(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水系分散媒体中で、少なくとも重合性単量体及び着色剤を含有する重合性単量体組成物を重合し、生成した着色重合体粒子を重合反応系から回収した後、湿潤状態の着色重合体粒子を乾燥する工程を含む静電荷像現像用トナーの製造方法において、含水率が５０重量％以下の湿潤状態の着色重合体粒子を、下部に攪拌ローターと熱風の導入口を配置した乾燥機中に連続的に供給し、その際、該乾燥機の導入口での熱風温度を６０〜１５０℃の範囲内の温度に設定し、かつ、湿潤状態の着色重合体粒子の供給量を調節することにより該乾燥機の上部に配置した排出口での出口温度を５０〜９０℃の範囲内の温度に制御して、先端速度を１〜３０ｍ／ｓｅｃに調節した攪拌ローターにより攪拌しながら、熱風により流動層を形成させてバッチ式ではなく連続的に乾燥することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
【請求項２】
乾燥機の上方に、中心部に向かって傾斜した邪魔板からなる分級機構を設け、乾燥した着色重合体粒子と湿潤状態の着色重合体粒子とを分級し、乾燥した着色重合体粒子を乾燥機の上方から回収する請求項１記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【請求項３】
乾燥した着色重合体粒子を、乾燥機の上部に配置した排出口からサイクロンまたはバグフィルター内に導入するか、あるいはサイクロン及びバグフィルター内に導入して回収する請求項１または２に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重合法による静電荷像現像用トナーの製造方法に関し、さらに詳しくは、重合反応系から分離・洗浄して回収した湿潤状態の着色重合体粒子（重合トナー）を、該粒子の破砕や凝集を起こすことなく、かつ、短時間で連続的に乾燥することにより、高性能の静電荷像現像用トナーを効率よく製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真装置や静電記録装置等の画像形成装置においては、均一かつ一様に帯電させた感光体上に像露光を行って静電潜像を形成し、この静電潜像に現像剤（トナー）を付着させてトナー像（可視像）とし、このトナー像を転写紙などの転写材上に転写し、次いで、未定着のトナー像を加熱、加圧、溶剤蒸気など種々の方式により、転写材上に定着させている。トナーとしては、結着樹脂中にカーボンブラック等の着色剤やその他の添加剤を分散させ、粒状化した着色粒子が使用されている。
【０００３】
トナーの製造方法には、大別すると、粉砕法と重合法とがある。粉砕法では、合成樹脂と着色剤と必要に応じてその他の添加剤とを溶融混合した後、粉砕し、次いで、所望の粒径の粒子が得られるように分級してトナーを得ている。重合法では、少なくとも重合性単量体と着色剤とを含み、必要に応じて重合開始剤、架橋剤、帯電制御剤、離型剤などの各種添加剤を均一に溶解ないしは分散せしめた重合性単量体組成物を調製し、次いで、水系分散媒体中に攪拌機を用いて分散して、重合性単量体組成物の微細な液滴（油滴）を形成させ、しかる後、昇温して重合することにより、所望の粒径を有する着色重合体粒子（重合トナー）を得ている。重合法では、多くの場合、分散剤を含有する水系分散媒体中で、重合性単量体組成物を懸濁重合している。重合工程の後、重合反応系から生成した着色重合体粒子を分離し、洗浄して回収し、次いで、湿潤状態の着色重合体粒子を乾燥して、重合トナーを得ている。
【０００４】
電子写真複写機などの画像形成装置により形成される画像には、年々、精細さの向上が求められている。従来、画像形成装置に用いられるトナーとしては、粉砕法によって得られたトナーが主流であった。しかしながら、粉砕法によると、粒径分布の広い着色粒子が形成されやすいので、満足できる現像特性を得るために、粉砕品を分級して、ある程度狭い粒径分布に調整する必要がある。分級は、それ自体が煩雑で、しかも歩留が悪く、トナーの収率が大幅に低下する。また、粉砕法によるトナーは、粒子の形状がいびつで球状ではない。したがって、粉砕法によるトナーは、画質の精細化に充分に応えることができない。
これに対して、重合法によれば、粉砕や分級を行うことなく、所望の粒径と粒径分布を有する重合トナーを得ることができる。しかも、重合法によれば、真球状に近い球形で、表面形状の整った重合トナーを得ることができる。そこで、近年、高画質を得ることができるトナーとして、重合トナーが注目されるようになっている。
【０００５】
ところが、重合トナーは、重合後の工程において、湿潤状態の着色重合体粒子を乾燥しなければならないが、乾燥工程において、該粒子の破砕が起きたり、凝集が生じるなどして、所望の粒径の範囲外となる粗粉や微粉が発生するという問題があった。ひどい場合には、凝集した重合トナーを粉砕したり、あるいは分級したりしなければならなかった。粗粉や微粉を大量に含む重合トナー、破砕により粒子の形状が不揃いとなった重合トナー、あるいは凝集が生じた重合トナーなどを使用すると、重合トナーの流動性の不足や、画質の低下が避けられない。そのため、従来より、乾燥工程の改善策について、種々の提案がなされている。
例えば、特開平２−６９７６９号公報には、懸濁重合で得られた着色重合体粒子を含むスラリーを濾過等の方法で固液分離し、水分を含んだ泥状固形物を得、この泥状固形物を減圧乾燥することによって、重合トナーを得る方法が開示されている。しかし、この方法では、泥状固形物の減圧乾燥中に、着色重合体粒子が互いに凝集するため、所望の粒度分布を有する重合トナーを得ることが困難である。
【０００６】
特開昭６３−１２４０５号公報には、懸濁重合により得られた着色重合体粒子を、熱風により浮遊、流動させて、流動層を形成しつつ、乾燥する方法が開示されている。しかしながら、この方法では、着色重合体粒子の流動層中での滞留時間が長いため、着色重合体粒子自身の温度が上昇して融着しやすくなり、流動層内での粒子同士の接触による凝集や乾燥機壁面への付着が起こりやすい。また、この方法は、基本的にバッチ処理であるため、生産効率が低い。
特開平２−２５９６５９号公報には、懸濁重合により得られた着色重合体粒子と粒径１ｍｍ以上のアルミナボール等の硬い固体粒子との混合物を、熱風により流動させて流動層を形成しつつ、乾燥と解砕を行い、乾燥した着色重合体粒子と固体粒子とを分離する方法が開示されている。しかし、この方法では、乾燥中に着色重合体粒子が固い固体粒子と接触するため、着色重合体粒子の破砕や固体粒子への融着が起こりやすく、また、これらの問題に起因して、安定した連続運転が困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、重合法による静電荷現像用トナーの製造方法において、重合反応系から回収した湿潤状態の着色重合体粒子を、粒子の破砕や凝集を起こすことなく、短時間で連続的に乾燥することにより、効率的に高性能の静電荷像現像用トナーを製造する方法を提供することにある。
本発明者らは、前記従来技術の問題点を克服するために鋭意研究した結果、重合工程の後、重合反応系から回収した湿潤状態の着色重合体粒子を、下部に攪拌ローターと熱風の導入口を配置した乾燥機中に連続的に供給し、攪拌ローターにより攪拌しながら、熱風により流動層を形成させて乾燥することにより、着色重合体粒子の破砕や融着を生じることなく、短時間で効率よく乾燥した重合トナー（静電荷像現像用トナー）の得られることを見いだした。本発明の製造方法によれば、乾燥工程の後でも、湿潤状態の重合トナーの平均粒径と粒径分布が実質的に維持された乾燥重合トナーを得ることができる。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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、水系分散媒体中で、少なくとも重合性単量体及び着色剤を含有する重合性単量体組成物を重合し、生成した着色重合体粒子を重合反応系から回収した後、湿潤状態の着色重合体粒子を乾燥する工程を含む静電荷像現像用トナーの製造方法において、含水率が５０重量％以下の湿潤状態の着色重合体粒子を、下部に攪拌ローターと熱風の導入口を配置した乾燥機中に連続的に供給し、その際、該乾燥機の導入口での熱風温度を６０〜１５０℃の範囲内の温度に設定し、かつ、湿潤状態の着色重合体粒子の供給量を調節することにより該乾燥機の上部に配置した排出口での出口温度を５０〜９０℃の範囲内の温度に制御して、先端速度を１〜３０ｍ／ｓｅｃに調節した攪拌ローターにより攪拌しながら、熱風により流動層を形成させてバッチ式ではなく連続的に乾燥することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
また、本発明によれば、次のような好ましい実施態様が提供される。
（１）乾燥機の上方に、中心部に向かって傾斜した邪魔板からなる分級機構を設け、乾燥した着色重合体粒子と湿潤状態の着色重合体粒子とを分級し、乾燥した着色重合体粒子を乾燥機の上方から回収する前記の静電荷像現像用トナーの製造方法。
（２）乾燥した着色重合体粒子を、乾燥機の上部に配置した排出口からサイクロンまたはバグフィルター内に導入するか、あるいはサイクロン及びバグフィルター内に導入して回収する前記の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
１．重合工程
本発明の静電荷像現像用トナーは、水系分散媒体中で、少なくとも重合性単量体及び着色剤を含有する重合性単量体組成物を重合することにより製造することができる。重合方法としては、懸濁重合、乳化重合、ソープフリー乳化重合などが挙げられるが、通常は、分散剤を含有する水系分散媒体中で、重合性単量体組成物を懸濁重合することにより、重合トナーとして静電荷像現像用トナーを製造する。そこで、以下に、懸濁重合法による重合トナーの製造方法について説明する。
【００１０】
懸濁重合を行うには、先ず、重合性単量体、着色剤、及び必要に応じて、架橋性単量体、ラジカル重合開始剤、帯電制御剤、離型剤、その他の添加剤などを混合し、ボールミル等により均一に分散させて重合性単量体組成物（以下、原料液ということがある。）を調製する。次いで、この原料液を、分散剤を含有する水系分散媒体中に投入し、高剪断力を有する混合装置を用いて原料液を分散し微小な液滴（油滴）に造粒した後、通常、３０〜２００℃の温度で懸濁重合する。原料液中に予めラジカル重合開始剤を含有させなかった場合は、原料液を水系分散媒体中に投入した後であって、微小液滴に造粒する前に、攪拌しながらラジカル重合開始剤を投入し、水系分散媒体中で原料液中に含有させることができる。
【００１１】
水系分散媒体中で原料液を微小な液滴に造粒するには、ホモミキサー、ホモジナイザーなどの高剪断力で攪拌することができる攪拌手段を使用する。また、高剪断力を有する混合装置として、高速回転する回転子と、それを取り囲みかつ小孔または櫛歯を有する固定子とを備えた混合装置を用い、高速回転する回転子と固定子との間隙に、混合原料液を含む水系分散媒体を流通させて、原料液を微小な液滴に造粒する方法がある。造粒工程では、懸濁重合により得られる重合トナーの粒径にほぼ等しい大きさになるまで、原料液を微小な液滴に造粒する。液滴の分散状態は、体積平均粒径が、通常０．１〜２０μｍ、好ましくは０．５〜１０μｍの範囲内となる状態である。
懸濁重合は、重合性単量体の重合転化率が、通常８５％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、特に好ましくは９７％以上、とりわけ好ましくは９９％以上となるまで行う。通常は、重合転化率がほぼ１００％に達するまで重合反応を行う。重合転化率が低すぎると、重合トナーを熱定着したときに、残存する未反応の重合性単量体が揮発して、作業環境を悪化させる。
【００１２】
懸濁重合により、着色重合体微粒子が形成される。この着色重合体微粒子を重合トナーとして使用することができるが、所望により、コア・シェル型構造の重合トナーとすることができる。すなわち、重合トナーの保存性（耐ブロッキング性）、低温定着性、加熱定着時の溶融性などを改善するために、着色重合体粒子の上にシェルを形成する。シェルを形成するには、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重合して、コア粒子の表面に重合体層（シェル）を形成する。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よりも高いガラス転移温度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。コア粒子を構成する重合体成分のガラス転移温度を低く設定することにより、重合トナーの定着温度を下げたり、均一溶融性を高めたりすることができる。本発明の重合トナーは、このようなコア・シェル型構造のものを包含する。
以下、懸濁重合に用いる重合性単量体、その他の材料について詳述する。
【００１３】
（重合性単量体）
本発明では、重合性単量体として、通常、ビニル系単量体を使用する。本発明で用いられるビニル系単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなどのスチレン系単量体；アクリル酸、メタクリル酸；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、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、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、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミドなどの（メタ）アクリル酸の誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレンなどのエチレン性不飽和モノオレフィン；塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルなどのビニルエーテル；ビニルメチルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン；２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリドンなどの含窒素ビニル化合物；等が挙げられる。これらのビニル系単量体は、単独で用いてもよいし、複数の単量体を組み合わせて用いてもよい。
【００１４】
（架橋性単量体）
前記ビニル系単量体とともに、架橋性単量体を併用することが、重合トナーの保存性及びホットオフセット性の改善の観点から好ましい。架橋性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、及びこれらの誘導体など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、ジエチレングリコールジメタクリレートなど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、ジビニルエーテルなどのジビニル化合物；３個以上のビニル基を有する化合物；等を挙げることができる。これらの架橋性単量体は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。本発明では、架橋性単量体を、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ることが望ましい。
【００１５】
（マクロモノマー）
本発明では、重合性単量体と共に、マクロモノマーを用いることが、低温定着性と保存性とのバランスを向上させる上で好ましい。本発明に用いるマクロモノマー（マクロマーともいう）は、分子鎖末端に重合可能な官能基（例えば、炭素−炭素二重結合のような不飽和基）を有する比較的長い線状分子である。マクロモノマーとしては、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が好ましい。数平均分子量が小さいマクロモノマーを用いると、重合トナーの表面部分が柔らかくなり、保存性が低下する傾向を示す。逆に、数平均分子量が大きいマクロモノマーを用いると、マクロモノマーの流動性が悪くなり、定着性及び保存性が低下するようになる。
【００１６】
マクロモノマーの分子鎖末端に有す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適である。
本発明に用いるマクロモノマーは、重合性単量体を重合して得られる重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも高いガラス転移温度を有するものが好適である。重合性単量体を重合して得られる重合体とマクロモノマーとの間でのＴｇの高低は、相対的なものである。例えば、重合性単量体がＴｇ＝７０℃の重合体を形成するものである場合には、マクロモノマーは、Ｔｇが７０℃を越えるものであればよい。マクロモノマーのＴｇは、通常の示差走査熱量計（ＤＳＣ）などの測定機器で測定される値である。
【００１７】
マクロモノマーとしては、例えば、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、あるいは２種以上を重合して得られる重合体；ポリシロキサン骨格を有するマクロモノマー；特開平３−２０３７４６号公報の第４頁〜第７頁に開示されているものなどを挙げることができる。これらマクロモノマーのうち、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重合体が好適である。
マクロモノマーの使用割合は、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０．０３〜５重量部、より好ましくは０．０５〜１重量部である。マクロモノマーの使用割合が小さすぎると、保存性と定着性とをバランス良く向上させる効果が小さく、大きすぎると、定着性が低下する傾向を示す。
【００１８】
（着色剤）
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、チタンホワイト、ニグロシンベース、アニリンブルー、カルコオイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、オリエントオイルレッド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオクサレート等の染顔料類；コバルト、ニッケル、三二酸化鉄、四三酸鉄化、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。着色剤のうち、染・顔料類は、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１〜１０重量部の割合で用いる。磁性粒子は、重合性単量体１００重量部に対して、通常、１〜１００重量部、好ましくは５〜５０重量部の割合で用いる。
【００１９】
（離型剤）
本発明では、重合性単量体組成物中に離型剤を含有させることができる。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低分子量ポリオレフィン類；パラフィンワックス類；多官能エステル化合物などを挙げることができる。本発明で用いる離型剤としては、多官能エステル化合物が好ましく、ペンタエリスリトールテトラステアラート、ペンタエリスリトールテトラミリステートなどの３官能以上のアルコールとカルボン酸とからなる多官能エステル化合物が特に好ましい。離型剤は、重合性単量体１００重量部に対して、通常、０．０１〜４０重量部、好ましくは１〜２０重量部の割合で用いる。
【００２０】
（帯電制御剤）
本発明では、重合性単量体組成物中に帯電制御剤を含有させることができる。帯電制御剤としては、各種の正帯電性または負帯電性の帯電制御剤を用いることができる。具体的には、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、ニグロシン等が挙げられる。より具体的には、スピロンブラックＴＲＨ（保土ケ谷化学社製）、Ｔ−７７（保土ケ谷化学社製）、ボントロンＳ−３４（オリエント化学社製）、ボントロンＥ−８４（オリエント化学社製）、ボントロンＮ−０１（オリエント化学社製）、コピーブルー−ＰＲ（ヘキスト社製）等の帯電制御剤を挙げることができる。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０．０３〜５重量部の割合で用いる。
【００２１】
（ラジカル重合開始剤）
本発明では、重合性単量体を重合するために、通常、ラジカル重合開始剤を使用する。ラジカル重合開始剤は、重合性単量体組成物中に添加するか、あるいは水系分散媒体中に投入して使用する。
ラジカル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などの過硫酸塩；４，４−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、ジメチル−２，２′−アゾビス（２−メチルプロピロネート）、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−メチル−Ｎ−１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチルプロピオアミド、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、１，１′−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボニトリル）などのアゾ化合物；メチルエチルパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、アセチルパーオキシド、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、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などの過酸化物類；などを例示することができる。また、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挙げることができる。これらのラジカル重合開始剤の中でも、油溶性ラジカル開始剤が好ましい。重合開始剤の使用量は、水系分散媒体基準で、通常、０．００１〜３重量％である。
【００２２】
（分子量調整剤）
本発明においては、分子量調整剤を使用することができる。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；などを挙げることができる。これらの分子量調整剤は、重合開始前あるいは重合途中に添加することができる。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。
【００２３】
（その他の添加剤）
本発明では、着色剤の均一分散などを目的として、オレイン酸、ステアリン酸等の滑剤；シラン系またはチタン系カップリング剤等の分散助剤；などを使用してもよい。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。
【００２４】
（水系分散媒体）
本発明においては、水相を構成する水系分散媒体としては、水または水を主体とする水性液体を用いることができる。本発明において、少なくとも重合性単量体と着色剤を含む重合性単量体組成物（原料液）と、水系分散媒体との割合は、特に限定されないが、水系分散媒体中での原料液の液滴の形成のしやすさ、ならびに重合反応中での液滴及び生成重合体粒子の分散安定性の観点から、原料液の濃度は、通常、５〜５０重量％、好ましくは２０〜３０重量％程度の範囲内とすることが望ましい。
【００２５】
（分散剤）
水系分散媒体には、分散剤（分散安定剤）を含有させることが、重合性単量体組成物の液滴及び生成重合体粒子の安定性を維持する上で好ましい。分散安定剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性高分子化合物質；硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の難水溶性金属塩；が挙げられる。これらの中でも、難水溶性金属塩が分散安定性、反応後の洗浄性の観点から好ましい。難水溶性金属塩の中でも、難水溶性金属水酸化物のコロイドが特に好ましい。
【００２６】
２．回収工程
重合反応終了後、常法に従って、酸洗浄、濾過、水洗浄などの分離・精製処理を行って、重合反応系から生成した着色重合体粒子を回収する。回収した着色重合体粒子は、通常、含水率が１０〜５０重量％程度の湿潤状態にある。ただし、本発明では、処理すべき着色重合体粒子の含水率は特に限定されない。含水率が数％であっても、重合トナーとして不適当な量比で水分を含むものであれば、本発明の乾燥法により処理することができる。
【００２７】
３．乾燥工程
本発明では、重合反応系から回収した湿潤状態の着色重合体粒子を、下部に攪拌ローターと熱風の導入口を配置した乾燥機中に連続的に供給し、攪拌ローターにより攪拌しながら、熱風により流動層を形成させて乾燥させる。
本発明で使用する乾燥機は、「攪拌流動層乾燥機」と呼ぶことができる。この攪拌流動層乾燥機では、乾燥後は粉粒体となる材料であって、乾燥前は泥状、塊状もしくは粉粒状のものを、熱気流中で攪拌ローターにより細かく分散させて、かつ、細かく分散させた粉粒体により流動層を形成させて乾燥させる。この乾燥機の出口付近に分級機構を設けることにより、乾燥粉粒体と、未乾燥粉粒体や凝集粉粒体とを分離して、乾燥粉粒体のみをサイクロンまたはバグフィルターで回収することができる。
【００２８】
本発明で使用する乾燥機の具体例を図１に示す。図１の乾燥機においては、熱風発生装置１で熱風を発生させ、ライン２を通して、開口部４から乾燥機本体８の下部に熱風を導入する。この開口部４の位置は、乾燥機内の下端部近傍とすることが好ましい。導入時の熱風の温度は、温度計３により測定される。原料の定量供給装置５から、湿潤状態の着色重合体粒子（以下、湿潤トナーという）をライン６を通じて、開口部７から乾燥機８内に連続的に定量供給する。乾燥機の下部には、攪拌ローター９が配置されており、モーター１０により駆動させる。攪拌ローターには、攪拌翼が設けられている。定量供給装置５からのライン６の乾燥機８内での開口部７の位置は、熱風の開口部４より上方部とする。また、該開口部７の位置は、攪拌ローター９の上方部の近接した位置とすることが、攪拌効率の点で好ましい。
【００２９】
定量供給装置５から、湿潤トナーを開口部７から乾燥機８内に連続的に供給する。ここで、連続的とは、乾燥工程がバッチ式ではないことを意味する。連続的に供給するとは、乾燥工程中、必ずしも一定量の湿潤トナーを連続的に供給する場合にのみ限定されず、例えば、ある量の湿潤トナーを間欠的に供給する場合をも包含する。湿潤トナーは、攪拌ローター９により攪拌されて、泥状または塊状がほぐされる。湿潤トナーは、開口部４から乾燥機内に導入された熱風により流動化される。すなわち、湿潤トナーの塊は、攪拌ローターにより攪拌されてほぐされ、同時に、熱風により流動化されて、凝集が防止される。熱風は、攪拌ローター９の回転力によって、乾燥機内で旋回流を形成する。湿潤トナーは、攪拌ローター９の回転力により攪拌されて、個々の粒子にほぐされ、ほぐされた粒子は、熱風の旋回流に乗って上昇し、流動層を形成する。流動層となって、浮遊し流動する間に、粒子は、その表面から乾燥される。乾燥された粒子（乾燥トナー）は、乾燥機の上部の排出口１２から乾燥機外に排出される。
【００３０】
乾燥機の上部に分級機構１１を設けると、乾燥した着色重合体粒子と湿潤状態の着色重合体粒子を分級し、乾燥した着色重合体粒子を乾燥機の上方から効率的に回収することができる。分級機構１１としては、図１に示すような中心部に向かって傾斜した邪魔板を例示することができる。分級機構１１は、大きな塊や凝集物が乾燥機内から外部に飛び出すのを防ぐ。すなわち、湿潤トナーは、乾燥機内を熱風の旋回流に乗って流動するため、大きな塊や凝集物は、分級機構１１によって、それを越える上方部への流動を阻止される。大きな塊や凝集物は、乾燥機の下部に戻り、攪拌ローター９によりほぐされ、熱風により流動層を形成し、乾燥が進むに従って、個々の粒子にまでほぐされて、乾燥トナーとなる。
【００３１】
乾燥したトナーは、乾燥機上方部の排出口１２から回収されるが、回収手段としては、サイクロン１５やバグフィルター１８が好適である。乾燥機上部の排出口１２から排出された乾燥トナーは、ライン１４を経てサイクロン１５内に導入され、そこで捕集され、さらに、製品出口１６から回収される。乾燥トナーを移動させる熱風の温度は、温度計１３によって測定される。図１に示す装置では、サイクロン１５の上方からライン１７を経て、バグフィルター１８に接続する回路が設けられている。乾燥トナーの一部は、バグフィルター１８により捕集され、製品出口１９から回収される。熱風は、ライン２０を経て、排気口２１から外部に排出される。本発明において、製品の回収は、サイクロン１５を使用せずに、直接バグフィルター１８で回収してもよいが、バグフィルターの濾布への乾燥トナーの付着による能力低下等を考慮すると、サイクロン１５での回収工程を設けることが望ましい。
【００３２】
乾燥機内の入り口（熱風の導入口）での熱風の温度は、入口温度計３で検知して、６０〜１５０℃、好ましくは８０〜１２０℃の温度範囲に制御する。熱風温度が低すぎると乾燥効率が低下し、高すぎると乾燥機内で重合トナーの熱融着が起こりやすいので、いずれも好ましくない。乾燥機の出口（排出口）の温度は、出口温度計１３で検知し、５０〜９０℃の温度範囲に制御する。出口温度は、入口温度と原料の供給量により制御することができるが、入口温度を一定にして、原料供給量を調節して制御する方法が一般的である。出口温度が低すぎると乾燥効率が低下し、高すぎるとサイクロン内壁への重合トナーの融着や重合トナーの熱凝集を起こすため、いずれも好ましくない。
【００３３】
攪拌流動層乾燥機の下部に配置した攪拌ローター９の回転数は、湿潤トナーの塊をほぐし、熱風による流動化を起こす程度でよい。攪拌ローター９の先端速度は、１ｍ／ｓｅｃ以上、好ましくは５ｍ／ｓｅｃ以上となるように調節する。この先端速度が小さすぎると、湿潤トナーの塊がほぐれず、凝集物が発生しやすくなる。攪拌ローター９の先端速度の上限は、３０ｍ／ｓｅｃ、好ましくは２０ｍ／ｓｅｃ、より好ましくは１５ｍ／ｓｅｃ程度である。
本発明において、攪拌流動層乾燥機に供給する湿潤トナーは、流動性及び乾燥効率の観点から、含水率が５０％以下とし、好ましくは３０％以下とする。含水率とは、湿重量基準の含水率、すなわち、全重量（湿潤トナーの重量）に対する水分重量の比率をいう。
【００３４】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、以下の実施例及び比較例における「部」及び「％」は、特に断りのない限り重量基準である。
【００３５】
［実施例１］
（１）スチレン                                                    ８３部
（２）ブチルアクリレート                                          １７部
（３）カーボンブラック（モナーク１２０、キャボット社製）            ７部
（４）帯電制御剤（スピロンブラックＴＲＨ、保土ケ谷化学社製）        １部
（５）オフセット防止剤（ビスコール５５０Ｐ、三洋化成社製）          ３部
（６）ジビニルベンゼン                                          ０．３部
上記成分を、通常の攪拌装置で攪拌、混合し、メディア型分散機であるダイノーミル（シンマルエンタープライゼス社製）により、均一分散して重合性単量体組成物を調製した。
【００３６】
次に、イオン交換水２５０部に塩化マグネシウム９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５．５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（難水溶性無機塩コロイド）分散液を調製した。
次いで、上記水酸化マグネシウムコロイド分散液に上記重合性単量体組成物を投入し、通常の攪拌機で数分間攪拌後、重合開始剤のｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートを４部添加し、該重合性単量体組成物に溶解させた後、連続乳化分散機であるエバラマイルダー（荏原製作所社製）を用いて造粒した。この造粒した重合性単量体組成物水分散液を、攪拌翼を装着した反応器に入れ、８５℃で１０時間攪拌して重合反応を行い、生成着色重合体粒子（重合トナー）を含む水分散液を得た。
次に、上記により得た水分散液を攪拌しながら、硫酸により系のｐＨを６以下として酸洗浄（２５℃、１０分間）を行い、濾過により水を分離した後、新たにイオン交換水５００部を加えリスラリー化して、水洗浄を行った。その後、再度濾過、脱水、水洗浄を数回繰り返し行った後、固形分を濾過分離して、含水率が２５．３％の湿潤トナーを得た。
【００３７】
この重合トナーの粒径をマルチサイザー粒径分布測定器（コールター社製）で測定したところ、体積平均粒径（ｄｖ）が７．３７μｍ、粒径１６μｍ以上の体積分率（≧１６μｍ）が１．１５％、粒径５．０４μｍ以下の個数分率（≦５．０４μｍ）が１８．８％であった。このマルチサイザーによる粒径の測定においては、以下に示すパラメータを用いた。
アパーチャー径：１００μｍ
媒体：イソトンＩＩ
測定粒子個数：５０，０００個
得られた湿潤トナーを図１に示す乾燥機の直径２００ｍｍ、高さ９００ｍｍの乾燥機本体（乾燥室）８の下部に攪拌ローター９と乾燥室の上部に分級機構１１を備えた攪拌流動層乾燥機にて、バッチ乾燥ではなく連続乾燥を行った。乾燥条件は、入り口温度が１１０℃、出口温度が７１℃、湿潤トナーの供給量が１６ｋｇ／ｈｒ、攪拌ローターの先端速度が１０ｍ／ｓｅｃ、熱風の風速が２．４ｍ／ｓｅｃであった。得られた乾燥トナーのカールフィシャー法による水分値は、０．１２％であり、粒径分布は、表１に示すとおりであり、乾燥前の湿潤トナーの粒径分布と比較して凝集や破砕の起こっていない重合トナーが得られた。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
［実施例２］
実施例１において、攪拌ローターの先端速度を５ｍ／ｓｅｃに変えた他は、実施例１と同様にして乾燥を行った。得られた乾燥トナーのカールフィシャー法による水分値は、０．０９％であった。乾燥前と乾燥後の重合トナーの粒径分布の比較を表２に示す。その結果、凝集や破砕のない乾燥トナーが得られた。
【００４０】
【表２】
0004159639.tif 000003
【００４１】
［実施例３］
実施例１で得られた重合体の水分散液からの濾過分離条件を変更して、含水率４１％の湿潤トナーを得た。この湿潤トナーを実施例１と同様の乾燥条件で乾燥を行った。湿潤トナーの供給量は、１０ｋｇ／ｈｒと低下したが、得られた乾燥トナーのカールフィシャー法による水分値は、０．１０％であった。乾燥前と乾燥後の重合トナーの粒径分布の比較を表３に示す。その結果、凝集や破砕のない乾燥トナーが得られた。
【００４２】
【表３】
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【００４３】
［比較例１］
実施例１で得られた含水率２５％の湿潤トナーを、（株）大川原製作所製のバグ内蔵旋回型流動層乾燥機ＦＢＳ−０．５にて、入り口温度が６０℃、熱風風速が０．４５ｍ／ｓｅｃの乾燥条件でバッチ乾燥を行った。流動層の形成が不充分で、乾燥機下部に凝集塊が発生した。乾燥後のトナーには、多量の凝集物が混在しており、粒径測定器マルチサイザーのアパーチャーチューブの細孔に詰まりを起こし、粒径の測定はできなかった。
【００４４】
［比較例２］
実施例１にて得られた含水率２５％の湿潤トナーを固形分濃度３０％のスラリーに調整した。このスラリーを（株）奈良機械製作所製の媒体流動乾燥装置ＭＳＤ−１００にて、媒体として２ｍｍφのアルミナボールを用い、熱風温度が６５℃、空塔速度が３．５ｍ／ｓｅｃの乾燥条件で乾燥した。得られた乾燥トナーのカールフィシャー法による水分値は、０．０９％であった。乾燥前と乾燥後の重合トナーの粒径分布の比較を表４に示す。アルミナボールによる重合トナーの衝撃凝集や破砕が起こり、粒径５．０４μｍ以下の微小粒子の割合が増大した。
【００４５】
【表４】
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【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、重合反応系から分離・洗浄して回収した湿潤状態の着色重合体粒子（重合トナー）を、該粒子の破砕や凝集を起こすことなく、かつ、短時間でバッチ式ではなく連続的に乾燥することにより、高性能の静電荷像現像用トナーを効率よく製造することができる。本発明の製造方法によれば、重合トナー粒子の破砕や凝集を起こさずに連続乾燥ができ、生産性が向上する。また、重合トナー粒子の破砕や凝集が起こらないため、粗粉や微粉の分級工程が省略でき、分級ロスがなくなるため、コストダウンとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に用いられる攪拌流動層乾燥機の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１：熱風発生装置
２：ライン
３：入口温度計
４：開口部
５：原料の定量供給機
６：ライン
７：開口部
８：乾燥機（本体）
９：攪拌ローター
１０：モーター
１１：分級機構
１２：排出口
１３：出口温度計
１４：ライン
１５：サイクロン
１６：製品出口
１７：ライン
１８：バグフィルター
１９：製品出口
２０：ライン
２１：排気口
【図１】
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