WO2015080190A1 - スラリーの洗浄装置及び洗浄システム - Google Patents

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WO2015080190A1
WO2015080190A1 PCT/JP2014/081335 JP2014081335W WO2015080190A1 WO 2015080190 A1 WO2015080190 A1 WO 2015080190A1 JP 2014081335 W JP2014081335 W JP 2014081335W WO 2015080190 A1 WO2015080190 A1 WO 2015080190A1
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cleaning
water
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particles
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徐 宇清
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三菱化学株式会社
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    • C02F2209/40Liquid flow rate

Definitions

  • the present invention relates to a cleaning apparatus and a cleaning system for cleaning a slurry containing toner base particles and resin fine particles, for example, in a manufacturing process of toner for developing an electrostatic image.
  • the electrostatic image developing toner is used for image formation for visualizing an electrostatic image in printers, copiers, facsimiles, and the like.
  • image formation by electrophotography first, an electrostatic latent image is formed on a photosensitive drum. Next, after the electrostatic latent image is developed with toner, the developed image is transferred to transfer paper or the like. Then, image formation is performed by fixing the toner with heat.
  • a melt-kneading pulverization method is known as a method for producing a toner for developing an electrostatic image.
  • various binder resins, a colorant, and, if necessary, a charge control agent and a magnetic material are mixed.
  • these mixtures are melt-kneaded by an extruder, and then pulverized and classified.
  • this method has a limit on the particle size of the toner that can be controlled, and it has been difficult to produce a toner having an average particle size of substantially 10 ⁇ m or less with a good yield. Therefore, this method cannot be said to be sufficient to achieve the high resolution required for electrophotography.
  • a wet polymerization method has been proposed as a toner production method that replaces the melt-kneading pulverization method.
  • the wet polymerization method include an emulsion polymerization aggregation method and a suspension polymerization method.
  • the particle size, particle size distribution, and shape of the obtained toner can be controlled relatively easily.
  • a dry capsule method using an external additive and a wet capsule method are known.
  • the dry capsule method is a method in which a core-shell structure is formed by mechanically colliding resin particles serving as a shell layer on the surface of toner core particles.
  • core particles prepared by a dry method such as a melt-kneading pulverization method or core particles prepared by a wet method and dried are used.
  • this method limits the amount of shell particles that can be encapsulated.
  • the wet capsule method is a method in which a dispersion of shell particles is directly added to a slurry or emulsified dispersion containing toner core particles.
  • core particles formed by a wet polymerization method such as an emulsion polymerization aggregation method or a suspension polymerization method, or a core particle formed by a dry method such as a melt-kneading pulverization method is used.
  • core particles are encapsulated by electrostatic adsorption between particles in a liquid. Further, thereafter, the capsule layer is fixed to the surface of the core particle by heat treatment.
  • the thickness of the capsule layer, the adhesion strength, and the like can be controlled.
  • the shell particles are electrostatically adsorbed on the surface of the core particles.
  • the charged state can be controlled by adjusting the concentration of the electrolyte contained in the slurry containing core particles or shell particles.
  • a method for adjusting the electrolyte concentration there are a method of further adding an electrolyte such as an aggregating agent and a dispersing agent, a method of diluting the electrolyte solution by adding a medium such as water, and a method of reducing the electrolyte concentration in the washing step. .
  • the resulting slurry contains an electrolyte derived from an additive added in large quantities in the granulation step.
  • An electrolyte such as an aggregating agent and a dispersing agent is further added to the slurry.
  • the method for controlling the core-shell structure in this way has a limit that can be controlled by the electrolyte concentration. In some cases, it is difficult to obtain a clean core-shell structure.
  • the cleaning process for removing the electrolyte is an indispensable process for toner production by a wet polymerization method.
  • the cleaning performance of the process greatly affects the toner performance.
  • Patent Documents 1 to 7 As a technique for cleaning a slurry containing toner mother particles, techniques such as a belt filter, a filter place, centrifugal dehydration, and vacuum filtration are known as described in Patent Documents 1 to 7. In these techniques, in order to remove impurities on the surface of the toner base particles, the slurry is solid-liquid separated and then a cleaning liquid is supplied to the surface of the cake. In order to increase the cleaning efficiency, a method of re-dispersing and cleaning the toner base particle cake in a cleaning liquid such as water is often performed. Thus, by repeatedly performing the filtration step and the reslurry washing step, the toner base particles can be washed to the target washing level. Finally, the obtained toner base particle cake is re-dispersed in water or the like and proceeds to a shell particle encapsulating step, or the toner base particles are dried as they are.
  • the dispersant such as an emulsifier that adheres to the surface of the toner base particles decreases.
  • aggregates of toner base particles are present, it is difficult to wash out impure components contained between the aggregates, and cleaning spots are likely to occur.
  • encapsulating by adding shell particles to a slurry containing aggregates of toner base particles it is difficult to encapsulate the toner base particles inside the aggregates. In this case, since the toner base particles cannot be uniformly encapsulated, the toner performance may be deteriorated.
  • the filtration cleaning method including reslurry cleaning is basically performed in a batch operation, it is difficult to apply to a continuous system.
  • a continuous pressure filtration apparatus described in Patent Document 8 is known.
  • a method of filtering a slurry of toner base particles without using the cake of the toner base particles using this apparatus In this method, the slurry of toner base particles is concentrated by filtering, and then the slurry is mixed with the washing water to wash the slurry.
  • the filter As the amount of slurry filtered increases, the solid content concentration and viscosity of the slurry increase. For this reason, the filter is likely to be clogged, the amount of filtration is limited, and the filtration efficiency is considered to be poor.
  • Patent Document 9 describes a method for producing toner in a single reaction container including an agglomeration zone, a coalescence zone, and a cleaning zone.
  • the method comprises aggregating a colorant and a latex emulsion to form agglomerated toner particles in the agglomeration zone of the single reaction vessel; and aggregating the toner particles in the coalescence zone of the single reaction vessel. Coalescing to form agglomerated and coalesced toner particles, and washing the agglomerated and coalesced toner particles in a cleaning zone of the single reaction vessel, thereby forming a toner.
  • Patent Document 9 has a problem in that the contact efficiency between the slurry containing the toner base particles and the cleaning liquid is poor, the cleaning becomes insufficient, and the quality of the toner base particles deteriorates. Further, due to the structure of the apparatus, the filtration area is extremely small and the cleaning efficiency is deteriorated, so that there is a problem that it takes a long time for the slurry cleaning process.
  • the present invention has been made in view of the above problems.
  • a slurry cleaning apparatus and a slurry cleaning method capable of efficiently cleaning a slurry containing toner base particles and resin fine particles in a shorter time.
  • the purpose is to provide.
  • the flow rate control device is installed at each of a slurry supply port for supplying slurry to the cleaning chamber and a slurry discharge port for discharging slurry from the cleaning chamber
  • the washing chamber has one or more filtration surfaces having water permeability, and is configured such that the slurry flows at a constant flow rate in a space in contact with the filtration surface.
  • the cleaning apparatus for slurry wherein the cleaning water is supplied to the cleaning chamber, contacts the slurry flowing through the space, and then passes through the filtration surface.
  • the cleaning chamber has two or more filtration surfaces having water permeability, It is preferable that the cleaning water is supplied to the cleaning chamber via one of the two or more filtration surfaces.
  • a filtration surface that allows the washing water to pass when the washing water is supplied to the washing chamber and a filtration surface that allows the washing water to pass when the slurry is filtered can be switched during the washing.
  • a cleaning water supply device for supplying the cleaning water to the cleaning chamber;
  • the cleaning water is preferably supplied to the cleaning chamber at a constant flow rate by the cleaning water supply device.
  • the flow rate and slurry concentration of the slurry in the cleaning chamber are controlled by the flow rate of the cleaning water supplied by the cleaning water supply device.
  • the slurry and the cleaning water are mechanically mixed in the cleaning chamber.
  • the slurry cleaning device preferably includes an ultrasonic oscillator.
  • the slurry cleaning device preferably includes a temperature control device.
  • the slurry is preferably a slurry containing resin fine particles.
  • the slurry is preferably a slurry containing toner base particles obtained by an emulsion polymerization aggregation method.
  • a slurry cleaning system comprising a plurality of any of the above slurry cleaning devices.
  • the flow rate control device is installed at each of a slurry supply port for supplying slurry to the cleaning chamber and a slurry discharge port for discharging slurry from the cleaning chamber
  • the cleaning chamber has one or more filtration surfaces having water permeability, and is configured such that the slurry flows in a space in contact with the filtration surface.
  • the cleaning water is supplied to the cleaning chamber and comes into contact with the slurry flowing through the space, and then passes through the filtration surface.
  • a slurry cleaning apparatus is provided, wherein a sending unit for sending the slurry from the slurry supply port toward the slurry discharge port is arranged.
  • the delivery means includes a rotatable blade member disposed in the cleaning chamber.
  • the cleaning chamber is formed in a substantially cylindrical shape, It is preferable that the slurry supply port and the slurry supply port are provided at different circumferential positions on the outer periphery of the cleaning chamber.
  • the cleaning chamber has two or more filtration surfaces having water permeability, It is preferable that the cleaning water is supplied to the cleaning chamber via one of the two or more filtration surfaces.
  • a cleaning water supply device for supplying the cleaning water to the cleaning chamber;
  • the cleaning water is preferably supplied to the cleaning chamber at a constant flow rate by the cleaning water supply device.
  • the flow rate and slurry concentration of the slurry in the cleaning chamber are controlled by the flow rate of the cleaning water supplied by the cleaning water supply device.
  • the slurry cleaning device preferably includes an ultrasonic oscillator.
  • the slurry cleaning device preferably includes a temperature control device.
  • the slurry is preferably a slurry containing resin fine particles.
  • the slurry is preferably a slurry containing toner base particles obtained by an emulsion polymerization aggregation method.
  • a laminated slurry cleaning apparatus comprising a plurality of the slurry cleaning apparatuses according to any one of the above, wherein the plurality of slurry cleaning apparatuses are stacked and connected.
  • the laminating slurry washing apparatus has a flow direction of the washing water and a flow direction of the slurry reversed.
  • a slurry cleaning system comprising a plurality of the laminated slurry cleaning devices, The slurry cleaning system, wherein the plurality of stacked slurry cleaning apparatuses are connected in series.
  • the flow rate control device is installed at each of a slurry supply port for supplying slurry to the cleaning chamber and a slurry discharge port for discharging slurry from the cleaning chamber,
  • the inner cylinder member is disposed inside the outer cylinder member;
  • the water supply cylinder is arranged inside the inner cylinder member, The space between the water cylinder and the inner cylinder member is the cleaning chamber,
  • the slurry is supplied from the slurry supply port to the cleaning chamber, Wash water is supplied into the wash chamber from a plurality of water spray holes provided on the outer peripheral surface of the water supply cylinder,
  • the cleaning water supplied into the cleaning chamber is filtered by a filtering member attached to the inside of the inner cylinder member after contacting the slurry in the cleaning chamber,
  • cleaning water is
  • the filter member is preferably a cylindrical filter cloth.
  • a screw for transferring the slurry from the slurry supply port toward the slurry discharge port is provided on the outer peripheral surface of the water supply tube.
  • the slurry cleaning apparatus includes a rotation driving unit for rotating the water supply cylinder and the screw.
  • a cleaning water supply device for supplying the cleaning water to the cleaning chamber;
  • the cleaning water is preferably supplied to the cleaning chamber at a constant flow rate by the cleaning water supply device.
  • the flow rate and slurry concentration of the slurry in the cleaning chamber are controlled by the flow rate of the cleaning water supplied by the cleaning water supply device.
  • the slurry cleaning device preferably includes an ultrasonic oscillator.
  • the slurry cleaning device preferably includes a temperature control device.
  • the slurry is preferably a slurry containing resin fine particles.
  • the slurry is preferably a slurry containing toner base particles obtained by an emulsion polymerization aggregation method.
  • a slurry cleaning system comprising a plurality of the slurry cleaning devices according to any one of the above, The slurry cleaning system, wherein the plurality of slurry cleaning devices are connected in series.
  • a method for producing a toner for developing an electrostatic image comprising: A method for producing a toner for developing an electrostatic charge image, comprising a washing step of washing the slurry using any of the above-described slurry washing apparatuses or washing systems.
  • a method for producing a toner for developing an electrostatic image comprising: Continuously supplying a slurry containing toner base particles to a cleaning device; Continuously supplying cleaning water to the cleaning device; Cleaning the slurry in contact with the cleaning water in the cleaning device; Continuously discharging the slurry after cleaning from the cleaning device; Filtering the wash water after contact with the slurry; A step of continuously discharging the washed water after filtration from the washing device, In the cleaning device, the direction in which the cleaning water flows is different from the direction in which the slurry is transferred, and is not in a countercurrent relationship with the direction in which the slurry is transferred. Production method.
  • a slurry cleaning apparatus that can more efficiently clean, for example, a slurry containing toner base particles and resin fine particles.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view taken along line AA of the slurry cleaning apparatus shown in FIG.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the slurry cleaning apparatus shown in FIG. 20 taken along line BB. It is a schematic block diagram of the washing
  • an electrostatic image developing toner including toner mother particles having a core-shell structure (capsule structure) and a method for producing the same will be described.
  • the core particles contain a binder resin and a colorant.
  • the core particles contain a wax, a charge control agent and the like as necessary.
  • the core particles can be produced by a pulverization method or a wet polymerization method.
  • the core particles When the core particles are produced by a pulverization method, the core particles can be obtained by melting and kneading a binder resin, a colorant, a wax, and the like at a high temperature, and then performing a pulverization step and a classification step.
  • the obtained core particles can be dispersed in water with an emulsifier to obtain a slurry of core particles.
  • a core-shell structure can be formed by adding shell particles to be described later to the core particle slurry.
  • Examples of the wet polymerization method include a suspension polymerization method, an emulsion polymerization aggregation method, and a melt suspension method.
  • the core particles In the case of producing the core particles by the suspension polymerization method, after the colorant and the wax are dissolved in the binder resin monomer, the monomer solution is suspended as monomer droplets in an aqueous medium by mechanical shearing force. Thereafter, the core particles can be obtained by polymerizing the monomer.
  • the polymerizable monomer of the binder resin is emulsified in an aqueous medium containing a polymerization initiator and an emulsifier.
  • the polymer primary particles can be obtained by polymerizing the polymerizable monomer under stirring.
  • a colorant and, if necessary, a charge control agent are added to the polymer primary particles to aggregate the polymer primary particles.
  • the core particles can be obtained by aging the obtained aggregated particles.
  • an oil phase is obtained by dissolving a binder resin, wax or the like in a solvent. After obtaining the oil phase, the oil phase is suspended as oil droplets in the aqueous medium. After suspending the oil droplets in the aqueous medium, the core particles can be obtained by removing the solvent.
  • the core particles In order to produce the core particles, it is preferable to use an emulsion polymerization aggregation method in the wet polymerization method. This is because the emulsion polymerization aggregation method is easy to control the particle size and shape of the toner particles.
  • a monomer component used for producing a binder resin a monomer conventionally used as a binder resin for toner can be used.
  • a polymerizable monomer having an acidic group hereinafter sometimes referred to as an acidic monomer
  • a polymerizable monomer having a basic group hereinafter sometimes referred to as a basic monomer
  • a polymerizable monomer having neither an acidic group nor a basic group hereinafter sometimes referred to as other monomer
  • acidic monomers examples include polymerizable monomers having a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid and cinnamic acid, and a polymerizable monomer having a sulfonic acid group such as sulfonated styrene. And polymerizable monomers having a sulfonamide group such as vinylbenzenesulfonamide.
  • Examples of basic monomers include aromatic vinyl compounds having amino groups such as aminostyrene, nitrogen-containing heterocyclic-containing polymerizable monomers such as vinylpyridine and vinylpyrrolidone, dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, etc. And (meth) acrylic acid ester having an amino group.
  • the acidic monomer and the basic monomer, together with the radical monomer used in the present invention, are particles in the process of producing toner base particles by a suspension polymerization method, an emulsion polymerization aggregation method, or a melt suspension method. Contributes to the stabilization of water.
  • These monomers may be used alone or as a mixture of plural kinds. Moreover, these monomers may exist as a salt with a counter ion.
  • Examples of the polymerizable monomer constituting the binder resin include styrene such as styrene, methylstyrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, p-tert-butylstyrene, pn-butylstyrene, and pn-nonylstyrene.
  • styrene such as styrene, methylstyrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, p-tert-butylstyrene, pn-butylstyrene, and pn-nonylstyrene.
  • Acrylates such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methacryl Methacrylates such as propyl acid, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, acrylamide, N-propylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dip Pills acrylamide, N, N-dibutyl acrylamide, and the like.
  • a polymerizable monomer may be used independently and may be used in combination of multiple types.
  • a polyfunctional monomer having radical polymerizability is used together with the above polymerizable monomer.
  • multifunctional monomers include divinylbenzene, hexanediol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, hexaethylene glycol dimethacrylate, nonaethylene glycol dimethacrylate.
  • Examples include methacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and diallyl phthalate. It is also possible to use a polymerizable monomer having a reactive group in a pendant group, such as glycidyl methacrylate, methylol acrylamide, acrolein and the like. Among these, radically polymerizable bifunctional polymerizable monomers are preferable, and divinylbenzene and hexanediol diacrylate are particularly preferable. These polyfunctional polymerizable monomers may be used alone or as a mixture of a plurality of types.
  • the binder resin has a number average molecular weight in gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC) of preferably 2000 or more, more preferably 2500 or more, still more preferably 3000 or more, and preferably 50,000 or less. Preferably it is 40,000 or less, More preferably, it is 35,000 or less.
  • the weight average molecular weight determined in the same manner is preferably 30,000 or more, more preferably 40,000 or more, further preferably 50,000 or more, preferably 2 million or less, more preferably 1 million or less, and still more preferably 500,000 or less.
  • one or more known polymerization initiators can be used in combination as required.
  • persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, and the like
  • redox initiators in which a reducing agent such as acidic sodium sulfite is combined with these persulfates, hydrogen peroxide, 4,4′-azobiscyano
  • Water-soluble polymerization initiators such as valeric acid, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, etc.
  • redox initiator systems in which these water-soluble polymerizable initiators are combined with a reducing agent such as ferrous salt, Benzoyl oxide, 2,2′-azobis-isobutyronitrile, and the like are used.
  • These polymerization initiators may be added to the polymerization system at any time before, simultaneously with, or after the addition of the monomer. You may combine these addition methods as needed.
  • a known chain transfer agent can be used as necessary.
  • the chain transfer agent include t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptoethanol, diisopropyl xanthogen, carbon tetrachloride, trichlorobromomethane, and the like.
  • the chain transfer agent may be used alone or in combination of two or more.
  • the chain transfer agent is used in an amount of 0 to 5% by weight based on the polymerizable monomer.
  • a known suspension stabilizer can be used as necessary.
  • Specific examples of the suspension stabilizer include calcium phosphate, magnesium phosphate calcium hydroxide, magnesium hydroxide and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the suspension stabilizer may be used in an amount of 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
  • Both the polymerization initiator and the suspension stabilizer may be added to the polymerization system at any time before, simultaneously with, or after the addition of the polymerizable monomer. You may combine these addition methods as needed.
  • a pH adjuster, a polymerization degree adjuster, an antifoaming agent, and the like can be appropriately added to the reaction system.
  • a known emulsifier when the binder resin is produced by an emulsion polymerization method, a known emulsifier can be used. It is preferable to use one or two or more emulsifiers selected from a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a nonionic surfactant.
  • the cationic surfactant include dodecyl ammonium chloride, dodecyl ammonium bromide, dodecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl pyridinium chloride, dodecyl pyridinium bromide, hexadecyl trimethyl ammonium bromide and the like.
  • anionic surfactant examples include fatty acid soaps such as sodium stearate and sodium dodecanoate, sodium dodecyl sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium lauryl sulfate and the like.
  • nonionic surfactants include polyoxyethylene dodecyl ether, polyoxyethylene hexadecyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene sorbitan monooleate ether, monodecanoyl sucrose, etc. Is mentioned.
  • the amount of the emulsifier used is preferably 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
  • these emulsifiers for example, one or two or more of polyvinyl alcohols such as partially or fully saponified polyvinyl alcohol and cellulose derivatives such as hydroxyethyl cellulose can be used as protective colloids.
  • the volume average particle size of the polymer primary particles obtained by the emulsion polymerization method is usually 0.02 ⁇ m or more, preferably 0.05 ⁇ m or more, more preferably 0.1 ⁇ m or more, and usually 3 ⁇ m or less, preferably It is 2 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less.
  • the particle diameter is smaller than the above range, it may be difficult to control the aggregation rate in the aggregation process.
  • the toner mother particles obtained by aggregation tend to be large in particle diameter, and it may be difficult to obtain a toner having a target particle diameter.
  • wax can be used as an anti-offset agent.
  • attempts have been made to improve the low-temperature fixability of toner.
  • the low-temperature fixability of toner, blocking resistance, and high-temperature offset resistance are usually in a trade-off relationship.
  • the toner a known wax can be arbitrarily used.
  • the wax include olefin waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene and copolymer polyethylene, paraffin waxes, ester systems having long chain aliphatic groups such as behenyl behenate, montanate ester, stearyl stearate, etc.
  • Plant waxes such as wax, hydrogenated castor oil carnauba wax, ketones having long chain alkyl groups such as distearyl ketone, silicones having alkyl groups, higher fatty acids such as stearic acid, long chain fatty acid alcohols, long chains such as pentaerythritol
  • fatty acid polyhydric alcohols partial ester forms thereof, higher fatty acid amides such as oleic acid amide and stearic acid amide, and the like.
  • Preferable examples include hydrocarbon waxes such as paraffin wax or Fischer-Tropsch wax, ester waxes, and silicone waxes.
  • the wax may be used alone, or a plurality of types may be mixed and used.
  • the melting point of the wax is preferably 120 ° C. or less, more preferably 110 ° C. or less, and particularly preferably 100 ° C. or less.
  • the melting point of the wax is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher. If the melting point of the wax is too high, the effect of reducing the fixing temperature of the toner may not be obtained. If the melting point of the wax is too low, there may be a problem with the solidification property and storage stability of the toner.
  • the amount of the wax is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, and further preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the toner.
  • the amount of the wax is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 35 parts by mass or less, and still more preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner.
  • the wax in the polymerization method it is preferable to previously disperse a wax having a volume average particle size of 0.01 ⁇ m or more and 2.0 ⁇ m or less in water.
  • the particle size of the wax is preferably 1.0 ⁇ m or less, and particularly preferably 0.5 ⁇ m or less.
  • a wax / long-chain polymerizable monomer dispersion can be prepared by previously dispersing a wax in a water-based dispersion medium together with a long-chain polymerizable monomer such as stearyl acrylate. The polymerizable monomer can be polymerized in the presence of the wax / long-chain polymerizable monomer.
  • colorant contained in the core particle a known colorant can be arbitrarily used.
  • colorants include carbon black, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa yellow, rhodamine dyes and pigments, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, triallylmethane dyes, monoazo dyes Examples thereof include dyes and pigments, disazo dyes and pigments, and condensed azo dyes and pigments. Only one type of dye and pigment may be used, or a plurality of types may be used in combination. In the case of a full-color toner, it is preferable to use benzidine yellow, a monoazo type or a condensed azo type dye for yellow.
  • Magenta is preferably quinacridone or a monoazo dye / pigment.
  • cyan phthalocyanine blue is preferably used.
  • the amount of the colorant is preferably 3 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer primary particles.
  • the blending of the colorant in the emulsion polymerization aggregation method is usually performed in an aggregation step.
  • a particle aggregate can be obtained by mixing a dispersion of polymer primary particles and a dispersion of colorant particles and then aggregating these particles.
  • the colorant is preferably used in the state of being dispersed in water in the presence of an emulsifier.
  • the volume average particle diameter of the colorant particles is 0.01 ⁇ m or more, more preferably 0.05 ⁇ m or more.
  • the volume average particle diameter of the colorant particles is 3 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less.
  • the core particle of the present invention may be produced by any polymerization method such as a suspension polymerization method, an emulsion polymerization aggregation method, or a dissolution suspension method, and is not particularly limited.
  • a coloring agent, a polymerization initiator, and, if necessary, a wax, a polar resin, a charge control agent, and a crosslinking agent are contained in the above-mentioned binder resin monomer.
  • a monomer composition is prepared by uniformly dissolving or dispersing these additives in the monomer. This monomer composition is dispersed in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer and the like. Preferably, the stirring speed and the stirring time are adjusted so that the droplets of the monomer composition have a desired core particle size. Thereafter, the monomer composition is maintained in a particle state by the action of the dispersion stabilizer. The monomer composition is stirred so that the particles of the monomer composition do not settle. By these operations, the monomer composition is polymerized.
  • the obtained core particles are subjected to an external addition treatment as necessary after washing the core particles that can be used as toner base particles and drying the core particles. Through these steps, an electrostatic charge image developing toner can be produced from the core particles.
  • the core particles can be cleaned by a general cleaning method.
  • the core particles may be washed using the slurry washing apparatus of the present invention. Considering the cleaning efficiency, it is preferable to use the cleaning apparatus of the present invention.
  • a core-shell structure can be formed by adding shell particles to the core particles.
  • a colorant dispersion and a wax dispersion are prepared.
  • polymer primary particles of a binder resin monomer obtained by emulsion polymerization, or polymer primary particles of a wax-containing binder resin monomer obtained by emulsion polymerization in the presence of a wax dispersion are prepared.
  • the colorant dispersion, the wax dispersion, and the polymer primary particles of the binder resin monomer are mixed. Thereafter, the mixed liquid is heated, and the core particles can be produced through the aggregation and aging steps.
  • the shell particles are coated on the surface of the core particles as will be described later (capsule process).
  • toner base particles having a core-shell structure can be produced.
  • a method of adding a colorant dispersion in the aggregation step is preferable. This is because when the binder resin monomer is polymerized in the presence of the colorant, the metal in the colorant affects radical polymerization. In this case, since it becomes difficult to control the molecular weight and rheology of the resin, the desired polymer primary particles may not be obtained.
  • the polymer primary particles, the colorant particles, the wax, and, if necessary, the charge control agent may be mixed simultaneously or sequentially. Or after preparing the dispersion liquid of each component, you may mix these dispersion liquids.
  • the particle size of the particle aggregate can be controlled by the balance between the cohesive force between the particles and the shearing force by stirring. Further, the cohesive force of the polymer primary particles can be increased by heating the mixed solution containing the polymer primary particles or adding an electrolyte to the mixed solution.
  • the electrolyte used when aggregating by adding an electrolyte may be any of acid, alkali, salt, organic electrolyte, and inorganic electrolyte.
  • the acid include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and citric acid.
  • the alkali include sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia and the like.
  • salts are NaCl, KCl, LiCl, Na 2 SO 4 , K 2 SO 4 , Li 2 SO 4 , MgCl 2 , CaCl 2 , MgSO 4 , CaSO 4 , ZnSO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , CH 3 COONa, C 6 H 5 SO 3 Na and the like can be mentioned.
  • the inorganic salt which has a polyvalent metal cation more than bivalence is preferable.
  • the amount of electrolyte added varies depending on the type of electrolyte, target particle size, and the like.
  • the amount of the electrolyte added is preferably 0.02 parts by mass or more and more preferably 0.05 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the solid component of the mixed dispersion.
  • the amount of the electrolyte added is preferably 25 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and particularly preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid component of the mixed dispersion. If the amount of electrolyte added is too small, the progress of the agglutination reaction is delayed.
  • the aggregation temperature is 20 ° C or higher, preferably 30 ° C or higher, and 80 ° C or lower, preferably 70 ° C or lower.
  • the time required for agglomeration is optimized depending on the device shape and processing scale.
  • the temperature rise until reaching the predetermined temperature may be a constant temperature rise or a stepwise temperature rise.
  • the toner structure By controlling the toner structure, it is possible to improve performance such as toner chargeability and storage stability.
  • polymer primary particles may be the same as or different from the polymer primary particles of the core particle aggregate.
  • the temperature of the aging step is preferably not less than Tg of the polymer primary particles, and more preferably not less than Tg + 5 ° C.
  • the temperature of the aging step is preferably Tg + 80 ° C. or lower, more preferably Tg + 50 ° C. or lower.
  • the time required for the aging step varies depending on the shape of the target core particle. In the aging step, after the temperature of the particle aggregate reaches the glass transition temperature of the polymer primary particles or higher, it is usually held for 0.1 to 10 hours, preferably 1 to 6 hours.
  • a surfactant to the particle aggregate, raise the pH value, or both after the aggregation step, preferably before the aging step or during the aging step.
  • the surfactant one or more selected from emulsifiers that can be used in producing polymer primary particles can be used. In particular, it is preferable to use the same emulsifier used when the polymer primary particles are produced.
  • the addition amount of the surfactant is not limited.
  • the addition amount of the surfactant is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the solid component of the mixed dispersion.
  • the addition amount of the surfactant is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and still more preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid component of the mixed dispersion.
  • a surfactant can be added or the pH value can be increased. Thereby, aggregation of the particle aggregates produced
  • the polymer primary particles in the aggregate are fused and integrated.
  • the shape of the core particle as an aggregate becomes close to a sphere.
  • the particle aggregate before the aging step is considered to be an aggregate in which polymer primary particles are electrostatically or physically aggregated.
  • the polymer primary particles constituting the particle aggregate are fused with each other, and the core particle has a shape close to a sphere.
  • the shape of the aggregates of the polymer primary particles can be controlled.
  • the shape of the agglomerate can be controlled to be a saddle type, a potato type with advanced fusion, or a spherical shape with further fusion.
  • the core particle of various shapes can be manufactured according to the objective.
  • the obtained core particles can be used as toner mother particles.
  • the toner base particles can be converted into a toner for developing an electrostatic image by being subjected to an external addition treatment as necessary after passing through a washing step and a drying step.
  • the toner base particles may be washed by a general method.
  • the toner base particles may be cleaned using the slurry cleaning apparatus of the present invention. Considering the cleaning efficiency, it is preferable to use the cleaning apparatus of the present invention.
  • the core particles are washed using the slurry washing apparatus of the present invention, and then shell particles described later are added.
  • a core-shell structure can be formed by adding shell particles.
  • toner base particles are produced by washing and drying the core particles in the same manner as the suspension polymerization method and emulsion polymerization aggregation method described above. Can do.
  • impurities other than the core particles contained in the slurry are removed to some extent by washing the slurry. Thereafter, as will be described later, the toner base particles having the core-shell structure can be produced by coating the surface of the core particles with the shell particles.
  • Shell particles In the present invention, the shell particles coated on the surface of the core particles may be inorganic particles or resinous particles, and are not particularly limited. The shell particles are sometimes referred to as “shell agents”.
  • the shell particles are resinous particles
  • a resin used as a general toner binder resin such as styrene, acrylic, ester, or a copolymer or blend thereof Series resins
  • the shell particles can be produced by emulsifying the resin, or can be produced by a polymerization method such as emulsion polymerization or suspension polymerization.
  • the shell particles are preferably produced using a polymerization method from the viewpoint of particle size control and ease of atomization. From the viewpoint of easy control of the particle size and particle size distribution of the fine particles, the shell particles are particularly preferably produced using an emulsion polymerization method.
  • the volume average particle diameter of the shell particles is not particularly limited, but is preferably 20 nm or more, and more preferably 50 nm or more.
  • the volume average particle diameter of the shell particles is preferably 500 nm or less, and more preferably 150 nm or less.
  • the weight average molecular weight of the shell particles is preferably 2,000 to 30,000, more preferably 4,000 to 25,000, and particularly preferably 6,000 to 20,000.
  • the glass transition temperature of the shell particles is not particularly limited, but is 40 ° C. or higher, preferably 45 ° C. or higher. On the other hand, the glass transition temperature of the shell particles is 100 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower, and more preferably 75 ° C. or lower.
  • the glass transition temperature (Tg) of the shell particles is preferably higher than the glass transition temperature (Tg) of the core particles.
  • the glass transition temperature (Tg) of the shell particle is preferably equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) of the core particle, more preferably (glass transition temperature of the core particle (Tg) +2) ° C. or higher, and (the glass transition temperature of the core particle ( More preferably, Tg) +5) ° C. or higher.
  • the glass transition temperature (Tg) of the shell particles is preferably (core glass transition temperature (Tg) +50) ° C. or less, more preferably (core particle glass transition temperature (Tg) +30) ° C. or less, (core The glass transition temperature (Tg) of the particles +20) ° C. or lower is more preferable.
  • the blocking resistance of the toner may deteriorate.
  • the weight average molecular weight of the shell particles and the glass transition temperature are too low, the blocking resistance of the toner may deteriorate.
  • the weight average molecular weight of the shell particles and the glass transition temperature are too high, the low-temperature fixability of the toner may deteriorate.
  • the content rate of the shell particles is 0.01 wt% or more, preferably 0.3 wt% or more with respect to the toner base particles.
  • the content of the shell particles is preferably 10 wt% or less with respect to the toner base particles.
  • the shell particles may be either non-charged or chargeable depending on the purpose of use.
  • the toner having the core-shell structure of the present invention can not only achieve both low-temperature fixability and blocking resistance, but also can control the toner chargeability by using chargeable shell particles.
  • the toner chargeability is generally adjusted by a charge control agent, a binder resin, or an external additive.
  • a charge control agent In general, an inorganic charge control agent is used as the charge control agent.
  • resins having charge control ability have been used as charge control agents.
  • Various functional groups are introduced into the binder resin, and the chargeability is adjusted using the characteristics of the functional groups. For example, in the case of a positively charged toner, the chargeability can be controlled by copolymerizing a monomer having an amino group or an amide bond with a binder resin.
  • a method for controlling the chargeability of toner As a method for controlling the chargeability of toner, a method of dispersing a charge control agent in a toner binder resin is generally known. A method of copolymerizing a polymerizable monomer (charge control resin) having charge control ability with a binder resin is also known.
  • charge control resin charge control resin
  • the dispersion of the charge control agent or charge control resin in the toner base particles or on the surface of the toner base particles is not uniform, it leads to problems such as an increase in fog and toner scattering. Therefore, in recent years, small particle size toners aiming at high-definition image quality are required to have more uniform dispersibility of charge control agents and charge control resins. Generally, it is said that the chargeability of the toner is controlled by the performance of the resin on the toner surface.
  • toner base particles obtained by the polymerization method particularly toner base particles obtained by the emulsion aggregation method, are easy to control. That is, the toner base particles obtained by the polymerization method can be easily positioned at the position where the charge control agent or charge control resin is dispersed in the toner base particles by changing the timing of addition / mixing of the charge control agent or charge control resin. Can be controlled.
  • the shell layer in the core-shell structure has charge control performance by adding a charge control agent or charge control resin to the shell particles.
  • the shell particles are resinous fine particles, it is preferable to copolymerize a resin used for the shell particles and a charge control resin.
  • examples of the charge control resin include —NH 2 , —NHCH 3 , —N (CH 3 ) 2 , —NHC 2 H 5 , —N (C 2 H 5 ) 2 , a resin containing an amino group such as —NHC 2 H 4 OH; a resin containing a quaternary ammonium salt obtained by ammonium chloride. Among these, a resin containing a quaternary ammonium salt is preferable.
  • Such a charge control resin exhibiting positive chargeability can be obtained, for example, by copolymerizing a monovinyl monomer containing an amino group and a monomer copolymerizable therewith.
  • the positively chargeable charge control resin can also be obtained by ammonium-treating a copolymer containing an amino group.
  • a resin containing a quaternary ammonium salt can also be obtained by copolymerizing a monovinyl monomer containing an ammonium salt group and a monovinyl monomer copolymerizable therewith.
  • the method for producing the positively chargeable charge control resin is not limited to these methods.
  • a monomer to be copolymerized a monomer generally used for a binder resin can be used.
  • the positively chargeable charge control resin is preferably a resin containing a quaternary ammonium salt group.
  • a resin containing a quaternary ammonium salt group an acrylate containing a quaternary ammonium salt represented by the following structural formula (1) and an acrylamide containing a quaternary ammonium salt represented by the following structural formula (2)
  • An acrylate containing a quaternary ammonium salt represented by the following structural formula (1) is more preferable.
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 is an alkylene group
  • R 3 , R 4, and R 5 are each independently hydrogen.
  • X— is a halogen ion, a benzenesulfonate ion or an alkylbenzenesulfonate ion.
  • X— is preferably a chloride ion or a toluene sulfonate ion
  • R 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 Is preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms such as CH 2 , C 2 H 4 , C 3 H 6 and derivatives thereof, and R 3 to R 5 are each independently CH 3 , C 2 H 5.
  • an alkyl group such as C 3 H 7 .
  • amino group-containing (meth) acrylate monomers include dimethylaminomethyl (meth) acrylate, diethylaminomethyl (meth) acrylate, dipropylaminomethyl (meth) acrylate, diisopropylaminomethyl (meth) acrylate, and ethylmethylamino.
  • Examples of the quaternizing agent used for converting the copolymer into an ammonium salt include alkyl halides such as methyl iodide, ethyl iodide, methyl bromide, and ethyl bromide; methyl paratoluenesulfonate, paratoluene And paratoluenesulfonic acid alkyl esters such as ethyl sulfonate and propyl paratoluenesulfonate.
  • Examples of commercially available quaternary ammonium base-containing (meth) acrylate monomers include Blemmer QA (manufactured by NOF Corporation).
  • the amount of the chargeable monomer unit having a functional group such as amino group and ammonium base is preferably 0.5 to 15% by weight, more preferably 1 to 12% by weight, and particularly preferably 2 to 2% in the charge control resin. 10% by weight. If the amount of the monomer unit having the functional group is too small, a large amount of charge control resin is required to obtain a necessary charge amount, and the environmental stability of the toner tends to be lowered. When the amount of the monomer unit having the functional group is too large, the charge amount of the toner under high temperature and high humidity is greatly reduced, and fogging may occur.
  • FCA-161P styrene / acrylic resin
  • FCA-207P styrene / acrylic resin
  • FCA-201-PS styrene / acrylic resin
  • the negatively chargeable charge control resin is not particularly limited, but a resin generally used in a negatively charged toner, for example, a styrene-acrylic resin or a polyester resin can be used. Commercially available negative charge control resins can also be used.
  • Shell particles can be produced by emulsification of a charge control resin.
  • the shell particles can also be produced by emulsion polymerization or suspension polymerization of a charge control resin. From the viewpoint of control of the particle diameter of the shell particles and ease of atomization, a polymerization method is preferred. From the viewpoint of easy control of the particle size and particle size distribution of the shell particles, the emulsion polymerization method is more preferable.
  • the content of the chargeable monomer is not particularly limited, but is 0.01 wt% or more based on the toner base particles. , Preferably it is 0.05 wt% or more, More preferably, it is 0.1 wt% or more. On the other hand, the content of the chargeable monomer is 5 wt% or less, preferably 2 wt% or less, more preferably 1 wt% or less.
  • capsule process Method for coating shell particles on core particles (capsule process)>
  • the process of coating the core particles with the shell particles may be referred to as a capsule process.
  • Control for coating core particles with shell particles may be referred to as capsule control.
  • the shell particles adhere to the core particles during the formation of the core particles. For this reason, the shell particles are easily embedded in the core particles, and the adhesion strength of the shell particles to the core particles is increased. On the other hand, since the shell particles are embedded in the surface of the core particles, more shell particles are required to completely cover (encapsulate) the core particles with the shell particles.
  • the surface of the finished core particle is coated with shell particles.
  • the shell particles tend to stay on the surface of the core particles, and a shell layer having a uniform thickness can be formed with a smaller amount of shell particles.
  • the charging polarity of the core particles and the charging polarity of the shell particles are opposite.
  • the shell particles can be electrostatically attached to the surface of the core particles.
  • This electrostatic adhesion makes it possible to increase the adhesion efficiency (encapsulation efficiency) of the shell particles to the core particles, and as a result, the exposure of the core particles can be prevented.
  • a shell layer having a uniform thickness close to a single layer can be formed on the surface of the core particles with a smaller amount of shell particles.
  • the thickness of the single layer shell layer formed by electrostatic adhesion of the shell particles is approximately the same as the volume average particle size of the shell particles.
  • the thickness of the single-layer shell layer is not particularly limited, but is 20 nm or more, preferably 50 nm or more, and 500 nm or less, preferably 150 nm or less.
  • a double shell layer can be formed by forming a shell layer with shell particles having a certain charged polarity and further forming a shell layer with shell particles having a polarity opposite to that of the shell particles. By repeating the formation of such a shell layer, a multiple shell layer can be formed.
  • the shell particles can be directly added to and mixed with the core particle dispersion.
  • a dispersion in which the core particles are dispersed with an emulsifier can be used.
  • the slurry at the time of producing the core particle can be used as it is.
  • the mixing temperature of the core particles and the shell particles in the capsule process is not particularly limited, but is preferably a temperature that is 10 ° C. or more lower than the lower Tg of the Tg of the core particles and the Tg of the shell particles. By setting the mixing temperature within this range, the generation of particle aggregates can be prevented, and the core particles and the shell particles can be mixed uniformly.
  • toner mother particles By coating the core particles with shell particles, toner mother particles can be produced. After the step of washing the toner base particles and the step of drying the toner base particles, an external addition process is performed on the toner base particles as necessary.
  • the toner for developing an electrostatic charge image is produced from the toner mother particles by performing a washing step, a drying step, and, if necessary, an external addition treatment.
  • the toner mother particles can be washed with water. It can also be washed with an acid or alkali aqueous solution. It can also be washed with warm or hot water. These methods can be used in combination. Through such a washing step, suspension stabilizers, emulsifiers, unreacted residual monomers and the like can be reduced or removed.
  • the toner base particles after washing are collected.
  • the recovered toner base particles are preferably in the form of a wet cake. When the collected toner base particles are in the form of a wet cake, the toner base particles can be easily handled in the subsequent drying process.
  • a fluidized drying method such as a vibration type fluidized drying method or a circulation type fluidized drying method, an air flow drying method, a vacuum drying method, a freeze drying method, a spray drying method, a flash jet method, or the like is used.
  • Operating conditions such as temperature, air volume, and degree of vacuum in the drying process are optimized according to the Tg of the colored particles, the shape, mechanism, size, etc. of the apparatus used.
  • the volume average particle diameter of the toner base particles is preferably 3 ⁇ m or more, and more preferably 5 ⁇ m or more.
  • the volume average particle size of the toner base particles is preferably 15 ⁇ m or less, and more preferably 10 ⁇ m or less.
  • the average circularity of the toner base particles is preferably 0.90 or more, more preferably 0.92 or more, and further preferably 0.94 or more.
  • the average circularity of the toner base particles is preferably 0.99 or less.
  • the average circularity of the toner base particles can be measured using a flow type particle image analyzer FPIA-3000. If the average circularity is too small, the chargeability of the colored particles deteriorates due to poor adhesion of the external additive to the colored particles. When the chargeability of the colored particles is deteriorated, the image density may be lowered. On the other hand, if the average circularity is too large, a cleaning failure due to the shape of the colored particles may occur.
  • the glass transition point Tg of the toner by DSC method is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher.
  • the glass transition point Tg of the toner by DSC method is preferably 80 ° C. or lower, more preferably 70 ° C. or lower. When Tg is in the above range, the storage stability and fixability of the toner are good.
  • External Additive Fine Particles are added to the toner as necessary in order to improve the fluidity or charge controllability of the toner.
  • the externally added fine particles for example, inorganic fine particles or organic fine particles can be used.
  • Inorganic fine particles include silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, zirconium carbide, hafnium carbide, vanadium carbide, tantalum carbide, niobium carbide, tungsten carbide, chromium carbide, molybdenum carbide, calcium carbide, and other carbides, boron nitride, titanium nitride.
  • nitrides such as zirconium nitride, various borides such as zirconium boride, various oxides such as titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, copper oxide, aluminum oxide, cerium oxide, silica, colloidal silica, titanium
  • titanate compounds such as calcium oxide, magnesium titanate, strontium titanate, phosphate compounds such as calcium phosphate, sulfides such as molybdenum disulfide, fluorides such as magnesium fluoride and fluorocarbon, aluminum stearate, stearyl Calcium, zinc stearate, various metal soaps such as magnesium stearate, talc, bentonite, various carbon black or conductive carbon black, magnetite, can be used ferrite.
  • organic fine particles fine particles such as styrene resin, acrylic resin, epoxy resin, and melamine resin can be used.
  • the externally added fine particles may be those obtained by subjecting the surface of the inorganic or organic fine particles to a treatment such as hydrophobization.
  • Examples of the treatment agent used for the surface treatment include silane coupling agents such as hexamethyldisilazane (H M D S), dimethyldichlorosilane (D M D S), titanate coupling agent, silicone oil, dimethyl silicone oil, Silicone oil treating agents such as modified silicone oil and amino-modified silicone oil, silicone varnish, fluorine-based silane coupling agent, fluorine-based silicone oil, coupling agent having amino group or quaternary ammonium base, and the like. Two or more treatment agents can be used in combination.
  • the resistance of the conductive fine particles is 400 ⁇ ⁇ cm or less, preferably 200 ⁇ ⁇ cm or less, more preferably 100 ⁇ ⁇ cm or less, and further preferably 60 ⁇ ⁇ cm or less.
  • the resistance of the conductive fine particles is 0.1 ⁇ ⁇ cm or more, preferably 1 ⁇ ⁇ cm or more, more preferably 5 ⁇ ⁇ cm or more, and further preferably 15 ⁇ ⁇ cm.
  • Conductive fine particles can be used as an external additive.
  • the conductive fine particles include metal oxides such as conductive titanium oxide, silica, and magnetite, or those doped with a conductive substance, conjugated double bonds such as polyacetylene, polyphenylacetylene, and poly-p-phenylene.
  • examples thereof include organic fine particles obtained by doping a polymer having a conductive material such as metal, carbon typified by carbon black and graphite, and the like.
  • conductive fine particles conductive titanium oxide or those doped with a conductive substance is preferable. This is because these conductive fine particles can impart conductivity to the toner without impairing the fluidity of the toner.
  • the content of the conductive fine particles is 0.05 parts by mass or more, preferably 0.1 parts by mass or more, and more preferably 0.2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the toner base particles.
  • the content of the conductive fine particles is 3 parts by mass or less, preferably 2 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner base particles.
  • the content of the externally added fine particles is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 0.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner base particles. It is at least 5 parts by mass, preferably at most 5 parts by mass, more preferably at most 4 parts by mass.
  • the method for adding the external additive to the toner is not particularly limited.
  • the toner and the external additive can be mixed using a high-speed stirrer such as a Henschel mixer.
  • a high-speed stirrer such as a Henschel mixer.
  • a plurality of types of external additives may be added simultaneously, or a plurality of types of external additives may be added in multiple portions.
  • the slurry cleaning apparatus of the present invention can be suitably used for cleaning a slurry containing toner base particles.
  • the slurry cleaning apparatus of the present invention can be suitably used for cleaning a slurry containing resin fine particles such as core particles and shell particles.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a slurry cleaning apparatus.
  • 2 and 3 are cross-sectional views of the slurry cleaning apparatus.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the slurry cleaning apparatus.
  • a slurry cleaning apparatus 10 includes a slurry supply port 12 for supplying slurry, and a slurry supply apparatus that is a device for supplying slurry quantitatively (at a constant flow rate). 46, slurry discharge port 14 for discharging slurry, slurry discharge device 48 which is a device for controlling the discharge amount of slurry, cleaning water supply port 16 for supplying cleaning water, and cleaning water And a cleaning water discharge port 18 for discharging.
  • the slurry cleaning apparatus 10 includes a cleaning chamber 20.
  • the cleaning chamber 20 is a space for cleaning the slurry by bringing the slurry and cleaning water into contact with each other. By washing the slurry, excess components such as surfactants contained in the slurry can be removed.
  • the cleaning chamber 20 has a first filtration surface 22 and a second filtration surface 24 having water permeability.
  • the first filtration surface 22 is disposed above the cleaning chamber 20.
  • the second filtration surface 24 is disposed below the cleaning chamber 20.
  • the first filtration surface 22 and the second filtration surface 24 are disposed substantially parallel to each other.
  • the slurry that is quantitatively supplied from the slurry supply port 12 to the cleaning chamber 20 by the slurry supply device 46 passes between the first filtration surface 22 and the second filtration surface 24, and then passes from the slurry discharge port 14 to the slurry discharge device. 48 is quantitatively discharged to the outside.
  • the slurry supply device 46 and the slurry discharge device 48 are devices that can control the flow rate of the slurry.
  • Each of the slurry supply device 46 and the slurry discharge device 48 includes a metering pump, a flow rate controller, a pressure adjustment valve, and the like.
  • the slurry flow rate can be controlled by the slurry supply device 46 and the slurry discharge device 48. By controlling the flow rate of the slurry, the concentration of the slurry after washing can be adjusted.
  • a cleaning water storage chamber 26 is provided above the cleaning chamber 20 with the first filtration surface 22 therebetween.
  • a filtrate storage chamber 28 is provided below the cleaning chamber 20 with the second filtration surface 24 therebetween.
  • Wash water is supplied from the wash water supply port 16.
  • the cleaning water supply port 16 is provided with a cleaning water supply device 50 for supplying cleaning water to the cleaning chamber 20 at a constant flow rate.
  • the cleaning water supply device 50 is preferably a flow control device such as a metering pump or a flow valve. The flow rate of slurry and the concentration of slurry in the cleaning chamber 20 can be controlled by the flow rate of cleaning water supplied by the cleaning water supply device 50.
  • the cleaning water After the cleaning water is once stored in the cleaning water storage chamber 26, it passes through the first filtration surface 22 and flows into the cleaning chamber 20.
  • the cleaning water flowing into the cleaning chamber 20 comes into contact with the slurry in the cleaning chamber 20, then passes through the second filtration surface 24 and flows into the filtrate storage chamber 28.
  • the wash water (filtrate) that has flowed into the filtrate storage chamber 28 is discharged from the wash water discharge port 18 to the outside.
  • the filtration method may be pressure filtration or vacuum filtration.
  • pressure filtration the supply side wash water is pressurized. Thereby, the pressure of the wash water on the supply side is made higher than the pressure of the wash water on the discharge side.
  • vacuum filtration the cleaning water on the supply side is sucked in by sucking the cleaning water from the discharge side.
  • the slurry and the cleaning water can be efficiently contacted in the cleaning chamber 20. This makes it possible to efficiently remove unnecessary components such as a surfactant, an emulsifier, a colorant added in the toner manufacturing process, or an excess resin that has not been taken into the toner base particles.
  • the slurry cleaning apparatus 10 is roughly composed of three parts: an upper member 30, an intermediate member 32, and a lower member 34.
  • the upper member 30 is formed of a substantially semi-cylindrical member, and is a member constituting the peripheral wall portion of the cleaning water storage chamber 26.
  • the intermediate member 32 is formed of a substantially rectangular frame-shaped member having a large opening at the top and bottom.
  • the intermediate member 32 is a member that constitutes the peripheral wall portion of the cleaning chamber 20.
  • the lower member 34 is a substantially semi-cylindrical member having substantially the same shape as the upper member 30.
  • the lower member 34 is a member constituting the peripheral wall portion of the filtrate storage chamber 28.
  • the upper member 30, the intermediate member 32, and the lower member 34 constitute the slurry cleaning device 10 by being laminated in this order from above.
  • a plurality of ring bands 36 are wound around these members.
  • the upper member 30, the intermediate member 32, and the lower member 34 are firmly held by the plurality of ring bands 36 in a state where they are stacked in this order.
  • the ring band 36 is made of, for example, a belt-shaped rubber or stainless steel.
  • the first filtration surface 22 is disposed in the opening above the intermediate member 32.
  • the first filtration surface 22 includes a filter cloth 22a and a wire mesh member 22b disposed on the upper surface side of the filter cloth 22a.
  • the second filtration surface 24 is disposed in the opening below the intermediate member 32.
  • the second filtration surface 24 includes a filter cloth 24a and a wire mesh member 24b arranged on the lower surface side of the filter cloth 24a.
  • any filter cloth can be used as long as the toner base particles contained in the slurry can be separated.
  • a filter cloth made of resin such as nylon, polyester, or polypropylene can be used.
  • the size of the opening of the filter cloth to be used is any size as long as it can separate the toner base particles contained in the slurry and does not excessively inhibit the flow of washing water. It may be a size.
  • the metal mesh members 22b and 24b for example, a metal mesh member such as stainless steel or a punching plate can be used.
  • the shape of the filter cloth 22a is maintained by the wire mesh member 22b disposed on the upper surface side of the filter cloth 22a, and the filter cloth 22a is prevented from being bent by the water pressure of the washing water.
  • the shape of the filter cloth 24a is maintained by the wire mesh member 24b arranged on the lower surface side of the filter cloth 24a, and the filter cloth 24a is prevented from being bent by the water pressure of the washing water.
  • the peripheral edge portion of the filter cloth 22 a constituting the first filtration surface 22 is sandwiched between the lower end portion of the upper member 30 and the upper end portion of the intermediate member 32.
  • the peripheral edge portion of the filter cloth 24 a constituting the second filtration surface 24 is sandwiched between the upper end portion of the lower member 34 and the lower end portion of the intermediate member 32.
  • a convex portion 30 a having a substantially semicircular cross section is provided at the lower end portion of the upper member 30.
  • a concave portion 32 a having a substantially semicircular cross section is provided at the upper end portion of the intermediate member 32 at a position corresponding to the convex portion 30 a provided on the upper member 30.
  • a convex part 34 a having a substantially semicircular cross section is provided at the upper end of the lower member 34.
  • a concave portion 32 b having a substantially semicircular cross section is provided at a position corresponding to the convex portion 34 a provided in the lower member 34 at the lower end portion of the intermediate member 32.
  • the convex portion 30a provided at the lower end portion of the upper member 30 is fitted into the concave portion 32a provided at the upper end portion of the intermediate member 32.
  • the peripheral edge portion of the filter cloth 22a constituting the first filtration surface 22 is firmly held.
  • the filter cloth 22a is not pulled inward by the pressure of the washing water.
  • the convex portion 34a provided at the upper end portion of the lower member 34 is fitted into the concave portion 32b provided at the lower end portion of the intermediate member 32.
  • the peripheral edge portion of the filter cloth 24a constituting the second filtration surface 24 is firmly held.
  • the filter cloth 24a is not pulled inward by the pressure of the washing water.
  • the direction in which the slurry flows in the cleaning chamber 20 is orthogonal to the direction in which the cleaning water flows from the first filtration surface 22 toward the second filtration surface 24. is doing.
  • the direction in which the slurry flows from the slurry supply port 12 toward the slurry discharge port 14 is orthogonal to the direction in which the cleaning water flows from the cleaning water supply port 16 toward the cleaning water discharge port 18. Since the flow direction of the slurry and the flow direction of the washing water are orthogonal, the slurry and the washing water come into efficient contact. As a result, unnecessary components such as surfactants contained in the slurry can be efficiently removed in a short time.
  • the slurry flowing through the cleaning chamber 20 can contact the first filtration surface 22 and the second filtration surface 24.
  • the cleaning water stored in the cleaning water storage chamber 26 passes through the first filtration surface 22 and flows into the cleaning chamber 20.
  • the washing water that has come into contact with the slurry in the washing chamber 20 is filtered by the second filtration surface 24.
  • the slurry washing apparatus 10 since the slurry washing
  • the reverse configuration is also possible. That is, it is possible to supply cleaning water from the cleaning water discharge port 18 disposed below and to discharge the cleaning water from the cleaning water supply port 16 disposed above.
  • the filter cloth can be backwashed. That is, toner mother particles and the like clogged in the filter cloth 24a of the second filtration surface 24 can be removed by back washing. By removing the toner base particles clogged in the filter cloth 24a, it is possible to prevent the slurry filtration rate on the second filtration surface 24 from being lowered.
  • the filtration surface that allows the washing water to pass when supplying the washing water to the washing chamber 20 and the filtration surface that allows the washing water to pass when the slurry is filtered may be switched during the washing.
  • the functions of the first filtration surface 22 and the second filtration surface 24 can be switched alternately by changing the flow direction of the washing water in the reverse direction as described above.
  • Cleaning water and slurry can be simultaneously supplied from the slurry supply port 12 to the cleaning chamber 20. Thereby, the slurry can be simultaneously filtered using both the first filtration surface 22 and the second filtration surface 24.
  • the filtration area can be further increased and the filtration efficiency can be further improved.
  • FIG. 5 and 6 are sectional views of the slurry cleaning device 60.
  • FIG. The slurry cleaning device 60 has the same configuration as the slurry cleaning device 10 described above, except that the shapes of the first filtration surface 22 and the second filtration surface 24 are changed from flat surfaces to curved surfaces. Different. By changing the filtration surface to a curved surface, the cross-sectional shape of the cleaning chamber 20 is substantially circular. By making the filtration surface a curved surface, the effective filtration area is increased, so that the filtration efficiency can be increased.
  • FIG. 7 and 8 are sectional views of the slurry cleaning apparatus 70.
  • FIG. The slurry cleaning device 70 has the same configuration as the slurry cleaning device 60 described above, except that a stirring blade 72 is installed in the cleaning chamber.
  • the cross-sectional shape of the cleaning chamber is substantially circular.
  • the toner deposited on the surface of the filter cloth can be stirred by the stirring blade installed in the cleaning chamber.
  • Solid components such as toner deposited on the surface of the filter cloth can be redispersed in water by the stirring blade 72 installed in the cleaning chamber. Moreover, clogging of the filter cloth can be prevented, and the cleaning efficiency of the slurry can be increased.
  • the solid content such as toner deposited on the surface of the filter cloth can be redispersed in water by the stirring blade 72.
  • the stirring blade is not particularly limited, but a screw-type stirring blade that easily adheres to the filter cloth is preferable.
  • a shaving effect occurs between the outer peripheral tip of the screw and the filter cloth. By this shaving effect, the thickness of the deposited layer of solids such as toner can be controlled. In addition, the shaving effect can prevent clogging of the filter cloth and can maintain the filtration speed stably.
  • the filter cloth can be prevented from clogging with the screw type stirring blade. As a result, the amount of cleaning water for the slurry can be increased, so that cleaning efficiency can be increased.
  • the moving path of the slurry in the cleaning chamber 20 becomes longer.
  • the contact time between the slurry and the filtration surface is increased, the filtration efficiency is increased.
  • the diffusion of the slurry can be prevented.
  • the slurry can be cleaned more efficiently and in a shorter time than the batch type cleaning method.
  • the slurry cleaning device 70 functions as a screw conveyor that can transfer the slurry. Therefore, the slurry can be efficiently washed while transferring the slurry.
  • FIG. 9 shows a configuration example of a system 100 in which a plurality of (four) slurry cleaning apparatuses 10 are connected in series.
  • the system 80 includes a first cleaning device 82, a second cleaning device 84, a third cleaning device 86, and a fourth cleaning device 88.
  • Each of the first to fourth cleaning devices 82, 84, 86, and 88 has the same configuration as that of the slurry cleaning device 10 described above.
  • the slurry discharge port of the first cleaning device 82 is connected to the slurry supply port of the second cleaning device 84.
  • the slurry discharge port of the second cleaning device 84 is connected to the slurry supply port of the third cleaning device 86.
  • the slurry discharge port of the third cleaning device 86 is connected to the slurry supply port of the fourth cleaning device 88. Therefore, the slurry supplied from the slurry supply port of the first cleaning device 82 is cleaned by the first cleaning device 82, the second cleaning device 84, the third cleaning device 86, and the fourth cleaning device 88, and then the fourth. It is discharged from the slurry outlet of the cleaning device 88.
  • FIG. 10 shows a configuration example of a system 90 in which a plurality of (four) slurry cleaning apparatuses 10 are connected in series.
  • the system 90 includes a first cleaning device 92, a second cleaning device 94, a third cleaning device 96, and a fourth cleaning device 98, similar to the system 80.
  • Each of the first to fourth cleaning devices 92, 94, 96, and 98 has the same configuration as that of the slurry cleaning device 10 described above.
  • the pipes of the first to fourth cleaning devices 92, 94, 96, and 98 constituting the system 90 are connected in the same manner as the system 80 except for the cleaning water pipe.
  • the flowing direction of the washing water is set opposite to the flowing direction of the slurry.
  • the cleaning water discharge port of the fourth cleaning device 98 is connected to the cleaning water supply port of the third cleaning device 96.
  • the cleaning water discharge port of the third cleaning device 96 is connected to the cleaning water supply port of the second cleaning device 94.
  • the cleaning water discharge port of the second cleaning device 94 is connected to the cleaning water supply port of the first cleaning device 92. Therefore, the cleaning water supplied from the cleaning water supply port of the fourth cleaning device 98 is mixed with the slurry and filtered in the fourth cleaning device 98, the third cleaning device 96, the second cleaning device 94, and the first cleaning device 92.
  • the slurry is discharged as a filtrate from the cleaning water discharge port of the first cleaning device 92.
  • the slurry can be washed with less washing water.
  • the same cleaning system as the system 80 or the system 90 can be constructed by using the slurry cleaning device 60 or the slurry cleaning device 70 instead of the slurry cleaning device 10.
  • an ultrasonic oscillation device or a temperature control device can be installed as necessary.
  • the ultrasonic oscillation device or the temperature control device can be installed in the slurry cleaning device 10, the slurry cleaning device 60, or the slurry cleaning device 70.
  • the ultrasonic oscillation device or the temperature control device can be installed in a circuit through which the slurry flows between the slurry cleaning devices.
  • the ultrasonic oscillation device can be installed in a cleaning system including a plurality of slurry cleaning devices.
  • the ultrasonic oscillating device is preferably installed in the second half of the cleaning system and in front of the slurry cleaning device at the very end. If the ultrasonic oscillator is installed in the first half of the cleaning system, a large amount of impurities other than the toner remain in the slurry, so that the cleaning effect of the toner surface by the ultrasonic wave hardly appears. If the ultrasonic oscillation device is installed after the terminal slurry cleaning device, impurities such as an emulsifier separated from the toner surface by ultrasonic waves are mixed in the slurry, which may affect subsequent processes. By introducing the ultrasonic oscillator, not only the improvement of the cleaning efficiency of the toner but also the effect of redispersing the aggregates of the toner particles generated during the cleaning can be expected.
  • the temperature control device can be installed in a slurry cleaning device, a circuit for flowing slurry between the devices, or a circuit for flowing cleaning water.
  • the temperature of the slurry controlled by the temperature controller is preferably set to a temperature lower than the glass transition point and melting point of the resin component constituting the toner particles. If the temperature of the slurry is set higher than the glass transition point and the melting point, toner particle aggregates may be generated during washing.
  • the temperature control during the slurry cleaning can be realized by controlling the temperature of the cleaning water used. Even in such a case, it is preferable that the temperature of the washing water is set to a temperature lower than the glass transition point and the melting point of the resin component constituting the toner particles, as described above.
  • the ultrasonic oscillator and the temperature controller can be used simultaneously, but can also be used separately.
  • impurities attached to the surface of the toner particles can be more efficiently removed.
  • the slurry cleaning devices 10, 60 and 70 of the present invention can be particularly preferably used when producing toner base particles having a core-shell structure.
  • the present invention can be preferably applied to a washing process of a slurry containing core particles and shell particles, in which it is required to strictly control the charged state of the particle surface.
  • FIG. 11 is a perspective view of a slurry cleaning apparatus.
  • FIG. 12 is a side sectional view of the slurry cleaning apparatus.
  • FIG. 13 is a plan sectional view of a slurry cleaning apparatus.
  • the slurry cleaning apparatus 110 of the present invention includes a slurry supply port 112 for supplying slurry, a slurry supply apparatus 146 for supplying slurry quantitatively (at a constant flow rate), and a slurry.
  • the slurry washing apparatus 110 includes a washing chamber 120 for bringing the slurry into contact with the washing water. By bringing the washing water of the slurry into contact, unnecessary components such as a surfactant contained in the slurry can be removed.
  • the cleaning chamber 120 has a first filtration surface 122 and a second filtration surface 124 having water permeability.
  • the first filtration surface 122 is disposed above the cleaning chamber 120, and the second filtration surface 124 is disposed below the cleaning chamber 120.
  • the first filtration surface 122 and the second filtration surface 124 are disposed substantially parallel to each other.
  • the slurry is quantitatively supplied from the slurry supply port 12 to the cleaning chamber 120 via the slurry supply device 146.
  • the slurry supplied to the cleaning chamber 120 flows through the space in contact with the first filtration surface 122 and the second filtration surface 124 and is then discharged from the slurry discharge port 114. Through the slurry discharge device 148, the slurry is quantitatively discharged to the outside.
  • the slurry supply device 146 and the slurry discharge device 148 are devices that can control the flow rate of the slurry.
  • the slurry supply device 146 and the slurry discharge device 148 are configured by, for example, a metering pump, a flow rate controller, or a pressure adjustment valve. By controlling the flow rate of the slurry by the slurry supply device 146 and the slurry discharge device 148, the concentration of the slurry after cleaning can be adjusted.
  • a cleaning water storage chamber 126 is provided above the cleaning chamber 120 across the first filtration surface 122.
  • a filtrate storage chamber 128 is provided below the cleaning chamber 120 across the second filtration surface 124.
  • Wash water is supplied from the wash water supply port 116.
  • a cleaning water supply device 160 for supplying cleaning water to the cleaning chamber 120 at a constant flow rate is installed at the cleaning water supply port 116.
  • the cleaning water supply device 160 preferably includes a flow rate control device such as a metering pump or a flow valve. The flow rate of slurry and the concentration of slurry in the cleaning chamber 120 can be controlled by the flow rate of cleaning water supplied by the cleaning water supply device 160.
  • the cleaning water supplied from the cleaning water supply port 116 is temporarily stored in the cleaning water storage chamber 126, then passes through the first filtration surface 122 and flows into the cleaning chamber 120.
  • the cleaning water flowing into the cleaning chamber 120 comes into contact with the slurry in the cleaning chamber 120, then passes through the second filtration surface 124 and flows into the filtrate storage chamber 128.
  • the wash water (filtrate) that has flowed into the filtrate storage chamber 128 is discharged to the outside from the wash water discharge port 118.
  • the filtration method may be pressure filtration or vacuum filtration.
  • pressure filtration wash water is supplied at a pressure higher than the pressure on the discharge side.
  • vacuum filtration the wash water on the supply side is sucked by sucking the wash water from the discharge side under negative pressure.
  • the filtration rate can be controlled by adjusting the pressure difference between the supply side and the discharge side of the wash water.
  • the cleaning efficiency can be precisely controlled by simultaneously controlling the flow rate of the slurry and the flow rate of the cleaning water. A stable cleaning effect can be obtained by precisely controlling the cleaning efficiency.
  • the slurry and the cleaning water can be efficiently contacted in the cleaning chamber 120. Therefore, for example, unnecessary components such as a surfactant, an emulsifier, a colorant, or an unreacted monomer that has not been converted into a toner can be efficiently removed from the slurry.
  • the slurry washing apparatus 110 is roughly composed of three parts: an upper member 130, an intermediate member 132, and a lower member 134.
  • the upper member 130 is a substantially cylindrical member.
  • the upper member 130 is a member constituting the peripheral wall portion of the cleaning water storage chamber 126.
  • the intermediate member 132 is formed of a substantially cylindrical member that opens upward and downward.
  • the intermediate member 132 is a member that constitutes the peripheral wall portion of the cleaning chamber 120.
  • the lower member 134 is a substantially cylindrical member having substantially the same shape as the upper member 130.
  • the lower member 134 is a member constituting the peripheral wall portion of the filtrate storage chamber 128.
  • the upper member 130, the intermediate member 132, and the lower member 134 are stacked in this order from above.
  • the upper member 130, the intermediate member 132, and the lower member 134 constitute the slurry cleaning device 110.
  • the upper member 130, the intermediate member 132, and the lower member 134 are connected in the vertical direction by a plurality of bolts 136.
  • the first filtration surface 122 is disposed in the opening above the intermediate member 132.
  • the 1st filtration surface 122 is comprised by the support member 122b arrange
  • the second filtration surface 124 is disposed in the opening below the intermediate member 132.
  • the second filtration surface 124 includes a filter cloth 124a and a support member 124b arranged on the lower surface side of the filter cloth 124a.
  • any filter cloth can be used as long as it can separate the toner base particles and the resin fine particles contained in the slurry.
  • a filter cloth made of resin such as nylon, polyester, or polypropylene can be used.
  • the size of the opening of the filter cloth to be used is such that the toner base particles and resin fine particles contained in the slurry can be separated and does not excessively impede the passage of washing water. Any size is acceptable.
  • any member can be used as the support members 122b and 124b as long as the members have rigidity sufficient to support the filter cloths 122a and 124a.
  • a metal mesh member such as stainless steel or a punching plate can be used.
  • the shape of the filter cloth 122a is held by the support member 122b disposed on the lower surface side of the filter cloth 122a. Further, the support member 122b prevents the filter cloth 122a from being bent downward due to the pressure of the washing water.
  • the shape of the filter cloth 124a is held by the support member 124b disposed on the lower surface side of the filter cloth 124a. Further, the support member 124b prevents the filter cloth 24a from being bent downward due to the pressure of the washing water.
  • the peripheral edge portion of the filter cloth 122a constituting the first filtration surface 122 is sandwiched between the lower end portion of the upper member 130 and the upper end portion of the intermediate member 132. Thereby, the filter cloth 122a is fixed so as not to move. Further, the peripheral edge portion of the filter cloth 124 a constituting the second filtration surface 124 is sandwiched between the upper end portion of the lower member 134 and the lower end portion of the intermediate member 132. Thereby, the filter cloth 124a is fixed so as not to move.
  • a delivery means 140 is disposed inside the cleaning chamber 120 formed in a substantially cylindrical shape.
  • the sending means 140 is a means for sending the slurry supplied from the slurry supply port 112 toward the slurry discharge port 114.
  • the delivery means 140 is constituted by a rotatable blade member 142 having four blades.
  • the blade member 142 is made of, for example, a hard synthetic resin or a metal such as stainless steel.
  • a stirring blade can be used as the blade member 142.
  • the blade member 142 is configured such that an angle formed by two adjacent blades is 90 degrees.
  • the number of blades of the blade member 142 is not limited to four, and may be three or less, for example, or five or more.
  • a slurry supply port 112 and a slurry discharge port 114 are provided in the cleaning chamber 120 formed in a substantially cylindrical shape.
  • the slurry supply port 112 and the slurry discharge port 114 are provided at different circumferential positions in the outer peripheral portion of the cleaning chamber 120.
  • the slurry supply port 112 and the slurry discharge port 114 are provided at positions separated from each other by approximately 90 degrees or more in the circumferential direction.
  • the line connecting the slurry supply port 112 and the center of the cleaning chamber 120 and the line connecting the slurry discharge port 114 and the center of the cleaning chamber 120 form an angle ⁇ .
  • Two adjacent blades of the blade member 42 form an angle ⁇ .
  • the angle ⁇ is preferably smaller than 180 degrees and equal to or larger than the angle ⁇ . This is because when ⁇ is equal to or larger than ⁇ , the slurry supplied from the slurry supply port 112 is prevented from being mixed with the slurry discharged from the slurry discharge port 114. In the present embodiment, since ⁇ is 90 degrees or more and ⁇ is set to 90 degrees, such an effect is obtained.
  • the height of the blade member 142 is substantially the same as the height of the cleaning chamber 120 (for example, 80% or more of the height of the cleaning chamber 120).
  • the gap between the blade member 142 and the filtration surface can be narrowed.
  • the slurry between the two adjacent blades of the blade member 142 is mixed or diffused into the space between the other two adjacent blades. Can be prevented. As a result, the cleaning efficiency can be increased.
  • a rotating means 144 for rotating the blade member 142 disposed in the cleaning chamber 120 is installed further above the upper member 130.
  • the rotating means 144 is constituted by, for example, an electric motor. By this rotating means 144, the blade member 142 can be rotated in an arbitrary rotational direction at an arbitrary rotational speed.
  • the slurry cleaning apparatus 110 of the present invention includes a slurry supply apparatus 146 for supplying slurry, a slurry discharge apparatus 148 for discharging slurry, and cleaning water for supplying cleaning water.
  • a supply device 160 is provided.
  • the slurry supply device 146 and the slurry discharge device 148 are devices that can control the flow rate of the slurry.
  • the slurry supply device 146 and the slurry discharge device 148 are configured by, for example, a metering pump, a flow rate controller, and / or a pressure adjustment valve.
  • the slurry flow rate can be controlled by the slurry supply device 146 and the slurry discharge device 148. By controlling the flow rate of the slurry, the concentration of the slurry after washing can be adjusted.
  • the cleaning water supply device 160 is a device that can control the flow rate of cleaning water.
  • the washing water supply device 160 is configured by, for example, a metering pump, a flow rate controller, and / or a pressure adjustment valve.
  • the flow rate of cleaning water can be controlled by the cleaning water supply device 160. By controlling the flow rate of the washing water, the filtration efficiency and the washing efficiency can be controlled.
  • the direction in which the blade member 142 rotates matches the direction in which the slurry flows. That is, in FIG. 13, when the blade member 142 rotates to the left, the slurry flows in the direction to rotate to the left. When the blade member 142 rotates to the right, the slurry flows in a direction to rotate to the right.
  • the rotation direction of the slurry or blade member 142 is preferably the direction in which the distance from the slurry supply port 112 to the slurry discharge port 114 along the outer peripheral portion of the cleaning chamber 120 formed in a substantially cylindrical shape is maximized.
  • the slurry supplied from the slurry supply port 112 is moved by the rotation of the blade member.
  • the moving distance of the slurry becomes maximum. The cleaning efficiency is further increased by maximizing the moving distance of the slurry.
  • the washing water flows in the direction from the first filtration surface 122 toward the second filtration surface 124. That is, the cleaning water flows from the top to the bottom in the cleaning chamber 120. In FIG. 13, the washing water flows in a direction that penetrates the paper surface vertically.
  • the slurry rotates in the cleaning chamber 120, while the cleaning water flows down in a direction perpendicular to the rotation surface of the slurry. Thereby, it becomes possible to contact a slurry and washing water very efficiently. Further, unnecessary components such as surfactants contained in the slurry can be efficiently removed in a short time.
  • the slurry flowing through the cleaning chamber 120 can contact the first filtration surface 122 and the second filtration surface 124.
  • the cleaning water stored in the cleaning water storage chamber 126 passes through the first filtration surface 122 and flows into the cleaning chamber 120.
  • the cleaning water that has come into contact with the slurry in the cleaning chamber 120 is filtered by the second filtration surface 124 and then discharged from the cleaning water discharge port 118. Therefore, a wide filtration area is secured by the first filtration surface 122 and the second filtration surface 124. As a result, unnecessary components such as surfactants contained in the slurry can be efficiently removed in a short time.
  • the toner base particles are deposited on the second filtration surface 124 to form a layer having a non-uniform thickness. Can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the second filtration surface 124 from being clogged with toner base particles. As a result, the slurry can be washed continuously and stably.
  • the example in which the cleaning water is supplied from the cleaning water supply port 116 disposed above and the cleaning water is discharged from the cleaning water discharge port 118 disposed below is described. It is. That is, it is possible to supply cleaning water from the cleaning water discharge port 118 disposed below and discharge the cleaning water from the cleaning water supply port 116 disposed above. In this case, toner mother particles clogged in the filter cloth 124a of the second filtration surface 124 can be removed by backwashing. Further, it is possible to prevent the toner base particles from being clogged in the second filtration surface 124 and the slurry cleaning rate from being lowered.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a configuration example of a laminating slurry cleaning device 160.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the laminated slurry cleaning apparatus 160.
  • the slurry cleaning device 160 is composed of a plurality of cleaning devices connected in series.
  • the plurality of cleaning devices are stacked in the vertical direction.
  • the laminated slurry cleaning device 160 includes a first cleaning device 162, a second cleaning device 164, a third cleaning device 166, and a fourth cleaning device 168.
  • the first to fourth cleaning apparatuses 162, 164, 166, and 168 have the same configuration as that of the slurry cleaning apparatus 10 described above.
  • the slurry discharge port of the first cleaning device 162 is connected to the slurry supply port of the second cleaning device 164.
  • the slurry discharge port of the second cleaning device 164 is connected to the slurry supply port of the third cleaning device 166.
  • the slurry discharge port of the third cleaning device 166 is connected to the slurry supply port of the fourth cleaning device 168. Accordingly, the slurry supplied from the slurry supply port 112 of the first cleaning device 162 is cleaned by the first cleaning device 162, the second cleaning device 164, the third cleaning device 166, and the fourth cleaning device 168, and then It is discharged from the slurry discharge port 114 of the 4 cleaning device 168.
  • the direction in which the cleaning water flows is opposite to the direction in which the slurry flows. That is, the wash water flows from above to below, while the slurry flows from below to above.
  • FIG. 16 shows a configuration example of a system 170 including a plurality of (three) slurry cleaning apparatuses or a laminated slurry cleaning apparatus.
  • a plurality of devices are connected in series.
  • the system 170 includes a first cleaning device 172, a second cleaning device 174, and a third cleaning device 176.
  • the first to third cleaning devices 172, 174, and 176 have the same configuration as the slurry cleaning device 110 or the laminated slurry cleaning device 160 described above.
  • the slurry discharge port of the first cleaning device 172 is connected to the slurry supply port of the second cleaning device 174.
  • the slurry discharge port of the second cleaning device 174 is connected to the slurry supply port of the third cleaning device 176. Therefore, the slurry supplied from the slurry supply port of the first cleaning device 172 is cleaned by the first cleaning device 172, the second cleaning device 174, and the third cleaning device 176, and then the slurry discharged from the third cleaning device 176. It is discharged from the exit.
  • Cleaning water is supplied from a cleaning water supply port installed in each cleaning device.
  • the cleaning water and the slurry are mixed, and then the cleaning water is filtered.
  • the filtered cleaning water is discharged from a cleaning water discharge port installed in each cleaning device.
  • FIG. 17 shows a configuration example of a system 180 including a plurality of (three) slurry cleaning apparatuses or a laminated slurry cleaning apparatus.
  • a plurality of devices are connected in series.
  • the system 180 includes a first cleaning device 182, a second cleaning device 184, and a third cleaning device 186.
  • the first to third cleaning devices 182, 184, 186 have the same configuration as the slurry cleaning device 110 or the laminated slurry cleaning device 160 described above.
  • the slurry discharge port of the first cleaning device 182 is connected to the slurry supply port of the second cleaning device 184.
  • the slurry discharge port of the second cleaning device 184 is connected to the slurry supply port of the third cleaning device 186. Therefore, the slurry supplied from the slurry supply port of the first cleaning device 182 is cleaned by the first cleaning device 182, the second cleaning device 184, and the third cleaning device 186, and then is discharged from the third cleaning device 186. It is discharged from the exit.
  • the direction in which the washing water flows is set opposite to the direction in which the slurry flows.
  • the cleaning water discharge port of the third cleaning device 186 is connected to the cleaning water supply port of the second cleaning device 184.
  • the cleaning water discharge port of the second cleaning device 184 is connected to the cleaning water supply port of the first cleaning device 182. Accordingly, the cleaning water supplied from the cleaning water supply port of the third cleaning device 186 is mixed and filtered with the slurry by the third cleaning device 186, the second cleaning device 184, and the first cleaning device 182, and then the first It is discharged from the cleaning water discharge port of the cleaning device 182.
  • the slurry can be cleaned using the slurry cleaning device 110, the laminated slurry cleaning device 160, the system 170, or the system 180.
  • the system for cleaning the slurry may be a continuous system in which the slurry is passed once through each cleaning device.
  • the system for cleaning the slurry may be a batch system in which the slurry is passed through each cleaning device a plurality of times via a circulation circuit. From the viewpoint of productivity, the slurry cleaning method is preferably a continuous method.
  • an ultrasonic oscillation device or a temperature control device may be used.
  • the ultrasonic oscillation device or the temperature control device can be installed in the slurry cleaning device 110, the laminated slurry cleaning device 160, the system 170, or the circuit through which the slurry flows in the system 180.
  • the ultrasonic oscillation device can be installed in a cleaning system including a plurality of slurry cleaning devices.
  • the ultrasonic oscillating device is preferably installed in the second half of the cleaning system and in front of the slurry cleaning device at the very end. If the ultrasonic oscillator is installed in the first half of the cleaning system, a large amount of impurities other than the toner remain in the slurry, so that the cleaning effect of the toner surface by the ultrasonic wave hardly appears. If the ultrasonic oscillation device is installed after the terminal slurry cleaning device, impurities such as an emulsifier separated from the toner surface by ultrasonic waves are mixed in the slurry, which may affect subsequent processes. By introducing the ultrasonic oscillator, not only the improvement of the cleaning efficiency of the toner but also the effect of redispersing the aggregates of the toner particles generated during the cleaning can be expected.
  • the temperature control device can be installed in a slurry cleaning device, a circuit for flowing slurry between the devices, or a circuit for flowing cleaning water.
  • the temperature of the slurry controlled by the temperature controller is preferably set to a temperature lower than the glass transition point and melting point of the resin component constituting the toner particles. If the temperature of the slurry is set higher than the glass transition point and the melting point, toner particle aggregates may be generated during washing.
  • Temperature control during slurry cleaning can be realized by controlling the temperature of the cleaning water used. Even in such a case, it is preferable that the temperature of the washing water is set to a temperature lower than the glass transition point and the melting point of the resin component constituting the toner particles, as described above.
  • the ultrasonic oscillator and the temperature controller can be used simultaneously, but can also be used separately.
  • impurities attached to the surface of the toner particles can be more efficiently removed.
  • the slurry cleaning device 110, the laminated slurry cleaning device 160, the system 170, or the system 180 of the present invention can be particularly preferably used when producing toner base particles having a core-shell structure.
  • the present invention can be preferably applied to a washing process of a slurry containing core particles and shell particles, in which it is required to strictly control the charged state of the particle surface.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a slurry cleaning apparatus.
  • 19 is a cross-sectional view taken along line AA of the slurry cleaning apparatus shown in FIG.
  • the slurry cleaning apparatus 210 includes a cleaning chamber 220.
  • the cleaning chamber 220 is a space for cleaning the slurry by bringing the slurry and cleaning water into contact with each other. By washing the slurry, excess components such as surfactants contained in the slurry can be removed.
  • the slurry cleaning device 210 includes a slurry supply port 212, a slurry supply device P2, a slurry discharge port 214, and a slurry discharge device P3.
  • the slurry supply port 212 is an inlet for supplying slurry to the cleaning chamber 220.
  • the slurry supply device P2 is a device that supplies slurry quantitatively (at a constant flow rate).
  • the slurry discharge port 214 is an outlet for discharging the cleaned slurry from the cleaning chamber 220.
  • the slurry discharge device P3 is a device that controls the discharge amount of the slurry.
  • the slurry cleaning apparatus 210 includes a substantially cylindrical water supply tube 230, an inner tube member 232, and an outer tube member 234.
  • An inner cylinder member 232 is disposed inside the outer cylinder member 234.
  • a water supply cylinder 230 is disposed inside the inner cylinder member 232. That is, the three members of the water supply tube 230, the inner tube member 232, and the outer tube member 234 are combined so that their central axes coincide to form a triple tube.
  • ⁇ Flanges 216 are attached by bolts 218 to both ends of the water supply tube 230, the inner tube member 232, and the outer tube member 234 combined in this way.
  • a cleaning chamber 220 that is a space for bringing the slurry and the cleaning water into contact with each other is formed between the water supply tube 230 and the inner tube member 232.
  • a filtrate storage chamber 238 for storing the wash water (filtrate) filtered by the filter member 236 is formed between the inner cylinder member 232 and the outer cylinder member 234.
  • the filtering member 236 is attached to the inner side of the inner cylinder member 232.
  • the water supply tube 230, the inner tube member 232, and the outer tube member 234 are not particularly limited, they are formed of a metal material such as stainless steel.
  • a plurality of water spray holes 231 are formed on the outer peripheral surface of the water supply tube 230 over the entire length thereof.
  • the diameter of the plurality of water spray holes 231 is not particularly limited, but can be in the range of 0.1 mm to 5.0 mm, for example.
  • a cleaning water supply device P ⁇ b> 1 for controlling the amount of cleaning water fed into the water supply tube 230 is connected to one end of the water supply tube 230.
  • the cleaning water supply device P1 is preferably constituted by a flow rate control device such as a metering pump or a flow valve.
  • the flow rate of slurry and the concentration of slurry in the cleaning chamber 220 can be controlled by the flow rate of cleaning water supplied by the cleaning water supply device P1.
  • the cleaning water sent into the water supply tube 230 by the cleaning water supply device P1 is ejected from a plurality of water spray holes 231 provided on the outer peripheral surface of the water supply tube 230. For this reason, it is possible to eject wash water over the entire length and the entire periphery of the water supply tube 230. Further, the cleaning water can be efficiently and uniformly supplied into the cleaning chamber 220.
  • a plurality of liquid passage holes 233 through which liquid can pass are provided on the outer peripheral surface of the inner cylinder member 232.
  • the diameter of the plurality of liquid passage holes 233 is not particularly limited, but may be in the range of 1.0 mm to 10 mm, for example.
  • a cylindrical filtration member 236 is attached inside the inner cylinder member 232.
  • the filtering member 236 is supported by the inner cylinder member 232 and is prevented from being bent when subjected to the pressure of the washing water. Both ends of the filtering member 236 are fixed by being sandwiched between the flange 216 and the end of the inner cylinder member 232.
  • a filter cloth can be used as the filtration member 236, for example.
  • any filter cloth can be used as long as it can separate the toner base particles and resin fine particles contained in the slurry.
  • a filter cloth made of resin such as nylon, polyester, or polypropylene can be used.
  • the size of the opening of the filter cloth to be used is such that the toner base particles and resin fine particles contained in the slurry can be separated and does not excessively impede the passage of washing water. Any size is acceptable.
  • the slurry cleaning device 210 includes a slurry supply device P2 and a slurry discharge device P3.
  • the slurry supply device P2 is a device that quantitatively supplies the slurry from the slurry supply port 212 into the cleaning chamber 220.
  • the slurry discharge device P3 is a device that controls the amount of slurry discharged from the slurry discharge port 214.
  • the slurry supply device P2 and the slurry discharge device P3 are devices that can control the flow rate of the slurry.
  • Each of the slurry supply device P2 and the slurry discharge device P3 includes a metering pump, a flow rate controller, a pressure adjustment valve, and the like. By controlling the flow rate of the slurry, the concentration of the slurry after washing can be adjusted.
  • the cleaning water ejected from the plurality of water spray holes 231 provided on the outer peripheral surface of the water supply tube 230 is supplied into the cleaning chamber 220.
  • the cleaning water supplied into the cleaning chamber 220 comes into contact with the slurry in the cleaning chamber 220.
  • the washing water that has come into contact with the slurry is filtered by the filtering member 236 attached to the inner side of the inner cylinder member 232.
  • the wash water filtered by the filter member 236 passes through a plurality of liquid passage holes 233 provided in the inner cylinder member 232 and stores filtrate formed between the inner cylinder member 232 and the outer cylinder member 234. It is stored in the chamber 238. Wash water (filtrate) stored in the filtrate storage chamber 238 is discharged to the outside from a filtrate discharge port 240 provided below the filtrate storage chamber 238.
  • the filtration method may be pressure filtration or vacuum filtration.
  • pressure filtration the supply side wash water is pressurized. Thereby, the pressure of the wash water on the supply side is made higher than the pressure of the wash water on the discharge side.
  • vacuum filtration the cleaning water on the supply side is sucked in by sucking the cleaning water from the discharge side.
  • the filtration rate can be controlled by adjusting the pressure difference between the supply side and the discharge side of the wash water. Further, by controlling the flow rate of the slurry and the flow rate of the cleaning water at the same time, it is possible to precisely control the cleaning efficiency. As a result, a stable cleaning effect can be obtained.
  • the slurry and the cleaning water can be efficiently contacted in the cleaning chamber 220. This makes it possible to efficiently remove unnecessary components such as a surfactant, an emulsifier, a colorant added in the toner manufacturing process, or an excess resin that has not been taken into the toner base particles.
  • a plurality of water spray holes 231 are provided around the entire outer surface of the water supply tube 230.
  • the wash water and the slurry can be efficiently contacted in a short time.
  • the slurry can be washed uniformly in a short time.
  • the slurry cleaning apparatus 210 of the present invention since the slurry can be washed while flowing, the slurry can be washed more efficiently than the batch type washing method.
  • the cleaning water can be filtered by the filtering member 236 attached to the inner side of the inner cylinder member 232. Therefore, a large filtration area can be ensured. As a result, the slurry can be washed in a very short time.
  • the slurry can flow at a constant speed along the direction of the central axis of the inner cylinder member 232. Since the slurry can be washed while flowing, it is possible to prevent solid components such as toner from being deposited on the surface of the filter member 236. As a result, the slurry can be washed stably over a long period of time.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of a slurry cleaning apparatus according to another embodiment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view taken along the line BB of the slurry cleaning apparatus shown in FIG.
  • the slurry cleaning apparatus 250 includes a water supply tube 230.
  • a spiral screw 252 is attached to the outer periphery of the water supply tube 230. With this screw 252, the slurry can be transferred from the slurry supply port 212 toward the slurry discharge port 214.
  • the slurry washing apparatus 250 includes a rotation driving unit 258 for rotating the water supply tube 230 and the screw 252.
  • the rotation driving means 258 and the water supply tube 230 are connected by a connecting shaft 260. Both ends of the water supply tube 230 are rotatably supported by bearings 254a and 254b.
  • the slurry cleaning apparatus 250 includes a pipe 257 extending from the water supply pump P1.
  • the pipe 257 and the water supply tube 230 are rotatably connected by a rotary joint 256.
  • Other configurations of the slurry cleaning apparatus 250 according to the present embodiment are the same as those of the slurry cleaning apparatus 210 described above. 20 and 21, the same elements as those in the slurry cleaning apparatus 210 described above are denoted by the same reference numerals.
  • the slurry cleaning device 250 functions as a cleaning device capable of cleaning the slurry. At the same time, the slurry cleaning device 250 functions as a screw conveyor that can transfer the slurry.
  • the slurry cleaning apparatus 250 can perform cleaning while transferring the slurry.
  • the moving path in the slurry cleaning chamber 220 is long. Therefore, since the contact time between the slurry and the filtration surface is increased, the filtration efficiency is increased. Furthermore, since the diffusion of the slurry can be prevented, the slurry can be cleaned more efficiently and in a shorter time than the batch type cleaning method.
  • the toner deposited on the filtering member 236 is scraped between the outer peripheral tip of the screw 252 and the filtering member 236.
  • Such a shaving effect makes it possible to control the thickness of the solid deposition layer such as toner.
  • clogging of the filter member 236 can be prevented.
  • the filtration rate can be stably maintained.
  • the clogging of the filtering member 236 can be prevented by the screw 252. Thereby, the ratio of the amount of washing water to the amount of slurry can be increased. By increasing the ratio of the amount of cleaning water, a high cleaning effect can be realized.
  • the screw 252 shows an example of a spiral blade formed continuously, but other forms may be used.
  • the screw 252 may be configured by a plurality of blades attached to the outer peripheral surface of the water supply tube 230.
  • the screw 252 can be attached to the outer peripheral surface of the water supply tube 230 by, for example, welding.
  • rotation driving means 258 for rotating the water supply tube 230 and the screw 252 for example, an electric motor can be used.
  • a power transmission element may be incorporated between the rotation driving means 258 and the connecting shaft 260.
  • the power transmission element for example, a gear, a belt, a speed reducer, or the like can be used.
  • the slurry cleaning apparatus 250 of the present embodiment the slurry is stirred by the screw 252 and at the same time, the cleaning water is ejected from the plurality of water spray holes 231 provided on the outer peripheral surface of the water supply tube 230. For this reason, it is possible to mix and contact the slurry and the cleaning water more efficiently than the above-described slurry cleaning device 210. Therefore, according to the slurry cleaning apparatus 250, the slurry can be efficiently cleaned in a shorter time.
  • FIG. 22 shows a configuration example of a system 270 in which a plurality of (four) slurry cleaning apparatuses are connected in series.
  • the system 270 includes a first cleaning device 272, a second cleaning device 274, a third cleaning device 276, and a fourth cleaning device 278.
  • the first to fourth cleaning devices 272, 274, 276, and 278 have the same configuration as the slurry cleaning device 210 or the slurry cleaning device 250 described above.
  • the slurry discharge port of the first cleaning device 272 is connected to the slurry supply port of the second cleaning device 274.
  • the slurry discharge port of the second cleaning device 274 is connected to the slurry supply port of the third cleaning device 276.
  • the slurry discharge port of the third cleaning device 276 is connected to the slurry supply port of the fourth cleaning device 278. Therefore, the slurry supplied from the slurry supply port of the first cleaning device 272 is cleaned by the first cleaning device 272, the second cleaning device 274, the third cleaning device 276, and the fourth cleaning device 278, and then It is discharged from the slurry outlet of the cleaning device 278.
  • FIG. 23 shows a configuration example of a system 280 in which a plurality of (four) slurry cleaning apparatuses 210 are connected in series.
  • the system 280 includes a first cleaning device 282, a second cleaning device 284, a third cleaning device 286, and a fourth cleaning device 288, similar to the system 270.
  • the first to fourth cleaning devices 282, 284, 286, and 288 have the same configuration as the slurry cleaning device 210 described above.
  • the pipings of the first to fourth cleaning devices 282, 284, 286, and 288 that constitute the system 280 are connected in the same manner as the system 270 except for the piping for cleaning water.
  • the flowing direction of the washing water is set opposite to the flowing direction of the slurry.
  • the cleaning water discharge port of the fourth cleaning device 288 is connected to the cleaning water supply port of the third cleaning device 286.
  • the cleaning water discharge port of the third cleaning device 286 is connected to the cleaning water supply port of the second cleaning device 284.
  • the cleaning water discharge port of the second cleaning device 284 is connected to the cleaning water supply port of the first cleaning device 282. Accordingly, the cleaning water supplied from the cleaning water supply port of the fourth cleaning device 288 is mixed and filtered with the slurry in the fourth cleaning device 288, the third cleaning device 286, the second cleaning device 284, and the first cleaning device 282.
  • the filtrate is discharged from the cleaning water discharge port of the first cleaning device 282 as a filtrate.
  • an ultrasonic oscillation device or a temperature control device can be installed as necessary.
  • the ultrasonic oscillation device or the temperature control device can be installed in the slurry cleaning device 10.
  • the ultrasonic oscillation device or the temperature control device can be installed in a circuit through which the slurry flows between the slurry cleaning devices.
  • the ultrasonic oscillation device can be installed in a cleaning system including a plurality of slurry cleaning devices.
  • the ultrasonic oscillating device is preferably installed in the second half of the cleaning system and in front of the slurry cleaning device at the very end. If the ultrasonic oscillator is installed in the first half of the cleaning system, a large amount of impurities other than the toner remain in the slurry, so that the cleaning effect of the toner surface by the ultrasonic wave hardly appears. If the ultrasonic oscillation device is installed after the terminal slurry cleaning device, impurities such as an emulsifier separated from the toner surface by ultrasonic waves are mixed in the slurry, which may affect subsequent processes. By introducing the ultrasonic oscillator, not only the improvement of the cleaning efficiency of the toner but also the effect of redispersing the aggregates of the toner particles generated during the cleaning can be expected.
  • the temperature control device can be installed in a slurry cleaning device, a circuit for flowing slurry between the devices, or a circuit for flowing cleaning water.
  • the temperature of the slurry controlled by the temperature controller is preferably set to a temperature lower than the glass transition point and melting point of the resin component constituting the toner particles. If the temperature of the slurry is set higher than the glass transition point and the melting point, toner particle aggregates may be generated during washing.
  • Temperature control during slurry cleaning can be realized by controlling the temperature of the cleaning water used. Even in such a case, it is preferable that the temperature of the washing water is set to a temperature lower than the glass transition point and the melting point of the resin component constituting the toner particles, as described above.
  • the ultrasonic oscillator and the temperature controller can be used simultaneously, but can also be used separately.
  • impurities attached to the surface of the toner particles can be more efficiently removed.
  • the slurry cleaning apparatus of the present invention can be particularly preferably used when producing toner base particles having a core-shell structure.
  • the present invention can be preferably applied to a washing process of a slurry containing core particles and shell particles that are required to strictly control the charged state of the particle surface.
  • Particle diameter, circularity, electrical conductivity, and thermal characteristics were measured as follows.
  • the measurement conditions are as follows. Solvent: ion-exchanged water having an electric conductivity of 0.5 ⁇ S / cm Solvent refractive index: 1.333 Measurement time: 600 seconds Number of measurements: once Particle refractive index: 1.59 Permeability: Permeability Particle shape: Spherical shape Particle density: 1.04
  • volume median diameter (Dv50) The volume median diameter (Dv50) of particles of 1 micron or more was measured using a multisizer III (aperture diameter 100 ⁇ m: hereinafter abbreviated as multisizer) manufactured by Beckman Coulter. Using the company's Isoton II as a dispersion medium, the particles were dispersed so that the dispersoid concentration was 0.03%, and the volume median diameter was measured.
  • multisizer III aperture diameter 100 ⁇ m: hereinafter abbreviated as multisizer
  • ⁇ Average circularity> The average circularity was measured using a flow particle analyzer (FPIA3000: manufactured by Sysmex Corporation). During the measurement, the dispersoid was dispersed in a dispersion medium. The measurement conditions are as follows. Dispersion medium: Cell sheath (manufactured by Sysmex Corporation) Dispersoid concentration: 5720-7140 / ⁇ l HPF analysis amount: 0.35 ⁇ l HPF detection amount: 2000 to 2500 pieces Measurement mode: HPF mode
  • Example 1 ⁇ Preparation of wax dispersion A1> ⁇ Preparation of wax / long-chain polymerizable monomer dispersion A1> Paraffin wax (Nippon Seiwa Co., Ltd., HNP-9, melting point 82 ° C.) 100 parts, stearyl acrylate 10.4 parts, 20% sodium dodecylbenzenesulfonate aqueous solution (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Neogen S20D, 20% below) 7.0 parts of DBS aqueous solution) and 253.0 parts of demineralized water were mixed. The obtained mixture was heated to 90 ° C.
  • Emulsion A1 was prepared by dispersing the wax until the median diameter (D50) was 500 nm or less. The median diameter (D50) was 250 nm.
  • ⁇ Preparation of polymer primary particle dispersion B1> A reactor equipped with a stirring device (three blades), a heating / cooling device, a concentrating device, and a raw material and auxiliary agent charging device was prepared. This reactor was charged with 35.8 parts of wax dispersion A1 and 260 parts of demineralized water, and heated to 90 ° C. under a nitrogen stream with stirring.
  • the reactor was cooled. From the inside of the reactor, milky-white polymer primary particle dispersion B1 was obtained.
  • the median diameter (D50) of the particles contained in the polymer primary particle dispersion B1 was measured using a nanotrack.
  • the median diameter (D50) was 270 nm.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 68000.
  • the volume median diameter (Dv50) of particles contained in the mixture was measured using a multisizer. After the median diameter of the particles exceeded 6.8 microns, 4.0 parts of 20% aqueous DBS solution (solids) was added to the mixture. The mixture was heated to 97 ° C. over 50 minutes and then held at that temperature for 90 minutes.
  • the volume median diameter (Dv50) of the particles contained in the slurry was measured using Multisizer III. The median diameter was 7.0 ⁇ m.
  • the average circularity of the particles contained in the slurry was measured with a flow particle analyzer. The average circularity was 0.98.
  • slurry D1 containing toner base particles The solid content concentration of the slurry, which is a dispersion of toner base particles C1, was measured. Desalted water was added to the slurry to adjust the solid concentration to 15%. The slurry whose solid content concentration is adjusted to 15% is designated as slurry D1. The electrical conductivity of the slurry D1 was 3500 ⁇ s.
  • the slurry having a solid content concentration of 15% was washed using the slurry washing apparatus described above. Cleaning was performed until the electrical conductivity of the slurry D1 was equal to or lower than the target value.
  • the slurry D1 was cleaned using the slurry cleaning system 300 shown in FIG.
  • the system 300 includes a first cleaning device 310, a second cleaning device 320, and a third cleaning device 330.
  • the first to third cleaning apparatuses 310, 320, and 330 have the same configuration as that of the slurry cleaning apparatus 110 shown in FIG.
  • the inner diameters of the first to third cleaning devices 310, 320, and 330 are 105 mm.
  • the slurry D1 was supplied to the slurry supply port of the first cleaning device 310.
  • the slurry was fed by four metering pumps P11, P12, P13, and P14.
  • the pump P11 is installed in front of the first cleaning device 310.
  • the pump P12 is installed between the first cleaning device 310 and the second cleaning device 320.
  • the pump P13 is installed between the second cleaning device 320 and the third cleaning device 330.
  • the pump P14 is installed after the third cleaning device 330.
  • the liquid feeding speeds of the four metering pumps P11, P12, P13, and P14 were set to be the same.
  • the slurry D1 supplied to the slurry supply port of the first cleaning device 310 passes through the first cleaning device 310, the second cleaning device 320, and the third cleaning device 330, and then from the slurry discharge port of the third cleaning device 330. It was discharged.
  • the solid content concentration of the slurry D1 after being cleaned by the first to third cleaning devices 310, 320, and 330 was the same as that of the slurry D1 before being supplied to the first cleaning device 310.
  • Cleaning water was supplied into the cleaning chamber from a cleaning water supply port provided in the upper part of the first to third cleaning devices 310, 320, and 330. Inside the cleaning chamber, the slurry D1 and the cleaning water were mixed. The washing water mixed with the slurry D1 was filtered by a filtering member installed under the washing chamber. The filtrate containing a soluble component such as an electrolyte was discharged from a cleaning water discharge port provided at the lower part of the cleaning chamber. Thereby, slurry D1 in which the concentration of the soluble component was adjusted was obtained.
  • PP312B filter cloth (breathability: 1.3 cm 3 / cm 2 ⁇ sec) manufactured by Nakao Filter Industry Co., Ltd. was used.
  • stirring blades were installed in the cylindrical cleaning chambers of the first to third cleaning apparatuses 310, 320, and 330.
  • the rotation speed of the stirring blade was set to 150 rpm.
  • the liquid feeding speed of the slurry D1 was set to 50 g / min.
  • Cleaning water was supplied into the cleaning chamber from a cleaning water supply port provided at the top of each cleaning device.
  • washing water demineralized water having an electric conductivity of 1 ⁇ s or less was used.
  • the supply pressure of the washing water was set to 0.2 MPa.
  • the filtrate pushed out from the washing chamber was continuously collected from the washing water discharge port provided at the lower part of the washing chamber.
  • the solid content concentration of the slurry D1 after passing through the first to third cleaning devices 310, 320, and 330 was the same as that of the slurry D1 before being supplied to the first cleaning device 310, and was 15%.
  • the electrical conductivity of the slurry D1 after passing through the first to third cleaning devices 310, 320, and 330 was 26 ⁇ s.
  • the circularity of the toner base particles contained in the slurry D1 after passing through the first to third cleaning devices 310, 320, and 330 was 0.97 as measured by FPIA.
  • the ratio of the electrical conductivity of the slurry before and after washing was calculated.
  • the liquid feeding speed of the slurry was measured.
  • the supply rate of washing water was measured.
  • the circularity of the toner base particles contained in the slurry before and after washing was measured.
  • the circularity of the toner base particles before and after washing was compared.
  • Example 2 Desalted water was added to the slurry D1 having a solid content concentration of 15% to prepare a slurry D2 having a solid content concentration of 10%.
  • the electrical conductivity of the slurry D2 was 2000 ⁇ s.
  • the slurry D2 was cleaned under the same conditions as in Example 1.
  • the electrical conductivity of the slurry D2 after washing was 13 ⁇ s.
  • the circularity of the toner base particles contained in the slurry D2 after washing was 0.97 as measured by FPIA.
  • Example 3 The slurry D1 was cleaned using the laminated slurry cleaning apparatus 190 shown in FIGS.
  • the inner diameter of the cleaning device 190 is 105 mm.
  • the cleaning device 190 includes a first cleaning device 192, a second cleaning device 194, and a third cleaning device 196.
  • the cleaning device 190 has the same configuration as the cleaning device 160 shown in FIGS. 14 and 15 except that the number of stacked devices is changed from four to three.
  • the slurry D1 was supplied to the slurry supply port of the first cleaning device 192.
  • the slurry was fed by two metering pumps installed at the slurry supply port of the first cleaning device 192 and the slurry discharge port of the third cleaning device 196.
  • the liquid feeding speeds of the two metering pumps were set to be the same.
  • the slurry D1 supplied to the slurry supply port of the first cleaning device 192 passes through the first cleaning device 192, the second cleaning device 194, and the third cleaning device 196, and then from the slurry discharge port of the third cleaning device 196. It was discharged.
  • the solid content concentration of the slurry D1 after being cleaned by the first to third cleaning devices 192, 194, 196 was the same as that of the slurry D1 before being supplied to the first cleaning device 192.
  • Cleaning water was supplied to the inside of the cleaning chamber from a cleaning water supply port provided at the top of the cleaning device 190. Inside the cleaning chamber, the slurry D1 and the cleaning water were mixed. The washing water mixed with the slurry D1 was filtered by the filtration members installed in the first to third washing devices 192, 194, and 196, respectively. The filtrate containing a soluble component such as an electrolyte was discharged from a cleaning water discharge port provided at the lower part of the first cleaning device 192. Thereby, slurry D1 in which the concentration of the soluble component was adjusted was obtained. Other cleaning conditions were set the same as in Example 1.
  • the electric conductivity of the slurry D1 after passing through the first to third cleaning devices 192, 194, 196 was 13 ⁇ s.
  • the circularity of the toner base particles contained in the slurry D1 after passing through the first to third cleaning devices 192, 194, 196 was 0.97 as measured by FPIA.
  • Example 4 In the same manner as in Example 3, a cleaning test of the slurry D1 was performed. However, the cleaning water supply method was changed from a constant pressure supply method to a quantitative supply method using a metering pump.
  • the electric conductivity of the slurry D1 after passing through the first to third cleaning devices 192, 194, 196 was 57 ⁇ s.
  • the circularity of the toner base particles contained in the slurry D1 after passing through the first to third cleaning devices 192, 194, 196 was 0.97 as measured by FPIA.
  • Example 5 The slurry D1 was cleaned using the slurry cleaning apparatus 250 shown in FIGS.
  • the inner diameter of the cleaning device 250 is 32 mm.
  • the slurry D1 was supplied to the slurry supply port of the cleaning device 250.
  • the slurry was fed by two metering pumps installed at the slurry supply port and the slurry discharge port of the cleaning device 250.
  • the liquid feeding speeds of the two metering pumps were set to be the same.
  • the liquid feeding speed of the slurry was set to 50 g / min.
  • the slurry D1 supplied to the slurry supply port 212 of the cleaning device 250 was transferred by the screw 252 inside the cleaning chamber 220 and then discharged from the slurry discharge port 214.
  • the solid content concentration of the slurry D1 after being cleaned by the cleaning device 250 was the same as that of the slurry D1 before being supplied to the cleaning device 250.
  • Wash water was supplied into the water supply tube 230 via the pipe 257. Wash water was ejected from the plurality of water spray holes 231 provided on the outer peripheral surface of the water supply tube 230. Inside the cleaning chamber 220, the slurry D ⁇ b> 1 and the cleaning water were mixed, and at the same time, the slurry was transferred by the screw 252. The washing water mixed with the slurry D1 was filtered by the filtering member 236 attached inside the inner cylinder member 232. The filtrate containing a soluble component such as an electrolyte was discharged from a filtrate outlet 240 provided in the lower part of the cleaning chamber 220. Thereby, slurry D1 in which the concentration of the soluble component was adjusted was obtained. Other cleaning conditions were set the same as in Example 1.
  • the electrical conductivity of the slurry D1 after passing through the cleaning device 250 was 30 ⁇ s.
  • the circularity of the toner base particles contained in the slurry D1 after passing through the cleaning device 250 was 0.97 as measured by FPIA.
  • Example 6 In the same manner as in Example 5, a cleaning test of the slurry D1 was performed. However, the slurry feeding speed was changed from 50 g / min to 26 g / min.
  • the electrical conductivity of the slurry D1 after passing through the cleaning device 250 was 17 ⁇ s.
  • the circularity of the toner base particles contained in the slurry D1 after passing through the cleaning device 250 was 0.97 as measured by FPIA.
  • Example 1 The slurry D1 before washing obtained in Example 1 was subjected to suction filtration (first time) using an aspirator.
  • filter paper NO. 5C manufactured by Toyo Filter Paper Co., Ltd.
  • the cake remaining on the filter paper was transferred to a stainless steel container equipped with a stirrer (propeller blade).
  • Ion exchange water having an electric conductivity of 1 ⁇ S / cm was added to the cake in the stainless steel container.
  • the cake was uniformly dispersed in ion-exchanged water by stirring the cake with a stirrer.
  • the rotational speed of the stirrer was set to 50 rpm. Thereafter, stirring was continued for 30 minutes.
  • the slurry after stirring was subjected to suction filtration (second time) again using an aspirator.
  • suction filtration second time
  • the same filter paper as that used for the first suction filtration was used.
  • the cake remaining on the filter paper was transferred to a stainless steel container equipped with a stirrer (propeller blade).
  • Ion exchange water having an electric conductivity of 1 ⁇ S / cm was added to the cake in the stainless steel container.
  • the cake was uniformly dispersed in ion-exchanged water by stirring the cake with a stirrer.
  • the rotational speed of the stirrer was set to 50 rpm. Thereafter, stirring was continued for 30 minutes.
  • the electrical conductivity of the slurry after the second stirring was 25 ⁇ s.
  • the circularity of the toner base particles contained in the slurry after the second stirring was 0.96 as measured by FPIA.
  • the soluble substances contained in the slurry could be removed continuously and efficiently. Furthermore, when the soluble substance contained in the slurry is removed, since the slurry does not become a cake, the generation of aggregates of particles contained in the slurry can be suppressed.
  • the air permeability of the filter member is preferably higher than 0.2 and lower than 4.
  • the air permeability of the filter member is more preferably 0.5-2.
  • the weaving method is preferably a plain weave or a twill weave.
  • the yarn type is preferably a multi-type or a span type.

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Abstract

 トナー母粒子や樹脂微粒子を含むスラリーをより短時間で効率的に洗浄することのできるスラリーの洗浄装置を提供する。 本発明のスラリーの洗浄装置は、スラリーと洗浄水とを接触させる洗浄室と、前記スラリーの流量を制御する流量制御装置を備えている。前記流量制御装置は、前記洗浄室にスラリーを供給するスラリー供給口、及び、前記洗浄室からスラリーを排出するスラリー排出口にそれぞれ設置されている。前記洗浄室は、通水性を有する濾過面を一つ以上有し、前記濾過面に接する空間を前記スラリーが一定の流量で流れるようになっており、前記洗浄水が、前記洗浄室に供給され、前記空間を流れるスラリーと接触した後、前記濾過面を通過する。

Description

スラリーの洗浄装置及び洗浄システム
 本発明は、例えば静電荷像現像用トナーの製造工程において、トナー母粒子や樹脂微粒子を含有するスラリーを洗浄するための洗浄装置及び洗浄システムに関する。
 静電荷像現像用トナーは、プリンターや複写機、ファクシミリなどにおいて、静電荷像を可視化する画像形成に用いられる。例えば、電子写真方式による画像形成では、先ず、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。つぎに、静電潜像をトナーにより現像した後、現像された像を転写紙等に転写する。そして、トナーを熱によって定着させることで画像形成が行われる。
 従来、静電荷像現像用トナーの製造方法として、溶融混練粉砕法が知られている。この方法では、各種バインダ樹脂と、着色剤と、必要に応じて帯電制御剤や磁性体などとを混合する。つぎに、これらの混合物を押出機により溶融混練し、次いで粉砕及び分級する。しかし、この方法は、制御できるトナーの粒径に限界があり、実質的に10μm以下の平均粒径のトナーを歩留まり良く製造することは困難であった。そのため、この方法は、電子写真に要求される高解像度化を達成するためには十分なものとはいえなかった。
 そこで、近年、溶融混練粉砕法に代わるトナーの製造法として、湿式重合法が提案されている。湿式重合法は、例えば、乳化重合凝集法、懸濁重合法等である。特に、乳化重合凝集法でトナーを製造した場合、得られるトナーの粒径、粒度分布、及び形状を比較的容易に制御することができる。
 近年、電子写真複写機などの画像形成装置の用途は拡大している。それに伴い、使用されるトナーの各種性能への要求はより高いものになってきている。
 例えば、複写やプリントの高速化に伴い、トナーの定着速度の高速化が望まれている。紙の送り速度が高速の場合は、低速時に比べて、定着ローラ表面に温度ムラが発生しやすくなり、結果として画質(特に定着強度、光沢性)が悪化する。このような画質不良を改善する方法として、定着ローラの表面温度をより精密に制御することが考えられる。しかし、この場合、定着装置の複雑化、大型化、耐久性低下、コストアップなどの問題が発生する。そのため、高速での複写やプリントにおいて良好な画質を得るため、トナーの定着時にオフセットが発生しない、より広い定着温度範囲を有するトナーが望まれている。
 また、近年、画像形成時に必要なエネルギーの削減の要求が高まっており、大きなエネルギーを消費する定着工程の省電力化が求められている。このような省電力化の要求へ対応するために、トナーの定着温度をより低温化させることが望まれている。トナーの定着温度をより低温化させるためには、トナーのガラス転移温度を下げる必要がある。しかし、トナーのガラス転位温度を下げた場合、トナーの保存安定性が悪化する。このため、トナーの低温定着性と、トナーの保存安定性とを両立させることが困難であった。このような問題を解決するため、従来、低温定着性に優れた樹脂からなるコア粒子の表面に、硬い樹脂からなるシェル層を被覆したトナーが提案されている。
 コアシェル構造を有するトナー母粒子の製造方法として、例えば外添剤を用いる乾式カプセル法や、湿式カプセル法が知られている。
 乾式カプセル法は、トナーのコア粒子の表面に、シェル層となる樹脂粒子を機械的に衝突させることによりコアシェル構造を形成する方法である。コア粒子としては、溶融混練粉砕法などの乾式法で作ったコア粒子や、湿式法で作成して乾燥させたコア粒子が用いられる。しかし、この方法では、カプセル化できるシェル粒子量に制限がある。また、この方法では、機械的衝突の不均一性や、衝突による発熱などが原因で、均一なコアシェル構造を形成するのが困難である。
 湿式カプセル法は、トナーのコア粒子を含むスラリーあるいは乳化分散液に、シェル粒子の分散液を直接的に添加する方法である。コア粒子としては、乳化重合凝集法や懸濁重合法等の湿式重合法で形成したコア粒子、あるいは、溶融混練粉砕法のような乾式法で形成したコア粒子が用いられる。湿式カプセル法では、液中の粒子間の静電吸着によってコア粒子をカプセル化する。更に、その後、熱処理により、コア粒子の表面にカプセル層を固定する。湿式カプセル法は、カプセル層の厚み、付着強度などの制御が可能であるため、特に湿式重合トナーの製造に多く利用されている。
 コアシェル構造を有するトナー母粒子の製造工程では、コア粒子の表面に、シェル粒子を静電気的に吸着させる。優れた性能を有するトナー母粒子を製造するためには、コア粒子及びシェル粒子の表面の帯電状態を精密に制御する必要がある。一般的に、コア粒子あるいはシェル粒子を含むスラリーに含有される電解質濃度の調整により、帯電状態を制御することができる。電解質濃度の調整の方法として、凝集剤及び分散剤などの電解質を更に添加する方法と、水などの媒体を添加することにより電解質溶液を薄める方法と、洗浄工程において電解質濃度を低下させる方法がある。
 重合トナーのコア粒子が湿式法で製造された場合、得られたスラリーには、造粒工程で大量に添加した添加剤に由来する電解質が含まれている。このスラリーに、更に凝集剤及び分散剤などの電解質を添加する。このようにしてコアシェル構造を制御する方法は、電解質濃度によって制御できる限界があり、場合によっては、綺麗なコアシェル構造を得ることは困難である。
 水などの溶媒を添加することより電解質溶液を薄める方法がある。この方法では、電解質溶液を薄めるために、水などの溶媒を大量に添加する必要があるため、生産効率が低下するとともに、生産コストが増加する恐れがある。
 一方、電解質を取り除くための洗浄工程によって、電解質の濃度を制御する方法がある。この方法は、スラリーから余分な電解質を取り除く方法であり、電解質の濃度を制御できる範囲が大きい。このため、この方法は、シェル粒子のカプセル制御にもっとも有効な方法であると考えられる。
 電解質を取り除くための洗浄工程は、湿式重合法によるトナー製造に不可欠の工程である。その工程の洗浄性能は、トナーの性能に大きく影響する。
 トナー母粒子を含むスラリーの洗浄技術として、特許文献1~7に記載されているように、ベルトフィルター、フィルタープレース、遠心脱水、真空濾過などの技術が知られている。これらの技術では、トナー母粒子表面の不純物を除去するために、スラリーを固液分離した後に、ケーキの表面に洗浄液を供給する。洗浄効率を高めるため、トナー母粒子のケーキを水などの洗浄液に再分散して洗浄する方法も良く行われている。このように、濾過工程とリスラリー洗浄工程を繰り返し行うことにより、目標の洗浄レベルまでトナー母粒子を洗浄することができる。最終的に、得られたトナー母粒子のケーキを水などに再分散してシェル粒子のカプセル工程に進むか、トナー母粒子をそのまま乾燥させる。
 しかし、その洗浄方法にはいくつか問題点が残っている。例えば、固液分離により形成したトナー母粒子のケーキに洗浄液を供給する場合、洗浄液がケーキ中に形成された割れ面に沿ってパイパスしてしまい、ケーキ全体へ洗浄液を均一に供給することが困難となる。ケーキ全体へ洗浄液を均一に供給できない場合、洗浄斑が発生しやすくなるとともに、より多くの洗浄水が必要となる場合がある。トナー母粒子のケーキを洗浄水に再分散することにより、洗浄斑をある程度緩和することは可能である。しかし、水を絞ったトナー母粒子はケーキ状態となっているため、トナー母粒子の水への完全な再分散は困難である。特に、トナー母粒子の洗浄が進行すると、トナー母粒子の表面に付着する乳化剤などの分散剤が減少する。その結果、トナー母粒子ケーキの分散が更に困難となり、リスラリーに分散しない状態のトナー母粒子の凝集体が多く残ってしまう。トナー母粒子の凝集体が存在すると、凝集体間に含まれる不純成分の洗い出しが困難となり、洗浄斑が発生しやすくなる。トナー母粒子の凝集体を含むスラリーにシェル粒子を添加することでカプセル化を行う場合は、凝集体内部のトナー母粒子のカプセル化が困難である。この場合、トナー母粒子の均一なカプセル化ができなくなるため、トナーの性能が悪化する恐れがある。また、リスラリー洗浄を含む濾過洗浄方式は、基本的に、バッチ操作で行われるため、連続システムに適用することは困難である。
 その他、特許文献8に記載された連続式加圧濾過装置が知られている。この装置を用いて、トナー母粒子のケーキを経由せずに、トナー母粒子のスラリーを濾過する方法も知られている。この方法では、トナー母粒子のスラリーを濾過することにより濃縮してから、スラリーに洗浄水を混合して、スラリーを洗浄する。しかし、この方法では、スラリーの濾過量が多くなると、スラリーの固形分濃度と粘度が上昇する。このため、フィルターの目詰まりが発生しやすく、濾過量に限界があり、濾過効率は悪いと考えられる。
 特許文献9には、凝集ゾーンと、合体ゾーンと、洗浄ゾーンとを含む単一反応容器中でトナーを製造する方法が記載されている。この方法は、着色剤とラテックスエマルジョンを凝集させて、凝集したトナー粒子を前記単一反応容器の凝集ゾーン中に形成する工程と、前記凝集したトナー粒子を前記単一反応容器の合体ゾーン中で合体させて、凝集および合体したトナー粒子を形成する工程と、前記凝集および合体したトナー粒子を前記単一反応容器の洗浄ゾーン中で洗浄し、それによってトナーを形成する工程と、を含む。特許文献9に記載の洗浄方法では、トナー母粒子を含むスラリーと洗浄液との接触効率が悪く、洗浄が不十分となってしまい、トナー母粒子の品質が悪化してしまうという問題があった。また、装置の構造上、濾過面積が極めて小さく、洗浄効率が悪くなるため、スラリーの洗浄工程に多くの時間がかかってしまうという問題があった。
特開2001-281925号公報 特開2003-215841号公報 特開2002-372803号公報 特開2007-058201号公報 特開2000-292976号公報 特開2002-156788号公報 特開2001-194826号公報 特開2004-279483号公報 特開2006-350340号公報
 トナーの性能を高めるため、湿式方式で製造したトナー母粒子の洗浄に対する要求が厳しくなっている。更に、湿式カプセル法の場合は、シェル剤によりトナーの構造を制御するためには、トナー粒子凝集体を発生させることなく、スラリーの電解質濃度を容易に調整できる方法が求められる。しかし、特許文献1~9に記載された従来の洗浄方式は、トナー母粒子の洗浄効率が悪い。また、トナー母粒子を均一に洗浄することが困難である。更に、トナー母粒子の洗浄時、トナー母粒子の凝集体が発生しやすいため、スラリーの濃度管理が困難であるという問題がある。
 本発明は上記の課題に鑑みてなされてなされたものであり、例えばトナー母粒子や樹脂微粒子を含むスラリーを、より短時間で効率的に洗浄することのできるスラリーの洗浄装置およびスラリーの洗浄方法を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するための手段は、以下の発明である。
 スラリーと洗浄水とを接触させるための洗浄室と、前記スラリーの流量を制御する流量制御装置を備え、
 前記流量制御装置は、前記洗浄室にスラリーを供給するためのスラリー供給口、及び、前記洗浄室からスラリーを排出するためのスラリー排出口にそれぞれ設置されており、
 前記洗浄室は、通水性を有する濾過面を一つ以上有し、前記濾過面に接する空間を前記スラリーが一定の流量で流れるように構成されており、
 前記洗浄水が、前記洗浄室に供給され、前記空間を流れるスラリーと接触した後、前記濾過面を通過することを特徴とするスラリーの洗浄装置。
 前記洗浄室は、前記通水性を有する濾過面を二つ以上有し、
 前記洗浄水が、前記二つ以上の濾過面のうちの一つを経由して、前記洗浄室に供給されることが好ましい。
 前記洗浄室に前記洗浄水を供給するときに前記洗浄水を通過させる濾過面と、前記スラリーを濾過するときに前記洗浄水を通過させる濾過面を、洗浄途中で切り替えできることが好ましい。
 前記洗浄室に前記洗浄水を供給するための洗浄水供給装置を備え、
 前記洗浄水は、前記洗浄水供給装置により、一定流量で前記洗浄室に供給されることが好ましい。
 前記洗浄室におけるスラリーの流量及びスラリー濃度は、前記洗浄水供給装置によって供給される洗浄水の流量により制御されることが好ましい。
 前記洗浄室の中で、スラリーと洗浄水が機械的に混合されることが好ましい。
 前記スラリーの洗浄装置は、超音波発振装置を含むことが好ましい。
 前記スラリーの洗浄装置は、温度制御装置を含むことが好ましい。
 前記スラリーは、樹脂微粒子を含有するスラリーであることが好ましい。
 前記スラリーは、乳化重合凝集法によって得られたトナー母粒子を含有するスラリーであることが好ましい。
 上記いずれかのスラリーの洗浄装置を複数備えたスラリーの洗浄システム。
 スラリーと洗浄水とを接触させるための洗浄室と、前記スラリーの流量を制御する流量制御装置を備え、
 前記流量制御装置は、前記洗浄室にスラリーを供給するためのスラリー供給口、及び、前記洗浄室からスラリーを排出するためのスラリー排出口にそれぞれ設置されており、
 前記洗浄室は、通水性を有する一つ以上の濾過面を有し、前記濾過面に接する空間を、前記スラリーが流れるように構成されており、
 前記洗浄水が、前記洗浄室に供給され、前記空間を流れるスラリーと接触した後、前記濾過面を通過するようになっており、
 前記洗浄室内には、前記スラリーを前記スラリー供給口から前記スラリー排出口に向けて送り出すための送出手段が配置されていることを特徴とする、スラリーの洗浄装置。
 前記送出手段は、前記洗浄室内に配置された回転可能な羽根部材を含むことが好ましい。
 前記洗浄室は、略円筒状に形成されており、
 前記洗浄室の外周における異なる周方向の位置に、前記スラリー供給口及び前記スラリー供給口が設けられていることが好ましい。
 前記洗浄室は、前記通水性を有する濾過面を二つ以上有し、
 前記洗浄水が、前記二つ以上の濾過面のうちの一つを経由して、前記洗浄室に供給されることが好ましい。
 前記洗浄室に前記洗浄水を供給するための洗浄水供給装置を備え、
 前記洗浄水は、前記洗浄水供給装置により、一定流量で前記洗浄室に供給されることが好ましい。
 前記洗浄室におけるスラリーの流量及びスラリー濃度は、前記洗浄水供給装置によって供給される洗浄水の流量により制御されることが好ましい。
 前記スラリーの洗浄装置は、超音波発振装置を含むことが好ましい。
 前記スラリーの洗浄装置は、温度制御装置を含むことが好ましい。
 前記スラリーは、樹脂微粒子を含有するスラリーであることが好ましい。
 前記スラリーは、乳化重合凝集法によって得られたトナー母粒子を含有するスラリーであることが好ましい。
 上記のうちいずれかに記載のスラリーの洗浄装置を複数備え、前記複数のスラリーの洗浄装置が積み重ねられて連結されていることを特徴とする、積層型スラリーの洗浄装置。
 前記積層型スラリーの洗浄装置は、洗浄水の流れ方向とスラリーの流れ方向が逆であることが好ましい。
 前記積層型スラリーの洗浄装置を複数備えたスラリーの洗浄システムであって、
 前記複数の積層型スラリーの洗浄装置が直列に連結されていることを特徴とする、スラリーの洗浄システム。
 スラリーと洗浄水とを接触させるための洗浄室と、前記スラリーの流量を制御する流量制御装置を備え、
 前記流量制御装置は、前記洗浄室にスラリーを供給するためのスラリー供給口、及び、前記洗浄室からスラリーを排出するためのスラリー排出口にそれぞれ設置されており、
 略円筒形状の給水筒、内筒部材、及び外筒部材を備え、
 前記外筒部材の内側に前記内筒部材が配置されており、
 前記内筒部材の内側に前記給水筒が配置されており、
 前記給水筒と前記内筒部材との間の空間が、前記洗浄室となっており、
 前記洗浄室に前記スラリー供給口からスラリーが供給され、
 前記給水筒の外周面に設けられた複数の散水孔から、前記洗浄室内に洗浄水が供給され、
 前記洗浄室内に供給された洗浄水は、前記洗浄室において前記スラリーと接触した後、前記内筒部材の内側に取り付けられた濾過部材によって濾過され、
 前記洗浄水は、前記濾過部材によって濾過された後、前記内筒部材と前記外筒部材との間に形成された濾液貯留室に貯留される、スラリーの洗浄装置。
 前記濾過部材は、円筒状の濾布であることが好ましい。
 前記給水筒の外周面には、前記スラリーを前記スラリー供給口から前記スラリー排出口に向けて移送するためのスクリュが設けられていることが好ましい。
 前記スラリーの洗浄装置は、前記給水筒及び前記スクリュを回転させるための回転駆動手段を備えることが好ましい。
 前記洗浄室に前記洗浄水を供給するための洗浄水供給装置を備え、
 前記洗浄水は、前記洗浄水供給装置により、一定流量で前記洗浄室に供給されることが好ましい。
 前記洗浄室におけるスラリーの流量及びスラリー濃度は、前記洗浄水供給装置によって供給される洗浄水の流量により制御されることが好ましい。
前記スラリーの洗浄装置は、超音波発振装置を含むことが好ましい。
前記スラリーの洗浄装置は、温度制御装置を含むことが好ましい。
 前記スラリーは、樹脂微粒子を含有するスラリーであることが好ましい。
 前記スラリーは、乳化重合凝集法によって得られたトナー母粒子を含有するスラリーであることが好ましい。
 上記のいずれかに記載のスラリーの洗浄装置を複数備えたスラリーの洗浄システムであって、
 前記複数のスラリーの洗浄装置が直列に連結されていることを特徴とする、スラリーの洗浄システム。
 静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
 上記したいずれかのスラリーの洗浄装置または洗浄システムを用いてスラリーを洗浄する洗浄工程を有することを特徴とする、静電荷像現像用トナーの製造方法。
 静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
 トナー母粒子を含有するスラリーを洗浄装置に連続的に供給する工程と、
 洗浄水を前記洗浄装置に連続的に供給する工程と、
 前記スラリーを前記洗浄装置内で前記洗浄水と接触させて洗浄する工程と、
 洗浄後の前記スラリーを、前記洗浄装置から連続的に排出する工程と、
 前記スラリーと接触させた後の前記洗浄水を、濾過する工程と、
 濾過後の前記洗浄水を、前記洗浄装置から連続的に排出する工程と、を備え、
 前記洗浄装置内において、前記洗浄水の流れる方向が、前記スラリーの移送方向と異なっており、かつ、前記スラリーの移送方向と向流関係ではないことを特徴とする、静電荷像現像用トナーの製造方法。
 本発明によれば、例えばトナー母粒子や樹脂微粒子を含むスラリーをより効率的に洗浄することのできるスラリーの洗浄装置を提供することができる。
スラリーの洗浄装置の概略構成図である。 スラリーの洗浄装置の断面図である。 スラリーの洗浄装置の断面図である。 スラリーの洗浄装置の分解斜視図である。 スラリーの洗浄装置の断面図である。 スラリーの洗浄装置の断面図である。 スラリーの洗浄装置の断面図である。 スラリーの洗浄装置の断面図である。 スラリーの洗浄システムの概略構成図である。 スラリーの洗浄システムの概略構成図である。 スラリーの洗浄装置の斜視図である。 スラリーの洗浄装置の側断面図である。 スラリーの洗浄装置の平断面図である。 積層型スラリーの洗浄装置の斜視図である。 積層型スラリーの洗浄装置の断面図である。 スラリーの洗浄システムの概略構成図である。 スラリーの洗浄システムの概略構成図である。 スラリーの洗浄装置の断面図である。 図18に示すスラリーの洗浄装置のA-A線断面図である。 スラリーの洗浄装置の断面図である。 図20に示すスラリーの洗浄装置のB-B線断面図である。 スラリーの洗浄システムの概略構成図である。 スラリーの洗浄システムの概略構成図である。 スラリーの洗浄システムの概略構成図である。 積層型スラリーの洗浄装置の概略構成図である。 積層型スラリーの洗浄装置の断面図である。
 以下では、まず、静電荷像現像用トナー及びその製造方法について説明する。
 静電荷像現像用トナー及びその製造方法について説明した後、本発明のスラリーの洗浄装置について詳しく説明する。
 本明細書では、特に、コアシェル構造(カプセル構造)を有するトナー母粒子を含む静電荷像現像用トナー及びその製造方法について説明する。
 <1.コア粒子>
 コア粒子は、結着樹脂、着色剤を含有する。コア粒子は、その他、必要に応じて、ワックス、帯電制御剤などを含有する。
 コア粒子は、粉砕法、或いは湿式重合法によって製造することができる。
 粉砕法によってコア粒子を製造する場合は、結着樹脂、着色剤及びワックスなどを高温で溶融混練した後、粉砕工程及び分級工程を経ることによって、コア粒子を得ることができる。得られたコア粒子は、乳化剤により水に分散させて、コア粒子のスラリーを得ることができる。更に、コア粒子のスラリーに後述のシェル粒子を添加することにより、コアシェル構造を形成することができる。
 湿式重合法の例としては、懸濁重合法、乳化重合凝集法、及び溶融懸濁法が挙げられる。
 懸濁重合法によってコア粒子を製造する場合は、結着樹脂モノマーに着色剤およびワックスを溶解させた後、そのモノマー溶液を水性媒体中で機械的せん断力によりモノマー滴として懸濁させる。その後、モノマーを重合させることによって、コア粒子を得ることができる。
 乳化重合凝集法によってコア粒子を製造する場合は、まず、重合開始剤及び乳化剤等を含有する水性媒体中において、結着樹脂の重合性単量体を乳化させる。次に、重合性単量体を攪拌下で重合させることによって、重合体一次粒子を得ることができる。次に、重合体一次粒子に着色剤及び必要に応じて帯電制御剤等を添加して、重合体一次粒子を凝集させる。得られた凝集粒子を熟成させることによって、コア粒子を得ることができる。
 溶融懸濁法によってコア粒子を製造する場合は、溶媒中に結着樹脂、ワックス等を溶解させて油相を得る。油相を得た後、その油相を水系媒体中に油滴として懸濁させる。水系媒体中に油滴を懸濁させた後、溶媒を除去することでコア粒子を得ることができる。
 コア粒子を製造するためには、湿式重合法の中では、乳化重合凝集法を用いることが好ましい。乳化重合凝集法は、トナー粒子の粒径や形状などを制御しやすいからである。
 本発明において、結着樹脂を製造するために用いる単量体成分としては、トナーの結着樹脂として従来から用いられている単量体を用いることが出来る。
 例えば、酸性基を有する重合性単量体(以下、酸性単量体と称することがある)、塩基性基を有する重合性単量体(以下、塩基性単量体と称することがある)、または酸性基も塩基性基も有さない重合性単量体(以下、その他の単量体と称することがある)を使用することができる。
 酸性単量体の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸等のカルボキシル基を有する重合性単量体、スルホン化スチレン等のスルホン酸基を有する重合性単量体、ビニルベンゼンスルホンアミド等のスルホンアミド基を有する重合性単量体等が挙げられる。
 塩基性単量体の例としては、アミノスチレン等のアミノ基を有する芳香族ビニル化合物、ビニルピリジン、ビニルピロリドン等の窒素含有複素環含有重合性単量体、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
 酸性単量体及び塩基性単量体は、本発明に用いられるラジカル性単量体とともに、懸濁重合法、乳化重合凝集法、または溶融懸濁法でトナー母粒子を製造する過程において、粒子の水中での安定化に寄与する。これらの単量体は、単独で用いても複数種類を混合して用いてもよい。また、これらの単量体は、対イオンを伴って塩として存在していてもよい。
 結着樹脂を構成する重合性単量体の例としては、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-n-ノニルスチレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸2-エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル等のメタクリル酸エステル類、アクリルアミド、N-プロピルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジプロピルアクリルアミド、N,N-ジブチルアクリルアミド等が挙げられる。重合性単量体は、単独で用いてもよく、複数種類を組み合わせて用いてもよい。
 結着樹脂を架橋樹脂として用いる場合、上述の重合性単量体と共にラジカル重合性を有する多官能性単量体が用いられる。多官能性単量体の例としては、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ヘキサエチレングリコールジメタクリレート、ノナエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジアリルフタレート等が挙げられる。また、反応性基をペンダントグループに有する重合性単量体、例えばグリシジルメタクリレート、メチロールアクリルアミド、アクロレイン等を用いることも可能である。これらの中では、ラジカル重合性の二官能性重合性単量体が好ましく、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジアクリレートが特に好ましい。これらの多官能性重合性単量体は、単独で用いてもよく、複数種類を混合して用いてもよい。
 結着樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCと記載する)における数平均分子量が、好ましくは2000以上、より好ましくは2500以上、さらに好ましくは3000以上であり、好ましくは5万以下、より好ましくは4万以下、さらに好ましくは3.5万以下である。また、同様にして求めた重量平均分子量が、好ましくは3万以上、より好ましくは4万以上、さらに好ましくは5万以上であり、好ましくは200万以下、より好ましくは100万以下、さらに好ましくは50万以下である。結着樹脂の数平均分子量および重量平均分子量が上記の範囲にある場合、トナーの耐久性、保存性、及び定着性が良好となる。
 結着樹脂の重合を開始させるために、必要に応じて公知の重合開始剤を1種又は2種以上組み合わせて使用する事ができる。例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、等の過硫酸塩、及び、これら過硫酸塩に酸性亜硫酸ナトリウム等の還元剤を組み合わせたレドックス開始剤、過酸化水素、4,4’-アゾビスシアノ吉草酸、t-ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロペーオキサイド、等の水溶性重合開始剤、及び、これら水溶性重合性開始剤に第一鉄塩等の還元剤を組み合わせたレドックス開始剤系、過酸化ベンゾイル、2,2’-アゾビス-イソブチロニトリル、等が用いられる。これらの重合開始剤は、モノマー添加前、添加と同時、添加後のいずれの時期に重合系に添加してもよい。必要に応じてこれらの添加方法を組み合わせてもよい。
 本発明では、必要に応じて公知の連鎖移動剤を使用することができる。連鎖移動剤の具体的な例としては、t-ドデシルメルカプタン、2-メルカプトエタノール、ジイソプロピルキサントゲン、四塩化炭素、トリクロロブロモメタン、等があげられる。連鎖移動剤は、単独または2種類以上の併用でもよい。連鎖移動剤は、重合性単量体に対して0~5重量%用いられる。
 本発明では、必要に応じて公知の懸濁安定剤を使用することができる。懸濁安定剤の具体的な例としては、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。これらは、一種或いは二種以上を組み合わせて用いてもよい。懸濁安定剤は、重合性単量体100質量部に対して1質量部以上、10質量部以下の量で用いてもよい。
 重合開始剤および懸濁安定剤は、何れも、重合性単量体添加前、添加と同時、添加後のいずれの時期に重合系に添加してもよい。必要に応じてこれらの添加方法を組み合わせてもよい。
 その他、反応系には、pH調整剤、重合度調節剤、消泡剤等を適宜添加することができる。
 本発明において、結着樹脂を乳化重合法によって製造する場合、公知の乳化剤を使用することができる。カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤の中から選ばれる一種又は二種以上の乳化剤を用いることが好ましい。
 カチオン性界面活性剤の例としては、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ドデシルピリジニウムブロマイド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド等が挙げられる。アニオン性界面活性剤の例としては、ステアリン酸ナトリウム、ドデカン酸ナトリウム、等の脂肪酸石けん、硫酸ドデシルナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等が挙げられる。ノニオン界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアートエーテル、モノデカノイルショ糖等が挙げられる。
 本発明において、乳化剤の使用量は、重合性単量体100質量部に対して0.1質量部以上、10質量部以下であることが好ましい。これらの乳化剤に、例えば、部分或いは完全ケン化ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコール類、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体類等の一種或いは二種以上を保護コロイドとして使用することができる。
 本発明において、乳化重合法により得られる重合体一次粒子の体積平均粒径は、通常0.02μm以上、好ましくは0.05μm以上、更に好ましくは0.1μm以上であり、通常3μm以下、好ましくは2μm以下、更に好ましくは1μm以下である。粒径が前記範囲よりも小さいときは、凝集工程において凝集速度の制御が困難となる場合がある。粒径が前記範囲よりも大きいときは、凝集して得られるトナー母粒子の粒径が大きくなり易く、目的とする粒径のトナーを得ることが困難となる場合がある。
 トナーには、オフセット防止剤として、ワックスを使用することができる。近年、トナーの低温定着性の改善が試みられている。トナーの低温定着性と、耐ブロッキング性及び耐高温オフセット性とは、通常は二律背反の関係にある。それらの相反する性質を両立させるためには、オフセット防止剤としてのワックスの使用が好ましい。
 トナーには、公知のワックスを任意に使用することができる。ワックスとして、具体的には、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、共重合ポリエチレン等のオレフィン系ワックス、パラフィンワックス、ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸エステル、ステアリン酸ステアリル等の長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス、水添ひまし油カルナバワックス等の植物系ワックス、ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン、アルキル基を有するシリコーン、ステアリン酸等の高級脂肪酸、長鎖脂肪酸アルコール、ペンタエリスリトール等の長鎖脂肪酸多価アルコール、及びその部分エステル体、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の高級脂肪酸アミド、等を例示することができる。好ましくは、パラフィンワックスまたはフィッシャートロプシュワックスなどの炭化水素系ワックス、エステル系ワックス、及び、シリコーン系ワックスを例示することができる。
 本発明において、ワックスは、単独で用いてもよく、複数種類を混合して用いてもよい。トナーの定着性を改善するため、ワックスの融点は、120℃以下が好ましく、110℃以下が更に好ましく、100℃以下が特に好ましい。ワックスの融点は、40℃以上が好ましく、さらに好ましくは50℃以上である。ワックスの融点が高すぎると、トナーの定着温度低減の効果が得られない場合がある。ワックスの融点が低すぎると、トナーの固結性、保存性に問題が生じる場合がある。
 本発明において、ワックスの量は、トナー100質量部に対して1質量部以上であることが好ましく、より好ましくは2質量部以上、さらに好ましくは5質量部以上である。ワックスの量は、トナー100質量部に対して40質量部以下であることが好ましく、より好ましくは35質量部以下、さらに好ましくは、30質量部以下である。トナー中のワックス含有量が少なすぎると、高温オフセット性等の性能が十分でない場合がある。ワックス含有量が多すぎると、耐ブロッキング性が十分でなかったり、ワックスがトナーから漏出することにより装置を汚染したりする場合がある。
 重合法においてワックスを配合する方法としては、予め水中に体積平均粒径0.01μm以上、2.0μm以下のワックスを分散させておくことが好ましい。ワックスの粒径は、1.0μm以下であることが好ましく、0.5μm以下であることが特に好ましい。
 さらに、乳化重合凝集法においては、上記平均粒径範囲のワックスが分散した分散液を乳化重合時に添加するか、あるいは凝集工程で添加することが好ましい。
 トナー中に好適な粒径のワックスを分散させるためには、乳化重合時にワックスをシードとして添加する方法、いわゆるシード重合法を用いることが好ましい。ワックスをシードとして添加することにより、ワックスがトナー中に微細かつ均一に分散するため、トナーの帯電性や耐熱性の悪化を抑制することができる。
 ワックスを、ステアリルアクリレートなどの長鎖重合性単量体とともに予め水系分散媒体中で分散させることによって、ワックス・長鎖重合性単量体分散液を調製することができる。ワックス・長鎖重合性単量体の存在下において、重合性単量体を重合させることもできる。
 コア粒子に含有される着色剤としては、公知の着色剤を任意に用いることができる。着色剤の具体的な例としては、カーボンブラック、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロー、ローダミン系染料及び顔料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系染料及び顔料、ジスアゾ系染料及び顔料、及び、縮合アゾ系染料及び顔料を挙げることができる。染料及び顔料は、1種類のみ用いてもよく、複数種類を混合して用いてもよい。フルカラートナーの場合には、イエローは、ベンジジンイエロー、モノアゾ系、または縮合アゾ系染顔料を用いるのが好ましい。マゼンタは、キナクリドン、またはモノアゾ系染顔料を用いるのが好ましい。シアンは、フタロシアニンブルーを用いるのが好ましい。着色剤の量は、重合体一次粒子100質量部に対して3質量部以上、20質量部以下であることが好ましい。
 乳化重合凝集法における着色剤の配合は、通常、凝集工程で行われる。重合体一次粒子の分散液と、着色剤粒子の分散液とを混合した後、これらの粒子を凝集させることで粒子凝集体を得ることができる。着色剤は、乳化剤の存在下で、水中に分散した状態で用いるのが好ましい。着色剤粒子の体積平均粒径は、0.01μm以上、より好ましくは0.05μm以上である。着色剤粒子の体積平均粒径は、3μm以下、より好ましくは1μm以下である。
 本発明のコア粒子は、懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法などの何れの重合法で製造してもよく、特に限定されない。
 懸濁重合法によってコア粒子を製造する場合には、上述の結着樹脂の単量体中に、着色剤、重合開始剤、必要に応じてワックス、極性樹脂、荷電制御剤、及び架橋剤を加える。これらの添加剤を単量体中に均一に溶解又は分散させることによって、単量体組成物を調製する。この単量体組成物を、分散安定剤等を含有する水系媒体中に分散させる。好ましくは、単量体組成物の液滴が所望のコア粒子のサイズを有するように、撹拌速度及び撹拌時間を調整する。その後、分散安定剤の作用により、単量体組成物を粒子の状態に維持する。単量体組成物の粒子が沈降しない程度に、単量体組成物の撹拌を行う。これらの操作によって、単量体組成物を重合させる。
 得られたコア粒子は、トナー母粒子として利用することができるコア粒子を洗浄する工程、及び、コア粒子を乾燥する工程の後、必要に応じてコア粒子に対して外添処理を施す。これらの工程を経ることによって、コア粒子から静電荷像現像用トナーを製造することができる。一般的な洗浄方法によってコア粒子を洗浄することができる。本発明のスラリー洗浄装置を使って、コア粒子を洗浄してもよい。洗浄効率を考慮すると、本発明の洗浄装置を使うことが好ましい。
 トナーの性能を更に向上させるためには、本発明のスラリー洗浄装置を使ってコア粒子を洗浄することが好ましい。コア粒子を洗浄した後、コア粒子に後述のシェル粒子を添加することが好ましい。コア粒子にシェル粒子を添加することによって、コアシェル構造を形成することができる。
 乳化重合凝集法によってコア粒子を製造する場合には、まず、着色剤分散液及びワックス分散液を準備する。つぎに、乳化重合により得られた結着樹脂単量体の重合体一次粒子、又は、ワックス分散液存在下で乳化重合により得られたワックス内包結着樹脂単量体の重合体一次粒子を準備する。つぎに、着色剤分散液、ワックス分散液、及び結着樹脂単量体の重合体一次粒子を混合する。その後、この混合液を加熱して、凝集、及び熟成工程を経ることによって、コア粒子を製造することができる。
 乳化重合凝集法によってコア粒子を製造した後、後述するように、シェル粒子をコア粒子の表面に被覆させる(カプセル工程)。カプセル工程を経ることによって、コアシェル構造を有するトナー母粒子を製造することができる。
 上記の乳化重合凝集法の製造方法の中では、凝集工程で着色剤分散液を添加する方法が好ましい。着色剤存在下で結着樹脂単量体を重合させると、着色剤中の金属がラジカル重合に影響するためである。この場合、樹脂の分子量やレオロジー制御が困難となるため、所望の重合体一次粒子が得られないおそれがある。
 乳化重合凝集法において、重合体一次粒子、着色剤粒子、ワックス、及び、必要に応じて帯電制御剤は、同時に混合してもよいし、逐次に混合してもよい。あるいは、それぞれの成分の分散液を調製した後に、これらの分散液を混合してもよい。
 乳化重合凝集法によってコア粒子を製造する場合には、攪拌装置を備えた槽内において凝集工程を行うことが好ましい。この場合、粒子同士の凝集力と、攪拌による剪断力とのバランスによって、粒子凝集体の粒径を制御することができる。また、重合体一次粒子を含む混合液を加熱する、あるいはこの混合液に電解質を加えることによって、重合体一次粒子の凝集力を大きくすることができる。
 本発明において、電解質を添加して凝集を行う場合に用いる電解質は、酸、アルカリ、塩、有機系電解質、及び無機系電解質のいずれでもよい。具体的には、酸の例として、塩酸、硝酸、硫酸、クエン酸等を挙げることができる。アルカリの例として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等を挙げることができりう。塩の例として、NaCl、KCl、LiCl、Na2SO4、K2SO4、Li2SO4、MgCl2、CaCl2、MgSO4、CaSO4、ZnSO4、Al2(SO43、Fe2(SO43、CH3COONa、C65SO3Na等を挙げることができる。これらの中では、2価以上の多価の金属カチオンを有する無機塩が好ましい。
 本発明において、電解質の添加量は、電解質の種類、目的とする粒径等によって異なる。電解質の添加量は、混合分散液の固形成分100質量部に対して、0.02質量部以上が好ましく、0.05質量部以上が更に好ましい。電解質の添加量は、混合分散液の固形成分100質量部に対して、25質量部以下が好ましく、15質量部以下が更に好ましく、10質量部以下が特に好ましい。電解質の添加量が少なすぎると、凝集反応の進行が遅くなる。凝集反応の進行が遅くなると、凝集反応後も1μm以下の微粉が残ったり、得られた粒子凝集体の平均粒径が目的の粒径に達しないなどの問題が生じる場合がある。電解質の添加量が多すぎると、凝集反応の進行が急速になりやすい。凝集反応の進行が急速になると、粒径の制御が困難となるため、得られた粒子凝集体中に粗粉や不定形のものが含まれるなどの問題が生じる場合がある。電解質を加えて凝集を行う場合、凝集温度は、20℃以上、好ましくは30℃以上であり、80℃以下、好ましくは70℃以下である。
 凝集に要する時間は、装置形状や処理スケールにより最適化される。コア粒子の粒径が目的とする粒径に到達するためには、前記した所定の温度を、通常、30分以上保持することが好ましい。所定の温度へ到達するまでの昇温は、一定速度の昇温でもよいし、段階的な昇温でもよい。
 トナーの構造を制御することにより、トナーの帯電性、保存安定性などの性能を向上させることができる。トナーの構造を制御するためには、得られた粒子凝集体に、更に重合体一次粒子を添加し、粒子凝集体の表面にカプセル層を形成することが好ましい。この重合体一次粒子は、コア粒子凝集体の重合体一次粒子と同じものでもよく、違うものでもよい。
 凝集工程で得られた粒子凝集体の安定性を向上させるために、凝集工程の後の熟成工程において、粒子同士の融着を行うことが好ましい。熟成工程の温度は、好ましくは重合体一次粒子のTg以上であり、より好ましくはTg+5℃以上である。熟成工程の温度は、好ましくはTg+80℃以下であり、より好ましくはTg+50℃以下である。熟成工程に要する時間は、目的とするコア粒子の形状により異なる。熟成工程では、粒子凝集体の温度が重合体一次粒子のガラス転移温度以上に到達した後、通常0.1~10時間、好ましくは1~6時間保持することが好ましい。
 なお、凝集工程以降、好ましくは熟成工程以前又は熟成工程中の段階で、粒子凝集体に界面活性剤を添加するか、pH値を上げるか、または両方を行うことが好ましい。界面活性剤としては、重合体一次粒子を製造する際に用いることのできる乳化剤から選択された一種以上を用いることができる。特に、重合体一次粒子を製造した際に用いた乳化剤と同じものを用いることが好ましい。界面活性剤の添加量は限定されない。界面活性剤の添加量は、混合分散液の固形成分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.3質量部以上である。界面活性剤の添加量は、混合分散液の固形成分100質量部に対して、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。
 凝集工程以降、熟成工程の完了前の間に、界面活性剤を添加するか、pH値を上げることができる。これにより、凝集工程で生成した粒子凝集体同士の凝集等を抑制することができるとともに、熟成工程後の粗大粒子の生成を抑制することができる。
 熟成工程で行われる加熱処理により、凝集体中の重合体一次粒子同士が融着して一体化する。重合体一次粒子同士が融着して一体化することにより、凝集体としてのコア粒子の形状が球形に近いものとなる。熟成工程前の粒子凝集体は、重合体一次粒子が静電気的あるいは物理的に凝集した集合体であると考えられる。熟成工程後は、粒子凝集体を構成する重合体一次粒子は互いに融着しており、コア粒子の形状が球状に近いものとなる。熟成工程の温度及び時間等を制御することにより、重合体一次粒子の凝集体の形状を制御することができる。例えば、凝集体の形状を、葡萄型、融着が進んだジャガイモ型、更に融着が進んだ球状等に制御することができる。これにより、目的に応じて様々な形状のコア粒子を製造することができる。
 得られたコア粒子は、トナー母粒子として使用することができる。トナー母粒子は、洗浄工程、乾燥工程を経た後、必要に応じて外添処理を施されることによって、静電荷像現像用トナーとなることもできる。トナー母粒子は、一般的な方法で洗浄してもよい。トナー母粒子は、本発明のスラリー洗浄装置を使って洗浄してもよい。洗浄効率を考慮すると、本発明の洗浄装置を使うことが好ましい。
 トナーの性能を更に向上させるためには、本発明のスラリー洗浄装置を使ってコア粒子を洗浄した後、後述のシェル粒子を添加する。シェル粒子を添加することによって、コアシェル構造を形成することができる。
 溶融懸濁法のようなその他の湿式重合法の場合も、上述した懸濁重合法及び乳化重合凝集法と同様に、コア粒子の洗浄及び乾燥工程を経ることによって、トナー母粒子を製造することができる。または、スラリーを洗浄することによって、スラリーに含まれるコア粒子以外の不純物をある程度除去する。その後、後述するように、シェル粒子をコア粒子の表面に被覆することによって、コアシェル構造を有するトナー母粒子を製造することができる。
 <2.シェル粒子>
 本発明において、コア粒子の表面に被覆するシェル粒子は、無機粒子でもよく、樹脂性粒子でもよく、特に限定されない。なお、シェル粒子は、「殻剤」と呼ばれることもある。
 シェル粒子が樹脂性粒子の場合は、特に限定しないが、シェル粒子の原料として、例えばスチレン系、アクリル系、エステル系など一般的なトナーバインダ樹脂として使われる樹脂、或いはそれらの共重合系あるいはブレンド系の樹脂を用いることができる。シェル粒子は、樹脂の乳化によって製造するか、あるいは、乳化重合、懸濁重合などの重合法によって製造することができる。シェル粒子は、粒子径制御及び微粒子化のしやすさの観点から、重合法を用いて製造することが好ましい。シェル粒子は、微粒子の粒子径及び粒度分布の制御のしやすさの観点から、特に、乳化重合法を用いて製造することが好ましい。
 シェル粒子の体積平均粒径は、特に限定されないが、20nm以上が好ましく、50nm以上が更に好ましい。シェル粒子の体積平均粒径は、500nm以下が好ましく、150nm以下がさらに好ましい。
 シェル粒子の重量平均分子量は、好ましくは2,000~30,000、より好ましくは4,000~25,000、特に好ましくは6,000~20,000である。
 シェル粒子のガラス転移温度は、特に限定されないが、40℃以上であり、好ましくは45℃以上である。一方、シェル粒子のガラス転移温度は、100℃以下であり、好ましくは80℃以下であり、更に好ましくは75℃以下である。
 トナーの耐ブロッキング性を高めるためには、シェル粒子のガラス転移温度(Tg)は、コア粒子のガラス転移温度(Tg)より高いことが好ましい。
 シェル粒子のガラス転移温度(Tg)は、コア粒子のガラス転移温度(Tg)以上が好ましく、(コア粒子のガラス転移温度(Tg)+2)℃以上がより好ましく、(コア粒子のガラス転移温度(Tg)+5)℃以上が更に好ましい。一方、シェル粒子のガラス転移温度(Tg)は、(コア粒子のガラス転移温度(Tg)+50)℃以下が好ましく、(コア粒子のガラス転移温度(Tg)+30)℃以下がより好ましく、(コア粒子のガラス転移温度(Tg)+20)℃以下が更に好ましい。
 シェル粒子の重量平均分子量及びガラス転移温度が低すぎると、トナーの耐ブロッキング性が悪化する場合がある。一方、シェル粒子の重量平均分子量及びガラス転移温度が高すぎると、トナーの低温定着性が悪化する場合がある。
 シェル粒子の含有率は、トナー母粒子に対して、0.01wt%以上であり、好ましくは0.3wt%以上である。
 シェル粒子の含有率は、トナー母粒子に対して、10wt%以下が好ましい。
 シェル粒子は、使用目的に応じて、非帯電性、帯電性のいずれのものでもよい。
 本発明のコアシェル構造を有するトナーは、低温定着性と耐ブロッキング性との両立が可能であるだけでなく、帯電性シェル粒子を使用することで、トナーの帯電性を制御することもできる。
 トナーの帯電性は、一般的に、帯電制御剤、結着樹脂または外添剤によって調整される。帯電制御剤は、一般的に、無機系の帯電制御剤が用いられる。近年では、帯電制御能を有する樹脂(帯電制御樹脂)が帯電制御剤として使用されている。結着樹脂中に種々の官能基を導入し、その官能基の特性を利用して帯電性を調整することも行われている。例えば、正帯電トナーの場合は、アミノ基あるいはアミド結合を有する単量体を結着樹脂に共重合させて帯電性を制御することができる。
 トナーの帯電性を制御する方法として、一般的に、帯電制御剤をトナーの結着樹脂中に分散させる方法が知られている。帯電制御能を有する重合性単量体(帯電制御樹脂)を結着樹脂と共重合させる方法も知られている。しかしながら、トナー母粒子中やトナー母粒子表面における帯電制御剤や帯電制御樹脂の分散が不均一であると、かぶりの増加、トナー飛散などの問題につながる。このため、近年の高精細画質化を目的とした小粒径トナーでは、帯電制御剤や帯電制御樹脂のより均一な分散性が求められている。一般的に、トナーの帯電性は、トナー表面の樹脂の性能により制御されると言われている。
 トナー結着樹脂中に帯電制御剤や帯電制御樹脂を均一に分散させる場合は、帯電制御効果を充分に得るために、多くの量の帯電制御剤や帯電制御樹脂を添加する必要がある。このため、帯電制御剤や帯電制御樹脂の添加量が多くなることに起因して、トナーの低温定着性が悪化する場合がある。
 このような理由から、トナー粒子の表面側に、より多くの量の帯電制御剤や帯電制御樹脂が分散していることが好ましい。粉砕法により得られるトナー母粒子と比較して、重合法により得られるトナー母粒子、特に乳化凝集法により得られるトナー母粒子は、このような制御が容易である。すなわち、重合法により得られるトナー母粒子は、帯電制御剤又は帯電制御樹脂の添加・混合のタイミングを変更することにより、トナー母粒子中における帯電制御剤や帯電制御樹脂を分散させる位置を容易に制御することができる。
 トナー母粒子に帯電性を付与する場合、シェル粒子に帯電制御剤または帯電制御樹脂を添加することによって、コアシェル構造におけるシェル層に帯電制御性能を持たせることが好ましい。
 シェル粒子が樹脂性微粒子の場合、シェル粒子に用いられる樹脂と帯電制御樹脂とを共重合させることが好ましい。
  シェル粒子が正帯電性の樹脂微粒子の場合は、帯電制御樹脂の例としては、-NH、-NHCH、-N(CH、-NHC、-N(C、-NHCOH等のアミノ基を含有する樹脂;それらがアンモニウム塩化された4級アンモニウム塩を含有する樹脂が挙げられる。これらの中では、4級アンモニウム塩を含有する樹脂が好ましい。
 このような正帯電性を示す帯電制御樹脂は、例えば、アミノ基を含有するモノビニル単量体と、それと共重合可能な単量体とを共重合することによって得られる。また、正帯電性帯電制御樹脂は、アミノ基を含有する共重合体をアンモニウム塩化することによっても得ることができる。4級アンモニウム塩を含有する樹脂は、アンモニウム塩の基を含有するモノビニル単量体と、それと共重合可能なモノビニル単量体とを共重合することによっても得ることができる。ただし、正帯電性帯電制御樹脂の製造方法は、これらの方法に限定されない。共重合させる単量体としては、結着樹脂に一般的に用いられる単量体を用いることができる。
 正帯電性帯電制御樹脂は、4級アンモニウム塩の基を含有する樹脂であることが好ましい。4級アンモニウム塩の基を含有する樹脂の中では、下記の構造式(1)に示す4級アンモニウム塩を含有するアクリレート、及び下記の構造式(2)に示す4級アンモニウム塩を含有するアクリルアミドが好ましく、下記の構造式(1)に示す4級アンモニウム塩を含有するアクリレートがより好ましい。
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 上記の構造式(1)及び構造式(2)において、Rは、水素原子またはメチル基であり、Rは、アルキレン基であり、R、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、あるいは炭素数1~6の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基であり、X-は、ハロゲンイオンまたはベンゼンスルホン酸イオン若しくはアルキルベンゼンスルホン酸イオンである。
 上記の構造式(1)に示す4級アンモニウム塩において、X-は、塩化物イオンまたはトルエンスルホン酸イオンであることが好ましく、Rは、水素原子またはメチル基であることが好ましく、Rは、CH、C、Cなどの炭素数1~3のアルキレン基及びその誘導体であることが好ましく、R~Rは、それぞれ独立にCH、C、Cなどのアルキル基であることが好ましい。
 アミノ基含有(メタ)アクリレート単量体としては、例えば、ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノメチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノメチル(メタ)アクリレート、ジイソプロピルアミノメチル(メタ)アクリレート、エチルメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、メチルプロピルアミノメチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノ-1-エチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノ-1-エチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノ-1-エチル(メタ)アクリレート、ジイソプロピルアミノ-1-エチル(メタ)アクリレート、エチルメチルアミノ-1-エチル(メタ)アクリレート、メチルプロピルアミノ-1-エチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノ-2-エチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノ-2-エチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノ-2-エチル(メタ)アクリレート、ジイソプロピルアミノ-2-エチル(メタ)アクリレート、エチルメチルアミノ-2-エチル(メタ)アクリレート、メチルプロピルアミノ-2-エチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノ-1-プロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノ-1-プロピル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノ-1-プロピル(メタ)アクリレート、ジイソプロピルアミノ-1-プロピル(メタ)アクリレート、エチルメチルアミノ-1-プロピル(メタ)アクリレート、メチルプロピルアミノ-1-プロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノ-2-プロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノ-2-プロピル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノ-2-プロピル(メタ)アクリレート、ジイソプロピルアミノ-2-プロピル(メタ)アクリレート、エチルメチルアミノ-2-プロピル(メタ)アクリレート、メチルプロピルアミノ-2-プロピル(メタ)アクリレートなどのN,N-二置換アミノアルキル(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。
 共重合体をアンモニウム塩化するために用いられる4級化剤としては、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、臭化メチル、及び臭化エチル等のハロゲン化アルキル;パラトルエンスルホン酸メチル、パラトルエンスルホン酸エチル、及びパラトルエンスルホン酸プロピル等のパラトルエンスルホン酸アルキルエステル等が挙げられる。
 市場で入手可能な4級アンモニウム塩基含有(メタ)アクリレート単量体としては、ブレンマーQA(日油(株)製)等がある。
 アミノ基及びアンモニウム塩基等の官能基を有する帯電性単量体単位の量は、帯電制御樹脂中、好ましくは0.5~15重量%、より好ましくは1~12重量%、特に好ましくは2~10重量%である。該官能基を有する単量体単位の量が少なすぎると、必要な帯電量を得るために多量の帯電制御樹脂が必要になり、トナーの環境安定性が低下しやすくなる。該官能基を有する単量体単位の量が多すぎると、高温高湿下におけるトナーの帯電量の低下が大きくなり、カブリが発生する場合がある。
 正帯電性の帯電制御樹脂は、種々の市販品を用いることもできる。例えば、藤倉化成社製FCA-161P(スチレン/アクリル樹脂)、FCA-207P(スチレン/アクリル樹脂)、及びFCA-201-PS(スチレン/アクリル樹脂)等が挙げられる。
 負帯電性の帯電制御樹脂として、特に制限はないが、一般的に負帯電トナーで使われる樹脂、例えば、スチレン-アクリル樹脂、またはポリエステル樹脂を利用できる。市販の負帯電制御樹脂を利用することもできる。
 シェル粒子は、帯電制御樹脂の乳化によって製造することができる。シェル粒子は、帯電制御樹脂の乳化重合、あるいは懸濁重合等によって製造することもできる。シェル粒子の粒子径の制御及び微粒子化のしやすさの観点から、重合法が好ましい。シェル粒子の粒子径及び粒度分布の制御のしやすさの観点から、乳化重合法が更に好ましい。
 帯電制御樹脂をシェル粒子、コア粒子あるいはトナー母粒子の製造に用いる場合、帯電性単量体の含有量は、特に限定するものではないが、トナー母粒子に対して0.01wt%以上であり、好ましくは0.05wt%以上であり、より好ましくは0.1wt%以上である。一方、帯電性単量体の含有量は、5wt%以下であり、好ましくは2wt%以下であり、より好ましくは1wt%以下である。
 <3.シェル粒子をコア粒子に被覆する方法(カプセル工程)>
 以降、コア粒子をシェル粒子で被覆する工程をカプセル工程と称することがある。コア粒子をシェル粒子で被覆するための制御を、カプセル制御と称することがある。
 カプセル工程を実施する方法には、以下の2つの方法がある。
 (1)コア粒子を形成する工程の後半に、シェル粒子成分を混合することによりカプセル構造を形成する方法。
 (2)コア粒子を形成した後に、コア粒子の表面にシェル粒子を被覆してカプセル構造を形成する方法。
 上記(1)の方法の場合、コア粒子の形成中に、シェル粒子がコア粒子に付着する。このため、シェル粒子がコア粒子に埋まり込みやすく、コア粒子へのシェル粒子の付着強度が強くなる。一方、コア粒子の表面にシェル粒子が埋まり込んでいるため、コア粒子をシェル粒子により完全に被覆(カプセル化)するために、より多くのシェル粒子が必要となる。
 上記(2)の方法の場合、完成したコア粒子の表面にシェル粒子を被覆する。このため、シェル粒子はコア粒子の表面に留まりやすく、より少ない量のシェル粒子で均一の厚みのシェル層を形成することができる。
 カプセル工程において、コア粒子の帯電極性とシェル粒子の帯電極性は、逆であることが好ましい。この場合、コア粒子の表面に、シェル粒子を静電気的に付着させることができる。この静電気的な付着により、シェル粒子のコア粒子への付着効率(カプセル化効率)を高めることが可能となり、その結果、コア粒子の露出を防ぐことができる。更に、シェル粒子間の静電気的な反発により、コア粒子の表面に、より少ない量のシェル粒子で、単層に近い、均一な厚みのシェル層を形成することができる。シェル粒子の静電気的な付着によって形成された単層シェル層の厚みは、シェル粒子の体積平均粒径とほぼ同じである。単層シェル層の厚みは、特に限定するものではないが、20nm以上、好ましくは50nm以上であり、500nm以下、好ましくは150nm以下である。
 また、ある帯電極性を有するシェル粒子によりシェル層を形成した後、該シェル粒子と逆極性のシェル粒子により更にシェル層を形成することにより、二重シェル層を形成することもできる。このようなシェル層の形成を繰り返すことで、多重シェル層を形成することもできる。
 シェル粒子によりコア粒子を被覆する工程(カプセル工程)では、コア粒子の分散液に、シェル粒子を直接添加して混合することができる。粉砕法により得られたコア粒子を用いる場合は、乳化剤によりコア粒子を分散させた分散液を用いることができる。重合法により得られたコア粒子を用いる場合は、コア粒子製造時のスラリーをそのまま利用することができる。より精密なカプセル制御を実施するために、コア粒子同士の凝集体が発生しない程度に、コア粒子分散液中に存在する乳化剤を洗浄などの方法で取り除くことが好ましい。
 カプセル工程におけるコア粒子とシェル粒子の混合温度は、特に限定しないが、コア粒子のTg及びシェル粒子のTgのうち、低い方のTgよりも10℃以上低い温度であることが好ましい。混合温度がこの範囲に設定されることによって、粒子の凝集体の発生を防ぐことができるとともに、コア粒子とシェル粒子とを均一に混合することができる。
 <4.トナー母粒子の洗浄及び乾燥>
 コア粒子をシェル粒子で被覆することによって、トナー母粒子を製造することができる。トナー母粒子を洗浄する工程、及び、トナー母粒子を乾燥する工程の後、必要に応じて、トナー母粒子に外添処理が施される。洗浄工程、乾燥工程、及び必要に応じて外添処理を経ることにより、トナー母粒子から静電荷像現像用トナーが製造される。
 トナー母粒子は、水を用いて洗浄することができる。酸またはアルカリの水溶液で洗浄することもできる。温水または熱水で洗浄することもできる。これらの方法を併用することもできる。このような洗浄工程を経ることによって、懸濁安定剤、乳化剤、未反応の残存モノマー等を低減または除去することができる。洗浄後のトナー母粒子は、回収される。回収された後のトナー母粒子は、ウェットケーキ状であることが好ましい。回収されたトナー母粒子がウェットケーキ状である場合、引き続き行われる乾燥工程において、トナー母粒子の取り扱いが容易になる。
 乾燥工程では、振動型流動乾燥法や循環型流動乾燥法など流動乾燥法、気流乾燥法、真空乾燥法、凍結乾燥法、スプレードライ法、フラッシュジェット法などが用いられる。乾燥工程における温度、風量、減圧度等の操作条件は、着色粒子のTg、使用する装置の形状、機構、大きさ等に応じて最適化される。
 トナー母粒子の体積平均粒径は、3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましい。トナー母粒子の体積平均粒径は、15μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましい。
 トナー母粒子の平均円形度は、好ましくは0.90以上、より好ましくは0.92以上、更に好ましくは0.94以上である。トナー母粒子の平均円形度は、好ましくは0.99以下である。トナー母粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置FPIA-3000を用いて測定することができる。平均円形度が小さすぎると、着色粒子への外添剤の付着不良により、着色粒子の帯電性が悪化する。着色粒子の帯電性が悪化すると、画像濃度が低下する場合がある。一方、平均円形度が大きすぎると、着色粒子の形状に起因するクリーニング不良が発生する場合がある。
 トナーのDSC法によるガラス転移点Tgは、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上である。トナーのDSC法によるガラス転移点Tgは、好ましくは80℃以下、より好ましくは70℃以下である。Tgが前記範囲である場合、トナーの保存性及び定着性が良好となる。
 <5.外添剤(外添微粒子)>
 本発明においては、トナーの流動性または帯電制御性を向上させるために、必要に応じて、外添微粒子をトナーに添加する。外添微粒子としては、例えば、無機微粒子または有機微粒子を使用することができる。
 無機微粒子としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化タングステン、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化カルシウム等の各種炭化物、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム等の各種窒化物、ホウ化ジルコニウム等の各種ホウ化物、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化セリウム、シリカ、コロイダルシリカ等の各種酸化物、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム等の各種チタン酸化合物、リン酸カルシウム等のリン酸化合物、二硫化モリブデン等の硫化物、フッ化マグネシウム、フッ化炭素等のフッ化物、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の各種金属石鹸、滑石、ベントナイト、各種カーボンブラックや導電性カーボンブラック、マグネタイト、フェライト等を用いることができる。有機微粒子としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂等の微粒子を用いることができる。
 これら外添微粒子の中では、特にシリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、各種カーボンブラックや導電性カーボンブラック等が好適に使用される。また、外添微粒子は、前記の無機または有機微粒子の表面に、疎水化などの処理を施したものであってもよい。表面処理に用いる処理剤は、例えば、ヘキサメチルジシラザン( H M D S ) 、ジメチルジクロロシラン( D M D S ) 等のシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル処理剤、シリコーンワニス、フッ素系シランカップリング剤、フッ素系シリコーンオイル、アミノ基や第4級アンモニウム塩基を有するカップリング剤等である。処理剤は、二種以上を併用することもできる。
 トナーには、帯電制御の観点から、外添剤として導電性微粒子を添加することが好ましい。導電性微粒子の抵抗は、400Ω・cm以下であり、好ましくは200Ω・cm以下であり、より好ましくは100Ω・cm以下であり、さらに好ましくは60Ω・cm以下である。導電性微粒子の抵抗は、0.1Ω・cm以上であり、好ましくは1Ω・cm以上であり、より好ましくは5Ω・cm以上であり、さらに好ましくは15Ω・cmである。
 外添剤として、導電性微粒子を用いることができる。導電性微粒子としては、例えば、導電性酸化チタン、シリカ、マグネタイト、等の金属酸化物またはそれらに導電性物質をドープしたもの、ポリアセチレンやポリフェニルアセチレン、ポリ- p -フェニレン等の共役2重結合を有するポリマーに金属等の導電性物質をドープした有機微粒子、カーボンブラックやグラファイトに代表される炭素等が挙げられる。これらの導電性微粒子中では、導電性酸化チタンまたはそれに導電性物質をドープしたものが好ましい。これらの導電性微粒子は、トナーの流動性を損なわずに、トナーに導電性を付与できるからである。導電性微粒子の含有量は、トナー母粒子100質量部に対して、0.05質量部以上であり、0.1質量部以上が好ましく、0.2質量部以上であることがより好ましい。導電性微粒子の含有量は、トナー母粒子100質量部に対して、3質量部以下であり、2質量部以下が好ましく、1質量部以下であることがより好ましい。
 本発明において、導電性微粒子以外の外添微粒子を使用する場合、外添微粒子の含有量は、トナー母粒子100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは0.8質量部以上であり、好ましくは5質量部以下、より好ましくは4質量部以下である。
 トナーへの外添剤の添加方法は、特に限定するものではない。例えば、ヘンシェルミキサー等の高速攪拌機を用いてトナーと外添剤を混合することができる。トナーに複数種類の外添剤を添加する場合には、複数種類の外添剤を同時に添加してもよいし、複数種類の外添剤を複数回に分けて添加してもよい。
 <6.スラリーの洗浄装置>
 以上では、コアシェル構造を有するトナー母粒子を含む静電荷現像用トナー及びその製造方法について詳しく説明した。以下では、そのようなコアシェル構造を有するトナー母粒子の製造に用いることのできるスラリーの洗浄装置について詳しく説明する。
 本発明のスラリーの洗浄装置は、トナー母粒子を含有するスラリーの洗浄に好適に用いることができる。また、本発明のスラリーの洗浄装置は、コア粒子やシェル粒子等の樹脂微粒子を含有するスラリーの洗浄に好適に用いることができる。
 図1は、スラリーの洗浄装置の概略構成図である。図2及び図3は、スラリーの洗浄装置の断面図である。図4は、スラリーの洗浄装置の分解斜視図である。
 図1に示すように、本発明のスラリーの洗浄装置10は、スラリーを供給するためのスラリー供給口12と、定量的に(一定の流量で)スラリーを供給するための装置であるスラリー供給装置46と、スラリーを排出するためのスラリー排出口14と、スラリーの排出量を制御するための装置であるスラリー排出装置48と、洗浄水を供給するための洗浄水供給口16と、洗浄水を排出するための洗浄水排出口18と、を備えている。
 図2に示すように、スラリーの洗浄装置10は、洗浄室20を備えている。洗浄室20は、スラリーと洗浄水とを接触させることでスラリーを洗浄するための空間である。スラリーを洗浄することによって、スラリーに含まれる界面活性剤等の余分な成分を除去することができる。
 洗浄室20は、通水性を有する第1濾過面22及び第2濾過面24を有している。第1濾過面22は、洗浄室20の上方に配置されている。第2濾過面24は、洗浄室20の下方に配置されている。第1濾過面22及び第2濾過面24は、互いに略平行に配置されている。スラリー供給装置46によって定量的にスラリー供給口12から洗浄室20に供給されるスラリーは、第1濾過面22と第2濾過面24との間を通過した後、スラリー排出口14からスラリー排出装置48によって定量的に外部に排出される。
 スラリー供給装置46及びスラリー排出装置48は、スラリーの流量を制御できる装置である。スラリー供給装置46及びスラリー排出装置48は、それぞれ、定量ポンプ、流量コントローラー、及び圧力調整弁などから構成される。スラリー供給装置46及びスラリー排出装置48によって、スラリーの流量を制御することができる。スラリーの流量を制御することにより、洗浄後のスラリーの濃度を調整することができる。
 洗浄室20の上方には、第1濾過面22を隔てて洗浄水貯留室26が設けられている。一方、洗浄室20の下方には、第2濾過面24を隔てて濾液貯留室28が設けられている。
 洗浄水は、洗浄水供給口16から供給される。洗浄水供給口16には、洗浄室20に一定流量で洗浄水を供給するための洗浄水供給装置50が設置されている。洗浄水流量を制御しやすい観点から、洗浄水供給装置50は、定量ポンプ或いは流量バルブなどの流量制御装置であることが好ましい。洗浄室20でのスラリーの流量及びスラリーの濃度は、洗浄水供給装置50によって供給される洗浄水の流量により制御することができる。
 洗浄水は、洗浄水貯留室26に一旦貯留された後、第1濾過面22を通過して、洗浄室20に流入する。洗浄室20に流入した洗浄水は、洗浄室20においてスラリーと接触した後、第2濾過面24を通過して、濾液貯留室28に流入する。濾液貯留室28に流入した洗浄水(濾液)は、洗浄水排出口18から外部に排出される。
 濾過方式は、加圧濾過でも、減圧濾過でも良い。加圧濾過の場合は、供給側の洗浄水を加圧する。これにより、供給側の洗浄水の圧力を、排出側の洗浄水の圧力よりも高くする。減圧濾過の場合は、排出側から洗浄水を吸引することにより、供給側の洗浄水を吸い込む。洗浄水の供給側と排出側の圧力差を調整することより、濾過速度を制御することができ、安定的な洗浄効果が得られる。
 本発明のスラリーの洗浄装置10によれば、洗浄室20においてスラリーと洗浄水とを効率よく接触させることができる。これにより、例えばトナーの製造工程において添加された界面活性剤や乳化剤、着色剤、あるいはトナー母粒子に取り込まれなかった余分な樹脂等の不要な成分を効率良く取り除くことができる。
 図1、図4に示すように、スラリーの洗浄装置10は、大まかには、上方部材30、中間部材32、及び、下方部材34の3つの部分で構成されている。
 上方部材30は、略半円筒状の部材からなり、洗浄水貯留室26の周壁部を構成する部材である。
 中間部材32は、上方及び下方が大きく開口した略長方形の枠状部材からなる。中間部材32は、洗浄室20の周壁部を構成する部材である。
 下方部材34は、上方部材30とほぼ同じ形状の略半円筒状の部材からなる。下方部材34は、濾液貯留室28の周壁部を構成する部材である。
 上方部材30、中間部材32、及び下方部材34は、上方からこの順番に積層されることでスラリーの洗浄装置10を構成している。
 図1、図3に示すように、上方部材30、中間部材32、及び下方部材34が積層された後、これらの部材の周囲には、複数本のリングバンド36が巻き付けられる。複数本のリングバンド36によって、上方部材30、中間部材32、及び下方部材34がこの順番に積層された状態でしっかりと保持されている。リングバンド36は、例えば、帯状のゴムやステンレス等によって構成されている。
 図3に示すように、中間部材32の上方の開口部には、第1濾過面22が配置されている。第1濾過面22は、濾布22aと、その濾布22aの上面側に配置された金網部材22bによって構成されている。
 中間部材32の下方の開口部には、第2濾過面24が配置されている。第2濾過面24は、濾布24aと、その濾布24aの下面側に配置された金網部材24bによって構成されている。
 濾布22a、24aとしては、スラリー中に含まれるトナー母粒子を分離することのできるのであれば、どのような濾布を用いることもできる。例えば、ナイロンやポリエステル、ポリプロピレン等の樹脂製の濾布を用いることができる。使用する濾布の目開きの大きさは、スラリー中に含まれるトナー母粒子を分離することができ、かつ、洗浄水の通水を過度に阻害しない程度の大きさであれば、どのような大きさであってもよい。
 金網部材22b、24bとしては、例えばステンレス等の金属製のメッシュ部材やパンチングプレート等を用いることができる。濾布22aの上面側に配置された金網部材22bによって、濾布22aの形状が保持されており、濾布22aが洗浄水の水圧によって撓むことが防止されている。また、濾布24aの下面側に配置された金網部材24bによって、濾布24aの形状が保持されており、濾布24aが洗浄水の水圧によって撓むことが防止されている。
 図3、図4に示すように、第1濾過面22を構成する濾布22aの周縁部は、上方部材30の下端部と中間部材32の上端部との間に挟まれている。一方、第2濾過面24を構成する濾布24aの周縁部は、下方部材34の上端部と中間部材32の下端部との間に挟まれている。
 上方部材30の下端部には、断面略半円形の凸部30aが設けられている。一方、中間部材32の上端部には、上方部材30に設けられた凸部30aに対応する位置に、断面略半円形の凹部32a部が設けられている。
 下方部材34の上端部には、断面略半円形の凸部34aが設けられている。一方、中間部材32の下端部には、下方部材34に設けられた凸部34aに対応する位置に、断面略半円形の凹部32bが設けられている。
 上方部材30を中間部材32の上部に組み付けることによって、上方部材30の下端部に設けられた凸部30aが、中間部材32の上端部に設けられた凹部32aに嵌合する。凸部30aが凹部32aに嵌合することによって、第1濾過面22を構成する濾布22aの周縁部がしっかりと保持されている。濾布22aの周縁部が保持されることによって、洗浄水の圧力によって濾布22aが内側に引き込まれないようになっている。
 下方部材34を中間部材32の下部に組み付けることによって、下方部材34の上端部に設けられた凸部34aが、中間部材32の下端部に設けられた凹部32bに嵌合する。凸部34aが凹部32bに嵌合することによって、第2濾過面24を構成する濾布24aの周縁部がしっかりと保持されている。濾布24aの周縁部が保持されることによって、洗浄水の圧力によって濾布24aが内側に引き込まれないようになっている。
 図1に示すように、本発明のスラリーの洗浄装置10において、洗浄室20内においてスラリーが流れる方向と、第1濾過面22から第2濾過面24に向かって洗浄水が流れる方向とが直交している。言い換えると、スラリー供給口12からスラリー排出口14に向かってスラリーが流れる方向と、洗浄水供給口16から洗浄水排出口18に向かって洗浄水が流れる方向とが直交している。スラリーの流れ方向と洗浄水の流れ方向とが直交するため、スラリーと洗浄水が効率的に接触する。その結果、スラリーに含まれる界面活性剤等の不要成分を短時間で効率的に除去することが可能となっている。
 本発明のスラリーの洗浄装置10において、洗浄室20を流れるスラリーは、第1濾過面22及び第2濾過面24に接触することができる。洗浄水貯留室26に貯留された洗浄水は、第1濾過面22を通過して洗浄室20に流入する。洗浄室20においてスラリーと接触した洗浄水は、第2濾過面24によって濾過される。このように、スラリーの洗浄装置10は、第1濾過面22及び第2濾過面24を備えているため、広い濾過面積を有している。したがって、スラリーの洗浄装置10は、スラリーに含まれる界面活性剤等の不要成分を短時間で効率的に除去することが可能である。。
 上方に配置された洗浄水供給口16から洗浄水を供給し、下方に配置された洗浄水排出口18から洗浄水を排出する例について説明したが、この逆の構成も可能である。すなわち、下方に配置された洗浄水排出口18から洗浄水を供給し、上方に配置された洗浄水供給口16から洗浄水を排出することも可能である。洗浄水の流れ方向を切り替えることによって、濾布の逆洗浄が可能である。すなわち、第2濾過面24の濾布24aに目詰まりしたトナー母粒子等を、逆洗浄によって取り除くことが可能である。濾布24aに目詰まりしたトナー母粒子を取り除くことによって、第2濾過面24におけるスラリーの濾過速度が低下することを防止することができる。
 洗浄室20に洗浄水を供給するときに洗浄水を通過させる濾過面と、スラリーを濾過するときに洗浄水を通過させる濾過面とを、洗浄途中で切り替えるようにしてもよい。例えば、スラリーの洗浄途中において、上記したように洗浄水の流れ方向を逆向きに変更することによって、第1濾過面22と第2濾過面24の機能を交互に切り替えることができる。
 洗浄水とスラリーを、スラリー供給口12から洗浄室20に同時に供給することもできる。これにより、スラリーを、第1濾過面22と第2濾過面24の両方を用いて同時に濾過することができる。スラリーを第1濾過面22と第2濾過面24を用いて同時に濾過することによって、濾過面積を更に拡大できるとともに、濾過効率を更に向上させることができる。
 図5及び図6は、スラリーの洗浄装置60の断面図である。スラリーの洗浄装置60は、上記したスラリーの洗浄装置10と同様の構成を有しているが、第1濾過面22と第2濾過面24の形状が、平面から曲面に変更されている点が異なる。濾過面を曲面に変更することによって、洗浄室20の断面形状は略円状となっている。濾過面を曲面にすることによって、有効濾過面積が大きくなるため、濾過効率を高めることができる。
 図7及び図8は、スラリーの洗浄装置70の断面図である。スラリーの洗浄装置70は、上記したスラリーの洗浄装置60と同様の構成を有しているが、洗浄室に撹拌翼72が設置されている点が異なる。洗浄室の断面形状は、略円状である。洗浄室に設置された撹拌翼によって、濾布の表面に堆積したトナーを撹拌することができる。洗浄室に設置された撹拌翼72によって、濾布の表面に堆積したトナーなどの固形分を水に再分散させることができる。また、濾布の目詰まりを防止できるとともに、スラリーの洗浄効率を高めることができる。
 撹拌翼72によって、濾布の表面に堆積したトナーなどの固形分を水に再分散させることができる。撹拌翼は、特に限定しないが、濾布と密着しやすいスクリュタイプ撹拌翼が好ましい。スクリュタイプ撹拌翼を用いた場合、スクリュの外周先端と、濾布との間に削り効果が発生する。この削り効果によって、トナーなどの固形分の堆積層の厚さを制御することができる。また、この削り効果によって、濾布の目詰まりを防止できるとともに、濾過速度を安定的に維持できる。
 スクリュタイプ撹拌翼によって、濾布の目詰まりを防止することができる。その結果、スラリーに対する洗浄水の量の増やすことができるため、洗浄効率を高めることができる。
 洗浄室20にスクリュタイプ撹拌翼を設置することにより、スラリーの洗浄室20内での移動経路が長くなる。その結果、スラリーと濾過面との接触時間が長くなるため、濾過効率が高くなる。さらに、スラリーの拡散を防ぐことができる。さらに、バッチ式の洗浄方式よりも、効率的にかつ短時間でスラリーを洗浄することが可能となる。
 その上、スラリーの洗浄装置70は、スラリーを移送することのできるスクリュコンベヤとして機能する。したがって、スラリーを移送しながら、スラリーを効率的に洗浄することができる。
 図9は、複数台(4台)のスラリーの洗浄装置10を直列に連結したシステム100の構成例を示している。
 図9に示すように、システム80は、第1洗浄装置82、第2洗浄装置84、第3洗浄装置86、及び第4洗浄装置88を備えている。第1~第4洗浄装置82,84,86,88は、それぞれ、上記で説明したスラリーの洗浄装置10と同様の構成を有している。
 第1洗浄装置82のスラリー排出口は、第2洗浄装置84のスラリー供給口に接続している。第2洗浄装置84のスラリー排出口は、第3洗浄装置86のスラリー供給口に接続している。第3洗浄装置86のスラリー排出口は、第4洗浄装置88のスラリー供給口に接続している。したがって、第1洗浄装置82のスラリー供給口から供給されたスラリーは、第1洗浄装置82、第2洗浄装置84、第3洗浄装置86、及び第4洗浄装置88によって洗浄された後、第4洗浄装置88のスラリー排出口から排出される。
 複数台のスラリーの洗浄装置10を直列に連結することによって、スラリーに含まれる界面活性剤等の不要成分をより短時間で効率的に除去することが可能となる。
 図10は、複数台(4台)のスラリーの洗浄装置10を直列に連結したシステム90の構成例を示している。
 図10に示すように、システム90は、システム80と同様に、第1洗浄装置92、第2洗浄装置94、第3洗浄装置96、及び第4洗浄装置98を備えている。第1~第4洗浄装置92,94,96,98は、それぞれ、上記で説明したスラリーの洗浄装置10と同様の構成を有している。システム90を構成する第1~第4洗浄装置92,94,96,98の配管は、洗浄水の配管を除いて、システム80と同様に接続されている。
 洗浄水と濾液を流す配管の接続に関して、システム90の場合は、洗浄水の流れる方向が、スラリーの流れる方向と逆に設定されている。第4洗浄装置98の洗浄水排出口は、第3洗浄装置96の洗浄水供給口に接続している。第3洗浄装置96の洗浄水排出口は、第2洗浄装置94の洗浄水供給口に接続している。第2洗浄装置94の洗浄水排出口は、第1洗浄装置92の洗浄水供給口に接続している。したがって、第4洗浄装置98の洗浄水供給口から供給された洗浄水は、第4洗浄装置98、第3洗浄装置96、第2洗浄装置94、及び第1洗浄装置92においてスラリーと混合及び濾過された後、第1洗浄装置92の洗浄水排出口から濾液として排出される。このように、スラリーの流れる方向を、洗浄水の流れる方向と逆に設定することによって、より少ない洗浄水でスラリーを洗浄することが可能となる。
 スラリーの洗浄装置10の代わりに、スラリーの洗浄装置60、或いはスラリーの洗浄装置70を用いて、システム80、或いはシステム90と同じ洗浄システムを構築することができる。
 更に、コア粒子の表面に付着した乳化剤などの不純物をより迅速に除去するために、必要に応じて、超音波発振装置あるいは温度制御装置を設置することができる。超音波発振装置あるいは温度制御装置は、スラリー洗浄装置10、スラリー洗浄装置60、あるいはスラリー洗浄装置70に設置することができる。超音波発振装置あるいは温度制御装置は、スラリー洗浄装置間のスラリーが流れる回路に設置することもできる。
 超音波発振装置は、複数のスラリー洗浄装置によって構成される洗浄システムに設置することができる。超音波発振装置は、洗浄システムの後半であって、かつ、一番末端にあるスラリーの洗浄装置よりも前の位置に設置することが好ましい。超音波発振装置を洗浄システムの前半に設置すると、スラリーにトナー以外の不純物が大量に残っているため、超音波によるトナー表面の洗浄効果が現れにくい。超音波発振装置を末端のスラリー洗浄装置よりも後に設置すると、超音波によってトナー表面から離脱させた乳化剤などの不純物が、スラリーに混入するため、その後の工程に影響する恐れがある。超音波発振装置を導入することにより、トナーの洗浄効率の改良だけでなく、洗浄途中に発生したトナー粒子の凝集体を再分散する効果も期待できる。
 温度制御装置は、スラリー洗浄装置、装置と装置との間におけるスラリーを流す回路、または、洗浄水を流す回路に設置することができる。温度制御装置によって制御されるスラリーの温度は、トナー粒子を構成する樹脂成分のガラス転移点及び融点より低い温度に設定されることが好ましい。スラリーの温度が、ガラス転移点及び融点よりも高く設定されると、洗浄途中にトナー粒子の凝集体が発生する恐れがある。
スラリー洗浄時の温度制御は、使用される洗浄水の温度制御によって実現することも可能である。その場合でも、前述の理由と同じく、洗浄水の温度は、トナー粒子を構成する樹脂成分のガラス転移点及び融点よりも低い温度に設定されることが好ましい。
 超音波発振装置と温度制御装置は、同時に利用することもできるが、それぞれ別々に利用することも可能である。トナー粒子を含有するスラリーを超音波処理する、或いは、温度制御することにより、トナー粒子の表面に付着した不純物をより効率的に取り除くことが可能となる。その結果、トナー粒子の洗浄効率を高めるのと同時に、トナー粒子を短時間で洗浄することが可能となる。
 本発明のスラリーの洗浄装置10、60、70は、コアシェル構造を有するトナー母粒子を製造する際に特に好ましく用いることができる。特に、粒子表面の帯電状態を厳密に制御することが要求される、コア粒子やシェル粒子を含むスラリーの洗浄工程に好ましく適用することができる。
 図11は、スラリーの洗浄装置の斜視図である。図12は、スラリーの洗浄装置の側断面図である。図13は、スラリーの洗浄装置の平断面図である。
 図11に示すように、本発明のスラリーの洗浄装置110は、スラリーを供給するためのスラリー供給口112と、定量的に(一定の流量で)スラリーを供給するスラリー供給装置146と、スラリーを排出するためのスラリー排出口114と、スラリーの排出量を制御するスラリー排出装置148と、洗浄水を供給するための洗浄水供給口116と、洗浄水を排出するための洗浄水排出口118と、を備えている。
 図12に示すように、スラリーの洗浄装置110は、スラリーと洗浄水とを接触させるための洗浄室120を備えている。スラリーの洗浄水を接触させることによって、スラリーに含まれる界面活性剤等の不要な成分を除去することができる。
 洗浄室120は、通水性を有する第1濾過面122及び第2濾過面124を有している。第1濾過面122は、洗浄室120の上方に配置されており、第2濾過面124は、洗浄室120の下方に配置されている。第1濾過面122及び第2濾過面124は、互いに略平行に配置されている。スラリー供給装置146経由で、定量的にスラリー供給口12から洗浄室120にスラリーが供給される。洗浄室120に供給されたスラリーは、第1濾過面122と第2濾過面124に接する空間を流れた後、スラリー排出口114から排出される。スラリー排出装置148経由で、スラリーが定量的に外部に排出される。
 スラリー供給装置146及びスラリー排出装置148は、スラリーの流量を制御できる装置である。スラリー供給装置146及びスラリー排出装置148は、例えば、定量ポンプ、流量コントローラー、または圧力調整弁によって構成される。スラリー供給装置146及びスラリー排出装置148によって、スラリーの流量を制御することにより、洗浄後のスラリーの濃度を調整することができる。
 洗浄室120の上方には、第1濾過面122を隔てて洗浄水貯留室126が設けられている。一方、洗浄室120の下方には、第2濾過面124を隔てて濾液貯留室128が設けられている。
 洗浄水は、洗浄水供給口116から供給される。洗浄水供給口116には、洗浄室120に一定流量で洗浄水を供給するための洗浄水供給装置160が設置されている。洗浄水流量を制御しやすい観点から、洗浄水供給装置160は、定量ポンプ或いは流量バルブなどの流量制御装置を含むことが好ましい。洗浄室120でのスラリーの流量及びスラリーの濃度は、洗浄水供給装置160によって供給される洗浄水の流量により制御することができる。
 洗浄水供給口116から供給された洗浄水は、洗浄水貯留室126に一旦貯留された後、第1濾過面122を通過して、洗浄室120に流入する。洗浄室120に流入した洗浄水は、洗浄室120においてスラリーと接触した後、第2濾過面124を通過して、濾液貯留室128に流入する。濾液貯留室128に流入した洗浄水(濾液)は、洗浄水排出口118から外部に排出される。
 濾過方式は、加圧濾過でも、減圧濾過でも良い。加圧濾過の場合は、排出側の圧力より高い圧力で洗浄水を供給する。減圧濾過の場合は、排出側から洗浄水を負圧吸引することにより、供給側の洗浄水を吸い込む。洗浄水の供給側と排出側の圧力差を調整することより、濾過速度を制御することができる。更に、スラリーの流量と洗浄水の流量とを同時に制御することで、洗浄効率を精密に制御できる。洗浄効率を精密に制御することによって、安定的な洗浄効果を得ることができる。
 本発明のスラリーの洗浄装置110によれば、洗浄室120においてスラリーと洗浄水とを効率よく接触させることができる。したがって、例えばトナーの製造工程において添加された界面活性剤や乳化剤、着色剤、あるいはトナーとならなかった未反応のモノマー等の不要な成分を効率良くスラリーから取り除くことができる。
 図12に示すように、スラリーの洗浄装置110は、大まかには、上方部材130、中間部材132、及び、下方部材134の3つの部分で構成されている。
 上方部材130は、略円筒状の部材からなる。上方部材130は、洗浄水貯留室126の周壁部を構成する部材である。
 中間部材132は、上方及び下方が開口した略円筒状の部材からなる。中間部材132は、洗浄室120の周壁部を構成する部材である。
 下方部材134は、上方部材130とほぼ同じ形状の略円筒状の部材からなる。下方部材134は、濾液貯留室128の周壁部を構成する部材である。
 上方部材130、中間部材132、及び下方部材134は、上方からこの順番に積層される。上方部材130、中間部材132、及び下方部材134は、スラリーの洗浄装置110を構成している。上方部材130、中間部材132、及び下方部材134は、複数本のボルト136によって上下方向に連結されている。
 図12に示すように、中間部材132の上方の開口部には、第1濾過面122が配置されている。第1濾過面122は、濾布122aと、その濾布122aの下面側に配置された支持部材122bによって構成されている。
 中間部材132の下方の開口部には、第2濾過面124が配置されている。第2濾過面124は、濾布124aと、その濾布124aの下面側に配置された支持部材124bによって構成されている。
 濾布122a、124aとしては、スラリー中に含まれるトナー母粒子や樹脂微粒子を分離することのできるものであれば、どのような濾布を用いることもできる。例えば、ナイロンやポリエステル、ポリプロピレン等の樹脂製の濾布を用いることができる。使用する濾布の目開きの大きさは、スラリー中に含まれるトナー母粒子や樹脂微粒子を分離することができ、かつ、洗浄水の通水を過度に阻害しない程度の大きさであれば、どのような大きさであってもよい。
 支持部材122b、124bとしては、濾布122a、124aを支持できる程度の剛性を有する部材であればどのようなものでも用いることが可能である。支持部材122b、124bとしては、例えば、ステンレス等の金属製のメッシュ部材やパンチングプレートを用いることができる。濾布122aの下面側に配置された支持部材122bによって、濾布122aの形状が保持されている。また、支持部材122bによって、濾布122aが洗浄水の圧力によって下方に撓むことが防止されている。濾布124aの下面側に配置された支持部材124bによって、濾布124aの形状が保持されている。また、支持部材124bによって、濾布24aが洗浄水の圧力によって下方に撓むことが防止されている。
 図12に示すように、第1濾過面122を構成する濾布122aの周縁部は、上方部材130の下端部と中間部材132の上端部との間に挟まれている。これにより、濾布122aが移動しないように固定されている。また、第2濾過面124を構成する濾布124aの周縁部は、下方部材134の上端部と中間部材132の下端部との間に挟まれている。これにより、濾布124aが移動しないように固定されている。
 図13に示すように、略円筒状に形成された洗浄室120の内部には、送出手段140が配置されている。送出手段140は、スラリー供給口112から供給されたスラリーを、スラリー排出口114に向けて送り出すための手段である。
 本実施形態において、送出手段140は、4枚の羽根を有する回転可能な羽根部材142によって構成されている。この羽根部材142は、例えば硬質の合成樹脂や、ステンレス等の金属によって形成されている。羽根部材142としては、例えば攪拌羽根を用いることができる。羽根部材142は、隣り合う2枚の羽根がなす角度が90度となるように構成されている。羽根部材142の羽根の枚数は、4枚に限定されず、例えば3枚以下でもよいし、5枚以上でもよい。
 図13に示すように、略円筒状に形成された洗浄室120には、スラリー供給口112及びスラリー排出口114が設けられている。スラリー供給口112及びスラリー排出口114は、洗浄室120の外周部における異なる周方向の位置に設けられている。スラリー供給口112及びスラリー排出口114は、互いに周方向におよそ90度以上離れた位置に設けられている。
 図13において、スラリー供給口112と洗浄室120の中心を結ぶ線と、スラリー排出口114と洗浄室120の中心を結ぶ線とは、角度αをなしている。羽根部材42の隣り合う2枚の羽根は、角度βをなしている。角度αは、180度より小さく、かつ、角度βと同じかそれよりも大きいことが好ましい。αがβと同じか、βよりも大きい場合には、スラリー供給口112から供給されるスラリーが、スラリー排出口114から排出されるスラリーに混じり合うことが防止されるからである。なお、本実施形態では、αが90度以上であり、かつ、βが90度に設定されているため、このような効果が得られている。
 羽根部材142の高さは、洗浄室120の高さとほぼ同じ(例えば、洗浄室120の高さの80%以上)であることが好ましい。羽根部材142の高さを洗浄室120の高さとほぼ同じに設定することにより、羽根部材142と濾過面との隙間を狭くすることができる。羽根部材142と濾過面との隙間を狭くすることにより、羽根部材142の隣り合う2枚の羽根の間にあるスラリーが、他の隣り合う2枚の羽根の間の空間へ混合または拡散することを防止することができる。その結果、洗浄効率を高めることができる。
 図11、図12に示すように、上方部材130のさらに上方には、洗浄室120内に配置された羽根部材142を回転させるための回転手段144が設置されている。回転手段144は、例えば電動モータによって構成されている。この回転手段144によって、羽根部材142を任意の回転方向に、任意の回転速度で回転させることが可能となっている。
 図12に示すように、本発明のスラリーの洗浄装置110は、スラリーを供給するためのスラリー供給装置146、スラリーを排出するためのスラリー排出装置148、及び、洗浄水を供給するための洗浄水供給装置160を備えている。
 スラリー供給装置146及びスラリー排出装置148は、スラリーの流量を制御できる装置である。スラリー供給装置146及びスラリー排出装置148は、例えば、定量ポンプ、流量コントローラー、及び/または圧力調整弁によって構成される。
 スラリー供給装置146及びスラリー排出装置148によって、スラリーの流量を制御することができる。スラリーの流量を制御することにより、洗浄後のスラリーの濃度を調整することができる。
 洗浄水供給装置160は、洗浄水の流量を制御できる装置である。洗浄水供給装置160は、例えば、定量ポンプ、流量コントローラー、及び/又は圧力調整弁によって構成される。
 洗浄水供給装置160によって、洗浄水の流量を制御することができる。洗浄水の流量を制御することにより、濾過効率及び洗浄効率を制御することができる。
 図13に示すように、本発明のスラリーの洗浄装置110において、羽根部材142の回転する方向と、スラリーが流れる方向は一致している。すなわち、図13において、羽根部材142が左に回転する場合、スラリーは左に回転する方向に流れる。羽根部材142が右に回転する場合、スラリーは右に回転する方向に流れる。
 スラリー又は羽根部材142の回転方向は、略円筒状に形成された洗浄室120の外周部に沿ったスラリー供給口112からスラリー排出口114までの距離が最大となる方向であることが好ましい。この場合、スラリー供給口112から供給されるスラリーは、羽根部材の回転によって移動する。略円筒状に形成された洗浄室120の中において、スラリーの移動距離は最大となる。スラリーの移動距離が最大となることによって、洗浄効率がより高くなる。
 図12において、洗浄水は、第1濾過面122から第2濾過面124に向かう方向に流れる。すなわち、洗浄水は、洗浄室120を上から下に向かって流れる。また、図13において、洗浄水は、紙面を垂直に貫く方向に流れる。
 したがって、スラリーは洗浄室120内を回転する一方、洗浄水はスラリーの回転面に対して垂直方向に流下する。これにより、スラリーと洗浄水とを極めて効率的に接触させることが可能となっている。また、スラリーに含まれる界面活性剤等の不要成分を、短時間で効率的に除去することが可能となっている。
 本発明のスラリーの洗浄装置110において、洗浄室120を流れるスラリーは、第1濾過面122及び第2濾過面124に接触することができる。洗浄水貯留室126に貯留された洗浄水は、第1濾過面122を通過して洗浄室120に流入する。洗浄室120においてスラリーと接触した洗浄水は、第2濾過面124によって濾過された後、洗浄水排出口118から排出される。したがって、第1濾過面122及び第2濾過面124によって、広い濾過面積が確保される。その結果、スラリーに含まれる界面活性剤等の不要成分を、短時間で効率的に除去することが可能となっている。
 本発明のスラリーの洗浄装置110において、スラリーは羽根部材142によって連続的に運ばれるため、第2濾過面124の上にトナー母粒子が堆積して不均一な厚みの層が形成されることを防止することができる。したがって、第2濾過面124がトナー母粒子によって目詰まりすることを防止することができる。その結果、スラリーを連続的にかつ安定的に洗浄することができる。
 上記実施形態では、上方に配置された洗浄水供給口116から洗浄水を供給し、下方に配置された洗浄水排出口118から洗浄水を排出する例について説明したが、この逆の構成も可能である。すなわち、下方に配置された洗浄水排出口118から洗浄水を供給し、上方に配置された洗浄水供給口116から洗浄水を排出することも可能である。この場合、第2濾過面124の濾布124aに目詰まりしたトナー母粒子を、逆洗によって取り除くことが可能である。さらに、第2濾過面124にトナー母粒子が目詰まりしてスラリーの洗浄速度が低下することを防止することができる。
 図14は、積層型スラリーの洗浄装置160の構成例を示す斜視図である。図15は、積層型スラリーの洗浄装置160の断面図である。
 スラリーの洗浄装置160は、直列に連結された複数台の洗浄装置によって構成されている。複数台の洗浄装置は、上下方向に積み重ねられている。
 図14、図15に示すように、積層型スラリーの洗浄装置160は、第1洗浄装置162、第2洗浄装置164、第3洗浄装置166、及び第4洗浄装置168を備えている。第1~第4洗浄装置162,164,166,168は、上記で説明したスラリーの洗浄装置10と同様の構成を有している。
 第1洗浄装置162のスラリー排出口は、第2洗浄装置164のスラリー供給口に接続している。第2洗浄装置164のスラリー排出口は、第3洗浄装置166のスラリー供給口に接続している。第3洗浄装置166のスラリー排出口は、第4洗浄装置168のスラリー供給口に接続している。したがって、第1洗浄装置162のスラリー供給口112から供給されたスラリーは、第1洗浄装置162、第2洗浄装置164、第3洗浄装置166、及び第4洗浄装置168によって洗浄された後、第4洗浄装置168のスラリー排出口114から排出される。
 積層型スラリーの洗浄装置160において、洗浄水が流れる方向と、スラリーが流れる方向は逆となっている。すなわち、洗浄水は上方から下方に流れる一方、スラリーは下方から上方に流れる。
 複数台のスラリーの洗浄装置110を直列に連結することによって、スラリーに含まれる界面活性剤等の不要成分をより短時間で効率的に除去することができる。また、下方に向かって流れる洗浄水と、上方に向かって流れるスラリーとを向流接触させることが可能である。洗浄水とスラリーの向流接触により、スラリーの洗浄効率をより高めることが可能となっている。洗浄水の使用量も削減することができる。また、複数台のスラリーの洗浄装置110を積み重ねて連結することによって、積層型スラリーの洗浄装置160の設置スペースを小さくすることができる。
 図16は、複数台(3台)のスラリーの洗浄装置或いは積層型スラリーの洗浄装置を含むシステム170の構成例を示している。システム170において、複数台の装置は、直列に連結されている。
 図16に示すように、システム170は、第1洗浄装置172、第2洗浄装置174、及び第3洗浄装置176を備えている。第1~第3洗浄装置172,174,176は、上記で説明したスラリーの洗浄装置110または積層型スラリーの洗浄装置160と同様の構成を有している。
 第1洗浄装置172のスラリー排出口は、第2洗浄装置174のスラリー供給口に接続している。第2洗浄装置174のスラリー排出口は、第3洗浄装置176のスラリー供給口に接続している。したがって、第1洗浄装置172のスラリー供給口から供給されたスラリーは、第1洗浄装置172、第2洗浄装置174、及び第3洗浄装置176によって洗浄された後、第3洗浄装置176のスラリー排出口から排出される。
 洗浄水は、各洗浄装置に設置された洗浄水供給口から供給される。各洗浄装置の内部において、洗浄水とスラリーが混合された後、洗浄水が濾過される。濾過された洗浄水は、各洗浄装置に設置された洗浄水排出口から排出される。
 複数台のスラリーの洗浄装置110を直列に連結することによって、スラリーに含まれる界面活性剤等の不要成分をより短時間で効率的に除去することが可能となる。
 図17は、複数台(3台)のスラリーの洗浄装置或いは積層型スラリーの洗浄装置を含むシステム180の構成例を示している。システム180において、複数台の装置は、直列に連結されている。
 図17に示すように、システム180は、第1洗浄装置182、第2洗浄装置184、及び第3洗浄装置186を備えている。第1~第3洗浄装置182,184,186は、上記で説明したスラリーの洗浄装置110または積層型スラリーの洗浄装置160と同様の構成を有している。
 第1洗浄装置182のスラリー排出口は、第2洗浄装置184のスラリー供給口に接続している。第2洗浄装置184のスラリー排出口は、第3洗浄装置186のスラリー供給口に接続している。したがって、第1洗浄装置182のスラリー供給口から供給されたスラリーは、第1洗浄装置182、第2洗浄装置184、及び第3洗浄装置186によって洗浄された後、第3洗浄装置186のスラリー排出口から排出される。
 洗浄水の流れる方向は、スラリーの流れる方向と逆に設定されている。第3洗浄装置186の洗浄水排出口は、第2洗浄装置184の洗浄水供給口に接続している。第2洗浄装置184の洗浄水排出口は、第1洗浄装置182の洗浄水供給口に接続している。したがって、第3洗浄装置186の洗浄水供給口から供給された洗浄水は、第3洗浄装置186、第2洗浄装置184、及び第1洗浄装置182によってスラリーと混合及び濾過された後、第1洗浄装置182の洗浄水排出口から排出される。
 複数台のスラリーの洗浄装置或いは積層型スラリーの洗浄装置を直列に連結することによって、スラリーに含まれる界面活性剤等の不要成分をより短時間で効率的に除去することが可能となる。
 前記スラリーの洗浄装置110、積層型スラリーの洗浄装置160、システム170、あるいはシステム180を用いて、スラリーを洗浄することができる。スラリーを洗浄する方式は、スラリーを各洗浄装置に一回通過させる連続式でもよい。スラリーを洗浄する方式は、循環回路を経由させて、スラリーを各洗浄装置に複数回通過させるバッチ式でも良い。生産性の観点から、スラリーの洗浄方式は、連続式が好ましい。
 コア粒子の表面に付着している乳化剤などの不純物をより迅速に除去するために、超音波発振装置あるいは温度制御装置を用いてもよい。超音波発振装置あるいは温度制御装置は、スラリーの洗浄装置110、積層型スラリーの洗浄装置160、システム170、あるいはシステム180のスラリーの流れる回路に設置することができる。
 超音波発振装置は、複数のスラリー洗浄装置によって構成される洗浄システムに設置することができる。超音波発振装置は、洗浄システムの後半であって、かつ、一番末端にあるスラリーの洗浄装置よりも前の位置に設置することが好ましい。超音波発振装置を洗浄システムの前半に設置すると、スラリーにトナー以外の不純物が大量に残っているため、超音波によるトナー表面の洗浄効果が現れにくい。超音波発振装置を末端のスラリー洗浄装置よりも後に設置すると、超音波によってトナー表面から離脱させた乳化剤などの不純物が、スラリーに混入するため、その後の工程に影響する恐れがある。超音波発振装置を導入することにより、トナーの洗浄効率の改良だけでなく、洗浄途中に発生したトナー粒子の凝集体を再分散する効果も期待できる。
 温度制御装置は、スラリー洗浄装置、装置と装置との間におけるスラリーを流す回路、または、洗浄水を流す回路に設置することができる。温度制御装置によって制御されるスラリーの温度は、トナー粒子を構成する樹脂成分のガラス転移点及び融点より低い温度に設定されることが好ましい。スラリーの温度が、ガラス転移点及び融点よりも高く設定されると、洗浄途中にトナー粒子の凝集体が発生する恐れがある。
 スラリー洗浄時の温度制御は、使用される洗浄水の温度制御によって実現することも可能である。その場合でも、前述の理由と同じく、洗浄水の温度は、トナー粒子を構成する樹脂成分のガラス転移点及び融点よりも低い温度に設定されることが好ましい。
 超音波発振装置と温度制御装置は、同時に利用することもできるが、それぞれ別々に利用することも可能である。トナー粒子を含有するスラリーを超音波処理する、或いは、温度制御することにより、トナー粒子の表面に付着した不純物をより効率的に取り除くことが可能となる。その結果、トナー粒子の洗浄効率を高めるのと同時に、トナー粒子を短時間で洗浄することが可能となる。
 本発明のスラリーの洗浄装置110、積層型スラリーの洗浄装置160、システム170、あるいはシステム180は、コアシェル構造を有するトナー母粒子を製造する際に特に好ましく用いることができる。特に、粒子表面の帯電状態を厳密に制御することが要求される、コア粒子やシェル粒子を含むスラリーの洗浄工程に好ましく適用することができる。
 図18は、スラリーの洗浄装置の断面図である。図19は、図18に示すスラリーの洗浄装置のA-A線断面図である。
 図18及び図19に示すように、スラリーの洗浄装置210は、洗浄室220を備えている。洗浄室220は、スラリーと洗浄水とを接触させることでスラリーを洗浄するための空間である。スラリーを洗浄することによって、スラリーに含まれる界面活性剤等の余分な成分を除去することができる。
 スラリーの洗浄装置210は、スラリー供給口212と、スラリー供給装置P2と、スラリー排出口214と、スラリー排出装置P3と、を備えている。スラリー供給口212は、洗浄室220にスラリーを供給するための入口である。スラリー供給装置P2は、定量的に(一定の流量で)スラリーを供給する装置である。スラリー排出口214は、洗浄後のスラリーを洗浄室220から排出するための出口である。スラリー排出装置P3は、スラリーの排出量を制御する装置である。
 スラリーの洗浄装置210は、略円筒形状の給水筒230、内筒部材232、及び外筒部材234を備えている。外筒部材234の内側に、内筒部材232が配置されている。内筒部材232の内側に、給水筒230が配置されている。つまり、給水筒230、内筒部材232、及び外筒部材234の3つの部材は、それらの中心軸が一致するように組み合わされて三重筒を構成している。
 このように組み合わされた給水筒230、内筒部材232、及び外筒部材234の両端部のそれぞれには、フランジ216がボルト218によって取り付けられている。その結果、給水筒230と内筒部材232との間には、スラリーと洗浄水とを接触させるための空間である洗浄室220が形成されている。また、内筒部材232と外筒部材234との間には、濾過部材236によって濾過された洗浄水(濾液)を貯留するための濾液貯留室238が形成されている。濾過部材236は、内筒部材232の内側に取り付けられている。
 給水筒230、内筒部材232、及び外筒部材234は、特に制限するものではないが、例えばステンレス等の金属材料によって形成されている。
 給水筒230の外周面には、複数の散水孔231がその全長にわたって形成されている。複数の散水孔231の直径は、特に制限するものではないが、例えば0.1mm~5.0mmの範囲にすることができる。
 給水筒230の一端には、給水筒230の内部に送り込む洗浄水の量を制御するための洗浄水供給装置P1が接続されている。洗浄水流量を制御しやすい観点から、洗浄水供給装置P1は、定量ポンプ或いは流量バルブなどの流量制御装置によって構成されることが好ましい。洗浄室220内のスラリーの流量及びスラリーの濃度は、洗浄水供給装置P1によって供給される洗浄水の流量により制御することができる。
 洗浄水供給装置P1によって給水筒230の内部に送り込まれた洗浄水は、給水筒230の外周面に設けられた複数の散水孔231から噴出する。このため、給水筒230の全長及び全周囲にわたって洗浄水を噴出させることが可能である。また、洗浄室220の内部に洗浄水を効率良くかつ均一に供給することが可能となっている。
 内筒部材232の外周面には、液体を通過させることのできる複数の通液孔233が設けられている。複数の通液孔233の直径は、特に制限するものではないが、例えば1.0mm~10mmの範囲にすることができる。
 内筒部材232の内側には、円筒状の濾過部材236が取り付けられている。この濾過部材236は、内筒部材232によって支持されており、洗浄水の圧力を受けたときに撓むことが防止されている。濾過部材236の両端部は、フランジ216と内筒部材232の端部との間に挟まれることで固定されている。
 濾過部材236としては、例えば濾布を用いることができる。濾布としては、スラリー中に含まれるトナー母粒子や樹脂微粒子を分離することのできるものであれば、どのような濾布を用いることもできる。例えば、ナイロンやポリエステル、ポリプロピレン等の樹脂製の濾布を用いることができる。使用する濾布の目開きの大きさは、スラリー中に含まれるトナー母粒子や樹脂微粒子を分離することができ、かつ、洗浄水の通水を過度に阻害しない程度の大きさであれば、どのような大きさであってもよい。
 スラリーの洗浄装置210は、スラリー供給装置P2と、スラリー排出装置P3とを備えている。スラリー供給装置P2は、スラリー供給口212から洗浄室220内に定量的にスラリーを供給する装置である。スラリー排出装置P3は、スラリー排出口214からのスラリーの排出量を制御する装置である。
 スラリー供給装置P2及びスラリー排出装置P3は、スラリーの流量を制御できる装置である。スラリー供給装置P2及びスラリー排出装置P3は、それぞれ、定量ポンプ、流量コントローラー、及び圧力調整弁などから構成される。スラリーの流量を制御することにより、洗浄後のスラリーの濃度を調整することができる。
 給水筒230の外周面に設けられた複数の散水孔231から噴出した洗浄水は、洗浄室220内に供給される。洗浄室220内に供給された洗浄水は、洗浄室220においてスラリーと接触する。スラリーと接触した洗浄水は、内筒部材232の内側に取り付けられた濾過部材236によって濾過される。そして、濾過部材236によって濾過された洗浄水は、内筒部材232に設けられた複数の通液孔233を通過して、内筒部材232と外筒部材234との間に形成された濾液貯留室238に貯留される。濾液貯留室238に貯留された洗浄水(濾液)は、濾液貯留室238の下方に設けられた濾液排出口240から外部に排出される。
 濾過方式は、加圧濾過でも、減圧濾過でも良い。加圧濾過の場合は、供給側の洗浄水を加圧する。これにより、供給側の洗浄水の圧力を、排出側の洗浄水の圧力よりも高くする。減圧濾過の場合は、排出側から洗浄水を吸引することにより、供給側の洗浄水を吸い込む。洗浄水の供給側と排出側の圧力差を調整することより、濾過速度を制御することができる。更に、スラリーの流量と洗浄水の流量とを同時に制御することで、洗浄効率の精密制御ができる。その結果、安定的な洗浄効果を得ることができる。
 本発明のスラリーの洗浄装置210によれば、洗浄室220においてスラリーと洗浄水とを効率よく接触させることができる。これにより、例えばトナーの製造工程において添加された界面活性剤や乳化剤、着色剤、あるいはトナー母粒子に取り込まれなかった余分な樹脂等の不要な成分を効率良く取り除くことができる。
 本発明のスラリーの洗浄装置210によれば、給水筒230の外面の全周囲に複数の散水孔231が設けられている。複数の散水孔231から洗浄水を噴出させることによって、洗浄水とスラリーとを短時間で効率良く接触させることができる。この結果、スラリーを短時間で均一に洗浄することが可能である。
 本発明のスラリーの洗浄装置210によれば、スラリーを流しながら洗浄することができるため、バッチ式の洗浄方式よりも効率的にスラリーを洗浄することができる。
 本発明のスラリーの洗浄装置210によれば、内筒部材232の内側に取り付けられた濾過部材236によって洗浄水を濾過することが可能である。したがって、大きな濾過面積を確保することができる。この結果、スラリーを極めて短時間に洗浄することが可能である。
 本発明のスラリーの洗浄装置210によれば、内筒部材232の中心軸の方向に沿って、スラリーを一定の速度で流すことができる。スラリーを流しながら洗浄することが可能であるため、濾過部材236の表面にトナー等の固形分が堆積することを防止することができる。この結果、長時間にわたって安定的にスラリーを洗浄することが可能となっている。
 図20は、別の実施形態に係るスラリーの洗浄装置の断面図である。図21は、図20に示すスラリーの洗浄装置のB-B線断面図である。
 図20に示すように、スラリーの洗浄装置250は、給水筒230を備えている。給水筒230の外周には、螺旋状のスクリュ252が取り付けられている。このスクリュ252によって、スラリーをスラリー供給口212からスラリー排出口214に向けて移送することができる。
 スラリーの洗浄装置250は、給水筒230及びスクリュ252を回転させるための回転駆動手段258を備えている。回転駆動手段258と給水筒230は、連結軸260によって連結されている。給水筒230の両端は、軸受254a、254bによって回転可能に支持されている。
 スラリーの洗浄装置250は、給水ポンプP1から延びる配管257を備えている。配管257と給水筒230は、ロータリジョイント256によって回転可能に連結されている。本実施形態に係るスラリーの洗浄装置250のその他の構成は、上記したスラリーの洗浄装置210と同様である。図20及び図21において、上記したスラリーの洗浄装置210と同一の要素には、同一の符号を付している。
 スラリーの洗浄装置250は、スラリーを洗浄することのできる洗浄装置として機能する。同時に、スラリーの洗浄装置250は、スラリーを移送することのできるスクリュコンベヤとして機能する。
 スラリーの洗浄装置250は、スラリーを移送しながら洗浄することが可能である。スラリーの洗浄装置250によってスラリーを洗浄した場合、スラリーの洗浄室220内での移動経路が長い。したがって、スラリーと濾過面との接触時間が長くなるため、濾過効率が高くなる。更に、スラリーの拡散を防ぐことができるため、バッチ式の洗浄方式よりも効率的かつ短時間でスラリーを洗浄することが可能である。
 その上、スクリュ252の外周先端と、濾過部材236との間で、濾過部材236に堆積したトナーが削られる。このような削り効果によって、トナーなどの固形分の堆積層の厚さを制御できる。トナーの堆積層の厚さを制御することにより、濾過部材236の目詰まりを防止することができる。この結果、濾過速度を安定的に維持することができる。
 スクリュ252によって、濾過部材236の目詰まりを防止することができる。これにより、スラリーの量に対する洗浄水の量の割合を大きくすることができる。洗浄水の量の割合を大きくすることによって、高い洗浄効果を実現することができる。
 スクリュ252は、連続的に形成された螺旋羽根である例を示しているが、その他の形態であってもよい。例えば、スクリュ252は、給水筒230の外周面に取り付けられた複数枚の羽根によって構成されてもよい。スクリュ252は、給水筒230の外周面に、例えば溶接によって取り付けることができる。
 給水筒230及びスクリュ252を回転させるための回転駆動手段258としては、例えば電動モータを用いることができる。回転駆動手段258と連結軸260との間には、動力伝達要素が組み込まれていてもよい。動力伝達要素としては、例えば、ギア、ベルト、あるいは減速機等を用いることができる。
 本実施形態のスラリーの洗浄装置250によれば、スクリュ252によってスラリーが攪拌されるのと同時に、給水筒230の外周面に設けられた複数の散水孔231からは洗浄水が噴出する。このため、スラリーと洗浄水とを、上記したスラリーの洗浄装置210よりも効率的に混合・接触させることが可能である。したがって、スラリーの洗浄装置250によれば、スラリーをより短時間で効率的に洗浄することが可能である。
 図22は、複数台(4台)のスラリーの洗浄装置を直列に連結したシステム270の構成例を示している。
 図22に示すように、システム270は、第1洗浄装置272、第2洗浄装置274、第3洗浄装置276、及び第4洗浄装置278を備えている。第1~第4洗浄装置272,274,276,278は、上記で説明したスラリーの洗浄装置210またはスラリーの洗浄装置250と同様の構成を有している。
 第1洗浄装置272のスラリー排出口は、第2洗浄装置274のスラリー供給口に接続している。第2洗浄装置274のスラリー排出口は、第3洗浄装置276のスラリー供給口に接続している。第3洗浄装置276のスラリー排出口は、第4洗浄装置278のスラリー供給口に接続している。したがって、第1洗浄装置272のスラリー供給口から供給されたスラリーは、第1洗浄装置272、第2洗浄装置274、第3洗浄装置276、及び第4洗浄装置278によって洗浄された後、第4洗浄装置278のスラリー排出口から排出される。
 複数台のスラリーの洗浄装置を直列に連結することによって、スラリーに含まれる界面活性剤等の不要成分をより短時間で効率的に除去することが可能となる。
 図23は、複数台(4台)のスラリーの洗浄装置210を直列に連結したシステム280の構成例を示している。
 図23に示すように、システム280は、システム270と同様に、第1洗浄装置282、第2洗浄装置284、第3洗浄装置286、及び第4洗浄装置288を備えている。第1~第4洗浄装置282,284,286,288は、上記で説明したスラリーの洗浄装置210と同様の構成を有している。システム280を構成する第1~第4洗浄装置282,284,286,288の配管は、洗浄水の配管を除いて、システム270と同様に接続されている。
 洗浄水と濾液を流す配管の接続に関して、システム280の場合は、洗浄水の流れる方向が、スラリーの流れる方向と逆に設定されている。第4洗浄装置288の洗浄水排出口は、第3洗浄装置286の洗浄水供給口に接続している。第3洗浄装置286の洗浄水排出口は、第2洗浄装置284の洗浄水供給口に接続している。第2洗浄装置284の洗浄水排出口は、第1洗浄装置282の洗浄水供給口に接続している。したがって、第4洗浄装置288の洗浄水供給口から供給された洗浄水は、第4洗浄装置288、第3洗浄装置286、第2洗浄装置284、及び第1洗浄装置282においてスラリーと混合及び濾過された後、第1洗浄装置282の洗浄水排出口から濾液として排出される。このように、スラリーの流れる方向を、洗浄水の流れる方向と逆に設定することによって、より少ない洗浄水でスラリーを洗浄することが可能となる。
 更に、コア粒子の表面に付着した乳化剤などの不純物をより迅速に除去するために、必要に応じて、超音波発振装置あるいは温度制御装置を設置することができる。超音波発振装置あるいは温度制御装置は、スラリー洗浄装置10に設置することができる。超音波発振装置あるいは温度制御装置は、スラリー洗浄装置間のスラリーが流れる回路に設置することもできる。
 超音波発振装置は、複数のスラリー洗浄装置によって構成される洗浄システムに設置することができる。超音波発振装置は、洗浄システムの後半であって、かつ、一番末端にあるスラリーの洗浄装置よりも前の位置に設置することが好ましい。超音波発振装置を洗浄システムの前半に設置すると、スラリーにトナー以外の不純物が大量に残っているため、超音波によるトナー表面の洗浄効果が現れにくい。超音波発振装置を末端のスラリー洗浄装置よりも後に設置すると、超音波によってトナー表面から離脱させた乳化剤などの不純物が、スラリーに混入するため、その後の工程に影響する恐れがある。超音波発振装置を導入することにより、トナーの洗浄効率の改良だけでなく、洗浄途中に発生したトナー粒子の凝集体を再分散する効果も期待できる。
 温度制御装置は、スラリー洗浄装置、装置と装置との間におけるスラリーを流す回路、または、洗浄水を流す回路に設置することができる。温度制御装置によって制御されるスラリーの温度は、トナー粒子を構成する樹脂成分のガラス転移点及び融点より低い温度に設定されることが好ましい。スラリーの温度が、ガラス転移点及び融点よりも高く設定されると、洗浄途中にトナー粒子の凝集体が発生する恐れがある。
 スラリー洗浄時の温度制御は、使用される洗浄水の温度制御によって実現することも可能である。その場合でも、前述の理由と同じく、洗浄水の温度は、トナー粒子を構成する樹脂成分のガラス転移点及び融点よりも低い温度に設定されることが好ましい。
 超音波発振装置と温度制御装置は、同時に利用することもできるが、それぞれ別々に利用することも可能である。トナー粒子を含有するスラリーを超音波処理する、或いは、温度制御することにより、トナー粒子の表面に付着した不純物をより効率的に取り除くことが可能となる。その結果、トナー粒子の洗浄効率を高めるのと同時に、トナー粒子を短時間で洗浄することが可能となる。
 本発明のスラリーの洗浄装置は、コアシェル構造を有するトナー母粒子を製造する際に特に好ましく用いることができる。特に、粒子表面の帯電状態を厳密に制御することが要求されるコア粒子やシェル粒子を含むスラリーの洗浄工程に好ましく適用することができる。
 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。以下の例で「部」とあるのは「質量部」を意味する。実際の試験は、以下の方法により行った。
 粒子径、円形度、電気伝導度、及び、熱特性は、次のように測定した。
<中位径(D50)>
 1ミクロン未満の粒子の中位径(D50)を、日機装株式会社製型式MicrotracNanotrac150(以下ナノトラックと略す)、および、同社製解析ソフトMicrotracParticle Analyzer Ver10.1.2-019EEを用いて測定した。測定条件は、以下の通りである。
 溶媒:電気伝導度が0.5μS/cmのイオン交換水
 溶媒屈折率:1.333
 測定時間:600秒
 測定回数:1回
 粒子屈折率:1.59
 透過性:透過
 粒子形状:真球形
 粒子密度:1.04
<体積中位径(Dv50)>
 1ミクロン以上の粒子の体積中位径(Dv50)を、ベックマン・コールター社製マルチサイザーIII(アパーチャー径100μm:以下、マルチサイザーと略す)を用いて測定した。同社製アイソトンIIを分散媒として、分散質濃度0.03%になるように粒子を分散させて体積中位径を測定した。
<平均円形度>
 平均円形度を、フロー式粒子分析装置(FPIA3000:シスメックス社製)を用いて測定した。測定の際に、分散質を分散媒に分散させた。測定条件は、以下の通りである。
 分散媒:セルシース(シスメックス社製)
 分散質濃度:5720~7140個/μl
 HPF分析量:0.35μl
 HPF検出量:2000~2500個
 測定モード:HPFモード
<電気伝導度>
 電気伝導度を、導電率計(アズワン株式会社製、CyberScanCON100)を用いて測定した。
<重量平均分子量(Mw)>
 重合体一次粒子分散液のTHF可溶成分を、以下の条件で、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
 測定装置:東ソー社製GPC装置 HLC-8020
 カラム:ポリマーラボラトリー 社製PL-gel Mixed-B 10μ
 溶媒:THF
 試料濃度:0.1重量%
 検量線:標準ポリスチレン
[実施例1]
<ワックス分散液A1の調製> 
<ワックス・長鎖重合性単量体分散液A1の調製> 
 パラフィンワックス(日本精蝋(株),HNP-9、融点82℃)100部、ステアリルアクリレート10.4部、20%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液(第一工業製薬社製、ネオゲンS20D、以下20%DBS水溶液と略す)7.0部、及び脱塩水253.0部を混合した。得られた混合物を90℃に加熱して、ホモミキサー(特殊機化工業社製 マークIIfモデル)を用い10分間攪拌した。次いで、90℃加熱下で、高圧乳化機を用いて、20MPaの加圧条件で循環乳化を開始した。ナノトラックで粒子径を測定した。中位径(D50)が500nm以下になるまで、ワックスを分散させて乳化液A1を調製した。中位径(D50)は、250nmであった。
<重合体一次粒子分散液B1の調製> 
 攪拌装置(3枚翼)、加熱冷却装置、濃縮装置、及び各原料及び助剤の仕込み装置を備えた反応器を準備した。この反応器に、ワックス分散液A1 35.8部、及び脱塩水260部を仕込み、これらを攪拌しながら窒素気流下で90℃に加熱した。
 その後、攪拌を続けたまま、反応器に、下記のモノマー類及び乳化剤溶液の混合物を300分かけて添加した。反応器にモノマー類及び乳化剤水溶液の混合物を滴下することによって、重合が開始する。下記の開始剤水溶液1を、重合開始から30分後に、270分かけて添加した。開始剤水溶液2を、さらに60分かけて添加した。その後、攪拌を続けたまま、反応器の内部の温度を90℃に1時間維持した。
[モノマー類]
スチレン               72.3部
アクリル酸ブチル           27.7部
アクリル酸              1.5部
トリクロロブロモメタン        1.0部
ヘキサンジオールジアクリレート    0.9部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液          1.0部
脱塩水                67.3部
[開始剤水溶液1]
8%過酸化水素水溶液         15.5部
8%L-(+)アスコルビン酸水溶液  15.5部
[開始剤水溶液2]
8%L-(+)アスコルビン酸水溶液  14.2部
 重合反応が終了した後、反応器を冷却した。反応器の内部からは、乳白色の重合体一次粒子分散液B1が得られた。重合体一次粒子分散液B1に含まれる粒子の中位径(D50)を、ナノトラックを用いて測定した。中位径(D50)は、270nmであった。重量平均分子量(Mw)は、68000であった。
<トナー母粒子C1の製造> 
 攪拌装置(ダブルヘリカル翼)、加熱冷却装置、濃縮装置、及び各原料及び助剤の仕込み装置を備えた混合器を準備した。この混合器に、室温(約25℃)で、重合体一次粒子分散液B1 100部(固形分)を仕込んだ。分散液B1に、シアン顔料分散液(大日精化社製  EP700)4.4部(固形分)を、5分かけて添加した。混合器内でこれらを均一に混合した後、混合器に、0.5%硫酸アルミ溶液0.3部(固形分)を滴下した。その後、100分かけて、反応器内部の温度を52℃まで加熱した。マルチサイザーを用いて、混合物に含まれる粒子の体積中位径(Dv50)を測定した。粒子の中位径が6.8ミクロンを超えた後、混合物に20%DBS水溶液4.0部(固形分)を添加した。混合物を50分かけて97℃まで加熱した後、その温度を90分保持した。
 その後、20分かけて、混合器内を30℃まで冷却した。これにより、混合器内からは、トナー母粒子C1の分散液であるスラリーが得られた。
 スラリーに含まれる粒子の体積中位径(Dv50)を、マルチサイザーIIIを用いて測定した。中位径は、7.0μmであった。
 スラリーに含まれる粒子の平均円形度を、フロー式粒子分析装置で測定した。平均円形度は、0.98であった。
<トナー母粒子を含むスラリーD1の調製> 
 トナー母粒子C1の分散液であるスラリーの固形分濃度を測定した。スラリーに脱塩水を添加して、固形分濃度が15%になるように調整した。固形分濃度が15%に調整されたスラリーを、スラリーD1とする。スラリーD1の電気伝導度は、3500μsであった。
 上記で説明したスラリーの洗浄装置を用いて、固形分濃度15%のスラリーの洗浄を行った。スラリーD1の電気伝導度が目標値以下となるまで、洗浄を行った。
 図24に示すスラリーの洗浄システム300を用いて、スラリーD1の洗浄を行った。
 システム300は、第1洗浄装置310、第2洗浄装置320、及び第3洗浄装置330を備えている。第1~第3洗浄装置310、320、330は、図12に示すスラリーの洗浄装置110と同様の構成を有している。第1~第3洗浄装置310、320、330の内径は、105mmである。
 スラリーD1を、第1洗浄装置310のスラリー供給口に供給した。4つの定量ポンプP11、P12、P13、P14によって、スラリーを送液した。ポンプP11は、第1洗浄装置310の前に設置されている。ポンプP12は、第1洗浄装置310と第2洗浄装置320の間に設置されている。ポンプP13は、第2洗浄装置320と第3洗浄装置330の間に設置されている。ポンプP14は、第3洗浄装置330の後に設置されている。4つの定量ポンプP11、P12、P13、P14の送液速度は、同じに設定した。
 第1洗浄装置310のスラリー供給口に供給されたスラリーD1は、第1洗浄装置310、第2洗浄装置320、及び第3洗浄装置330を通過した後、第3洗浄装置330のスラリー排出口から排出された。第1~第3洗浄装置310、320、330によって洗浄された後のスラリーD1の固形分濃度は、第1洗浄装置310に供給される前のスラリーD1と同じであった。
 第1~第3洗浄装置310、320、330の上部に設けられた洗浄水供給口から、洗浄室の内部に洗浄水を供給した。洗浄室の内部では、スラリーD1と洗浄水との混合が行われた。洗浄室の下に設置された濾過部材によって、スラリーD1と混合された洗浄水を濾過した。電解質などの溶解性成分を含む濾液は、洗浄室の下部に設けられた洗浄水排出口より排出された。これにより、溶解性成分の濃度が調整されたスラリーD1が得られた。濾過部材としては、中尾フィルター工業株式会社製PP312B濾布(通気性1.3cm/cm・sec)を使用した。
 第1~第3洗浄装置310、320、330の円筒状の洗浄室には、撹拌翼を設置した。撹拌翼の回転数は、150rpmに設定した。スラリーD1の送液速度は、50g/minに設定した。
 各洗浄装置の上部に設けられた洗浄水供給口から、洗浄室の内部に洗浄水を供給した。洗浄水としては、電気伝導度1μs以下の脱塩水を用いた。洗浄水の供給圧力は、0.2MPaに設定した。洗浄室の下部に設けられた洗浄水排出口より、洗浄室から押し出された濾液が連続的に回収された。第1~第3洗浄装置310、320、330を通過した後のスラリーD1の固形分濃度は、第1洗浄装置310に供給される前のスラリーD1と同じであり、15%であった。
 第1~第3洗浄装置310、320、330を通過した後のスラリーD1の電気伝導度は、26μsであった。
 第1~第3洗浄装置310、320、330を通過した後のスラリーD1に含まれるトナー母粒子の円形度は、FPIAより測定したところ、0.97であった。
 洗浄前後のスラリーの電気伝導度の比を算出した。
 スラリーの送液速度を計測した。
 洗浄水の供給速度を計測した。
 洗浄倍率(=洗浄水速度/スラリー速度)を算出した。
 洗浄効率(=電気伝導度比/洗浄倍率)を算出した。
 洗浄前後のスラリーに含まれるトナー母粒子の円形度をそれぞれ測定した。洗浄前後でのトナー母粒子の円形度を比較した。
 これらの結果を、以下の表2に示す。
[実施例2]
 固形分濃度15%のスラリーD1に脱塩水を添加して、固形分濃度10%のスラリーD2を調製した。スラリーD2の電気伝導度は、2000μsであった。実施例1と同じスラリーの洗浄システム300を用いて、実施例1と同じ条件で、スラリーD2の洗浄を行った。洗浄後のスラリーD2の電気伝導度は、13μsであった。洗浄後のスラリーD2に含まれるトナー母粒子の円形度は、FPIAより測定したところ、0.97であった。
[実施例3]
 図25及び図26に示す積層型スラリーの洗浄装置190を用いて、スラリーD1の洗浄を行った。洗浄装置190の内径は、105mmである。洗浄装置190は、第1洗浄装置192、第2洗浄装置194、及び第3洗浄装置196を備えている。洗浄装置190は、積み重ねられた装置の数が4つから3つに変更されている以外は、図14及び図15に示す洗浄装置160と同様の構成を有している。
 スラリーD1を、第1洗浄装置192のスラリー供給口に供給した。第1洗浄装置192のスラリー供給口、及び、第3洗浄装置196のスラリー排出口に設置した2つの定量ポンプによって、スラリーを送液した。2つの定量ポンプの送液速度は、同じに設定した。
 第1洗浄装置192のスラリー供給口に供給されたスラリーD1は、第1洗浄装置192、第2洗浄装置194、及び第3洗浄装置196を通過した後、第3洗浄装置196のスラリー排出口から排出された。第1~第3洗浄装置192、194、196によって洗浄された後のスラリーD1の固形分濃度は、第1洗浄装置192に供給される前のスラリーD1と同じであった。
 洗浄装置190の上部に設けられた洗浄水供給口から、洗浄室の内部に洗浄水を供給した。洗浄室の内部では、スラリーD1と洗浄水との混合が行われた。第1~第3洗浄装置192、194、196にそれぞれ設置された濾過部材によって、スラリーD1と混合された洗浄水を濾過した。電解質などの溶解性成分を含む濾液は、第1洗浄装置192の下部に設けられた洗浄水排出口より排出された。これにより、溶解性成分の濃度が調整されたスラリーD1が得られた。その他の洗浄条件は、実施例1と同じに設定した。
 第1~第3洗浄装置192、194、196を通過した後のスラリーD1の電気伝導度は、13μsであった。
 第1~第3洗浄装置192、194、196を通過した後のスラリーD1に含まれるトナー母粒子の円形度は、FPIAより測定したところ、0.97であった。
[実施例4]
 実施例3と同様に、スラリーD1の洗浄試験を行った。ただし、洗浄水の供給方式を、定圧で供給する方式から、定量ポンプによって定量的に供給する方式に変更した。
 第1~第3洗浄装置192、194、196を通過した後のスラリーD1の電気伝導度は、57μsであった。
 第1~第3洗浄装置192、194、196を通過した後のスラリーD1に含まれるトナー母粒子の円形度は、FPIAより測定したところ、0.97であった。
[実施例5]
 図20及び図21に示すスラリーの洗浄装置250を用いて、スラリーD1の洗浄を行った。洗浄装置250の内径は、32mmである。
 スラリーD1を、洗浄装置250のスラリー供給口に供給した。洗浄装置250のスラリー供給口及びスラリー排出口に設置した2つの定量ポンプによって、スラリーを送液した。2つの定量ポンプの送液速度は、同じに設定した。スラリーの送液速度は、50g/minに設定した。
 洗浄装置250のスラリー供給口212に供給されたスラリーD1は、洗浄室220の内部においてスクリュ252によって移送された後、スラリー排出口214から排出された。洗浄装置250によって洗浄された後のスラリーD1の固形分濃度は、洗浄装置250に供給される前のスラリーD1と同じであった。
 給水筒230の内部に、配管257を介して洗浄水を供給した。給水筒230の外周面に設けられた複数の散水孔231からは、洗浄水が噴出した。洗浄室220の内部では、スラリーD1と洗浄水との混合が行われるのと同時に、スクリュ252によってスラリーが移送された。内筒部材232の内側に取り付けられた濾過部材236によって、スラリーD1と混合された洗浄水を濾過した。電解質などの溶解性成分を含む濾液は、洗浄室220の下部に設けられた濾液排出口240より排出された。これにより、溶解性成分の濃度が調整されたスラリーD1が得られた。その他の洗浄条件は、実施例1と同じに設定した。
 洗浄装置250を通過した後のスラリーD1の電気伝導度は、30μsであった。
 洗浄装置250を通過した後のスラリーD1に含まれるトナー母粒子の円形度は、FPIAより測定したところ、0.97であった。
[実施例6]
 実施例5と同様に、スラリーD1の洗浄試験を行った。ただし、スラリーの送液速度を、50g/分から、26g/分に変更した。
 洗浄装置250を通過した後のスラリーD1の電気伝導度は、17μsであった。
 洗浄装置250を通過した後のスラリーD1に含まれるトナー母粒子の円形度は、FPIAより測定したところ、0.97であった。
[実施例7]
 図12に示すスラリーの洗浄装置110を用いて、実施例1と同じ洗浄条件で、スラリーの洗浄を行い、濾過部材の濾過性能を評価した。
 具体的には、洗浄時の濾過倍率(=洗浄水速度/スラリー速度)を算出した。
 以下の基準で、濾過部材の濾過性能を評価した。
  濾過倍率 >= 10 : ◎
  10 > 濾過倍率 >= 1 : ○
  1 > 濾過倍率 : ×
 次に、スラリーを洗浄室に供給してから、洗浄室から排出される濾液の色が目視で透明になるまでの時間(t)を測定した。
 以下の基準で、濾過部材の粒子保持性を評価した。
  t < 5分 : ◎
  5分 =< t =< 10分 : ○
  t > 10分 : ×
 濾過部材の濾過性能及び粒子保持性の評価の結果を、以下の表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
[比較例1]
 実施例1で得られた洗浄前のスラリーD1を、アスピレーターを用いて吸引濾過(1回目)した。吸引濾過には、濾紙(東洋濾紙株式会社製 NO.5C)を用いた。
 濾紙上に残ったケーキを、攪拌機(プロペラ翼)を備えたステンレス容器に移した。ステンレス容器内のケーキに、電気伝導度が1μS/cmのイオン交換水を加えた。攪拌機でケーキを撹拌することによって、ケーキをイオン交換水に均一に分散させた。攪拌機の回転速度は、50rpmに設定した。その後、30分間、撹拌を継続した。
 撹拌後のスラリーを、再度、アスピレーターを用いて吸引濾過(2回目)した。2回目の吸引濾過には、1回目の吸引濾過に用いられた濾紙と同じ濾紙を用いた。
 濾紙上に残ったケーキを、攪拌機(プロペラ翼)を備えたステンレス容器に移した。ステンレス容器内のケーキに、電気伝導度が1μS/cmのイオン交換水を加えた。攪拌機でケーキを撹拌することによって、ケーキをイオン交換水に均一に分散させた。攪拌機の回転速度は、50rpmに設定した。その後、30分間、撹拌を継続した。
 2回目の撹拌後のスラリーの電気伝導度は、25μsであった。
 2回目の撹拌後のスラリーに含まれるトナー母粒子の円形度は、FPIAより測定したところ、0.96であった。
 実施例1~実施例6及び比較例1の結果を、以下の表2に示す。
 表2に示すように、実施例1~6では、連続的且つ効率的にスラリーに含まれる溶解性物質を除去することができた。更に、スラリーに含まれる溶解性物質を除去する際に、スラリーがケーキ状とならないため、スラリーに含まれる粒子の凝集体の発生を抑制することができた。
 スラリーの洗浄装置により効率的にスラリーを洗浄するためには、濾過性能及び粒子保持性に優れた濾過部材を用いることが望ましい。
 表1に示す結果より、濾過部材の通気度は、0.2より高く、4より小さいことが好ましい。濾過部材の通気度は、0.5~2であることがより好ましい。
 粒子保持性を高めるためには、濾過部材が濾布の場合は、織り方が平織或いは綾織であることが好ましい。更に、糸のタイプは、マルチ系か、スパン系であることが好ましい。
[符号の説明]
10、110、210、250 スラリーの洗浄装置
12、112、212 スラリー供給口
14、114、214 スラリー排出口
16、116、 洗浄水供給口
18、118 洗浄水排出口
20、120、220 洗浄室
22、122 第1濾過面
24、124 第2濾過面
26、126 洗浄水貯留室
28、128、238 濾液貯留室
30、130 上方部材
32、132 中間部材
34、134 下方部材
46 スラリー供給装置
48 スラリー排出装置
50 洗浄水定量供給装置
60 スラリーの洗浄装置(円形断面)
70 スラリーの洗浄装置(円形断面、撹拌翼付き)
72 撹拌翼
140  送出手段
142  羽根部材
150  超音波発振装置
160 積層型スラリーの洗浄装置
170、180、270、280 スラリーの洗浄システム
190 積層型スラリーの洗浄装置
230 給水筒
231 散水筒
232 内筒部材
233 通液穴
234 外筒部材
236 濾過部材
238 濾液貯留室
240 濾液排出口
252 スクリュ
258 回転駆動手段

Claims (37)

  1.  スラリーと洗浄水とを接触させるための洗浄室と、前記スラリーの流量を制御する流量制御装置を備え、
     前記流量制御装置は、前記洗浄室にスラリーを供給するためのスラリー供給口、及び、前記洗浄室からスラリーを排出するためのスラリー排出口にそれぞれ設置されており、
     前記洗浄室は、通水性を有する濾過面を一つ以上有し、前記濾過面に接する空間を前記スラリーが一定の流量で流れるように構成されており、
     前記洗浄水が、前記洗浄室に供給され、前記空間を流れるスラリーと接触した後、前記濾過面を通過することを特徴とするスラリーの洗浄装置。
  2.  前記洗浄室は、前記通水性を有する濾過面を二つ以上有し、
     前記洗浄水が、前記二つ以上の濾過面のうちの一つを経由して、前記洗浄室に供給されることを特徴とする請求項1記載のスラリーの洗浄装置。
  3.  前記洗浄室に前記洗浄水を供給するときに前記洗浄水を通過させる濾過面と、前記スラリーを濾過するときに前記洗浄水を通過させる濾過面を、洗浄途中で切り替えできることを特徴とする請求項2記載のスラリーの洗浄装置。
  4.  前記洗浄室に前記洗浄水を供給するための洗浄水供給装置を備え、
     前記洗浄水は、前記洗浄水供給装置により、一定流量で前記洗浄室に供給されることを特徴とする請求項1~3のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  5.  前記洗浄室におけるスラリーの流量及びスラリー濃度は、前記洗浄水供給装置によって供給される洗浄水の流量により制御されることを特徴とする請求項4記載のスラリーの洗浄装置。
  6.  前記洗浄室の中で、スラリーと洗浄水が機械的に混合されることを特徴とする請求項1~5のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  7.  超音波発振装置を含むことを特徴とする請求項1~6のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  8.  温度制御装置を含むことを特徴とする請求項1~7のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  9.  前記スラリーは、樹脂微粒子を含有するスラリーであることを特徴とする請求項1~8のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  10.  前記スラリーは、乳化重合凝集法によって得られたトナー母粒子を含有するスラリーであることを特徴とする請求項1~8のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  11.  請求項1から請求項10のうちいずれか1項に記載のスラリー洗浄装置を複数備えたスラリーの洗浄システム。
  12.  スラリーと洗浄水とを接触させるための洗浄室と、前記スラリーの流量を制御する流量制御装置を備え、
     前記流量制御装置は、前記洗浄室にスラリーを供給するためのスラリー供給口、及び、前記洗浄室からスラリーを排出するためのスラリー排出口にそれぞれ設置されており、
     前記洗浄室は、通水性を有する一つ以上の濾過面を有し、前記濾過面に接する空間を、前記スラリーが流れるように構成されており、
     前記洗浄水が、前記洗浄室に供給され、前記空間を流れるスラリーと接触した後、前記濾過面を通過するようになっており、
     前記洗浄室内には、前記スラリーを前記スラリー供給口から前記スラリー排出口に向けて送り出すための送出手段が配置されていることを特徴とする、スラリーの洗浄装置。
  13.  前記送出手段は、前記洗浄室内に配置された回転可能な羽根部材を含むことを特徴とする、請求項12記載のスラリーの洗浄装置。
  14.  前記洗浄室は、略円筒状に形成されており、
     前記洗浄室の外周における異なる周方向の位置に、前記スラリー供給口及び前記スラリー供給口が設けられていることを特徴とする、請求項12または請求項13に記載のスラリーの洗浄装置。
  15.  前記洗浄室は、前記通水性を有する濾過面を二つ以上有し、
     前記洗浄水が、前記二つ以上の濾過面のうちの一つを経由して、前記洗浄室に供給されることを特徴とする請求項12から請求項14のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  16.  前記洗浄室に前記洗浄水を供給するための洗浄水供給装置を備え、
     前記洗浄水は、前記洗浄水供給装置により、一定流量で前記洗浄室に供給されることを特徴とする請求項12から請求項15のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  17.  前記洗浄室におけるスラリーの流量及びスラリーの濃度は、前記洗浄水供給装置によって供給される洗浄水の流量により制御されることを特徴とする請求項16記載のスラリーの洗浄装置。
  18.  超音波発振装置を含むことを特徴とする請求項12から請求項17のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  19.  温度制御装置を含むことを特徴とする請求項12から請求項18のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  20.  前記スラリーは、樹脂微粒子を含有するスラリーであることを特徴とする、請求項12から請求項19のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  21.  前記スラリーは、乳化重合凝集法によって得られたトナー母粒子を含有するスラリーであることを特徴とする、請求項12から請求項19のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  22.  請求項12から請求項21のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置を複数備え、前記複数のスラリーの洗浄装置が積み重ねられて連結されていることを特徴とする、積層型スラリーの洗浄装置。
  23.  請求項22に記載の積層型スラリーの洗浄装置であって、洗浄水の流れ方向とスラリーの流れ方向が逆であることを特徴とする、積層型スラリーの洗浄装置。
  24.  請求項22または請求項23に記載の積層型スラリーの洗浄装置を複数備えたスラリーの洗浄システムであって、
     前記複数の積層型スラリーの洗浄装置が直列に連結されていることを特徴とする、スラリーの洗浄システム。
  25.  スラリーと洗浄水とを接触させるための洗浄室と、前記スラリーの流量を制御する流量制御装置を備え、
     前記流量制御装置は、前記洗浄室にスラリーを供給するためのスラリー供給口、及び、前記洗浄室からスラリーを排出するためのスラリー排出口にそれぞれ設置されており、
     略円筒形状の給水筒、内筒部材、及び外筒部材を備え、
     前記外筒部材の内側に前記内筒部材が配置されており、
     前記内筒部材の内側に前記給水筒が配置されており、
     前記給水筒と前記内筒部材との間の空間が、前記洗浄室となっており、
     前記洗浄室に前記スラリー供給口からスラリーが供給され、
     前記給水筒の外周面に設けられた複数の散水孔から、前記洗浄室内に洗浄水が供給され、
     前記洗浄室内に供給された洗浄水は、前記洗浄室において前記スラリーと接触した後、前記内筒部材の内側に取り付けられた濾過部材によって濾過され、
     前記洗浄水は、前記濾過部材によって濾過された後、前記内筒部材と前記外筒部材との間に形成された濾液貯留室に貯留される、スラリーの洗浄装置。
  26.  前記濾過部材は、円筒状の濾布であることを特徴とする、請求項25記載のスラリーの洗浄装置。
  27.  前記給水筒の外周面には、前記スラリーを前記スラリー供給口から前記スラリー排出口に向けて移送するためのスクリュが設けられていることを特徴とする、請求項25または請求項26記載のスラリーの洗浄装置。
  28.  前記給水筒及び前記スクリュを回転させるための回転駆動手段を備えることを特徴とする、請求項27記載のスラリーの洗浄装置。
  29.  前記洗浄室に前記洗浄水を供給するための洗浄水供給装置を備え、
     前記洗浄水は、前記洗浄水供給装置により、一定流量で前記洗浄室に供給されることを特徴とする請求項25から請求項28のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  30.  前記洗浄室におけるスラリーの流量及びスラリー濃度は、前記洗浄水供給装置によって供給される洗浄水の流量により制御されることを特徴とする請求項29記載のスラリーの洗浄装置。
  31.  超音波発振装置を含むことを特徴とする請求項25から請求項30のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  32.  温度制御装置を含むことを特徴とする請求項25から請求項31のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  33.  前記スラリーは、樹脂微粒子を含有するスラリーであることを特徴とする、請求項25から請求項32のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  34.  前記スラリーは、乳化重合凝集法によって得られたトナー母粒子を含有するスラリーであることを特徴とする、請求項25から請求項32のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置。
  35.  請求項25から請求項34のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置を複数備えたスラリーの洗浄システムであって、
     前記複数のスラリーの洗浄装置が直列に連結されていることを特徴とする、スラリーの洗浄システム。
  36.  静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
     請求項1から請求項35のうちいずれか1項に記載のスラリーの洗浄装置または洗浄システムを用いてスラリーを洗浄する洗浄工程を有することを特徴とする、静電荷像現像用トナーの製造方法。
  37.  静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
     トナー母粒子を含有するスラリーを洗浄装置に連続的に供給する工程と、
     洗浄水を前記洗浄装置に連続的に供給する工程と、
     前記スラリーを前記洗浄装置内で前記洗浄水と接触させて洗浄する工程と、
     洗浄後の前記スラリーを、前記洗浄装置から連続的に排出する工程と、
     前記スラリーと接触させた後の前記洗浄水を、濾過する工程と、
     濾過後の前記洗浄水を、前記洗浄装置から連続的に排出する工程と、を備え、
     前記洗浄装置内において、前記洗浄水の流れる方向が、前記スラリーの移送方向と異なっており、かつ、前記スラリーの移送方向と向流関係ではないことを特徴とする、静電荷像現像用トナーの製造方法。
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