(57)【要約】【課題】重合工程後、生成した着色重合体粒子を含有する水系分散媒体から、効率的な固液分離により、水分含有率が小さく、微粒子が除去された着色重合体粒子を得ることが可能な重合トナーの製造方法を提供すること。【解決手段】少なくとも着色剤と重合性単量体とを含有する重合性単量体組成物を水系分散媒体中で重合して、着色重合体粒子を生成させる工程１、及び水系分散媒体から着色重合体粒子を分離する工程２を含む重合トナーの製造方法において、工程２での水系分散媒体からの着色重合体粒子の分離を、スクリュー式縦型遠心分離機（１）を用いて行う重合トナーの製造方法。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも着色剤と重合性単量体とを含有する重合性単量体組成物を水系分散媒体中で重合して、着色重合体粒子を生成させる工程１、及び水系分散媒体から着色重合体粒子を分離する工程２を含む重合トナーの製造方法において、工程２での水系分散媒体からの着色重合体粒子の分離を、回転可能に支持された垂直円筒状の回転外筒（２）と、回転外筒の内部に同心に回転可能に支持され、回転外筒との間で環状分離室を形成する回転内筒（３）と、回転内筒の外周面に固着され、その外周縁が回転外筒の内周面に近接するスクリュー羽根（４）と、回転内筒の上方から中心部を下方に延び、環状分離室に原液（７）を供給する原液供給手段（６）と、回転外筒と回転内筒とを同一方向に、かつ、所定の範囲内の任意の差速を設定して回転させることができる回転駆動装置（１５）とを備え、上部から清澄液（９）を排出し、下部からスラッジ（１０）を排出するように構成したスクリュー式縦型遠心分離機（１）を用いて行うことを特徴とする重合トナーの製造方法。
【請求項２】
工程１において、少なくとも着色剤と重合性単量体とを含有する重合性単量体組成物を水系分散媒体中で重合した後、該着色重合体粒子の存在下にシェル用重合性単量体を重合する工程を付加して、コア・シェル型の着色重合体粒子を生成させる請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
工程２の後、水系分散媒体から分離した湿潤状態の着色重合体粒子を乾燥する工程３を配置する請求項１または２記載の製造方法。
【請求項４】
回転可能に支持された垂直円筒状の回転外筒（２）と、回転外筒の内部に同心に回転可能に支持され、回転外筒との間で環状分離室を形成する回転内筒（３）と、回転内筒の外周面に固着され、その外周縁が回転外筒の内周面に近接するスクリュー羽根（４）と、回転内筒の上方から中心部を下方に延び、環状分離室に原液（７）を供給する原液供給手段（６）と、回転外筒と回転内筒とを同一方向に、かつ、所定の範囲内の任意の差速を設定して回転させることができる回転駆動装置（１５）とを備え、上部から清澄液（９）を排出し、下部からスラッジ（１０）を排出するように構成したスクリュー式縦型遠心分離機（１）からなるトナー製造用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重合トナーの製造方法に関し、さらに詳しくは、重合工程後の着色重合体粒子を含有する水系分散媒体から、スクリュー式縦型遠心分離機を用いた固液分離により、効率的に高品質の着色重合体粒子（重合トナー）を回収する工程を含む重合トナーの製造方法に関する。本発明の製造方法によれば、体積平均粒径が小さな重合トナーであっても、効率的に固液分離することができると同時に、サブミクロンの微粉末の除去も行うことができる。該スクリュー式縦型遠心分離機は、重合トナーを含むトナー製造装置として好適である。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式や静電記録方式の複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置において、感光体上に形成された静電潜像を可視像化するために現像剤が用いられている。現像剤は、着色剤や帯電制御剤、離型剤などが結着樹脂中に分散した着色粒子からなるトナーを主成分としている。
【０００３】
トナーは、粉砕法により得られる粉砕トナーと、重合法により得られる重合トナーとに大別される。粉砕法では、熱可塑性樹脂を着色剤、帯電制御剤、離型剤などの添加剤成分と溶融混練し、粉砕し、分級することにより、着色樹脂粉末として粉砕トナーを得ている。重合法では、重合性単量体と着色剤とその他の添加剤とを含有する重合性単量体組成物を水系分散媒体中で重合することにより、着色重合体粒子として重合トナー（「重合トナー粒子」ともいう）を得ている。
【０００４】
トナーには、精細で高濃度の優れた画質の画像を形成することができ、温度や湿度などの環境変化によっても画質が劣化せず、しかも連続印字や連続複写が可能であることが要求されている。さらに、トナーには、省エネルギー化やカラー化に対応するために、保存性を損なうことなく、定着温度の低下などの定着性を改善することが求められている。
【０００５】
重合法によれば、球形で粒径分布がシャープな重合トナーを製造することができるため、前記の要求を満足させる方法としては、粉砕法よりも効果的である。しかも、重合法によれば、重合性単量体組成物の重合後、生成した着色重合体粒子の存在下にシェル用重合性単量体を重合させて、コア・シェル型の着色重合体粒子を形成することが可能であり、それによって、保存性を損なうことなく、低温定着性に優れた重合トナーを製造することができる。
【０００６】
近年、高解像度、高画質に対する要求水準が高まるにつれて、トナーの粒径をより小さくする傾向が高まっている。重合法によれば、例えば、体積平均粒径が３〜８μｍ程度の小粒径の重合トナーを容易に製造することができる。しかし、重合トナーの粒径を小さくすると、重合工程後の着色重合体粒子を含有する水系分散媒体から、着色重合体粒子を効率良く分離することが困難になる。しかも、重合法によれば、粒径１μｍ未満（サブミクロン）の微粉末が副生し易いが、小粒径の重合トナーから微粉末を分離することは容易ではない。小粒径重合トナーに微粉末が付着すると、重合トナーの流動性、現像性、転写性、保存性などが低下し、画質も劣化し易くなる。
【０００７】
従来、水性媒体中で作製したトナー粒子から、副生する微粉末を除去する方法として、スクリューデカンタ型遠心分離機を用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このスクリューデカンタ型遠心分離機は、横型の連続遠心沈降式処理装置である。具体的に、特許文献１には、中空回転軸で内筒を支持し、円筒部の一端に円錐部を接続するボウル（外筒）を中空回転軸の周囲で回転可能に支持し、ボウル内壁にその先端が近接するスクリューを内筒表面に設けたスクリューデカンタ型遠心分離機を用いて、トナー原液を処理する方法が開示されている。
【０００８】
この方法では、トナー原液を中空回転軸を介して内筒表面に設けた開口部よりボウルの円筒部に供給し、高速回転するボウルの遠心力によりトナー粒子を沈降させて微粉末と分離している。ボウル円筒部側の端部に設けた排出口から微粉末が浮遊する液を溢流排出し、ボウル円錐部側の端部に設けた回収口からトナー粒子分散液を溢流回収する。特許文献１の実施例には、処理されるトナー粒子の体積平均粒径が９〜１２μｍであることが示されている。
【０００９】
また、重合トナーの製造方法において、重合工程後、着色重合体粒子の媒体からの濾別を、外側回転筒及び該外側回転筒内に相対回転自在に設けられたスクリューコンベア（内筒）を有するデカンタ型遠心分離機によって行う方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この製造方法は、特許文献１に記載されたのと実質的に同じ横型のスクリューデカンタ型遠心分離機を用いて、重合工程後、着色重合体粒子を分散媒体から分離する方法である。
【００１０】
横型のスクリューデカンタ型遠心分離機を用いて、重合工程で得られた着色重合体粒子（重合トナー粒子）を含有する水系分散媒体（スラリー）から、重合トナー粒子を分離することは可能であるが、分離後の重合トナー粒子の含水率を所望のレベルにまで低下させるには比較的大きな遠心力が必要である。
【００１１】
ところが、体積平均粒径が３〜８μｍ、典型的には５μｍ程度の小粒径の重合トナー粒子の場合、横型のスクリューデカンタ型遠心分離機を使用し、大きな遠心力によりスラリーを固液分離して、回収する重合トナー粒子の含水率を低下させようとすると、溢流排出液側への重合トナー粒子の混入割合が大きくなって、重合トナー粒子の収率が低下する。収率を向上させるために、溢流排出液を再び横型のスクリューデカンタ型遠心分離機により分離する方法が考えられるが、操作が煩雑であることに加えて、追加の設備や設置面積が必要となるため、コスト面で好ましくない。逆に、重合トナー粒子を含まない溢流排出液を得ようとすると、分離回収した重合トナー粒子の含水率が上昇するためハンドリング性が悪化する。また、重合トナー粒子の含水率が大きくなると、乾燥のための設備が大規模となったり、乾燥効率が低下する。
【００１２】
さらに、前記のスクリューデカンタ型遠心分離機は、横型の連続遠心沈降処理装置であるため、トナー原液の供給を停止しても、機内に排出されないトナー原液が残留する。機内に残留するトナー原液を排出し、機内を洗浄するには、かなりの手間がかかるので、横型のスクリューデカンタ型遠心分離機は、品種切り替えを頻繁に行うラインに配置するのには適当ではない。
【００１３】
他方、固液分離装置として、スクリュー式縦型遠心分離機が開発されれている（例えば、特許文献３−４参照。）。しかし、スクリュー式縦型遠心分離機は、主として、工場や鉱山などの廃水処理や廃液処理、下水処理場や河川・ダムなどの汚泥処理、畜産業の廃水処理などにおいて、金属粉などの微細粒子の回収、不純物の除去、水の再利用、水の浄化、廃棄物の減容化などの目的で利用されており、重合トナーの製造工程では利用されていなかった。その理由としては、一般に、遠心分離機による重合トナー粒子の固液分離や分級処理は、重合トナー粒子を損傷するおそれがあると考えられていたためであると推定される。
【００１４】
【特許文献１】
特許第２８９１１２１号明細書（第１頁）
【特許文献２】
特開２００１−１９４８２６号公報（第１頁）
【特許文献３】
特開平９−２１５９４６号公報（第１−２頁）
【特許文献４】
特開２００１−２４６２９１号公報（第１−２頁）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、重合工程後、生成した着色重合体粒子を含有する水系分散媒体から、効率的な固液分離により、水分含有率が小さく、微粒子が除去された着色重合体粒子を得ることが可能な重合トナーの製造方法を提供することにある。
【００１６】
特に、本発明の課題は、体積平均粒径が小さな重合トナーであっても、重合工程後、効率的に固液分離することができると同時に、微粉末の除去も行うことができる重合トナーの製造方法を提供することにある。
【００１７】
本発明者は、前記課題を達成するために鋭意研究した結果、少なくとも着色剤と重合性単量体とを含有する重合性単量体組成物を水系分散媒体中で重合して、着色重合体粒子を生成させ、そして、水系分散媒体から着色重合体粒子を分離する工程を含む重合トナーの製造方法において、水系分散媒体からの着色重合体粒子の分離を、スクリュー式縦型遠心分離機を用いて方法に想到した。
【００１８】
着色重合体粒子（重合トナー粒子）を含有する水系分散媒体（スラリー）を原液として、スクリュー式縦型遠心分離機に供給し、固液分離する方法を採用すると、外筒と内筒との回転速度差を横型のスクリューデカンタ型遠心分離機よりも小さく制御することができるため、比較的小さな遠心力で効率的に固液分離をすることができ、脱水性の悪い小粒径の重合トナーであっても、高収率で所望の水分率の重合トナー粒子（湿潤状態の重合トナー粒子；「脱水ケーキ」ともいう）を得ることができる。
【００１９】
また、スクリュー式縦型遠心分離機を用いると、より大きな粒子は脱水ケーキ側に、より小さな粒子は排出液側に分かれるため、固液分離による脱水と同時に重合トナー粒子から微粉末を除去することができる。固液分離処理後には、機内に残留するスラリーは、下部から排出される。このスクリュー式縦型遠心分離機は、トナー製造用装置として好適である。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
かくして、本発明によれば、少なくとも着色剤と重合性単量体とを含有する重合性単量体組成物を水系分散媒体中で重合して、着色重合体粒子を生成させる工程１、及び水系分散媒体から着色重合体粒子を分離する工程２を含む重合トナーの製造方法において、工程２での水系分散媒体からの着色重合体粒子の分離を、回転可能に支持された垂直円筒状の回転外筒（２）と、回転外筒の内部に同心に回転可能に支持され、回転外筒との間で環状分離室を形成する回転内筒（３）と、回転内筒の外周面に固着され、その外周縁が回転外筒の内周面に近接するスクリュー羽根（４）と、回転内筒の上方から中心部を下方に延び、環状分離室に原液（７）を供給する原液供給手段（６）と、回転外筒と回転内筒とを同一方向に、かつ、所定の範囲内の任意の差速を設定して回転させることができる回転駆動装置（１５）とを備え、上部から清澄液（９）を排出し、下部からスラッジ（１０）を排出するように構成したスクリュー式縦型遠心分離機（１）を用いて行うことを特徴とする重合トナーの製造方法が提供される。
【００２１】
また、本発明によれば、前記スクリュー式縦型遠心分離機（１）からなるトナー製造用装置が提供される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
１．スクリュー式縦型遠心分離機
本発明で固液分離に使用するスクリュー式縦型遠心分離機としては、例えば、前記特開平９−２１５９４６号公報、特開２００１−２４６２９１号公報などに開示されている構造のものを挙げることができる。
【００２３】
図１に、スクリュー式縦型遠心分離機の一例について、その主要部の構造を示す。スクリュー式縦型遠心分離機（１）は、回転可能に支持された垂直円筒状の回転外筒（２）と、回転外筒の内部に同心に回転可能に支持され、回転外筒との間で環状分離室を形成する回転内筒（３）と、回転内筒の外周面に固着され、その外周縁が回転外筒の内周面に近接するスクリュー羽根（４）と、回転内筒の上方から中心部を下方に延び、環状分離室に原液（７）を供給する原液供給手段（６）と、回転外筒と回転内筒とを同一方向に、かつ、所定の範囲内の任意の差速を設定して回転させることができる回転駆動装置（１５）とを備えており、上部からは、清澄液（９）を排出し、下部からは、スラッジ（１０）を排出するように構成した連続運転が可能な縦形の遠心分離機である。
【００２４】
原液（７）は、原液供給手段（６）（原液供給管）を通じて、回転外筒（２）と回転内筒（３）との間で形成される環状分離室に導かれる。回転外筒（２）は、通常、垂直円筒状の上半部と、下方に向かい径が小さくなるテーパー円筒状の下半部とを有している。これに対応して、回転内筒（３）も、通常、垂直円筒状の上半部、下方に向かい径が小さくなるテーパー円筒状の下半部を有している。回転内筒（３）は、上半部と下半部との間に、原液供給手段（６）から供給された原液を均等に分離する環状分離室を有し、環状分離室への流入部には、分流リブ板（５）が設けられている。分流リブ板（５）は、放射方向に配置された複数のリブ板から構成されている。つまり、分流リブ板（５）は、外側方向にテーパー状に広がった複数のリブ板から構成されており、原液を環状分離室内に均等に分流させる。
【００２５】
スクリュー羽根（４）は、回転内筒（３）の外周面に固着され、かつ、外周縁（先端部）が回転外筒（２）の内周面に僅かな隙間を形成している。該スクリュー羽根（４）は、回転内筒の上半部では一定ピッチであり、下半部では下方に向かうほどピッチが小さくなっている。スクリュー羽根（４）は、通常、二重らせん形状である。
【００２６】
回転駆動装置（１５）は、回転外筒（２）と回転内筒（３）を同一方向に、かつ、回転外筒（２）を回転内筒（３）よりも僅かに速く、所定の範囲内の任意の速度差を設定して回転させることができるものである。回転駆動装置（１５）としては、回転外筒（２）または回転内筒（３）を駆動する第一モータ、差速を与える第二モータ、及び遊星機構を備えたものが好ましい。遊星機構は、太陽内歯車、該太陽内歯車に噛み合う遊星歯車、該遊星歯車に噛み合いかつ前記太陽歯車と同心の太陽外歯車、及び遊星歯車を回転可能に支持するキャリアから構成されている。図１には、第一モータ（１３）が太陽歯車に連結されているとともに、回転外筒（２）に連結され、差速を与える第二モータ（１４）が太陽外歯車に連結され、キャリアは回転内筒（３）に連結されている回転駆動装置（１５）の例が示されている。遊星機構による差速を利用して、回転外筒（２）と回転内筒（３）との間で所定の速度差を得るようにしている。
【００２７】
原液供給管（６）から供給された固形物を含んだ原液は、回転内筒（３）の上半部の下端部に達し、円周方向に等間隔に配置された４枚の放射方向の分流リブ板（５）によって均等に流れが分流される。スクリュー羽根（４）に供給された原液は、このスクリュー羽根（４）が回転する間に、液体と固体とが上下に分離され、上部からは、清澄液（９）が清澄液出口（８）を通じて外部に排出され、下部からは、スラッジ排出口（１１）からスラッジ（１０）が排出される。
【００２８】
回転外筒（２）ト回転内筒（３）とは、同一方向に回転され、かつ、回転外筒（２）を回転内筒（３）より僅かに速くなるように、例えば、３０００対２９９９のような極めて僅かでかつ正確な速度差を保って回転されることにより、スラッジと清澄液とを均質な割合で分離することができる。
【００２９】
回転内筒（３）の下半部には、水及び空気供給ノズル（１６）を設けて、小穴から環状分離室内に水または空気を吹き込めるようにすることができる。
【００３０】
２．固液分離による重合トナー粒子の分離
本発明では、前記スクリュー式縦型遠心分離機を用いて、重合工程で得られた着色重合体粒子（重合トナー粒子）を含有する水系分散媒体（スラリー）の固液分離を行い、重合トナー粒子を脱水ケーキとして分離する。
【００３１】
スラリーの固形分濃度は、特に制限されないが、通常１５〜３０重量％、多くの場合２０重量％前後である。重合トナー粒子の体積平均粒径は、通常２〜１２μｍの範囲内であるが、高精細な画像を得るには、好ましくは３〜８μｍ、より好ましくは３〜７μｍ程度の小粒子径とすることが望ましい。
【００３２】
スクリュー式縦型遠心分離機（１）の原料供給管（６）からスラリーを供給する。スラリーの供給量は、スクリュー式縦型遠心分離機（１）の処理容量によって変動するが、通常０．５〜２００Ｌ／ｈｒ、好ましくは２０〜１５０Ｌ／ｈｒである。回転外筒（２）ト回転内筒（３）との間の速度差（差速）は、好ましくは０．１〜５ｒｐｍ、より好ましくは０．２〜３ｒｐｍである。遠心力（遠心効果）（Ｇ）は、好ましくは１５００〜３０００程度である。
【００３３】
スラリーは、環状分離室内で固液分離され、水系分散媒体を主成分とする清澄液は、上部から排出される排出液中に含まれる粒子の粒径分布を測定すると、その中心粒径は、原料スラリー中の微粉末の領域内の値を示す。したがって、サブミクロンの微粉末が選択的に除去されていることが分かる。
【００３４】
装置の下部からは、スラッジとして湿潤状態の重合トナー粒子（脱水ケーキ）が排出される。スクリュー式縦型遠心分離機を用いて固液分離することにより得られた湿潤状態の重合トナー粒子の水分含有率（単に、「水分率」と呼ぶことがある）は、好ましくは１０〜２５重量％程度である。
【００３５】
スクリュー式縦型遠心分離機を用いると、従来の横型のスクリューデカンタ型遠心分離機に比べて、外筒と内筒の差速を精密に制御しているため、差速を小さくすることができる。その結果、スクリュー式縦型遠心分離機は、横型のスクリューデカンタ型遠心分離機に比べて、脱水能力が高い。また、内筒の下半部に設けられた小穴から空気を吹き込むことにより、水分除去能力をさらに高めることもできる。したがって、スクリュー式縦型遠心分離機は、より小さな重合トナー粒子にも適用することができる。スクリュー式縦型遠心分離機を用いると、重合トナー粒子を含有するスラリー中のより大きな粒子は、脱水ケーキ（スラッジ）に、より小さな粒子は、排出液（清澄液）へと分かれるため、微粉末除去装置としても利用することができる。
【００３６】
スクリュー式縦型遠心分離機は、スラリーの供給を停止すると、機内に残存するスラリーは、下部から排出される。また、水・空気ノズルから水を噴出させて機内を洗浄し、次いで、空気を噴出させて乾燥させることができるため、品種切り替えを頻繁に行うラインに配置するのに適している。
【００３７】
本発明の製造方法によれば、重合トナーの水分含有率を大幅に低減することができるため、その後の乾燥工程での乾燥時間を大幅に短縮することができる。脱水ケーキの乾燥は、例えば、減圧可能なミキサー中で減圧乾燥することにより効率的に行うことができる。もちろん、他の乾燥手段を採用することもできる。乾燥することにより、微粉末が除去された高品質の重合トナー粒子が回収される。重合トナー粒子の体積平均粒径は、スクリュー式縦型遠心分離機による固液処理前と実質的に変化していない。具体的には、処理前と処理後の体積平均粒径の差は、好ましくは０．３μｍ以内、より好ましくは０．２μｍ以内とすることが可能である。
【００３８】
前記スクリュー式縦型遠心分離機は、トナー製造用装置、特に重合トナー製造用装置として好適である。
【００３９】
３．重合トナー
重合トナーの製造方法としては、懸濁重合法、乳化重合法などがあり、これらの中でも所望の粒径の重合トナーを製造しやすい点で、懸濁重合法が好ましい。乳化重合法を採用する場合には、重合後に凝集させるなどして、粒径を調整することができる。乳化重合法と懸濁重合法とを組み合わせてもよい。重合トナーの製造は、常法に従って行うことができるが、懸濁重合法を中心にその詳細を説明すると、以下の通りである。
【００４０】
重合トナーの製造方法は、少なくとも着色剤と重合性単量体とを含有する重合性単量体組成物を水系分散媒体中で重合する工程を含む。該重合性単量体組成物を重合して着色重合体粒子を生成させるが、所望により、該着色重合体粒子の存在下にシェル用重合性単量体を更に重合させる工程を付加して、コア・シェル型重合体粒子を生成させてもよい。
【００４１】
水系分散媒体としては、一般に、イオン交換水などの水を用いるが、所望により、アルコールなどの親水性溶媒を加えてもよい。重合性単量体組成物には、必要に応じて、架橋性単量体、マクロモノマー、帯電制御剤、離型剤、滑剤、分散助剤、分子量調整剤などの各種添加剤を含有させることができる。重合を開始するために、重合開始剤を使用する。
【００４２】
（１）重合性単量体：
重合性単量体の主成分として、一般に、モノビニル単量体を使用する。モノビニル単量体としては、例えば、スチレンなどの芳香族ビニル単量体；（メタ）アクリル酸；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸イソボニル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリル酸の誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン等のモノオレフィン単量体；これらの２種以上の混合物等が挙げられる。
【００４３】
モノビニル単量体と共に、それぞれ２個以上のビニル基を有する架橋性単量体及び／または架橋性重合体を用いると、ホットオフセット特性を改善することができる。架橋性単量体及び／または架橋性重合体の使用割合は、モノビニル単量体１００重量部に対して、好ましくは１０重量部以下、より好ましくは０．０１〜７重量部である。
【００４４】
モノビニル単量体と共にマクロモノマーを用いると、高温での保存性と低温での定着性とのバランスが良好になるので好ましい。マクロモノマーは、分子鎖の末端に重合可能な炭素−炭素不飽和二重結合を有する巨大分子であり、数平均分子量が通常１，０００〜３０，０００のオリゴマーまたはポリマーである。マクロモノマーの使用割合は、モノビニル単量体１００重量部に対して、好ましくは０．０１〜１０重量部、より好ましくは０．０３〜５重量部である。
【００４５】
（２）着色剤：
着色剤としては、カーボンブラックやチタンホワイトなどのトナーの分野で用いられている各種顔料及び染料を使用することができる。黒色着色剤としては、カーボンブラック、ニグロシンベースの染顔料類；コバルト、ニッケル、四三酸化鉄、酸化鉄マンガン、酸化鉄亜鉛、酸化鉄ニッケル等の磁性粒子；等を挙げることができる。カラートナー用着色剤としては、一般に、イエロー、マゼンタ、シアンなどの各色の顔料が使用される。着色剤は、重合性単量体１００重量部に対して、通常０．１〜５０重量部、好ましくは１〜２０重量部の割合で用いられる。
【００４６】
（３）帯電制御剤：
重合トナーの帯電性を向上させるために、各種の正帯電性または負帯電性の帯電制御剤を重合性単量体組成物中に含有させることが好ましい。帯電制御剤としては、例えば、カルボキシル基または含窒素基を有する有機化合物の金属錯体、含金属染料、ニグロシン、帯電制御樹脂などが挙げられる。帯電制御剤は、重合性単量体１００重量部に対して、通常０．０１〜１０重量部、好ましくは０．１〜１０重量部の割合で用いられる。
【００４７】
（４）離型剤：
オフセット防止または熱ロール定着時の離型性の向上などの目的で、離型剤を重合性単量体組成物中に含有させることができる。離型剤としては、ポリオレフィンワックス、植物系天然ワックス、石油系ワックス及びその変性ワックス、合成ワックス、ジペンタエリスリトールヘキサミリステートなどの多官能エステル化合物、これらの２種以上の混合物などが挙げられる。離型剤の使用割合は、重合性単量体１００重量部に対して、通常０．１〜５０重量部、好ましくは０．５〜２０重量部、より好ましくは１〜１０重量部である。
【００４８】
（５）滑剤・分散助剤：
着色剤の均一分散等を目的として、脂肪酸、脂肪酸金属塩などの滑剤；シラン系またはチタン系カップリング剤等の分散助剤；などを重合性単量体に含有させることができる。このような滑剤や分散剤は、着色剤の重量を基準として、通常１／１０００〜１／１程度の割合で使用される。
【００４９】
（６）重合開始剤：
重合性単量体の重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩；４，４′−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、２，２′−アゾビス〔２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド〕、２，２′−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２′−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物；ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレート、１，１′，３，３′−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート等の過酸化物類；などを挙げることができる。これら重合開始剤と還元剤とを組み合わせたレドックス開始剤を使用することもできる。これらの開始剤の中でも、重合性単量体に可溶な油溶性の重合開始剤を選択することが好ましい。重合開始剤は、重合性単量体１００重量部に対して、通常０．１〜２０重量部、好ましくは０．３〜１５重量部の割合で用いられる。
【００５０】
重合開始剤は、重合性単量体組成物中に予め添加することができるが、早期重合を抑制するために、重合性単量体組成物の液滴形成工程の終了後または重合反応の途中の懸濁液に直接添加することもできる。
【００５１】
（７）分子量調整剤：
分子量調整剤としては、例えば、メルカプタン類、ハロゲン化炭化水素類などを挙げることができる。分子量調整剤は、重合性単量体１００重量部に対して、通常０．０１〜１０重量部、好ましくは０．１〜５重量部の割合で用いられる。
【００５２】
（８）分散安定剤：
分散安定剤としては、難水溶性金属化合物のコロイドが好適である。難水溶性金属化合物としては、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、などの硫酸塩；炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの炭酸塩；りん酸カルシウムなどのりん酸塩；酸化アルミニウム、酸化チタンなどの金属酸化物；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化第二鉄の金属水酸化物；等を挙げることができる。これらの中でも、難水溶性金属水酸化物のコロイドは、重合体粒子の粒径分布を狭くすることができ、画像の鮮明性が向上するので好適である。
【００５３】
難水溶性金属化合物のコロイドとしては、水溶性多価金属化合物水溶液のｐＨを７以上に調整することによって得られる難水溶性の金属水酸化物のコロイドを用いることが好ましい。難水溶性金属化合物のコロイドは、個数粒径分布Ｄ５０（個数粒径分布の５０％累積値）が０．５μｍ以下で、Ｄ９０（個数粒径分布の９０％累積値）が１μｍ以下であることが好ましい。分散安定剤は、重合性単量体１００重量部に対して、通常、０．１〜２０重量部の割合で使用する。
【００５４】
本発明においては、分散安定剤として、水溶性高分子などのその他の分散安定剤を用いることができる。帯電特性の環境依存性が大きくならない範囲内で、界面活性剤を使用することもできる。
【００５５】
（９）重合工程：
重合トナーは、重合性単量体の重合により生成した重合体が結着樹脂となり、その中に着色剤や帯電制御剤、離型剤などの添加剤成分が分散した着色重合体粒子である。この着色重合体粒子をコアとし、その上に重合体層からなるシェルを形成して、コア・シェル型重合体粒子とすることができる。
【００５６】
重合トナーは、例えば、以下の工程により得ることができる。重合性単量体、着色剤、及びその他の添加剤などを混合機を用いて混合し、必要に応じて、メディヤ型湿式粉砕機などを用いて湿式粉砕し、重合性単量体組成物を調製する。次に、重合性単量体組成物を、分散安定剤を含有する水系分散媒体中に分散し、撹拌して、重合性単量体組成物の均一な液滴（体積平均粒径が５０〜１０００μｍ程度の一次液滴）を形成する。重合開始剤は、水系分散媒体中で液滴の大きさが均一になってから水系分散媒体に添加することが好ましい。
【００５７】
水系分散媒体中に重合性単量体組成物の液滴が分散した懸濁液に重合開始剤を添加混合し、さらに、高速回転剪断型撹拌機を用いて、液滴の粒径が目的とする重合トナー粒子に近い小粒径になるまで撹拌する。このようにして形成された微小粒径の液滴（体積平均粒径が１〜１２μｍ程度の二次液滴）を含有する懸濁液を重合反応器に仕込み、通常５〜１２０℃、好ましくは３５〜９５℃の温度で懸濁重合を行う。
【００５８】
懸濁重合により、重合性単量体の重合体中に着色剤などの添加剤成分が分散した着色重合体粒子が生成する。この着色重合体粒子を重合トナーとして使用することができるが、重合トナーの保存性（耐ブロッキング性）、低温定着性、定着時の溶融性などを改善する目的で、懸濁重合によって得られた着色重合体粒子の上に、さらに重合体層を形成して、コア・シェル型構造を有するカプセルトナーとすることができる。
【００５９】
コア・シェル型構造の形成方法としては、前記の着色重合体粒子をコア粒子とし、該コア粒子の存在下にシェル用重合性単量体を更に重合して、コア粒子の表面に重合体層（シェル）を形成する方法が好ましい。シェル用重合性単量体として、コア粒子を構成する重合体成分のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも高いＴｇを有する重合体を形成するものを使用すると、重合トナーの保存性を改善することができる。コア用重合性単量体とシェル用重合性単量体との重量比は、通常４０／６０〜９９．９／０．１、好ましくは６０／４０〜９９．７／０．３である。
【００６０】
シェル用重合性単量体は、コア粒子の平均粒径よりも小さな液滴として重合反応系に添加することが好ましい。シェル用重合性単量体の液滴の粒径を小さくすることにより、コア粒子の周囲に均一な重合体層を形成しやすくなる。シェル用重合性単量体を小さな液滴とするには、シェル用重合性単量体と水系分散媒体との混合物を、例えば、超音波乳化機などを用いて、微分散処理を行い、得られた分散液を重合反応系に添加すればよい。シェル用重合性単量体には、必要に応じて、帯電制御剤を加えることができる。
【００６１】
コア・シェル型構造の重合トナーを製造するには、コア粒子を含有する懸濁液中に、シェル用重合性単量体またはその水系分散液を一括して、あるいは連続的若しくは断続的に添加する。シェル用重合性単量体を添加する際に、水溶性のラジカル開始剤を添加することがシェルを効率良く形成する上で好ましい。水溶性重合開始剤としては、過硫酸塩、２，２′−アゾビス〔２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド〕などのアゾ系開始剤等を挙げることができる。水溶性重合開始剤の使用量は、シェル用重合性単量体１００重量部当り、通常０．１〜５０重量％、好ましくは１〜２０重量％である。シェルの平均厚みは、通常０．００１〜１．０μｍ、好ましくは０．００３〜０．５μｍである。
【００６２】
（１０）重合トナー：
本発明の製造方法により得られる重合トナー（コア・シェル型構造のカプセルトナーを含む）の体積平均粒径（ｄｖ）は、通常２〜１２μｍ、好ましくは３〜８μｍ、より好ましくは３〜７μｍである。重合トナーの体積平均粒径（ｄｖ）／個数平均粒径（ｄｐ）で表される粒径分布は、通常１．７以下、好ましくは１．５以下、より好ましくは１．３以下である。重合トナーの体積平均粒径が大きすぎると、解像度が低下しやすくなる。重合トナーの粒径分布が大きいと、大粒径のトナーの割合が多くなり、解像度が低下しやすくなる。
【００６３】
重合トナーは、長径（ｄｌ）と短径（ｄｓ）との比（ｄｌ／ｄｓ）で表される球形度が、好ましくは１〜１．３、より好ましくは１〜１．２の実質的に球形であることが好ましい。実質的に球形の重合トナーを用いると、感光体上のトナー像の転写材への転写効率が向上する。
【００６４】
重合トナーは、各種現像剤のトナー成分として使用することができるが、非磁性一成分現像剤として使用することが好ましい。重合トナーを非磁性一成分現像剤とする場合には、各種外添剤を混合することができる。外添剤としては、流動化剤や研磨剤などとして作用するシリカなどの無機粒子や有機樹脂粒子が挙げられる。外添剤の使用量は、重合トナー１００重量部に対して、通常０．１〜６重量部である。外添剤を重合トナーに付着させるには、通常、重合トナーと外添剤とをヘンシェルミキサーなどの混合機に入れて攪拌する。
【００６５】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明する。以下の実施例及び比較例において、「部」及び「％」は、特に断りのない限り、重量（質量）基準である。測定法は、以下の通りである。
【００６６】
（１）粒度分布の測定：
トナーの体積平均粒径（ｄｖ）と粒径分布（ｄｖ／ｄｐ）は、マルチサイザー（ベックマン・コールター社製）により測定した。このマルチサイザーによる測定は、アパーチャー径＝１００μｍ、媒体＝イソトンＩＩ、濃度＝１０％、測定粒子個数＝１００，０００個の条件で行った。
【００６７】
（２）水分率の測定
重合トナーの水分率の測定は、含水重合トナーをアルミニウム皿に採取して精秤（Ａ［ｇ］）し、１０５℃に設定した乾燥機に２時間放置した後、冷却して精秤（Ｂ［ｇ］）し、以下の式より計算して求めた。
含水率（％）＝（（Ａ−Ｂ）／Ａ）×１００
【００６８】
［合成例１］重合トナーの調製：
スチレン８９．０部及びｎ−ブチルアクリレート１１．０部からなるコア用重合性単量体１００部、ポリメタクリル酸エステルマクロモノマー（東亜合成化学工業社製、商品名「ＡＡ６」、Ｔｇ＝９４℃）０．２５部、ジビニルベンゼン０．７２５部、ｔ−ドデシルメルカプタン１．２部、カーボンブラック（三菱化学社製、商品名「＃２５Ｂ」）６部、帯電制御樹脂（藤倉化成社製、商品名「ＦＣＡ−６２６Ｍ」）１部、ワックス（日本油脂社製、商品名「Ｗ６６３」）１０部をメディア型湿式粉砕機を用いて湿式粉砕を行い、コア用重合性単量体組成物を得た。
【００６９】
イオン交換水２１５部に塩化マグネシウム９．０部を溶解した水溶液に、イオン交換水４５部に水酸化ナトリウム５．５部を溶解した水溶液を撹拌下で徐々に添加して、水酸化マグネシウムコロイドの分散液を調製した。生成したコロイドの粒径分布をＳＡＬＤ粒径分布測定器（島津製作所社製）で測定したところ、Ｄ５０（個数粒径分布の５０％累積値）が０．３５μｍで、Ｄ９０（個数粒径分布の９０％累積値）が０．６２μｍであった。
【００７０】
他方、メチルメタクリレート（Ｔｇ＝１０５℃）２部と水６５部を超音波乳化機にて微分散化処理して、シェル用重合性単量体の水分散液を得た。シェル用重合性単量体の液滴の粒径は、Ｄ９０が１．６μｍであった。
【００７１】
上記で得られた水酸化マグネシウムコロイド分散液（コロイド量９部）に、コア用重合性単量体組成物を投入し、液滴が安定するまで撹件し、そこにｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート（日本油脂社製、商品名「パーブチルＯ」）６部を添加した後、エバラマイルダー（荏原製作所社製）を用いて高剪断撹絆して、コア用単量体組成物の液滴を造粒した。
【００７２】
造粒したコア用単量体組成物が分散された水酸化マグネシウムコロイド分散液に四ホウ酸ナトリウム十水和物を１部添加し、撹拌翼を装着した反応器に入れ、８５℃で重合反応を開始させ、重合転化率がほぼ１００％に達した後、前記シェル用重合性単量体の水分散液に水溶性開始剤［和光純薬社製、商品名「ＶＡ−０８６」＝２，２′−アゾビス〔２−メチル−Ｎ−（２−ハイドロキシエチル）−プロピオンアミド〕］０．３部を溶解し、それを反応器に添加した。４時間重合を継続した後、反応を停止し、コア・シェル型の着色重合体粒子の水分散液を得た。
【００７３】
［実施例１］
合成例１で得られたコア・シェル型着色重合体粒子の水分散液（スラリー）を撹件しながら、硫酸を添加しｐＨを４以下にして酸洗浄を行った。この水分散液の一部を採り出して測定した着色重合体粒子の体積平均粒径は、５．７２μｍであった。次いで、スラリーをスクリュー式縦型遠心分離機に連続的に投入して、固液分離を行った。その際の条件は、遠心力が２０００Ｇ、内筒と外筒の差速が０．５回転になるように設定し、スラリーを５０Ｌ／ｈｒの割合で供給した。その結果、得られた湿潤状態の重合トナー粒子（脱水ケーキ）の含水率を測定したところ、１５％であった。
【００７４】
その後、脱水ケーキ９０ｋｇをＳＶミキサー（神鋼パンテック社製）を用い、水分率が０．５％になるまで減圧乾燥を行ったところ、乾燥に要した時問は、２時問であった。乾燥した重合トナー粒子の体積平均粒径は、５．７７μｍであった。　結果を表１に示す。
【００７５】
［比較例１］
合成例１で得られたコア・シェル型着色重合体粒子の水分散液（スラリー）を撹件しながら、硫酸を添加しｐＨを４以下にして酸洗浄を行った。次いで、スラリーを横型のスクリューデカンタ型遠心分離機に連続的に投入して、固液分離を行った。その際の条件は、遠心力が５５００Ｇ、内筒と外筒の差速が１０回転になるように設定し、スラリーを５０Ｌ／ｈｒの割合で供給した。その結果、得られた湿潤状態の重合トナー粒子（脱水ケーキ）の含水率を測定したところ、２６％であった。
【００７６】
その後、脱水ケーキ９０ｋｇをＳＶミキサー（神鋼パンテック社製）を用い、水分率が０．５％になるまで減圧乾燥を行ったところ、乾燥に要した時間は、４．５時問であった。乾燥後の重合トナー粒子の体積平均粒径は、５．７２μｍであった。結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
2004133326.tif 000002
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、重合工程後、生成した着色重合体粒子を含有する水系分散媒体から、効率的な固液分離により、水分含有率が小さく、微粒子が除去された着色重合体粒子を得ることが可能な重合トナーの製造方法が提供される。特に、本発明によれば、体積平均粒径が小さな重合トナーであっても、重合工程後、効率的に固液分離することができると同時に、微粉末の除去も行うことができる重合トナーの製造方法が提供される。また、スクリュー式縦型遠心分離機は、トナー製造用装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用するスクリュー式縦型遠心分離機の一例の主要部を示す断面略図である。
【符号の説明】
１：スクリュー式縦型遠心分離機、
２：回転外筒、
３：回転内筒、
４：スクリュー羽根、
５：分流リブ板、
６：原液供給手段、
７：原液、
８：清澄液出口、
９：清澄液、
１０：スラッジ、
１１：スラッジ排出口、
１２：遊星歯車機構、
１３：第一モータ（主モータ）、
１４：第二モータ（差速モータ）、
１５：回転駆動装置、
１６：水・空気供給管。
【図１】
2004133326.tif 000003