(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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媒体中で重合して着色重合体粒子分散液を得る工程を含むトナーの製造方法において、
分散安定剤を含有する水系媒体中で、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重合して着色重合体粒子分散液を得る工程ａ；
着色重合体粒子分散液から揮発成分を除去する工程ｂ；
着色重合体粒子分散液に酸またはアルカリを添加して、酸またはアルカリによる洗浄を行う工程ｃ；
着色重合体粒子分散液を脱水し、着色重合体粒子を水洗浄する工程ｄ；及び
着色重合体粒子を乾燥する工程ｅ；
の各工程をａからｅへ順次配置することにより着色重合体粒子を製造し、
その際、前記の工程ａ、工程ｂ、及び工程ｃの内の少なくとも工程ａで得られた着色重合体粒子分散液を、９０℃以下の温度で、
三角形の断面形状のウェッジワイヤーを等間隔で並べて幅０．０５〜１．０ｍｍのスリットを形成させたウェッジワイヤースクリーンを、該ウエッジワイヤーの三角形の頂点が外側を向くように円筒状にしたドラムスクリーンと、これを回転させる回転駆動装置と、ドラムスクリーンの内周に螺旋状に固定されている排出羽根とを備えた回転式ドラムスクリーン型濾過装置に供給し、
着色重合体粒子分散液から粗大粒子を除去する工程を配置する
ことを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項２】
前記工程ａで得られた着色重合体粒子分散液から粗大粒子を除去した後、前記工程ｂで得られた着色重合体粒子分散液を前記回転式ドラムスクリーン型濾過装置に供給し、着色重合体粒子分散液から粗大粒子を除去する工程をさらに配置する請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記工程ａで得られた着色重合体粒子分散液から粗大粒子を除去した後、前記工程ｃで得られた着色重合体粒子分散液を前記回転式ドラムスクリーン型濾過装置に供給し、着色重合体粒子分散液から粗大粒子を除去する工程をさらに配置する請求項１または２記載の製造方法。
【請求項４】
前記工程ｂにおいて、着色重合体粒子分散液の固形分濃度５〜４０重量％、該分散液温度６０〜９０℃で、５〜７０ｋＰａの圧力下に揮発成分の除去を行う請求項１乃至３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
体積平均粒径２〜８μｍの着色重合体粒子を得る請求項１乃至４のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、着色重合体粒子分散液から粗大粒子を除去するトナーの製造方法に関し、さらに詳しくは特定の濾過装置を用いて着色重合体粒子分散液中の粗大粒子を効率よく除去する方法に関するものである。また、本発明の方法は、カブリや白筋などの画像品質劣化の少ない電子写真用トナーを製造する方法に好適に用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真装置や静電記録装置等において使用されるトナーは、例えば、（１）結着樹脂を着色剤、静電制御剤、離型剤等と混練し、粉砕し、分級して着色粒子を得る粉砕法や、（２）重合性単量体、又は重合性単量体、着色剤、静電制御剤、離型剤等の混合物を、懸濁重合、乳化重合又は分散重合し、必要に応じて凝集又は会合させて着色重合体粒子を得る重合法により製造されている。
【０００３】
重合法による場合には、着色剤と重合性単量体を重合して得られた着色重合体粒子分散液から未反応の重合性単量体を除去し、酸又は水等による洗浄により無機塩類を除去した後、必要に応じて分級工程を経、次いで外添剤を添加する外添工程を経てトナーを得ることができる。このようにして得られるトナーは流動性に優れ、粒径分布がシャープであって、高解像度の現像に適したものである。
【０００４】
しかしながら、このような重合法によるトナーの製造方法においては、次のような問題点があった。
（１）重合性単量体の重合温度は、通常、得られる重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）付近になることがあるため、反応中に生成した重合体が溶融し、これがスケールとして粗大粒子になりやすい。また、重合後に得られる着色重合体粒子分散液を重合工程以降の工程に移送し、処理する場合に、反応槽内に粗大粒子が残存していると、それが核となって粗大粒子がさらに成長、増大して、収率低下を招く場合があった。特に粗大粒子が多い場合には、分級処理後であっても粗大粒子が一部製品トナー中に混入し、白スジが発生する等の画像品質に悪影響を与える。さらに、スケール状の粗大粒子が多い状態で重合以降の工程に移送し、処理する場合においては、移送管の詰まりや流量低下等の移送不良が発生する場合があった。
【０００５】
(２)未反応の重合性単量体を除去する工程においては、除去効率の観点から、処理温度を高くすることが望まれる。また、除去工程中においては着色重合体粒子分散液の固形分濃度が上昇するため粗大粒子が発生し易い。そして、この工程で発生した粗大粒子も重合工程で発生した粗大粒子と同様に粗大粒子のさらなる成長、収率の低下、画像品質の劣化、製造時における移送不良を引き起こす場合があった。
【０００６】
（３）また、酸又は水等により洗浄する工程においては、洗浄によって着色重合体粒子の周りに付いていた分散安定剤や乳化剤がなくなり、かつ中和熱やｐＨ変化により重合体粒子が凝集しやすくなるため、粗大粒子が発生し易い。そして、この工程で発生した粗大粒子も重合工程で発生した粗大粒子と同様に粗大粒子のさらなる成長、収率の低下、画像品質の劣化、製造時における移送不良を引き起こす場合があった。
そこで、通常は、上記各工程の後に篩を設置して、その篩に着色重合体粒子分散液を通過させて、粗大粒子を除去している。しかしながら、この方法では、該分散液の粗大粒子の除去条件（処理流量、篩の種類）によっては、篩が目詰まりを起こして粗大粒子の除去が十分でなかったり、篩を何段階かに分けて通過させる必要があったり、篩の交換が必要になったりする問題が残る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上記問題のない、着色重合体粒子分散液から効率よくかつ安定して粗大粒子を除去する工程を含むトナーの製造方法を提供することにある。本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、着色剤と重合性単量体を含有する重合性単量体組成物を重合して得られる着色重合体粒子分散液から粗大粒子を除去するにあたり、特定の構造を有する濾過装置を用いればよいことを見出し、この知見に基づいてさらに研究を進め、本発明を完成するに至った。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かくして本発明によれば、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媒体中で重合して着色重合体粒子分散液を得る工程を含むトナーの製造方法において、
分散安定剤を含有する水系媒体中で、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重合して着色重合体粒子分散液を得る工程ａ；
着色重合体粒子分散液から揮発成分を除去する工程ｂ；
着色重合体粒子分散液に酸またはアルカリを添加して、酸またはアルカリによる洗浄を行う工程ｃ；
着色重合体粒子分散液を脱水し、着色重合体粒子を水洗浄する工程ｄ；及び
着色重合体粒子を乾燥する工程ｅ；
の各工程をａからｅへ順次配置することにより着色重合体粒子を製造し、
その際、前記の工程ａ、工程ｂ、及び工程ｃの内の少なくとも工程ａで得られた着色重合体粒子分散液を、９０℃以下の温度で、
三角形の断面形状のウェッジワイヤーを等間隔で並べて幅０．０５〜１．０ｍｍのスリットを形成させたウェッジワイヤースクリーンを、該ウエッジワイヤーの三角形の頂点が外側を向くように円筒状にしたドラムスクリーンと、これを回転させる回転駆動装置と、ドラムスクリーンの内周に螺旋状に固定されている排出羽根とを備えた回転式ドラムスクリーン型濾過装置に供給し、
着色重合体粒子分散液から粗大粒子を除去する工程を配置する
ことを特徴とするトナーの製造方法が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
粗大粒子の除去方法は、重合性単量体とを含有する重合性単量体組成物を重合して得られた重合体粒子分散液から粗大粒子を除去するにあたり、円筒状のドラムスクリーンと、これを回転させる回転駆動装置とからなる回転式ドラムスクリーン型濾過装置を用いることを特徴とするものである。
【００１０】
粗大粒子の除去方法は、重合性単量体を含有する重合性単量体組成物を重合して得られる重合体粒子分散液に適用できる。重合性単量体を含む重合性単量体組成物を重合する方法としては、重合性単量体を含有する重合性単量体組成物を水系媒体中で懸濁重合、乳化重合又は分散重合させ、必要に応じて凝集させる方法が挙げられる。
【００１１】
粗大粒子の除去方法は、前記の方法により得られる重合体粒子分散液であれば特に限定されない。
【００１２】
粗大粒子の除去方法に適用できる重合性単量体としては、モノビニル系単量体、架橋性単量体、マクロモノマー等を挙げることができる。
【００１３】
モノビニル系単量体としては、具体的にはスチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル系単量体；（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、プロピレン等のモノオレフィン単量体；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル；ビニルメチルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン；２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン等の含窒素ビニル化合物；等が挙げられる。
モノビニル系単量体は、単独で用いても、複数の単量体を組み合わせて用いても良い。これらモノビニル系単量体のうち、芳香族ビニル系単量体単独、芳香族ビニル系単量体と（メタ）アクリル酸の誘導体との併用などが好適に用いられる。
【００１４】
モノビニル系単量体と共に、架橋性単量体又は架橋性重合体を用いることもできる。架橋性単量体は、重合可能な炭素−炭素不飽和二重結合を２以上有する単量体である。具体的には、ジビニルベンゼンおよびこれらの誘導体等の芳香族ジビニル化合物；エチレングリコールジメタクリレート、等のジエチレン性不飽和カルボン酸エステル；Ｎ，Ｎ−ジビニルアニリン等のビニル基を２個有する化合物、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル等のビニル基を３個以上有する化合物等を挙げることができる。架橋性重合体は、重合体中に２個以上のビニル基を有する重合体のことであり、具体的には、分子内に２個以上の水酸基を有するポリエチレングリコール等の単量体と、アクリル酸やメタクリル酸等の不飽和カルボン酸単量体を縮合反応することにより得られるエステルを挙げることができる。これらの架橋性単量体又は架橋性重合体は、それぞれ単独で、あるいは２種以上組み合わせて用いることができる。使用量は、モノビニル単量体１００重量部当たり、通常１０重量部以下、好ましくは、０．１〜２重量部である。
【００１５】
また、モノビニル系単量体と共に、マクロモノマーを用いることもできる。マクロモノマーは、分子鎖の末端にビニル重合性官能基を有するもので、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。マクロモノマー分子鎖の末端に有るビニル重合性官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基などを挙げることができ、共重合のしやすさの観点からメタクリロイル基が好ましい。
【００１６】
マクロモノマーの具体例としては、スチレン、スチレン誘導体、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等を単独でまたは２種以上を重合して得られるマクロモノマー、ポリシロキサン骨格を有するマクロモノマーなどを挙げることができるが、その中でも、親水性のもの、特にメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステルを単独でまたはこれらを組み合わせて重合して得られるマクロモノマーが好ましい。
マクロモノマーを使用する場合、その量は、モノビニル系単量体１００重量部に対して、通常、０．０１〜１０重量部、好適には０．０３〜５重量部、さらに好適には０．０５〜１重量部である。
【００１７】
重合性単量体組成物には、前記重合性単量体のほかに、他の添加剤を含有させることができる。他の添加剤としては、離型剤、分子量調整剤等が挙げられる。
【００１８】
離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリブチレンなどのポリオレフィンワックス類；キャンデリラ、カルナウバ、ライス、木ロウ、ホホバなどの植物系天然ワックス；パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラクタムなどの石油系ワックスおよびその変性ワックス；フィッシャートロプシュワックスなどの合成ワックス；ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラパルミテート、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；などが挙げられる。
これらは１種あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１９】
これらのうち、合成ワックス、末端変性ポリオレフィンワックス類、石油系ワックス、多官能エステル化合物などが好ましい。多官能エステル化合物のなかでも示差走査熱量計により測定されるＤＳＣ曲線において、昇温時の吸熱ピーク温度が３０〜２００℃、好ましくは４０〜１６０℃、更に好ましくは５０〜１２０℃の範囲にあるペンタエリスリトールエステルや、同吸熱ピーク温度が５０〜８０℃の範囲にあるジペンタエリスリトールエステルなどの多価エステル化合物である。上記離型剤の量は、重合性単量体１００重量部に対して、通常０．５〜５０重量部、好ましくは１〜２０重量部である。
【００２０】
分子量調整剤としては、例えば、ｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタンなどのメルカプタン類；四塩化炭素、四臭化炭素などのハロゲン化炭化水素類；を例示することができる。上記分子量調整剤は、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。
【００２１】
粗大粒子の除去方法において、重合性単量体組成物の重合方法としては、懸濁重合、乳化重合、分散重合などが挙げられ、いずれの方法を採用してもよい。例えば、重合性単量体組成物を分散安定剤を含有する水系媒体中に投入、攪拌して液滴粒子を造粒し、必要に応じて重合開始剤の存在下に、攪拌しながら、昇温して重合する方法を挙げることができる。
【００２２】
分散安定剤としては、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、炭酸カルシウムなどの炭酸塩；リン酸カルシウムなどのリン酸塩；酸化アルミニウム、酸化チタン等の酸化物；などの金属化合物や、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物；ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ゼラチン等の水溶性高分子；アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤等を挙げることができる。これらのうち、金属化合物、特に難水溶性の金属水酸化物のコロイドを含有する分散剤は、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。特に架橋性モノマーを共重合させなかった場合には、難水溶性金属水酸化物のコロイドを含有する分散剤が、重合体粒子の分散安定性を改善するために好適である。
上記分散安定剤は、重合性単量体１００重量部に対して、通常、０．１〜２０重量部、好ましくは０．３〜１０重量部の割合で用いられる。この割合が少ないと充分な重合安定性や分散安定性を得ることが困難であり、凝集物が生成し易くなる。逆に、この割合が多いと重合体粒子の粒径が細かくなりすぎるので好ましくない。
【００２３】
水系媒体中には、上記分散安定剤の他に、水溶性の有機化合物、あるいは無機化合物が含有されていてもよい。その中でも、水溶性オキソ酸塩が好ましい。水溶性オキソ酸塩としては、ホウ酸塩、リン酸塩、硫酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、硝酸塩等が挙げられ、その中でもケイ酸塩、ホウ酸塩又はリン酸塩が好ましく、ホウ酸塩が特に好ましい。水溶性オキソ酸塩は、上記分散安定剤１００重量部に対して、通常０．１〜１０００重量部、好ましくは１〜１００重量部の割合で用いられる。水溶性オキソ酸塩は、溶解させて水系媒体中に含有させる。
【００２４】
重合開始剤としては、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’−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物；メチルエチルパーオキシド、アセチルパーオキシド、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−ブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート等の過酸化物類などを例示することができる。上記重合開始剤は、重合性単量体１００重量部に対して、０．１〜２０重量部、好ましくは０．３〜１５重量部、更に好ましくは０．５〜１０重量部の割合で用いられる。
【００２５】
重合性単量体の重合は一段で行ってもよいし、二段以上の重合を行ってもよい。二段以上の重合を行う方法としては、（１）最初に重合する単量体（コア用重合性単量体）とその後に重合する単量体（シェル用重合性単量体）の組成をかえて、まず低Ｔｇのコアを形成させ、ついで高Ｔｇの層（シェル）を形成させる方法、（２）最初に単量体を重合させ粒子を形成させた後、任意の重合体成分を添加して当該粒子に重合体成分を吸着または固着させる方法などがあり、これらの方法によれば、コア・シェル型の重合体粒子を製造することもできる。
【００２６】
粗大粒子を除去する方法に使用する回転式ドラムスクリーン型濾過装置について、図面を用いて詳述する。図１は、本発明の一実施態様を示す回転式ドラムスクリーン型濾過装置の概念図である。図１において、ドラムスクリーン１の一端の口には、重合体粒子分散液の供給口２が、他端の口には除去された粗大粒子を排出する粗大粒子の排出口３が設けられている。供給口２には、重合体粒子分散液の供給管４が配置されている。排出口３には排出する粗大粒子を受ける排出シュート５が設けられている。ドラムスクリーン１の下部には粗大粒子を除去した後の重合体粒子分散液を受けるための液受け６が設けられている。
【００２７】
粗大粒子を除去する方法において、ドラムスクリーン１の内周に、排出羽根８がドラムスクリーン１の一端の重合体粒子分散液供給口２から他端の粗大粒子排出口３へ向けて螺旋状に固定されていることが好ましい。ドラムスクリーンの内周が前記構造を有していることにより、ドラムスクリーンの回転によって粗大粒子を粗大粒子排出口３へ容易に送ることができる。羽根の構造は、スクリーン上に残った粗大粒子がドラムスクリーンの回転によって粗大粒子排出口へ向けて移動するような構造をとっていればよく、特に限定されない。
【００２８】
ドラムスクリーン１は、一対のローラー９、１０に載置され、ひとつのローラー９は、モーター（図示しない）により回転（図中の矢印１１）し、ローラー９の回転によりドラムスクリーン１が回転する（図中の矢印１２）。
【００２９】
ドラムスクリーン１の外周の上半分の位置には、洗浄水給水管１３にドラムスクリーン１に向けて昇圧ポンプ１４で昇圧された高圧水を噴出する複数の高圧水ノズル１５が配設されている。この高圧水ノズル１５は、ドラムスクリーン内に付着した粗大粒子を落とすためのものである。高圧水ノズル１５は、ドラムスクリーン１の回転軸方向に固定して配設してもよいし、高圧水の噴出する位置を移動させてドラムスクリーン１の洗浄を効率的に行うように、シリンダ１６によりドラムスクリーン１の回転軸方向に往復運動可能に配設してもよい。なお、この操作は、通常、ドラムスクリーンに詰まった粗大粒子を落とす時に行うものであり、重合体粒子分散液中の粗大粒子の除去する際には行わない。
図１のような構造を有する回転式スクリーンドラム型濾過装置の具体例としては、ＴＳドラムスクリーン（東洋スクリーン工業株式会社製）が挙げられる。
【００３０】
回転式ドラムスクリーン型濾過装置を用いて、上記方法で得られた重合体粒子分散液から粗大粒子を除去する操作について、図１を用いて以下に説明する。
【００３１】
図１において、モーター（図示しない）によるローラー９、１０の回転（図中の矢印１１）によりドラムスクリーン１を回転させる（図中の矢印１２）。そして、回転するドラムスクリーンの供給口２からドラムスクリーン内に重合体粒子分散液を供給する（図中の矢印１７）。供給量は、使用する回転式ドラムスクリーン型濾過装置の大きさに応じて調節すればよい。ドラムスクリーン１内では、重合体粒子分散液はスクリーンで該分散液中の粗大粒子が除去され、粗大粒子除去後の重合体粒子分散液はドラムスクリーンを通って下部から外部へ排出され(図中の矢印１８)、粗大粒子は螺旋状の排出羽根による送り機構により粗大粒子排出口３へ向かって移動し、粗大粒子排出口３へ排出される（図中の矢印１９）。ドラムスクリーンの回転数は、重合体粒子分散液の流量、除去する粗大粒子の大きさなどに応じて適宜調節すればよい。通常は、３〜３０ｒｐｍの範囲である。
【００３２】
スクリーンをクリーニングする時は、ドラムスクリーンを回転させ、ドラムスクリーンの周りに設けられた高圧水ノズル１４から噴出する高圧水によりドラムスクリーンに付着した粗大粒子等を下に落として、排出羽根により排出すればよい。
【００３３】
粗大粒子を除去する方法において、ドラムスクリーン１は、円筒状のドラムスクリーンが、三角形の断面形状を有するウェッジワイヤーを等間隔で並べてスリットを形成させたウェッジワイヤースクリーンを円筒状にしたスクリーンであることが好ましい。ドラムスクリーンとしてウェッジワイヤースクリーンを円筒状にしたスクリーンを用いることにより、（１）目詰まりの防止、（２）スクリーンの耐久性やスクリーン面の平滑性を向上させることができ、効率よく重合体粒子分散液中の粗大粒子を除去することができる。
【００３４】
ウェッジワイヤーの材質としては、ステンレス鋼、チタン、ニッケル合金等の金属が挙げられるが、強度や腐食性などを考慮して適宜選択すればよい。ウェッジワイヤースクリーンの種類としては、冷間成形したワイヤーをサポートロッド上に等間隔に配列し、その後、サポートロッドに圧着電溶接し、スリットを形成させた溶接式ウェッジワイヤー（１）、丸い素線を冷間で逆三角形にプレス成形し、ループ部にロッドを通してスリットを形成させたループ式ウェッジワイヤー（２）などが挙げられる。ウェッジワイヤーの配列方法としては、サポートロッドに対して平行になるように配列する方法、サポートロッドに対して直角になるように配列する方法、サポートロッドに対して斜めに配列する方法などが挙げられるが特に限定されない。
【００３５】
上記ウェッジワイヤーを円筒状にする方法としては、前記（１）又は（２）でスリットを形成させたウェッジワイヤースクリーンを、ウェッジワイヤーをその長さ方向に曲げて円筒状にする方法；ウェッジワイヤーの配列方向に曲げて円筒状にする方法などが挙げられるが特に限定されない。また、断面の三角形の向きとしては、（Ａ）三角形の頂点がドラムスクリーンの外側を向く場合と、（Ｂ）三角形の頂点がドラムスクリーンの内側を向く場合とがあるが、スクリーン面の平滑性の点から、（Ａ）が好ましい。
【００３６】
粗大粒子の除去方法において、スクリーンのスリット幅は、除去する粗大粒子の大きさに応じて適宜調節すればよい。通常は、０．０５〜１．０ｍｍの範囲である。図２にウェッジワイヤースクリーンの一例（溶接式ウェッジワイヤーをワイヤーの配列方向に曲げて円筒状にしたもので断面の三角形の向きは三角形の頂点がドラムスクリーンの外側を向いている）の断面模式図を示す。なお、図では省略しているが、破線部分も三角形の断面形状のワイヤーは全円周にわたって配列している。
【００３７】
上記の粗大粒子の除去方法は、本発明のトナーの製造方法において好適に使用できる。
【００３８】
本発明のトナーの製造方法は、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重合して着色重合体粒子分散液を得る工程と、円筒状のドラムスクリーンと、これを回転させる回転駆動装置とからなる回転式ドラムスクリーン型濾過装置を用いて、着色重合体粒子分散液から粗大粒子を除去する工程とを含むものである。
【００３９】
本発明のトナーの製造方法において、着色重合体粒子分散液は、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重合することにより得られる。
【００４０】
本発明のトナーの製造方法に適用できる重合性単量体としては、本発明の除去方法に適用できる重合体粒子分散液を得るために用いられる重合性単量体が挙げられる。
【００４１】
着色剤としては、黒色着色剤、カラー用着色剤があげられる。
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；などを挙げることができる。カーボンブラックを用いる場合、一次粒径が２０〜４０ｎｍであるものを用いる。一次粒径が２０ｎｍより小さいとカーボンブラックの分散が得られず、かぶりの多いトナーになる。一方、４０ｎｍより大きいと、多価芳香族炭化水素化合物、例えばベンズピレン等の量が多くなって、環境安全上の問題を起こすことがある。
【００４２】
カラー用着色剤としては、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤が挙げられる。
イエロー着色剤としては、アゾ系顔料、縮合多環系顔料等の化合物が用いられる。具体的にはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー３、１２、１３、１４、１５、１７、６２、６５、７３、８３、９０、９３、９７、１２０、１３８、１５５、１８０及び１８１、１８５及び１８６等が挙げられる。
マゼンタ着色剤としては、アゾ系顔料、縮合多環系顔料等の化合物が用いられる。具体的にはＣ．Ｉ．ピグメントレッド４８、５７、５８、６０、６３、６４、６８、８１、８３、８７、８８、８９、９０、１１２、１１４、１２２、１２３、１４４、１４６、１４９、１６３、１７０、１８４、１８５、１８７、２０２、２０６、２０７、２０９及び２５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９等が挙げられる。
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物等が利用できる。具体的にはＣ．Ｉ．ピグメントブルー２、３、６、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１６、１７、及び６０等が挙げられる。
こうした着色剤の量は、重合性単量体１００重量部に対して１〜１０重量部である。
【００４３】
重合性単量体組成物には、前記着色剤及び重合性単量体のほかに、他の添加剤を含有させることができる。他の添加剤としては、帯電制御剤、離型剤、分子量調整剤等が挙げられる。
【００４４】
帯電制御剤としては、従来からトナーに使用されている帯電制御剤を用いることができる。例えば、ボントロンＮ−０１（オリエント化学工業社製）、ニグロシンベースＥＸ（オリエント化学工業社製）、スピロンブラックＴＲＨ（保土ケ谷化学工業社製）、Ｔ−７７（保土ケ谷化学工業社製）、ボントロンＳ−３４（オリエント化学工業社製）、ボントロンＥ−８１（オリエント化学工業社製）、ボントロンＥ−８４（オリエント化学工業社製）、ＣＯＰＹ  ＣＨＡＲＧＥ  ＮＸ（クラリアント社製）、ＣＯＰＹ  ＣＨＡＲＧＥ  ＮＥＧ（クラリアント社製）等の帯電制御剤が挙げられ、また、特開昭６３−６０４５８号公報、特開平３−１７５４５６号公報、特開平３−２４３９５４号公報、特開平１１−１５１９２号公報などの記載に準じた４級アンモニウム（塩）基含有共重合体や、特開平１−２１７４６４号公報、特開平３−１５８５８号公報などの記載に準じたスルホン酸（塩）基含有共重合体を合成して、帯電制御剤（以下、「帯電制御樹脂」という。）として用いることもできる。
【００４５】
これらの中でも、帯電制御樹脂を使用することが好ましい。帯電制御樹脂は、結着樹脂との相溶性が高く、無色であり高速でのカラー連続印刷においても帯電性が安定したトナーを得ることができるので好ましい。
帯電制御樹脂のガラス転移温度は、通常４０〜８０℃、好ましくは４５〜７５℃、さらに好ましくは４５〜７０℃である。これよりも低いとトナーの保存性が悪くなり、逆に高いと定着性が低下することがある。
帯電制御剤の量は、重合性単量体１００重量部に対して、通常０．０１〜２０重量部、好ましくは０．１〜１０重量部である。
【００４６】
離型剤、及び分子量調整剤としては、本発明の除去方法に適用できる重合体粒子分散液を得るために用いられるものが挙げられる。
【００４７】
本発明のトナーの製造方法において、重合性単量体組成物の重合方法としては、上記の粗大粒子の除去方法に適用できる重合体粒子分散液を得るために用いられる重合方法が挙げられる。
【００４８】
本発明のトナーの製造方法においては、得られた着色重合体粒子分散液を重合工程以降の工程に移送、処理する場合、反応槽内に粗大粒子が残存していると、それが核となって粗大粒子がさらに成長、増大して、収率低下を引き起こしたり、分級工程に大きな負担をかけたりすることになる。
【００４９】
したがって、本発明のトナーの製造方法においては、重合により得られた着色重合体粒子分散液を重合工程以降の工程に移送又は処理する前に前記回転式ドラムスクリーン型濾過装置を用いて、着色重合体粒子分散液中の粗大粒子の除去を行うことが好ましい。粗大粒子を除去する時の着色重合体粒子分散液の温度は、９０℃以下、好ましくは８０℃以下である。分散液の温度を９０℃以下とすることにより、移送中の粗大粒子の発生を防止することができる。
【００５０】
本発明のトナーの製造方法においては、着色重合体粒子分散液から揮発性成分を除去する工程を含むことが好ましい。揮発性成分とは、未反応の重合性単量体、有機溶媒、重合開始剤残渣、分子量調整剤などが挙げられる。これらを除去することによって着色重合体粒子をトナーとして使用したときに、画像定着時の加熱等により発生する不快な臭気や、印字不良、トナー保管中に発生するブロッキングなどを防止することができる。
【００５１】
揮発性成分の除去方法には特に制限はなく、例えば、着色重合体粒子分散液に減圧雰囲気下でスチームや窒素などの気体を吹き込みながらあるいは水を添加しながら水とともに留去する方法；着色重合体粒子分散液を減圧雰囲気下において水とともに蒸発させる方法；着色重合体粒子分散液を外部熱交換機で加熱して減圧雰囲気の中に注入してフラッシングさせる方法；重合体粒子分散液を蒸留塔の塔頂から供給し、塔底で水分散液を加熱し又は水分散液にスチームを吹き込んで蒸留する方法などが挙げられる。揮発性成分を除去するために水分散液は、通常（重合体粒子の溶融開始温度−１５）℃〜１００℃、好ましくは６０〜９０℃の温度にする。揮発性成分を除去するときの圧力は通常、５〜７０ｋＰａ、好ましくは２０〜６０ｋＰａである。
【００５２】
本発明のトナーの製造方法において、着色重合体粒子分散液から前記ドラムスクリーン型濾過装置を用いて、粗大粒子を除去する工程を、前記揮発性成分を除去する工程の後に設けることが好ましい。粗大粒子を除去する工程を揮発性成分を除去する工程の後に設けることにより、前記揮発性成分を除去する工程において発生する粗大粒子を除去することができ、さらなる粗大粒子の発生や製造時における移送不良などの防止することができる。
【００５３】
本発明のトナーの製造方法において、前記粗大粒子を除去する工程の後に、着色重合体粒子分散液中の着色重合体粒子を洗浄する工程を含むことが好ましい。着色重合体粒子を洗浄する方法としては、酸又はアルカリによる洗浄、水による洗浄が挙げられる。
【００５４】
酸洗浄又はアルカリ洗浄は、中性域では非水溶性あるいは難水溶性であるが、酸性又はアルカリ性域で水溶性となる物質を除去するために行われる。酸又はアルカリ洗浄の方法は特に限定されない。例えば、分散液に酸又はアルカリを添加して攪拌する方法；分散液を脱水しケーキ状にした後、酸又はアルカリをケーキに吹きかける方法などが挙げられる。酸洗浄においては水分散液のｐＨを６．５以下に調整するのが好ましい。調整には、硫酸、塩酸などの鉱酸；カルボン酸などの有機酸を用いる。特に硫酸が好適である。アルカリ洗浄においては、アンモニア、アミン類、アルカリ金属の水酸化物などを用いる。
【００５５】
水洗浄は、中性域で水溶性の物質を除去するためと、酸又はアルカリ洗浄において酸性又はアルカリ性になった媒体を中性域に戻すために行われる。水洗浄の方法の具体例としては、分散液を脱水してケーキ状にし、これを洗浄水に分散し攪拌する方法；分散液を脱水してケーキ状にした後洗浄水を吹きかける方法などが挙げられる。
【００５６】
分散液を脱水する方法は特に限定されず、例えば、加圧ろ過、真空ろ過、遠心ろ過などの方法が挙げられる。これらのうち遠心ろ過法が好適である。
濾過脱水装置としては、ピーラーセントリフュージ、サイホンピーラーセントリフュージなどを挙げることができる。
【００５７】
ケーキ状の着色重合体粒子に水を吹きかける方法も特に限定されない。例えばベルトフィルターに着色重合体粒子のケーキを載せ、上から水を降りかけ、フィルターの下から水を吸引するという方法を採ることができる。
【００５８】
本発明のトナーの製造方法において、酸又はアルカリ洗浄を行う際の着色重合体粒子分散液の固形分濃度は、通常５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％の範囲である。分散液の固形分濃度を上記範囲にして酸又はアルカリ洗浄を行うと、酸又はアルカリと、分散液との混合不良を防止することができる。
【００５９】
洗浄は、着色重合体粒子を脱水し乾燥した後に得られた粒子の導電率σ２が、通常２０μＳ／ｃｍ以下、好ましくは１５μＳ／ｃｍ以下に、σ２−σ１が、１０μＳ／ｃｍ以下、好ましくは５μＳ／ｃｍ以下になるように行う。水の導電率σ１は、通常、０〜１５μＳ／ｃｍである。
σ２が大きい場合あるいはσ２−σ１が大きい場合には、帯電量の環境に対する依存性が高くなって、環境変動（温度や湿度の変化）による画質の低下を引き起こすようになる。
導電率σ２は、乾燥後のトナー６ｇを導電率σ１のイオン交換水１００ｇに分散して分散液を得、この分散液を１０分間煮沸した後、別途１０分間煮沸しておいたイオン交換水を添加して煮沸前の容量に戻し、室温に冷却した後、導電率計で測定した値である。
【００６０】
酸又はアルカリ洗浄をした場合には、乾燥後のトナーのｐＨが通常４〜８、好ましくは４．５〜７．５になるようにする。ｐＨは、トナー６ｇをイオン交換水（陽イオン交換処理と陰イオン交換処理を行ったもの）１００ｇに分散し、これを１０分間煮沸した後、別途１０分間煮沸しておいたイオン交換水を添加して煮沸前の容量に戻し、室温に冷却した後、ｐＨ計を用いて測定した値である。
【００６１】
本発明のトナーの製造方法において、重合体粒子分散液を前記ドラムスクリーン型濾過装置を用いて、粗大粒子を除去する工程を、前記洗浄する工程の後に設けることが好ましい。粗大粒子を除去する工程を洗浄する工程の後に設けることにより、洗浄工程において添加される酸又はアルカリによる発生する中和熱やｐＨ変化によって発生する重合体粒子の凝集体由来の粗大粒子を除去することができ、収率低下の防止、画像品質の劣化及び製造時における移送不良を防ぐことができる。
【００６２】
本発明のトナーの製造方法では、上記工程のほかに、着色重合体粒子を乾燥する工程、必要に応じて該着色重合体粒子を分級する工程及び着色重合体粒子表面に外添剤を添加する工程を含む。
【００６３】
着色重合体粒子を乾燥する方法としては、流動乾燥、真空乾燥などが挙げられ、特に限定されないが、低温度での乾燥が可能な真空乾燥が好ましく、特に攪拌翼を備えた真空乾燥機による乾燥が好ましい。
【００６４】
乾燥した着色重合体粒子は、必要に応じて分級を行い、そのままでトナーとして使用することもできるが、乾燥後又は分級後の着色重合体粒子表面に外添剤を添加したものをトナーとして通常使用する。
【００６５】
外添剤としては、無機微粒子や有機樹脂微粒子が挙げられる。無機微粒子としては、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタンなどの無機酸化物微粒子が挙げられる。有機樹脂微粒子としては、メタクリル酸エステル重合体粒子、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体粒子、コアがスチレン重合体で、シェルがメタクリル酸エステル共重合体で形成されたコア・シェル型重合体粒子などが挙げられる。これらのうち、無機酸化物微粒子、特に二酸化ケイ素微粒子が好適である。さらに疎水化処理された二酸化ケイ素微粒子が特に好適である。外添剤の量は、特に限定されないが、着色重合体粒子１００重量部に対して、通常、０．１〜６重量部である。また、外添剤は２種以上を組み合わせて用いてもよい。外添剤を組み合わせて用いる場合には、平均粒子径の異なる２種の無機酸化物微粒子または有機樹脂微粒子を組み合わせるのが好適である。
外添剤の付着は、通常、外添剤と着色重合体粒子とをヘンシェルミキサーなどの混合機に入れて撹拌して行う。
【００６６】
本発明のトナーの製造方法により得られるトナーは、その体積平均粒子径（Ｄｖ）が、通常、０．５〜２０μｍ、好ましくは１〜１０μｍ、さらに好ましくは２〜８μｍである。粒径が大きくなると解像度が低下傾向になる。
上記トナーは、一成分現像剤として、あるいはキャリアと組み合わせて二成分現像剤としても適用できる。
【００６７】
【実施例】
本発明を、重合例及び実施例を示しながら、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の参考例及び実施例のみに限定されるものではない。なお部及び％は特に断りのない限り重量基準である。
本実施例における評価は、以下の方法によって行う。
【００６８】
（粒径）
着色重合体粒子の体積平均粒子径（Ｄｖ）、個数平均粒子径（Ｄｐ）、１６μｍ以上体積％、２０μｍ以上体積％、及び５％以下個数％は、マルチサイザー（ベックマン・コールター社製）により測定する。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％、測定粒子数：１００，０００個の条件で行う。
【００６９】
（操業性）
操業性を以下の基準で評価する。
○：着色重合体粒子分散液の移送中に配管に詰まりが生じるなどの操業上の不具合がない。
×：着色重合体粒子分散液の移送中に配管に詰まりが生じるなどの操業上の不具合がみられる。
【００７０】
（画像評価）
市販の非磁性一成分現像方式のプリンター（沖データ社製、商品名「ＭＩＣＲＯＬＩＮＥ  １２ｎ」）を用いて、２３℃×５０ＲＨ％の環境下で一昼夜放置後、初期から５％濃度の印字画像で連続印字を行い、５００枚ごとに黒べた印字を行って、白筋の発生の有無を確認する。
【００７１】
（重合例）
スチレン８０．５部及びｎ−ブチルアクリレート１９．５部からなるコア用重合性単量体（これらの単量体を共重合して得られた共重合体のＴｇ＝５５℃）、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℃）０．３部、ジビニルベンゼン０．５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「＃２５」）７部、帯電制御剤（保土ヶ谷化学工業社製、商品名「スピロンブラックＴＲＨ」）１部、離型剤（フィッシャートロプシュワックス、サゾール社製、商品名「パラフリントＨ１」、吸熱ピーク温度：１００℃）２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Ａを得た。
【００７２】
他方、イオン交換水２５０部に塩化マグネシウム（水溶性多価金属塩）１０．２部を溶解した水溶液に、イオン交換水５０部に水酸化ナトリウム（水酸化アルカリ金属）６．２部を溶解した水溶液を攪拌下で徐々に添加して、水酸化マグネシウムコロイド（難水溶性の金属水酸化物コロイド）分散液Ａを調製した。生成した上記コロイドの粒径分布をマイクロトラック粒径分布測定器（日機装社製）で測定したところ、粒径は、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０．８４μｍであった。このマイクロトラック粒径分布測定器における測定においては、測定レンジ＝０．１２〜７０４μｍ、測定時間＝３０秒、媒体＝イオン交換水の条件で行った。
【００７３】
一方、メチルメタクリレート（Ｔｇ＝１０５℃になる）３部と水１００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Ａを得た。シェル用重合性単量体の液滴の粒径は、得られた液滴を１％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液中に濃度３％で加え、マイクロトラック粒径分布測定器で測定したところ、Ｄ９０が１．６μｍであった。
【００７４】
上記により得られた水酸化マグネシウム分散液Ａに、コア用重合性単量体組成物Ａを投入し、液滴が安定するまで攪拌し、そこに重合開始剤：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部添加後、エバラマイルダーを用いて１５，０００ｒｐｍの回転数で３０分間高剪断攪拌して、単量体混合物の液滴を造粒した。この造粒した単量体混合物の水分散液に四ホウ酸ナトリウム十水和物１部を添加し、この混合物を、攪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Ａ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、それを反応器に入れた。４時間重合を継続した後、反応を停止し、着色重合体粒子の水分散液を得た。このときの着色重合体粒子分散液の固形分濃度は３１％、温度は８０℃であった。
【００７５】
（実施例１）
重合例で得られた分散液の温度を５０℃に下げたのち、反応器から抜き出し、配管を通して洗浄槽へ移送した。この配管の途中に図１に示すようなスリット幅０．３ｍｍのウェッジワイヤースクリーンを用いた回転式スクリーンドラム型濾過装置（東洋スクリーン工業株式会社製、製品名「ＴＳドラムスクリーン型式０９１５」）を設置し、ドラムスクリーン１を１２ｒｐｍで回転しながら、分散液を供給管４から流量１５０ｍ３／時間でドラムスクリーン内に通過させて粗大粒子を除去した。この分散液を分散液１とする。この分散液１を８０℃に加熱し、槽内圧力１０１ｋＰａで、窒素ガスを吹き込んで、分散液中に含まれる揮発性成分を除去した。そして、この分散液の温度を４０℃に下げた後、分散液を前記回転式スクリーンドラム型濾過装置（スリット幅０．３ｍｍ、ドラムスクリーン回転数１２ｒｐｍ、分散液流量１５０ｍ３／時間）に再度通過させて粗大粒子を除去した。この分散液を分散液２とする。
【００７６】
次いで、この分散液２を撹拌しながら、１０％硫酸を滴下して、分散液のｐＨを４付近にした。この状態で１０分間撹拌した後、この分散液を前記回転式スクリーンドラム型濾過装置（スリット幅０．３ｍｍ、ドラムスクリーン回転数１２ｒｐｍ、分散液流量１５０ｍ３／時間）に再度通過させて粗大粒子を除去した。この分散液を分散液３とする。分散液３を遠心濾過機に移送して脱水を行い、濾過ケーキを得た。そしてこの濾過ケーキにイオン交換水５００部を加えて再スラリー化して水洗浄を行った。その後、再度、脱水と水洗浄を数回繰り返し行って固形分を濾過分離して、濾過ケーキを得、得られた濾過ケーキを真空乾燥して、体積平均粒径６．９μｍの着色重合体粒子を得た。この時の着色重合体粒子の含水率は、０．３％以下であった。得られた着色重合体粒子１００部に、疎水化処理したコロイダルシリカ（商品名「ＲＸ−３００」、日本アエロジル社製）０．６部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて混合して、外添剤を着色重合体粒子に付着させてトナーを得た。結果を表１に示す。なお表１中の収率は、重合時の仕込み量を基準に算出した。なお、同様な操作を１０回繰り返して行っても、配管の詰まりは発生しなかった。
【００７７】
（比較例１）
実施例１で粗大粒子の除去を行わなかった他は、同様にしてトナーを得た。着色重合体粒子分散液の移送中に配管の詰まりが発生し、トナー収率が低下した。また、画像評価においても、印字３０００枚で白筋が発生した。結果を表１に示す。
【００７８】
（比較例２）
実施例１で、回転式スクリーンドラム型濾過装置の代わりに移送配管の途中に目開き４２メッシュの篩を設置したほかは、同様にしてトナーを得た。着色重合体粒子分散液の移送中に、篩より分散液がオーバーフローして粗大粒子を除去した分散液を回収することができなかったり、篩が目詰まりを起こしたりした。
【００７９】
【表１】
0004003495.tif 000002
【００８０】
表１の結果から以下のことがわかる。本発明のトナーの製造方法によれば、実施例１のとおり、重合性単量体を含有する重合性単量体組成物を分散媒体中で重合して得られる着色重合体粒子分散液から粗大粒子を除去するにあたり、円筒状のドラムスクリーンと、これを回転させる回転駆動装置とからなる回転式ドラムスクリーン型濾過装置を用いることにより、着色重合体粒子分散液中の粗大粒子を効率よく除去できるので、白筋などの画像品質の劣化のないトナーを得ることができる。一方、比較例において、粗大粒子を除去する工程を有しない場合（比較例１）は、粗大粒子除去のための分級が必要となり、収率の低下を招くとともに、完全に除去できない粗大粒子がトナー中に存在するため、画像評価にて白筋が発生してしまう。また、篩を設置した場合（比較例２）は、篩から分散液がオーバーフローしたり、篩が目詰まりを起こしたりして、操業性が悪化してしまう。
【００８１】
【発明の効果】
本発明のトナーの製造方法によれば、重合工程又はそれ以降の処理工程において発生する粗大粒子を効率よく除去することが可能なので、白筋などの画像品質の劣化のないトナーを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するために用いられる回転式スクリーンドラム型濾過装置の模式図。
【図２】本発明に用いられる回転式スクリーンドラム型濾過装置のドラムスクリーンに好適に用いられるウェッジワイヤースクリーンの一例の断面模式図。
【符号の説明】
１：ドラムスクリーン
２：供給口
３：排出口
４：供給管
５：排出シュート
６：液受け
７：ウェッジワイヤースクリーン
８：排出羽根
９、１０：ローラー
１１：ローラーの回転方向
１２：ドラムスクリーンの回転方向
１３：洗浄水給水管
１４：昇圧ポンプ
１５：高圧水ノズル
１６：シリンダ
１７：重合体粒子分散液の供給方向
１８：重合体粒子分散液の排出方向
１９：粗大粒子の排出方向
【図１】
0004003495.tif 000003
【図２】
0004003495.tif 000004