特許 5684663 振動流式連続反応器を用いてトナーを製造するための連続プロセス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5684663

(24)【登録日】2015年1月23日

(45)【発行日】2015年3月18日

(54)【発明の名称】振動流式連続反応器を用いてトナーを製造するための連続プロセス

(51)【国際特許分類】

   G03G 9/087 20060101AFI20150226BHJP

【ＦＩ】

   G03G9/08 381

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-152206(P2011-152206)

(22)【出願日】2011年7月8日

(65)【公開番号】特開2012-27466(P2012-27466A)

(43)【公開日】2012年2月9日

【審査請求日】2014年7月8日

(31)【優先権主張番号】12/839,698

(32)【優先日】2010年7月20日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】596170170

【氏名又は名称】ゼロックス コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100082005

【弁理士】

【氏名又は名称】熊倉 禎男

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(72)【発明者】

【氏名】マーク・イー・マング

(72)【発明者】

【氏名】グレイジナ・イー・クミーシク−ローリノウィクズ

(72)【発明者】

【氏名】ユージン・エフ・ヤング

(72)【発明者】

【氏名】モーラ・エイ・スウィーニー

【審査官】 中村 直子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０９５６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６０３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３４７９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２５４４６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ ９／０８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口と、複数のバッフルとを有する少なくとも１つの管状部材を備える振動流式連続反応器を与え、ここで前記バッフルは、１つ以上のオリフィスを有し、前記管状部材の内側空間に沿って所定間隔で空間をあけられて配置されており、
管状部材に少なくとも１つの樹脂と、少なくとも１つの着色剤と、場合によってはワックスとを含むトナー成分を導入することと、
前記成分を凝集させてトナー粒子を製造することと、
前記トナー粒子を融着させることと、
前記管状部材から前記融着トナー粒子を回収することと、
を含み、
前記プロセスは連続プロセスであり、前記プロセスでは、レイノルズ数を最小に維持する必要はない、トナーを製造するプロセス。

【請求項2】

前記複数のバッフルは、前記反応器を流れる流体流とは独立して材料を混合するように構成されており、前記トナー成分は、前記管状部材中で約５分から約１８０分の滞留時間を有する、請求項１に記載のプロセス。

【請求項3】

複数の振動流式連続反応器を直列で用いる、請求項１に記載のプロセス。

【請求項4】

第１の振動流式連続反応器が、接続部材を介して第２の振動流式連続反応器に接続しており、前記トナー粒子の凝集が前記第１の振動流式連続反応器内で起こり、前記トナー粒子の融着が前記第２の振動流式連続反応器内で起こる、請求項３に記載のプロセス。

【請求項5】

少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口と、複数のバッフルとを有する少なくとも１つの管状部材を備える振動流式連続反応器を与え、ここで前記バッフルは、１つ以上のオリフィスを有し、前記管状部材の内側空間に沿って所定間隔で空間をあけられて配置されており、
管状部材に少なくとも１つの樹脂と、少なくとも１つの着色剤と、場合によってはワックスとを含むトナー成分を導入することと、
前記管状部材に、少なくとも１つの樹脂と、少なくとも１つの着色剤と、ワックスと、場合により荷電制御剤とを含むトナー成分を、前記管状部材の長さ方向に沿って異なる位置で導入することと、
前記トナー成分を凝集させてトナー粒子を製造することと、
前記トナー粒子を融着させることと、
前記管状部材から前記融着トナー粒子を回収することと、
を含み、
前記複数のバッフルは、前記反応器を流れる流体流とは独立して材料を混合するように構成されており、前記トナー成分は、前記管状部材中で約５分から約１８０分の滞留時間を有し、前記プロセスでは、レイノルズ数を最小に維持する必要はない、トナーを製造するための連続プロセス。

【請求項6】

複数の振動流式連続反応器を直列で用いる、請求項５に記載のプロセス。

【請求項7】

第１の振動流式連続反応器が、接続部材を介して第２の振動流式連続反応器に接続しており、前記複数の振動流式連続反応器のうちの前記第１の振動流式連続反応器は、凝集処理を行い、前記複数の振動流式連続反応のうちの前記第２の振動流式連続反応器は、融着処理を行う、請求項６に記載のプロセス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、トナー、および電子写真装置に適したトナーを与えるのに有用なプロセスに関する。

【背景技術】

【0002】

乳化凝集（ＥＡ）は、トナーを調製する方法のひとつであり、この場合、トナーは、着色剤と、乳化重合によって作られた樹脂とを凝集させることによって作られてもよい。例えば、米国特許第５，８５３，９４３号は、まず種ポリマーを作ることによってラテックスを調製するための半連続型乳化重合プロセスに関する。トナーを調製するためのエマルション／凝集／融着プロセスの他の例は、米国特許第５，４１８，１０８号、第５，３６４，７２９号、第５，６５０，２５５号、第５，５０１，９３５号に記載されている。

【0003】

トナー粒子上で摩擦帯電させると、電場によって移動させ、画像を現像することができる。２成分現像システムで、トナーと、トナーより大きなキャリアビーズとを混合することによって摩擦帯電させてもよく、または、１成分系で、ブレードとドナーロールとの間でトナーを擦りあわせることによって摩擦帯電させてもよい。

【0004】

よりよく摩擦耐電させるために、荷電制御剤（例えば、有機塩、または大きな有機分子の複合体）を利用してもよい。このような薬剤は、混合プロセスによってトナー粒子表面に適用されてもよい。このような荷電制御剤を、トナーの約０．０１ｗｔ％〜約５ｗｔ％のような少量で用い、トナー上の電荷の極性と、トナー上の電荷分布の両方を制御してもよい。

【0005】

摩擦帯電は、画像形成の速度および品質に影響を与える場合がある。荷電制御剤の例としては、欧州特許公開第１４２６８３０号および米国特許第６，１６５，６６８号、第６，７６５，０７７号に見いだされるものが挙げられる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

トナー粒子の製造時間を短縮し、トナー粒子の帯電をよりよく制御するような、トナーを製造するための改良された方法は依然として望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示は、トナーを製造するプロセスに関し、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口と、複数のバッフルとを備える少なくとも１つの管状部材が設けられ、このバッフルには、管状部材の内側空間に沿って所定間隔で空間をあけられて配置された１つ以上のオリフィスが備わっている、振動流式連続反応器を与えることと；上述の管状部材に、少なくとも１つの樹脂と、少なくとも１つの着色剤と、場合によりワックスとを含むトナー成分を導入することと；上述の成分を凝集させ、トナー粒子を製造することと；上述のトナー粒子を融着させることと；上述の管状部材から上述のトナー粒子を回収することとを含み、このプロセスは連続プロセスである。

【0008】

また、本開示は、少なくとも１つの樹脂と、少なくとも１つの着色剤と、ワックスと、場合により荷電制御剤とを含むトナー成分を、管状部分の長さ方向に沿って異なる位置で管状部材に導入することと；上述のトナー成分を凝集させてトナー粒子を製造することと；上述のトナー粒子を融着させることと、上述の管状部材から上述のトナー粒子を回収することとに関し、ここで、複数のバッフルは、材料を混合することと、上述の反応器を流れる流体流とが独立して起こるような構成になっており、上述のトナー成分が、上述の管状部材中で約５〜約１８０分の滞留時間を有する。

【0009】

本開示は、振動流式連続反応器を提供する。この反応器は、可とう性の管状部材である、少なくとも１つの容器を備えている。また、この反応器は、管状部材の内側空間に沿って所定間隔で空間をあけられて配置された複数のバッフルを備えており、この複数のバッフルには、それぞれ１つ以上のオリフィスが備わっている。さらに、１つ以上の流体が管状部材を流れる。振動流式連続反応器を乳化凝集プロセスで用いて、少なくとも１つの樹脂と、着色剤と、場合により添加剤とを含むトナー粒子を製造してもよい。

【0010】

トナー粒子は、体積平均径が約４μｍ〜約１２μｍ、約５μｍ〜約９μｍであってもよい。

【0011】

乳化凝集プロセスは、連続プロセスであってもよい。管状部材は、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口とを備えていてもよい。また、１つ以上の流体が、異なる段階および管状部材の長さ方向に沿って異なる位置で管状部材に注入されてもよい。さらに、１つ以上の流体は、乳化凝集プロセス全体にわたって管状部材の中で振動流に維持されてもよい。

【0012】

振動流式連続反応器は、複数のバッフルを固定するための中央パイプをさらに備えていてもよい。複数のバッフルは、互いに同じであっても異なっていてもよい。複数のバッフルは、互いに等間隔離れていてもよく、違う間隔で離れていてもよい。複数のバッフルは、管状部材に固定されていてもよく、管状部材に対して移動可能であってもよい。複数のバッフルは、振動するリングであってもよい。複数のバッフルは、滞留時間を約５〜約１８０分、約１０分〜約１５０分にするように、材料を混合することと、反応器を流れる流体流とが独立して起こるような構成になっていてもよい。さらに、１つ以上の流体の振動流の動きは、管状部材の容積全体にわたっていてもよい。

【0013】

複数の振動流式連続反応器を直列で用いてもよい。また、複数の振動流式連続反応器のうち、第１の振動流式連続反応器が凝集を担当し、複数の振動流式連続反応器のうち、第２の振動流式連続反応器が融着を担当してもよい。

【0014】

第１の振動流式連続反応器を、接続部材を介して第２の振動流式連続反応器に接続してもよい。接続部材は、１つ以上の流体のｐＨを調節することが可能な構成になっていてもよい。

【0015】

１つ以上の流体のｐＨ調節を管状部材の入口または出口で行ってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本開示の第２の実施形態による一連の振動流式連続反応器を模式的に示す。

【図2】本開示の第２の実施形態による一連の振動流式連続反応器を模式的に示す。

【図3】本開示の第２の実施形態による一連の振動流式連続反応器を模式的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本開示のトナーは、樹脂と、着色剤と、場合によりワックスと、場合により荷電制御剤と、場合により表面添加剤と、場合により任意の添加剤とを混ぜあわせることによって調製されてもよい。当該技術分野の技術知識の範囲内にある任意の方法によって樹脂を調製してもよいが、いくつかの実施形態では、乳化重合方法（半連続型乳化重合を含む）によって樹脂を調製してもよく、トナーは、乳化凝集トナーを含んでいてもよい。乳化凝集は、マイクロメートル未満のラテックスと、顔料粒子とを、トナーの粒径が体積平均径で約４μｍ〜約１２μｍ、約５μｍ〜約９μｍになるように凝集させることを含む。

【0018】

トナーで用いるためのラテックスを調製するのに適した任意のモノマーを用いてもよい。上述のように、いくつかの実施形態では、トナーを乳化凝集によって製造してもよい。ラテックスポリマーエマルションを作るのに有用で適切であり、ラテックスエマルション中でラテックス粒子が得られるようなモノマーとしては、限定されないが、スチレン、アクリレート、メタクリレート、ブタジエン、イソプレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、これらの組み合わせなどが挙げられる。

【0019】

ラテックスポリマーは、少なくとも１種類のポリマーを含んでいてもよい。少なくとも１種類とは、約１〜約２０種類、約３種類〜約１０種類であってもよい。ポリマーは、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、または交互コポリマーであってもよい。

【0020】

それに加え、ポリエステル樹脂を用いてもよく、ビスフェノールＡとプロピレンオキシドまたはプロピレンカーボネートとの反応生成物から得られるもの、この反応生成物とフマル酸とを反応させることによって得られるポリエステル（米国特許第５，２２７，４６０号に開示されているような）、テレフタル酸ジメチルと、１，３−ブタンジオール、１，２−プロパンジオールまたはペンタエリスリトールとの反応から得られる分岐ポリエステル樹脂が挙げられる。

【0021】

いくつかの実施形態では、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル）をラテックスポリマーとして利用してもよい。このラテックスのガラス転移点（Ｔ_ｇ）は、約３５℃〜約７５℃、約４０〜約６０℃であってもよい。

【0022】

界面活性剤または補助界面活性剤を含む水相でラテックスを調製してもよく、界面活性剤または補助界面活性剤は、固形分が約１０〜約６０ｗｔ％、約３０〜約５０ｗｔ％の分散物を与えるような量のイオン系界面活性剤または非イオン系界面活性剤であってもよい。このようにして生成したラテックス分散物を、凝集およびトナー粒子を作成するための反応器に移してもよい。

【0023】

アニオン系界面活性剤としては、サルフェートおよびスルホネート、酸（例えばアビエチン酸）、これらの組み合わせなどが挙げられる。

【0024】

カチオン系界面活性剤としては、限定されないが、アンモニウム化合物、塩化ベンザルコニウム、これらの組み合わせ、臭化セチルピリジニウム、四級化ポリオキシエチルアルキルアミンのハロゲン化物塩、塩化ドデシルベンジルトリエチルアンモニウム、塩化ベンジルジメチルアルコニウム、これらの組み合わせなどが挙げられる。

【0025】

非イオン系界面活性剤としては、限定されないが、アルコール、酸およびエーテル、セルロース、ポリオキシエチレンエーテル、ジアルキルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノール、これらの組み合わせなどが挙げられる。

【0026】

ラテックスポリマーを作るために開始剤を添加してもよい。例としては、水溶性開始剤（例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム）、有機可溶性開始剤（有機過酸化物およびアゾ化合物、アゾアミジン化合物）、これらの組み合わせなどが挙げられる。

【0027】

開始剤を適切な量で添加してもよく、例えば、モノマーの約０．１〜約８ｗｔ％、約０．２〜約５ｗｔ％の量で添加してもよい。

【0028】

また、ラテックスポリマーを作るために、連鎖移動剤を用いてもよい。適切な連鎖移動剤としては、本開示にしたがって乳化重合が行われる場合、ラテックスポリマーの分子量特性を制御するために、モノマーの約０．１〜約１０重量％、約０．２〜約５重量％の量のアルカンチオール、四臭化炭素、これらの組み合わせなどを含む。

【0029】

ラテックスポリマーおよびこのポリマーを構成する粒子を作る際に、安定化剤を含むことが利点な場合がある。適切な安定化剤としては、カルボン酸官能基を有するモノマーが挙げられる。このような安定化剤の例としては、β−カルボキシエチルアクリレート（β−ＣＥＡ）、ポリ（２−カルボキシエチル）アクリレート、２−カルボキシエチルメタクリレート、アクリル酸およびこれらの誘導体、これらの組み合わせなどが挙げられる。

【0030】

いくつかの実施形態では、カルボン酸官能基を有する安定化剤は、よりよい乳化重合の結果を得るために、少量の金属（例えば、ナトリウム、カリウムおよび／またはカルシウム）イオンを含有していてもよい。金属イオンは、カルボン酸官能基を有する安定化剤の約０．００１〜約１０重量％、約０．５〜約５重量％の量で存在していてもよい。

【0031】

安定化剤が存在する場合、安定化剤を、トナーの約０．０１〜約５重量％、約０．０５〜約２重量％の量で添加してもよい。

【0032】

トナー配合プロセスで利用可能なさらなる安定化剤としては、金属水酸化物（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、およびこれらの組み合わせ）、炭酸塩などのような塩基が挙げられる。安定化剤としては、水酸化ナトリウムに溶解したケイ酸ナトリウムを含む組成物を挙げることができる。

【0033】

乳化凝集プロセスの速度を制御するためにｐＨ調節剤を添加してもよい。ｐＨ調節剤は、作られる生成物に悪影響を与えない任意の酸または塩基であってもよい。適切な塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、およびこれらの組み合わせのような金属水酸化物が挙げられる。適切な酸としては、硝酸、硫酸、塩酸、クエン酸、酢酸、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

【0034】

また、乳化凝集合成中、ラテックスポリマーを作っている間に、ワックス分散物を加えてもよい。適切なワックスとしては、例えば、体積平均径が約５０〜約１０００ｎｍ、約１００〜約５００ｎｍの範囲のマイクロメートル未満のワックス粒子を、水およびイオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤またはこれらの組み合わせの水相に分散させたものが挙げられる。適切な界面活性剤としては、上述のものが挙げられる。イオン系界面活性剤または非イオン系界面活性剤は、ワックスの約０．１〜約２０重量％、約０．５〜約１５重量％の量で存在していてもよい。

【0035】

本開示の実施形態のワックス分散物としては、例えば、天然植物性ワックス、天然動物性ワックス、鉱物ワックスおよび／または合成ワックスを挙げることができる。本開示の合成ワックスとしては、例えば、Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈワックス、アクリレートワックス、脂肪酸アミドワックス、シリコーンワックス、ポリテトラフルオロエチレンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

【0036】

適切なワックスとしては、パラフィンワックスを挙げることができる。適切なパラフィンワックスとしては、例えば、結晶構造が改変されたパラフィンワックスが挙げられる（本明細書では、改変されたパラフィンワックスと呼ばれてもよい）。このように、直鎖状の炭素と分岐した炭素が釣り合いのとれた状態で分布していてもよい従来のパラフィンワックスと比較すると、本開示の改変されたパラフィンワックスは、分岐した炭素が、ワックスの約１％〜約２０％、約８％〜約１６％の量で存在し、直鎖状のワックスが、ワックスの約８０％〜約９９％、約８４％〜約９２％の量で存在していてもよい。

【0037】

それに加え、このような改変されたパラフィンワックスに存在する異性体（すなわち、分岐した炭素）は、数平均分子量（Ｍｎ）が、約５２０〜約６００、約５５０〜約５７０であってもよい。このようなワックス中に存在する直鎖状の炭素（本明細書では、いくつかの実施形態で時にノルマルと呼ばれる）は、Ｍｎが約５０５〜約５３０、約５１２〜約５２５であってもよい。改変されたパラフィンワックス中の分岐した炭素は、重量平均分子量（Ｍｗ）が約５３０〜約５８０、約５５５〜約５７５であってもよく、改変されたパラフィンワックス中の直鎖状の炭素は、Ｍｗが約４８０〜約５５０、約５１５〜約５３５であってもよい。

【0038】

分岐した炭素の場合、改変されたパラフィンワックス中のＭｗは、炭素原子約３１〜約５９個分、約３４〜約５０個分であってもよく、直鎖状の炭素の場合、Ｍｗは、炭素原子約２４〜約５４個分、約３０〜約５０個分であってもよい。

【0039】

改変されたパラフィンワックスは、トナーの約３重量％〜約１５重量％、約６重量％〜約１０重量％の量で存在してもよい。

【0040】

ラテックス粒子を着色剤分散物に添加してもよい。着色剤分散物は、例えば、体積平均径が約５０〜約５００ｎｍ、約１００〜約４００ｎｍのマイクロメートル未満のワックス粒子を含んでいてもよい。着色剤粒子を、アニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤またはこれらの組み合わせを含む水相に懸濁させてもよい。界面活性剤は、イオン系であってもよく、着色剤の約１〜約２５重量％、約４〜約１５重量％であってもよい。

【0041】

本開示にしたがってトナーを作るのに有用な着色剤としては、顔料、染料、顔料と染料との混合物、顔料混合物、染料混合物などが挙げられる。着色剤は、例えば、ブラック、シアン、イエロー、マゼンタ、レッド、オレンジ、ブラウン、グリーン、ブルー、バイオレット、またはこれらの組み合わせであってもよい。いくつかの実施形態では、顔料を用いてもよい。本明細書で使用される場合、顔料は、選択的な色吸収の結果、反射する光の色を変える材料を含む。いくつかの実施形態では、一般的に水溶液で適用されると思われる染料とは対照的に、顔料は、一般的に不溶性である。例えば、染料は、保持ビヒクル（バインダー）に可溶性であると思われるが、顔料は、保持ビヒクルに不溶性であると思われる。

【0042】

着色剤は、本開示のトナー中に、トナーの約１〜約２５重量％、約２〜約１５重量％の量で存在していてもよい。

【0043】

ラテックス、ワックス、任意の添加剤、着色剤、水系分散物を凝集させている間、または凝集させる前に凝集剤を添加してもよい。適切な凝集剤の例としては、ポリハロゲン化アルミニウム、ポリアルミニウムシリケート、水溶性金属塩が挙げられる。凝集剤としては、ポリ金属塩、例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、ポリ臭化アルミニウムまたはポリアルミニウムスルホシリケートが挙げられる。ポリ金属塩は、硝酸、または他の希釈した酸溶液（例えば、硫酸、塩酸、クエン酸または酢酸）の溶液であってもよい。

【0044】

次いで、ラテックス（場合により分散物の形態）と、場合により着色剤の分散物と、ワックスと、凝集剤とを混ぜあわせて得られたブレンドを撹拌し、ラテックスのＴ_ｇの周辺温度（約３０℃〜約７０℃、約４０℃〜約６５℃）まで約０．２時間〜約６時間、約０．３時間〜約５時間加熱し、体積平均径が約４μｍ〜約１２μｍ、約５μｍ〜約９μのトナー凝集物を得てもよい。

【0045】

必須ではないが、凝集した粒子上にシェルを形成してもよい。コアラテックスを作るために上述のように利用される任意のラテックス、または当該技術分野で既知の任意のラテックスをシェルラテックスを作るのに利用してもよい。例えば、スチレン−アクリル酸ｎ−ブチルコポリマーを利用し、シェルラテックスを作成してもよい。シェルを作るのに利用されるラテックスは、Ｔ_ｇが約３５℃〜約７５℃、約４０℃〜約７０℃であってもよい。

【0046】

シェルラテックスが存在する場合、シェルラテックスを、当該技術分野の技術知識の範囲内にある浸漬、噴霧などの任意の方法によって適用してもよい。トナー粒子の最終径が望ましい大きさになるように、いくつかの実施形態では、約３μｍ〜約１２μｍ、約４μｍ〜約８μｍになるように、シェルラテックスを適用してもよい。凝集粒子が生成したらシェルラテックスを加えて、系中で半連続的にラテックスをシード乳化重合させることによって、トナー粒子を調製してもよい。

【0047】

トナー粒子が望ましい最終径になったら、塩基を用いて混合物のｐＨを約３．５〜約７、約４〜約６．５に調節してもよい。塩基としては、任意の適切な塩基、例えば、アルカリ金属の水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム）を挙げることができる。アルカリ金属の水酸化物を、混合物の約０．１〜約３０重量％の量で添加してもよく、いくつかの実施形態では、混合物の約０．５〜約１５重量％の量で添加してもよい。

【0048】

次に、ラテックスと、場合により着色剤と、ワックスとの混合物を融着させてもよい。融着は、約８０℃〜約９９℃、約８５℃〜約９８℃の温度で約１５分〜約６時間、約３０分〜約５時間撹拌し、加熱することを含んでいてもよい。

【0049】

次いで、例えば、酸を用いて混合物のｐＨを約３．５〜約６、約３．７〜約５．５に調節し、トナー凝集物を融着させてもよい。適切な酸としては、例えば、硝酸、硫酸、塩酸、クエン酸および／または酢酸が挙げられる。添加する酸の量は、混合物の約０．１〜約３０重量％、約１〜約２０重量％であってもよい。

【0050】

次いで、この混合物を冷却工程または凍結工程で冷却してもよい。冷却は、約２０℃〜約４０℃、約２２℃〜約３０℃で約１時間〜約８時間、約１．５時間〜約５時間であってもよい。

【0051】

融着したトナースラリーの冷却は、反応器のジャケットの温度を下げることによって行ってもよい。代替法は、冷却媒体（例えば、氷、ドライアイスなど）を加えることによって急冷し、約２０℃〜約４０℃、約２２℃〜約３０℃まで急速に冷却することを含んでいてもよい。

【0052】

次いで、トナースラリーを洗浄してもよい。洗浄は、約７〜約１２、約９〜約１１のｐＨで行ってもよい。洗浄は、約３０℃〜約７０℃、約４０℃〜約６７℃の温度で行ってもよい。洗浄は、濾過し、トナー粒子を含む濾過ケーキを脱イオン水（ＤＩ水）で再びスラリー化することを含んでいてもよい。濾過ケーキをＤＩ水で１回以上洗浄してもよく、または、スラリーのｐＨを、酸を用いて調節し、ｐＨ約４で、ＤＩ水で１回洗浄し、その後、ＤＩ水で１回以上洗浄してもよい。

【0053】

乾燥は、約３５℃〜約７５の温度で行ってもよく、いくつかの実施形態では、約４５℃〜約６０℃の温度で行ってもよい。粒子の含水量が、標的とする設定値である約１重量％未満になるまで、または約０．７重量％未満になるまで乾燥を行ってもよい。

【0054】

この技術は、１つ以上のポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、および／または天然由来の樹脂を含有するすべての乳化凝集技術に適用可能であろう。天然由来の樹脂としては、天然の供給源および／または再生可能な供給源に由来する樹脂が挙げられる。

【0055】

ＥＡトナーは、従来の方法で、バッチプロセスで大きな撹拌槽反応器を用いて製造されてもよい。トナープロセスの凝集段階で、確実に小さな粒子と均質な混合物になるように原材料を均質化し、フロック形成剤（例えば、ポリ塩化アルミニウム）を加え、マイクロメートル未満の粒子を融着させてもよい。混合機に熱および剪断力を加え、粒子の成長速度および粒径を制御してもよい。フロック形成剤を加え、加熱した直後に、混合物の粘度をヨーグルトに似た堅さに近づけてもよい。凝集物をもっと大きな粒子にすると、粘度は、水の粘度付近まで下がる。さらなる凝集を防ぐために、ｐＨを調節してもよい。融着プロセスを始めるために、混合物の温度を上げてもよい。これにより、トナー凝集物が球状に近くなる場合がある。粒子の生成速度を制御するために、さらにｐＨ調節を行ってもよい。凝集／融着プロセス全体で、パイロットスケールで約３〜約８時間かかる場合があり、製造スケールで約２４時間までかかる場合がある。残念なことに、従来の型の連続式反応器は、このような長時間反応に必要なサイズが原因で、実行不可能な場合がある。

【0056】

本開示によれば、振動流式連続反応器として知られる連続式反応器を用いると、このような困難を克服し、乳化凝集粒子を作ることができるであろう。

【0057】

いくつかの実施形態では、振動流式連続反応器は、その中に振動するリングを備えた管を備えていてもよい。振動するリングによって、従来の管状反応器の利点が得られるであろう。例えば、標準的な管状反応器では、レイノルズ数（Ｒｅ）ができるだけ低いことが必要な場合があり、ここで、レイノルズ数は、慣性力と粘性力との比率の測定値を与え、その結果、確実に適切に混合するような所与の流量条件のために、上述の２種類の力の相対的な重要性を定量するものである。レイノルズ数は、流量が表面に対して相対的に動く多くの異なる状況について定義されている場合がある。

【0058】

しかし、振動流式連続反応器を用いれば、振動するリングによって、正味の流れとは独立して混合することができ、滞留時間を長くすることができる。また、振動するリングの混合作用によって、振動流式連続反応器を広範囲の粘度にわたって混合することができる。

【0059】

一般的に、振動流式反応器（ＯＦＲ）は、等間隔にオリフィスバッフルが設置された管を備えている。バッフルは、管または管状部材とは独立して動いてもよい。反応材料は、管を通って流れ、振動流の動きが、容積全体に広がってもよい。この組み合わせによって、それぞれのバッフル間の空洞内で、振動流式連続反応器の長さ全体にわたって効率よく混合される。

【0060】

ＯＦＲを乳化凝集プロセスに用い、少なくともワックスと、着色剤と、樹脂と、荷電制御剤とを含むトナー粒子を製造してもよい。また、管状部材は、入口と出口を備えていてもよい。さらに、乳化凝集プロセスは、連続プロセスであってもよい。

【0061】

このようにして製造されたトナー粒子は、体積平均径が約４μｍ〜約１２μｍ、約５μｍ〜約９μｍであってもよい。また、１つ以上の流体が、異なる段階および管状部材の長さ方向に沿って異なる位置で管状部材に注入されてもよい。さらに、１つ以上の流体は、乳化凝集プロセス全体にわたって管状部材の中で振動流に維持されてもよい。

【0062】

ＯＦＲは、複数のバッフルを固定するための中央パイプをさらに備えていてもよい。複数のバッフルは、互いに同じであっても異なっていてもよい。複数のバッフルは、互いに等間隔離れていてもよく、違う間隔で離れていてもよい。複数のバッフルは、管状部材に固定されていてもよく、管状部材に対して移動可能であってもよい。複数のバッフルは、振動するリングであってもよく、材料を混合することと、ＯＦＲを長い滞留時間で流れる流体流とが独立して起こるような構成になっていてもよい。さらに、１つ以上の流体の振動流の動きは、管状部材の容積全体にわたっていてもよい。

【0063】

複数のＯＦＲ３０を、図１に示されるように、システム中、直列で用いてもよい。複数の振動流式連続反応器３０のうち、第１の振動流式連続反応器４０が凝集を担当し、複数の振動流式連続反応器のうち、第２の振動流式連続反応器５０が融着を担当してもよい。言い換えると、複数のＯＦＲ３０のうち、それぞれを異なる目的で用い、直列で、並列で、または当該技術分野の技術知識の範囲内にある任意の他の様式で接続してもよい。

【0064】

さらに、第１の振動流式連続反応器４０を、接続部材６０を介して第２の振動流式連続反応器５０に接続してもよく、接続部材６０は、反応器内の１つ以上の流体１８のｐＨを調節することが可能な構成になっていてもよい。接続部材６０は、自身の入口６２を備えていてもよい。さらに、１つ以上の流体１８のｐＨ調節を、管状部材の入口で行ってもよく、他の実施形態では、１つ以上の流体１８のｐＨ調節を、管状部材の出口で行ってもよい。

【0065】

ＯＦＲシステムは、複数の原料を備えていてもよい（例えば、第１の原料、第２の原料、第３の原料）。それぞれの原料は、システムに添加される異なる材料を含んでいてもよい。例えば、原料は、本明細書で記載されるように、少なくとも、ワックス、着色剤、樹脂、および／または荷電制御剤であってもよい。原料は、１つ以上の入口からＯＦＲに入れられてもよい。材料をＯＦＲ内で混合してもよい。次いで、ＯＦＲは、１つ以上の出口を経て混合した材料を移動させてもよい。混合した材料を、さらなる乳化凝集加工のためのバッファー槽の内容物と接触させてもよい。

【0066】

ＯＦＲの利点は、Ｌ／Ｄ（すなわち、直径に対する長さの比率）がきわめて小さくなるような反応器では数時間を必要とする反応を行うための様式を提供することができることである。混合は、正味の流れとは独立していてもよく、レイノルズ数ができるだけ小さくなるように維持する必要はない。この結果、混合させるには流すことが必要な反応器と比較して、実質的にＬ／Ｄが小さな反応器では、上述の反応を行うことができるだろう。振動流による混合を用いると、複数のバッフルの個数および振幅を調節することによって、混合強度を正確に制御することができるだろう。

【0067】

大きな撹拌槽反応器と比較して、ＯＦＲ反応器は、以下の利点を与える。小さい容積を連続的に処理するため、加熱および冷却の温度勾配が非常に迅速である。この反応器は、場合により、周囲圧力よりも大きな内圧で操作してもよい。これにより、トナースラリーの融着温度を上げることができ、周囲圧力で操作し、温度が水の沸点に制限されるシステムと比較して、真円になる率が高まる。

【図1】

【図2】

【図3】