凝聚粒子的制造方法转让专利

申请号 : CN200710138400.9

文献号 : CN100595682C

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 前泽宜宏松本香鹤纪川敬一

申请人 : 夏普株式会社

摘要 :

本发明的目的在于提供一种凝聚方法,在使树脂微粒子凝聚时,可以在低压下进行凝聚,并且防止产生树脂微粒子的过凝聚,获得具有需要的粒径且粒度分布狭窄的凝聚粒子。通过包括凝聚工序(S1)、减压工序(S2)、冷却工序(S3)的凝聚粒子的制造方法,制造凝聚粒子。在凝聚工序(S1)中,使体积平均粒径为0.4~3μm的树脂微粒子的水性浆液在加热加压状态下流过线圈状配管,获得包含凝聚了树脂微粒子的凝聚粒子的浆液。在减压工序(S2)中,进行包含凝聚粒子的浆液的减压,并进行粗大粒子粉碎的粒度控制,使凝聚粒子的粒径均匀。在冷却工序(S3)中,对包含粒径均匀的凝聚粒子的浆液进行冷却。

权利要求 :

1.一种凝聚粒子的制造方法,其特征在于, 反复进行凝聚粒子制造工序,该凝聚粒子制造工序包括: 凝聚工序,使树脂微粒子的水性浆液在加热加压下流过线圈状配管,从而获得凝聚粒子的水性浆液; 减压工序,进行减压以从凝聚粒子的水性浆液中的凝聚粒子表面除去气泡;和 冷却工序,对凝聚粒子的水性浆液进行冷却, 在凝聚粒子制造工序中,凝聚工序及减压工序反复进行两次以上, 上述线圈状配管是将内部具有流路的管状配管卷绕成单层的螺旋状而形成。

2. 根据权利要求l所述的凝聚粒子的制造方法,其特征在于, 上述线圈状配管的外径尺寸在其整个轴线方向上是一定的。

3. 根据权利要求l所述的凝聚粒子的制造方法,其特征在于, 上述线圈状配管的螺距角为1(T以上3(T以下。

4. 根据权利要求l所述的凝聚粒子的制造方法,其特征在于, 树脂微粒子的体积平均粒径为0.4〜3pm。

5. 根据权利要求l所述的凝聚粒子的制造方法,其特征在于, 在凝聚工序之前,包括树脂微粒子的水性浆液调制工序,通过高压均化法调制树脂微粒子的水性浆液。

6. 根据权利要求5所述的凝聚粒子的制造方法,其特征在于, 树脂微粒子的水性浆液调制工序,包括粉碎阶段,使合成树脂或包括着色剂及脱模剂的合成树脂的粗粉末的水性浆液在加热加压下通 过耐压喷嘴,将该粗粉末粉碎,获得包含粒径3pm以下的树脂微粒子的水性浆液。

7. 根据权利要求l所述的凝聚粒子的制造方法,其特征在于, 减压工序,通过使凝聚粒子的水性浆液流过减压喷嘴来进行。

8. 根据权利要求l所述的凝聚粒子的制造方法,其特征在于, 线圈状配管的线圈巻绕数为1〜200,并且线圈半径为25〜200mm。

9. 根据权利要求l所述的凝聚粒子的制造方法,其特征在于, 凝聚工序,在树脂微粒子的玻璃转化温度〜软化温度的加热下、以及5〜100MPa的加压下进行。

说明书 :

凝聚粒子的制造方法

技术领域

本发明涉及一种凝聚粒子的制造方法。 背景技术
电子照相方式的图像形成装置,向形成于感光体表面上的静电潜 影提供处于带电状态的色粉,将静电潜影显影,从而形成色粉图像, 并通过使该色粉图像定影到记录介质上,而形成图像。在电子照相方 式中,通过使色粉均匀附着在静电潜影上,而形成图像浓度高、且画 质品位优异的图像。除了使色粉均匀附着在静电潜影上之外,色粉粒 子的粒径一致、粒度分布宽度狭窄、带电性能均匀也非常重要。色粉 的粒径,对带电性能以及原稿图像的高精细重现均有影响。粒径适度 小的色粉、即粒径为5〜6/mi左右的色粉,可以有效地得到高精细的复 印图像。因此, 一直以来,为了使色粉粒径一致且小径化,进行了种 种研究。
作为制造小径色粉的方法,例如开发有在有机溶剂或有机溶剂和 水的混合溶剂中制造色粉的湿式法。通过湿式法制造的色粉称为化学 色粉。在湿式法中,作为使色粉粒径一致的方法,公知有凝聚法。根 据凝聚法,例如,在分散了微细的树脂粒子、着色剂粒子及脱模剂粒 子等的水性浆液中,添加二价或三价金属盐等凝聚剂,从而使树脂粒 子、着色剂粒子和脱模剂粒子凝聚,制造作为色粉的凝聚粒子。在凝 聚法中,例如使用反应釜。反应釜是槽型反应器,在其外周部安装热 交换用外壳,在反应釜的内部设置有搅拌叶片。
作为凝聚法中应该解决的问题,例如包括:由于水性浆液中包含 的树脂微粒子等粒子容易发生过凝聚,而生成必要以上的大粒径的凝聚粒子,因此很难高精度地获得具有需要的粒度分布及形状的凝聚粒 子,并且为了控制凝聚粒子的粒径,需要耗费很长时间来进行凝聚反 应。此外还包括:在凝聚粒子表面,着色剂粒子不均匀地露出,各个 凝聚粒子的带电性能产生偏差;在凝聚粒子表面,脱模剂粒子露出, 露出到该凝聚粒子表面的脱模剂粒子熔融,产生附着在感光体表面的 成膜,成为产生图像不良的原因等。
鉴于这种问题,例如,提出了如下色粉的制造方法:在水性溶剂 中,在具有聚合性不饱和基团的表面活性剂的存在下,在加热及存在 凝聚剂的条件下,使将聚合性单体聚合而得到的树脂粒子和着色剂凝
聚(例如,参照日本专利特开2003-345063号公报)。根据日本专利特 开2003-345063号公报,具有聚合性不饱和基团的表面活性剂,是具有 包含乙烯基键的聚合性不饱和基团的非离子性表面活性剂等。作为凝 聚剂,例如使用:碱金属盐,碱土类金属盐,锰、铜等二价金属盐, 铁、铝等三价金属盐等。
凝聚剂以溶解到适当的溶剂中的溶液的方式添加到日本专利特开 2003-345063号公报的反应系统中。在添加凝聚剂溶液的基础上,注意 曰本专利特开2003-345063号公报容易产生过凝聚,添加凝聚剂浓度低 的溶液很重要。例如,在日本专利特开2003-345063号公报的第[0132]〜 [0133]段中,使用包含420.7g树脂粒子、900g离子交换水、166g着色 剂分散液、12.1g氯化镁六水合物及1000ml离子交换水的水性浆液。 该水性浆液中的作为凝聚剂的氯化镁六水合物浓度不过约0.48重量%。
在这种低浓度下,凝聚需要很长时间。进而,即使使凝聚剂为低浓度, 也可能产生过凝聚,因此用于直至凝聚温度为止的升温及成熟的加热 搅拌时间,也需要长时间。这种制造方法的生产性能低,不适于工业 规模的实施。此外,不能解决着色剂粒子在凝聚粒子表面不均匀地露 出而使带电性能不均的问题。此外,各个凝聚粒子中的树脂粒子、着 色剂粒子及脱模剂粒子的个数不均,因此各个凝聚粒子中的成分比例 不同,也会导致带电性能不均。此外,存在以批量方式制造胶囊粒子的如下方法:以29.4MPa (300kgf/cm2)以上的喷射压力,对数均粒径为0.1〜100ym的母粒子、 和数均粒径为母粒子的数均粒径的1/5以下的子粒子进行均化处理,使 子粒子凝聚在母粒子表面,制造胶囊粒子(例如,参照日本专利特公 平7-75666号公报)。在日本专利特公平7-75666号公报的技术中,为 了防止产生过凝聚、获得粒径均匀的粒子,需要加压到54.8MPa以上。 在日本专利特公平7-75666号公报中所使用的均化器,根据日本专利特 公平7-75666号公报的第3页第5栏第8〜18行,是使高压的分散体互 相冲撞的形式的均化器(例如7^夕口7/X夕'Vif—等)、或使高压 的分散体与内壁冲撞的形式的均化器(例如7乂卜y力、夕y 于^ff等)。这些均化器,均不具备本发明中使用的均化器那样的线圈 状配管,因此即使施加剪断力,离心力的施加也很少。此外,在日本 专利特公平7-75666号公报的技术中,如上所述,在29.4MPa以上、 并根据情况在54.8MPa以上的高压下进行凝聚。因此,在工业规模的 实施中必须为耐压设备及避难设备,还需要均化器的大型化,因此不 是现实的方法。此外,仅可使用具有母粒子的数均粒径的1/5以下的数 均粒径的子粒子,因此可使用的子粒子受到限制。
此外,具有以获得形状一致的色粉为目的、在色粉用流路中进行 色粉粒子的形状控制的色粉的制造方法(例如参照日本专利特开 2006-iS9710号公报)。根据日本专利特开2006-189710号公报,在树脂 粒子的凝聚后、或凝聚后的熔融后,在色粉用流路中对使包含该树脂 粒子的水性介质流过的同时对其进行加热。通过加热在表面张力的作 用下获得近似球形、形状一致的色粉。作为色粉用流路的一例,在曰 本专利特开2006-189710号公报中公开有螺旋状的色粉用流路。在曰本 专利特开2006-189710号公报所公开的色粉的制造方法中,在树脂粒子 凝聚后、或凝聚后的熔融后,使凝聚粒子流过色粉用流路,因此即使 可以使凝聚粒子的形状一致,也无法调整粒径。因此,难以高精度地 获得粒度分布狭窄的色粉。此外,日本专利特开2006-189710号公报所公开的色粉,通过聚合法形成树脂粒子,因此着色剂等色粉成分的含 量及在色粉粒子中的分布不均,色粉的带电不均。

发明内容

本发明的目的在于提供一种凝聚粒子的制造方法,该凝聚粒子适 度小径化,具有需要的粒度分布及形状,特性的波动少。
本发明为一种凝聚粒子的制造方法,其特征在于,包括:
凝聚工序,使树脂微粒子的水性浆液在加热加压下流过线圈状配 管,从而获得凝聚粒子的水性浆液;
减压工序,进行减压以从凝聚粒子的水性浆液中的凝聚粒子表面 除去气泡;和
冷却工序,对凝聚粒子的水性浆液进行冷却。
根据本发明,在凝聚工序中使树脂微粒子的水性奖液在加热加压 下流过线圈状配管,凝聚树脂微粒子,为了将在凝聚工序中凝聚了树 脂微粒子的凝聚粒子的水性浆液中的凝聚粒子表面上附着的气泡除 去,而进行减压。通过除去附着在凝聚粒子表面的气泡,使水性浆液 中的凝聚粒子更加容易与水性浆液中的水溶液融合,可以更有效地对 凝聚粒子施加外力。然后,将在减压工序中进行减压而充分地除去了 气泡的凝聚粒子的水性浆液,在冷却工序中进行冷却。因此使树脂微 粒子凝聚而获得凝聚粒子时,难以引起树脂微粒子的过凝聚,并且凝 聚粒子的粒径控制容易,即使在比较低的低压下也可以使树脂微粒子 凝聚,可以适当地实施工业规模上的扩大。此外,可以使凝聚粒子的 形状一致、粒度分布宽度狭窄,因此各个凝聚粒子基本具有相同特性,' 可以获得特性波动非常少的凝聚粒子。
此外在本发明中,其特征在于,树脂微粒子的体积平均粒径为 0.4〜3拜。根据本发明,树脂微粒子的体积平均粒径优选为0.4〜3/xm。通过 使这种树脂微粒子凝聚,通过本发明制造的凝聚粒子的优异特性更加 显著。优异特性是指,形状的均匀性、小粒径化、粒度分布宽度的狭 窄性等。
此外在本发明中,其特征在于,在凝聚工序之前,包括树脂微粒 子的水性浆液调制工序,通过高压均化法调制树脂微粒子的水性浆液。
根据本发明,优选的是,树脂微粒子的水性浆液,在凝聚工序之 前,在树脂微粒子的水性浆液调制工序中,通过高压均化法进行调制。 这种水性浆液中的树脂微粒子的形状一致且粒度分布宽度狭窄,因此 凝聚性良好,树脂微粒子之间的凝聚力较强。因此,如果使用该树脂 微粒子,可以容易地获得大致正球状的凝聚粒子。
此外在本发明中,其特征在于,树脂微粒子的水性浆液调制工序, 包括粉碎阶段,使合成树脂或包括着色剂及脱模剂的合成树脂的粗粉 末的水性浆液在加热加压下通过耐压喷嘴,将该粗粉末粉碎,获得包 含粒径3/xm以下的树脂微粒子的水性浆液。
根据本发明,在树脂微粒子的水性浆液制造工序中,在粉碎阶段, 使合成树脂或包括着色剂及脱模剂的合成树脂的粗粉末的水性桨液在 加热加压下通过耐压喷嘴,从而将该粗粉末粉碎,获得包含粒径3pm 以下的树脂微粒子的水性浆液。在粉碎阶段中,通过加热合成树脂的 粗粉末而容易粉碎,此外,可以通过加压使包含合成树脂粗粉末的水 性浆液高速通过耐压喷嘴的狭窄流路。由于高速通过,因此可以提高 剪断力,有效地使柔软化的合成树脂的粗粉末微粒子化。因此,有利 于通过粉碎合成树脂的粗粉末而获得的树脂微粒子的微粒化及成品率 的提高。
此外在本发明中,其特征在于,减压工序,通过使凝聚粒子的水
8性浆液流过减压喷嘴来进行。
根据本发明,在减压工序中,使凝聚粒子的水性浆液流过减压喷 嘴,从而可以对该水性浆液进行减压,以不产生溺沸引起的冒泡。这 样降低对凝聚粒子的水性浆液施加的压力而防止繃沸的冒泡,从而可 以防止在繃沸时引起树脂微粒子的过凝聚,防止产生粗大粒子。此外, 即使存在粗大粒子,也可以从粗大粒子中分离多于的树脂微粒子。因 此,可以获得适度小径化的粒度分布宽度狭窄的凝聚粒子。更具体地
说,例如,使100MPa的压力急剧降低到大气压左右时,产生树脂微粒 子的水性浆液的镚沸,同时随之产生喷射现象,树脂微粒子的水性浆 液中进入空气而产生冒泡。该冒泡会促进树脂微粒子的水性浆液中的 树脂微粒子的过凝聚。此外,在凝聚工序中使用分散稳定剂时,本来 为了分散水性浆液中的树脂微粒子而应该使用的分散稳定剂,与气泡 亲和,分散稳定剂白白地消耗掉,从而进一步促进树脂微粒子的过凝 聚。在使用减压喷嘴时,不会产生这种现象,可以在短时间内使压力 大幅降低。
此外在本发明中,其特征在于,线圈状配管的线圈巻绕数为l〜 200,并且线圈半径为25〜200mm。
根据本发明,凝聚工序中使用的线圈状配管,优选线圏巻绕数为 1〜200,并且线圈半径为25〜200mm。通过使用这种线圈状配管,可 以更切实地防止凝聚工序中树脂微粒子的过凝聚及随之产生粗大粒 子,可以容易地进行凝聚粒子的粒径控制,因此有利于工业规模的扩 大。
此外在本发明中,其特征在于,凝聚工序,在树脂微粒子的玻璃 转化温度〜软化温度的加热下、以及5〜100MPa的加压下进行。
根据本发明,在树脂微粒子的玻璃转化温度〜软化温度的加热下以及5〜100MPa的加压下进行凝聚工序,从而不会产生树脂微粒子的 过凝聚,可以高成品率地在短时间内获得凝聚粒子。此外,即使在5〜 lOMPa左右的较低的加压力下也可切实地凝聚,因此与至少需要 30MPa左右的加压的现有的均化法相比,有利于工业生产,工业规模 的扩大也容易。通过在上述温度范围及压力范围中适当调整,从而进 一步提高凝聚粒子的粒径控制性。

附图说明

本发明的目的、特点及优点,通过以下附图及详细说明得以明确。 图1是表示本发明的一个实施方式的凝聚粒子的制造方法的流程图。
图2是表示树脂微粒子的水性浆液的调制工序的流程图。 图3是简要表示粉碎用高压均化器的构成的系统图。 图4是示意地表示耐压喷嘴的构成的剖视图。 图5是示意地表示减压喷嘴的构成的长度方向剖视图。 图6是表示加热器的构成的透视图。
图7A是将图6的加热器的线圈状配管投影到与轴线平行的假想平 面上的平面投影图。图7B是将图6的加热器的线圈状配管投影到与轴 线垂直的假想平面上的平面投影图。
图SA及图8B是用于说明二分之一线圈节距及线圈整体长度的求 法的图。
图9是示意地表示减压喷嘴的构成的长度方向剖视图。
图10是示意地表示其他方式的减压喷嘴的构成的长度方向剖视图。
图11是简化表示凝聚用高压均化器的构成的系统图。
图12是简化表示其他方式的凝聚用高压均化器的构成的系统图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的优选实施方式。凝聚粒子的制造方法
图1是表示本发明的一个实施方式的凝聚粒子的制造方法的流程 图。本实施方式的凝聚粒子的制造方法,包括树脂微粒子的水性浆液
调制工序S1、凝聚工序S2、减压工序S3、和冷却工序S4。 树脂微粒子的水性浆液调制工序Sl
在树脂微粒子的水性浆液调制工序Sl中,调制树脂微粒子的水性 浆液。树脂微粒子的水性浆液,是将树脂微粒子分散到液体、例如水 中而得到的物质。
图2是表示树脂微粒子的水性浆液的调制工序的流程图。在树脂 微粒子的水性浆液的调制工序Sl中包括:粗粉调制阶段Sla、粗粉浆 液调制阶段Slb、粉碎阶段Slc、减压阶段Sld、和冷却阶段Sle。
树脂微粒子,可以按照公知的合成树脂的粒化方法来制造,但优 选为由高压均化法制造的树脂微粒子。即,树脂微粒子的水性浆液, 优选通过高压均化法调制。在本发明中,"高压均化法"是指利用高 压均化器将合成树脂粒化的方法,高压均化器是在加压下将粒子粉碎 的装置。
作为高压均化器,公知有市场有售的装置、及专利文献记载的装 置等。市场有售的高压均化器例如包括:7^夕口7小一夕、Vlf— (商 品名,7<夕口 :7/P"TV 7夕(Microfluidics)公司制造〉、t乂^一 f一 (商品名,于乂7,f —公司制造)、7少亍^7一f一 (商品 名,株式会社7年乂7、>乂公司制造)等的腔室式高压均化器,高圧 示乇-于^廿(商品名,,二一 (Rannie)公司制造)、高圧尔乇"^于 一f (商品名,三丸機械工業株式会社制造)、高圧尔乇^'于一f (商
品名,株式会社吖X^:7—K7、y于iJ制造)等。并且,作为专利文
献记载的高压均化器,例如包括国际公开第03/059497号公报中所述的 装置。其中,优选使用国际公开第03/059497号公报中所述的高压均化
11器。树脂微粒子的水性桨液的调制,例如,使用图3所示的粉碎用高 压均化器1来进行。
图3是简要表示粉碎用高压均化器1的构成的系统图。粉碎用高 压均化器1包括箱体2、传送泵3、加压单元4、加热器5、粉碎用喷 嘴6、减压模块7、冷却机8、配管9、和取出口 10。在粉碎用高压均 化器1中,通过配管9依次连接:箱体2、传送泵3、加压单元4、加 热器5、粉碎用喷嘴6、减压模块7、及冷却机8。在通过配管9连接 的系统内,可以从取出口 10将由冷却机8冷却后的树脂微粒子的水性 浆液取出到系统外,或使由冷却机8冷却后的树脂微粒子的水性浆液 再次返回到箱体2,并沿着箭头11的方向反复循环。直到储存在箱体 2内的粗粉浆液通过粉碎用喷嘴6为止,为粉碎阶段Slc,通过减压模 块7的阶段为减压阶段Sld,通过冷却机8的阶段为冷却阶段Sle。
箱体2为具有内部空间的容器状部件,储存在粗粉浆液调制阶段 Slb得到的粗粉浆液。传送泵3将箱体2内储存的粗粉浆液传送到加压 单元4。加压单元4将从传送泵3提供的粗粉浆液加压并传送到加热器 5。加压单元4例如可以使用柱塞泵,该柱塞泵具有柱塞、和通过柱塞 吸入喷出地驱动的泵部。
图6是表示加热器5的构成的透视图。加热器5对从加压单元4 提供的、处于加压状态的粗粉浆液进行加热。'加热器5可以使用包括 线圈状(以下也称为"螺旋状")配管50和未图示的加热部的物质。 在本实施方式中,线圈状配管50为圆筒形状,将一根管状部件巻绕成 单层的线圈状而构成。更详细的说,线圈状配管50包括:在圆周方向 上巻绕管状部件的巻绕部分55;和从巻绕部分55向轴线方向A的两 侧Al、 A2延伸的两个连接部分56a、 56b。两个连接部分56a、 56b中, 在向轴线方向一侧Al延伸的第一连接部分56a的流路上形成有入口 50a,在向轴线方向另一侧A2延伸的第二连接部分56b的流路上形成 有出口 35b。线圈状配管50的流路的入口 35a及出口 35b分别与配管9连接。线圈状配管50在轴线方向A上的尺寸称为"自由高度51",线圈状配管的外径尺寸的一半的尺寸称为"线圈半径(以下也称为线圈曲率半径)54",管状部件旋转一圈时前进的距离、即相邻的管状部件的两个部分间的间隔称为"线圈节距52"。加热部包括:沿着线圈状配管的外周面设置、可流过热介质例如水蒸气的配管;和向该配管提供热介质的加热介质供给部。加热介质供给部例如为锅炉。
图7A是将图6所示的加热器5的线圈状配管50投影到与轴线53平行的假想平面上的平面投影图。图7B是将图6所示的加热器5的线圈状配管50投影到与轴线53垂直的假想平面上的平面投影图。在图7A中,线圈节距的一半的长度称为二分之一线圈节距,线圈状配管的外径尺寸的长度称为垂直方向的高度61,管状部件旋转半圈所需要的长度称为实际的线圈高度62。在图7B中,管状部件的内径称为线圈内径64。
使包含粒子的水性浆液流过加热器5的线圈状配管时,在加热加压状态下施加离心力和剪断力。离心力和剪断力同时作用,从而在流路内产生乱流。粒子若为体积平均粒径0.4〜3pm的树脂微粒子等足够小的粒子,则粒子受到乱流的影响而不规则地流过,粒子之间的冲撞次数明显多于粒径100/mi左右的粗粉,发生凝聚。另一方面,若粒子为粒径100/mi左右的粗粉,则由于粒子足够大,粒子因离心力而在流路内壁面附近以稳定的状态流过,难以受到乱流的影响,'因此难以发生凝聚。
粉碎用喷嘴6,通过使从加热器5提供的处于加热加压状态的粗粉浆液流过在其内部形成的流路,从而将粗粉浆液中包含的粗粉粉碎成更小径化的树脂微粒子。在粉碎用喷嘴6中可以使用液体可流过的一般的耐压喷嘴,但优选使用例如具有多个流路的多重喷嘴。多重喷嘴的流路,可形成为以多重喷嘴的轴心为中心的同心圆状,或者多个流路在多重喷嘴的长度方向上基本平行地形成。作为 重喷嘴的具体例,入口直径及出口直径为0.05〜0.35mm左右、长度为0.5〜5cm的流路,形成为l个或多个、优选形成1〜2个左右。此外可以使用在喷嘴内部不将流路形成为直线状的耐压喷嘴。作为这种耐压喷嘴,例如包括图4所示的喷嘴。
图4是示意地表示耐压喷嘴15的结构的剖视图。耐压喷嘴15在内部具有流路16。流路16的入口 16a及出口 16b分别与配管9连接。该流路16钩状弯曲,至少具有一个与从箭头18的方向进入到流路16内的粗粉浆液冲撞的冲撞壁17。粗粉浆液相对于冲撞壁17大致直角地冲撞,从而使粗粉浆液中的粗粉粉碎,成为更小径化的树脂微粒子,而从耐压喷嘴15的出口排出。在耐压喷嘴15中,入口直径和出口直径形成为相同尺寸,但不限于此,也可使出口直径小于入口直径。另外,出口 16b及入口 16a通常形成为正圆形,但不限于此,也可形成为正多边形等。耐压喷嘴可设置一个,也可设置多个。设置多个耐压喷嘴时,可与配管9串联设置,也可并联设置。
减压模块7优选使用国际公开第03/059497号公报记载的多级减压装置。该多级减压装置包括入口通路、出口通路和多级减压通路。入口通路, 一端与配管9连接且另一端与多级减压通路连接,将包含树脂微粒子的处于加热加压状态的浆液导入到多级减压通路。多级减压通路, 一端与入口通路连接且另一端与出口通路连接,其进行减压以从经由入口通路导入到其内部的处于加热加压状态的树脂微粒子的水性浆液中的凝聚粒子表面除去气泡,使之不会因溺沸而产生气泡(bubbling)。
多级减压通路例如包括多个减压部件和多个连接部件。减压部件例如使用管状部件。连接部件例如使用环状密封部件。通过环状密封部件连接内径不同的多个管状部件,从而构成多级减压通路。例如如
下形成的多级减压通路:从入口通路到出口通路,通过环状密封部件
连接2〜4个具有相同内径的管状部件A,接着通过环状密封部件连接
14一个与管状部件A相比为其二倍左右内径的大的管状部件B,进一步通过环状密封部件连接1〜3个左右与管状部件B相比内径为其5〜20%左右的较小的管状部件C。使处于加热加压状态的浆液流过这种多级减压通路内时,可以从树脂微粒子的水性浆液中的凝聚粒子表面除去气泡,因此可以使水性浆液中的凝聚粒子更容易溶于水溶液中,可以更有效地向凝聚粒子施加外力。此外,可以不产生冒泡地将该浆液减压到大气压、或与之接近的加压状态。也可在多级减压通路的周围设置使用致冷剂或致热剂的热交换部,根据施加到树脂微粒子的水性浆液上的压力值,进行减压的同时,进行冷却或加热。出口通路,一端与多级减压通路连接,另一端与配管9连接,将通过多级减压通路减压的浆液传送到配管9。在该多级减压装置中,可以构成为入口直径和出口直径相同,也可以使出口直径大于入口直径。
在本实施方式中,作为减压模块7,不限于具有上述构成的多级减压装置,例如也可以使用减压喷嘴。图5是示意地表示减压喷嘴20的构成的长度方向剖视图。在减压喷嘴20中,形成有在长度方向上贯通其内部的流路21。流路21的入口 21a及出口 21b分别与配管9连接。流路21形成为入口直径大于出口直径。进而在本实施方式中,流路21,在与浆液的流过方向的箭头22的方向垂直的方向上的截面,随着从入口 21a靠近出口 21b而逐渐变小,且该截面的中心(轴线)位于与箭头22的方向平行的同一轴线(减压喷嘴20的轴线)上。根据减压喷嘴20,从入口 21a将处于加热加压状态的树脂微粒子的水性浆液导入到流路21内,该树脂微粒子的水性浆液受到减压的同时,在流路21内流过。受到了减压的树脂微粒子的水性浆液从出口 21排出到配管9。在加热器5中凝聚了的合成树脂的粗粉末的凝聚体与流路21的内壁面21c接触,多余的合成树脂的粗粉末从凝聚体分离,变成适度大小的树脂微粒子,并从出口21b排出。在减压喷嘴20中,流路21的入口直径大于出口直径,因此与入口直径小于出口直径时相比,可以施加更强的剪断力。因此,与下文记载的减压工序S3中的减压喷嘴25相比,可以从凝聚体更切实地分离多余的粗粉末。可以设置一个或多个上述
15多级减压装置或减压喷嘴。设置多个时,可以串联设置,也可以并联 设置。
冷却机8可以使用具有耐压结构的一般的液体冷却机,例如可使
用如下冷却机:在树脂微粒子的水性浆液流过的配管的周围设置使冷 却水循环的配管,并通过使冷却水循环来冷却树脂微粒子的水性浆液。 其中优选使用蛇管式冷却机之类的冷却面积大的冷却机。并且优选如 下结构:从冷却机入口到冷却机出口,冷却梯度变小(或者冷却能力 逐渐下降)。急剧冷却树脂微粒子时,树脂微粒子可能局部发生凝聚, 从而产生树脂微粒子的过凝聚。产生树脂微粒子的过凝聚时,过凝聚 的树脂微粒子可能会堵塞减压模块。因此,为了防止凝聚工序中凝聚 的凝聚粒子产生过凝聚,而缓缓且均匀地冷却树脂微粒子的水性浆液, 需要从入口到出口冷却梯度变小。这样使冷却机的冷却梯度从入口到 出口变小,从而与冷却梯度从冷却机入口到冷却机出口不变的冷却机 相比,可以进一步防止粉碎的树脂微粒子的再凝聚,因此可以更有效 地实现粗粉的微粒化,提高树脂微粒子的成品率。冷却机8可以设置 一个或多个。设置多个时,可以串联设置或并联设置。串联设置时, 优选以在浆液的流过方向上冷却能力逐渐降低的方式设置冷却机。从 减压模块7排出的、包含树脂微粒子且处于加热状态的树脂微粒子的
水性浆液,例如从冷却机8的与配管9连接的入口 8a导入到冷却机8 内,在具有冷却梯度的冷却机8的内部受到冷却,并从冷却机S的出 口8b排出到配管9。 '
粉碎用高压均化器1是在市场上销售的装置。作为其具体例,例 如包括NANO3000 (商品名,株式会社美粒制造)等。根据粉碎用高 压均化器1,将箱体2内储存的粗粉浆液在加热加压状态下导入到粉碎 用喷嘴6内,将粗粉粉碎成树脂微粒子,将从粉碎用喷嘴6排出的处 于加热加压状态的树脂微粒子的浆液导入到减压模块7内,以不引起 冒泡的方式进行减压,将从减压模块7排出的处于加热状态的树脂微 粒子的浆液导入到冷却机S中进行冷却,获得树脂微粒子的浆液。树脂微粒子的浆液从取出口 IO排出,或再次循环到箱体2内,进行同样 的粉碎处理。
粗粉调制阶段Sla
在本阶段调制合成树脂的粗粉。此时,合成树脂可以含有一种或 两种以上的合成树脂用添加剂。合成树脂的粗粉例如可以如下制造: 将包括合成树脂以及根据需要包括一种或两种以上的合成树脂用添加
剂的混炼物的固化物粉碎。混炼物例如可以如下制造:在混合机中对 合成树脂以及根据需要将一种或两种以上的合成树脂用添加剂进行干 式混合,在混炼机中对得到的粉体混合物进行混练。混炼温度为合成
树脂的软化温度以上的温度(通常为S0〜20(TC左右、优选100〜150 。C左右)。在此作为混合机可以使用公知的混合机,例如包括:亨舍 尔混合机(八y、乂工》S年廿)(商品名,三井矿山株式会社制造)、高速 '混合机(7—Z—^年廿)(商品名,株式会社川田制造)、机械研磨机(少 力乂$々,商品名,冈田精工株式会社制造)等亨舍尔型混合装置,才> 夕、、S/W;ONGUMm,商品名,细川密克朗(示乂力7^夕口y)株式会社 制造)、八一 7、、 y夕、、一 if 一 、乂 a y 、>只亍厶(Hybridization System ,商品 名,株式会社奈良制作所制造)、及〕7乇、乂7亍厶(Cosmo System,商 品名,川崎重工业株式会社制造)等。作为混炼机可使用公知的混炼机, 例如可以使用双轴压出机、三辊滚轧机、,求7°,7卜5;小(laboplast mill)等一般的混炼机。进一步具体地说,例如包括TEM-100B(商品名, 东芝机械株式会社制造)、PCM-65/87 (商品名,株式会社池贝制造)等 单轴或双轴压出机,二一fV 、夕夕7(Kneadics,商品名,三井矿山株 式会社制造)等开口辊方式的混炼机。其中,优选使用开口辊方式的混 炼机。另外,为了使着色剂等合成树脂用添加剂均匀分散到混炼物中, 可以将其母炼胶化来使用。此外,可以将两种以上合成树脂用添加剂
复合粒子化来使用。复合粒子例如可以如下制造:在两种以上合成树 脂用添加剂中,添加适量的水、低级醇等,用高速研磨机等一般的造 粒机进行造粒,并使之干燥。母炼胶及复合粒子,在干式混合时,混 合到粉体混合物中。固化物通过将混炼物冷却而得到。固化物的粉碎使用切磨机
(cutter mill)、绒磨机(feather mill)、喷磨机等粉体粉碎机。由此得 到合成树脂的粗粉。粗粉的粒径没有特别限制,但优选为450pm〜 lOOOgm,进一步优选为500/xm〜800/xm。
作为用于粗粉的调整的合成树脂,只要是可在熔融状态下进行造 粒的树脂即可,并无特别限制,例如包括:聚氯乙烯、聚乙酸乙烯、 聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰亚胺、苯乙烯类聚合物、(甲基)丙烯 酸树脂、聚乙烯醇縮丁醛、硅树脂、聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂、 二甲苯树脂、松香改性树脂、萜烯树脂、脂肪族烃树脂、脂环式烃树
脂及芳香族石油树脂等。"(甲基)丙烯酸树脂"包括:(甲基)丙 烯酸类单体的均聚物、以及(甲基)丙烯酸类单体和可与之共聚的单
体的共聚物。
合成树脂可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。在这些 合成树脂中,优选通过水类的湿式造粒容易得到具有高表面平滑性的 粒子的如下物质:聚酯、苯乙烯类聚合物、(甲基)丙烯酸树脂、聚 氨酯以及环氧树脂等。
作为聚酯可使用公知的物质,包括多元酸与多元醇的縮聚物等。
作为多元酸,可使用已知的作为聚酯用单体的物质,例如包括:对苯 二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸、萘二
甲酸等芳香族羧酸类,马来酸酐、富马酸、琥珀酸、烯基琥珀酸酐、 己二酸等脂肪族羧酸类,这些多元酸的甲酯化物等。多元酸可单独使
用一种,也可同时使用二种以上。作为多元醇类,也可使用己知的作 为聚酯用单体的物质,例如包括:乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、 新戊二醇、甘油等脂肪族多元醇类,环己二醇、环己烷二甲醇、氢化 双酚A等脂环式多元醇类,双酚A的环氧乙烷加成物、双酚A的环氧 丙垸加成物等芳香族二醇类等。多元醇可单独使用一种,也可同时使用二种以上。
多元酸与多元醇的縮聚反应可以按照常用方法实施,例如,在有 机溶剂存在下或不存在下以及縮聚催化剂的存在下,通过使多元酸与 多元醇接触而进行,并使其在生成的聚酯的酸值、软化温度等达到预 定值时结束。由此,可以得到聚酯。若用多元酸的甲酯化物作为多元 酸的一部分,则进行脱甲醇縮聚反应。在该縮聚反应中,通过适当地 改变多元酸与多元醇的混合比、反应率等,例如可以调整聚酯末端的 羧基含量,进而可以使得到的聚酯的特性改变。而且,若用偏苯三酸 酐作为多元酸,则能容易地将羧基导入聚酯的主链中,从而得到改性 聚酯。另外,也可以使用通过在聚酯的主链及/或侧链上结合磺酸基及 磷酸基等亲水性基团、从而在水中具有分散性的自身分散性聚酯。
作为苯乙烯类聚合物,包括苯乙烯类单体的均聚物、以及苯乙烯 类单体和可与苯乙烯类单体共聚的单体的共聚物等。作为苯乙烯类单
体,例如包括:苯乙烯、邻甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、对甲氧基苯乙 烯、对苯基苯乙烯、2, 4-二甲基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正癸基 苯乙烯、以及对正十二烷基苯乙烯等。作为可与苯乙烯类单体共聚的 单体,例如包括:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲 基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲 基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸十二垸酯、(甲基)丙烯酸2-乙 基己酯、(甲基)丙烯酸十八烷酰酯、(甲基)丙烯酸苯酯、以及(甲 基)丙烯酸二甲胺基乙酯等(甲基)丙烯酸酯类、丙烯腈、甲基丙烯
酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙 烯酰胺、丙烯酸-2-羟基乙酯等(甲基)丙烯酸类单体类、乙烯基甲醚、
乙烯基乙醚及乙烯基异丁醚等乙烯基醚类、乙烯基甲酮、乙烯基己酮
及甲基异丙烯基酮等乙烯基酮类、以及N-乙烯吡咯烷酮、N-乙烯基咔 唑及N-乙烯基吲哚等N-乙烯基化合物等。苯乙烯类单体以及可与苯乙 烯类单体共聚的单体,可以分别使用一种或两种以上。"(甲基)丙 烯酸"包括丙烯酸和甲基丙烯酸。作为(甲基)丙烯酸树脂,包括(甲基)丙烯酸酯类的均聚物、 以及(甲基)丙烯酸酯类和可与(甲基)丙烯酸酯类共聚的单体的共 聚物等。作为(甲基)丙烯酸酯类,可以使用与上述相同的物质。作 为可与(甲基)丙烯酸酯类共聚的单体,包括(甲基)丙烯酸类单体、
乙烯基醚类、乙烯基酮类及N-乙烯基化合物等。这些可以使用与上述
相同的物质。作为(甲基)丙烯酸树脂,也可以使用含酸性基团的丙
烯酸树脂。例如,含酸性基团的丙烯酸树脂例如可以如下制造:在丙 烯酸树脂单体或丙烯酸树脂单体和乙烯类单体聚合时,同时使用通过
将含有酸性基团或亲水性基团的丙烯酸树脂单体,以及/或者含有酸 性基团或亲水性基团的乙烯类单体。丙烯酸树脂单体可以使用公知的 物质,例如包括含取代基的丙烯酸、含取代基的甲基丙烯酸、含取代 基的丙烯酸酯、以及含取代基的甲基丙烯酸酯等。丙烯酸树脂单体可 以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。乙烯类单体也可以使用 公知的物质,例如包括苯乙烯、a-甲基苯乙烯、溴乙烯、氯乙烯、醋
酸乙烯、丙烯腈以及甲基丙烯腈等。乙烯类单体可以单独使用一种, 也可以同时使用两种以上。苯乙烯类聚合物以及(甲基)丙烯酸树脂 的聚合,使用一般的自由基引发剂,通过溶液聚合、悬浊聚合、乳化 聚合等进行。
作为聚氨酯没有特别限制,例如可以优选使用含酸性基团或碱性 基团的聚氨酯。含酸性基团或碱性基团的聚氨酯例如可通过公知的方 法制造。例如,可以使含酸性基团或碱性基团的二醇、多元醇和聚异 氰酸酯加聚而制造。作为含酸性基团或碱性基团的二醇,例如可以列
举二羟甲基丙酸和N-甲基二乙醇胺等。作为多元醇,例如可以列举聚
乙二醇等聚醚多醇、聚酯多醇、丙烯酸多元醇和聚丁二烯多元醇等。 作为聚异氰酸酯,例如可以列举甲苯二异氰酸酯、六甲撑二异氰酸酯 和异氟尔酮二异氰酸酯等。这些成分可单独使用一种,也可同时使用 二种以上。
20作为环氧树脂,没有特别的限定,但可以优选使用含酸性基团或 碱性基团的环氧树脂。含酸性基团或碱性基团的环氧树脂,例如可以 通过将己二酸和偏苯三酸酐等多元羧酸或二丁胺、乙二胺等胺加成或 加聚到成为基础的环氧树脂上而制造。
在本发明中,作为合成树脂,可以使用自身分散性树脂。自身分 散性树脂是指,在其分子内具有亲水性基团、对水等液体具有分散性
的树脂。作为亲水性基团,例如包括:-cocr基、-scv基、-co'基、-oh 基、-oscv基、-p03h2、 -p(V基、及其盐等。其中优选-coct基、-so3—
基等阴离子性亲水性基团。具有一种或两种以上这种亲水性基团的自 身分散性树脂,无需使用分散剂,或仅使用极少量的分散剂,即可分 散到水中。自身分散性树脂中含有的亲水性基团量没有特别限制,但
优选相对于100g自身分散性树脂,为0.001摩尔〜0.050摩尔,进一步 优选0.005摩尔〜0.030摩尔。自身分散性树脂,例如可以通过在树脂 上结合具有亲水性基团及不饱和双键的化合物(以下称为"含亲水性
基团化合物")来制造。含亲水性基团化合物在树脂上的结合,可以 按照接枝聚合及嵌段聚合等方法来实施。此外,也可以通过使含亲水 性基团化合物或含亲水性基团化合物及可与其共聚的化合物聚合,来 制造自身分散性树脂。
作为可以结合含亲水性基团化合物的树脂,例如包括:聚苯乙烯、 聚-a-甲基苯乙烯、氯代聚苯乙烯、苯乙烯-氯苯乙烯共聚物、苯乙烯 -丙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-氯乙烯共聚物、苯乙烯 -醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、 苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚 物、苯乙烯-a-氯代丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共 聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物等苯乙烯类树脂、(甲基)丙烯酸 树脂、聚碳酸酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、氨 基甲酸乙酯改性环氧树脂、硅酮改性环氧树脂、松香改性马来酸树脂、 离子交联聚合物树脂、聚氨酯、硅酮树脂、酮树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、二甲苯树脂、聚乙烯醇縮丁醛、萜烯树脂、酚醛树脂、脂肪 烃树脂以及脂环烃树脂等。
含亲水基团的化合物,例如包括不饱和羧酸化合物及不饱和磺酸 化合物等。作为不饱和羧酸化合物,例如包括:(甲基)丙烯酸、巴 豆酸及异巴豆酸等不饱和单羧酸、马来酸、富马酸、四氢邻苯二甲酸、 衣康酸及柠康酸等不饱和二羧酸、马来酸酐及柠康酸酐等酸酐、以及 它们的烷基酯、二烷基酯、碱金属盐、碱土金属盐及铵盐等。作为不 饱和磺酸化合物,例如包括:苯乙烯磺酸类、磺基(甲基)丙烯酸烷 基酯类、它们的金属盐、铵盐等。含有亲水基团的化合物可以单独使 用一种,也可以同时使用两种以上。另外,作为含亲水基团的化合物 之外的单体化合物,例如可以使用磺酸化合物等。作为磺酸化合物, 例如包括:磺基间苯二酸、磺基对苯二酸、磺基邻苯二酸、硫代琥珀 酸、硫代苯甲酸、硫代水杨酸及它们的金属盐和铵盐等。
在上述合成树脂中,考虑到容易实施成为树脂微粒子的造粒操作、 添加剂在合成树脂中的混炼性、使树脂微粒子的形状及大小更加均匀 等,优选软化温度为15(TC以下的合成树脂,特别优选软化温度为60
'C〜15(TC的合成树脂。迸而在其中,优选重量平均分子量为5000〜 500000的合成树脂。合成树脂可以单独使用一种,也可以同时使用两 种以上。进而,即使是相同的树脂,也可以使用多种分子量、单体组 成等的任意一个或全部不同的树脂。
本发明所使用的合成树脂中,可以含有一种或两种以上一般的合
成树脂用添加剂。作为该合成树脂用添加剂的具体例,例如包括:各
种形状(粒子状、纤维状、鳞片状)的无机质填充剂、着色剂、抗氧 化剂、脱模剂、防带电剂、电荷控制剂、润滑剂、热稳定剂、阻燃剂、 防水剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、遮光剂、金属惰性剂、抗老化剂、 滑剂、增塑剂、冲撞强度改良剂、及相溶化剂等。粗粉浆液调制阶段Slb
在粗粉桨液调制阶段Slb中,将粗粉调制阶段Sla中得到的合成 树脂粗粉和液体混合,使合成树脂粗粉分散到液体中,从而调制粗粉 浆液。作为与合成树脂粗粉混合的液体,只要是可以不溶解且可均匀 分散合成树脂粗粉的液状物即可,并无特别限制,但考虑到工序管理 的难易度、所有工序后的废液处理、处理难易度等,优选水,进一步 优选含有分散稳定剂的水。分散稳定剂,优选在将合成树脂粗粉添加 到水中之前,添加到水中。
作为分散稳定剂,可以使用该领域中常用的物质。其中优选水溶 性高分子分散稳定剂。作为水溶性高分子分散稳定剂,例如包括:(甲 基)丙烯酸类聚合物、聚环氧乙烷类聚合物、纤维素类聚合物、聚环氧 烷基垸基芳基醚硫酸盐、聚环氧烷基烷基醚硫酸盐等。其中,(甲基) 丙烯酸类聚合物包括选自以下单体的一种或两种亲水性单体:(甲基)
丙烯酸、o;-氰基丙烯酸、a-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、 马来酸、马来酸酐等丙烯酸类单体,丙烯酸-Z?-羟乙酯、甲基丙烯酸-/?-羟乙酯、丙烯酸-Z?-羟丙酯、甲基丙烯酸-/?-羟丙酯、丙烯酸-Y-羟丙酯、 甲基丙烯酸-7-羟丙酯、丙烯酸-3-氯-2-羟丙酯、甲基丙烯酸-3-氯-2-羟丙 酯等含羟基的丙烯酸类单体,二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯 酸酯、甘油单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯等酯类单体,N-羟甲基
丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺等乙烯醇类单体,乙烯基甲基醚、 乙烯基乙基醚、乙烯基丙基醚等乙烯基垸基醚类单体,醋酸乙烯酯、 丙酸乙烯酯、酪酸乙烯酯等乙烯基烷基酯类单体,苯乙烯、a-甲基苯乙 烯、乙烯基甲苯等芳香族乙烯类单体,丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、双 丙酮丙烯酰胺、它们的羟甲基化合物等酰胺类单体,丙烯腈、甲基丙 烯腈等腈类单体,丙烯酸氯化物、甲基丙烯酸氯化物等酸性氯化物类 单体,乙烯基吡啶、乙烯基吡咯垸酮、乙烯基咪唑、乙撑亚胺等乙烯 基含氮杂环类单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二甲基丙烯酸酯、 甲基丙烯酸烯丙酯、二乙烯基苯等交联性单体。作为聚环氧乙垸类聚 合物包括:聚环氧乙烷、聚环氧丙垸、聚环氧乙烷垸基胺、聚环氧丙
23垸烷基胺、聚环氧乙烷烷基酰胺、聚环氧丙烷烷基酰胺、聚环氧乙烷 .壬基苯基醚、聚环氧乙垸十二烷基苯基醚、聚环氧乙烷硬脂酰基苯基 酯、聚环氧乙垸壬基苯基酯等。作为纤维素类聚合物包括:甲基纤维 素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等。作为聚环氧垸基烷基芳基醚硫 酸盐包括:聚环氧乙烷十二烷基苯基醚硫酸钠、聚环氧乙烷十二烷基 苯基醚硫酸钾、聚环氧乙烷壬基苯基醚硫酸钠、聚环氧乙烷油烯基苯 基醚硫酸钠、聚环氧乙烷十六烷基苯基醚硫酸钠、聚环氧乙烷十二烷 基苯基醚硫酸铵、聚环氧乙烷壬基苯基醚硫酸铵、聚环氧乙垸油烯基 苯基醚硫酸铵等。作为聚环氧烷基烷基醚硫酸盐包括.*聚环氧乙烷十 二烷基醚硫酸钠、聚环氧乙烷十二烷基醚硫酸钾、聚环氧乙垸油烯基 醚硫酸钠、聚环氧乙垸十六烷基醚硫酸钠、聚环氧乙垸十二烷基醚硫 酸铵、聚环氧乙烷油烯基醚硫酸铵等。
分散稳定剂可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。另外, 作为分散稳定剂,如果将使用下文的阴离子类分散剂得到的树脂微粒 子的水性浆液直接用于凝聚粒子的制造,则可以省略凝聚粒子的制造 方法的凝聚工序S2中的阴离子类分散剂的添加。分散稳定剂的添加量 没有特别限制,但优选为粗粉浆液总量的0.05重量%〜10重量%,进
一步优选0.1重量%〜3重量%。
在粗粉浆液中,在添加分散稳定剂的同时,可以添加增粘剂及表 面活性剂等。增粘剂例如对粗粉的进一步微粒化有效。表面活性剂例 如可以进一步提高合成树脂粗粉相对于水的分散性。作为增粘剂优选 选自合成高分子多糖类及天然高分子多糖类的多糖类增粘剂。作为合
成高分子多糖类可以使用公知的物质,例如包括:阳离子化纤维素、 羟乙基纤维素、淀粉、离子化淀粉衍生物、及淀粉和合成高分子的嵌 段聚合物等。作为天然高分子多糖类,例如包括:透明质酸、角叉菜 胶、槐豆胶、合成生物聚合胶、瓜尔胶、结冷胶等。增粘剂可以单独 使用一种,也可以同时使用两种以上。增粘剂的添加量没有特别限制, 但优选为粗粉浆液总量的0.01重量%〜2重量%。作为表面活性剂例如包括:磺基琥珀酸月桂酯二钠、聚氧乙烯磺基琥珀酸月桂酯二钠、聚
氧乙烯垸基(C12〜C14)磺基琥珀酸酯二钠、磺基琥珀酸聚氧乙烯月 桂酰基乙醇酰胺二钠、磺基琥珀酸二辛酯二钠等磺基琥珀酸酯盐。表 面活性剂可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。表面活性剂 的添加量没有特别限制,但优选为粗粉浆液总量的0.05重量%〜0.2重
合成树脂粗粉和液体的混合,使用一般的混合机来进行,从而得 到粗粉浆液。在此,合成树脂粗粉相对于液体的添加量没有特别限制, 但优选为合成树脂粗粉和液体总量的3重量%〜45重量%,进一步优选 5重量%〜30重量%。此外,合成树脂粗粉和水的混合,可以在加热或 冷却条件下进行,但通常在室温下进行。作为混合机,例如包括:亨 舍尔混合机(八乂、乂工》S年f 一)(商品名,三井矿山株式会社制造)、 高速混合机(7—八°—S年廿一)(商品名,株式会社川田制造)、机械研 磨机(乂力/$,,商品名,冈田精工株式会社制造)等亨舍尔型混合装 置,才:/夕、'S/WONGUMi11,商品名,细川密克朗(沐乂力!7 $夕口 乂) 株式会社制造)、八一 y夕、、Y if — 、乂 3 y > 7亍厶(Hybridization System,商品名,株式会社奈良制作所制造)、〕7千、;/7亍厶(Cosmo System,商品名,川崎重工业株式会社制造)等。这样得到的粗粉浆液 可以直接用于粉碎阶段Slc,但也可以例如作为前处理,进行一般的粉 碎处理,优选使合成树脂粗粉的粒径为100/xm左右,进一步优选为 100pm以下后,用于粉碎阶段Slc。作为前处理的粉碎处理,例如通过 在高压下使粗粉浆液通过一般的耐压喷嘴来进行。在本阶段调制的粗 粉浆液,被提供到粉碎用高压均化器1的箱体2。
粉碎阶段Slc
在粉碎阶段Slc中,在加热加压下对在粗粉浆液调制阶段Slb中 得到的粗粉浆液进行粉碎,获得树脂微粒子的水性浆液。在粗粉浆液 加热加压中,使用粉碎用高压均化器1的加压单元4及加热器5。在粗 粉的粉碎中,使用粉碎用高压均化器1的粉碎用喷嘴6。粗粉浆液的加压加热条件没有特别限定,但优选加压到50〜250MPa、且加热到50 r以上,进一步优选加压到50〜250MPa、且加热到粗粉中含有的合成 树脂的软化温度以上,特别优选加压到50〜250MPa、且加热到粗粉中 含有的合成树脂的软化温度〜Tm+25"C (Tm为合成树脂的流动测试仪 (FlowTester)的软化温度)。在此,粗粉含有两种以上的合成树脂时, 合成树脂的软化温度及流动测试仪的软化温度,均是具有最高软化温 度及流动测试仪的软化温度的合成树脂的值。当压力小于50MPa时, 剪断力变小,无法充分进行粉碎。当超过250MPa时,在实际的生产线 上危险性过大,不太现实。粗粉浆液在上述范围的压力及温度下,从 粉碎用喷嘴6的入口导入到粉碎用喷嘴6内。从粉碎用喷嘴6的出口 排出的水性浆液,例如包含树脂微粒子,以60°C〜Tm+60°C (Tm同上) 且5〜80MPa左右的加热加压状态被排出。
减压阶段Sld
在减压阶段Sld中,将在粉碎阶段Slc中得到的处于加热加压状 态的树脂微粒子的水性衆液,在保持不引起冒泡的状态的同时,减压 到大气压或与之接近的压力。在进行减压时使用粉碎用高压均化器1 的减压模块7。减压阶段Sld结束后的水性浆液,例如包含树脂微粒子, 且液温为60〜Tm+60。C左右。在本发明中,Tm为树脂微粒子的软化温 度。在本发明中,树脂微粒子的软化温度,使用流动性评估装置(商 品名,7 口 一亍7夕一CFT-100C、株式会社島津製作所制造)来测定。 在流动性评估装置(7口一亍7夕一CFT-100C)中,以将lg试料(树 脂微粒子)从模头(喷嘴,口径lmm、长度lmm)挤出的方式,施加 10kgf/cm2 (9.8X105Pa)荷重,同时以每分钟6。C的升温速度加热,将
从模头流出一半试料时的温度作为软化温度求得。此外,合成树脂的 玻璃转化温度(Tg)如下测定。使用示差扫描热量计(商品名:DSC220, 七一 〕一電子工業株式会社制造),根据日本工业规格(JIS)K7121-1987, 对lg试料(含羧基树脂或水溶性树脂)以每分钟l(TC的升温速度进行 加热,测定DSC曲线。将以下两条线的交点的温度作为玻璃转化温度 (Tg)求得:获得的DSC曲线的相当于玻璃转化的吸热峰值的高温一侧的基线延长到低温一侧的直线;及相对于从峰值的上升部分到顶点为止的曲线倾角最大的点所引出的切线。
冷却阶段Sle
在冷却阶段Sle中,将在减压阶段Sld中减压、液温为60〜Tm+60°C (Tm同上)左右的树脂微粒子的水性浆液冷却,使之为20〜4(TC左右的树脂微粒子的水性浆液。对于冷却,使用粉碎用高压均化器1的冷却机8。
这样获得含有树脂微粒子的水性浆液。该水性浆液可以直接用于凝聚粒子的制造。此外,可以从该水性浆液分离树脂微粒子,将该树脂微粒子重新浆液化,用作凝聚粒子的原料。从该水性浆液分离树脂微粒子,使用过滤、离心分离等一般的分离装置。在本实施方式中,对粗粉浆液流过粉碎用喷嘴6时施加到粗粉浆液上的温度及压力、粗粉浆液中的粗粉浓度及粉碎次数等进行适当调整,由此可以控制得到的树脂微粒子的粒径。粉碎的次数,例如通过与配管连接的粉碎用喷嘴的个数及粉碎用喷嘴的冲撞壁的数量来调整。在本发明中,调整各条件,以使树脂微粒子的体积平均粒径优选为以下,进一步优选为0.4/xm〜3jrai。
另外,在本说明书中,体积平均粒径及变动系数(CV值)为如下求得的值。向50ml电解液(商品名,ISOTON-II,《、乂夕7 乂 '〕一小夕一公司制造)中添加20mg试料及lml垸基醚硫酸酯钠盐,由超声波分散器(商品名,UH-50, STM公司制造)以20kHz的超声波频率分散处理3分钟,调制出测定用试料。对于该测定用试料,使用粒度分布测定装置(商品名,MuWsizer3, ^< y夕^ 乂 •〕一少夕一公司制造),在孔径为20/xm、测定粒子数为50000计数的条件下进行测定,根据试料粒子的体积粒度分布求出体积平均粒径及体积粒度分布的标准偏差。根据下述公式计算出变动系数(CV值,%)。
CV值(。/。)二(体积粒度分布的标准偏差/体积平均粒径)x100凝聚工序S2
在本工序中,使在树脂微粒子的水性桨液调制工序Sl中调制出的 树脂微粒子的水性浆液在加热加压下流过线圈状配管,从而树脂微粒 子凝聚,获得凝聚粒子的水性浆液(以下如无特别限定,称为"凝聚 粒子浆液")。树脂微粒子浆液中的树脂微粒子浓度,没有特别限制, 优选为树脂微粒子浆液总量的2重量%〜40重量%,进一步优选为5 重量%〜20重量%。小于2重量%时,树脂微粒子的凝聚力减小,难以 进行粒径控制。超过40重量%时,可能会引起树脂微粒子的过凝聚。
在树脂微粒子浆液中,可以添加阳离子类分散剂及阴离子类分散 剂。阳离子类分散剂及阴离子类分散剂,在作为树脂微粒子的基体成 分的合成树脂为自身分散性树脂以外的树脂时,优选添加到树脂微粒 子浆液中。阴离子类分散剂可以提高树脂微粒子在水中的分散性。阳 离子类分散剂,电中和阴离子类分散剂,消除阴离子类分散剂的粉碎 稳定性,引起树脂微粒子的异凝聚。即,在本发明中,阳离子类分散 剂作为凝聚剂发挥作用。因此,预先在树脂微粒子浆液中添加阴离子 类分散剂,进而添加阳离子类分散剂,从而顺利地进行树脂微粒子的 凝聚,并且防止过凝聚的产生,可以成品率高地制造粒度分布宽度狭 窄的凝聚粒子。
阴离子类分散剂,可以在凝聚工序中添加到树脂微粒子的水性浆 液中,也可以在上述粗粉浆液调制阶段Slb中添加。在粗粉浆液的调 制工序中,添加阴离子类分散剂,在凝聚工序中添加阳离子类分散剂 时,在粗粉浆液调制工序中,通过阴离子类分散剂使树脂微粒子在水 性浆液中分散稳定化,在凝聚工序中,通过具有与阴离子类分散剂不 同的电荷的阳离子类分散剂,使阴离子类分散剂不稳定,从而使树脂 微粒子凝聚。
作为阳离子类分散剂可以使用公知的物质,例如优选包括:烷基三甲铵型阳离子类分散剂、烷基酰胺(alkyamide amine)型阳离子类分 散剂、垸基二甲基苄基铵型阳离子类分散剂、阳离子化多糖型阳离子 类分散剂、垸基甜菜碱型阳离子类分散剂、垸基酰胺甜菜碱型阳离子 类分散剂、硫代甜菜碱型阳离子类分散剂及氧化胺型阳离子类分散剂 等。其中进一步优选烷基三甲铵型阳离子类分散剂。作为烷基三甲铵 型阳离子类分散剂的具体例,例如包括:硬脂酰三甲基氯化铵、三(聚 氧乙烯)硬脂酰氯化铵、及十二烷基三甲基氯化铵等。阳离子类分散 剂可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。阳离子类分散剂, 例如添加到树脂微粒子的水性浆液中使用。阳离子类分散剂的添加量 没有特别限制,可以从较大的范围内适当选择,但优选为树脂微粒子 浆液总量的0.1重量%〜5重量%。添加量小于0.1重量%时,弱化树脂 微粒子的分散性的能力不够,树脂微粒子的凝聚可能不充分。添加量 超过5重量%时,出现阳离子类分散剂的分散效果,凝聚可能会不充分。
作为阴离子类分散剂可以使用公知的物质,包括.*磺酸型阴离子 类分散剂、硫酸酯型阴离子类分散剂、聚氧乙烯醚型阴离子类分散剂、 磷酸酯型阴离子类分散剂、及聚丙烯酸盐等。作为阴离子类分散剂的 具体例,例如可以优选使用:十二垸基苯磺酸钠、聚丙烯酸钠、及聚 氧乙烯苯基醚等。阴离子类分散剂可以单独使用一种,或同时使用两 种以上。阴离子类分散剂的添加量没有特别限制,但优选为树脂微粒 子浆液总量的0.1重量%〜5重量%。小于0.1重量%时,由阴离子类分 散剂产生的树脂微粒子的分散效果不充分,可能会引起过凝聚。即使 超过5重量%,分散效果也不会提高到添加有0.1重量%〜5重量%时 的分散效果以上,反而会提高树脂微粒子浆液的粘性,从而导致树脂 微粒子的分散性降低。其结果可能会引起过凝聚。
阳离子类分散剂和阴离子类分散剂的使用比例没有特别限制,只 要是通过使用阳离子类分散剂可以降低阴离子类分散剂的分散效果的 使用比例即可。然而,考虑到凝聚粒子的粒径控制的难易性、引起凝 聚的难易性、防止产生过凝聚、及凝聚粒子的粒度分布宽度的进一步狭窄化等,阴离子类分散剂和阳离子类分散剂的重量比优选为10:1〜 i:i0,进一步优选为10:"L'3,特别优选为5:1〜1:2。另外,阴离子类 分散剂可以在调制粗粉浆液的阶段添加到粗粉浆液中。
树脂微粒子浆液,优选加热到树脂微粒子的玻璃转化温度以上树
脂微粒子的软化温度rc)以下、进一步优选加热到6crc〜9(Tc,并
且优选加压到5MPa〜100MPa、进一步优选加压到5MPa〜20MPa。加
热到树脂微粒子的玻璃转化温度以上树脂微粒子的软化温度rc)以
下、并且加压到5MPa〜100MPa,从而不会引起树脂微粒子的过凝聚, 可以在短时间内高成品率地获得凝聚粒子。通过加热到6(TC〜卯t:、 加压到5MPa〜20MPa,不会引起树脂微粒子的过凝聚,可以在短时间 内更高成品率地获得凝聚粒子。若加热温度低于树脂微粒子的玻璃转 化温度,则树脂微粒子难以凝聚,凝聚粒子的成品量降低。若加热温 度超过树脂微粒子的软化温度,则导致过凝聚,难以控制粒径。加压 压力若小于5MPa,则无法使树脂微粒子浆液顺利地在线圈状配管内流 过。若加压压力超过lOOMPa,则树脂微粒子非常难以凝聚。
使树脂微粒子浆液流过的线圈状配管,是将在内部具有流路的管 状配管巻绕成线圈状即螺旋状的部件,可以使用与图6所示的加热器5 相同的物质。另外,树脂微粒子的水性浆液调制工序S1中的加热器5, 不限于线圈状配管50,可以使用各种形状的加热器。线圈状50的线圈 巻绕数优选为1〜200,进一步优选为25〜60,特别优选为15〜35。线 圈巻绕数小于1时,并不生成树脂微粒子,具有适度的粒径的凝聚粒 子产生凝聚,而生成粗大粒子。线圈巻绕数超过200时,施加离心力 的时间变长,因此难以控制粒径。其结果,具有适度粒径的凝聚粒子 的成品率降低。线圈的巻绕数为1〜200的范围时,容易控制粒径,可 以高成品率地获得形状及粒径一致的凝聚粒子。线圈的巻绕数为15〜 35的范围时,特别容易控制粒径,可以更高成品率地获得形状及粒径 一致的凝聚粒子。此外, 一个线圈的线圈半径没有特别限制,但优选为25mm〜 200mm,特别优选为30mm〜80mm。线圈半径小于25mm时,在线圈 状配管的流路内,角速度成为支配、即圆周运动成为支配,存在树脂 微粒子稳定地偏在流路的内壁面及其附近的倾向。其结果,容易引起 树脂微粒子的过凝聚,难以控制粒径,具有适度粒径的凝聚粒子的成 品率降低。线圈半径超过200mra时,在流路内离心力增大,因施加离 心力和剪断力而产生的乱流难以产生,树脂微粒子之间冲撞的机会减 少,难以引起树脂微粒子的凝聚。因此,难以控制粒径,具有适度粒 径的凝聚粒子的成品率降低。
此外,螺距角优选为10°〜30°。螺距角是图6中与线圈状配管50 的自由高度垂直的面和线圈状配管50的角度,表示线圈的倾斜。螺距 角小于l(T时,线圈间隔过短,因此在线圈状配管50中,在相邻的管 之间流动的热介质量,比沿着线圈状配管50的外周面或线圈状配管50 的内周面流动的热介质量少,流过线圈状配管50的树脂微粒子浆液的 温度产生不均。螺距角大于3(T时,难以获得充足的离心力,且线圈整 体的长度变得过长,不便作为加热器处理。线圈整体的长度为管状部 件整体的长度。
图8A及图8B是用于说明二分之一线圈节距60及线圈整体长度 的求法的图。可以根据线圈状配管50的线圈曲率半径54、巻绕数及螺 距角,计算二分之一线圈节距60及线圈整体的长度。在图7中,线圈 整体的长度,可以利用线圈曲率半径54、巻绕数及倾斜率如下表示。
(线圈整体的长度^2TX(线圈曲率半径)X(巻绕数)X(倾斜率)
倾斜率为实际的线圈高度62相对于垂直方向的高度61的比率, 用以下公式表示。
(倾斜率)=(实际的线圈高度)/(垂直方向的高度)表示线圈状配管50的螺距角的螺距角R为30°、线圈曲率半径为 40mm、巻绕数为50时的二分之一线圈节距60及线圈整体的长度,可 以如下求出。
在图8中,由垂直方向的高度61、实际的线圈高度62、以及作为 连接垂直方向高度61及实际线圈高度62的线的底边65形成的直角三 角形中,如虚线63所示2等分底边65时,可以形成锐角为15°的直角 三角形,三边的比率从短边开始为0.5:^":1.8。
实际的线圈的高度62为线圈曲率半径的2倍、即40X2,设二分 之一线圈节距为x时,x如下求出。
VJ:0.5"0x2:;c x=l 1.5(mm)
倾斜率为1.8/VJ,因此,如下求出线圈整体的长度。 线圈整体的长度=2 x;rx 40x50x1.8 / VJ=26105.4(麵)
树脂微粒子在加热加压状态下流过线圈状配管,从而引起凝聚的 理由并不十分明确,但可以如下考虑。树脂微粒子浆液,在直线状配 管的流路内形成层流并流过。在层流中,在流路中心,粒径大的粒子 大致整齐排列而流过,在流路的内壁面附近,粒径小的粒子大致整齐 排列而流过。此时,流动中并不紊乱,因此粒子之间冲撞较少,几乎 不产生凝聚。与之相对,将树脂微粒子导入到线圈状配管的流路内时, 在流路的内壁面附近朝向流路外方的离心力增强。与之相对,在流路 的中心通过施加离心力和剪断力而产生乱流。粒径大的粒子因离心力 集中到流路的内壁面附近,并且因离心力较小,而不会表现出不规则 的举动,大致整齐排列而流过,粒子之间冲撞也较少,难以引起凝聚。另一方面,树脂微粒子等粒径(或质量)小的粒子在流路的中心部分 流过时巻入到乱流中,因此粒子之间的冲撞次数增加,凝聚频繁发生。 并且,凝聚粒子变成适度大小后,该凝聚粒子因离心力而移动到流路 的内壁面附近,防止产生树脂微粒子的过凝聚。从而,可以尽量防止 过凝聚的粗大粒子的产生,同时可以基本选择性地仅凝聚树脂微粒子。
减压工序S3
在减压工序S3中,从在凝聚工序S2中得到的处于加热加压状态 的凝聚粒子浆液中的凝聚粒子表面除去气泡,并以不产生繃沸引起的 冒泡(bubbling)的方式减压到大气压或与之接近的压力。在减压的同 时进行粒度调整。粒度调整主要是粗大粒子的小径化。因此,减压后 的凝聚粒子浆液基本不含粗大粒子,包含形状及粒径大致均匀的凝聚 粒子,液温为50〜8(TC左右。
凝聚粒子浆液的减压,例如使用减压喷嘴来进行。作为减压喷嘴, 例如可以使用图9所示的减压喷嘴25。图9是示意地表示减压喷嘴25 的构成的长度方向剖视图。在减压喷嘴25中,以在长度方向贯通其内 部的方式形成流路26。流路26的长度方向一端为入口 27,另一端为 出口 28。从入口 27将处于加热加压状态的凝聚粒子浆液导入到减压喷 嘴25内,从出口 28将减压且处于加热状态的凝聚粒子浆液排出到减 压喷嘴25的外部。流路26形成为,其长度方向轴线与减压喷嘴25的 长度方向轴线一致,且出口直径大于入口直径。进而在本实施方式中, 流路26形成为,与浆液流过方向(箭头29的方向)垂直的方向上的 截面直径相对较小的部分和相对较大的部分交互相连。进而,流路26 的入口 27附近为截面直径相对较小的部分,出口 28附近为截面直径 相对较大的部分。
处于加热加压状态的凝聚粒子浆液从入口 27导入到减压喷嘴25 的流路26时,该浆液受到减压的同时在流路26内流过。通过使之流 过减压喷嘴25并减压,可以从凝聚粒子的水性浆液中的凝聚粒子表面除去气泡,因此可以使凝聚粒子表面与水性浆液中的溶液融合,可以 更有效地对凝聚粒子施加外力。此外,可以防止镚沸的产生,防止因 溺沸产生乱流,因此可以防止树脂微粒子的过凝聚。此外,凝聚粒子 中仅粒径过大的粒子与流路26的内壁面26a接触,多余的树脂微粒子 被分离,变成适度大小的凝聚粒子,并从出口2S排出。在减压喷嘴25 中,流路26的出口直径大于入口直径,因此通过浆液与内壁面26a接 触来施加适度的剪断力。因此,仅粒径过大的凝聚粒子(粗大粒子) 受到粒径控制,可以使凝聚粒子的粒度分布宽度变窄。另一方面,入 口直径大于出口直径时,施加很强的剪断力,因此树脂微粒子不仅从 粒度过大的凝聚粒子,还从除此以外的凝聚粒子脱离。因此,凝聚粒 子的粒度分布宽度与进入减压喷嘴前相比,可能会变大。
在本实施方式中,不限于减压喷嘴25,可以使用具有以出口直径 大于入口直径的方式形成的流路的各种减压喷嘴。通过使出口直径大 于入口直径,可以防止因在减压喷嘴内适度粉碎的凝聚粒子的再凝聚 生成粗大化粒子。图7A及图7B是示意地表示其他方式的减压喷嘴30 的构成的长度方向剖视图。减压喷嘴30,以在长度方向上贯通其内部 的方式形成流路31。流路31的一端为入口 32,另一端为出口33。流 路31形成为,其长度方向轴线与减压喷嘴30的长度方向轴线一致, 且出口直径大于入口直径。进而,在本实施方式中,流路31形成为, 与浆液流过方向(箭头34的方向)垂直的方向的截面直径从入口 32 向出口 33连续逐渐变大。减压喷嘴30具有与减压喷嘴25相同的效果。 进而在本实施方式中,不限于减压喷嘴,也可以使用粉碎用高压均化 器1中的减压模块7。
在本实施方式中,分别交互并列设置多个线圈状配管和减压喷嘴 或减压模块,交互且反复进行凝聚及减压,则凝聚粒子的形状及粒径 更加均匀。
冷却工序S4在冷却工序S4中,对在减压工序S3中得到的液温为50〜8(TC左 右的凝聚粒子浆液进行冷却。从该凝聚粒子浆液分离凝聚粒子,并根 据需要清洗后,使之干燥,从而得到凝聚粒子。对于凝聚粒子的分离, 可以采用过滤、离心分离及倾析等一般的固液分离装置。凝聚粒子的 清洗,用于除去未凝聚的树脂微粒子、阴离子类分散剂及阳离子类分 散剂等。清洗中例如使用导电率为2(^S/cm以下的纯水。混合凝聚粒 子和纯水,直至从该混合物分离凝聚粒子后残留的清洗水的导电率为 50MS/cm以下为止,反复进行上述纯水的清洗。清洗后使之干燥,从而 获得凝聚粒子。这样得到的凝聚粒子,优选具有5〜6Mm左右的体积平 均粒径,形状及粒径均匀,粒度分布宽度非常窄。为了得到体积平均 粒径为5〜6/xm左右的凝聚粒子,例如,在最佳的时间结束非常重要。 另外,在本发明中,也可以冷却工序S4之后设定减压工序。该减压工 序与减压工序S3相同。
上述树脂微粒子的凝聚方法,例如可以使用国际公开第03/059497 号公报所记载的高压均化器来实施。图SA及图SB是简要表示用于实 施图1所示的本发明的凝聚粒子的制造方法的高压均化器35 (以下也 称为"凝聚用高压均化器")的构成的系统图。高压均化器35,与图 3所示的粉碎用高压均化器1类似,对于对应的部分标以相同的参照标 号并省略说明。高压均化器35与粉碎用高压均化器1的不同点在于, 不包含粉碎用喷嘴6,包含与减压模块7不同的三个减压模块、即第一 减压模块36、第二减压模块38、及第三减压模块39,并且包含线圈状 配管37。高压均化器35不是用于粉碎粒子,而是用于使粒子凝聚的高 压均化器。高压均化器35包括箱体2、传送泵3、加压单元4、加热器 5、第一减压模块36、线圈状配管37、第二减压模块38、冷却机8、 第三减压模块39、配管9、和取出口 10。在高压均化器35中,通过配 管9依次连接:箱体2、传送泵3、加压单元4、加热器5、第一减压 模块36、线圈状配管37、第二减压模块38、冷却机8、及第三减压模 块39。在通过配管9连接的系统内,可以从取出口 IO将由第三减压模 块39减压后的树脂微粒子的水性浆液取出到系统外,或使由第三减压模块39减压后的浆液再次返回到箱体2,并沿着箭头11的方向反复循 环。
箱体2、传送泵3及加压单元4,使用与粉碎用高压均化器1中相 同的装置。箱体2内的树脂微粒子浆液,通过传送泵3及加压单元4, 在加压的状态下传送到加热器5。加热器5也使用与粉碎用高压均化器 l中相同的装置。即,使用图6所示的包括线圈状配管和未图示的加热 部的加热器5。线圈状配管的两端分别与配管9连接。通过在加热器5 内流过,树脂微粒子浆液变成加热加压状态,并提供到第一减压模块 36。第一减压模块36例如使用减压喷嘴。减压喷嘴是以在长度方向上 贯通其内部的方式形成有流路的喷嘴。流路的长度方向一端部为入口, 另一端部为出口,出口直径大于入口直径。入口及出口分别与配管9 连接,从入口将处于加热加压状态的浆液导入到流路内,并从出口排 出减压后的浆液。作为减压喷嘴,例如包括图9所示的减压喷嘴25及 图10所示的减压喷嘴30等。此外,也可以使用粉碎用高压均化器1 中的减压模块7来替代减压喷嘴。通过第一减压模块36粉碎在加热器 5内生成的粗大粒子。在线圈状配管37内进行树脂微粒子的凝聚工序, 获得凝聚粒子浆液。线圈状配管37可以使用与上述凝聚工序S2中说 明的线圈状配管相同的配管。在第二减压模块38内进行减压工序。艮口, 进行凝聚粒子浆液的减压,并且选择性地仅粉碎粗大粒子,进行凝聚 粒子的粒度控制。在冷却机8中进行冷却工序,冷却凝聚粒子桨液。 冷却机8使用与粉碎用高压均化器1中相同的装置。冷却后的凝聚粒 子浆液在第三减压模块39内再次受到粒度控制,从而获得凝聚粒子。
根据高压均化器35,首先在箱体2内填充树脂微粒子浆液,在添 加了阳离子类分散剂及阴离子类分散剂(若在粗粉调制阶段Slb中在 粗粉中含有阴离子类分散剂,则仅添加阳离子类分散剂)后,导入到 加热器5的线圈状配管内,使之成为加热加压状态。其后,通过第一 减压模块36进行粗大粒子的粉碎后,通过线圈状配管37在加热加压 下对树脂微粒子施加离心力和剪断力,选择性地凝聚树脂微粒子,生成凝聚粒子浆液。然后将该凝聚粒子浆液导入到第二减压模块38中, 受到减压,并且使树脂微粒子从具有过度粒径的凝聚粒子脱离,使凝 聚粒子的粒径一致。该凝聚粒子浆液被导入到冷却机S中冷却后,在 第三减压模块39中再次受到粒度控制。从而凝聚工序S2〜减压工序 S3〜冷却工序S4结束。可以反复进行这一系列的工序。此时,冷却工 序S13中得到的凝聚粒子再循环到箱体2中,再次进行相同的处理。
图12是简要表示其他方式的凝聚用高压均化器40的构成的系统 图。高压均化器40与高压均化器35类似,对于对应的部分标以相同 的参照标号,并省略说明。高压均化器40的特征在于,在高压均化器 35的第二减压模块38和冷却机8之间设置线圈状配管41及减压模块 42。线圈状配管41与在凝聚工序S2中说明的相同。减压模块42与第 一减压模块36相同。根据高压均化器40,将线圈状配管和减压模块设 为一组,通过设置多个该组,可以反复进行树脂微粒子的凝聚和具有 过度粒径的凝聚粒子的粒径控制(小径化)。因此,凝聚粒子的粒径 变得更加均匀,最终获得的凝聚粒子的粒度分布宽度更窄。
凝聚粒子
本发明所制造的凝聚粒子,为树脂微粒子的凝聚物,优选以使其 体积平均粒径为5〜6/mi的方式进行粒度控制来制造。体积平均粒径为 5〜6pm的凝聚粒子,例如在用作色粉时,在图像形成装置内的收容色 粉或色粉和载体的显影槽等中,在加热条件下的保存稳定性优异。此 外,色粉的图像再现性良好,可以稳定地形成高浓度且高精细、没有 图像不良的高画质图像。该体积平均粒径为5〜6/mi的凝聚粒子可以如 下获得:使上述树脂微粒子的水性浆液调制工序中获得的体积平均粒 径为3pm以下、进一步优选体积平均粒径为0.4/rni〜3Mm的树脂微粒 子凝聚。树脂微粒子的体积平均粒径小于0.4pcm时,到达目标的凝聚 粒子的粒度需要很长时间,从而效率不高。此外,体积平均粒径超过3Mm 时,难以获得体积平均粒径为5〜6ym的、有利于高精细地重现原稿图 像的凝聚粒子。最终获得的凝聚粒子,用作电子照相方式的色粉时,在树脂微粒 子的水性浆液调制工序中的粗粉调制阶段,在上述合成树脂中优选使 用聚酯。聚酯的透明性优异,且可以对凝聚粒子赋予良好的粉体流动 性、低温定影性及二次色彩再现性,因此适于彩色色粉用的粘合树脂。 此外,也可以将聚酯和丙烯酸树脂接枝来使用。
此外,将凝聚粒子用作色粉时,优选在合成树脂中含有着色剂、 脱模剂及电荷控制剂等。作为着色剂,没有特别限制,例如可使用有 机类染料、有机类颜料、无机类染料、无机类颜料等。
作为黑色的着色剂,例如包括:炭黑、氧化铜、二氧化锰、苯胺 黑、活性炭、非磁性铁素体、磁性铁素体、及磁铁矿等。
作为黄色着色剂例如包括:铅黄、锌黄、镉黄、黄色氧化铁、矿 物永固黄(S氺7/P777卜一工口一)、镍钛黄、脐黄(冲、一7'》一工 口 一)、萘酚黄S、汉撒黄G、汉撒黄IOG、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、 喹啉黄色淀、永固黄NCG、酒石黄色淀、C丄颜料黄12、 C.I.颜料黄13、 C.I.颜料黄14、 C丄颜料黄15、 C丄颜料黄17、 C丄颜料黄93、 C.I.颜料 黄94、及C.I.颜料黄13S。
作为橙色着色剂例如包括:赤黄铅、'钼橙、永固橙GTR、吡唑啉 酮橙、伏尔甘橙、阴丹士林亮橙RK、联苯胺橙G、阴丹士林亮橙GK、 C丄颜料橙31、 C丄颜料橙43等。
作为红色着色剂例如包括:氧化铁红、镉红、铁丹、硫化汞、镉、 永固红4R、立索尔红、吡唑啉酮红、华琼红(々才、乂千:/^^:y卜'、)、 钙盐、色淀红C、色淀红D、亮洋红6B、曙红色淀、若丹明色淀B、 茜素色淀、亮洋红3B、 C丄颜料红2、 C丄颜料红3、 C丄颜料红5、 C:L 颜料红6、 C.I.颜料红7、 C丄颜料红15、 C.I.颜料红16、 C丄颜料红48:1、 C.I.颜料红53: 1、 C丄颜料红57: 1、 C.L颜料红122、 C丄颜料红 123、 C丄颜料红139、 C丄颜料红144、 C丄颜料红149、 C.I.颜料红166、 C丄颜料红177、 C.I.颜料红178、及C丄颜料红222等。
作为紫色的着色剂例如包括:锰紫、坚牢紫B和甲基紫色淀等。
作为蓝色的着色剂例如包括:深蓝、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝
色淀、酞氰蓝、非金属酞氰蓝、酞氰蓝部分氯化物、耐晒天蓝、阴丹
士林蓝BC、 C丄颜料蓝15、 C丄颜料蓝15: 2、 C丄颜料蓝15: 3、 C丄 颜料蓝16、及C丄颜料蓝60等。
作为绿色的着色剂例如包括:铬绿、氧化铬、颜料绿B、孔雀绿 色淀、终级黄绿G、及C丄颜料绿7等。作为白色的着色剂例如包括:
锌白、氧化钛、锑白及硫化锌等化合物。着色剂可单独使用一种,也 可同时使用二种以上的不同颜色。并且同一颜色时也可使用二种以上。 树脂微粒子中着色剂的含量没有特别限定,但优选为树脂微粒子总量
的0.1重量%〜20重量%,进一步优选为0.2重量%〜10重量%。
作为脱模剂,没有特别限定,例如包括:石蜡及其衍生物、微晶 蜡及其衍生物等石油类蜡,费托合成蜡及其衍生物、聚烯烃蜡及其衍 生物、低分子量聚丙烯蜡及其衍生物、聚烯烃类聚合物蜡(低分子量聚 乙烯蜡等)及其衍生物等烃类合成蜡,加洛巴蜡及其衍生物、米蜡及其 衍生物、小烛树蜡及其衍生物、木蜡等植物类蜡,蜂蜡、鲸蜡等动物 类蜡,脂肪酸酰胺、苯酚脂肪酸酯等油脂类合成蜡,长链羧酸及其衍 生物、长链醇及其衍生物、硅酮类聚合物、高级脂肪酸等蜡。而且, 在衍生物中,包括氧化物、乙烯类单体与蜡的嵌段共聚物、乙烯类单 体与蜡的接枝改性物等。其中,优选具有上述树脂微粒子的水性浆液 调制工序中树脂微粒子的水性浆液的液温以上的熔点的蜡。树脂微粒 子中脱模剂的含量没有特别限制,可从较大范围内适当选择,但优选
为树脂微粒子总量的0.2重量%〜20重量%。作为电荷控制剂,没有特别的限制,可以使用正电荷控制用和负 电荷控制用的物质。作为正电荷控制用的电荷控制剂,例如可以列举 碱性染料、季铵盐、季鳞盐、氨基比林、嘧啶化合物、多核聚氨基化 合物、氨基硅烷、苯胺黑染料及其衍生物、三苯甲垸衍生物、胍盐、 脒盐等。作为负电荷控制用的电荷控制剂,可以列举石油炭黑、铁黑(^ t。口 yy歹、乂夕)等油溶性染料、含金属偶氮化合物、偶氮络合物染料、 环烷酸金属盐、水杨酸及其衍生物的金属络合物和金属盐(金属为铬、 锌、锆等)、脂肪酸皂、长链烷基羧酸盐、树脂酸皂等。电荷控制剂可 以单独使用一种,也可以根据需要同时使用两种以上。树脂微粒子中 电荷控制剂的使用量没有特别的限制,可以在较广的范围内适当地选
择,但优选为树脂微粒子总量的0.5重量%〜3重量%。
将本发明所制造的凝聚粒子用作电子照相方式中的色粉时,使用 添加剂对凝聚粒子进行表面改性。作为添加剂可以使用电子照相领域 常用的,例如包括:氧化硅、氧化钛、硅树脂、用有机硅烷偶合剂等
进行了表面处理的氧化硅及氧化钛等。添加剂的使用量没有特别限制,
可以从较大的范围适当选择,但优选相对于100重量份凝聚粒子,为1 重量份〜10重量份。
将本发明的凝聚粒子用作电子照相方式中的色粉时,可以采用单 成分显影剂或双成分显影剂的任意一种方式。用作单成分显影剂时, 不使用载体,仅使用凝聚粒子。'使用刮刀及毛刷,通过显影套筒使之 摩擦带电,使凝聚粒子附着到套筒上,从而进行输送并形成图像。用 作双成分显影剂时,同时适用凝聚粒子和载体。作为载体可以使用电
子照相领域常用的,例如具有:包含从铁、铜、锌、镍、钴、锰及铬 等选择的一种或两种以上的铁素体等。可以在载体的表面形成被覆层。 作为被覆层的材料,例如包括:聚四氟乙烯、 一氯三氟乙烯聚合物、 聚偏二氟乙烯、硅树脂、聚酯树脂、二叔丁基水杨酸的金属化合物、 苯乙烯类树脂、丙烯酸树脂、縮多酸、聚乙烯醇缩丁醛、苯胺黑、氨 基丙烯酸酯树脂、碱性染料、碱性染料的色淀物、二氧化硅粉末、铝粉末等。被覆层的材料可以根据凝聚粒子的含有成分而适当选择。被 覆层的材料可以单独使用一种或同时使用两种以上。载体的平均粒径
优选为10/mi〜100/mi,进一步优选为20/mi〜50^m。
实施例
下面列举实施例和比较例具体地说明本发明。另外,下面的"%" 和"份"若没有特别的限定,分别指"重量%"和"重量份"。
实施例及比较例中的色粉的体积平均粒径及变动系数cv、色粉的
电阻值Rt,如下进行测定。
色粉的体积平均粒径及变动系数CV
向50ml电解液(商品名,ISOTON-II, ^ 、;/夕7 y •〕一少夕一 公司制造)中添加20mg试料及lml烷基醚硫酸酯钠盐(分散剂,年V 夕"化学公司制造),由超声波分散器(商品名,UH-50, STM公司制 造)以20kHz的超声波频率分散处理3分钟,调制出测定用试料。对 于该测定用试料,使用粒度分布测定装置(商品名,Multisizer3, ^ 、乂 夕7乂.〕一少夕一公司制造),在孔径为20/mi、测定粒子数为50000 计数的条件下,测定试料粒子的体积粒度分布,根据测定结果测定出 累积体积分布中来自大粒径侧的累积体积分布为50%的粒径(15。。
色粉的电阻值Rt '
色粉的电阻值Rt使用电介质损耗测定器(商品名,TR-10C型, 安藤电气株式会社制造)如下求出。另外,振荡器使用WBG-9型(商 品名,安藤电气株式会社制造)、平衡点检测器使用BDA-9型(商品 名,安藤电气株式会社制造)、恒温槽使用T0-19型(商品名,安藤 电气株式会社制造)、固体用电极使用SE-70型(商品名,安藤电气 株式会社制造)。固体用电极的有效电极面积A约为2.83(0.9527T)cm2。
用锭剂成型机将lg色粉成型为锭剂,将其作为测定用样品。使用该测定用样品,如下测定电导。首先,作为零平衡操作使电导与预定
值一致。此时的电导值设为Ro。然后将制作出的测定用样品置于固体 用电极的中心,从其上方用保护电极夹住,将振荡器的频率设为lkHz, 在电极间施加IOV的电压。从电极间开始施加电压经过15分钟后,测 定电导。此时测定的电导值设为R'。测定结束后,在中心l点及周边 部4点对测定用样品的厚度进行测定,求出其平均值,将其设为Tx。
色粉的电阻值Rt,可以根据以下公式求出。 R=10A/(Gx.Tx)
Gx为电感,根据以下公式求出。 Gx-RATIO值X(R,-Ro)
RATIO值是指,在测定时按照各个测定频率确定的常数。在此, 测定频率为lkHz,与之对应的RATIO值为1 X 1CT9。
制造例1 粗粉浆液的调制
将87.5份聚酯树脂(玻璃转化温度Tg为6(TC、软化温度Tm为 ll(TC) 、 1.5份带电控制剂(商品名,TRH,保土^r谷化学工業株式 会社制造)、3份聚酯类蜡(熔点S5t:)及S份着色剂(KET. BLUE 111), 在混合机(商品名:八y、乂工/^^年廿,三井鉱山株式会社制造)中 混合,用双轴压出机(商品名:PCM-30,株式会社池贝制造)以气缸 温度145r、滚筒旋转次数300rpm对得到的混合物进行熔融混炼,调 制出色粉原料的熔融混炼物。该熔融混炼物冷却到室温后,用切磨机 (商品名:VM-16,株式会社ir一、乂乂企業制造)进行粗粉碎,调制出 粒径100/xm以下的粗粉。混合40g该粗粉、13.3g合成生物聚合胶、4g 十二烷基苯磺酸钠(商品名:》乂、乂夕7S-100,阴离子类分散剂,東 邦化学工業株式会社制造)、0.67g磺基丁二酸酯类表面活性剂(商品 名:工7口一》CT-lp,主成分:琥珀酸二异辛酯磺酸钠,東邦化学工業株式会社制造)及742g水,将获得的混合物投入到混合机(商品名:
二二一^工氺少一V3 y$年廿NGM-1.5TL,株式会社美粒制造), 以2000rpm搅拌5分钟后,脱气并调制出粗粉衆液。
实施例1
树月旨微粒子的水性浆液的调希J
将上述得到的粗粉浆液800g投入到高压均化器(商品名:NANO 3000,株式会社美粒制造)的箱体中,将温度维持在120。C以上并在 210MPa的加压下,在该高压均化器内循环40分钟,调制出包括体积 平均粒径为2.5/mi的树脂微粒子的树脂微粒子水性浆液。在此使用的 高压均化器为图3所示的粉碎用高压均化器1。此时,在加压单元4中 对粗粉浆液施加了 210MPa的压力。在加热器5中加热到12(TC以上。 加热器5中的线圈状配管,线圈内径为4.0mm、线圈半径(线圈曲率 半径)为40mm、线圈巻绕数为50、螺距角为15°、 二分之一线圈节距 为23mm、线圈整体的长度为26105mm。粉碎用喷嘴6,使用喷嘴长度 为0.4mm且形成有一个在长度方向贯通的直径为0.09mm的流路的喷 嘴。减压模块7使用图5所示的耐压喷嘴20。在本实施例中,喷嘴长 度为150mm,喷嘴入口直径为2.5mm,喷嘴出口直径为0.3mm。
凝聚粒子的制造
将800g该树脂微粒子的水性浆液和10g硬脂酰三甲基氯化铵(商 品名:〕一夕$ 乂 86W,阳离子类分散剂,花王株式会社制造)的20% 水溶液投入到混合机(二二一"工才、k一、:/3 yS年f NGM-1.5TL) 中,以2000rpm搅拌5分钟后脱气,调制出包含阳离子类分散剂的树 脂微粒子的水性浆液。将该树脂微粒子的水性浆液全部投入到高压均 化器的箱体中,使该树脂微粒子的水性浆液在70°C、 130MPa的加热加 压下在该高压均化器内循环40分钟,制造出包含凝聚粒子的浆液。在 此使用的高压均化器,是将高于均化器(商品名:NANO 3000,株式 会社美粒制造)部分变更了的图12所示的粒子凝聚用高压均化器40。 加热器5中的线圈状配管与上述使用的粉碎用高压均化器1中的相同。第一线圈状配管37的线圈曲率半径为38mm,巻绕数为54,螺距角为 15°, 二分之一线圈节距为22mm,长度为26784mm。第二线圈状配管 41的线圈曲率半径为38mm,巻绕数为27,螺距角为15°, 二分之一线 圈节距为38mm,长度为13392mm。减压模块36、 38、 39、 42,使用 图IO所示的减压喷嘴30。在本实施例中,喷嘴长度为150mm,喷嘴 入口直径为0.3mm,喷嘴出口直径为2.5mm。
通过过滤上述得到的凝聚粒子浆液,取出凝聚粒子,进行5次水 洗后,在75'C的热风下将凝聚粒子干燥,制作出凝聚粒子。
实施例2
在凝聚粒子的制造中,除了将加压压力从13MPa变更为70MPa、 并且将循环时间从40分钟变更为25分钟以外,与实施例1相同地制 造出凝聚粒子。
实施例3
在凝聚粒子的制造中,除了将循环时间从40分钟变更为3分钟以 外,与实施例1相同地制造出凝聚粒子。
实施例4
树月旨微粒子的水性浆液的调伟ij
在树脂微粒子的水性浆液的调制中,将高压均化器内维持的温度 (维持温度)从12(TC以上变更为16(TC以上,将加压压力从210MPa 变更为168MPa,并且将循环时间从40分钟变更为20分钟,除此以外, 与实施例1相同,调制出包含体积平均粒径为0.5pm的树脂微粒子的 树脂微粒子水性浆液。
凝聚粒子的制造
将树脂微粒子的水性浆液从实施例1的物质变更为如上得到的物 质,并将10g硬脂酰三甲基氯化铵(〕一夕^::/86W)的20%水溶液变更为13.3g硬脂酰三甲基氯化铵(〕一夕S y 86W)的30%水溶液, 并且将加压压力从13MPa变更为35MPa,除此以外,与实施例l相同 地制造出凝聚粒子。
实施例5
除了使用图11所示的高压均化器35取代图12所示的粒子凝聚用 高压均化器40以外,与实施例相同地制造出凝聚粒子。
实施例6
在凝聚粒子的制造中,除了将第一线圈状配管37的线圈曲率半径 从38mm变更为60mm,将巻绕数从54变更为34,将第二线圈状配管 41的曲率半径从38mm变更为60mm,将巻绕数从27变更为17以外, 与实施例1相同地制造出凝聚粒子。
实施例7
在凝聚粒子的制造中,除了将第一线圈状配管37在8(TC的恒温 槽中保温、并且将第二线圈状配管41用自来水冷却的同时使树脂微粒 子凝聚以外,与实施例6相同地制造出凝聚粒子。
实施例8
在树脂微粒子的水性浆液的调制中,除了将循环时间从20分钟变 更为10分钟以外,与实施例4相同地制造出凝聚粒子。树脂微粒子的' 体积平均粒径为0.3/mi。
实施例9
在树脂微粒子的水性浆液的调制中,除了将循环时间从40分钟变 更为SO分钟以外,与实施例1相同地制造出凝聚粒子。树脂微粒子的 体积平均粒径为3.3Mm。
实施例10除了对制造例1中获得的粗粉浆液800g在无颗粒(beads-less)分 散机7一少Sy夕7 (商品名,S夕7公司制造)中以50m/s 进行2次5分钟的处理,而调制出树脂微粒子的水性浆液以外,与实 施例1相同地制造出凝聚粒子。
实施例11
在凝聚粒子的制造中,除了将加热器5的线圈状配管的巻绕数从 50变更为190,将线圈曲率半径从40mm变更为27mm,将第一线圈状 配管37的巻绕数从54变更为190,将线圈曲率半径从38mm变更为 27mm,将第二线圈状配管41的巻绕数从27变更为190,将线圈曲率 半径从38mm变更为27mm以外,与实施例4相同地制造出凝聚粒子。
实施例12
在凝聚粒子的制造中,除了将加热器5的线圈状配管的线圈曲率 半径从40mm变更为190mm,将第一线圈状配管37的线圈曲率半径从 27mm变更为l卯mm,将第二线圈状配管41的线圈曲率半径从27mm 变更为l卯mm以外,与实施例11相同地制造出凝聚粒子。
实施例13
在凝聚粒子的制造中,除了将加热器5的线圈状配管的线圈曲率 半径从40mm变更为24mm,将第一线圈状配管37的线圈曲率半径从 27mm变更为24mm,将第二线圈状配管41的线圈曲率半径从27mm 变更为24mm以外,与实施例11相同地制造出凝聚粒子。
实施例14
在凝聚粒子的制造中,除了将加热器5的线圈状配管的线圈曲率 半径从40mm变更为205mm,将第一线圈状配管37的线圈曲率半径从 27mm变更为205mm,将第二线圈状配管41的线圈曲率半径从27mm 变更为205mni以外,与实施例11相同地制造出凝聚粒子。 £实施例15
在凝聚粒子的制造中,除了将加热器5的线圈状配管的线圈巻绕 数从50变更为210,将第一线圈状配管37的线圈巻绕数从190变更为 210,将第二线圈状配管41的线圈巻绕数从190变更为210以外,与 实施例11相同地制造出凝聚粒子。
实施例16
在凝聚粒子的制造中,除了将加热器5的线圈状配管的线圈曲率 半径从40mm变更为24mm,将第一线圈状配管37的线圈曲率半径从 27mm变更为24mm,将第二线圈状配管41的线圈曲率半径从27mm 变更为24mm以外,与实施例15相同地制造出凝聚粒子。
实施例17
在凝聚粒子的制造中,除了将加热器5的线圈状配管的线圈曲率 半径从40mm变更为205mm,将第一线圈状配管37的线圈曲率半径从 27mm变更为205mm,将第二线圈状配管41的线圈曲率半径从27mm 变更为205mm以外,与实施例15相同地制造出凝聚粒子。
比较例1
除了取代图12所示的粒子凝聚用高压均化器40,而使用对图12 所示的粒子凝聚用高压均化器40进行改造以使其不包含第二、第三线 圈状配管37、 41及第二、第三减压模块38、 42而直接连接第一减压 模块36与冷却机8而形成的高压均化器以外,与实施例4相同地制造 出比较用的凝聚粒子。
比较例2
除了在树脂微粒子的水性浆液调制工序及凝聚工序中,将线圈整 体的长度及线圈半径与实施例1中使用的线圈状配管相同的管状部件 成为直线状的直线配管用作加热器5的线圈状配管以外,与实施例1 相同地制造出比较用的凝聚粒子。实施例1〜17及比较例1〜2中得到的凝聚粒子的体积平均粒径 (/mi)、变动系数(CV值)及色粉的电阻值Rt如表1所示。
表1
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根据表1可知,根据本发明可以获得如下凝聚粒子:、体积平均粒
径处于3〜7Mm的范围内,且变动系数较小,为27〜29,形状一致。 由本发明制造的色粉,色粉粒子内部含有的成分均匀分散,因此与一般的色粉相比,与色粉原料相对的导电物质,即使在例如着色剂 的浓度较高、并且使用作为导电物质的分散剂进行制造时,也示出较 高的电阻值。此外,色粉粒子的粒径较小,从而色粉粒子的表面积大, 并且色粉粒子之间的熔融面少,因此清洗时与水接触的导电物质的量 相对于导电物质总量的比率,在色粉粒子的粒径越小时就越高,通过 清洗而冲洗掉的导电物质的量增多。因此,色粉粒子内封入的导电物 质的量变少,电阻比较高。作为一般的色粉的一例,体积平均粒径为
5.5Mm,变动系数为22%,电阻值为107X 1090,但若为具有与之同等 程度的粒径的色粉粒子,由本发明制造的色粉的电阻更高,色粉的带 电更容易控制。此外,由本发明制造的色粉,预先在混炼机中对色粉 原料充分进行混炼,并在维持该充分混炼的状态下进行造粒,因此混 炼后无论以怎样的条件制造色粉,电阻值几乎不变化。
本发明在不脱离其主旨和主要特征的前提下可以各种方式实施。 因此上述实施方式从各方面而言仅是单纯的示例,本发明的范围如权 利要求范围所示,不受说明书正文的任何约束。并且,属于权利要求 范围的变形、变更全部属于本发明的范围之内。