JP2008185828A - トナーの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー形成材料のロスが少なく、しかも生産効率よくトナーを製造することのできる、トナーの製造方法を提供すること。
【解決手段】トナー形成材料を有機溶媒に溶解または分散して油性成分を調製し、調製された油性成分を水性媒体中で乳化してエマルションを調製する。そして、調製されたエマルションを、除去装置１において、気相が存在するように流下部７に流下させて、流下するエマルションから有機溶媒を除去する。流下部７を流下するエマルションからは、流下方向の各位置においてエマルションの液面レベルが一定に保持されたまま、有機溶媒が連続的に除去される。その結果、生産効率の向上を図ることができる。また、液面レベルの低下に伴うエマルションの壁面などへの付着を防止することができる。そのため、トナー形成材料のロスを低減することができ、歩留まりよくトナーを製造することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真法や静電記録法などに用いられ、可視像を形成するためのトナーの製造方法に関する。

近年、トナーの製造方法として、従来の粉砕法から、懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化凝集法などの湿式法が注目されている。とりわけ、乳化凝集法は、トナーの小粒子化や形状制御が容易であり、また、幅広い材料選択が可能であることから、工業的な製造方法として注目されている。
乳化凝集法は、トナー粒子よりも十分に小さな微粒子を作製し、これらの微粒子をトナー粒子径まで凝集成長させてトナーを得る方法である。かかる微粒子を得る方法には、重合反応を伴うものと、伴わないものとがある。重合反応を伴うものは、モノマーを乳化剤とともに水中分散させて、乳化重合反応により微粒子分散体を得る。重合反応を伴わないものは、トナーのバインダー成分となる樹脂を溶解可能な溶剤に、樹脂をはじめとするトナー材料を溶解・分散させ、これらを乳化剤とともに水中に液滴状に分散させた後に、液滴から溶剤を取り除き微粒子分散体を得る。特に、後者はトナー成分が溶解する溶剤を使用すれば、基本的に微粒子分散体の調製が可能であるため、有用である。

例えば、少なくとも結着樹脂と着色剤と疎水性有機溶剤とを含む混合物を、水性媒体中に乳化または懸濁させて樹脂微粒子分散液とし、この微粒子分散液をトナー粒子径まで凝集成長させる方法や、この樹脂微粒子分散液から溶剤を取り除いた後、トナー粒子径まで凝集成長させる方法が提案されている。（例えば、特許文献１、２参照。）。
特開平１０−３１９６３９号公報 特開２００４−２８７４２１号公報

しかるに、特許文献１や特許文献２に記載されるトナーの製造方法を含め、乳化凝集法では、有機溶媒をバッチ式で除去している。
しかし、バッチ式で有機溶媒を除去する場合には、エマルションを減圧・加熱可能な反応釜に投入して乾燥するので、有機溶媒が蒸発するに従って、液面レベルが降下する。すると、減圧・加熱可能な反応釜の壁面や攪拌軸などにエマルションが付着して、トナー形成材料のロスが増大するという不具合がある。

本発明の目的は、トナー形成材料のロスが少なく、しかも生産効率よくトナーを製造することのできる、トナーの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のトナーの製造方法では、トナー形成材料と前記トナー形成材料を溶解または分散する有機溶媒とを含有する油性成分が水性媒体中で乳化されているエマルションを、気相が存在するように流路に流下させて、流下する前記エマルションから前記有機溶媒を除去することを特徴としている。
また、本発明のトナーの製造方法では、前記流路に対して気体を供給および排出することにより、前記気相を換気することが好適である。

また、本発明のトナーの製造方法では、前記流路に対して、前記気体を下流側から供給し、上流側から排出することが好適である。
また、本発明のトナーの製造方法では、流下する前記エマルションに向けて、前記気体を吹き込むことが好適である。
また、本発明のトナーの製造方法では、前記気体は、少なくとも前記気体の温度における飽和蒸気圧の水を含んでいることが好適である。

また、本発明のトナーの製造方法では、前記流路には、前記気体を供給する供給口および排出する排出口が、複数設けられていることが好適である。
また、本発明のトナーの製造方法では、前記供給口および前記排出口は１対として設けられ、前記１対の前記供給口および前記排出口において、前記排出口は、前記供給口に対して上流側に配置されていることが好適である。

また、本発明のトナーの製造方法では、前記排出口は、前記流路に対して、前記エマルションの液面よりも高い位置において、略水平方向から接続されており、前記流路から離間するに従って下方に傾斜するように設けられていることが好適である。
また、本発明のトナーの製造方法では、排出される前記気体を凝縮して、前記有機溶媒を回収することが好適である。

また、本発明のトナーの製造方法では、前記流路は、加熱手段によって加熱されていることが好適である。
また、本発明のトナーの製造方法では、前記流路は、上流側から下流側へ向かうに従って、より高い温度で加熱されることが好適である。
また、本発明のトナーの製造方法では、前記流路の下流側端部には、気相が存在しない終了ゾーンが設けられていることが好適である。

本発明のトナーの製造方法では、エマルションを、気相が存在するように流路に流下させて、流下するエマルションから有機溶媒を除去する。そのため、エマルションから有機溶媒を連続的に除去することができる。その結果、生産効率の向上を図ることができる。
しかも、本発明のトナーの製造方法では、エマルションから有機溶媒を連続的に除去するので、流路に流下するエマルションの液面レベルを、流下方向における各位置において一定に保持することができる。そのため、各位置において液面レベルの低下に伴うエマルションの付着を防止することができるので、トナー形成材料のロスを低減することができる。そのため、歩留まりよくトナーを製造することができる。

１．エマルション
本発明のトナーの製造方法では、まず、トナー形成材料と有機溶媒とを含有する油性成分を調製し、その油性成分を、水性媒体中で乳化することにより、エマルションを調製する。
（トナー形成材料）
トナー形成材料は、トナーを形成するために配合される材料であって、少なくとも、結着樹脂および着色剤が含まれる。

結着樹脂は、トナーの主成分であり、加熱および／または加圧されることにより、記録媒体（紙、ＯＨＰシートなど）の表面上に、固着（熱融着）する合成樹脂からなる。
このような結着樹脂としては、特に制限されず、トナーの結着樹脂として知られる公知の合成樹脂が用いられる。例えば、ポリエステル樹脂、スチレン系樹脂（例えば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその誘導体、例えば、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体などのスチレン−スチレン誘導体共重合体、例えば、スチレン−ビニルナフタレン共重合体、スチレン−アクリル酸系共重合体、スチレン−メタクリル酸系共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体などのスチレン系共重合体など）、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂などが挙げられる。これらは、単独使用または併用することができる。好ましくは、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂が挙げられる。

着色剤は、トナーに所望の色を付与するものであって、結着樹脂内に分散または浸透される。着色剤としては、例えば、キノフタロンイエロー、ハンザイエロー、イソインドリノンイエロー、ベンジジンイエロー、ペリノンオレジン、ペリノンレッド、ペリレンマルーン、ローダミン６Ｇレーキ、キナクリドンレッド、ローズベンガル、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン、ジケトピロロピロール系顔料などの有機顔料、例えば、カーボンブラック、チタンホワイト、チタンイエロー、群青、コバルトブルー、べんがら、アルミニウム粉、ブロンズなどの無機顔料または金属粉、例えば、アゾ系染料、キノフタロン系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、トリフェニルメタン系染料、フタロシアニン系染料、インドフェノール系染料、インドアニリン系染料などの油溶性染料または分散染料、例えば、ロジン、ロジン変性フェノール、ロジン変性マレイン酸樹脂などのロジン系染料が挙げられる。さらには、高級脂肪酸や樹脂などよって加工された染料や顔料なども挙げられる。これらは、所望する色に応じて、単独使用または併用することができる。例えば、有彩単一色のトナーには、同色系の顔料と染料、例えば、ローダミン系の顔料と染料、キノフタロン系の顔料と染料、フタロシアニン系の顔料と染料を、それぞれ配合することができる。

着色剤は、結着樹脂１００重量部に対して、例えば、２〜１０重量部、好ましくは、３〜８重量部の割合で配合される。
トナー形成材料には、結着樹脂および着色剤の他に、必要により、離型剤、帯電制御剤などの公知の添加剤が含まれる。
離型剤は、記録媒体に対するトナーの定着性を向上させるために添加される。離型剤としては、特に制限されず、公知の離型剤が用いられる。例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリブチレンなどのポリオレフィンワックス類、例えば、キャンデリラ、カルナウバ、ライス、木ロウ、ホホバなどの植物系天然ワックス、例えば、パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタムなどの石油系ワックスおよびその変性ワックス、例えば、フィッシャートロプシュワックスなどの合成ワックス、例えば、ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラパルミテート、ジペンタエリスリトールヘキサパルミテートなどの多官能エステル化合物などが挙げられる。これらは、単独使用または併用することができる。

離型剤は、結着樹脂１００重量部に対して、例えば、２〜１５重量部、好ましくは、３〜１０重量部の割合で配合される。
また、帯電制御剤は、トナーに帯電性を安定的に付与するために添加される。帯電制御剤としては、特に制限されず、公知の帯電制御剤が用いられる。正帯電性の帯電制御剤として、例えば、ニグロシン化合物、第４級アンモニウム化合物、オニウム化合物、トリフェニルメタン系化合物、塩基性基含有化合、３級アミノ基含有スチレンアクリル樹脂などが挙げられる。また、負帯電性の帯電制御剤として、例えば、トリメチルエタン系染料、サリチル酸金属錯塩、ベンジル酸金属錯塩、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、金属錯塩アゾ系染料、重金属含有酸性染料、フェノール系縮合物、環状ポリサッカライド、カルボキシル基またはスルホニル基含有樹脂などが挙げられる。これらは、単独使用または併用することができる。

帯電制御剤は、結着樹脂１００重量部に対して、例えば、０．１〜２０重量部、好ましくは、０．５〜１０重量部の割合で配合される。
（有機溶媒）
有機溶媒としては、例えば、水に難溶であり、かつ、トナー形成成分を溶解または分散できれば、特に制限されず、公知の有機溶媒が挙げられる。有機溶媒は、その沸点が、１００℃以下、好ましくは、８０℃以下であるものが好ましく、具体的には、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）などのケトン類などが挙げられる。これらは、単独使用または併用することができる。
（水性媒体）
水性媒体としては、水、または、水を主成分として、若干の水溶性溶媒（例えば、アルコール類、グリコール類）または添加剤（例えば、界面活性剤、分散剤）が配合されている水性媒体が挙げられる。

なお、水性媒体のｐＨは、例えば、アルカリ金属塩などのｐＨ調整剤を添加することにより、例えば、ｐＨ６〜１０．５、さらには、ｐＨ８〜１０．５に調整することが好適である。
（エマルションの調製）
エマルションの調製では、まず、トナー形成材料を有機溶媒に配合して、トナー形成材料を有機溶媒に溶解または分散する。

トナー形成材料を有機溶媒に配合するには、例えば、有機溶媒１００重量部に対して、トナー形成材料１０〜５０重量部、好ましくは、１０〜３０重量部の配合割合で、トナー形成材料を有機溶媒に配合する。
この配合は、特に制限されず、例えば、トナー形成材料を有機溶媒に配合して、攪拌混合する。これによって、トナー形成材料が有機溶媒中に溶解または分散された油性成分が調製される。油性成分の攪拌混合には、特に制限されないが、例えば、湿式粉砕機、攪拌機、分散機などが用いられる。

次いで、油性成分を、水性媒体中で乳化することにより、エマルションを調製する。
油性成分を水性媒体中で乳化するには、例えば、水性媒体１００重量部に対して、油性成分８０〜１００重量部の配合割合で、油性成分を水性媒体に配合する。
その後、公知の分散機などを用いて、油性成分が配合された水性媒体を攪拌する。攪拌は、例えば、高速分散機を用いて、容量２０〜５０Ｌの場合には、先端周速３〜２０ｍ／ｓ、好ましくは、１０〜２０ｍ／ｓ）で、１〜３０分、好ましくは、１０〜２０分攪拌する。すると、油性成分が液滴となって、水性媒体中に乳化され、エマルションが調製される。

なお、エマルションは、例えば、まず、水性媒体と有機溶媒とを、例えば、水性媒体１００重量部に対して、有機溶媒８０〜１００重量部の配合割合で、配合し、その後、水性媒体と有機溶媒との混合液に、トナー形成材料を、例えば、混合液１００重量部に対して、トナー形成材料５〜２５重量部、好ましくは、５〜１５重量部の配合割合で、配合し、攪拌することにより、調製することもできる。

これにより得られるエマルションでは、その液滴の体積平均粒子径が、メジアン径として、例えば、０．１〜０．５μｍ、好ましくは、０．１〜０．３５μｍである。また、エマルションの固形分濃度は、例えば、１０〜５０重量％、好ましくは、１０〜３０重量％である。
２．エマルションから有機溶媒を除去する装置
図１は、本発明のトナーの製造方法に用いられる、除去装置の概略構成図であり、（ａ）は、側面図、（ｂ）は、概略平面図、（ｃ）は、正断面図である。

図１に示すように、除去装置１は、流下槽２、ガス供給部３、ガス排出部４および加熱手段の一例としてのヒータ５を備えている。
流下槽２は、略水平方向に細長く延びる密閉型のトラフとして形成されており、流入部６、流路の一例としての流下部７、および、終了ゾーンの一例としての流出部８を一体的に備えている。

流入部６は、流下部７よりも深底の貯留槽（例えば、容量０．３〜１Ｌ、高さ６〜１２ｃｍ）として形成されている。流入部６の上壁には、エマルションを供給するためのエマルション供給管９が接続されている。なお、エマルション供給管９は、エマルション供給部１９（後述）に接続されている。
また、流入部６の下流側壁（上流側および下流側は、エマルションの流下方向を基準とする。）には、上部において開口部１３が形成されている。流入部６は、開口部１３を介して流下部７が連通されている。また、流入部６内には、水平攪拌翼１０が設けられている。

流下部７は、上流側から下流側に向かってやや斜め下方に傾斜する、水平方向に延びる断面略矩形状の管路（例えば、流路長２０〜５０ｍ、流路幅２〜５ｃｍ、流路管内壁高さ２〜１０ｃｍ）として形成されている。流下部７の上流側端部は、流入部６の上部に接続されている。流下部７の下流側端部は、流出部８に接続されている。
また、流下部７内には、複数の邪魔板１１が設けられている。邪魔板１１は、一方の側壁から突出する一方側邪魔板１１ａと、他方の側壁から突出する他方側邪魔板１１ｂとが、流下方向において互いに間隔を隔てて交互に設けられている。

各邪魔板１１は、略矩形板からなり、側壁の上下方向途中から、それと対向する側壁へ向かって、対向する側壁に至る途中まで突出するように設けられている。各邪魔板１１は、側壁側の基端から突出側の遊端に向かって下流側に傾斜するように、設けられている。
また、流下部７内には、複数の仕切板１２が設けられている。仕切板１２は、流下方向において互いに間隔（例えば、２０〜５０ｃｍ）を隔てて設けられている。各仕切板１２は、略矩形板からなり、上壁から底壁へ向かって、上下方向途中まで突出するように設けられている。各仕切板１２の下端部と流下部７の底壁との間の隙間は、０．３〜１ｃｍ、好ましくは、０．３〜０．５ｃｍに設定される。

流出部８は、流下部７よりも浅底の水平方向に延びる断面略矩形状の管路（例えば、全長３〜１０ｃｍ、全幅２〜５ｃｍ、高さ０．１〜０．５ｃｍ）として形成されている。流下部７には、下流側端部を閉鎖する下流側壁が設けられており、その下流側壁の下端部には、開口部２０が形成されている。流下部７は、開口部２０を介して流出部８が連通されている。流出部８の底壁と流下部７の底壁とは、同一高さに配置され、かつ、流出部８の上壁は、流下部７の上壁よりも、例えば、８５％低い位置、好ましくは、９３％低い位置に配置されている。

また、流出部８の下流側端部には、上方に向かって延び、上方に開放される排出管１４が設けられている。
ガス供給部３は、流下部７の上方に配置されている。ガス供給部３は、流下方向において互いに間隔を隔てて配置される複数（３つ）の、供給口の一例としてのガス供給管１５を備えている。

各ガス供給管１５は、流下部７に対して略鉛直方向から接続され、略鉛直方向に沿って、流下部７の上壁を貫通して流下部７内に挿入されている（図１（ｃ）参照）。
なお、ガス供給部３は、図示しないヒータ、調湿装置、圧力調整バルブなどを備えている。
ガス排出部４は、流下部７の側方に配置されている（なお、図４（ａ）において、ガス排出部４は、説明のために流下部７の上方に図示されている。）。ガス排出部４は、流下方向において互いに間隔を隔てて配置される複数（３つ）の、排出口の一例としてのガス排出管１６を備えている。

各ガス排出管１６は、流下部７に対して略水平方向から接続され、流下部７の側壁から流下部７内に臨んでいる。各ガス排出管１６の側壁に臨む下端部は、各ガス供給管１５の下端部よりも低い位置に配置されている。具体的には、各ガス排出管１６は、各ガス排出管１６が接続される流下部７の流下方向の各位置におけるエマルションの液面レベルよりも高い位置において、流下部７の側壁に接続されており、流下部７の側壁から外方（側壁から離間する方向）に延びるに従って下方に傾斜するように設けられている（図１（ｃ）参照）。

各ガス排出管１６は、ガス供給管１５と同数設けられており、流下方向において、最下流側がガス供給管１５となり最上流側がガス排出管１６となるように、各ガス供給管１５と交互に配置されている。
これによって、ガス供給管１５とガス排出管１６とは、１対として設けられ、１対のガス供給管１５およびガス排出管１６において、ガス排出管１６は、ガス供給管１５に対して上流側に配置される。

また、１対のガス供給管１５およびガス排出管１６は、各仕切板１２によって仕切られている。つまり、各仕切板１２は、１対のガス供給管１５およびガス排出管１６の間を仕切るように設けられている。
なお、ガス排出管１６は、ガス供給管１５よりも多く設けてもよい。
また、ガス排出部４は、１本のガス回収ライン１７を備えている。ガス回収ライン１７の上流側には、複数のガス排出管１６が接続されている。ガス回収ライン１７の下流側は、ガス回収部１８に接続されている。

なお、ガス排出部４は、図示しない吸引ポンプを備えている。
ヒータ５は、下流部７を流下するエマルションを加熱できるように、流下部７の下方に配置されている。ヒータ５は、流下方向において複数のブロックに分割されており、ブロック毎に加熱温度を設定できるように設けられている。ヒータ５は、例えば、流下部７の上流側端部、下流側端部およびそれらの途中部分にそれぞれ対向するように、複数のブロックに分割されている。
３．エマルションから有機溶媒を除去する方法
本発明のトナーの製造方法では、上記により調製されたエマルションを、上記した除去装置１において、気相が存在するように流下部７に流下させて、流下するエマルションから有機溶媒を除去する。

具体的には、エマルションを、上記した分散機または一時貯留槽などのエマルション供給部１９から、エマルション供給管９を通過させて、流入部６に供給する。エマルションは、定量ポンプなどにより供給される。エマルションの供給量は、流入部６から流下部７へ常時オーバーフロー（流下部７において気相が形成される程度にオーバーフロー）するように、流入部６にてエマルションが蓄えられれば、特に制限されないが、例えば、５〜２０ｍＬ／秒、好ましくは、５〜１０ｍＬ／秒である。なお、エマルションは、流下部７へ常時オーバーフローするように、流入部６にてエマルションが蓄えられれば、エマルション供給部１９から、連続供給してもよく、バッチ供給することもできる。

流入部６においては、水平攪拌翼１０を回転させる。水平攪拌翼１０は、流下部７を流下するエマルションの液面が激しく波打たないように、低速で回転させる。これによって、流入部６内のエマルションは、穏やかに攪拌される。水平攪拌翼１０の回転数は、流入部６の容量が０．４〜０．６Ｌの場合には、回転数８０〜２００ｒｐｍ（先端周速０．２〜０．５ｍ／ｓ）、好ましくは、１００〜１６０ｒｐｍ（先端周速０．２６〜０．４２ｍ／ｓ）である。

供給されたエマルションは、流入部６において、水平攪拌翼１０により穏やかに攪拌されながら、一旦、流入部６に蓄えられた後、その流入部６から開口部１３を介してオーバーフローして流下部７へ流入する。流入部６において、一旦、エマルションを蓄えることにより、流下部７へエマルションを安定して供給することができ、流下部７を流下するエマルションの液面レベルを安定させることができる。

そして、流下部７へ流入されたエマルションは、流下部７内を排出部８へ向かって流下する。流下部７において、流下するエマルションの液面レベル（流下部７の底壁からエマルションの液面までの高さ）を、上流側から下流側へ向かう流下部７の各位置において、例えば、０．３〜３ｃｍ、好ましくは、０．３〜１ｃｍの範囲から選択される一定レベルとして、その変動範囲が、例えば、±０．２ｃｍ、好ましくは、±０．１ｃｍとなるように制御する。

なお、流下部７において、上流側から下流側へ向かうに従って、有機溶媒の蒸発に伴って、エマルションの液面レベルは次第に低くなる。
これによって、流下するエマルションの液面の上方（液面から流下部７の上壁までの間）には、気相が流通する空間が形成される。
また、複数の仕切板１２の下端部が、エマルションに浸漬される。そのため、各仕切板１２によって仕切られる１対のガス供給管１５およびガス排出管１６毎において、後述する気流の流れが形成される。

また、流下部７へ流入されたエマルションは、流下部７内に設けられる邪魔板１１によって整流され、効率よく流下する。また、邪魔板１１の攪拌効果により、エマルション内のガスを液表面に出すこともできる。
流下部７において、ヒータ５は、上流側から下流側へ向かうに従って、より高い温度で流下部７の底壁を加熱する。例えば、ヒータ５の最上流側のブロックを、４０〜７０℃、好ましくは、５０〜６０℃に設定する。また、ヒータ５の最下流側のブロックを、６０〜９０℃、好ましくは、７０〜８０℃に設定する。また、流下部７の流下方向途中部分のブロックを、５０〜８０℃、好ましくは、６０〜７０℃に設定する。

これによって、流下するエマルションは、流下部７の上流側から下流側へ向かうに従って、より高温で加熱される。
各ガス供給管１５からは、気体としての湿潤ガスを供給する。ガス供給部３では、ガス排出管１６からの排気に伴う減圧によって、自然吸気により空気または不活性ガスを送風し、送風される空気または不活性ガスをヒータにより、例えば、５０〜９０℃、好ましくは、６０〜８０℃に加熱する。その後、その加熱された温度における飽和水蒸気圧の水が含まれるように、調湿装置によって、送風される空気または不活性ガスの湿度（空気または不活性ガスに含まれる水蒸気量）を調整する。これによって、湿潤ガスを調製し、その後、圧力調整バルブにて制御された送風量で、湿潤ガスを各ガス供給管１５から流下部７内へ供給する。湿潤ガスの送風量は、例えば、５０〜２００Ｌ／分、好ましくは、８０〜１２０Ｌ／分に設定する。これによって、湿潤ガスは、各ガス供給管１５から流下するエマルションに向かって吹き込まれる。

各ガス排出管１６からは、気体としての排出ガスを排出する。排出ガスは、流下するエマルションから蒸発する有機溶媒（揮発ガス）と湿潤ガスとを含んでいる。ガス排出部４では、吸引ポンプにより、各ガス排出管１６から排出ガスを吸引する。吸引量は、例えば、５０〜２００Ｌ／分、好ましくは、８０〜１２０Ｌ／分に設定する。
これによって、流下部７内では、各ガス供給管１５から湿潤ガスが供給され、各ガス排出管１６から排出ガスが排出されることにより、エマルションの上方に気相が流通され、その流通される気相が換気される。換気は、単位時間（分）あたり、例えば、８００〜３０００％、好ましくは、９００〜１５００％の気相が置換される。

具体的には、各仕切板１２によって仕切られる１対のガス供給管１５およびガス排出管１６において、下流側のガス供給管１５から湿潤ガスが供給され、上流側のガス排出管１６から排出ガスが排出される。これによって、エマルションの上方には、下流側から上流側に向かう気相の流れが形成される。気相の流れ速度は、例えば、０．１〜６０ｍ／分、好ましくは、０．１〜２０ｍ／分である。

そして、流通する気相は、１対のガス供給管１５およびガス排出管１６において、上流側（エマルションの流下方向の下流側）から湿潤ガスとして吹き込まれ、流下するエマルションと対流しながら、エマルションから蒸発する有機溶媒（揮発ガス）を同伴して、下流側（エマルションの流下方向の上流側）から排出ガスとして吸引される。
なお、揮発ガスの比重は、通常、空気または不活性ガスよりも高いので、ガス供給管１５の下端部よりも低い位置に配置されている各ガス排出管１６の下端部から、効率よく吸引される。

ガス排出管１６から排出された排出ガスは、ガス回収ライン１７を通過して、ガス回収部１８に供給される。
ガス回収部１８は、図示しないチラーやコンデンサなどを備えている。ガス回収部１８では、凝縮により排出ガスから有機溶媒が分離される。分離された有機溶媒は、油性成分を調製するためなどに再度使用される。

このように、流下部７では、仕切板１２によって区画される１対のガス供給管１５およびガス排出管１６毎に、下流側から上流側へ向かう気相の流れが形成される。
そして、流下部７において流下するエマルションは、上流側において、ヒータ５によって加熱され、有機溶媒が揮発ガスとして蒸発し、その揮発ガスが、上流側に配置される１対のガス供給管１５およびガス排出管１６の間において、対流する気相によって同伴されて、上流側のガス排出管１６から排出される。なお、上流側において、エマルションの液面レベルは、上記した一定レベルに保持されている。

続いて、中流側（上流側と下流側との間）においては、エマルション中の有機溶媒は、上流側で揮発した分、減少しているが、ヒータ５によってより高温に加熱されるので、効率よく揮発ガスとして蒸発する。そして、揮発ガスが、中流側に配置される１対のガス供給管１５およびガス排出管１６の間において、対流する気相によって同伴されて、中流側のガス排出管１６から排出される。なお、中流側において、エマルションの液面レベルは、上記した一定レベルに保持されている。

さらに、下流側においては、エマルション中の有機溶媒は、中流側で揮発した分、さらに減少しているが、ヒータ５によってより高温に加熱されるので、効率よく揮発ガスとして蒸発する。そして、揮発ガスが、下流側に配置される１対のガス供給管１５およびガス排出管１６の間において、対流する気相によって同伴されて、下流側のガス排出管１６から排出される。なお、下流側において、エマルションの液面レベルは、上記した一定レベルに保持されている。

これによって、流下部７を流下するエマルションからは、エマルションの液面レベルが一定に保持されたまま、有機溶媒が連続的に除去される。そして、流下するエマルションから有機溶媒が除去されると、エマルションは、水性媒体中にトナー形成材料が分散されるスラリーとなる。
その後、流下部７を通過して、有機溶媒が除去されたスラリーは、排出部８へ流入する。排出部８の高さは、流下部７の高さよりも低いため、排出部８へスラリーが流入すると、排出部８では気相は形成されず、スラリーで満杯となる。つまり、排出部８は、スラリーのみが流下して、気相が存在しない領域となる。

その後、スラリーは、排出管１４からオーバーフローして、後工程に送られ、公知の方法により、真球形状のトナーとして取り出される。
４．上記方法の効果
１）上記の方法によれば、流下部７を流下するエマルションからは、エマルションの液面レベルが、流下部７におけるエマルションの流下方向の各位置において、一定に保持されたまま、有機溶媒が連続的に除去される。その結果、生産効率の向上を図ることができる。しかも、この方法では、流下部７を流下するエマルションの液面レベルを一定に保持することができるので、流下方向の各位置での液面レベルの低下に伴うエマルションの壁面などへの付着を防止することができる。そのため、トナー形成材料のロスを低減することができる。その結果、歩留まりよくトナーを製造することができる。

また、上記の方法によれば、流下部７を流下するエマルションの表面積（気相と接触する面積）を、バッチ式の場合のそれと比べて、増大させることができる。そのため、有機溶媒の蒸発効率を向上させることができ、トナーの生産効率の向上を図ることができる。
２）また、流下部７内では、各ガス供給管１５から湿潤ガスが供給され、各ガス排出管１６から排出ガスが排出されることにより、気相が換気されている。そのため、流下エマルションと気相とを効率よく接触させることができ、効率よく有機溶媒を除去することができる。また、気相の換気により、揮発ガスが気相中で飽和することを防止でき、湿潤ガスにおける揮発ガスの同伴率（吸収度合い）を高めることができる。
３）さらに、流下部７内では、各仕切板１２によって仕切られる１対のガス供給管１５およびガス排出管１６において、湿潤ガスを下流側から供給して、排出ガスを上流側から排出している。そのため、流下するエマルションと湿潤ガスとを対流させながら接触させることができるので、より効率よく有機溶媒を除去することができる。とりわけ、流下するエマルションでは、上流側ほど揮発ガスの濃度が高いため、湿潤ガスを下流側から供給して、排出ガスを上流側から排出すれば、より多くの揮発ガスを排出することができる。
４）また、各ガス供給管１５からは、流下するエマルションに向かって、湿潤ガスが吹き込まれる。すると、湿潤ガスはエマルション中に入り込んでバブリングするので、湿潤ガスとエマルションとの接触面積をより多くすることができる。そのため、エマルションから有機溶媒を、揮発ガスとして効率よく気相へ追い出すことができる。
５）また、各ガス供給管１５から供給される湿潤ガスは、その温度における飽和水蒸気圧の水が含まれるように調整されている。そのため、湿潤ガスが、流下するエマルション中の水分を吸収することを防止することができる。その結果、水の蒸発により液面レベルが下がることを防止することができ、液面レベルの安定化を図ることができる。
６）また、流下部７には、複数のガス供給管１５および複数のガス排出管１６が設けられている。そのため、流下部７の全長にかかわらず、気相の流れを安定かつ均一に形成することができる。そのため、安定した有機溶媒の除去を実現することができる。
７）とりわけ、複数のガス供給管１５および複数のガス排出管１６は、各仕切板１２によって仕切られる１対のガス供給管１５およびガス排出管１６として設けられている。そのため、１対のガス供給管１５およびガス排出管１６毎に、気相の流れを形成して、より安定した有機溶媒の除去を実現することができる。
８）また、各ガス排出管１６は、エマルションの液面レベルよりも高い位置において、流下部７の側壁に接続されており、流下部７の側壁から外方に延びるに従って下方に傾斜するように設けられている。そのため、各ガス排出管１６から排出される排出ガスが液化して、流下部７内へ逆流することを防止することができる。
９）また、各ガス排出管１６から排出された排出ガスからは、ガス回収部１８において、凝縮によって有機溶媒が分離され、その分離された有機溶媒が、油性成分を調製するためなどに再度使用される。そのため、製造コストの低減を図ることができる。
１０）また、流下部７は、ヒータ５によって加熱されているので、流下するエマルションから常時安定して有機溶媒を揮発させることができる。そのため、効率よく有機溶媒を除去することができる。
１１）特に、ヒータ５は、上流側から下流側へ向かうに従って、より高い温度で流下部７の全体を加熱している。そのため、上流側から下流側へ向かうに従って、エマルションから有機溶媒が揮発により減少しても、その減少に対応してより高温に加熱されるので、有機溶媒を、より確実に除去することができる。
１２）また、流下部７を通過して、有機溶媒が除去されたスラリーが、排出部８へ流入すると、排出部８では気相は形成されず、スラリーのみが流下する。このように、排出部８において、気相を形成させずにスラリーのみを流下させれば、排出ガスが混入することなく、スラリーのみを後工程に送ることができる。そのため、後工程での処理の容易化を図ることができる。

１）エマルションの調製
結着樹脂としてポリエステル樹脂（ＦＣ１５６５、三菱レイヨン社製）３１６０ｇ、着色剤としてカーボンブラック分散体（カーボンブラック含量２５重量％、＃９２９６、三国色素社製）６８０ｇ、有機溶媒としてＭＥＫ１４０００ｇを配合し、これをプロペラ攪拌翼にて３時間攪拌して、油相成分を調製した。

別途、１／１００（モル／Ｌ）の水酸化ナトリウム水溶液１８０００ｇを準備した。
丸底５０Ｌ容器に、油相成分と水酸化ナトリウム水溶液とを入れて、ウルトラミキサー（みずほ工業社製（φ５５ｍｍ））を用いて、５５００ｒｐｍで２０分間攪拌して、エマルションを調製した。液滴の体積平均粒子径を、ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＵＰＡ １５０（日機装社製）を用いて測定したところ、０．２６８μｍであった。
２）装置条件
上記した除去装置１を用いて、下記の条件によりエマルションを流下させた。具体的には、運転開始から２０分間は、予備運転として、その間に得られたスラリーは、廃棄した。運転開始から２０分経過後のスラリーを回収して、ＭＥＫの臭いの有無について確認したところ、臭いはほとんど確認されなかった。また、微粒子の平均粒子径を、上記と同様に測定したところ、０．２３７μｍであった。
（装置仕様）
流入部６：容量０．５Ｌ、高さ１０ｃｍ
流下部７：流路長２０ｍ、流路幅３ｃｍ、流路管内壁高さ２．３ｃｍ
流出部８：全長０．０８ｍ、全幅３ｃｍ、高さ０．３ｃｍ
仕切板１５の間隔：５０ｃｍ
（流下条件）
流入部６へのエマルションの供給量：８ｍＬ／秒
水平攪拌翼１０の回転数：１２０ｒｐｍ
流下部７におけるエマルションの液面レベル：約０．８ｃｍ（エマルション投入直後）
ヒータ５の加熱温度：７０℃（全ブロック同一温度）
湿潤ガスの加熱温度：６０℃
排出ガスの吸引量：１００Ｌ／分
換気率：１秒あたり約１７％、１分あたり約１０００％
気相の流通速度：０．２ｍ／分

本発明のトナーの製造方法に用いられる、除去装置の概略構成図であり、（ａ）は、側面図、（ｂ）は、概略平面図、（ｃ）は、正断面図である。

符号の説明

１ 除去装置
２ 流下槽
５ ヒータ
６ 流入部
７ 流下部
８ 流出部
１５ ガス供給管
１６ ガス排出管
１８ ガス回収部

Claims (12)

1. トナー形成材料と前記トナー形成材料を溶解または分散する有機溶媒とを含有する油性成分が水性媒体中で乳化されているエマルションを、気相が存在するように流路に流下させて、流下する前記エマルションから前記有機溶媒を除去することを特徴とする、トナーの製造方法。
2. 前記流路に対して気体を供給および排出することにより、前記気相を換気することを特徴とする、請求項１に記載のトナーの製造方法。
3. 前記流路に対して、前記気体を下流側から供給し、上流側から排出することを特徴とする、請求項２に記載のトナーの製造方法。
4. 流下する前記エマルションに向けて、前記気体を吹き込むことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のトナーの製造方法。
5. 前記気体は、少なくとも前記気体の温度における飽和蒸気圧の水を含んでいることを特徴とする、請求項２ないし４のいずれかに記載のトナーの製造方法。
6. 前記流路には、前記気体を供給する供給口および排出する排出口が、複数設けられていることを特徴とする、請求項２ないし５のいずれかに記載のトナーの製造方法。
7. 前記供給口および前記排出口は１対として設けられ、前記１対の前記供給口および前記排出口において、前記排出口は、前記供給口に対して上流側に配置されていることを特徴とする、請求項６に記載のトナーの製造方法。
8. 前記排出口は、前記流路に対して、前記エマルションの液面よりも高い位置において、略水平方向から接続されており、前記流路から離間するに従って下方に傾斜するように設けられていることを特徴とする、請求項６または７に記載のトナーの製造方法。
9. 排出される前記気体を凝縮して、前記有機溶媒を回収することを特徴とする、請求項２ないし８のいずれかに記載のトナーの製造方法。
10. 前記流路は、加熱手段によって加熱されていることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載のトナーの製造方法。
11. 前記流路は、上流側から下流側へ向かうに従って、より高い温度で加熱されることを特徴とする、請求項１０に記載のトナーの製造方法。
12. 前記流路の下流側端部には、気相が存在しない終了ゾーンが設けられていることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれかに記載のトナーの製造方法。

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