(57)【要約】【課題】トナー含有スラリーからトナー母粒子をより効率的に分離することのできるトナーの製造方法を提供する。【解決手段】本発明のトナーの製造方法は、ディスク型遠心分離装置１０を用いてトナー含有スラリーからトナー母粒子を分離する工程を有する。ディスク型遠心分離装置１０は、本体部１４と、本体部１４の下部に取り付けられた回転軸１２とを有しており、本体部１４が回転することでトナー含有スラリーからトナー母粒子を遠心分離する。回転軸１２の内部に通路２０が形成されており、通路２０を介して本体部１４の内部にトナー含有スラリーが下方から供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク型遠心分離装置を用いてトナー含有スラリーからトナー母粒子を分離する工程を有するトナーの製造方法であって、
前記ディスク型遠心分離装置は、本体部と、前記本体部の下部に取り付けられた回転軸とを有しており、前記本体部が回転することで前記トナー含有スラリーからトナー母粒子を遠心分離するものであり、
前記回転軸の内部に形成された通路を介して前記本体部の内部にトナー含有スラリーを下方から供給することを特徴とする、トナーの製造方法。
【請求項２】
前記トナー含有スラリーは、乳化重合凝集法によって得られたもの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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機やプリンターなどの画像形成装置に用いられる静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法において従来一般に広く用いられてきた静電荷像現像用トナーは、スチレン／アクリレート系共重合体あるいはポリエステル等の各種バインダー樹脂に、カーボンブラックや顔料のような着色剤、及び、必要に応じて帯電制御剤や磁性体を含む混合物を押出機により溶融混練し、ついで粉砕・分級することによって製造されてきた。しかし、このような混練／粉砕法で得られる従来の粉砕トナーは、トナーの粒径制御に限界があり、実質的に１０μｍ以下、特に８μｍ以下の平均粒径のトナーを歩留まり良く製造することが困難であり、電子写真に要求される高解像度化を達成するためには十分なものとは言えなかった。
【０００３】
近年、このような混練／粉砕法の問題点を改善する方法として、（ａ）水系媒体中に重合性単量体、重合開始剤、着色剤等を懸濁分散した後にそれらを重合させてトナー母粒子を製造する懸濁重合法、（ｂ）重合開始剤、乳化剤等を含有する水性媒体中に重合性単量体を乳化し、攪拌下に重合性単量体を重合して得られた重合体一次粒子の分散液に、着色剤等を添加して前記重合体一次粒子を凝集、熟成させてトナー母粒子を製造する乳化重合凝集法、（ｃ）あらかじめ、ポリマー、着色剤等を溶媒に溶解、分散させた溶解分散液（トナー組成の溶解分散液）を水系媒体中に分散させた後、加熱又は減圧等によって溶媒を除去することにより、トナー母粒子を製造する溶解懸濁法等が提案されている。
【０００４】
これらの湿式法を用いれば混練／粉砕法と比べ原料の分散の制御が容易であり、小粒径で、且つ粒度分布が狭いトナーを得ることができることから、上述の高解像度化の要求に応えることができる。特に、乳化重合凝集法は、小粒径トナーや粒度分布の狭いトナーを得るのに適しているだけでなく、トナー形状の制御も容易である利点を有している。
【０００５】
乳化重合凝集法によりトナーを製造する方法の一例について説明すると、次の通りである。まず、乳化重合により得られる粒子径０．０５μｍ〜０．５μｍ程度の重合体一次粒子を含む樹脂分散液に、必要に応じて、顔料や電荷制御剤等を加え、更に電解質等を加えて凝集させ、３〜９μｍ程度の粒子凝集体とし、さらに必要に応じて他の添加物を加え、重合体一次粒子のガラス転移温度以上の温度で熟成し、粒子凝集体を形成する粒子同士を融着させ、トナー母粒子を得る。つぎに、このようにして得られたトナー母粒子を、濾過、洗浄、乾燥して、必要に応じて外添処理などを施すことによって、製品としてのトナーを得る。
【０００６】
上記の高解像度化の要求に応えるには小粒径トナーが望ましいが、他方、湿式法で製造されるトナー母粒子の粒径が小さくなるにつれて、トナー母粒子を濾過によって効率的に捕集することが困難となる。また、トナー母粒子の粒径が小さくなるにつれて、トナー母粒子の単位重量あたりの表面積が増加し、トナー母粒子の表面に存在する不純物によって、トナーの性能が影響を受け易くなる。そのため、トナー母粒子を濾過、洗浄するにあたっては、トナー母粒子を効率的に捕集し、さらにトナー母粒子表面の不純物を効果的に除去する必要がある。
【０００７】
そこで、従来、湿式法によって得られたトナー含有スラリーからトナー母粒子を分離する方法として、ディスク型遠心分離装置（分離板型遠心分離装置と呼ばれる場合もある）を用いた方法が提案されている（特許文献１を参照）。ディスク型遠心分離装置を用いることによって、トナー含有スラリーからトナー母粒子を効率的に分離・捕集することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−４６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、従来のディスク型遠心分離装置を用いてトナー含有スラリーからトナー母粒子を分離する試験を繰り返した結果、次のような問題があることを発見した。
【００１０】
ディスク型遠心分離装置を用いてトナー含有スラリーを処理した場合、固形分であるトナー母粒子を多く含む濃縮液と、トナー母粒子が取り除かれた後の清浄液とを得ることができる。清浄液からはトナー母粒子ができるだけ取り除かれていることが望ましいが、本発明者らが試験を繰り返した結果では、清浄液には微量のトナー母粒子が含まれていた。清浄液に含まれるトナー母粒子は製品ロスとなってしまうために、トナーの生産効率が低下する原因となる。
【００１１】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、トナー含有スラリーからトナー母粒子をより効率的に分離することのできるトナーの製造方法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】
【００１２】
上記の課題を解決するための手段は、以下の通りである。
ディスク型遠心分離装置を用いてトナー含有スラリーからトナー母粒子を分離する工程を有するトナーの製造方法であって、
前記ディスク型遠心分離装置は、本体部と、前記本体部の下部に取り付けられた回転軸とを有しており、前記本体部が回転することで前記トナー含有スラリーからトナー母粒子を遠心分離するものであり、
前記回転軸の内部に形成された通路を介して前記本体部の内部にトナー含有スラリーを下方から供給することを特徴とする、トナーの製造方法。
【００１３】
前記トナー含有スラリーは、乳化重合凝集法によって得られたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トナー含有スラリーからトナー母粒子をより効率的に分離することのできるトナーの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ディスク型遠心分離装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明者らは、ディスク型遠心分離装置を用いてトナー含有スラリーを処理した場合に、清浄液に微量のトナー母粒子が含まれる原因について種々の調査・研究を行った。その結果、清浄液に微量のトナー母粒子が含まれる原因は、ディスク型遠心分離装置の内部において泡が発生しており、この泡によってトナー母粒子が清浄液に持ち込まれることが原因であることを突き止めた。
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
本明細書において、「トナー母粒子」とは、湿式法によってトナーを製造する際に、水等の分散媒中において重合体粒子として形成されたトナー母粒子を意味する。湿式法とは、水等の液状分散媒を用いる静電荷像現像用トナーの製造方法であり、例えば、懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法等が含まれる。なお、湿式法によって得られるトナー母粒子は、水等の分散媒中に分散した状態となっている。本明細書では、トナー母粒子が分散したこのような分散液のことを、「トナー含有スラリー」と呼ぶことにする。
【００１８】
静電荷像現像用トナーは、湿式法によって得られたトナー含有スラリーに含まれるトナー母粒子を、濃縮、濾過、洗浄、乾燥し、必要に応じて外添処理などを施すことによって製造される。本実施形態に係るディスク型遠心分離装置は、トナー含有スラリーに含まれるトナー母粒子を濃縮あるいは洗浄するために用いられる。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るディスク型遠心分離装置１０の断面図である。
図１に示すように、ディスク型遠心分離装置１０は、モータ等の動力によって回転する回転軸１２と、回転軸１２に取り付けられた本体部１４を備えている。
【００２０】
本体部１４は、椀状に形成された上側部材１４ａ及び下側部材１４ｂが上下に重ね合わされて構成されている。本体部１４の内部には、トナー含有スラリーの濃縮を行うための濃縮室１６が形成されている。濃縮室１６の内部には、略円錐形状（傘形状）の複数枚の分離板１８が上下方向に重ね合わされて設置されている。複数枚の分離板１８は、回転軸１２の軸方向に沿って上下方向にわずかな間隔（例えば０．５〜１．０mmの間隔）を空けて設置されている。複数枚の分離板１８によって、濃縮室１６に供給されたトナー含有スラリーから固形分（トナー母粒子）を分離するための大きな沈降面積が確保されている。
【００２１】
回転軸１２は、本体部１４の底部１４ｃに取り付けられており、本体部１４の底部１４ｃを上下方向に貫通している。回転軸１２と底部１４ｃとの間には図示しないメカニカルシールが設けられており、トナー含有スラリーが回転軸１２と底部１４ｃとの隙間から漏出しないようになっている。回転軸１２の内部にはその軸方向に沿って通路２０が形成されており、この通路２０を通ってトナー含有スラリーが本体部１４の内部に供給されるようになっている。つまり、回転軸１２は中空軸となっており、この中空軸を介して本体部１４の内部にトナー含有スラリーを供給することができるようになっている。
【００２２】
本体部１４の上部には、トナー含有スラリーからトナー母粒子が分離された後の清浄液を外部に排出するための排出管２２が設けられている。また、本体部１４の内部の下方には、本体部１４の内部に供給されたトナー含有スラリーを、本体部１４の内部の最下部に導くための案内筒２４が設けられている。
【００２３】
案内筒２４は、本体部１４の内部の下方に設置された部材であり、トナー含有スラリーを本体部１４の最下部に導くための部材である。案内筒２４は、下方側の径が次第に大きくなった略円錐状の形状を有している。案内筒２４の内径は、回転軸１２の外径よりも大きくなっている。案内筒２４は、回転軸１２の上部に被せられるようにして設置されている。案内筒２４は、回転軸１２と同軸に設置されている。
【００２４】
本体部１４を構成する上側部材１４ａと下側部材１４ｂの間には、本体部１４の内部において濃縮されたトナー母粒子を外部へ排出するための排出機構３０が設けられている。排出機構３０は、トナー母粒子を噴出させることのできるノズル式のものであってもよいし、下側部材１４ｂを水圧によって上下方向に移動させることで上側部材１４ａ及び下側部材１４ｂの間からトナー母粒子を噴出させることのできるバルブ式のものであってもよい。ノズル式の排出機構を備えたディスク型遠心分離装置は、例えば特開２００１−２３９１８４号に開示されている。バルブ式の排出機構を備えたディスク型遠心分離装置は、例えば特表２００３−５３４９１２号公報、特公昭５７−３４０２３号公報、特開２００４−４６５２号に開示されている。
【００２５】
次に、ディスク型遠心分離装置１０によってトナー含有スラリーに含まれるトナー母粒子を濃縮して取り出す方法について説明する。
まず、回転軸１２の内部の通路２０を介して本体部１４の内部にトナー含有スラリーを供給する。供給されたトナー含有スラリーは、案内筒２４によって本体部１４の最下部に案内された後、複数の分離板１８の間を通過しつつ、濃縮室１６に移動する。濃縮室１６に移動するトナー含有スラリーは、高速回転する本体部１４の遠心力の作用によって分離され、比重の重い固形分は分離板１８の下面に沿って半径方向外側に向かって移動する。ある程度の量のトナー母粒子が濃縮室１６の内壁に堆積した後、本体部１４の外周に設けられた排出機構３０からトナー母粒子が間欠的に排出される。
【００２６】
一方、トナー母粒子が分離された後の清浄液は、高速回転する本体部１４の中心側へと移動し、本体部１４の上部に設けられた排出管２２を通って外部に排出される。
【００２７】
本発明者らの調査・研究の結果より、湿式法で得られたトナー含有スラリーは、条件によっては、ディスク型遠心分離装置の内部で発泡してしまうことが分かった。特に、乳化重合凝集法によって得られたトナー含有スラリーは乳化剤を含有するために、ディスク型遠心分離装置の内部でより発泡しやすいことが分かった。そして、ディスク型遠心分離装置の内部で泡が発生した結果、トナー母粒子の一部が清浄液に持ち込まれてしまい、トナー含有スラリーからのトナー母粒子の分離効率が低下することが分かった。
【００２８】
そこで、本発明のトナーの製造方法では、本体部１４の内部にトナー含有スラリーを上方から供給するのではなく、本体部１４の内部にトナー含有スラリーを下方から供給するディスク型遠心分離装置１０を用いている。これにより、ディスク型遠心分離装置１０の本体部１４の内部で泡が発生することを未然に防止している。
【００２９】
図１に示すように、回転軸１２の内部に形成された通路２０を介して下方からトナー含有スラリーを本体部１４の内部に供給した場合、案内筒２４と底部１４ｃとの間はトナー含有スラリーによって完全に充填された状態となる。このため、案内筒２４と底部１４ｃとの間には泡が発生するための空間が存在しないこととなり、本体部１４の内部において泡が発生することを防止することができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態のディスク型遠心分離装置１０によれば、トナー含有スラリーを濃縮する際に、ディスク型遠心分離装置１０の本体部１４の内部で泡が発生することを防止することができる。これにより、ディスク型遠心分離装置１０の排出管２２から排出される清浄液にトナー母粒子が含まれることを防止することが可能になる。その結果、製品ロスを最小限に抑えることが可能になり、静電荷像現像用トナーを従来よりも効率的に生産することが可能となる。特に、トナーの洗浄を目的に繰り返し処理（排出管２２から排出される分離廃液を通路２０の入口に戻す処理）を行う場合には、分離排液側に漏れる母粒子が僅かな量でも、パス回数（繰り返し回数）が多い程最終的な洗浄ロスが無視できない量になるので、１パスでの漏れ量はトナー全体の質量に対して０．１重量％以下が好ましい。
【符号の説明】
【００３１】
１０    ディスク型遠心分離装置
１２    回転軸
１４    本体部
１６    濃縮室
１８    分離板
２０    通路
２２    排出管
２４    案内筒
３０    排出機構
【図１】
2015176096.tif 000003