JP5428609B2 - Toner manufacturing method, toner manufacturing apparatus, and toner - Google Patents
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Description
本発明は、温風ガスによりトナー等の被乾燥粉体を分散させるとともに、温風の熱量により被乾燥粉体に付着した水分を蒸発させて乾燥を行う気流式乾燥機を用いたトナー製造方法、トナー製造装置、及びトナーに関する。 The present invention relates to a toner manufacturing method using an airflow dryer that disperses a powder to be dried such as toner with hot air gas, and evaporates water adhering to the powder to be dried by the amount of heat of hot air. , A toner manufacturing apparatus, and a toner.
従来より、懸濁重合法、乳化重合凝集法、分散重合法等の湿式法で製造された湿式トナーは、遠心分離による固液分離後、含水ケーキを乾燥工程で乾燥され、粉体トナーとされる。
この際に用いられる乾燥設備としては、比較的高温の乾燥用温風の流れに被乾燥粉体トナーを投入し、被乾燥粉体トナーを分散させつつ気流式乾燥機に供給して、水分を蒸発させる設備が知られている（特許文献１参照）。この設備では、熱気流とトナー粒子とを直接接触させて乾燥を行う。
Conventionally, wet toners manufactured by wet methods such as suspension polymerization, emulsion polymerization aggregation, dispersion polymerization, etc. are solid-liquid separated by centrifugation, and then the water-containing cake is dried in a drying step to obtain powder toner. The
As the drying equipment used at this time, the powder toner to be dried is put into a flow of hot air for drying at a relatively high temperature, and the powder powder toner is supplied to an air-flow dryer while dispersing the toner to be dried. Equipment for evaporating is known (see Patent Document 1). In this facility, drying is performed by directly contacting the hot air flow with the toner particles.
例えば、図４に示す従来のトナー製造装置２００は、粉フィーダー７４から気流乾燥機７３に送られる被乾燥トナーを、給気ファン７１と熱交換器７２とにより温度調整された加熱気流により乾燥させる。乾燥後のトナーは、サイクロン分級機７５により分級され、所望の大きさからなる粒径の粒子を所望粒径粒子捕集容器７６に製品トナーとして捕集し、所望の大きさを有しない粒径の粒子をバグフィルー７７を介して、排気ファン７８より排気することとしている。 For example, the conventional toner manufacturing apparatus 200 shown in FIG. 4 dries the toner to be dried sent from the powder feeder 74 to the airflow dryer 73 by a heated airflow whose temperature is adjusted by the air supply fan 71 and the heat exchanger 72. . The dried toner is classified by a cyclone classifier 75, and particles having a desired particle size are collected as a product toner in a desired particle size particle collecting container 76, and a particle size not having the desired size is collected. These particles are exhausted from the exhaust fan 78 through the bag fill 77.
気流式乾燥機７３における具体的な温度制御としては、乾燥用温風を送る給気７１と、この温風を供給路の途中に設けられ乾燥用風を加熱する熱交換器７２とにより行われ、熱交換器の蒸気調節弁開度を制御し、気流式乾燥機の入口温度を一定に保つように制御して入口温度の温度制御を行うこととしている。 Specific temperature control in the airflow dryer 73 is performed by an air supply 71 that sends hot air for drying, and a heat exchanger 72 that is provided in the middle of the supply path to heat the drying air. The steam control valve opening degree of the heat exchanger is controlled, and the inlet temperature of the airflow dryer is controlled to be constant, thereby controlling the inlet temperature.
この際に用いられる温度制御の一般的な手法としては、乾燥機入口温度センサの実測値とその目標値とに基づいて蒸気調節弁開度の制御を行う手法がある。一般的に温度調整制御等のプロセス制御として、制御偏差に基づいて比例操作量（Ｐ）と積分操作量（Ｉ）とを含む操作量を決定するＰＩＤ制御がよく知られており、蒸気調節弁に開度出力を適宜ＰＩＤ制御することによって入口温度の目標値維持制御が行われている。 As a general method of temperature control used at this time, there is a method of controlling the steam control valve opening based on the actual measured value of the dryer inlet temperature sensor and its target value. In general, as process control such as temperature adjustment control, PID control for determining an operation amount including a proportional operation amount (P) and an integral operation amount (I) based on a control deviation is well known. The target value maintenance control of the inlet temperature is performed by appropriately performing PID control of the opening degree output.
しかし、このように乾燥機入口温度に達した後に蒸気調節弁開度をＰＩＤ制御により小さくし、該蒸気調節弁を閉めることでは、入口温度が所定の遅れ時間の経過後でなければ下降しないことによって、入口温度が目標温度及び上限設定値を超えてしまう現象（以下、「オーバーシュート」と称する）が生じるという問題があった。
さらに逆のケースとして、このようにオーバーシュートした入口温度等を下げて目標温度に戻す場合においても実測値が目標温度及び下限設定温度を下回るような現象（以下、「アンダーシュート」と称する）が起こるため、入口温度等がなかなか目標値に安定しない状態となる現象、いわゆるハンチングが起こることがある。
However, if the steam control valve opening is decreased by PID control after reaching the dryer inlet temperature in this way and the steam control valve is closed, the inlet temperature does not decrease unless a predetermined delay time has elapsed. This causes a problem that the inlet temperature exceeds the target temperature and the upper limit set value (hereinafter referred to as “overshoot”).
Further, as a reverse case, there is a phenomenon (hereinafter referred to as “undershoot”) in which the actually measured value falls below the target temperature and the lower limit set temperature even when the overheated inlet temperature is lowered and returned to the target temperature. Therefore, a phenomenon that the inlet temperature or the like is not stable at the target value, so-called hunting, may occur.
また、前述の空気加熱ヒータの制御は、温度が目標値に達するまではヒータを最大出力で稼動させ、目標値に達した後はＰＩＤ制御により空気加熱ヒータの出力を上げ下げして温度を目標値に維持させる制御に関する。そのため、温度の上昇スピードを早くした場合、ヒータにおける最大出力の稼動状態から維持制御に移行した直後の高い出力により温度が大きな影響を受けるので、その結果、温度が大幅にオーバーシュートしてしまうという問題がある。 The above-described control of the air heater is performed by operating the heater at the maximum output until the temperature reaches the target value, and after reaching the target value, the output of the air heater is increased or decreased by PID control to set the temperature to the target value. It relates to the control to be maintained. Therefore, if the speed of temperature rise is increased, the temperature is greatly affected by the high output immediately after shifting from the maximum output operating state of the heater to the maintenance control, and as a result, the temperature greatly overshoots. There's a problem.
温度制御手段としては、温度の上昇スピードを早めた場合であっても、温度のオーバーシュートを抑える方法として、オーバーシュート予測手段によって急速に上昇する温度が目標温度に達するよりもかなり前からヒータの出力を直前の出力の５０％以下に急激に落とすことにより、温度の上昇スピードを緩め、オーバーシュートを抑制する制御方法が知られている（特許文献２参照）。 As a temperature control means, even when the temperature rise speed is increased, as a method of suppressing the temperature overshoot, the heater temperature is increased considerably before the temperature rapidly rising by the overshoot prediction means reaches the target temperature. A control method is known in which the output is rapidly reduced to 50% or less of the immediately preceding output to slow the temperature increase speed and suppress overshoot (see Patent Document 2).
しかしながら、この制御方法は、主としてヒータの出力を急激に落として、温度の上昇スピードを緩やかになることを目的とするが、一方で温度の上昇あるいは下降スピードの追従性が悪い場合、ヒータの出力の急激な変化に比例して温度の変動が激しくなりハンチングを起こし、いつまでたっても目標温度に収束しない場合がある。
また、オーバーシュート予測手段によるヒータの出力を急激に落とすタイミングを誤ると、目標温度に到達する以前に逆に温度差が広がる可能性もある。
即ち、オーバーシュート予測手段によるヒータの出力を落とすタイミングは完全ではなく、急激に出力を落とす手法の場合、出力を落とすタイミングを誤ると操作量が大過剰になってしまうおそれがあること、また、トナーの製造においては、乾燥機に入ってくるケーキの含水率によって目標温度が変わってくることから、温度予測が難しくなる。
However, this control method is intended to reduce the heater output abruptly and slow the temperature rise speed. On the other hand, if the temperature rise or fall speed is not good, the heater output In some cases, the temperature fluctuates in proportion to a sudden change in the temperature, causing hunting, and does not converge to the target temperature indefinitely.
In addition, if the timing at which the heater output by the overshoot predicting means is suddenly reduced is incorrect, there is a possibility that the temperature difference spreads before the target temperature is reached.
That is, the timing of dropping the output of the heater by the overshoot predicting means is not perfect, and in the case of the technique of suddenly dropping the output, there is a possibility that the operation amount may become excessively large if the output dropping timing is mistaken, In toner production, the target temperature varies depending on the moisture content of the cake entering the dryer, making it difficult to predict the temperature.
温度によりオーバーシュートを予測しヒータの出力を急激に落とすタイミングを決定することを基本とするオーバーシュート予測手段においては、積極的に温度が安定した時の出力に向かって調整していくというものではないため、オーバーシュートの予測とヒータ制御手段だけでオーバーシュートを完全になくすまで至っておらず、オーバーシュートの抑制には限界があった。 In the overshoot prediction means based on predicting overshoot by temperature and determining the timing to suddenly reduce the heater output, the adjustment is made toward the output when the temperature is stable. Therefore, the overshoot is not completely eliminated only by the overshoot prediction and the heater control means, and there is a limit to the suppression of the overshoot.
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、気流式乾燥機の入口温度調整時のオーバーシュートの発生を確実に抑制でき、かつ入口温度を目標値に安定させるまでに要する時間を短縮可能なトナー製造方法、トナー製造装置、及びトナーを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is, the present invention relates to a toner manufacturing method and a toner manufacturing apparatus capable of reliably suppressing the occurrence of overshoot when adjusting the inlet temperature of an airflow dryer and reducing the time required to stabilize the inlet temperature to a target value. And to provide a toner.
本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得た。
即ち、熱交換器における熱風の調節弁開度を開けていき、気流式乾燥機における目標入口温度に対し、目標値の手前の温度を調節弁開度の切替温度とし、該切替温度到達と同時に前記調節弁の開度を温度安定時の開度に強制的に切替え、そこから再度、温度調整を開始することとすれば、目標温度に比較的早く到達する一方で、入口温度の上昇スピードが緩やかになり、乾燥処理部入口におけるオーバーシュートを抑制することができる。
例えば、気流式乾燥機の目標入口温度に早く到達させるべく、熱交換器における熱風の調節弁の開度を徐々に開けていくと、目標入口温度付近では開度も大きく、早い上昇スピード上昇していく。そして、オーバーシュート抑制手段として調節弁の開度を、例えば全閉になるように一気に閉めた場合、その後は逆に急激に温度が下がりアンダーシュート気味になり、ハンチングを起こし温度がなかなか目標値に収束しない可能性がある。そのため、目標温度到達前にあらかじめ安定時の開度に設定することにより、切替後の開度調節範囲も小さくて済み、目標温度に早く収束させ、オーバーシュートを抑制することができる。
The present inventors obtained the following knowledge as a result of intensive studies to achieve the above object.
That is, the control valve opening degree of the hot air in the heat exchanger is opened, and the temperature before the target value is set as the switching temperature of the control valve opening degree with respect to the target inlet temperature in the airflow dryer, and at the same time the switching temperature is reached. If the opening degree of the control valve is forcibly switched to the opening degree when the temperature is stable and temperature adjustment is started again from there, the target temperature is reached relatively quickly, while the inlet temperature rise speed is increased. As a result, the overshoot at the entrance of the drying processing section can be suppressed.
For example, if the opening degree of the hot air control valve in the heat exchanger is gradually opened to reach the target inlet temperature of the airflow dryer quickly, the opening degree is large near the target inlet temperature and the rising speed increases quickly. To go. Then, when the opening of the control valve is closed at once, for example, as an overshoot suppression means, the temperature drops suddenly and then undershoots, causing hunting to reach the target value. May not converge. Therefore, by setting the opening degree at the time of stabilization before reaching the target temperature, the opening degree adjustment range after switching can be reduced, and the target temperature can be converged quickly and overshoot can be suppressed.
本発明は、本発明者による前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
＜１＞ トナースラリーを脱水して含水率３５質量％以下のトナー粉体を形成するトナー粉体形成工程と、調節弁の開度により接触量を制御可能な熱風及び冷却媒体を接触させて前記トナー粉体を加熱する加熱気流の温度を調整する加熱気流温度調整工程と、分散された前記トナー粉体に前記加熱気流を乾燥処理部に供給して含水率３質量％以下に乾燥させる乾燥工程と、を含み、前記加熱気流温度調整工程において、前記加熱気流を前記乾燥処理部に供給する際の入口温度が、前記乾燥処理部における目標入口温度より低い温度に設定された前記調節弁の開度を切替える切替温度に到達すると同時に、前記調節弁の開度を、温度安定時における開度をＺ（％）としたとき、０．８Ｚ〜１．２Ｚに切替える調節弁制御を行うことを特徴とするトナー製造方法である。
＜２＞ 乾燥処理部における、目標入口温度をＴｉｎ（℃）とし、目標出口温度をＴｏｕｔ（℃）とし、昇温開始温度をＴ２０（℃）とし、前記昇温開始温度と乾燥温度との差をＴ７０（℃）とし、出口のトナー粉体の目標設定含水率をＷ３（質量％）とし、トナー粉体形成工程における目標設定含水率をＷ３５（質量％）とし、トナー粉体形成時のトナー粉体における含水率をＷ０（質量％）としたとき、Ｚ（％）が下記数式（１）で表される前記＜１＞に記載のトナー製造方法である。
Ｚ（％）＝（Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ−Ｔ２０）×（１００％／Ｔ７０）×（Ｗ０−Ｗ３／３０質量％−Ｗ３）・・・数式（１）
ただし、前記数式（１）中、Ｗ０（質量％）は、３５以下の整数を表し、Ｗ３（質量％）は、３以下の整数を表す。
＜３＞ 乾燥処理部における、目標入口温度Ｔｉｎ（℃）と目標出口温度Ｔｏｕｔ（℃）との関係が、下記数式（２）で表される前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のトナー製造方法である。
３０＜Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ＜５０・・・数式（２）
＜４＞ 切替温度が、目標入口温度に対して０．５℃〜１．５℃低い温度である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のトナー製造方法である。
＜５＞ トナースラリーを脱水して含水率３５質量％以下のトナー粉体を形成するトナー粉体形成手段と、調節弁の開度により接触量を制御可能な熱風及び冷却媒体を接触させて前記トナー粉体を加熱する加熱気流の温度を調整する加熱気流温度調整手段と、分散させた前記トナー粉体に前記加熱気流を乾燥処理部に供給して含水率３質量％以下に乾燥させる乾燥手段と、を有し、前記加熱気流温度調整手段は、前記加熱気流を前記乾燥処理部に供給する際の入口温度が、前記乾燥処理部における目標入口温度より低い温度に設定された前記調節弁の開度を切替える切替温度に到達すると同時に、前記調節弁の開度を、温度安定時における開度をＺ（％）としたとき、０．８Ｚ〜１．２Ｚに切替える調節弁制御手段を含むことを特徴とするトナー製造装置である。
＜６＞ 前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のトナー製造方法により製造されることを特徴とするトナーである。
This invention is based on the said knowledge by this inventor, and as a means for solving the said subject, it is as follows. That is,
<1> A toner powder forming step of dehydrating the toner slurry to form a toner powder having a water content of 35% by mass or less, and hot air and a cooling medium whose contact amount can be controlled by the opening of the control valve are brought into contact with each other. A heating air flow temperature adjusting step for adjusting the temperature of the heated air flow for heating the toner powder, and a drying step for supplying the heated air flow to the dispersed toner powder to a drying processing unit to dry the moisture content to 3% by mass or less. In the heating airflow temperature adjustment step, the opening of the control valve is set such that the inlet temperature when the heated airflow is supplied to the drying processing section is set lower than the target inlet temperature in the drying processing section. At the same time as reaching the switching temperature for switching the degree, the control valve control is performed so that the opening degree of the control valve is changed from 0.8Z to 1.2Z when the opening degree when the temperature is stable is Z (%). To This is a manufacturing method.
<2> In the drying section, the target inlet temperature is T in (° C.), the target outlet temperature is T out (° C.), the temperature rise start temperature is T 20 (° C.), and the temperature rise start temperature and the drying temperature the difference between the T 70 (° C.), the target setting water content of the toner powder outlet W 3 and (mass%), and the target setting water content in the toner powder forming step W 35 and (mass%), toner The toner production method according to <1>, wherein Z (%) is represented by the following formula (1), where W 0 (% by mass) is a water content in the toner powder at the time of powder formation.
Z (%) = (T in -T out -T 20) × (100% / T 70) × (W 0 -W 3/30 wt% -W 3) · · · Equation (1)
However, the numerical expression (1), W 0 (wt%) represents an integer of 35 or less, W 3 (wt%) represents the 3 following integer.
<3> The relationship between the target inlet temperature T in (° C.) and the target outlet temperature T out (° C.) in the drying processing unit is any one of the above items <1> to <2> represented by the following formula (2): The toner production method as described in 1. above.
30 <T in −T out <50 Expression (2)
<4> The toner production method according to any one of <1> to <3>, wherein the switching temperature is a temperature lower by 0.5 ° C to 1.5 ° C than the target inlet temperature.
<5> A toner powder forming means for dehydrating the toner slurry to form a toner powder having a water content of 35% by mass or less, and hot air and a cooling medium whose contact amount can be controlled by the opening of the control valve are brought into contact with each other. Heating airflow temperature adjusting means for adjusting the temperature of the heated airflow for heating the toner powder, and drying means for supplying the heated airflow to the dispersed toner powder to the drying processing unit to dry the moisture content to 3% by mass or less. And the heating airflow temperature adjusting means is configured so that the inlet temperature when the heated airflow is supplied to the drying processing unit is set to a temperature lower than a target inlet temperature in the drying processing unit. A control valve control means for switching from 0.8 Z to 1.2 Z when the opening of the control valve reaches Z (%) at the time of temperature stabilization at the same time as the switching temperature for switching the opening is reached. Tona featuring -Manufacturing equipment.
<6> A toner manufactured by the toner manufacturing method according to any one of <1> to <4>.
本発明によれば、前記従来における諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、気流式乾燥機の入口温度調整時のオーバーシュートの発生を確実に抑制でき、かつ入口温度を目標値に安定させるまでに要する時間を短縮可能なトナー製造方法、トナー製造装置、及びトナーを提供することができる。 According to the present invention, the conventional problems can be solved, the object can be achieved, the occurrence of overshoot at the time of adjusting the inlet temperature of the airflow dryer can be reliably suppressed, and the inlet temperature is set to the target value. It is possible to provide a toner manufacturing method, a toner manufacturing apparatus, and a toner that can shorten the time required to stabilize the toner.
（トナー製造方法及びトナー製造装置）
本発明のトナー製造方法は、トナー粉体形成工程と、加熱気流温度調整工程と、乾燥工程とを含み、必要に応じて、その他の工程を含む。
また、本発明のトナー製造装置は、トナー粉体形成手段と、加熱気流温度調整手段と、乾燥手段とを有し、必要に応じて、その他の手段を有する。
(Toner manufacturing method and toner manufacturing apparatus)
The toner manufacturing method of the present invention includes a toner powder forming step, a heated airflow temperature adjusting step, and a drying step, and includes other steps as necessary.
The toner manufacturing apparatus of the present invention includes a toner powder forming unit, a heated airflow temperature adjusting unit, and a drying unit, and includes other units as necessary.
−トナー粉体形成工程及びトナー粉体形成手段−
前記トナー粉体形成工程は、トナースラリーを脱水して含水率３５質量％以下のトナー粉体を形成する工程としてなる。
前記トナー粉体形成手段は、トナースラリーを脱水して含水率３５質量％以下のトナー粉体を形成する手段としてなる。
-Toner powder forming step and toner powder forming means-
The toner powder forming step is a step of forming a toner powder having a water content of 35% by mass or less by dehydrating the toner slurry.
The toner powder forming means is means for dehydrating the toner slurry to form a toner powder having a water content of 35% by mass or less.
前記トナースラリーの形成方法としては、湿式トナーを形成する方法であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、転送乳化法、懸濁重合法、乳化重合凝集法、分散重合法、溶解懸濁法等の湿式法が挙げられる。
なお、前記転送乳化法については、特開平５−６６６０００号公報、前記懸濁重合法については、特公昭３６−１０２３１号公報、乳化重合凝集法については、特開平６−２５０４３９号公報、分散重合法については、特開平５−９３００２号公報、溶解懸濁法については、特開２００２−２８７４００号公報に記載の事項を適用することができる。
The method for forming the toner slurry is not particularly limited as long as it is a method for forming a wet toner, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the transfer emulsion method, suspension polymerization method, emulsion polymerization aggregation method And wet methods such as a dispersion polymerization method and a dissolution suspension method.
The transfer emulsification method is disclosed in JP-A-5-666000, the suspension polymerization method is disclosed in JP-B 36-10231, and the emulsion polymerization aggregation method is disclosed in JP-A-6-250439. The matters described in JP-A-5-93002 can be applied to the legal method, and the matters described in JP-A-2002-287400 can be applied to the dissolution suspension method.
前記トナースラリーを脱水する方法としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、遠心分離機を用いて脱水する方法等が挙げられる。
脱水後のトナー粉体における含水率としては、３５質量％以下であることが必要であるが、含水率が高いほど水の気化熱が必要であり、目標入口温度のが高めになるため、乾燥処理部の内面側に付着及び融着が起こる可能性がある。このため、脱水後のトナー粉体における含水率としては、３０質量％が好ましい。
なお、脱水後のトナー粉体は、トナーケーキ状であり、該トナーケーキの質量を計量し、該トナーケーキに含まれる水分を測定することで、脱水後のトナー粉体における含水率を測定することができる。該トナーケーキに含まれる水分の測定方法としては、例えば、下記方法が挙げられる。
脱水後のトナーケーキを分取し、ケーキ２ｇをアルミ皿に採取し、それを精秤（Ｗ０[ｇ]）し、１０５℃に設定した乾燥器に２時間放置し、冷却後、精秤（Ｗ１[ｇ]）し、以下の式で計算する。
トナーケーキの含水率（％）＝１００×（Ｗ０−Ｗ１）／Ｗ０） （式Ａ）
The method for dehydrating the toner slurry is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a method for dehydrating using a centrifuge.
The water content in the toner powder after dehydration is required to be 35% by mass or less. However, the higher the water content, the more heat of vaporization of water is required, and the target inlet temperature is increased. There is a possibility that adhesion and fusion occur on the inner surface side of the processing portion. For this reason, the water content in the toner powder after dehydration is preferably 30% by mass.
The toner powder after dehydration is in the form of a toner cake, and the moisture content in the toner powder after dehydration is measured by measuring the mass of the toner cake and measuring the moisture contained in the toner cake. be able to. Examples of the method for measuring the moisture contained in the toner cake include the following methods.
The toner cake after dehydration is collected, and 2 g of the cake is collected on an aluminum dish, precisely weighed (W 0 [g]), left in a dryer set at 105 ° C. for 2 hours, cooled, and then weighed accurately. (W 1 [g]) and the following formula is used.
Water content (%) of toner cake = 100 × (W 0 −W 1 ) / W 0 ) (Formula A)
−加熱気流温度調整工程及び加熱気流調整手段−
前記加熱気流温度調整工程は、調節弁の開度により接触量を制御可能な熱風及び冷却媒体を接触させて、前記トナー粉体を加熱する加熱気流の温度を調整する工程としてなる。
前記加熱気流温度調整手段は、調節弁の開度により接触量を制御可能な熱風及び冷却媒体を接触させて、前記トナー粉体を加熱する加熱気流の温度を調整する手段としてなる。
-Heated airflow temperature adjusting step and heated airflow adjusting means-
The heating airflow temperature adjusting step is a step of adjusting the temperature of the heating airflow that heats the toner powder by bringing hot air and a cooling medium whose contact amount can be controlled by the opening of the adjusting valve into contact with each other.
The heating airflow temperature adjusting means is a means for adjusting the temperature of the heating airflow that heats the toner powder by contacting hot air and a cooling medium whose contact amount can be controlled by the opening of the adjusting valve.
前記熱風としては、前記冷却媒体の温度よりも高い温度の気体であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記熱風の温度としては、特に制限はないが、５０℃〜８０℃が好ましい。このような温度であると、湿式トナーを効率的に乾燥させることができる。
前記冷却媒体としては、前記熱風よりも低い温度を有する媒体であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、油、ガス、空気などが挙げられる。
The hot air is not particularly limited as long as it is a gas having a temperature higher than the temperature of the cooling medium, and can be appropriately selected according to the purpose. Although there is no restriction | limiting in particular as the temperature of the said hot air, 50 to 80 degreeC is preferable. At such a temperature, the wet toner can be efficiently dried.
The cooling medium is not particularly limited as long as it is a medium having a temperature lower than that of the hot air, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include water, oil, gas, and air.
前記加熱気流の温度は、前記熱風と前記冷却媒体との接触量を前記調節弁の開度を制御することで調整される。
前記調節弁としては、弁の開度により、前記熱風の量を調整するものでも、前記冷却媒体の量を調整させるものでも、どちらでもよい。前記熱風の量を調整する場合、前記調節弁の開度が大きければ大きいほど、前記冷却媒体に接触する前記熱風の体積が増え、加熱気流の温度を上げることができる。前記冷却媒体の量を調整させる場合、前記調節弁の開度が大きければ大きいほど、前記熱風に接触する前記冷却媒体の体積が増え、前記加熱気流の温度を下げることができる。
前記調節弁の開度の制御としては、後述する乾燥工程における乾燥処理部の温度に基づくＰＩＤ制御部に加え、調節弁制御手段により制御される。
前記ＰＩＤ制御部としては、特に制限はなく、公知の方式のＰＩＤ制御部を挙げることができる。
The temperature of the heated airflow is adjusted by controlling the degree of contact between the hot air and the cooling medium by opening the control valve.
The control valve may be either one that adjusts the amount of the hot air or one that adjusts the amount of the cooling medium depending on the opening of the valve. When adjusting the amount of the hot air, the larger the opening of the control valve, the larger the volume of the hot air in contact with the cooling medium, and the temperature of the heated airflow can be raised. When the amount of the cooling medium is adjusted, the larger the opening of the control valve, the larger the volume of the cooling medium in contact with the hot air, and the temperature of the heating airflow can be lowered.
Control of the opening degree of the control valve is controlled by a control valve control means in addition to a PID control unit based on the temperature of the drying processing unit in the drying process described later.
There is no restriction | limiting in particular as said PID control part, A PID control part of a well-known system can be mentioned.
前記調節弁制御手段は、前記加熱気流を前記乾燥処理部に供給する際の入口温度が、前記乾燥処理部における目標入口温度より低い温度に設定された前記調節弁の開度を切替える切替温度に到達すると同時に、前記調節弁の開度を切替える。
前記調節弁は、乾燥処理部における温度安定時における開度をＺ（％）としたとき、０．８Ｚ〜１．２Ｚに切替えられるが、温度安定時における開度Ｚ（％）との差があると、その分、温度調整に時間を要し、また、オーバーシュート又はアンダーシュート気味になる。このため、前記調節弁の開度としては、０．９Ｚ〜１．１Ｚが好ましい。
前記調節弁制御手段による前記加熱気流の温度調整により、乾燥処理の際のオーバーシュート及びアンダーシュートが抑制され、乾燥温度が安定化するまでに要する時間を大幅に短縮することができ、効率的な乾燥処理を行うことができる。
The control valve control means has a switching temperature for switching the opening degree of the control valve in which the inlet temperature when the heated air flow is supplied to the drying processing unit is set to a temperature lower than the target inlet temperature in the drying processing unit. At the same time, the opening degree of the control valve is switched.
The control valve is switched from 0.8 Z to 1.2 Z when the opening at the time of temperature stabilization in the drying processing unit is Z (%), but the difference from the opening Z (%) at the time of temperature stabilization is If so, it takes time to adjust the temperature, and overshoot or undershoot tends to occur. For this reason, the opening degree of the control valve is preferably 0.9Z to 1.1Z.
By adjusting the temperature of the heated airflow by the control valve control means, overshoot and undershoot during the drying process are suppressed, and the time required until the drying temperature is stabilized can be greatly shortened. A drying process can be performed.
ここで、温度安定時とは、乾燥処理部における入口温度が、ハンチングのない状態に収束された温度を示し、該温度を目標入口温度Ｔｉｎ(℃)とする。前記入口温度は、乾燥処理部入口の近傍に配された測温抵抗体により検出され、前記調節弁の開度の制御に供される。また、乾燥処理後、系から排出する際の出口温度は、乾燥処理部の出口近傍に配された測温抵抗体により検出され、前記調節弁の開度の制御に供される。 Here, when the temperature is stable, the temperature at which the inlet temperature in the drying processing unit is converged to a state without hunting is defined as a target inlet temperature T in (° C.). The inlet temperature is detected by a resistance temperature detector disposed in the vicinity of the inlet of the drying processing unit, and is used for controlling the opening of the control valve. In addition, after the drying process, the outlet temperature at the time of discharging from the system is detected by a resistance temperature detector arranged near the outlet of the drying processing unit, and used for controlling the opening degree of the control valve.
前記温度安定時における開度をＺ（％）は、前記乾燥処理部における、目標入口温度をＴｉｎ（℃）とし、目標出口温度をＴｏｕｔ（℃）とし、昇温開始温度をＴ２０（℃）とし、前記昇温開始温度と乾燥温度との差をＴ７０（℃）とし、出口のトナー粉体の目標設定含水率をＷ３（質量％）とし、トナー粉体形成工程における目標設定含水率をＷ３５（質量％）とし、トナー粉体形成時のトナー粉体における含水率をＷ０（質量％）としたとき、Ｚ（％）が下記数式（１）で表される。
Ｚ（％）＝（Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ−Ｔ２０）×（１００％／Ｔ７０）×（Ｗ０−Ｗ３／３０質量％−Ｗ３）・・・数式（１）
ただし、前記数式（１）中、Ｗ０（質量％）は、３５以下の整数を表し、Ｗ３（質量％）は、３以下の整数を表す。
The opening degree Z (%) when the temperature is stable is set such that the target inlet temperature in the drying processing unit is T in (° C.), the target outlet temperature is T out (° C.), and the temperature rise start temperature is T 20 ( C), the difference between the temperature rise start temperature and the drying temperature is T 70 (° C.), the target set water content of the toner powder at the outlet is W 3 (mass%), and the target setting in the toner powder forming step When the water content is W 35 (mass%) and the water content in the toner powder at the time of toner powder formation is W 0 (mass%), Z (%) is expressed by the following formula (1).
Z (%) = (T in -T out -T 20) × (100% / T 70) × (W 0 -W 3/30 wt% -W 3) · · · Equation (1)
However, the numerical expression (1), W 0 (wt%) represents an integer of 35 or less, W 3 (wt%) represents the 3 following integer.
前記目標入口温度Ｔｉｎ（℃）と、前記目標出口温度Ｔｏｕｔ（℃）との関係としては、下記数式（２）で表されることが好ましい。このような関係を満たすと、効率的な乾燥処理を行うことができる。
３０＜Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ＜５０・・・数式（２）
このとき、前記目標入口温度Ｔｉｎ（℃）と、前記目標出口温度Ｔｏｕｔ（℃）との関係としては、更に次式、Ｔ２０（℃）＜Ｔｏｕｔ＜Ｔｉｎ≦８０℃の関係を満たすことがより好ましい。
前記目標入口温度Ｔｉｎ（℃）としては、特に制限はないが、乾燥処理部内壁へのトナーの付着及び融着を避ける観点から、低い温度であることが好ましく、具体的には、６０℃〜７０℃が好ましい。
また、前記目標出口温度Ｔｏｕｔ（℃）としては、特に制限はないが、前記目標入口温度Ｔｉｎ（℃）との差が大きいと、乾燥処理の効率が低下するため、前記目標出口温度Ｔｏｕｔ（℃）と前記目標入口温度Ｔｉｎ（℃）との差が小さいことが好ましく、具体的には、２９℃〜３４℃が好ましい。
The relationship between the target inlet temperature T in (° C.) and the target outlet temperature T out (° C.) is preferably represented by the following mathematical formula (2). When such a relationship is satisfied, an efficient drying process can be performed.
30 <T in −T out <50 Expression (2)
At this time, the relationship between the target inlet temperature T in (° C.) and the target outlet temperature T out (° C.) is further expressed by the following equation: T 20 (° C.) <T out <T in ≦ 80 ° C. It is more preferable to satisfy.
The target inlet temperature T in (° C.) is not particularly limited, but is preferably a low temperature from the viewpoint of avoiding adhesion and fusion of toner to the inner wall of the drying processing section, specifically 60 ° C. ~ 70 ° C is preferred.
Further, the target outlet temperature T out (° C.) is not particularly limited, but if the difference from the target inlet temperature T in (° C.) is large, the efficiency of the drying process is lowered. It is preferable that the difference between the out (° C.) and the target inlet temperature T in (° C.) is small, specifically, 29 ° C. to 34 ° C. is preferable.
前記Ｔ２０（℃）としては、特に制限はないが、簡便な乾燥処理を行う観点からは、室温とすることができる。
前記Ｔ７０（℃）としては、前記熱風の温度と同様に５０℃〜８０℃が好ましい。
前記Ｗ０（質量％）としては、前記脱水後のトナー粉体における含水率と同様、３５（質量％）以下であり、３０（質量％）以下が好ましい。
The T 20 as (℃) is not particularly limited, from the viewpoint of performing simple drying process may be an ambient temperature.
As T70 (degreeC), 50 to 80 degreeC is preferable similarly to the temperature of the hot air.
The W 0 (mass%) is 35 (mass%) or less, and preferably 30 (mass%) or less, like the water content in the toner powder after dehydration.
前記切替温度としては、前記目標入口温度よりも低い温度であれば、特に制限はないが、オーバーシュートを抑制する観点から、前記目標入口温度から少なくとも０．５℃程度低いことが好ましく、また、アンダーシュートを抑制する観点から、前記目標入口温度との差が小さいことが好ましく、具体的には、前記目標入口温度より０．５℃〜１．５℃低いことが好ましい。 The switching temperature is not particularly limited as long as it is lower than the target inlet temperature, but is preferably at least about 0.5 ° C. lower than the target inlet temperature from the viewpoint of suppressing overshoot, From the viewpoint of suppressing undershoot, the difference from the target inlet temperature is preferably small, and specifically, it is preferably 0.5 ° C. to 1.5 ° C. lower than the target inlet temperature.
前記切替を行う調節弁制御手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記切替温度の入力信号と、前記乾燥処理部における入口温度情報に基づくフィードバック制御とにより、調節弁の開度の制御をＰＩＤ制御から強制的に切替えて前記調節弁の制御を行う調節弁開度制御回路などが挙げられる。
なお、前記調節弁制御回路は、前記調節弁開度の切替後においても前記乾燥処理部内の温度の測定情報に基づくフィードバック制御を行うことが好ましい。このようなフィードバック制御により、得られる乾燥トナーの含水率を一定の範囲に制御することができる。
The control valve control means for performing the switching is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.For example, feedback control based on the input signal of the switching temperature and inlet temperature information in the drying processing unit. Thus, a control valve opening control circuit for controlling the control valve by forcibly switching the control of the control valve from the PID control.
In addition, it is preferable that the said control valve control circuit performs feedback control based on the measurement information of the temperature in the said drying process part even after the switching of the said control valve opening degree. By such feedback control, the moisture content of the obtained dry toner can be controlled within a certain range.
前記加熱気流の温度調整を行う加熱気流温度調整部としては、例えば、前記ＰＩＤ制御部と前記調節弁制御回路とを含む演算処理部と、前記調節弁と、該調節弁を介して前記熱風と前記冷却媒体とを接触可能とする熱交換器と、熱交換器から送気される前記加熱気流を加熱気流吐出口を通じて前記乾燥処理部に送る送気管とで構成される。
前記熱交換器としては、特に制限はなく、多管円筒形熱交換器、二重管式熱交換器、プレート式熱交換器等が挙げられる。
Examples of the heated airflow temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the heated airflow include, for example, an arithmetic processing unit including the PID control unit and the control valve control circuit, the control valve, and the hot air via the control valve. The heat exchanger is configured to be able to come into contact with the cooling medium, and the air supply pipe that sends the heated airflow supplied from the heat exchanger to the drying processing unit through a heated airflow discharge port.
There is no restriction | limiting in particular as said heat exchanger, A multi-tube cylindrical heat exchanger, a double pipe type heat exchanger, a plate type heat exchanger, etc. are mentioned.
−乾燥工程及び乾燥手段−
前記乾燥工程は、分散させた前記トナー粉体に前記加熱気流を乾燥処理部に供給して含水率３質量％以下に乾燥させる工程である。
前記乾燥手段は、分散させた前記トナー粉体に前記加熱気流を乾燥処理部に供給して含水率３質量％以下に乾燥させる手段である。
前記トナー粉体形成工程及び前記乾燥手段で形成されたケーキ状のトナーは、前記乾燥処理部に送られ、分散された状態で、前記加熱気流の供給により乾燥される。
-Drying process and drying means-
The drying step is a step of supplying the heated airflow to the dispersed toner powder to a drying processing unit and drying it to a moisture content of 3% by mass or less.
The drying means is means for supplying the heated airflow to the dispersed toner powder to a drying processing unit to dry the moisture content to 3% by mass or less.
The cake-like toner formed by the toner powder forming step and the drying means is sent to the drying processing unit, and is dried by supplying the heating airflow in a dispersed state.
前記乾燥処理部としては、前記加熱気流の供給により、前記分散されたトナー粉体を乾燥させるものであれば、特に制限はなく、公知の気流式乾燥機における乾燥処理部を用いてよく、例えば、ループ状等の管が挙げられる。
前記乾燥処理部としては、前記加熱気流の供給側を入口とし、前記乾燥されたトナーを排出する側を出口とする。前記乾燥処理部の入口は、前記加熱気流調整部の加熱気流吐出口との接続部として形成される。さらに、前記乾燥処理部においては、気流出口に取り付けた温度センサーにより前記乾燥処理部内の加熱気流の温度を常時測定し、この温度が一定の範囲に維持されるように、前記加熱気流の温度を調整する。これにより、得られる乾燥トナーの含水率を一定の範囲に制御することができる。
なお、前記乾燥処理部については、特開２０００−２９２９７５号公報、特開２００４−１０９９４２号公報、特開２００１−２５５６９６号公報等に記載の事項を適用することができる。
更に乾燥条件としては、特に制限はないが、前記加熱気流吐出口から前記乾燥処理部の主配管へと供給される前記加熱気流の単位時間当りの流量として、４５ｍ3／ｍｉｎ以下であり、また、前記加熱気流の流速として、５０ｍ／ｓ〜２００ｍ／ｓであることが好ましい。
The drying processing unit is not particularly limited as long as the dispersed toner powder is dried by supplying the heating airflow, and a drying processing unit in a known airflow dryer may be used. And loop-like tubes.
In the drying processing unit, the supply side of the heated airflow is used as an inlet, and the side for discharging the dried toner is used as an outlet. The inlet of the drying processing unit is formed as a connection portion with the heated air flow outlet of the heated air flow adjusting unit. Further, in the drying processing unit, the temperature of the heated airflow in the drying processing unit is constantly measured by a temperature sensor attached to the airflow outlet, and the temperature of the heating airflow is adjusted so that this temperature is maintained in a certain range. adjust. Thereby, the moisture content of the obtained dry toner can be controlled within a certain range.
The matters described in JP 2000-292975 A, JP 2004-109942 A, JP 2001-255696 A, and the like can be applied to the drying processing unit.
Further, the drying conditions are not particularly limited, but the flow rate per unit time of the heated airflow supplied from the heated airflow outlet to the main pipe of the drying processing unit is 45 m 3 / min or less, The flow rate of the heated airflow is preferably 50 m / s to 200 m / s.
（トナー）
本発明のトナーは、前記本発明のトナー製造方法及びトナー製造装置により製造されてなる。
(toner)
The toner of the present invention is manufactured by the toner manufacturing method and toner manufacturing apparatus of the present invention.
以下に本発明を実施例を挙げてより具体的に説明する。遠心分離を行うためのトナースラリーを得るために、転送乳化法による実施例を記載するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において、特に明記のない場合、「部」はいずれも「質量部」を表す。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In order to obtain a toner slurry for carrying out the centrifugal separation, an example by the transfer emulsification method will be described, but the present invention is not limited to this. In the following examples and comparative examples, “part” means “part by mass” unless otherwise specified.
（ポリエステルの製造例）
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６９０部、テレフタル酸３３５部を投入し、常圧窒素気流下のもと、２１０℃で１０時間縮合反応した。次いで１０ｍｍＨｇ〜１５ｍｍＨｇの減圧下で脱水しながら５時間反応を継続した後に冷却し、ポリエステルを得た。得られたポリエステル樹脂の重量平均分子量６，０００、酸価１０ＫＯＨｍｇ／ｇ、ガラス転移点４８℃であった。
(Example of polyester production)
690 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct and 335 parts of terephthalic acid are charged into a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer and a nitrogen introduction pipe, and condensed at 210 ° C. for 10 hours under a normal pressure nitrogen stream. Reacted. Next, the reaction was continued for 5 hours while dehydrating under reduced pressure of 10 mmHg to 15 mmHg, and then cooled to obtain a polyester. The obtained polyester resin had a weight average molecular weight of 6,000, an acid value of 10 KOH mg / g, and a glass transition point of 48 ° C.
（プレポリマーの製造例）
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７９５部、イソフタル酸２００部、テレフタル酸６５部、及びジブチルチンオキサイドを２部を投入し、常圧窒素気流下のもと、２１０℃で８時間縮合反応した。次いで１０〜１５ｍｍＨｇの減圧下で脱水しながら５時間反応を継続した後に８０℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート１７０部と２時間反応を行い、プレポリマーを得た。得られたプレポリマーの重量平均分子量は５，０００であった。さらに、酢酸エチルにより、前述したプレポリマー溶液を５０％の濃度となるように調整した。
(Prepolymer production example)
Into a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introducing tube, 795 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 200 parts of isophthalic acid, 65 parts of terephthalic acid, and 2 parts of dibutyltin oxide were added at normal pressure. Under a nitrogen stream, condensation reaction was performed at 210 ° C. for 8 hours. Next, the reaction was continued for 5 hours while dehydrating under reduced pressure of 10 to 15 mmHg, then cooled to 80 ° C., and reacted with 170 parts of isophorone diisocyanate in ethyl acetate for 2 hours to obtain a prepolymer. The obtained prepolymer had a weight average molecular weight of 5,000. Furthermore, the above-mentioned prepolymer solution was adjusted to 50% with ethyl acetate.
（水系分散媒体の製造例）
タンク内に水９４５部、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル共重合体の２０％水性分散液４０部、５０％ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(エレミノールＭＯＮ−７：三洋化成工業製)１６０部、酢酸エチル９０部を混合撹拌し、水系分散媒体を得た。
(Production example of aqueous dispersion medium)
In a tank, 945 parts of water, 40 parts of a 20% aqueous dispersion of styrene-methacrylic acid-butyl acrylate copolymer, 160 parts of 50% aqueous solution of sodium dodecyldiphenyl ether disulfonate (Eleminol MON-7: manufactured by Sanyo Chemical Industries), acetic acid 90 parts of ethyl was mixed and stirred to obtain an aqueous dispersion medium.
（有機溶媒組成物の製造例）
タンク内に、３５％カルナバワックス酢酸エチル分散液１７０部、ポリエステル１２０部、ＰＹ１５５（クラリアント製）２０部、酢酸エチル７０部を投入し、２時間、攪拌して溶解混合した。続いて、高能率分散機エバラマイルダー（荏原製作所製）を用いて、１時間、循環混合した。続いて、タンク内にイソホロンジアミンを０．７９％添加し、あらためてエバラマイルダーを用いて、１時間、循環混合して有機溶媒組成物を得た。
(Production example of organic solvent composition)
In a tank, 170 parts of 35% carnauba wax ethyl acetate dispersion, 120 parts of polyester, 20 parts of PY155 (manufactured by Clariant), and 70 parts of ethyl acetate were added and dissolved and mixed for 2 hours with stirring. Subsequently, the mixture was circulated and mixed for 1 hour using a high-efficiency disperser Ebara Milder (manufactured by Ebara Seisakusho). Subsequently, 0.79% of isophoronediamine was added to the tank, and the mixture was circulated and mixed again for 1 hour using an Ebara milder to obtain an organic solvent composition.
（トナースラリーの製造例）
有機溶媒組成物を３,５６０ｇ／分、５０％プレポリマー（１）を４４０ｇ／分、水系分散媒体を６,０００ｇ／分のスピードで、パイプラインホモミキサー（特殊機化工業製）に供給し、乳化分散液を得た。パイプラインホモミキサーの吐出係数は０．１５、回転数は３,０００回転、翼径は０．１１ｍで実施した。得られた乳化液中のトナー粒子の体積平均粒子径は５．１μｍであった。さらに、得られた乳化液を４５℃まで昇温して、攪拌翼外周端周速１１．０ｍ／秒、大気圧下(１０１．３ｋＰａ)で溶剤を除去した。続いて、得られた脱溶剤後のスラリーからドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムを除去するために、脱イオン水を用いて、濾別を繰り返し、最終的に固形分２０％、電気伝導度２００μＳ／ｃｍのトナースラリー７５０ｋｇを得た。
(Example of toner slurry production)
The organic solvent composition is supplied to a pipeline homomixer (manufactured by Special Machine Industries) at a speed of 3,560 g / min, 50% prepolymer (1) at 440 g / min, and an aqueous dispersion medium at 6,000 g / min. An emulsified dispersion was obtained. The discharge coefficient of the pipeline homomixer was 0.15, the rotation number was 3,000 rotations, and the blade diameter was 0.11 m. The volume average particle diameter of the toner particles in the obtained emulsion was 5.1 μm. Further, the obtained emulsified liquid was heated to 45 ° C., and the solvent was removed at an outer peripheral end peripheral speed of 11.0 m / sec under atmospheric pressure (101.3 kPa). Subsequently, in order to remove sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate from the resulting slurry after solvent removal, filtration was repeated using deionized water, and finally the solid content was 20% and the electric conductivity was 200 μS / cm. 750 kg of toner slurry was obtained.
−トナー粉体形成工程−
続いて、このスラリーを使って遠心ろ過機（三菱化工機製、型式：ＨＺ１２０Ｌ−Ｓｉ）の振り切り時間を変えて（１２分間〜２０分間）、含水率の異なるケーキ状のトナー粉体を形成した（下記表１参照）。
-Toner powder formation process-
Subsequently, the slurry was used to change the shake-off time of a centrifugal filter (Mitsubishi Chemical Corporation, model: HZ120L-Si) (12 to 20 minutes) to form cake-like toner powders having different moisture contents ( See Table 1 below).
−加熱気流温度調整工程及び乾燥工程（トナー粒子の乾燥）−
上記トナー粉体の乾燥は、図１に示すループタイプのトナー製造装置（気流式乾燥機）１００を用いて行った。
該トナー製造装置１００は、トナースラリーを脱水する脱水処理部１と、脱水されたケーキ状のトナー粉体を乾燥させるループ状の乾燥処理部３と、加熱気流吐出口４を入口として、乾燥処理部３に加熱気流を送気する加熱気流調整部１０とを有する。
加熱気流調整部１０は、熱風と冷却媒体とを接触させて加熱気流の温度を調整する熱交換器５を有し、冷却媒体は調節弁２の開閉により熱風との接触量を制御可能とされている。
また、該トナー製造装置１００は、乾燥処理部３内における乾燥温度を制御するＰＩＤ制御部と、乾燥処理部における目標入口温度よりも低い温度に設定された調節弁２の開度を切替る切替温度を記憶し該切替温度に到達すると同時に温度安定時における調節弁２の開度Ｚを０．８Ｚ〜１．２Ｚに切替える調節弁開度制御回路（オーバーシュート及びアンダーシュート抑制回路）とを含む図示しない演算処理部により、乾燥処理部３における乾燥温度を制御可能とする。
-Heating air temperature adjustment process and drying process (drying of toner particles)-
The toner powder was dried using a loop type toner manufacturing apparatus (airflow dryer) 100 shown in FIG.
The toner manufacturing apparatus 100 uses a dehydration processing unit 1 for dehydrating the toner slurry, a loop-shaped drying processing unit 3 for drying the dehydrated cake-like toner powder, and a heating air flow outlet 4 as an inlet. The unit 3 includes a heated airflow adjusting unit 10 that supplies a heated airflow.
The heating air flow adjusting unit 10 has a heat exchanger 5 that adjusts the temperature of the heating air flow by bringing hot air and a cooling medium into contact with each other, and the cooling medium can control the amount of contact with the hot air by opening and closing the control valve 2. ing.
The toner manufacturing apparatus 100 also switches the PID control unit that controls the drying temperature in the drying processing unit 3 and the opening degree of the control valve 2 set to a temperature lower than the target inlet temperature in the drying processing unit. And a control valve opening control circuit (overshoot and undershoot suppression circuit) that switches the opening Z of the control valve 2 from 0.8Z to 1.2Z when the temperature is stable at the same time the temperature is stored and the switching temperature is reached. The drying temperature in the drying processing unit 3 can be controlled by an arithmetic processing unit (not shown).
更に具体的には、以下のように乾燥処理部３における乾燥処理を行う。
先ず、演算処理部に対して、乾燥処理部における温度安定時の温度を目標入口温度と、乾燥されたトナー粉体を排出する目標出口温度とを入力し、乾燥処理部における乾燥温度をＰＩＤ制御する。
また、調節弁開度制御回路のＯＮ−ＯＦＦを操作とともに、調節弁２の開度を切替える切替温度と、切替後の調節弁２の開度を入力し、調節弁の開度を制御する。
切替後の調節弁２の開度は、下記数式（１）で計算される温度安定時の調節弁２の開度Ｚ（％）を基に設定することができる。
Ｚ（％）＝（Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ−Ｔ２０）×（１００％／Ｔ７０）×（Ｗ０−Ｗ３／Ｗ３５−Ｗ３）・・・数式（１）
ただし、前記数式（１）中、Ｔｉｎ（℃）は、乾燥処理部における、目標入口温度を表し、Ｔｏｕｔ（℃）は、目標出口温度を表し、Ｔ２０（℃）は、昇温開始温度を表し、Ｔ７０（℃）は、前記昇温開始温度と乾燥温度との差を表し、Ｗ３５（質量％）は、トナー粉体形成工程における目標設定含水率を表し、Ｗ３（質量％）は、出口のトナー粉体の目標設定含水率を表し、Ｗ０（質量％）は、トナー粉体形成時のトナー粉体の含水率を表す。
ここでは、Ｔ２０（℃）を２０℃、Ｔ７０（℃）を７０℃（乾燥温度９０℃−昇温開始温度２０℃）、Ｗ３５（質量％）を３０質量％、Ｗ３（質量％）を３質量％とした。
下記実施例１〜１２、及び比較例１〜３では、上記トナー製造装置１００を用い、目標入口温度、目標出口温度、調節弁２の切替温度、調節弁２の開度、調節弁制御回路のＯＮ−ＯＦＦ等の諸条件を変更して、トナーの製造を行った。
More specifically, the drying processing in the drying processing unit 3 is performed as follows.
First, the target inlet temperature and the target outlet temperature for discharging the dried toner powder are input to the arithmetic processing unit as the temperature at which the drying processing unit is stable, and the drying temperature in the drying processing unit is PID controlled. To do.
Further, the control valve opening control circuit is turned on and off, and the switching temperature for switching the opening of the control valve 2 and the opening of the control valve 2 after the switching are input to control the opening of the control valve.
The opening degree of the control valve 2 after switching can be set based on the opening degree Z (%) of the control valve 2 at the time of temperature stabilization calculated by the following mathematical formula (1).
Z (%) = (T in −T out −T 20 ) × (100% / T 70 ) × (W 0 −W 3 / W 35 −W 3 ) (1)
However, the numerical expression (1), T in (℃ ) is in the drying section, represents a target inlet temperature, T out (° C.) represents the target outlet temperature, T 20 (° C.), the starting Atsushi Nobori T 70 (° C.) represents the difference between the temperature rise start temperature and the drying temperature, W 35 (mass%) represents the target moisture content in the toner powder forming step, and W 3 (mass). %) Represents the target moisture content of the toner powder at the outlet, and W 0 (mass%) represents the moisture content of the toner powder when the toner powder is formed.
Here, T 20 (° C.) is 20 ° C., T 70 (° C.) is 70 ° C. (drying temperature 90 ° C.—temperature rise start temperature 20 ° C.), W 35 (mass%) is 30% by mass, and W 3 (mass%). ) Was 3 mass%.
In the following Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3, the toner manufacturing apparatus 100 is used, and the target inlet temperature, the target outlet temperature, the switching temperature of the control valve 2, the opening of the control valve 2, and the control valve control circuit The toner was manufactured by changing various conditions such as ON-OFF.
＜評価＞
−オーバーシュート及びアンダーシュートの評価−
乾燥処理部におけるオーバーシュート及びアンダーシュート制御の評価は、乾燥処理部における目標入口温度と最高到達温度(極大値)との温度差Δｔ(℃)を測定し、該Δｔ（℃）が±５℃以内であることを合格と評価する。結果を下記表１に示す。
<Evaluation>
-Evaluation of overshoot and undershoot-
In the evaluation of overshoot and undershoot control in the drying processing unit, the temperature difference Δt (° C.) between the target inlet temperature and the maximum reached temperature (maximum value) in the drying processing unit is measured, and the Δt (° C.) is ± 5 ° C. It is evaluated that it is within the limit. The results are shown in Table 1 below.
−収束時間の評価−
収束時間の評価は、乾燥処理部における温度が目標入口温度到達から安定温度に収束するまでの収束時間を測定し、該収束時間が５０分以内であることを合格と評価する。結果を下記表１に示す。
−Evaluation of convergence time−
Evaluation of convergence time measures the convergence time until the temperature in a drying process part converges to the stable temperature from reaching | attaining target inlet temperature, and evaluates that the convergence time is less than 50 minutes as a pass. The results are shown in Table 1 below.
−判定基準−
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果から、製造されるトナーの総合評価を下記判定基準に基づき、評価する。
○：オーバーシュート及びアンダーシュートの評価と収束時間の評価とがどちらも合格である。
△：オーバーシュート及びアンダーシュートの評価と収束時間の評価とのどちらかが合格である。
×：オーバーシュート及びアンダーシュートの評価と収束時間の評価とがどちらも合格でない。
-Criteria-
Based on the evaluation results of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time, the overall evaluation of the toner to be manufactured is evaluated based on the following criteria.
○: Both overshoot and undershoot evaluations and convergence time evaluations pass.
Δ: Either overshoot or undershoot evaluation or convergence time evaluation passes.
X: Neither the overshoot or undershoot evaluation nor the convergence time evaluation pass.
−トナー粉体中の水分の測定−
乾燥工程における乾燥処理前のケーキ状トナー粉体に含まれる水分の測定は、以下のように行った。
即ち、脱水後のトナーケーキを分取し、ケーキ２ｇをアルミ皿に採取し、それを精秤（Ｗ０[ｇ]）し、１０５℃に設定した乾燥器に２時間放置し、冷却後、精秤（Ｗ１[ｇ]）し、以下の式で計算して行った。結果を下記表１に示す。
トナーケーキの含水率（％）＝１００×（Ｗ０−Ｗ１）／Ｗ０） （式Ａ）
また、乾燥工程における乾燥処理後のトナー粉体に含まれる水分の測定は、以下のように行った。
即ち、乾燥処理後のトナー粉体２ｇをアルミ皿に採取し、それを精秤（Ｗ０[ｇ]）し、１０５℃に設定した乾燥器に２時間放置し、冷却後、精秤（Ｗ１[ｇ]）し、前記式（Ａ）で、同様の計算をすることにより行った。結果を下記表１に示す。
-Measurement of moisture in toner powder-
The moisture contained in the cake-like toner powder before the drying process in the drying process was measured as follows.
That is, the toner cake after dehydration is collected, 2 g of the cake is collected in an aluminum dish, precisely weighed (W 0 [g]), left in a dryer set at 105 ° C. for 2 hours, cooled, It was precisely weighed (W 1 [g]) and calculated by the following formula. The results are shown in Table 1 below.
Water content (%) of toner cake = 100 × (W 0 −W 1 ) / W 0 ) (Formula A)
The moisture contained in the toner powder after the drying process in the drying process was measured as follows.
That is, 2 g of the toner powder after the drying treatment is collected on an aluminum dish, precisely weighed (W 0 [g]), left in a dryer set at 105 ° C. for 2 hours, cooled, and then accurately weighed (W 1 [g]) and the same calculation was performed using the formula (A). The results are shown in Table 1 below.
（実施例１）
ケーキ状のトナー粉体に対して、目標入口温度を６０℃、目標出口温度を２９℃とし、ＰＩＤ制御に加え、調節弁制御回路を用い、調節弁２の切替温度を目標入口温度から１℃低い５９℃として乾燥を行い、実施例１におけるトナーＡを製造した。
調節弁２の切替開度は、上記数式（１）により与えられる温度安定時の開度Ｚ（＝１０．６％）と同じ開度（１．０Ｚ）とした。
Example 1
For the cake-like toner powder, the target inlet temperature is 60 ° C. and the target outlet temperature is 29 ° C. In addition to PID control, the control valve control circuit is used to change the switching temperature of the control valve 2 from the target inlet temperature to 1 ° C. The toner A in Example 1 was manufactured by drying at a low temperature of 59 ° C.
The switching opening degree of the control valve 2 was set to the same opening degree (1.0 Z) as the opening degree Z (= 10.6%) at the time of temperature stabilization given by the above formula (1).
実施例１において、収束時間は、２６分間であった。また、Δｔは、２．９℃であった。
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果がともに合格であり、効率的な乾燥処理ができていると評価する。
In Example 1, the convergence time was 26 minutes. Further, Δt was 2.9 ° C.
The evaluation result of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time are both passed, and it is evaluated that an efficient drying process is performed.
（実施例２）
実施例１において、目標入口温度を６０℃から６５℃に変え、切替温度を５９℃から目標入口温度より１℃低い６４℃に変え、前記数式（１）により与えられる温度安定時の開度Ｚを１０.６％から１８．５％に変え、調節弁２の切替開度を該開度Ｚ（１８．５％）と同じ開度（１．０Ｚ）としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２におけるトナーＢを製造した。
(Example 2)
In Example 1, the target inlet temperature is changed from 60 ° C. to 65 ° C., the switching temperature is changed from 59 ° C. to 64 ° C. which is 1 ° C. lower than the target inlet temperature, and the opening degree Z at the time of temperature stabilization given by the above equation (1). Is changed from 10.6% to 18.5%, and the opening degree of the control valve 2 is set to the same opening degree (1.0 Z) as the opening degree Z (18.5%). Similarly, Toner B in Example 2 was produced.
実施例２において、収束時間は、２２分間であった。また、Δｔは、２．６℃であった。
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果がともに合格であり、効率的な乾燥処理ができていると評価する。
In Example 2, the convergence time was 22 minutes. Moreover, Δt was 2.6 ° C.
The evaluation result of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time are both passed, and it is evaluated that an efficient drying process is performed.
（実施例３）
実施例１において、目標入口温度を６０℃から７０℃に変え、切替温度を５９℃から目標入口温度より１℃低い６９℃に変え、前記数式（１）により与えられる温度安定時の開度Ｚを１０.６％から２７．７％に変え、調節弁２の切替開度を該開度Ｚ（２７．７％）と同じ開度（１．０Ｚ）としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３におけるトナーＣを製造した。
(Example 3)
In Example 1, the target inlet temperature is changed from 60 ° C. to 70 ° C., the switching temperature is changed from 59 ° C. to 69 ° C. which is 1 ° C. lower than the target inlet temperature, and the opening degree Z at the time of temperature stabilization given by the equation (1). Is changed from 10.6% to 27.7%, and the opening degree of the control valve 2 is set to the same opening degree (1.0 Z) as the opening degree Z (27.7%). Similarly, Toner C in Example 3 was produced.
実施例３において、収束時間は、２１分間であった。また、Δｔは、２．５℃であった。
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果がともに合格であり、効率的な乾燥処理ができていると評価する。
In Example 3, the convergence time was 21 minutes. Further, Δt was 2.5 ° C.
The evaluation result of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time are both passed, and it is evaluated that an efficient drying process is performed.
（実施例４）
実施例２において、調節弁２の切替開度を開度Ｚ（１８．５％）と同じ開度（１．０Ｚ）から異なる開度（１６．６％；０．９Ｚ）に変えたこと以外は、実施例２と同様にして、実施例４におけるトナーＤを製造した。
Example 4
In Example 2, the switching opening degree of the control valve 2 is changed from the same opening degree (1.0 Z) as the opening degree Z (18.5%) to a different opening degree (16.6%; 0.9 Z). Produced toner D in Example 4 in the same manner as in Example 2.
実施例４において、収束時間は、３２分間であった。また、Δｔは、３．５℃であった。
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果がともに合格であり、効率的な乾燥処理ができていると評価する。
In Example 4, the convergence time was 32 minutes. In addition, Δt was 3.5 ° C.
The evaluation result of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time are both passed, and it is evaluated that an efficient drying process is performed.
（実施例５）
実施例２において、調節弁２の切替開度を開度Ｚ（１８．５％）と同じ開度（１．０Ｚ）から異なる開度（２０．３％；１．１Ｚ）に変えたこと以外は、実施例２と同様にして、実施例５におけるトナーＥを製造した。
(Example 5)
In Example 2, the switching opening degree of the control valve 2 is changed from the same opening degree (1.0Z) as the opening degree Z (18.5%) to a different opening degree (20.3%; 1.1Z). Produced toner E in Example 5 in the same manner as in Example 2.
実施例５において、収束時間は、３１分間であった。また、Δｔは、３．４℃であった。
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果がともに合格であり、効率的な乾燥処理ができていると評価する。
In Example 5, the convergence time was 31 minutes. Moreover, Δt was 3.4 ° C.
The evaluation result of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time are both passed, and it is evaluated that an efficient drying process is performed.
（実施例６）
実施例２において、目標出口温度を２９℃から３４℃に変え、前記数式（１）により与えられる温度安定時の開度Ｚを１０.６％から１２．７％に変え、調節弁２の切替開度を該開度Ｚ（１２．７％）と同じ開度（１．０Ｚ）としたこと以外は、実施例２と同様にして、実施例６におけるトナーＦを製造した。
(Example 6)
In the second embodiment, the target outlet temperature is changed from 29 ° C. to 34 ° C., the opening degree Z at the time of temperature stabilization given by the equation (1) is changed from 10.6% to 12.7%, and the control valve 2 is switched. Toner F in Example 6 was produced in the same manner as in Example 2, except that the opening was the same as the opening Z (12.7%) (1.0 Z).
実施例６において、収束時間は、１８分間であった。また、Δｔは、３．０℃であった。
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果がともに合格であり、効率的な乾燥処理ができていると評価する。
In Example 6, the convergence time was 18 minutes. Further, Δt was 3.0 ° C.
The evaluation result of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time are both passed, and it is evaluated that an efficient drying process is performed.
（実施例７）
実施例２において、目標出口温度を２９℃から２４℃に変え、前記数式（１）により与えられる温度安定時の開度Ｚを１０.６％から２４．２％に変え、調節弁２の切替開度を該開度Ｚ（２４．２％）と同じ開度（１．０Ｚ）としたこと以外は、実施例２と同様にして、実施例７におけるトナーＧを製造した。
(Example 7)
In Example 2, the target outlet temperature is changed from 29 ° C. to 24 ° C., the opening degree Z at the time of temperature stabilization given by the above equation (1) is changed from 10.6% to 24.2%, and the control valve 2 is switched. Toner G in Example 7 was produced in the same manner as in Example 2 except that the opening was set to the same opening (1.0 Z) as the opening Z (24.2%).
実施例７において、収束時間は、３７分間であった。また、Δｔは、３．６℃であった。
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果がともに合格であり、効率的な乾燥処理ができていると評価する。
In Example 7, the convergence time was 37 minutes. Moreover, Δt was 3.6 ° C.
The evaluation result of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time are both passed, and it is evaluated that an efficient drying process is performed.
（実施例８）
実施例１において、切替温度を、目標入口温度から１℃低い５９℃から目標入口温度から０．５℃低い５９．５℃に変えたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例８におけるトナーＨを製造した。
(Example 8)
Example 8 is the same as Example 1 except that the switching temperature is changed from 59 ° C., which is 1 ° C. lower than the target inlet temperature, to 59.5 ° C., which is 0.5 ° C. lower than the target inlet temperature. Toner H was produced.
実施例８において、収束時間は、３０分間であった。また、Δｔは、３．２℃であった。
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果がともに合格であり、効率的な乾燥処理ができていると評価する。
In Example 8, the convergence time was 30 minutes. Δt was 3.2 ° C.
The evaluation result of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time are both passed, and it is evaluated that an efficient drying process is performed.
（実施例９）
実施例１において、切替温度を、目標入口温度から１℃低い５９℃から目標入口温度から１．５℃低い５８．５℃に変えたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例９におけるトナーＩを製造した。
Example 9
Example 9 is the same as Example 1 except that the switching temperature is changed from 59 ° C., which is 1 ° C. lower than the target inlet temperature, to 58.5 ° C., which is 1.5 ° C. lower than the target inlet temperature. Toner I was produced.
実施例９において、収束時間は、３５分間であった。また、Δｔは、３．４℃であった。
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果がともに合格であり、効率的な乾燥処理ができていると評価する。
In Example 9, the convergence time was 35 minutes. Moreover, Δt was 3.4 ° C.
The evaluation result of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time are both passed, and it is evaluated that an efficient drying process is performed.
（実施例１０）
実施例２において、調節弁２の切替開度を１．０Ｚから０．８Ｚ（１４．８％）に変えたこと以外は、実施例２と同様にして、実施例１０におけるトナーＪを製造した。
(Example 10)
In Example 2, Toner J in Example 10 was produced in the same manner as in Example 2 except that the switching opening of the control valve 2 was changed from 1.0 Z to 0.8 Z (14.8%). .
実施例１０において、収束時間は、４４分間であった。また、Δｔは、４．８℃であった。
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果がともに合格であり、効率的な乾燥処理ができていると評価する。
ただし、Δｔ(℃)は、基準をわずかに０．２℃下回った結果となっている。切替開度が安定開度Ｚより小さめの値であると、アンダーシュート気味になる。
In Example 10, the convergence time was 44 minutes. Further, Δt was 4.8 ° C.
The evaluation result of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time are both passed, and it is evaluated that an efficient drying process is performed.
However, Δt (° C.) is a result of being slightly 0.2 ° C. below the reference. When the switching opening is a value smaller than the stable opening Z, it becomes undershooting.
（実施例１１）
実施例２において、調節弁２の切替開度を１．０Ｚから１．２Ｚ（２２．２％）に変えたこと以外は、実施例２と同様にして、実施例１１におけるトナーＫを製造した。
(Example 11)
In Example 2, Toner K in Example 11 was produced in the same manner as in Example 2 except that the switching opening of the control valve 2 was changed from 1.0 Z to 1.2 Z (22.2%). .
実施例１１において、収束時間は、３９分間であった。また、Δｔは、５．３℃であった。
収束時間の評価結果が合格であり、比較的効率的な乾燥処理ができていると評価する。
ただし、Δｔ(℃)は、基準をわずかに０．３℃上回った結果となっている。切替開度が安定開度Ｚより大きめの値であると、オーバーシュート気味になる。
In Example 11, the convergence time was 39 minutes. Moreover, Δt was 5.3 ° C.
The evaluation result of the convergence time is acceptable, and it is evaluated that a relatively efficient drying process is performed.
However, Δt (° C.) is a result of slightly exceeding the reference by 0.3 ° C. If the switching opening is a value larger than the stable opening Z, it becomes overshooting.
（実施例１２）
実施例１において、切替温度を、目標入口温度から１℃低い５９℃から目標入口温度から２．０℃低い５８．０℃に変えたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１２におけるトナーＬを製造した。
(Example 12)
In Example 1, the switching temperature was changed from 59 ° C., which was 1 ° C. lower than the target inlet temperature, to 58.0 ° C., which was 2.0 ° C. lower than the target inlet temperature, in the same manner as in Example 1. Toner L was produced.
実施例１２において、収束時間は、４８分間であった。また、Δｔは、５．１℃であった。
収束時間の評価結果が合格であり、比較的効率的な乾燥処理ができていると評価する。
ただし、Δｔ(℃)は、基準をわずかに０．１℃上回った結果となっている。切替温度が入口目標温度より２℃低いと、アンダーシュート気味になる。また、収束時間に４８分間要し、収束までの時間が比較的長くなる。
In Example 12, the convergence time was 48 minutes. Moreover, Δt was 5.1 ° C.
The evaluation result of the convergence time is acceptable, and it is evaluated that a relatively efficient drying process is performed.
However, Δt (° C.) is a result of slightly exceeding the standard by 0.1 ° C. When the switching temperature is 2 ° C. lower than the inlet target temperature, it becomes undershooting. In addition, the convergence time takes 48 minutes, and the time to convergence is relatively long.
（比較例１）
実施例１において、調節弁開度制御回路を用いないこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１におけるトナーＭを製造した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, Toner M in Comparative Example 1 was produced in the same manner as Example 1 except that the control valve opening control circuit was not used.
比較例１においては、収束時間は、５１分間であった。Δｔ（℃）は、７．４℃であった。
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果がともに不合格であり、効率的な乾燥処理ができていないと評価する。
このように、調節弁制御回路を用いない場合、入口温度が、目標入口温度に対しオーバーシュートした後でなければ、上昇から下降に転じないことから、収束時間が長く、目標値に安定するまでに多くの時間を要している。
In Comparative Example 1, the convergence time was 51 minutes. Δt (° C.) was 7.4 ° C.
The evaluation result of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time are both unacceptable, and it is evaluated that efficient drying treatment is not performed.
In this way, when the control valve control circuit is not used, since the inlet temperature does not turn from rising to falling unless after overshooting the target inlet temperature, the convergence time is long and until the target value is stabilized. It takes a lot of time.
（比較例２）
実施例２において、調節弁開度制御回路を用いないこと以外は、実施例２と同様にして、比較例２におけるトナーＮを製造した。
(Comparative Example 2)
In Example 2, Toner N in Comparative Example 2 was produced in the same manner as Example 2 except that the control valve opening control circuit was not used.
比較例２において、収束時間は、５０分間であった。Δｔ（℃）は、８．１℃であった。
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果がともに不合格であり、効率的な乾燥処理ができていないと評価する。
In Comparative Example 2, the convergence time was 50 minutes. Δt (° C.) was 8.1 ° C.
The evaluation result of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time are both unacceptable, and it is evaluated that efficient drying treatment is not performed.
（比較例３）
実施例３において、調節弁開度制御回路を用いないこと以外は、実施例３と同様にして、比較例３におけるトナーＯを製造した。
(Comparative Example 3)
In Example 3, Toner O in Comparative Example 3 was produced in the same manner as Example 3 except that the control valve opening control circuit was not used.
比較例３において、収束時間は、６０分間であった。Δｔ（℃）は、８．４℃であった。
オーバーシュート及びアンダーシュートの評価結果、並びに収束時間の評価結果がともに不合格であり、効率的な乾燥処理ができていないと評価する。
In Comparative Example 3, the convergence time was 60 minutes. Δt (° C.) was 8.4 ° C.
The evaluation result of overshoot and undershoot and the evaluation result of convergence time are both unacceptable, and it is evaluated that efficient drying treatment is not performed.
このように実施例１〜１２のトナー製造方法によれば、比較例１〜３のトナー製造方法よりも、乾燥処理部における入口温度調整時のオーバーシュートの発生を確実に抑制でき、かつ入口温度を目標値に安定させるまでに要する時間を短縮することができる。
この点を更に、図２及び図３を用いて説明する。図２は、調節弁開度制御回路を用いない場合の乾燥処理部における乾燥温度の推移を示す図である。なお、本乾燥処理の入口温度の諸条件は、比較例２と同様にしている。図３は、調節弁開度制御回路を用いた場合の乾燥処理部における乾燥温度の推移を示す図である。なお、本乾燥処理の入口温度の諸条件は、実施例２と同様にしている。
As described above, according to the toner manufacturing methods of Examples 1 to 12, it is possible to surely suppress the occurrence of overshoot at the time of adjusting the inlet temperature in the drying processing section and to prevent the inlet temperature from the toner manufacturing methods of Comparative Examples 1 to 3. It is possible to reduce the time required to stabilize the value to the target value.
This point will be further described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram illustrating a transition of the drying temperature in the drying processing unit when the control valve opening control circuit is not used. The conditions for the inlet temperature of the main drying process are the same as in Comparative Example 2. FIG. 3 is a diagram showing the transition of the drying temperature in the drying processing section when the control valve opening control circuit is used. The conditions for the inlet temperature of the main drying process are the same as in Example 2.
図２に示される乾燥処理では、ＰＩＤ制御に基づき、調節弁の開度が制御されるものの、調節弁の開度を下げる（温度を下げる）制御に遅れが見られ、高いΔｔ（℃）を示すことが確認される。また、このオーバーシュートを受けて、調節弁開度を大きく下げるように調節弁が制御され、極小状態のアンダーシュートを示すことが確認される。このようなハンチング状態により、乾燥温度が安定状態に収束するまでに、長時間を要している。 In the drying process shown in FIG. 2, although the opening degree of the control valve is controlled based on the PID control, there is a delay in the control of lowering the opening degree of the control valve (lowering the temperature), and a high Δt (° C.) is set. It is confirmed to show. In addition, in response to this overshoot, it is confirmed that the control valve is controlled so as to greatly reduce the control valve opening, and that the undershoot in the minimum state is exhibited. Due to such a hunting state, it takes a long time for the drying temperature to converge to a stable state.
これに対して、図３に示される乾燥処理では、乾燥温度が目標入口温度より低い切替温度に到達すると同時に、調節弁開度制御回路によって、調節弁の開度が強制的に切替えられ、入口温度のオーバーシュートが見られない。また、調節弁の開度が温度安定時の開度付近に切替えられるため、ハンチング状態が生じず、目標入口温度到達後、速やかに、乾燥温度が安定状態に収束している。 On the other hand, in the drying process shown in FIG. 3, at the same time when the drying temperature reaches the switching temperature lower than the target inlet temperature, the opening of the control valve is forcibly switched by the control valve opening control circuit. There is no temperature overshoot. Further, since the opening of the control valve is switched to the vicinity of the opening when the temperature is stable, the hunting state does not occur, and the drying temperature converges to the stable state immediately after reaching the target inlet temperature.
本発明のトナー製造方法及びトナー製造装置は、気流式乾燥機の入口温度調整時のオーバーシュートの発生を確実に抑制でき、かつ入口温度を目標値に安定させるまでに要する時間を短縮可能なできるため、湿式トナー材料を用いるトナー製造分野において好適に用いることができる。 The toner manufacturing method and toner manufacturing apparatus of the present invention can reliably suppress the occurrence of overshoot when adjusting the inlet temperature of the airflow dryer, and can reduce the time required to stabilize the inlet temperature to the target value. Therefore, it can be suitably used in the field of toner production using a wet toner material.
１ 脱水処理部
２ 調節弁
３ 乾燥処理部
４ 加熱気流吐出口
５ 熱交換器
１０ 加熱気流調整部
７１ 給気ファン
７２ 熱交換器
７３ 気流乾燥機
７４ 粉フィーダー
７５ サイクロン分級機
７６ 所望粒径粒子捕集容器
７７ バグフィルター
７８ 排気ファン
１００、２００ トナー製造装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dehydration processing part 2 Control valve 3 Drying process part 4 Heating air flow outlet 5 Heat exchanger 10 Heating air flow adjustment part 71 Air supply fan 72 Heat exchanger 73 Air flow dryer 74 Powder feeder 75 Cyclone classifier 76 Desired particle size particle capture Collection container 77 Bag filter 78 Exhaust fan 100, 200 Toner production device
Claims (7)
調節弁の開度により接触量を制御可能な熱風及び冷却媒体を接触させて前記トナー粉体を加熱する加熱気流の温度を調整する加熱気流温度調整工程と、
分散された前記トナー粉体に前記加熱気流を乾燥処理部に供給して含水率３質量％以下に乾燥させる乾燥工程と、を含み、
前記加熱気流温度調整工程において、前記加熱気流を前記乾燥処理部に供給する際の入口温度が、前記乾燥処理部における目標入口温度より低い温度に設定された前記調節弁の開度を切替える切替温度に到達すると同時に、前記調節弁の開度を、温度安定時における開度をＺ（％）としたとき、０．８Ｚ〜１．２Ｚに切替える調節弁制御を行うことを特徴とするトナー製造方法。
ここで、前記Ｚ（％）は、前記乾燥処理部における、前記目標入口温度をＴ ｉｎ （℃）とし、目標出口温度をＴ ｏｕｔ （℃）とし、昇温開始温度をＴ ２０ （℃）とし、前記昇温開始温度と乾燥温度との差をＴ ７０ （℃）とし、出口のトナー粉体の目標設定含水率をＷ ３ （質量％）とし、前記トナー粉体形成工程における目標設定含水率をＷ ３５ （質量％）とし、前記トナー粉体形成時の前記トナー粉体の含水率をＷ ０ （質量％）としたとき、下記数式（１）で表される。
Ｚ（％）＝（Ｔ ｉｎ −Ｔ ｏｕｔ −Ｔ ２０ ）×（１００％／Ｔ ７０ ）×（Ｗ ０ −Ｗ ３ ／Ｗ ３５ −Ｗ ３ ）・・・数式（１）
ただし、前記数式（１）中、Ｗ ０ （質量％）は、３５以下の整数を表し、Ｗ ３ （質量％）は、３以下の整数を表す。 A toner powder forming step of dehydrating the toner slurry to form a toner powder having a water content of 35% by mass or less;
A heated air flow temperature adjusting step for adjusting the temperature of the heated air flow for heating the toner powder by contacting hot air and a cooling medium whose contact amount can be controlled by the opening of the control valve;
A drying step of supplying the heated airflow to the dispersed toner powder to a drying processing unit to dry the toner powder to a moisture content of 3% by mass or less,
In the heating airflow temperature adjusting step, the switching temperature for switching the opening degree of the control valve in which the inlet temperature when the heated airflow is supplied to the drying processing unit is set to a temperature lower than the target inlet temperature in the drying processing unit At the same time, the control valve control is performed so that the control valve is switched from 0.8 Z to 1.2 Z when the opening of the control valve is Z (%) when the temperature is stable. .
Here, Z (%) is the target inlet temperature T in (° C.), the target outlet temperature T out (° C.), and the temperature rise start temperature T 20 (° C.) in the drying processing section. The difference between the temperature rise start temperature and the drying temperature is T 70 (° C.), the target set water content of the toner powder at the outlet is W 3 (mass%), and the target set water content in the toner powder forming step is Is W 35 (mass%), and the moisture content of the toner powder when forming the toner powder is W 0 (mass%), it is expressed by the following formula (1).
Z (%) = (T in −T out −T 20 ) × (100% / T 70 ) × (W 0 −W 3 / W 35 −W 3 ) (1)
However, the numerical expression (1), W 0 (wt%) represents an integer of 35 or less, W 3 (wt%) represents the 3 following integer.
３０＜Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ＜５０・・・数式（２） The toner manufacturing method according to claim 1, wherein a relationship between the target inlet temperature T in (° C.) and the target outlet temperature T out (° C.) in the drying processing unit is expressed by the following mathematical formula (2). .
30 <T in −T out <50 Expression (2)
調節弁の開度により接触量を制御可能な熱風及び冷却媒体を接触させて前記トナー粉体を加熱する加熱気流の温度を調整する加熱気流温度調整手段と、
分散させた前記トナー粉体に前記加熱気流を乾燥処理部に供給して含水率３質量％以下に乾燥させる乾燥手段と、を有し、
前記加熱気流温度調整手段は、前記加熱気流を前記乾燥処理部に供給する際の入口温度が、前記乾燥処理部における目標入口温度より低い温度に設定された前記調節弁の開度を切替える切替温度に到達すると同時に、前記調節弁の開度を、温度安定時における開度をＺ（％）としたとき、０．８Ｚ〜１．２Ｚに切替える調節弁制御手段を含むことを特徴とするトナー製造装置。
ここで、前記Ｚ（％）は、前記乾燥処理部における、前記目標入口温度をＴ ｉｎ （℃）とし、目標出口温度をＴ ｏｕｔ （℃）とし、昇温開始温度をＴ ２０ （℃）とし、前記昇温開始温度と乾燥温度との差をＴ ７０ （℃）とし、出口のトナー粉体の目標設定含水率をＷ ３ （質量％）とし、前記トナー粉体形成工程における目標設定含水率をＷ ３５ （質量％）とし、前記トナー粉体形成時の前記トナー粉体の含水率をＷ ０ （質量％）としたとき、下記数式（１）で表される。
Ｚ（％）＝（Ｔ ｉｎ −Ｔ ｏｕｔ −Ｔ ２０ ）×（１００％／Ｔ ７０ ）×（Ｗ ０ −Ｗ ３ ／Ｗ ３５ −Ｗ ３ ）・・・数式（１）
ただし、前記数式（１）中、Ｗ ０ （質量％）は、３５以下の整数を表し、Ｗ ３ （質量％）は、３以下の整数を表す。 Toner powder forming means for dehydrating the toner slurry to form a toner powder having a water content of 35% by mass or less;
A heated air flow temperature adjusting means for adjusting the temperature of the heated air flow for heating the toner powder by contacting hot air and a cooling medium whose contact amount can be controlled by the opening of the control valve;
Drying means for supplying the heated air stream to the toner powder dispersed in the drying processing unit and drying it to a moisture content of 3% by mass or less;
The heating airflow temperature adjusting means is a switching temperature for switching the opening of the control valve in which the inlet temperature when the heated airflow is supplied to the drying processing unit is set to a temperature lower than the target inlet temperature in the drying processing unit. And a control valve control means for switching the control valve to 0.8 Z to 1.2 Z when the opening of the control valve is Z (%) when the temperature is stable. apparatus.
Here, Z (%) is the target inlet temperature T in (° C.), the target outlet temperature T out (° C.), and the temperature rise start temperature T 20 (° C.) in the drying processing section. The difference between the temperature rise start temperature and the drying temperature is T 70 (° C.), the target set water content of the toner powder at the outlet is W 3 (mass%), and the target set water content in the toner powder forming step is Is W 35 (mass%), and the moisture content of the toner powder when forming the toner powder is W 0 (mass%), it is expressed by the following formula (1).
Z (%) = (T in −T out −T 20 ) × (100% / T 70 ) × (W 0 −W 3 / W 35 −W 3 ) (1)
However, the numerical expression (1), W 0 (wt%) represents an integer of 35 or less, W 3 (wt%) represents the 3 following integer.
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