から、２時間以下が好ましく、１時間以下が特に好ましい。ここでいう「滞留時間」は、反応液に含まれる各成分の温度が、前記温度条件を満たしているときの平均滞留時間である。このような加熱処理により、着色剤、及び、重合体一次粒子、さらに必要に応じて、ワックス、帯電制御剤、及び他の成分等が一体化する。ここでいう「滞留時間」は、容器への各成分の供給時期が異なる場合は、最先に成分を供給した時点からの時間である。
【０１３８】
凝集液の各混合槽ユニットでの滞留時間は、特に限定されない。凝集液の各混合槽ユニットでの滞留時間は、装置全体で必要な凝集時間、及び、混合槽の数に合わせて調整することができる。滞留時間は、１〜１０分以内であることが好ましい。滞留時間が短過ぎると、凝集が不十分となり、必要な混合槽の数が多くなる恐れがある。逆に、滞留時間が長すぎると、混合槽内の凝集液の均一性が悪化する恐れがある。
【０１３９】
工程（２）において、反応液の温度を前記の範囲に調整することができる。これにより、電解質を加えることなく、反応液に含まれる各成分を凝集させることができる。また、電解質を加えることによって、反応液に含まれる各成分を凝集させることもできる。電解質を加えることによって各成分を凝集させる場合は、前記の温度以下で凝集させることもできる。実際に電解質を供給する時期は、工程（１）及び工程（２）のいずれか、または両方であってもよい。すなわち、電解質は、予め工程（１）で供給してもよい。
【０１４０】
工程（２）で使用する電解質は、有機塩、無機塩の何れでもよい。工程（２）で使用する電解質の価数は、特に限定するものではないが、２価以上であることが好ましい。具体的には、電解質の例として、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＬｉＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｌｉ２ＳＯ４、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＺｎＳＯ４、Ａｌ２（ＳＯ４）３、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、ＣＨ３ＣＯＯＮａ、Ｃ６Ｈ５ＳＯ３Ｎａ等が挙げられる。これらのうち、２価以上の多価の金属カチオンを有する無機塩が特に好ましい。電解質を使用することによって、凝集粒子の平均粒径及び粒径分布の制御が容易となる。また、電解質を使用することによって、得られるトナーの帯電量分布がシャープになり、カブリの無い画像を得ることができる。
【０１４１】
電解質の含有量は、電解質の種類及び目的とする凝集粒子の粒径等によって異なるが、混合分散液の固形成分１００重量部に対して、０．０５〜２５重量部、好ましくは０．０５〜１５重量部、更に好ましくは０．０５〜１０重量部である。
電解質を添加して凝集を行う場合、以下の問題が生じる場合がある。
（電解質含有量が上記範囲未満である場合）
凝集反応の進行が遅くなる。
凝集反応後も１μｍ以下の微粉が残る。
得られた凝集粒子の平均粒径が目的の粒径に達しない。
（電解質含有量が上記範囲を超える場合）
急速な凝集がおこりやすくなり、粒径の制御が困難となる。
得られた凝集粒子中に粗粉や不定形のものが含まれる。
【０１４２】
電解質を添加して凝集を行う場合、凝集温度は、重合体一次粒子のガラス転移点より２０℃低い温度以上が好ましく、１０℃低い温度以上がより好ましい。また、凝集温度は、重合体のガラス転移点より１０℃高い温度以下が好ましく、重合体のガラス転移点以下がより好ましい。
本発明において、凝集工程における温度管理は、得られる凝集体の平均粒径及び粒径分布の制御にとって重要である。そのため、凝集工程における最高温度と最低温度との差は、２０℃以内が好ましく、１０℃以内であることが特に好ましい。最高温度と最低温度との差が前記範囲を超える場合、粒子径の制御が困難となる場合がある。
【０１４３】
工程（２）では、着色剤、及び、重合体一次粒子、さらに必要に応じて、ワックス、帯電制御剤、及び他の成分を混合して分散させる。得られた分散液を、実質的に同時に供給して凝集粒子を形成してもよい。あるいは、体積平均粒子径が１μｍ以上となった凝集粒子の分散液に、樹脂微粒子、着色剤、ワックス及び帯電制御剤よりなる群から選ばれる少なくとも１種を供給してもよい。
【０１４４】
本発明の連続式反応装置を使った凝集工程において、粒径制御は、以下のように行われる。
混合槽モジュールの側壁に設置されたサンプリング口から、自動或いは手動で、凝集粒子をサンプリングする。
自動或いは手動で、粒径測定装置により凝集粒子の粒径を測定する。得られた測定結果から、各混合槽ユニットの温度を自動或いは手動で調整し、次の融着工程に送られる凝集粒子の大きさを制御する。
【０１４５】
＜工程（３）：融着工程＞
工程（３）では、工程（２）で得られた凝集体を加熱する。これにより、着色剤及び重合体一次粒子、さらに必要に応じて、ワックス、帯電制御剤、及び他の成分が互いに融着し、物理的に一体になった粒子が得られる。
【０１４６】
＜融着用混合装置＞
工程（３）を連続で行う場合、本発明の連続式反応装置を使用することが好ましい。凝集粒子の分散液の流れ方向に沿って、かつ、混合時間及び融着時間に合わせて、必要数の混合槽ユニットを設置する。最後に、各連続混合槽ユニットに、温調システムを接続する。これにより、融着用の連続式反応装置を完成させることができる。
【０１４７】
工程（３）においては、重合体一次粒子をそのガラス転移点より高い温度に加熱して、融着粒子を形成することが好ましい。更に、工程（３）における加熱温度は、重合体一次粒子のガラス転移点より１０℃以上高いことが好ましく、ガラス転移点より２０℃以上高いことがより好ましい。また、工程（３）における加熱温度は、重合体一次粒子のガラス転移点より８０℃高い温度以下が好ましく、ガラス転移点より６０℃高い温度以下がより好ましい。加熱温度が前記範囲未満である場合は、融着時の滞留時間が長過ぎるため、装置が大型化し、製造効率が低下する場合がある。加熱温度が前記範囲を超える場合は、凝集粒子の形状制御が困難となる場合がある。ここでいう加熱温度は、融着工程における温度に分布がある場合は、その最高温度と最低温度との平均値である。
【０１４８】
工程（３）において、前記温度範囲に加熱された凝集粒子の平均滞留時間は、生産効率の観点から、２時間以下が好ましく、１時間以下が特に好ましい。このような加熱処理により、重合体一次粒子及び着色剤等が融着して一体化する。これにより、融着粒子の形状、すなわち、トナー粒子の形状が球形に近いものとなる。また、抜き出し口の容器内温度が、供給口の容器内温度以上であることが、上記理由から好ましい。
【０１４９】
本発明の連続式反応装置を使った融着工程において、粒子の制御は、以下のように行われる。
まず、試薬供給配管から、乳化剤と、ｐＨ調整剤と、電解質からなる凝集禁止剤が添加される。仕切り板ユニットの温度が調整される。混合槽の温度を、目標の融着温度まで昇温する。更に、混合槽ユニットの側壁に設置されたサンプリング口から、自動或いは手動で、凝集粒子をサンプリングする。また、自動或いは手動で、粒径測定装置により、凝集粒子の円形度を測定する。そして、測定結果から、混合槽ユニットに隣接する下流側の仕切り板ユニットの温度を、自動或いは手動で調整する。凝集粒子が目標の円形度に到達したら、仕切り板ユニットの温調システムを用いて、混合槽ユニット内の凝集液を冷却する。凝集液を、一時的に貯留槽に貯留するか、或いは、洗浄工程に送る。
【０１５０】
工程（３）が連続で行われる場合には、工程（３）で得られた融着粒子が分散した分散液は、容器から連続的に抜き出される。
【０１５１】
＜工程（２）と工程（３）の関係：凝集工程と融着工程の関係＞
工程（２）に用いられる容器と、工程（３）に用いられる容器は、以下の関係を有することが好ましい。
（ａ）複数の容器が一体となっていている。
（ｂ）複数の容器が連接している。
（ｃ）複数の容器が移送管を介して接続されている。
上記の関係の中では、（ｂ）又は（ｃ）が好ましい。
すなわち、少なくとも２つの容器が、直列に接続されていることが好ましい。
（ｂ）の場合は、容器の工程（２）の部分と工程（３）の部分の温度条件や剪断力を制御する。これにより、目的とする凝集と融着を達成できる。
（ｃ）の場合は、融着用の容器（工程（３）の容器）へ、凝集粒子の分散液を移送する。これにより、分散液を加熱して、凝集粒子を融着させることができる。
（ａ）の場合、複数の容器が一体となっている。この場合、工程（２）の凝集工程と、工程（３）の融着工程をはっきり分けられないため、工程（３）の融着温度が、工程（２）にまで及ぶ。この場合、適正な凝集温度が得られない場合がある。
【０１５２】
工程（３）における少なくとも１つの容器内の温度が、工程（２）における容器内の温度より高いことが好ましい。工程（３）の温度は、工程（２）の温度より、０〜６０℃以上高いことが好ましく、５〜４０℃以上高いことが特に好ましい。
工程（２）の温度はある程度低く、かつ、滞留時間が長い必要がある。そうでない場合、わずかなポンプの流量のズレ等によって、粒子径の調整が不可能となる場合がある。工程（３）には、そもそも長時間を要するため、工程（３）の温度を工程（２）よりも低くしようとすると、容器が大きくなり過ぎる場合がある。
【０１５３】
＜洗浄・乾燥工程＞
上記の各工程を経ることにより得られた融着粒子は、公知の方法に従って固液分離され、融着粒子が回収される。次いで、これを必要に応じて、洗浄した後、乾燥することにより、目的とするトナー粒子を得ることができる。
トナー母粒子を、ベルトフィルター、フィルタープレス、遠心脱水、あるいは真空濾過によって、洗浄することができる。更に、トナー母粒子を、本発明の連続混合槽を使って、連続的に洗浄することも可能である。
【０１５４】
＜連続式洗浄装置＞
本発明の連続式反応装置は、連続式洗浄装置として用いることができる。連続式洗浄装置は、洗浄水を注入できる混合槽ユニットと、濾過機能を有する仕切り板ユニットからなるセットを複数組み合わせることにより構築できる。トナー粒子の分散液は、混合槽を通過するときに、洗浄液と混合する。洗浄液と混合したトナー粒子の分散液は、濾過機能を有する仕切り板ユニットによって濾過され、濾液が絞り出される。これにより、トナー粒子の分散液中に含まれる不純物を洗い出すことができる。この洗浄方法により得られたトナー粒子分散液を、濾過及び乾燥することによって、トナー粒子を得ることができる。更に、別のシェル粒子を添加して、トナー粒子の表面を修飾することも可能である。トナー粒子表面の修飾工程（カプセル工程）では、凝集工程で用いた容器と同じ容器を用いてもよい。カプセル工程は、バッチ方式で行ってもよいが、本発明の連続式反応装置を用いて連続式で行ってもよい。その時の運転条件は、前述した連続凝集工程の運転条件と同じでもよい。
【０１５５】
工程（２）で用いられる容器と、工程（３）で用いられる容器は、一体であってもよく、異なってもよい。これらの容器は、異なる容器で構成されていることが好ましい。特に、少なくとも２つ以上の容器が、直列に接続されていることが好ましい。すなわち、工程（２）で用いられる容器と、工程（３）で用いられる容器とが、直列に接続されていることが好ましい。このような容器の構成により、工程（２）と工程（３）を明確に分けることが可能となる。また、このような容器の構成は、各工程の運転条件を最適化することができるため、好ましい。また、工程（２）と工程（３）の容器が形状的に一体である場合においても、隔壁や攪拌条件、流動制御等によって、実質的に工程（２）と工程（３）とが異なる領域で行われることが好ましい。工程（１）、工程（２）、及び工程（３）を互いに別々の容器で行う場合は、各容器の入口ないし出口に、粒径を測定及び制御するための抜出口を設けることが好ましい。また、各容器の入口ないし出口に、各容器の内部の粘度を監視する装置を設けることもできる。
【０１５６】
このようにして、比較的粒径が小さい（例えば、体積平均粒径３〜８μｍ）静電荷像現像用トナーを製造することができる。しかも、こうして得られたトナーは、粒度分布及び帯電量分布がシャープであり、高画質化及び印刷の高速化を達成することができる。
【０１５７】
＜外添剤＞
トナー粒子には、更に、流動性や現像性を制御する為に、公知の外添剤を添加してもよい。外添剤としては、シリカ、アルミナ、チタニア等の無機酸化物粒子（必要に応じて疎水化処理されたもの）、あるいは、ビニル系重合体粒子等を使用できる。外添剤の含有量は、トナー粒子に対して０．０５〜５重量部の範囲が好ましい。
【０１５８】
＜トナーの種類＞
本発明の装置によって製造される静電荷像現像用トナーは、例えば、２成分現像剤、マグネタイト含有トナー等の磁性１成分現像剤、及び、非磁性１成分現像剤に適用することができる。
【０１５９】
＜キャリア＞
トナーを２成分現像剤として用いる場合、トナーと混合して現像剤を形成するためのキャリアを用いる。例えば、公知の鉄粉系、フェライト系、マグネタイト系キャリア等の磁性物質をキャリアとして用いることができる。また、それら磁性物質の表面に、樹脂コーティングを施したもの、あるいは、磁性樹脂キャリアを用いる事ができる。キャリアに被覆される樹脂としては、一般的に知られているスチレン系樹脂、アクリル樹脂、スチレンアクリル共重合樹脂、シリコーン系樹脂、変性シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等を使用できるが、これらに限定されるものではない。キャリアの平均粒径は、特に制限はないが、１０〜２００μｍであることが好ましい。これらのキャリアの使用量は、静電荷像現像用トナー１重量部に対して５〜１００重量部であることが好ましい。
【０１６０】
＜静電荷像現像用トナーの粒子径＞
静電荷像現像用トナーの粒子径は、ベックマン・コールター株式会社製の精密粒度分布測定装置コールターカウンターマルチサイザーIIを用いて、アパーチャー径１００ｍｍとして測定することができる。本発明の装置によって、体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍであるトナーが効率よく得られる。従って、本発明の装置は、体積平均粒径３〜８μｍの静電荷像現像用トナーの製造に好ましく使用される。本発明の装置は、体積平均粒径４〜８μｍのトナーの製造にさらに好ましく使用される。本発明の装置は、体積平均粒径４〜７μｍのトナーの製造に特に好ましく使用される。体積平均粒径が大きすぎるトナーは、高解像度の画像形成に適さない。体積平均粒径が小さすぎるトナーは、粉体としての取り扱いが困難である。体積平均粒径が大きすぎるトナーは、本発明の装置を用いなくとも、回分法によって製造することができる。したがって、体積平均粒径が大きすぎるトナーは、本発明の上記効果が得られにくい場合がある。
【０１６１】
＜トナーの平均円形度＞
トナーの平均円形度は、好ましくは０．９〜１であり、更に好ましくは０．９２〜０．９９であり、特に好ましくは０．９４〜０．９８である。
ここでいう「平均円形度」は、シスメックス社製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−３０００にて測定した値を用いて、下記式より求めることができる。ここでいう「平均円形度」は、個数基準の累積度数５０％に相当する円形度である。
円形度＝粒子投影面積と同じ面積の円の周長／粒子投影像の周長
【０１６２】
＜連続式トナー製造装置１００＞
図７を参照しながら、本発明の連続式反応装置によって構成された連続式トナー製造装置１００について詳細に説明する。
連続式トナー製造装置１００は、連続混合分散部、連続凝集部、及び、連続融着部から構成される。連続混合分散部は、原料を混合する部分である。連続凝集部は、連続凝集用反応装置１００が中心となる部分である。連続融着部は、連続融着用反応装置２００が中心となる部分である。
【０１６３】
連続混合分散部は、各原料の貯槽、各原料の定量供給システム、液温制御する温度制御システム、及び、各原料を混合する混合システムから構成される。
【０１６４】
連続混合分散部では、乳化重合で得られた重合体一次粒子の分散液、或いは、樹脂乳化で得られた樹脂粒子の分散液を、貯槽１０１から、定量ポンプＰ１０によって、ライン冷却装置１０４に移送する。ライン冷却装置１０４は、温度制御装置Ｔ１１０によって制御される。ライン冷却装置１０４によって、粒子分散液を目標の温度まで冷却する。冷却した粒子分散液を、インラインミキサーＰ１１により、ワックス分散液、顔料分散液、及び、帯電制御剤分散液、と順次混合する。インラインミキサーＰ１１によって混合されたこれらの液体は、連続凝集工程に送られる。ワックス分散液は、ワックス分散液貯槽１２０から、ポンプＰ１２を経由して、インラインミキサーＰ１１に送られる。顔料分散液は、顔料分散液貯槽１２２から、ポンプＰ１３を経由して、インラインミキサーＰ１１に送られる。帯電制御剤分散液は、帯電制御剤分散液貯槽１２４から、ポンプＰ１４を経由して、インラインミキサーＰ１１に送られる。ワックス分散液、顔料分散液、及び帯電制御剤分散液の混合の順番は、特に限定されない。また、これらの添加剤の種類は、特に限定されない。
【０１６５】
連続凝集部は、連続凝集用反応装置１００、温度制御システムＴ１１〜Ｔ１９、添加システム、及び計測システムによって構成される。連続凝集用反応装置１００は、１０個の混合槽ユニットと、９個の仕切り板ユニットを交互に積層して構成される。温度制御システムＴ１１〜Ｔ１９は、各仕切り板ユニットの温度を制御するシステムである。添加システムは、粒子の凝集を調整するための凝集剤および凝集禁止剤を添加するシステムである。計測システムは、凝集粒子の計測、及び、システム内部温度の計測のためのシステムである。
【０１６６】
連続混合分散部から送られてきた混合液は、連続凝集用反応装置１００の下部にある注入口１０６を経由して、連続凝集用反応装置１００の第一混合槽ユニットＡ１１に供給される。これと同時に、凝集剤貯槽１３０から、ポンプＰ１５を経由して、第一混合槽ユニットＡ１１に凝集剤が供給される。第一混合槽ユニットＡ１１において、供給されたこれらの液体をディスクタービン翼により混合する。温度制御装置Ｔ１１によって温度制御可能な仕切り板ユニットＢ１１により、混合液を温める。混合液を温めながら、混合液を仕切り板ユニットＢ１１の中心部にある通液穴に通過させる。混合液は、送液補助撹拌翼により、第二混合槽ユニットＡ１２に送られる。
【０１６７】
第二混合槽ユニットＡ１２において、ディスクタービン翼により混合液を混合する。更に、温度制御装置Ｔ１２によって温度制御可能な仕切り板ユニットＢ１２により、混合液を温める。混合液を温めながら、混合液を仕切り板ユニットＢ１２の中心部にある通液穴に通過させる。混合液は、送液補助撹拌翼により、第三混合槽ユニットＡ１３に送られる。
【０１６８】
第三混合槽ユニットＡ１３において、ディスクタービン翼により混合液を混合する。更に、温度制御装置Ｔ１３によって温度制御可能な仕切り板ユニットＢ１３により、混合液を温める。混合液を温めながら、混合液を仕切り板ユニットＢ１３の中心部にある通液穴に通過させる。混合液は、送液補助撹拌翼により、第四混合槽ユニットＡ１４に送られる。
【０１６９】
第四混合槽ユニットＡ１４において、ディスクタービン翼により混合液を混合する。更に、温度制御装置Ｔ１４によって温度制御可能な仕切り板ユニットＢ１４により、混合液を温める。混合液を温めながら、混合液を仕切り板ユニットＢ１４の中心部にある通液穴に通過させる。混合液は、送液補助撹拌翼により、第五混合槽ユニットＡ１５に送られる。
【０１７０】
第五混合槽ユニットＡ１５において、ディスクタービン翼により混合液を混合する。更に、温度制御装置Ｔ１５によって温度制御可能な仕切り板ユニットＢ１５により、混合液を温める。混合液を温めながら、混合液を仕切り板ユニットＢ１５の中心部にある通液穴に通過させる。混合液は、送液補助撹拌翼により、第六混合槽ユニットＡ１６に送られる。
【０１７１】
第五混合槽ユニットＡ１５の壁に設置したサンプリング口から抜き出された凝集液サンプルは、粒径測定装置Ｓ１１（マルチサイザーＩＩＩ）に送られる。粒径測定装置Ｓ１１によって、サンプルの凝集粒子径が測定される。測定した結果から、温度制御装置Ｔ１４及びＴ１５を操作し、混合液の温度を制御する。これにより、凝集粒子径を制御することができる。例えば、粒径測定装置Ｓ１１で測定された粒径が目標より小さい場合は、温度制御装置Ｔ１４及びＴ１５の設定温度を高くして、粒子の成長を促進してもよい。逆に、測定された粒径が目標より大きい場合は、温度制御装置Ｔ１４及びＴ１５の設定温度を低くすることにより、粒子の成長を抑制してもよい。
【０１７２】
第六混合槽ユニットＡ１６に送られた混合液は、仕切り板ユニットＢ１６の中央部にある通液穴を経由して、第七混合槽ユニットＡ１７に送られる。混合液が第七混合槽ユニットＡ１７に送られる途中、混合液には、シェル剤貯槽１２６から定量ポンプＰ１６によって送られてくるシェル剤が添加される。シェル剤は、仕切り板ユニットＢ１６の中央部にある通液穴に設置された試薬供給配管から添加される。送液補助撹拌翼によって、凝集液と、添加されたシェル剤が混合されながら、第七混合槽ユニットＡ１７に送られる。
【０１７３】
第七混合槽ユニットＡ１７において、ディスクタービン翼により混合液を混合する。更に、温度制御装置Ｔ１７によって温度制御可能な仕切り板ユニットＢ１７により、混合液を温める。混合液を温めながら、混合液を仕切り板ユニットＢ１７の中心部にある通液穴に通過させる。混合液は、送液補助撹拌翼により、第八混合槽ユニットＡ１８に送られる。
【０１７４】
第八混合槽ユニットＡ１８において、ディスクタービン翼により混合液を混合する。更に、温度制御装置Ｔ１８によって温度制御可能な仕切り板ユニットＢ１８により、混合液を温める。混合液を温めながら、混合液を仕切り板ユニットＢ１８の中心部にある通液穴に通過させる。混合液は、送液補助撹拌翼により、第九混合槽ユニットＡ１９に送られる。
【０１７５】
第八混合槽ユニットＡ１８の壁に設置したサンプリング口から抜き出された凝集液サンプルは、粒径測定装置Ｓ１２（マルチサイザーＩＩＩ）に送られる。粒径測定装置Ｓ１２によって、サンプルの凝集粒子径が測定される。測定した結果から、温度制御装置Ｔ１７及びＴ１８を操作し、混合液の温度を制御する。これにより、凝集粒子径を制御することができる。例えば、粒径測定装置Ｓ１２で測定された粒径が目標より小さい場合は、温度制御装置Ｔ１７及びＴ１８の設定温度を高くして、粒子の成長を促進してもよい。逆に、測定された粒径が目標より大きい場合は、温度制御装置Ｔ１７及びＴ１８の設定温度を低くすることにより、粒子の成長を抑制してもよい。
【０１７６】
第九混合槽ユニットＡ１９に送られた混合液は、仕切り板ユニットＢ１９の中央部にある通液穴を経由して、第十混合槽ユニットＡ１１０に送られる。混合液が第十混合槽ユニットＡ１１０に送られる途中、混合液には、凝集禁止剤貯槽１２８から定量ポンプＰ１７によって送られてくる凝集禁止剤が添加される。凝集禁止剤は、仕切り板ユニットＢ１９の中央部にある通液穴に設置された試薬供給配管から添加される。凝集禁止剤は、乳化剤或いは電解質液からなる。送液補助撹拌翼によって、凝集液と、添加された凝集禁止剤が混合されながら、第十混合槽ユニットＡ１１０に送られる。
【０１７７】
第十混合槽ユニットＡ１１０において凝集禁止剤と混合された凝集液は、連続凝集工程の出口１０８から、送液ポンプＰ２１によって、保温された配管を介して、連続融着工程に送られる。
【０１７８】
連続融着部は、連続融着用反応装置２００、温度制御システムＴ２１〜Ｔ２９、冷却システム、及び計測システムによって構成される。連続融着用反応装置２００は、１０個の混合槽ユニットと、９個の仕切り板ユニットが交互に積層して構成される。温度制御システムＴ２１〜Ｔ２９は、各仕切り板ユニットの温度を制御するシステムである。冷却システムは、融着後の粒子分散液の冷却システムである。計測システムは、凝集粒子の計測、及び、システム内部温度の計測のためのシステムである。
【０１７９】
連続凝集部から送られてきた凝集液は、連続融着用反応装置２００の下部にある注入口２０２を経由して、連続融着用反応装置２００の第一混合槽ユニットＡ２１に供給される。第一混合槽ユニットＡ２１において、供給された凝集液がディスクタービン翼により混合される。温度制御装置Ｔ２１によって温度制御可能な仕切り板ユニットＢ２１により、凝集液を温める。凝集液を温めながら、凝集液を仕切り板ユニットＢ２１の中心部にある通液穴に通過させる。凝集液は、送液補助撹拌翼により、第二混合槽ユニットＡ２２に送られる。そのような混合と加熱を繰りかえしながら、凝集液は、第七混合槽ユニットＡ２７に送られる。第七混合槽ユニットＡ２７の壁に設置されたサンプリング口から抜き出された凝集液は、粒子形状測定装置Ｓ２１（ＦＰＩＡ３０００）に送られる。粒子形状測定装置Ｓ２１によって、サンプルの粒径と円形度が測定される。測定した結果から、温度制御装置Ｔ２７〜Ｔ２９或いは、温度制御装置Ｔ２１〜Ｔ２６を操作し、粒子の円形度を制御する。例えば、粒子形状測定装置Ｓ２１で測定した円形度が目標に到達した場合は、温度制御装置Ｔ２７〜Ｔ２９の設定温度を下げて、冷却モードに設定する。粒子形状測定装置Ｓ２１で測定した円形度が目標より高い場合は、温度制御装置Ｔ２７〜Ｔ２９を急冷モードに設定するのと同時に、温度制御装置Ｔ２１〜Ｔ２６の設定温度を低くして、球形化の速度を調整する。粒子形状測定装置Ｓ２１で測定した円形度が目標より低い場合は、温度制御装置Ｔ２７〜Ｔ２９を加熱モードに維持し、融着工程を延ばすことにより、円形度を制御する。
【０１８０】
第十混合槽ユニットＡ２１０から出た凝集液は、ライン状冷却装置２０４によって冷却され、送液ポンプＰ２２によって洗浄工程に送られる。
【０１８１】
トナーの洗浄は、一般的な手段、例えば、ベルトフィルター、フィルタープレス、遠心脱水、あるいは真空濾過によって行うことができる。あるいは、図７で示した本発明の連続混合槽によって構成される連続洗浄装置を使って洗浄することも可能である。
【０１８２】
以下、図８を参照しながら、本発明の連続式反応装置で構成された連続式洗浄装置について詳細に説明する。
連続洗浄部（連続式洗浄装置）は、連続洗浄装置３００、洗浄水供給システム、濾液抜出し配管、及び、粒子分散液の流量制御装置から構成される。連続洗浄装置３００は、１０個の洗浄水注入口を備えた混合槽ユニットと、両面フィルターを備えた９個の仕切り板ユニットを交互に積層して構成される。
【０１８３】
連続凝集部から送られてきたトナー粒子の分散液は、定量ポンプからなる流量制御装置Ｐ３００により、第一混合槽Ａ３１に供給される。トナー粒子分散液は、連続式洗浄装置３００の底部に設けられた注入口３２から供給される。供給されたトナー粒子分散液は、混合槽ユニットＡ３１の壁に設けられた注入口から定量ポンプＰ３１によって定量的に注入される洗浄水と混合される。混合は、ディスクタービン翼により行われる。混合された液体は、濾過用仕切り板ユニットＢ３１に設けられたフィルターより濾過される。濾液は、連続洗浄システム３００の外部に排出される。トナー粒子分散液は、濾過用仕切り板ユニットＢ３１の中心部に設けられた通液穴を経由して、第二混合槽ユニットＡ３２に送られる。その後の混合槽ユニットＡ３２〜Ａ３１０では、混合槽ユニットＡ３１と同様に、各混合槽ユニットに設置した注入口から定量的に洗浄水を注入すると同時に、混合槽ユニットの両側にある濾過用仕切り板ユニットに設けられたフィルターによって濾過を行い、濾液がシステム外部に排出される。混合槽ユニットＡ３１０によって洗浄されたトナー粒子の混合液は、抜き口４３から、定量ポンプＰ３０１によって、定量的に次の処理工程に送られる。トナーの連続洗浄工程では、トナー粒子分散液は、流量制御装置により流量を制御されると同時に、洗浄時に使われた洗浄液も定量ポンプより流量制御される。流量制御装置は、連続洗浄システムの分散液の出入り口に設置される。その結果、トナー粒子分散液の濃度を制御することができる。更に、洗浄液の流量を制御することで、安定的な洗浄効果を得ることができる。トナーの連続洗浄装置では、分散液の電導度などの洗浄目標に合わせて、必要なユニット数、或いは連続洗浄システムの数の調整ができる。
【０１８４】
図９に示すように、連続洗浄装置３１０は、あるユニットから排出される濾液を、下流側のユニットの洗浄水として利用することができる。このような連続洗浄装置３１０によれば、洗浄水の使用量を削減することができる。
【０１８５】
連続洗浄部において洗浄されたトナー粒子分散液は、そのまま濾過した後、乾燥することができる。これにより、トナー母粒子が得られる。トナー粒子分散液にシェル剤を添加して、表面にシェル剤が被覆されたコアシェル構造を有するトナー母粒子を形成することもできる。シェル剤のカプセル工程（被覆工程）で用いられる装置は、一般に用いられるバッチ式の反応槽でもよいが、本発明の凝集用連続式反応装置を利用することもできる。製造効率の観点から、本発明の凝集用連続式反応装置を利用することが好ましい。
【０１８６】
連続式反応装置は、機能が異なる複数のユニットを直列に連結して構築してもよい。連続式反応装置は、複数の機能を備える単一のシステムによって構築してもよい。連続式反応装置は、機能が異なる複数のシステムを直列に連結して構築してもよい。
【０１８７】
本発明の連続式反応装置により、トナーの製造工程の全部もしくは一部を連続化することができる。また、機能が異なる複数のユニットを組換えることにより、目的に合わせて、簡単で最適な連続式反応装置を構築することができる。
【０１８８】
本発明の連続式反応装置によれば、より体積の小さいユニットを使うので、コンパクトでしかも混合段数が多い連続式反応装置を構築することができる。これにより、反応液を均一に反応させることができる。
【０１８９】
本発明の連続式反応装置によれば、撹拌翼を選択することにより、混合効率を高めるとともに、せん断力を高めることができる。本発明の装置は、様々な連続反応プロセスに適用することができる。本発明の装置は、特に、湿式トナー製造法へ好ましく適用することができる。本発明の装置は、乳化凝集法によるトナーの製造プロセスの連続化のために好ましく利用することができる。
【０１９０】
（本発明の第２の実施形態）
以下、本発明の連続式反応装置について詳細に説明する。
図１０は、連続式反応装置の断面図である。
図１１は、連続式反応装置の詳細な断面図である。
図１２は、連続式反応装置の断面図である。
図１３は、連続式反応装置の詳細な断面図である。
図１４は、連続式反応装置の斜視図である。
図１５は、複合撹拌翼の斜視図である。
図１６は、複合撹拌翼の詳細な斜視図である。
図１７は、混合羽根の平面図及び断面図である。
図１８は、混合羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
図１９は、混合羽根の平面図及び断面図である。
図２０は、混合羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
図２１は、混合羽根の平面図及び断面図である。
図２２は、混合羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
図２３は、混合羽根の平面図及び断面図である。
図２４は、混合羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
図２５は、円盤状ディスク面に対する混合補助フィンの設置角度α２１の説明図である。
図２６は、円盤状ディスクの半径方向に対する混合補助フィンの設置角度α２２の説明図である。
図２７は、通液羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
図２８は、通液羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
図２９は、通液羽根の平面図及び断面図である。
図３０は、通液羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
図３１は、通液羽根の平面図及び断面図である。
図３２は、通液羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
図３３は、通液羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
図３４は、通液羽根の平面図、断面図、及び斜視図である。
図３５は、円盤状ディスク面に対する流れ制御補助フィンの設置角度α３１の説明図である。
図３６は、円盤状ディスクの半径方向に対する流れ制御補助フィンの設置角度α３２の説明図である。
図３７は、連続式凝集造粒システムのフロー図である。
【０１９１】
図１０〜図３４に示すように、本発明の連続式反応装置は、円筒状の反応容器と、複合撹拌翼とによって構成される。複合撹拌翼は、通液穴の有無によって区分される２種類の円盤状ディスク型撹拌羽根を備える。２種類の円盤状ディスク型撹拌羽根は、交互に積層されている。
円盤状ディスク型撹拌羽根は、撹拌軸との接続部付近における通液穴の有無によって、２種類に区分される。以下の説明では、通液穴がある円盤状ディスク型撹拌羽根を「通液羽根」と呼び、通液穴がない円盤状ディスク型撹拌羽根を「混合羽根」と呼ぶことがある。
【０１９２】
以下、複合撹拌翼について詳細に説明する。
図１０〜図１３に示すように、本発明の連続式反応装置は、複合撹拌翼を備えている。複合撹拌翼は、撹拌軸を備えている。撹拌軸には、通液羽根１４と混合羽根１２が交互に積層した状態で取り付けられている。これら２種類の円盤状ディスク型撹拌羽根により、反応容器中を連続的に流れる混合対象となる液体の流動経路を制御することができる。これにより、安定的な混合時間及び混合効果を確保できる。
【０１９３】
本発明の複合撹拌翼の最も基本的な構成は、２枚の混合羽根１２が１枚の通液羽根１４を挟んでいる構成である。連続式反応装置の反応容器の高さに合わせて、複合撹拌翼を構成する円盤状ディスク型撹拌羽根の枚数を調整することができる。円盤状ディスク型撹拌羽根の枚数は、限定されない。反応液の流動経路の制御性及び混合の均一性を高めるため、より多い枚数の円盤状ディスク型撹拌羽根を設置することが好ましい。円盤状ディスク型撹拌羽根の枚数は、３枚以上が好ましい。
【０１９４】
隣り合う通液羽根１４の間の距離をＨ１とする（図１２参照）。
混合対象液（反応液）の流れ方向に沿って、隣り合う混合羽根１２と通液羽根１４の距離をＨ１１とする（図１５参照）。
混合対象液（反応液）の流れ方向に沿って、隣り合う通液羽根１４と混合羽根１２の距離をＨ１２とする（図１５参照）。
【０１９５】
より長い混合経路及び混合均一性を確保するためには、Ｈ１は、反応容器の最大内径Ｄ２より小さいことが好ましい。
隣り合う羽根の間の撹拌空間の容積をより均一にするためには、通液羽根１４と攪拌羽根１２は等間隔で設置されることが好ましい。距離Ｈ１１と距離Ｈ１２は、それらの差ができるだけ小さいことが好ましく、等しいことがより好ましい。
【０１９６】
以下、通液穴のない円盤状ディスク型撹拌羽根（混合羽根）について詳細に説明する。
図１７〜図２４に示すように、通液穴のない円盤状ディスク型撹拌羽根（混合羽根）は、混合用の撹拌羽根である。この撹拌羽根は、ディスクタービン、ブレードタービン、あるいはディスパのように、円盤状ディスクの外周に設置した縦向きの複数の混合補助フィンを備えている。この撹拌羽根により、高い混合効果、及びせん断効果を実現できる。
【０１９７】
混合補助フィンは、混合効果を高めるために、円盤状ディスクの外周に設置した方が好ましい。
円盤状ディスクの外径をｄ２１、撹拌軸の外径をｄ１としたとき、混合補助フィンは、円盤状ディスク上で、半径（ｄ２１＋ｄ１）／４の円よりも外側に設置した方が好ましい。
更に、混合補助フィンは、円盤状ディスク上の外周の内側に設置してもよい。より撹拌効率高めるために、混合補助フィンは、円盤状ディスク上の外周からはみ出した範囲に設置してもよい。円盤状ディスク上に対称に設置した混合補助フィンの最先端の回転直径をｄ２２としたとき、円盤状ディスクの外径ｄ２１は、ｄ２２以下であることが好ましい。
【０１９８】
混合補助フィンの形状は、特に限定されない。混合補助フィンの形状は、混合対象液に十分にせん断力を与えるため、平板状、或いは瓦状が好ましい。
【０１９９】
図２５に示すように、混合補助フィンの円盤状ディスク面に対する設置角度α２１は、回転方向に対し、４５°以上が好ましく、９０°が最も好ましい。
【０２００】
図２６に示すように、混合補助フィンと、円盤状ディスクの半径方向（撹拌軸の中心と混合補助フィンの中心を結ぶ線分）とがなす角度α２２により、混合対象液の流れを制御することができる。例えば、角度α２２が０°〜９０°である場合は、混合対象液が混合補助フィンの外側を流れる傾向がある。一方、角度α２２が９０°〜１８０°である場合は、混合対象液が混合補助フィンの内側を流れる傾向がある。
【０２０１】
混合補助フィンは、円盤状ディスクの片面の外周に等間隔に設置することが好ましい。混合補助フィンの設置数は、４枚以上であることが好ましく、６枚以上であることがより好ましい。混合補助フィンの設置数が少なくなると、撹拌効果が低下する恐れがある。逆に、混合補助フィンの設置数が多くなると、混合対象液との接触抵抗が大きくなる。この場合、隣り合う混合補助フィンの間に混合対象液が溜まりやすくなるため、混合が不均一になりやすくなる。このため、混合補助フィンの設置数は、１４枚以下が好ましく、１０枚以下がより好ましい。
【０２０２】
混合補助フィンは、円盤状ディスクの両面に対称に設置してもよいが、非対称に設置してもよい。例えば、円盤状ディスクの両面に設置する混合補助フィンの形状、設置位置、及び設置角度を調整することによって、円盤状ディスクの外周付近の流れを制御することが可能である。
【０２０３】
以下、通液穴のある円盤状ディスク型撹拌羽根（以下、「通液羽根」と呼ぶことがある）について詳細に説明する。
図２７〜図３４に示すように、通液羽根は、円盤状ディスクと撹拌軸を備える。撹拌軸と円盤状ディスクの接続部付近には、混合対象液が通過することのできる通液穴が設けられている。混合対象液は、円盤状ディスクのほぼ中心部に設けられた通液穴を通過して、通液羽根の表面から裏面に向かって移動することができる。更に、通液羽根の円盤状ディスクの両面の外周付近には、流れ制御補助フィンが設置されている。流れ制御補助フィンにより、円盤状ディスクの表面に沿った混合対象液の流れを制御することができる。流れ制御補助フィンによって、通液羽根の両面を流れる混合対象液のショートパスを防ぐことができる。
【０２０４】
流れ制御補助フィンは、回転時の周速をより大きくするために、円盤状ディスクの外周付近に設置することが好ましい。流れ制御補助フィンを円盤状ディスクの外周付近に設置することにより、円盤状ディスクの表面と平行な流れを発生させることができる。これにより、混合対象液をより効率的に通液羽根の表側から裏側へ送ることができる。
【０２０５】
通液羽根の円盤状ディスクの外径をｄ３１、撹拌軸の外径をｄ１としたとき、流れ制御補助フィンは、円盤状ディスクの両面において、半径（ｄ３１＋ｄ１）／４の円よりも外側に設置することが好ましい。
【０２０６】
円盤状ディスクの表面と平行な流れをより安定的に発生させるためには、流れ制御補助フィンは、円盤状ディスクの表面内に設置することが好ましい。即ち、円盤状ディスクの両面に対称に設置された流れ制御補助フィンの最先端の回転直径をｄ３２、円盤状ディスクの外径をｄ３１としたとき、回転直径ｄ３２は、ｄ３１以下であることが好ましい。
【０２０７】
流れ制御補助フィンの形状は、混合対象液を十分に円盤状ディスクの表面に沿って送液できればよく、特に制限されない。流れ制御補助フィンの形状は、平板状、或いは瓦状が好ましい。
【０２０８】
図３５に示すように、流れ制御補助フィンの円盤状ディスクの表面に対する設置角度α３１は、回転方向に対し、４５°以上、９０°以下であることが好ましい。設置角度α３１がこの範囲にある場合、円盤状ディスクの表面と平行な流れを促進して排液効率を高めることができる。平行方向の排液効率をより高めるためには、流れ制御補助フィンの形状は、瓦状であることが好ましい。
【０２０９】
図３６に示すように、流れ制御補助フィンは、円盤状ディスクの半径方向に沿って設置してもよいが、半径方向と一定の角度を付けて設置してもよい。流れ制御補助フィンと円盤状ディスクの半径（撹拌軸の中心と流れ制御補助フィンの中心を結ぶ線分）とがなす角度α３２は、０°〜９０°であることが好ましい。角度α３２が０°〜９０°である場合、円盤状ディスクの外側に向かう混合対象液の流れを効率的に発生させることができる。特に、角度α３２が４５°以上である場合、円盤状ディスクの外側に向かう流れをより効率的に発生させることができる。
【０２１０】
流れ制御補助フィンは、円盤状ディスクの片面の外周に対称に設置することが好ましい。流れ制御補助フィンは、４枚以上設置することが好ましく、６枚以上設置することがより好ましい。流れ制御補助フィンの設置数が４枚よりも少なくなると、通液羽根の先端から発生した平行流のムラが発生しやすくなる。また、流れ制御補助フィンの設置数が４枚よりも少なくなると、通液羽根の両面の混合対象液のショートパスが発生しやすくなる恐れがある。逆に、流れ制御補助フィンの設置数が多くなると、混合対象液との接触抵抗が大きくなる。この場合、隣り合う流れ制御補助フィンの間に混合対象液が溜まりやすくなるため、混合が不均一になり、円盤状ディスクの表面に付着物が発生しやすくなる。そのため、流れ制御補助フィンの設置数は、１８枚以下が好ましく、１４枚以下がより好ましい。
【０２１１】
流れ制御補助フィンは、円盤状ディスクの両面に対称に設置することが好ましい。この場合、円盤状ディスクの両面において均等に横方向の流れを発生させることができる。
【０２１２】
通液穴について、詳細に説明する。
通液穴は、円盤状ディスクの中心部に近い位置に設けることが好ましい。具体的に説明すると、撹拌軸の外径をｄ１、通液穴のある円盤状ディスク型撹拌羽根の外径をｄ３１としたとき、通液穴は、円盤状ディスクの表面上において、半径（ｄ３１＋ｄ１）／４の円の内側に設けることが好ましい。この範囲以外に通液穴を設けた場合、混合対象液の流動経路が短くなるため、混合液の滞留が発生するとともに、混合が不均一となるおそれがある。
【０２１３】
通液穴は、撹拌軸のすぐ近くの場所、あるいは、撹拌軸に接する場所に設けることが好ましい。通液穴は、撹拌軸の周囲に均等に設けることが好ましい。円盤状ディスクと撹拌軸との接続強度のことを考慮すると、撹拌軸の周囲には、撹拌軸と円盤状ディスクとの接続部位が少なくとも１つ以上確保されている必要がある。
【０２１４】
通液穴の形状は、特に制限されるものではないが、円盤状ディスクと撹拌軸との接続強度が確保されていることが好ましい。
【０２１５】
図２７、２８に示すように、通液穴の形状は、撹拌軸を囲む円形のドーナツ型の形状であってもよい。通液穴の形状は、撹拌軸と円盤状ディスクを連結する連結棒を有する形状であってもよい。
【０２１６】
図２９、３０に示すように、通液穴の形状は、撹拌軸の周囲にリング状に配置された複数の円型の形状であってもよい。通液穴の形状は、撹拌軸の周囲にリング状に配置された複数のアーチ型の形状であってもよい。
【０２１７】
図３１に示すように、通液穴の形状は、凹凸付きの形状であってもよい。
【０２１８】
図３２に示すように、通液穴に通液促進フィンを設置してもよい。通液穴に通液促進フィンを設置することにより、混合対象液の流動促進及び逆流防止の効果が得られる。
【０２１９】
通液穴のある円盤状ディスク型撹拌羽根（通液羽根）を設置することにより、混合対象液のほとんどが円盤状ディスク型撹拌羽根の間を通液穴を経由して移動する。これにより、混合対象液の流動経路をより精密に制御することが可能となった。
【０２２０】
以下、連続式反応装置について詳細に説明する。
図１０〜図１３に示すように、本発明の連続式反応装置は、円筒状の反応容器の両端の撹拌軸付近に、それぞれ混合対象液の注入口２０及び抜出口２２を備えている。連続式反応装置の外側には、温度制御ためのジャケット構造が設けられている。ジャケット構造は、必要に応じて、いくつの室に分けられており、より細かい温度制御ができるようになっている。
【０２２１】
反応容器は、一つの構造物であってもよいが、複数のユニットから構成されてもよい。連続混合時間に合わせて、反応容器の高さを調整しやすくするためには、混合槽ユニット方式が好ましい。混合槽ユニットの数によって、細かく混合時間を調整することができる。
【０２２２】
反応容器の内部は、図１０で示したような内壁がフラットな円筒状でもよいし、図１２の内壁５のような凹凸構造でもよい。
【０２２３】
図１２に示すように、反応容器は、複数の膨らんだリング状の内壁５によって構成された凹凸構造を有してもよい。特に、通液羽根の先端と反応容器の内壁５の凸部とを同じ高さに設定した場合は、通液羽根の両面間における混合対象液のショートパスを防ぐ効果があり、より好ましい。
【０２２４】
連続式反応装置の反応容器の最小内径Ｄ１、反応容器の最大内径Ｄ２、通液穴のある円盤状ディスク型撹拌羽根（通液羽根）の外径ｄ３１、及び、通液穴のない円盤状ディスク型撹拌羽根（混合羽根）の外径ｄ２１は、以下の式（１）、（２）、（３）、及び（４）を満たすことが好ましい。
【０２２５】
０．９９Ｄ１≧ｄ３１≧０．８Ｄ１    （１）
０．９９Ｄ２≧ｄ２１≧０．７Ｄ２    （２）
ｄ３１≧ｄ２１                      （３）
Ｄ１≧０．８Ｄ２                    （４）
【０２２６】
式（１）の条件を満たす場合、通液羽根と反応容器の内壁との隙間が狭くなり、通液羽根の両面間における混合液のショートパスをより効果的に防ぐことができる。
式（２）の条件を満たす場合、混合羽根の付近に安定な混合対象液の流動経路を確保することができる。
式（３）の条件を満たす場合、混合羽根と通液羽根からなる複合撹拌翼を、反応容器から直接出し入れすることができる。この場合、複合撹拌翼の設置及びメンテナンスが容易になる。
式（４）の条件を満たす場合、一定の円盤状ディスク型撹拌羽根（通液羽根）の回転径を確保することができるため、通液羽根先端での液のショートパスをより効果的に防ぐことができる。
【０２２７】
連続式反応装置は、縦置きに設置してもよいが、横置きに設置してもよい。設置及びメンテナンスのし易さを考慮すると、縦置きの方が好ましい。更に、縦置きの場合は、設置面積が少ないというメリットがある。連続式反応装置の設置角度は、水平面を基準にして直角から４０度の範囲で傾斜していてもよい。
混合対象液の流れる方向は、特に限定されないが、連続式反応装置が縦置きの場合は、下部から上部に流れる方が好ましい。
【０２２８】
連続式反応装置の材質は特に限定されないが、反応容器の内面は、実質的にステンレス及び／又はガラスであることが好ましい。特に、反応容器の内面は、平滑なステンレス及び／又はガラスであることが好ましい。反応容器の内面が前記材質である場合は、供給された成分や反応生成物等が容器壁面へ付着することを抑制することができる。
【０２２９】
以下、複合撹拌翼と、反応容器とを備えた連続式反応装置について説明する（図１２、図１３参照）。複合撹拌翼は、２種類の円盤状ディスク型撹拌羽根（混合羽根及び通液羽根）からなる。反応容器は、外側に膨出した複数のリング状構造からなる凹凸構造の内壁を有する。各撹拌羽根の機能及び混合対象液の流れについても詳細に説明する。
【０２３０】
混合対象液は、連続式反応装置の底部の撹拌軸付近に設けられた注入口２０から、連続式反応装置の内部に供給される。供給された混合対象液は、混合羽根１２−１により混合及び撹拌される。混合対象液は、混合羽根１２−１の先端を回って、混合羽根１２−１と通液羽根１４−１との間の空間に送られる。送られた混合対象液は、通液羽根１４−１の先端で流通が阻害されるため、通液羽根１４−１の先端を回って通液羽根１４−１の反対側に流れ込むことができない。このため、殆どの混合対象液は、通液羽根１４−１と撹拌軸１０との接続部付近にある通液穴１６を通過し、次の混合羽根１２−２と通液羽根１４−１との間の空間に送られる。混合対象液は、混合羽根の先端を回って、通液羽根に設けられた通液穴を通過することを繰り返す。混合対象液は、一定の流れ経路を維持しながら、混合される。最終的に、混合対象液は、連続式反応装置の上部に設けられた抜出口２２から抜き出される。
【０２３１】
混合対象液を反応容器内に流しながら、反応容器の外壁に設置した抜出口６から混合対象液を抜き出すこともできる。
【０２３２】
反応容器の外壁に設置した複数のジャケットに水を流すことによって、反応容器の内部を流れる混合対象液の温度を制御することもできる。
【０２３３】
複合撹拌翼の最大外径は、反応容器の最小内径よりも小さいため、連続式反応装置を分解しなくても、複合撹拌翼を取り出すことができる。このため、清掃などのメンテナンスが容易である。また、目詰まりへの対応、混合対象液のグレードの切り替えなどの作業が容易である。
【０２３４】
本発明の連続式反応装置によれば、混合対象液の流動経路を安定的に確保することができる。
本発明の連続式反応装置によれば、混合対象液を連続的に、かつ、均一に混合することができる。
本発明の連続式反応装置は、メンテナンスの作業がしやすい。
【０２３５】
＜連続式凝集造粒システム１０００＞
本発明の連続式反応装置で構成した連続式凝集造粒システム１０００について詳細に説明する。
図３７に示すように、連続式凝集造粒システム１０００は、以下の三つの部分から構成される。
重合体一次粒子或いは樹脂粒子、顔料粒子、ワックス粒子、及び帯電制御剤粒子などの原料粒子を混合する連続混合分散部
連続式反応装置１００及び連続式反応装置２００からなる連続凝集部。連続式反応装置１００は、連続混合分散部から得られた混合粒子を凝集させる装置である。連続式反応装置２００は、凝集粒子の表面にシェル粒子を被覆してカプセル化する装置である。
連続式反応装置３００からなる連続融着部。連続式反応装置３００は、連続凝集部から得られた凝集粒子を熱により融着させて粒子表面を制御する装置である。
【０２３６】
連続混合分散部は、各原料の貯槽、定量供給システム、液温を制御する温度制御システム、及び、原料を混合する混合システムから構成される。
【０２３７】
連続混合分散部では、乳化重合で得られた重合体一次粒子の分散液、或いは、樹脂乳化で得られた樹脂粒子の分散液を、貯槽１０１から、ポンプＰ１０によって、配管経由で、ライン冷却装置１０４に移送する。ライン冷却装置１０４は、温度制御装置によって制御される。ライン冷却装置１０４によって、目標の温度に液温を調整する。液温を調整した粒子分散液を、インラインミキサーＰ１１により、ワックス分散液、顔料分散液、及び、帯電制御剤分散液、と順次混合する。インラインミキサーＰ１１によって混合されたこれらの液体は、連続凝集工程に送られる。ワックス分散液は、ワックス分散液貯槽１２０から、ポンプＰ１２を経由して、インラインミキサーＰ１１に送られる。顔料分散液は、顔料分散液貯槽１２２から、ポンプＰ１３を経由して、インラインミキサーＰ１１に送られる。帯電制御剤分散液は、帯電制御剤分散液貯槽１２４から、ポンプＰ１４を経由して、インラインミキサーＰ１１に送られる。ワックス分散液、顔料分散液、及び帯電制御剤分散液の混合の順番は、特に限定されない。また、これらの添加剤の種類は、特に限定されない。  
【０２３８】
連続凝集部は、連続式反応装置１００及び連続式反応装置２００を中心に構成される。連続式反応装置１００は、連続混合分散部から得られた混合粒子を凝集させ、コアとなる凝集粒子を得るための装置である。連続式反応装置２００は、コアとなる凝集粒子の表面に、更にシェル粒子を被覆してカプセル化するための装置である。
【０２３９】
連続式反応装置１００は、７個の混合槽ユニット、複合撹拌翼、温度制御装置Ｔ１１〜Ｔ１２、添加システム、凝集粒子の粒子径の計測システム、及び、装置内部温度の計測システムから構成される。複合撹拌翼は、７枚の混合羽根と、６枚の通液羽根を備えている。これら２種類の羽根は、交互に設置されている。温度制御装置Ｔ１１〜Ｔ１２は、各混合槽ユニットの温度を制御する。添加システムは、粒子の凝集を調整するための凝集剤および凝集禁止剤を添加するためのシステムである。通液羽根の設置位置が混合槽ユニット同士の境界部付近となるように、羽根の間隔が調整される。混合羽根の設置位置が混合槽ユニットの中間部となるように、羽根の間隔が調整される。
【０２４０】
混合分散部から送られてきた混合液は、連続式反応装置１００の下部にある注入口１０６を経由して、連続式反応装置１００の第一混合槽ユニットＹ１１に供給される。これと同時に、凝集剤貯槽１３０から、ポンプＰ１５を経由して、第一混合槽ユニットＹ１１に凝集剤が供給される。凝集剤は、連続式反応装置１００の下部から、第一混合槽ユニットＹ１１に供給される。混合液及び凝集剤は、第一混合槽ユニットＹ１１内に設置された混合羽根（ディスクタービン翼）によって混合されながら、第一混合槽ユニットＹ１１のジャケットによって温められる。第一混合槽ユニットＹ１１のジャケットの温度は、温度制御装置Ｔ１１によって制御される。混合液は、第一混合槽ユニットＹ１１と第二混合槽ユニットＹ１２の中間部に設置された通液羽根の中心部にある通液穴を経由して、第二混合槽ユニットＹ１２に送られる。混合液は、第一混合槽ユニットＹ１１と同様の流れ経路で、連続式反応装置１００の第二混合槽ユニットＹ１２から第七混合槽ユニットＹ１７まで流れる。その間に、第一混合槽ユニットＹ１１から第四混合槽ユニットＹ１４では、温度制御装置Ｔ１１によって液温が制御される。第五混合槽ユニットＹ１５から第七混合槽ユニットＹ１７では、温度制御装置Ｔ１２によって液温が制御される。途中、第四混合槽ユニットＹ１４の外壁に設置されたサンプリング口Ｓ１１から、凝集液サンプルが採取される。採取されたサンプルの凝集粒子径が、粒径計測装置（マルチサイザーＩＩＩ）によって測定される。測定結果に基づいて、温度制御装置Ｔ１１及びＴ１２によって混合液の温度を制御するとともに、凝集粒子径を制御する。例えば、サンプリング口Ｓ１１から採取された粒子の粒径が目標より小さい場合は、温度制御装置Ｔ１１、Ｔ１２の設定温度を高くすることにより、粒子の成長を促進させる。逆に、測定された凝集粒子径が目標より大きい場合は、温度制御装置Ｔ１１、Ｔ１２の設定温度を低くすることにより、粒子の成長を抑制することができる。
【０２４１】
第七混合槽ユニットＹ１７に設置された抜出口１０８より、目標粒径まで成長したコア凝集粒子を含む凝集液を抜き出すことができる。抜き出された凝集液は、保温した配管を流れる。配管を流れる凝集液に、シェル剤貯槽１２６から、定量ポンプＰ２２によって、シェル剤が供給される。更に、凝集液は、送液ポンプＰ２１によって、連続式反応装置２００の注入口２０６経由で、第一混合槽ユニットＹ２１に供給される。
【０２４２】
連続式反応装置２００は、連続式反応装置１００と同様に、７個の混合槽ユニット、複合撹拌翼、温度制御装置Ｔ２１〜Ｔ２２、添加システム、凝集粒子の粒子径の計測システム、及び、装置内部温度の計測システムから構成される。複合撹拌翼は、７枚の混合羽根と、６枚の通液羽根を備えている。これら２種類の羽根は、交互に設置されている。温度制御装置Ｔ１１〜Ｔ１２は、各混合槽ユニットの温度を制御する。添加システムは、粒子の凝集を調整するための凝集剤および凝集禁止剤を添加するためのシステムである。通液羽根の設置位置が混合槽ユニット同士の境界部付近となるように、羽根の間隔が調整される。混合羽根の設置位置が混合槽ユニットの中間部となるように、羽根の間隔が調整される。
【０２４３】
連続式反応装置２００の第一混合槽ユニットＹ２１に供給されたコア凝集粒子及びシェル粒子との混合液は、第一混合槽ユニットＹ２１内に設置された混合羽根（ディスクタービン翼）により混合される。また、第一混合槽ユニットＹ２１に供給された混合液は、温度制御装置Ｔ２１によってその温度が制御された第一混合槽ユニットＹ２１のジャケットによって温められる。混合液は、第一混合槽ユニットＹ２１と第二混合槽ユニットＹ２２の中間部に設置された通液羽根の中心部にある通液穴を経由して、第二混合槽ユニットＹ２２に送られる。混合液は、第一混合槽ユニットＹ２１と同様の流れ経路で、連続式反応装置２００の第二混合槽ユニットＹ２２から第七混合槽ユニットＹ２７まで流れる。その間に、第一混合槽ユニットＹ２１から第四混合槽ユニットＹ２４では、温度制御装置Ｔ２１によって液温が制御される。第五混合槽ユニットＹ２５から第七混合槽ユニットＹ２７では、温度制御装置Ｔ２２によって液温が制御される。途中、第四混合槽ユニットＹ２４の外壁に設置されたサンプリング口Ｓ２１から、凝集液サンプルが採取される。採取されたサンプルの凝集粒子径が、粒径計測装置（マルチサイザーＩＩＩ）によって測定される。測定結果に基づいて、温度制御装置Ｔ２１及びＴ２２によって混合液の温度を制御するとともに、凝集粒子径を制御する。例えば、サンプリング口Ｓ２１から採取された粒子の粒径が目標より小さい場合は、温度制御装置Ｔ２１、Ｔ２２の設定温度を高くすることにより、粒子の成長を促進させる。逆に、測定された凝集粒子径が目標より大きい場合は、温度制御装置Ｔ２１、Ｔ２２の設定温度を低くすることにより、粒子の成長を抑制することができる。
【０２４４】
連続式反応装置２００の第七混合槽ユニットＹ２７に設置された抜出口２０８より、目標粒径まで成長したコア凝集粒子を含む凝集液を抜き出すことができる。抜き出された凝集液は、保温した配管を流れる。配管を流れる凝集液に、貯槽１２８から、定量ポンプＰ３２によって、凝集禁止剤が供給される。凝集禁止剤は、界面活性剤或いは電解質溶液を含む。更に、凝集液は、送液ポンプＰ３１によって、連続式反応装置３００の注入口３０６経由で、第一混合槽ユニットＹ３１に供給される。
【０２４５】
連続式反応装置３００は、連続式反応装置１００、２００と同様に、７個の混合槽ユニット、複合撹拌翼、温度制御装置Ｔ３１〜Ｔ３２、凝集粒子の計測システム、及び、装置内部温度の計測システムから構成される。複合撹拌翼は、７枚の混合羽根と、６枚の通液羽根を備えている。これら２種類の羽根は、交互に設置されている。温度制御装置Ｔ３１〜Ｔ３２は、各混合槽ユニットの温度を制御する。通液羽根の設置位置が混合槽ユニット同士の境界部付近となるように、羽根の間隔が調整される。混合羽根の設置位置が混合槽ユニットの中間部となるように、羽根の間隔が調整される。
【０２４６】
連続式反応装置３００の第一混合槽ユニットＹ３１に供給されたコア凝集粒子及びシェル粒子との混合液は、第一混合槽ユニットＹ３１内に設置された混合羽根（ディスクタービン翼）により混合される。また、第一混合槽ユニットＹ３１に供給された混合液は、温度制御装置Ｔ３１によってその温度が制御された第一混合槽ユニットＹ３１のジャケットによって温められる。混合液は、第一混合槽ユニットＹ３１と第二混合槽ユニットＹ３２の中間部に設置された通液羽根の中心部にある通液穴を経由して、第二混合槽ユニットＹ３２に送られる。混合液は、第一混合槽ユニットＹ３１と同様の流れ経路で、連続式反応装置３００の第二混合槽ユニットＹ３２から第七混合槽ユニットＹ３７まで流れる。その間に、第一混合槽ユニットＹ３１から第五混合槽ユニットＹ３５では、温度制御装置Ｔ３１によって液温が制御される。第六混合槽ユニットＹ３６から第七混合槽ユニットＹ３７では、温度制御装置Ｔ３２によって液温が制御される。途中、第五混合槽ユニットＹ３５の外壁に設置されたサンプリング口Ｓ３１から、凝集液サンプルが採取される。採取されたサンプルの粒子の円形度が、粒子形状測定装置（ＦＰＩＡ３０００）によって測定される。測定結果に基づいて、温度制御装置Ｔ３１及びＴ３２の設定温度を調整し、粒子の円形度を制御する。例えば、測定した粒子の円形度が目標に到達した場合は、温度制御装置Ｔ３２の設定温度を下げて、冷却モードに設定する。測定した粒子の円形度が目標より高い場合は、温度制御装置Ｔ３２の設定温度を下げて急冷モードに設定するのと同時に、温度制御装置Ｔ３１の設定温度を下げて、球形化の速度を調整する。測定した粒子の円形度が目標より低い場合は、温度制御装置Ｔ３２を加熱モードに維持し、融着工程を延ばすことにより、円形度を制御する。
【０２４７】
連続式反応装置３００の第七混合槽ユニットＹ３７の液抜き口３０８から抜き出された凝集液は、ライン状の冷却装置３８によって更に冷却され、送液ポンプＰ３３により洗浄工程に送られる。
【０２４８】
トナーの洗浄は、例えば、ベルトフィルター、フィルタープレス、遠心脱水装置、あるいは真空濾過装置を使って行うことができる。
洗浄工程において洗浄されたトナー粒子分散液は、そのまま濾過乾燥される。これにより、トナー粒子が得られる。
【０２４９】
連続式反応装置は、特に限定しないが、複数の機能を備える一つのシステムでもよく、機能の異なる複数のシステムを直列に連結したシステムでもよい。連続式反応装置は、必要数の混合槽ユニットと、混合槽ユニットに合わせた撹拌翼により構成してもよい。
【０２５０】
本発明で提案した連続混合システムにより、トナー造粒工程の全てを連続化することができる。
目標とするトナーの粒径に合わせて、必要数の混合槽ユニットと、混合槽ユニットに合わせた撹拌翼を組み立てることができる。これにより、簡単に最適なシステムを構築できる。
連続式反応装置が一旦構築された後も、混合槽ユニットを分解することなく、撹拌翼を取り出すことができる。したがって、装置の清掃及びメンテナンスが容易である。
本発明の装置は、様々な連続反応プロセスに適用できる。本発明の装置は、特に、湿式トナー製造法へ好ましく適用できる。更に、本発明の装置は、乳化凝集法によるトナー製造プロセスの連続化へ好ましく適用できる。
【実施例】
【０２５１】
以下、本発明の実施例をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。以下の例で「部」とあるのは「質量部」を意味する。また、実写試験は、以下の方法により行った。
【０２５２】
粒子径、円形度、電気伝導度、及び、熱特性は、次のように測定した。
＜中位径（D50）＞
１ミクロン未満の体積基準の中位径（D50）は、以下の条件で、取り扱い説明書に記載された手順に従って測定した。
測定装置：日機装株式会社製  型式MicrotracNanotrac150（以下ナノトラックと略す）および同社製解析ソフトMicrotracParticle Analyzer Ver10.1.2-019EE
溶媒：電気伝導度が０．５μＳ／ｃｍのイオン交換水
溶媒屈折率：１．３３３
測定時間：６００秒
粒子屈折率：１．５９
透過性：透過
形状：真球形
密度：１．０４
【０２５３】
＜中位径（Dv50）＞
１ミクロン以上の体積基準の中位径（Dv50）は、以下の条件で測定した。
測定装置：ベックマン・コールター社製マルチサイザーIII（アパーチャー径１００μｍ：以下、マルチサイザーと略す）
分散媒：ベックマン・コールター社製アイソトンII
分散質濃度：０．０３％
【０２５４】
＜平均円形度＞
平均円形度は、分散質を分散媒（セルシース：シスメックス社製）に５７２０〜７１４０個／μｌとなるように分散させ、フロー式粒子分析装置（ＦＰＩＡ３０００：シスメックス社製）を用いて、ＨＰＦ分析量０．３５μｌ、ＨＰＦ検出量２０００〜２５００個の条件下で、ＨＰＦモードにより測定した。
【０２５５】
＜重量平均分子量（Ｍｗ）＞
重合体一次粒子分散液のＴＨＦ可溶成分を、以下の条件で、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。
装置：東ソー社製ＧＰＣ装置 ＨＬＣ−８０２０
カラム：ポリマーラボラトリー社製ＰＬ−ｇｅｌ Ｍｉｘｅｄ−Ｂ １０μ
溶媒：ＴＨＦ
試料濃度：０．１重量％
検量線：標準ポリスチレン
【０２５６】
［実施例１］
＜ワックス分散液Ａ１の調製＞  
＜ワックス・長鎖重合性単量体分散液Ａ１の調製＞  
パラフィンワックス（日本精蝋(株),HNP-9、融点８２℃）１００部、ステアリルアクリレート１０．４部、２０％ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液（第一工業製薬社製、ネオゲンＳ２０Ｄ、以下２０％DBS水溶液と略す）７．０部、脱塩水２５３．０部を９０℃に加熱して、ホモミキサー（特殊機化工業社製  マークIIｆモデル）を用い、１０分間攪拌した。次いで、９０℃加熱下で、高圧乳化機を用いて、２０ＭＰａの加圧条件で、循環乳化を開始した。ナノトラックで粒子径を測定し、中位径（D50）が５００ｎｍ以下になるまで、分散を継続して乳化液Ａ２を作製した。中位径（D50）は、２５０ｎｍであった。
【０２５７】
＜重合体一次粒子分散液Ｂ１の調製＞  
攪拌装置（３枚翼）、加熱冷却装置、濃縮装置、及び各原料及び助剤の仕込み装置を備えた反応器を準備した。この反応器に、ワックス分散液Ａ１  ３６．１部、脱塩水２５９部を仕込み、これらを攪拌しながら窒素気流下で９０℃に昇温した。
その後、攪拌を続けたまま、反応器内に、下記のモノマー類及び乳化剤水溶液の混合物を３００分かけて添加した。このモノマー類及び乳化剤水溶液の混合物の滴下を開始した時間が、重合開始時間である。下記の開始剤水溶液１を、重合開始から３０分後に、２７０分かけて、反応器内に添加した。開始剤水溶液２を、さらに６０分かけて添加した。その後、攪拌を続けたまま、反応器内を９０℃の温度で１時間保持した。
【０２５８】
［モノマー類］
スチレン                              ６７．８部
アクリル酸ブチル                      ３２．２部
アクリル酸                            １．５部
トリクロロブロモメタン                １．０部
ヘキサンジオールジアクリレート        ０．７部
［乳化剤水溶液］
２０％ＤＢＳ水溶液                    １．０部
脱塩水                                ６７．１部
［開始剤水溶液１］
８％過酸化水素水溶液                  １５．５部
８％Ｌ−（＋）アスコルビン酸水溶液    １５．５部
［開始剤水溶液２］
８％Ｌ−（＋）アスコルビン酸水溶液    １４．２部
【０２５９】
重合反応が終了した後、反応液を冷却し、乳白色の重合体一次粒子分散液Ｂ１を得た。分散液Ｂ１を、ナノトラックを用いて測定した。中位径（D50）は、３００ｎｍであった。重量平均分子量（Ｍｗ）は、１５７０００であった。  
【０２６０】
＜トナー母粒子Ｃ１の製造＞ 
図３８に示す連続凝集装置Ｕ１を使って、ラテックス粒子の凝集を行った。
連続凝集装置Ｕ１は、同じ構造を有する三つの連続凝集混合槽ユニットＵｎ１〜３、温度制御装置、送液用配管、送液用ポンプ、及び添加剤混合装置より構成される。
連続凝集混合槽ユニット（Ｕｎ１〜３）は、複数の混合槽ユニットと仕切り板ユニットを備えている。複数の混合槽ユニットと仕切り板ユニットは、交互に積層されている。各混合槽ユニット内に、ディスクタービン翼が設置されている。ディスクタービン翼は、同一の撹拌棒に固定されている。撹拌棒は、外部のモーター（Ｍｏ１〜３）により回転する。
【０２６１】
本実施例で用いられる混合槽ユニットの側面には、循環水を内部に流すことのできるジャケットが設けられている。付属の温水制御装置より、ジャケット内に流れる循環水の温度を制御することができる。これにより、最終的に混合槽ユニット内に流れる分散液の温度を制御できる。
【０２６２】
以下、本実施例の詳細について説明する。
重合体一次粒子分散液Ｂ１が、貯槽ＴＡ１から、定量ポンプＰＡ１（送液速度２５ｇ／分）によって、スタティックミキサーＳＭ１に送られる。貯槽ＴＡ１とスタティックミキサーＳＭ１の間に、貯槽ＴＡ２から、定量ポンプＰＢ１（送液速度１ｇ／分）によって、シアン顔料分散液（大日精化社製  ＥＰ７００）が送られる。重合体一次粒子分散液Ｂ１とシアン顔料分散液は、スタティックミキサーＳＭ１によって均一に混合される。混合液は、更に、貯槽ＴＡ３から定量ポンプＰＢ２（送液速度４ｇ／分）によって送られる０．５％硫酸アルミニウム溶液と混合される。混合液は、連続凝集混合槽ユニットＵｎ１の下部から装置内に供給される。
【０２６３】
連続凝集混合槽ユニットＵｎ１は、混合槽ユニット１０個と、仕切り板ユニット９個を備えている。混合槽ユニットと仕切り板ユニットは、交互に積層されている。連続凝集混合槽ユニットＵｎ１の構造は、１０段となっている。連続凝集混合槽ユニットＵｎ１の合計容積は、５００ｍｌである。連続凝集混合槽ユニットＵｎ１の撹拌モーターＭｏ１の回転数を、４００ｒｐｍに設定した。混合槽ユニットの側面に設けられたジャケットに、恒温槽ＴＥ１から、５５℃の温水が送られる。温水は、上段の混合槽ユニットから、下段の混合槽ユニットまで順次流れる。これにより、混合槽ユニットの内部に流れる粒子分散液を加熱することができる。
【０２６４】
加熱された粒子分散液は、連続凝集混合槽ユニットＵｎ１の上部にある抜出口から、送液ポンプＰＡ２によって抜き出される。貯槽タンクＴＡ４から、定量ポンプＰＢ３（送液速度１ｇ／分）によって、２０％ＤＢＳ溶液が送られる。連続凝集混合槽ユニットＵｎ１から抜き出された粒子分散液と２０％ＤＢＳ溶液は、スタティックミキサーＳＭ２によって均一に混合される。混合液は、連続凝集混合槽ユニットＵｎ２の下部から装置内に供給される。
【０２６５】
連続凝集混合槽ユニットＵｎ２は、同じ構造を有する二つのサブユニット（Ｕｎ２１、Ｕｎ２２）を備える。二つのサブユニット（Ｕｎ２１、Ｕｎ２２）は、直結されている。各サブユニットは、同じ構造を有する。各サブユニットは、５つの混合槽ユニットと、４つの仕切り板ユニットを備える。混合槽ユニットと仕切り板ユニットは交互に積層されている。連続凝集混合槽ユニットＵｎ２の構造は、５段となっている。連続凝集混合槽ユニットＵｎ２の合計の容積は、１５０ｍｌである。連続凝集混合槽ユニットＵｎ２の撹拌モーターＭｏ２の回転数を、２５０ｒｐｍに設定した。各サブユニット（Ｕｎ２１、Ｕｎ２２）の側面に設けられたジャケットに、恒温槽ＴＥ２、ＴＥ３から、９５℃の温水が送られる。ジャケットの下部からその内部に温水が注入されることにより、サブユニットの内部に流れる粒子分散液が加熱される。
【０２６６】
粒子分散液は、サブユニットＵｎ２１、Ｕｎ２２を順に流れながら加熱される。加熱された粒子分散液は、連続凝集混合槽ユニットＵｎ２の上部にある抜出口から、送液ポンプＰＡ３によって抜き出される。
【０２６７】
送液ポンプＰＡ３によって抜き出された粒子分散液は、連続凝集混合槽ユニットＵｎ３の下部からその内部に供給される。連続凝集混合槽ユニットＵｎ３は、連続凝集混合槽ユニットＵｎ２と同様の構造を有する。連続凝集混合槽ユニットＵｎ３の内部には、ディスクタービン翼が設置されている。ディスクタービン翼の回転数は、２５０ｒｐｍであった。連続凝集混合槽ユニットＵｎ３のサブユニットＵｎ３１の恒温槽ＴＥ４の設定温度は、９５℃であった。サブユニットＵｎ３２の恒温槽ＴＥ５の設定温度は、１０℃であった。サブユニットＵｎ３１によって加熱された粒子分散液は、サブユニットＵｎ３２によって急冷された後、サブユニットＵｎ３２の上部にある排出口より連続凝集混合槽ユニットＵｎ３から排出された。排出された粒子分散液は、トナー母粒子Ｃ１の分散液として連続的に回収された。マルチサイザーIIIを用いて、回収された分散液に含まれる粒子の体積基準の中位径（Dv50）を測定した。フロー式粒子分析装置を用いて、回収された分散液に含まれる粒子の平均円形度を測定した。測定結果を、図３９及び以下の表１に示す。
【０２６８】
［実施例２］
実施例１と同じ装置及び同じ操作方法を用いて、トナー母粒子Ｃ２の分散液を連続的に回収した。ただし、実施例２では、送液速度を２倍に変更し、連続凝集装置Ｕ１〜３の回転数を、それぞれ５００ｒｐｍ、４００ｒｐｍ、４００ｒｐｍに設定した。
【０２６９】
マルチサイザーIIIを用いて、回収された分散液に含まれる粒子の体積基準の中位径（Dv50）を測定した。フロー式粒子分析装置を用いて、回収された分散液に含まれる粒子の平均円形度を測定した。測定結果を、図４０及び以下の表１に示す。
【０２７０】
【表１】
2019188393.tif 000003
【０２７１】
図３９及び図４０において、経過時間は、重合体一次粒子分散液の送液時間からプロセス通過時間を引いた時間を意味する（計算値）。
【０２７２】
図３９、図４０及び表１に示す結果から分かる通り、本発明の連続凝集プロセスによれば、トナー母粒子を高い効率で安定的に生産することができる。さらに、運転条件を変更することによって、トナー母粒子の粒径及び形状を制御することができる。
【符号の説明】
【０２７３】
１０−（１〜４）  混合槽ユニット
２０  温調付き仕切り板ユニット
２２  試薬注入口付き仕切り板ユニット
２４  試薬注入管
２６−（１〜２）  循環水接続口
３０  濾過フィルター付き濾過用仕切り板ユニット
３２  洗浄水注入口
３４  濾液抜き口
５０  撹拌軸
５２−（１〜４）円盤状ディスク型撹拌翼
５４−（１〜３）送液補助撹拌翼
Ａ（＊＊）：混合槽ユニット
Ｂ（＊＊）：仕切り板ユニット
Ｔ（＊＊）：温調システム
Ｐ（＊＊）：送液ポンプ
１００：連続凝集用反応装置１００
２００：連続融着用反応装置２００
１０１：粒子分散液貯槽
１２、１２−１、１２−２、１２−３      混合羽根
１４、１４−１、１４−２      通液羽根
１６              通液穴
１０              撹拌軸
１００            連続式反応装置
２００            連続式反応装置
３００            連続式反応装置
１０００          連続式凝集造粒システム
【図１】
2019188393.tif 000004
【図２】
2019188393.tif 000005
【図３】
2019188393.tif 000006
【図４】
2019188393.tif 000007
【図５】
2019188393.tif 000008
【図６】
2019188393.tif 000009
【図７】
2019188393.tif 000010
【図８】
2019188393.tif 000011
【図９】
2019188393.tif 000012
【図１０】
2019188393.tif 000013
【図１１】
2019188393.tif 000014
【図１２】
2019188393.tif 000015
【図１３】
2019188393.tif 000016
【図１４】
2019188393.tif 000017
【図１５】
2019188393.tif 000018
【図１６】
2019188393.tif 000019
【図１７】
2019188393.tif 000020
【図１８】
2019188393.tif 000021
【図１９】
2019188393.tif 000022
【図２０】
2019188393.tif 000023
【図２１】
2019188393.tif 000024
【図２２】
2019188393.tif 000025
【図２３】
2019188393.tif 000026
【図２４】
2019188393.tif 000027
【図２５】
2019188393.tif 000028
【図２６】
2019188393.tif 000029
【図２７】
2019188393.tif 000030
【図２８】
2019188393.tif 000031
【図２９】
2019188393.tif 000032
【図３０】
2019188393.tif 000033
【図３１】
2019188393.tif 000034
【図３２】
2019188393.tif 000035
【図３３】
2019188393.tif 000036
【図３４】
2019188393.tif 000037
【図３５】
2019188393.tif 000038
【図３６】
2019188393.tif 000039
【図３７】
2019188393.tif 000040
【図３８】
2019188393.tif 000041
【図３９】
2019188393.tif 000042
【図４０】
2019188393.tif 000043
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月10日(2019.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応液を混合しながら反応させる円筒状の反応容器を備える連続式反応装置であって、
前記反応容器の一端には、反応液を連続的に供給するための注入口が設けられており、
前記反応容器の他端には、反応液を連続的に抜き出すための抜出口が設けられており、
前記反応容器の内部に、撹拌翼が設置されており、
前記撹拌翼は、撹拌軸と、複数の円盤状ディスク型撹拌羽根とからなり、前記撹拌軸に、前記複数の円盤状ディスク型撹拌羽根が積層された状態で取り付けられており、
前記円盤状ディスク型撹拌羽根は、通液羽根及び混合羽根の２種類からなり、
前記通液羽根は、前記撹拌軸との接続部付近に通液穴のある羽根であり、
前記混合羽根は、前記撹拌軸との接続部付近に通液穴のない羽根であり、
前記通液羽根及び前記混合羽根が、前記撹拌軸に交互に取り付けられている、連続式反応装置。
【請求項２】
前記撹拌軸の外径をｄ１、前記通液羽根の円盤状ディスクの外径をｄ３１としたとき、前記通液羽根の中心から半径（ｄ１＋ｄ３１）／４の円形領域の内側に、前記通液穴が１個以上存在する、請求項１に記載の連続式反応装置。
【請求項３】
前記通液羽根は、円盤状ディスクを備え、
前記円盤状ディスクの外周部には、板状の流れ制御補助フィンが設置されており、
前記流れ制御補助フィンは、前記円盤状ディスクの外周縁部よりも内側に設置されており、
前記流れ制御補助フィンは、前記撹拌軸の外径をｄ１、前記円盤状ディスクの外径をｄ３１としたとき、前記円盤状ディスクの中心から半径（ｄ１＋ｄ３１）／４の円形領域の外側に設置されており、
前記流れ制御補助フィンは、前記円盤状ディスクに４枚以上設置されており、かつ、それらの設置間隔が同じであり、
前記流れ制御補助フィンと前記円盤状ディスクとがなす角度α３１は、４５°〜９０°である、
請求項１または請求項２に記載の連続式反応装置。
【請求項４】
前記通液羽根は、円盤状ディスクを備え、
前記円盤状ディスクの外周部には、板状の流れ制御補助フィンが設置されており、
前記撹拌軸の中心と前記流れ制御補助フィンの中心を結ぶ線分と、前記流れ制御補助フィンとがなす角度α３２が、０°〜９０°である、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項５】
前記混合羽根は、ディスクタービン、ブレードタービン、またはディスパである、請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項６】
前記反応容器は、上端から下端までの内径が同じであるストレート円筒状、或いは、内壁面が外側に膨出した複数のリング状構造を有する円筒状であり、
前記反応容器の最小内径をＤ１、前記反応容器の最大内径をＤ２としたとき、以下の式（１）を満たす
Ｄ２≧Ｄ１≧０．８Ｄ２                （１）
請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項７】
前記反応容器の最小内径をＤ１、前記反応容器の最大内径をＤ２、前記通液羽根の外径をｄ３１、前記混合羽根の外径をｄ２１としたとき、以下の式（２）、式（３）、及び式（４）を満たす
０．９９Ｄ１≧ｄ３１≧０．８Ｄ１      （２）
０．９９Ｄ２≧ｄ２１≧０．７Ｄ２      （３）
ｄ３１≧ｄ２１                        （４）
請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項８】
前記反応容器は、内壁面が外側に膨出した複数のリング状構造を有する円筒状であり、
前記反応容器の最小内径の部分と同じ高さの位置に、前記通液羽根が設置されている、請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項９】
前記反応容器は、ジャケット構造を有する複数の混合槽ユニットを備え、前記複数の混合槽ユニットが直列に設置されている、請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項１０】
前記反応容器の側壁に、液体を供給するための複数の供給口が設置されている、請求項１から請求項９のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置を複数備え、
前記複数の連続式反応装置が直列に連結された、連続式造粒システム。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置を用いて湿式法で連続的にトナー粒子を製造する工程を含む、トナーの製造方法。
【請求項１３】
請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置を含む、トナーの製造装置。
【請求項１４】
静電荷像現像用トナーの製造装置であって、
原料液を連続的に混合する連続混合分散部と、
混合液を連続的に凝集して凝集粒子を形成する連続凝集部と、
凝集粒子の表面を熱より融着させ、粒子形状を制御し、トナー粒子を形成する連続融着部と、
トナー母粒子の分散液を洗浄する洗浄部と、
トナー母粒子を乾燥する乾燥部と、
トナー母粒子に外添剤を添加してトナー粒子を製造する外添部と、
請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置と、を含む、トナーの製造装置。
【請求項１５】
重合体一次粒子若しくは樹脂粒子を凝集させる凝集工程と、
前記凝集工程で得られた凝集体を加熱する融着工程と、を有する、静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
前記凝集工程及び前記融着工程の少なくとも一方において、請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の連続式反応装置を用いる、静電荷像現像用トナーの製造方法。