【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、***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***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】
【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。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a polymerized toner, and more particularly, to an efficient method for solid-liquid separation using a screw-type vertical centrifuge from an aqueous dispersion medium containing a colored polymer particle after a polymerization step. The present invention relates to a method for producing a polymerized toner including a step of recovering high quality colored polymer particles (polymerized toner). According to the production method of the present invention, even for a polymerized toner having a small volume average particle diameter, solid-liquid separation can be performed efficiently and submicron fine powder can be removed. The screw type vertical centrifugal separator is suitable as a toner production device containing a polymerized toner.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as an electrophotographic or electrostatic recording type copying machine, a laser beam printer, and a facsimile, a developer is used to visualize an electrostatic latent image formed on a photosensitive member. . The main component of the developer is a toner composed of colored particles in which a colorant, a charge control agent, a release agent, and the like are dispersed in a binder resin.
[0003]
The toner is roughly classified into a pulverized toner obtained by a pulverization method and a polymerized toner obtained by a polymerization method. In the pulverization method, a pulverized toner is obtained as a colored resin powder by melt-kneading a thermoplastic resin with additive components such as a colorant, a charge control agent, and a release agent, pulverizing, and classifying. In the polymerization method, a polymerizable monomer composition containing a polymerizable monomer, a colorant, and other additives is polymerized in an aqueous dispersion medium to form polymerized toner as colored polymer particles (“polymerized toner”). Particles).
[0004]
The toner is required to be capable of forming a fine, high-density, high-quality image, not deteriorating in quality due to environmental changes such as temperature and humidity, and capable of continuous printing and continuous copying. ing. Further, in order to cope with energy saving and colorization, it is required for toner to improve fixability such as lowering of fixing temperature without impairing storage stability.
[0005]
According to the polymerization method, it is possible to produce a polymerized toner having a spherical shape and a sharp particle size distribution. Therefore, a method that satisfies the above requirements is more effective than a pulverization method. Moreover, according to the polymerization method, after polymerization of the polymerizable monomer composition, the polymerizable monomer for shell is polymerized in the presence of the produced colored polymer particles, and thus the core-shell type colored polymer particles are produced. Can be formed, whereby a polymerized toner having excellent low-temperature fixability can be produced without impairing the storage stability.
[0006]
In recent years, as the required level of high resolution and high image quality has increased, there has been an increasing tendency to reduce the particle size of the toner. According to the polymerization method, for example, a polymerized toner having a small particle diameter having a volume average particle diameter of about 3 to 8 μm can be easily produced. However, when the particle diameter of the polymerized toner is reduced, it becomes difficult to efficiently separate the colored polymer particles from the aqueous dispersion medium containing the colored polymer particles after the polymerization step. In addition, according to the polymerization method, fine powder having a particle diameter of less than 1 μm (submicron) is easily produced as a by-product, but it is not easy to separate the fine powder from the polymerized toner having a small particle diameter. When the fine powder adheres to the polymerized toner having a small particle diameter, the fluidity, developability, transferability, and storability of the polymerized toner are reduced, and the image quality is easily deteriorated.
[0007]
Conventionally, as a method for removing by-product fine powder from toner particles produced in an aqueous medium, a method using a screw decanter-type centrifugal separator has been proposed (for example, see Patent Document 1). This screw decanter centrifuge is a horizontal continuous centrifugal sedimentation type processing apparatus. Specifically, Patent Literature 1 discloses that an inner cylinder is supported by a hollow rotating shaft, and a bowl (outer cylinder) connecting a conical portion to one end of the cylindrical portion is rotatably supported around the hollow rotating shaft. Discloses a method of treating a toner stock solution using a screw decanter centrifuge in which a screw having a tip close to the inner cylinder surface is provided.
[0008]
In this method, the undiluted toner solution is supplied to the cylindrical portion of the bowl through an opening provided in the inner cylinder surface via a hollow rotary shaft, and the toner particles are separated from the fine powder by sedimentation by centrifugal force of the high-speed rotating bowl. I have. The liquid in which the fine powder floats is overflowed and discharged from a discharge port provided at the end on the bowl cylinder side, and the toner particle dispersion is overflow collected from a recovery port provided on the end on the bowl cone part side. The example of Patent Document 1 discloses that the volume average particle diameter of the toner particles to be processed is 9 to 12 μm.
[0009]
Further, in the method for producing a polymerized toner, after the polymerization step, the colored polymer particles are separated from the medium by filtration, and have an outer rotating cylinder and a screw conveyor (inner cylinder) provided rotatably in the outer rotating cylinder. A method using a decanter-type centrifuge has been proposed (for example, see Patent Document 2). This production method is a method of separating a colored polymer particle from a dispersion medium after a polymerization step using a horizontal screw decanter-type centrifuge substantially the same as that described in Patent Document 1.
[0010]
Although it is possible to separate polymerized toner particles from an aqueous dispersion medium (slurry) containing the colored polymer particles (polymerized toner particles) obtained in the polymerization step using a horizontal screw decanter centrifuge, In order to reduce the water content of the polymerized toner particles after separation to a desired level, a relatively large centrifugal force is required.
[0011]
However, in the case of polymerized toner particles having a small volume average particle diameter of 3 to 8 μm, typically about 5 μm, a horizontal screw decanter-type centrifugal separator is used, and the slurry is solid-liquid separated by a large centrifugal force. If the water content of the polymerized toner particles to be recovered is reduced, the mixing ratio of the polymerized toner particles to the overflow discharge liquid side increases, and the yield of the polymerized toner particles decreases. In order to improve the yield, a method of separating the overflow effluent again by a horizontal screw decanter centrifuge may be considered, but in addition to the complicated operation, additional equipment and installation area are required. Therefore, it is not preferable in terms of cost. Conversely, if an overflow discharge containing no polymerized toner particles is to be obtained, the water content of the polymerized toner particles separated and recovered will increase, resulting in poor handling. In addition, when the water content of the polymerized toner particles increases, the equipment for drying becomes large-scale or the drying efficiency decreases.
[0012]
Further, since the above-mentioned screw decanter centrifuge is a horizontal continuous centrifugal sedimentation treatment apparatus, even if the supply of the toner stock solution is stopped, the toner stock solution that is not discharged into the machine remains. It takes a lot of time to discharge the residual toner solution in the machine and clean the inside of the machine. Therefore, the horizontal screw decanter centrifuge is not suitable for being arranged in a line where product types are frequently changed. .
[0013]
On the other hand, a screw-type vertical centrifuge has been developed as a solid-liquid separator (for example, see Patent Documents 3-4). However, screw-type vertical centrifuges are mainly used for wastewater treatment and wastewater treatment in factories and mines, sludge treatment in sewage treatment plants, rivers and dams, and wastewater treatment in the livestock industry. It has been used for the purpose of recovery, removal of impurities, reuse of water, purification of water, volume reduction of waste, etc., and has not been used in the production process of polymerized toner. It is presumed that the reason for this is generally that the solid-liquid separation and classification of polymerized toner particles by a centrifugal separator may damage the polymerized toner particles.
[0014]
[Patent Document 1]
Patent No. 2891121 (page 1)
[Patent Document 2]
JP 2001-194826 A (page 1)
[Patent Document 3]
JP-A-9-215946 (page 1-2)
[Patent Document 4]
JP 2001-246291 A (page 1-2)
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to obtain a colored polymer particle from which an aqueous dispersion medium containing a generated colored polymer particle has a small water content and fine particles removed by an efficient solid-liquid separation after the polymerization step. It is another object of the present invention to provide a method for producing a polymerized toner which can be used.
[0016]
In particular, an object of the present invention is to provide a polymerized toner having a small volume average particle diameter, which can efficiently separate solid and liquid after the polymerization step and can also remove fine powder. It is to provide a manufacturing method.
[0017]
The present inventor has conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, polymerized a polymerizable monomer composition containing at least a colorant and a polymerizable monomer in an aqueous dispersion medium to obtain a colored polymer. In the method for producing a polymerized toner including the step of generating particles and separating the colored polymer particles from the aqueous dispersion medium, the separation of the colored polymer particles from the aqueous dispersion medium is performed using a screw-type vertical centrifugal separator. Came up with a way.
[0018]
When an aqueous dispersion medium (slurry) containing colored polymer particles (polymerized toner particles) is supplied as an undiluted solution to a screw-type vertical centrifuge, and solid-liquid separation is adopted, the rotation of the outer cylinder and the inner cylinder is reduced. Since the speed difference can be controlled to be smaller than that of a horizontal screw decanter centrifuge, solid-liquid separation can be performed efficiently with a relatively small centrifugal force. Even with this, polymerized toner particles having a desired moisture content (wet polymerized toner particles; also referred to as “dehydrated cake”) can be obtained with a high yield.
[0019]
Also, when a screw type vertical centrifuge is used, larger particles are separated on the dewatering cake side and smaller particles are separated on the discharge side, so that fine powder is removed from polymerized toner particles simultaneously with dehydration by solid-liquid separation. Can be. After the solid-liquid separation treatment, the slurry remaining in the machine is discharged from the lower part. This screw-type vertical centrifuge is suitable as an apparatus for producing toner. The present invention has been completed based on these findings.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
Thus, according to the present invention, a step 1 of polymerizing a polymerizable monomer composition containing at least a colorant and a polymerizable monomer in an aqueous dispersion medium to form colored polymer particles, and In the method for producing a polymerized toner including the step 2 of separating the colored polymer particles from the dispersion medium, the separation of the colored polymer particles from the aqueous dispersion medium in the step 2 is performed by using a vertically rotatable vertically rotatably supported cylindrical dispersion. A cylinder (2), a rotating inner cylinder (3) rotatably supported concentrically inside the rotating outer cylinder and forming an annular separation chamber with the rotating outer cylinder, and fixed to an outer peripheral surface of the rotating inner cylinder. A screw blade (4) whose outer peripheral edge is close to the inner peripheral surface of the rotary outer cylinder; and a raw liquid supply means (7) that extends downward from the upper part of the rotary inner cylinder to the central part and supplies the raw liquid (7) to the annular separation chamber ( 6) and the rotating outer cylinder and the rotating inner cylinder are in the same direction and within a predetermined range. A screw drive which is provided with a rotary drive device (15) capable of rotating at a set differential speed, and configured to discharge the clarified liquid (9) from the upper part and to discharge the sludge (10) from the lower part. The present invention provides a method for producing a polymerized toner, wherein the method is carried out using a centrifugal separator (1).
[0021]
Further, according to the present invention, there is provided an apparatus for producing a toner comprising the screw type vertical centrifuge (1).
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1. Screw-type vertical centrifuge The screw-type vertical centrifuge used for solid-liquid separation in the present invention is described in, for example, JP-A-9-215946 and JP-A-2001-246291. Examples of the disclosed structure can be given.
[0023]
FIG. 1 shows the structure of a main part of an example of a screw type vertical centrifuge. The screw-type vertical centrifuge (1) is provided between a rotatably supported vertical cylindrical rotating outer cylinder (2) and a rotatably supported concentrically inside the rotating outer cylinder. A rotary inner cylinder (3) forming an annular separation chamber, a screw blade (4) fixed to the outer peripheral surface of the rotary inner cylinder, the outer peripheral edge of which is close to the inner peripheral surface of the rotary outer cylinder; An undiluted liquid supply means (6) extending downward from the upper part at the center to supply undiluted liquid (7) to the annular separation chamber, and the rotating outer cylinder and the rotating inner cylinder in the same direction and within a predetermined range A rotation drive device (15) capable of rotating at a set differential speed, wherein a clear liquid (9) is discharged from an upper part and a sludge (10) is discharged from a lower part. This is a vertical centrifuge capable of continuous operation.
[0024]
The undiluted solution (7) is guided through an undiluted solution supply means (6) (undiluted solution supply pipe) to an annular separation chamber formed between the rotating outer cylinder (2) and the rotating inner cylinder (3). The rotating outer cylinder (2) generally has a vertical cylindrical upper half and a tapered cylindrical lower half whose diameter decreases downward. Correspondingly, the rotary inner cylinder (3) also usually has a vertical cylindrical upper half and a tapered cylindrical lower half whose diameter decreases downward. The rotary inner cylinder (3) has an annular separation chamber between the upper half and the lower half for evenly separating the stock solution supplied from the stock solution supply means (6), and an inflow portion into the annular separation chamber. Is provided with a distribution rib plate (5). The dividing rib plate (5) is composed of a plurality of rib plates arranged in the radial direction. In other words, the dividing rib plate (5) is composed of a plurality of rib plates that spread outward in a tapered shape, and divides the stock solution into the annular separation chamber evenly.
[0025]
The screw blade (4) is fixed to the outer peripheral surface of the rotating inner cylinder (3), and the outer peripheral edge (tip) forms a slight gap on the inner peripheral surface of the rotating outer cylinder (2). The pitch of the screw blades (4) is constant in the upper half of the rotating inner cylinder, and is smaller in the lower half as it goes downward. The screw blade (4) is usually in the form of a double helix.
[0026]
The rotation drive device (15) moves the rotating outer cylinder (2) and the rotating inner cylinder (3) in the same direction and moves the rotating outer cylinder (2) slightly faster than the rotating inner cylinder (3) within a predetermined range. Can be rotated by setting an arbitrary speed difference. The rotation drive device (15) preferably includes a first motor that drives the rotary outer cylinder (2) or the rotary inner cylinder (3), a second motor that provides a differential speed, and a planetary mechanism. The planetary mechanism includes a sun internal gear, a planet gear meshing with the sun internal gear, an external sun gear meshing with the planet gear and concentric with the sun gear, and a carrier rotatably supporting the planet gear. In FIG. 1, a first motor (13) is connected to a sun gear, a second motor (14) connected to a rotating outer cylinder (2) and providing a differential speed is connected to a sun external gear, and a carrier is provided. Shows an example of a rotary drive unit (15) connected to the rotary inner cylinder (3). A predetermined speed difference is obtained between the rotating outer cylinder (2) and the rotating inner cylinder (3) by utilizing the speed difference caused by the planetary mechanism.
[0027]
The undiluted solution containing the solids supplied from the undiluted solution supply pipe (6) reaches the lower end of the upper half of the rotating inner cylinder (3), and is provided with four radially arranged radially arranged circumferentially. The flow is evenly divided by the dividing rib plate (5). In the undiluted solution supplied to the screw blade (4), a liquid and a solid are vertically separated while the screw blade (4) rotates, and a clarified liquid (9) is supplied from the upper part to a clarified liquid outlet (8). The sludge (10) is discharged from the bottom through the sludge discharge port (11).
[0028]
The rotating outer cylinder (2) and the rotating inner cylinder (3) are rotated in the same direction, and the rotating outer cylinder (2) is slightly faster than the rotating inner cylinder (3), for example, 3000 to 2999. The sludge and the clarified liquid can be separated at a uniform ratio by being rotated while maintaining a very small and accurate speed difference.
[0029]
A water and air supply nozzle (16) can be provided in the lower half of the rotating inner cylinder (3) so that water or air can be blown into the annular separation chamber through a small hole.
[0030]
2. Separation of polymerized toner particles by solid-liquid separation In the present invention, an aqueous dispersion medium containing colored polymer particles (polymerized toner particles) obtained in a polymerization step using the screw-type vertical centrifuge. (Slurry) is subjected to solid-liquid separation to separate polymerized toner particles as a dewatered cake.
[0031]
The solid content of the slurry is not particularly limited, but is usually 15 to 30% by weight, and often around 20% by weight. The volume average particle diameter of the polymerized toner particles is usually in the range of 2 to 12 μm. However, in order to obtain a high-definition image, the particle diameter is preferably 3 to 8 μm, more preferably about 3 to 7 μm. Is desirable.
[0032]
The slurry is supplied from the raw material supply pipe (6) of the screw type vertical centrifuge (1). The supply amount of the slurry varies depending on the processing capacity of the screw-type vertical centrifuge (1), but is usually 0.5 to 200 L / hr, preferably 20 to 150 L / hr. The speed difference (differential speed) between the rotating outer cylinder (2) and the rotating inner cylinder (3) is preferably 0.1 to 5 rpm, more preferably 0.2 to 3 rpm. The centrifugal force (centrifugal effect) (G) is preferably about 1500 to 3000.
[0033]
The slurry is subjected to solid-liquid separation in the annular separation chamber, and the clarified liquid containing the aqueous dispersion medium as a main component is measured for the particle diameter distribution of particles contained in the discharged liquid discharged from the upper part. The values in the region of the fine powder in the raw slurry are shown. Therefore, it can be seen that the submicron fine powder is selectively removed.
[0034]
From the lower part of the apparatus, polymerized toner particles (dehydrated cake) in a wet state are discharged as sludge. The water content of the polymerized toner particles in a wet state obtained by solid-liquid separation using a screw-type vertical centrifugal separator (which may be simply referred to as “water content”) is preferably 10 to 25% by weight. %.
[0035]
When using a screw type vertical centrifuge, the differential speed between the outer cylinder and the inner cylinder is precisely controlled compared to the conventional horizontal screw decanter centrifuge, so the differential speed can be reduced. . As a result, the screw-type vertical centrifuge has a higher dewatering capacity than the horizontal screw decanter-type centrifuge. Further, by blowing air from a small hole provided in the lower half of the inner cylinder, the water removing ability can be further enhanced. Therefore, the screw type vertical centrifuge can be applied to smaller polymerized toner particles. Using a screw-type vertical centrifuge, the larger particles in the slurry containing the polymerized toner particles are separated into a dewatered cake (sludge), and the smaller particles are separated into an effluent (clarified liquid). It can also be used as a removal device.
[0036]
When the screw type vertical centrifuge stops supplying the slurry, the slurry remaining in the machine is discharged from the lower part. Further, since the inside of the machine can be washed by ejecting water from a water / air nozzle and then dried by ejecting air, it is suitable for being placed in a line where product types are frequently changed.
[0037]
According to the production method of the present invention, since the water content of the polymerized toner can be significantly reduced, the drying time in the subsequent drying step can be significantly reduced. Drying of the dehydrated cake can be performed efficiently, for example, by drying under reduced pressure in a mixer capable of reducing pressure. Of course, other drying means can be employed. By drying, high-quality polymerized toner particles from which fine powder has been removed are collected. The volume average particle size of the polymerized toner particles has not substantially changed from that before the solid-liquid treatment by the screw-type vertical centrifuge. Specifically, the difference between the volume average particle size before and after the treatment can be preferably within 0.3 μm, more preferably within 0.2 μm.
[0038]
The screw type vertical centrifugal separator is suitable as an apparatus for producing a toner, particularly an apparatus for producing a polymerized toner.
[0039]
3. Polymerized toner A method for producing a polymerized toner includes a suspension polymerization method and an emulsion polymerization method. Among these, the suspension polymerization method is preferable because a polymerized toner having a desired particle size is easily produced. When the emulsion polymerization method is employed, the particle size can be adjusted by, for example, coagulation after polymerization. The emulsion polymerization method and the suspension polymerization method may be combined. The production of the polymerized toner can be carried out according to a conventional method, and the details thereof will be described below mainly on the suspension polymerization method.
[0040]
The method for producing a polymerized toner includes a step of polymerizing a polymerizable monomer composition containing at least a colorant and a polymerizable monomer in an aqueous dispersion medium. The polymerizable monomer composition is polymerized to produce colored polymer particles, and if desired, a step of further polymerizing the polymerizable monomer for shell in the presence of the colored polymer particles is added, Core-shell polymer particles may be produced.
[0041]
As the aqueous dispersion medium, water such as ion-exchanged water is generally used, but if desired, a hydrophilic solvent such as alcohol may be added. The polymerizable monomer composition may contain, as necessary, various additives such as a crosslinkable monomer, a macromonomer, a charge control agent, a release agent, a lubricant, a dispersing aid, and a molecular weight modifier. Can be. To initiate the polymerization, a polymerization initiator is used.
[0042]
(1) Polymerizable monomer:
In general, a monovinyl monomer is used as a main component of the polymerizable monomer. Examples of the monovinyl monomer include aromatic vinyl monomers such as styrene; (meth) acrylic acid; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. Derivatives of (meth) acrylic acid such as butyl acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobonyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, and (meth) acrylamide; ethylene And monoolefin monomers such as propylene and butylene; mixtures of two or more of these.
[0043]
When a crosslinkable monomer and / or a crosslinkable polymer each having two or more vinyl groups are used together with the monovinyl monomer, the hot offset property can be improved. The use ratio of the crosslinkable monomer and / or the crosslinkable polymer is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 0.01 to 7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monovinyl monomer.
[0044]
It is preferable to use a macromonomer together with the monovinyl monomer, because the balance between the storage property at a high temperature and the fixing property at a low temperature is improved. The macromonomer is a macromolecule having a polymerizable carbon-carbon unsaturated double bond at a terminal of a molecular chain, and is an oligomer or polymer having a number average molecular weight of usually 1,000 to 30,000. The usage ratio of the macromonomer is preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.03 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monovinyl monomer.
[0045]
(2) Colorant:
As the colorant, various pigments and dyes used in the field of toner such as carbon black and titanium white can be used. Examples of the black colorant include carbon black, nigrosine-based dyes and pigments; magnetic particles such as cobalt, nickel, iron tetroxide, iron manganese oxide, iron zinc oxide, and nickel iron oxide; and the like. As a colorant for a color toner, pigments of respective colors such as yellow, magenta, and cyan are generally used. The coloring agent is used in a proportion of usually 0.1 to 50 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymerizable monomer.
[0046]
(3) Charge control agent:
In order to improve the chargeability of the polymerized toner, it is preferable that various positively or negatively chargeable charge control agents are contained in the polymerizable monomer composition. Examples of the charge control agent include a metal complex of an organic compound having a carboxyl group or a nitrogen-containing group, a metal-containing dye, nigrosine, and a charge control resin. The charge control agent is used in a proportion of usually 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymerizable monomer.
[0047]
(4) Release agent:
A release agent can be contained in the polymerizable monomer composition for the purpose of preventing offset or improving the releasability during hot roll fixing. Examples of the release agent include polyolefin wax, natural vegetable wax, petroleum wax and its modified wax, synthetic wax, polyfunctional ester compounds such as dipentaerythritol hexamyristate, and a mixture of two or more of these. The usage ratio of the release agent is usually 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.5 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymerizable monomer.
[0048]
(5) Lubricant / dispersion aid:
For the purpose of uniformly dispersing the coloring agent, a lubricant such as a fatty acid or a fatty acid metal salt; a dispersing aid such as a silane-based or titanium-based coupling agent; and the like can be contained in the polymerizable monomer. Such a lubricant or dispersant is generally used at a ratio of about 1/1000 to 1/1 based on the weight of the colorant.
[0049]
(6) polymerization initiator:
Examples of the polymerization initiator for the polymerizable monomer include persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate; 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2'-azobis [2-methyl -N- (2-hydroxyethyl) propionamide], 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'- Azo compounds such as azobisisobutyronitrile; di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy -2-ethylhexanoate, t-butylperoxypivalate, di-isopropylperoxydicarbonate, di-t-butylperoxyiso Tallates, 1,1 ', 3,3'-tetramethylbutyl peroxy-2-ethylhexanoate, t- butyl peroxides of peroxy isobutyrate and the like; and the like. A redox initiator obtained by combining these polymerization initiators and a reducing agent can also be used. Among these initiators, it is preferable to select an oil-soluble polymerization initiator soluble in the polymerizable monomer. The polymerization initiator is used in an amount of usually 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.3 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymerizable monomer.
[0050]
The polymerization initiator can be added in advance to the polymerizable monomer composition, but in order to suppress premature polymerization, after the completion of the droplet forming step of the polymerizable monomer composition or during the polymerization reaction. Can also be added directly to the suspension.
[0051]
(7) Molecular weight regulator:
Examples of the molecular weight modifier include mercaptans and halogenated hydrocarbons. The molecular weight modifier is used in an amount of usually 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymerizable monomer.
[0052]
(8) Dispersion stabilizer:
As the dispersion stabilizer, a colloid of a poorly water-soluble metal compound is preferable. Examples of poorly water-soluble metal compounds include sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate; carbonates such as barium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate; phosphates such as calcium phosphate; and metal oxides such as aluminum oxide and titanium oxide. Metal hydroxides of aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and ferric hydroxide; and the like. Of these, colloids of poorly water-soluble metal hydroxides are preferred because they can narrow the particle size distribution of the polymer particles and improve the sharpness of the image.
[0053]
As the colloid of the poorly water-soluble metal compound, it is preferable to use a colloid of a poorly water-soluble metal hydroxide obtained by adjusting the pH of the aqueous solution of the water-soluble polyvalent metal compound to 7 or more. The colloid of the poorly water-soluble metal compound has a number particle size distribution D50 (50% cumulative value of number particle size distribution) of 0.5 μm or less and a D90 (90% cumulative value of number particle size distribution) of 1 μm or less. Is preferred. The dispersion stabilizer is used usually in a ratio of 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymerizable monomer.
[0054]
In the present invention, other dispersion stabilizers such as a water-soluble polymer can be used as the dispersion stabilizer. Surfactants can also be used as long as the environmental dependence of the charging characteristics does not increase.
[0055]
(9) Polymerization step:
The polymerized toner is a colored polymer particle in which a polymer formed by polymerization of a polymerizable monomer becomes a binder resin, and additive components such as a colorant, a charge control agent, and a release agent are dispersed therein. The colored polymer particles are used as a core, and a shell composed of a polymer layer is formed thereon, whereby core-shell type polymer particles can be obtained.
[0056]
The polymerized toner can be obtained, for example, by the following steps. A polymerizable monomer, a colorant, and other additives are mixed using a mixer, and if necessary, wet-pulverized using a media-type wet pulverizer or the like, to thereby obtain a polymerizable monomer composition. Prepare. Next, the polymerizable monomer composition is dispersed in an aqueous dispersion medium containing a dispersion stabilizer, and stirred to form uniform droplets (having a volume average particle diameter of 50 to 50) of the polymerizable monomer composition. (A primary droplet of about 1000 μm) is formed. The polymerization initiator is preferably added to the aqueous dispersion medium after the size of the droplets becomes uniform in the aqueous dispersion medium.
[0057]
The polymerization initiator is added to and mixed with the suspension in which the droplets of the polymerizable monomer composition are dispersed in the aqueous dispersion medium, and further, using a high-speed rotary shear stirrer, the particle size of the droplets is The mixture is stirred until the particle diameter becomes close to that of the polymerized toner particles. A suspension containing droplets having a fine particle diameter formed as described above (secondary droplets having a volume average particle diameter of about 1 to 12 μm) is charged into a polymerization reactor, usually at 5 to 120 ° C., preferably at 5 to 120 ° C. The suspension polymerization is carried out at a temperature of 35 to 95 ° C.
[0058]
The suspension polymerization produces colored polymer particles in which an additive component such as a colorant is dispersed in a polymer of a polymerizable monomer. The colored polymer particles can be used as a polymerized toner, but are obtained by suspension polymerization for the purpose of improving the preservability (blocking resistance), low-temperature fixability, and meltability at the time of fixing of the polymerized toner. By further forming a polymer layer on the colored polymer particles, a capsule toner having a core-shell type structure can be obtained.
[0059]
As a method of forming a core-shell type structure, the above-mentioned colored polymer particles are used as core particles, and a polymerizable monomer for shell is further polymerized in the presence of the core particles to form a polymer layer on the surface of the core particles. (Shell) is preferred. When a polymerizable monomer for the shell that forms a polymer having a Tg higher than the glass transition temperature (Tg) of the polymer component constituting the core particle is used, the storage stability of the polymerized toner can be improved. it can. The weight ratio of the polymerizable monomer for core to the polymerizable monomer for shell is usually 40/60 to 99.9 / 0.1, preferably 60/40 to 99.7 / 0.3.
[0060]
The polymerizable monomer for shell is preferably added to the polymerization reaction system as droplets smaller than the average particle size of the core particles. By reducing the particle size of the droplets of the polymerizable monomer for shell, it becomes easier to form a uniform polymer layer around the core particles. In order to make the polymerizable monomer for shell into small droplets, a mixture of the polymerizable monomer for shell and an aqueous dispersion medium is subjected to fine dispersion treatment using, for example, an ultrasonic emulsifier, and is obtained. What is necessary is just to add the obtained dispersion liquid to a polymerization reaction system. A charge control agent can be added to the polymerizable monomer for shell, if necessary.
[0061]
To produce a core-shell type polymerized toner, a polymerizable monomer for shell or an aqueous dispersion thereof is added to a suspension containing core particles all at once, or continuously or intermittently. I do. When the polymerizable monomer for shell is added, it is preferable to add a water-soluble radical initiator from the viewpoint of efficiently forming the shell. Examples of the water-soluble polymerization initiator include azo-based initiators such as persulfate and 2,2'-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide]. The amount of the water-soluble polymerization initiator to be used is generally 0.1 to 50% by weight, preferably 1 to 20% by weight, per 100 parts by weight of the polymerizable monomer for shell. The average thickness of the shell is usually 0.001 to 1.0 μm, preferably 0.003 to 0.5 μm.
[0062]
(10) Polymerized toner:
The volume average particle diameter (dv) of the polymerized toner (including the core-shell type capsule toner) obtained by the production method of the present invention is usually 2 to 12 μm, preferably 3 to 8 μm, more preferably 3 to 7 μm. is there. The particle size distribution represented by volume average particle diameter (dv) / number average particle diameter (dp) of the polymerized toner is usually 1.7 or less, preferably 1.5 or less, more preferably 1.3 or less. If the volume average particle size of the polymerized toner is too large, the resolution tends to decrease. When the particle size distribution of the polymerized toner is large, the ratio of the toner having a large particle size increases, and the resolution tends to decrease.
[0063]
The polymerized toner has a sphericity represented by a ratio (dl / ds) between a major axis (dl) and a minor axis (ds) of substantially 1 to 1.3, more preferably 1 to 1.2. It is preferably spherical. When a substantially spherical polymerized toner is used, the transfer efficiency of the toner image on the photoconductor to the transfer material is improved.
[0064]
The polymerized toner can be used as a toner component of various developers, but is preferably used as a non-magnetic one-component developer. When the polymerized toner is used as a non-magnetic one-component developer, various external additives can be mixed. Examples of the external additive include inorganic particles such as silica and organic resin particles that act as a fluidizing agent or an abrasive. The amount of the external additive is usually 0.1 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymerized toner. In order for the external additive to adhere to the polymerized toner, the polymerized toner and the external additive are usually put into a mixer such as a Henschel mixer and stirred.
[0065]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. In the following Examples and Comparative Examples, “parts” and “%” are based on weight (mass) unless otherwise specified. The measuring method is as follows.
[0066]
(1) Measurement of particle size distribution:
The volume average particle size (dv) and the particle size distribution (dv / dp) of the toner were measured with a Multisizer (manufactured by Beckman Coulter). The measurement by this multisizer was performed under the conditions of an aperture diameter = 100 μm, a medium = Isothon II, a concentration = 10%, and the number of measured particles = 100,000.
[0067]
(2) Measurement of moisture content The moisture content of the polymerized toner was measured by collecting a water-containing polymerized toner in an aluminum dish, precisely weighing (A [g]), and leaving the resultant in a dryer set at 105 ° C for 2 hours. After cooling, it was precisely weighed (B [g]) and calculated by the following formula.
Water content (%) = ((AB) / A) × 100
[0068]
[Synthesis Example 1] Preparation of polymerized toner :
100 parts of a polymerizable monomer for a core composed of 89.0 parts of styrene and 11.0 parts of n-butyl acrylate, a polymethacrylate macromonomer (trade name “AA6” manufactured by Toa Gosei Chemical Industry Co., Ltd., Tg = 94 ° C.) ) 0.25 parts, divinylbenzene 0.725 parts, t-dodecyl mercaptan 1.2 parts, carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, trade name "# 25B") 6 parts, charge control resin (manufactured by Fujikura Chemicals, product) 1 part of the name “FCA-626M”) and 10 parts of wax (trade name “W663” manufactured by NOF CORPORATION) are wet-pulverized using a media-type wet pulverizer to obtain a polymerizable monomer composition for a core. Was.
[0069]
An aqueous solution obtained by dissolving 5.5 parts of sodium hydroxide in 45 parts of ion-exchanged water was gradually added to an aqueous solution obtained by dissolving 9.0 parts of magnesium chloride in 215 parts of ion-exchanged water while stirring. A dispersion was prepared. When the particle size distribution of the formed colloid was measured with a SALD particle size distribution analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation), D50 (50% cumulative value of the number particle size distribution) was 0.35 μm, and D90 (the number particle size distribution (90% cumulative value) was 0.62 μm.
[0070]
On the other hand, 2 parts of methyl methacrylate (Tg = 105 ° C.) and 65 parts of water were finely dispersed by an ultrasonic emulsifier to obtain an aqueous dispersion of a polymerizable monomer for shell. As for the particle diameter of the droplets of the polymerizable monomer for shell, D90 was 1.6 μm.
[0071]
The polymerizable monomer composition for a core is added to the magnesium hydroxide colloid dispersion liquid (colloid amount: 9 parts) obtained above, and the mixture is stirred until the droplets are stabilized. After adding 6 parts of 2-ethylhexanoate (trade name “Perbutyl O” manufactured by NOF CORPORATION), the mixture was subjected to high shear stirring using an Ebara Milder (manufactured by EBARA CORPORATION) to give a core monomer. Droplets of the composition were granulated.
[0072]
One part of sodium tetraborate decahydrate is added to the magnesium hydroxide colloidal dispersion in which the granulated core monomer composition is dispersed, and the mixture is placed in a reactor equipped with stirring blades and polymerized at 85 ° C. Was started, and the polymerization conversion reached almost 100%. After that, a water-soluble initiator [trade name “VA-086” = 2, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] was added to the aqueous dispersion of the polymerizable monomer for shell. 0.3 parts of 2'-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) -propionamide] was dissolved and added to the reactor. After the polymerization was continued for 4 hours, the reaction was stopped, and an aqueous dispersion of core-shell type colored polymer particles was obtained.
[0073]
[Example 1]
While stirring the aqueous dispersion (slurry) of the core-shell type colored polymer particles obtained in Synthesis Example 1, sulfuric acid was added to adjust the pH to 4 or less, and acid washing was performed. The volume average particle diameter of the colored polymer particles measured by taking a part of this aqueous dispersion was 5.72 μm. Next, the slurry was continuously charged into a screw-type vertical centrifuge to perform solid-liquid separation. The conditions at that time were set such that the centrifugal force was 2000 G, the differential speed between the inner cylinder and the outer cylinder was 0.5 rotation, and the slurry was supplied at a rate of 50 L / hr. As a result, the water content of the obtained polymerized toner particles (dehydrated cake) in a wet state was measured and found to be 15%.
[0074]
Thereafter, 90 kg of the dehydrated cake was dried under reduced pressure using an SV mixer (manufactured by Shinko Pantech Co., Ltd.) until the moisture content became 0.5%. The time required for drying was 2:00. The volume average particle size of the dried polymerized toner particles was 5.77 μm. Table 1 shows the results.
[0075]
[Comparative Example 1]
While stirring the aqueous dispersion (slurry) of the core-shell type colored polymer particles obtained in Synthesis Example 1, sulfuric acid was added to adjust the pH to 4 or less, and acid washing was performed. Next, the slurry was continuously charged into a horizontal screw decanter-type centrifugal separator to perform solid-liquid separation. The conditions at that time were set so that the centrifugal force was 5500 G, the differential speed between the inner cylinder and the outer cylinder was 10 revolutions, and the slurry was supplied at a rate of 50 L / hr. As a result, the moisture content of the obtained polymerized toner particles (dehydrated cake) in a wet state was measured and found to be 26%.
[0076]
Thereafter, 90 kg of the dehydrated cake was dried under reduced pressure using an SV mixer (manufactured by Shinko Pantech Co., Ltd.) until the water content became 0.5%, and the time required for drying was 4.5 hours. . The volume average particle size of the polymerized toner particles after drying was 5.72 μm. Table 1 shows the results.
[0077]
[Table 1]
[0078]
【The invention's effect】
According to the present invention, after the polymerization step, from the aqueous dispersion medium containing the produced colored polymer particles, by efficient solid-liquid separation, to obtain colored polymer particles having a small water content and fine particles removed. The present invention provides a method for producing a polymerized toner capable of performing the following. In particular, according to the present invention, even when the polymerization toner has a small volume average particle diameter, the polymerization toner can be efficiently separated into solid and liquid after the polymerization step, and the fine powder can be removed at the same time. A manufacturing method is provided. Further, the screw type vertical centrifugal separator is suitable as an apparatus for producing a toner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a main part of an example of a screw type vertical centrifuge used in the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Screw type vertical centrifuge,
2: Rotating outer cylinder,
3: Rotating inner cylinder,
4: Screw blade,
5: Dividing rib plate,
6: undiluted solution supply means,
7: undiluted solution,
8: Clarified liquid outlet,
9: Clarified liquid,
10: Sludge,
11: Sludge discharge,
12: planetary gear mechanism,
13: First motor (main motor)
14: second motor (differential speed motor),
15: rotary drive,
16: Water / air supply pipe.
