CN102341191B - 分级设备、分级方法和用于制造调色剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分级设备，包括：具有多个环形设置的叶片的转子，该转子旋转；以及百叶窗，该百叶窗具有多个叶片，这些叶片设置在转子的外周部分，以便从外周部分供给用于分散和分级粉末材料的流体，其中，所述粉末材料被供给到转子和百叶窗之间的间隙中，并且被离心分级成精细粉末和粗粉末，且其中，满足下面关系中的至少一个：关系(1)：α≥50°和关系(2)：D2/D1≥1.17其中，α表示连接转子的中心与百叶窗的每个叶片的两端的虚拟线之间形成的角度，D1表示转子的直径，而D2表示百叶窗的内径。

Description

分级设备、分级方法和用于制造调色剂的方法

技术领域

本发明涉及一种分级设备、分级方法和用于制造调色剂的方法，并尤其涉及一种用于制造显影电子照相、静电记录、静电打印等中的静电图像的干调色剂并且涉及筛选颗粒来获得具有理想直径的颗粒的分级设备、分级方法和用于制造调色剂的方法。

背景技术

传统上，已知的分级设备包括用于将微米量级的粉末材料分成粗粉末和精细粉末的旋转机械分级设备。该旋转机械分级设备具有这样的机构，在该机构中粉末材料利用旋转转子的离心力来离心式分离，每种旋转机械分级设备包括：具有多个环形设置的叶片的转子，该转子转动；百叶窗，该百叶窗具有多个叶片，这些叶片设置在转子的外圆周部分以便从外圆周部分供给用于分散和分级粉末材料的流体；以及分级腔室，该分级腔室具有基于分级设备的圆筒形状的形状，其中，供给到转子和百叶窗之间的间隙的粉末材料被离心分离成精细粉末和粗粉末。受到从具有多个环形设置的叶片的旋转转子内侧吸取的气流和旋转转子的气流的影响，取决于施加到粉末颗粒上的力的平衡，供给到作为转子和百叶窗之间的间隙的分级腔室的粉末材料被分成被引向转子的内侧的粉末材料和引向转子的外侧的粉末材料，然后排出到精细/粗粉末出口，并从而分级成粗粉末和精细粉末。

对于传统的旋转机械分级设备，如后面描述的，图1中的百叶窗6不是本发明中采用的特定百叶窗。

在这种传统旋转机械分级设备中，连续分级是可能的。但是，为了在传统的旋转机械分级设备中分离理想粒径的粉末，需要在分级腔中总是给粉末材料提供均匀的力平衡。但实际上难于给每块粉末材料提供均匀的力平衡，这是分级效率降低的原因。

具有改进分级效率的分级设备的示例包括在PTL1中公开的旋转机械分级设备。在这种分级设备中，叶轮形式的分级转子例如围绕轴向芯部相对于垂直方向旋转，以便使原料粉末涡旋，并且分级空气从形成在旋转转子的外周侧的分级空间向分级转子的内侧相对于径向方向吹，由此，原料粉末中的精细颗粒被分级空气的流动所承载，并且穿过分级叶片，这是由于相比与旋转相关的离心力而言它受到气流的传送力的影响更大，同时粗粉末被推向外侧，因此不能穿过分级叶片，这是因为它受与旋转相关的离心力影响更大，由此，原料粉末被分级成精细粉末和粗粉末。

同时，对于PTL2中公开的旋转机械分级设备，提出用于调色剂的分级器，其中，叶轮形式的分级转子同轴地放置在一个壳体中的两个位置，原料粉末依次穿过两个分级转子外周侧上的分级空间，从前面一侧的分级转子的精细粉末出口排出的精细粉末被认为是精细粉末，从后面一侧的分级转子的精细粉末出口排出的精细粉末被认为是中等尺寸粉末，从粗粉末出口排出的粗粉末被认为是粗粉末，由此将诸如调色剂的原料粉末分级成精细粉末、中等尺寸粉末和粗粉末三个部分，并且中等尺寸粉末被用作调色剂产品。

但是，对于这些分级设备，在分级之后，粗粉末会存在于精细粉末之中，或者精细粉末会存在于粗粉末之中，这导致分级精度和产出率降低，使得需要尽可能减小这种存在。

在PTL3中公开的旋转机械分级设备中，分级转子的分级叶片形成为相对于转子直径方向其外端相对于转子直径方向朝向外侧凸出，相对于转子轴方向其中心比两端凸出到更大的程度。对于这种结构，相对于转子轴方向位于中心的分级叶片的外端与相对于轴方向位于两端的转子叶片的外端相比，其相对于转子直径方向向外侧突出到更大的程度。因此，圆周速度变得更高，因此，与分级转子的旋转相关的离心力增加。

具体地说，由于相对于转子轴方向在中心的气流速度的增加而导致的传送粗粉末的力的增加被离心力的增加而抵消，由此防止了粗粉末被从分级转子的外周侧推入到转子中，因此，抑制了粗粉末存在于从转子内侧通过吸取排出的精细粉末中。宣称提供了能够抑制粗粉末存在于精细粉末中并因此改善分级精度和产出率的分级器；例如，在精细粉末是产品的情况下，粗粉末存在于精细粉末中的现象被约束，由此增加了对精细粉末的分级精度；在粗粉末是产品的情况下，粗粉末存在于精细粉末中的现象被约束，由此增加了粗粉末的产量。

但是，即使在分级设备的分级叶片以上述方式形成时，仅有一部分离心力稍微增加，这对于改善分级精度和产出率来说是不充分的。这是因为：在具有上述结构的分级器中，精细粉末与空气一起被吸引装置等从旋转的分级转子的内侧吸取，从转子内侧的一侧吸取，并因此，存在转子内侧的空气和从分级叶片吸入到转子中的空气的速度的分布。尤其是，存在相对于分级叶片的宽度方向(在转子是纵向放置的转子时的竖直方向)的分布，其效果还不确定。换句话说，当粉末材料利用空气的离心力加以分级时，重要的是从空气施加到粉末材料上的力的平衡；在这种分级器的情况下，粉末材料根据转子的旋转产生的离心力和来自转子内侧的吸取力之间的平衡分成粗粉末和精细粉末。因此，对于PTL3中公开的结构而言，粉末材料和吸取空气之间的平衡没有被考虑，这会导致分级精度和产出率的进一步降低。

在PTL3中，对于第四个特性，描述了提供一种如下的分级器的适当实施方式：环形分级空间形成在分级转子的外圆周表面和具有多个环形设置的导引叶片的导引叶片环之间，且特定量的空间存在于导引叶片和外圆周表面之间，提供了分级空气供给单元，用于将分级空气供给到导引叶片的相邻导引叶片之间的间隙，通过分级转子的转动形成涡旋状态的原材料粉末到达位于分级转子的外圆周表面和围绕的导引叶片环之间的环形分级空间，精细粉末从分级转子的外圆周表面被通过导引叶片环的相邻导引叶片之间的间隙供给的分级空气传送到转子中，粗粉末被分级叶片推开，因此不被传送到转子内，而是穿过分级空间，由此可以进一步增加分级精度和产出率。

但是，取决于上述导引叶片环的结构，与离心力相关的速度分布在导引叶片环和分级转子的外圆周表面之间形成的空间内可能不均匀，粗粉末可能不会被分级叶片推开，而是被传送到转子中，这导致分级精度和产出率降低，并因此，在结构上具有改进的空间。

引用文件列表

专利文献

PTL1：日本专利申请未审公开说明书(JP-A)第11-216425号

PTL2：JP-A第2001-293438号

PTL3：JP-A第2008-161823号

发明内容

技术问题

本发明的目的是解决上述问题，实现在分级设备的分级腔室内的分级精度的提高，并且提供一种能够高效地分离尺寸在所需尺寸范围的颗粒的分级设备和分级方法。

解决技术问题的方案

具体地说，该问题通过下面<1>至<5>来解决：

<1>：一种分级设备，包括：具有多个环形设置的叶片的转子，该转子旋转；以及百叶窗，该百叶窗具有多个叶片，这些叶片设置在转子的外周部分，以便从外周部分供给用于分散和分级粉末材料的流体，其中，所述粉末材料被供给到转子和百叶窗之间的间隙中，并且被离心分级成精细粉末和粗粉末，且其中，满足下面关系中的至少一个：

关系(1)：α≥50°

关系(2)：D2/D1≥1.17

其中，α表示连接转子的中心与百叶窗的每个叶片的两端的虚拟线之间形成的角度，D1表示转子的直径，而D2表示百叶窗的内径。

<2>：根据<1>所述的分级设备，其中，所述百叶窗的叶片以规则间隔设置在同心圆上，且转子的中心轴位于该中心上。

<3>：根据<1>或<2>所述的分级设备，其中，所述百叶窗的叶片可拆卸地安装。

<4>：根据<1>至<3>中任一项所述的分级设备，还包括再生转换器，其中，转子的旋转数由再生转换器控制，使得该旋转数(rotation number)成为预定的旋转数。

<5>：一种分级方法，包括：

利用根据<1>至<4>中任一项所述的分级设备分级粉末材料。

<6>：一种制造调色剂的方法，包括：

利用根据<1>至<4>中任一项所述的分级设备分级粉末材料。

本发明的有益效果

在本发明的分级设备中，由于分级所需的离心力可以被增加，并且实现在转子外周上的均匀分级，可以高效的方式将粉末材料离心分离成粗粉末和精细粉末。

附图说明

图1是示出本发明的分级设备的实施例的示意性横截面图；

图2是示出在本发明的分级设备中的百叶窗的横截面图；

图3A、3B、3C和3D是各自示出在本发明的分级设备中的百叶窗叶片的拆卸机构的一部分的结构图；

图4是用于解释如何在本发明的分级设备中控制用于分级的转子的视图；以及

图5是示出转子驱动电机的旋转-扭矩特性的视图。在图5中，点1表示在起动扭矩中没有变化。虚线i表示在失速扭矩中没有变化。虚线ii表示在额定扭矩中没有变化。虚线iii表示负载扭矩。点2表示对应于设定频率的同步速度扭矩为零。点3表示额定打滑相对于对应设定频率的同步速度在3％到7％的相同范围内。频率a(商业用频率)、b、c、d和e的值满足关系a＞b＞c＞d＞e。点A、B、C、D和E表示在存在负载扭矩的情况下，相对于旋转数和对应于频率a、b、c、d和e的扭矩的变化。

具体实施方式

下面参照附图描述实施本发明的实施方式。在此，本领域技术人员将容易在权利要求的范围内修改/校正本发明，从而产生其他实施方式；应该指出的是权利要求的范围包括这种修改/校正，并且下面解释本发明的实施方式，并且不意在限制权利要求的范围。

本发明的分级设备包括旋转的转子；分级腔室，分级粉末材料被供给到该分级腔室内；以及百叶窗，利用该百叶窗将空气供给到分级腔室内。由于本发明的分级设备如此构造，被粉碎的材料可以在分级腔室内分级成粗粉末和精细粉末。

图1示意性示出本发明的分级设备。在图1中，1表示分级材料入口，通过该分级材料入口供给粉末材料；2表示分级空气入口，用于高效分级被供给的粉末材料；3表示粗粉末出口，被分级的粉末材料中的粗粉末通过该粗粉末出口排出；4表示精细粉末出口，被分级的粉末材料中的精细粉末通过该精细粉末出口排出；以及5表示转子。分级设备主体整体上由基本上圆筒形的壳体形成。

对于图1所示的分级设备，恒定量的粉末材料从粉末材料入口1供给，然后被供给的粉末材料被从转子5的上表面径向引导到转子的外周部分，并且到达分级腔室7。此时，用于将被供给的粉末材料引导到分级腔室7的空气从分级空气入口2被供给。当通过诸如吸取风扇的吸取装置(未示出)进行这种吸取时，该吸取装置与精细粉末出口4连通，被供给的粉末材料穿过精细粉末排出腔室9朝向精细粉末出口4移动。此时，粒径等于或者小于理想粒径的精细粉末由于转子5的旋转而从精细粉末出口4排出，而粒径大于理想粒径的粉末材料由于转子5的离心力被引导到转子5的外侧，穿过粗粉末排出腔室8，并且从粗粉末出口3排出。在分级腔室7内侧的粉末材料量降低；于是，当粉末材料被从粉末材料入口1供给且分级腔室7内侧的粉末材料量保持恒定时，可以执行连续分级。

在本发明中，理想的是在转子5的外周部分处，离开转子5特定距离、在适当条件下设置百叶窗6。当百叶窗6在适当条件下设置时，不仅在分级腔室7内施加到粉末材料的离心力增加，而且可以在转子5的外周上给出均匀的力，使得粉末材料可以高效的方式被离心分离成粗粉末和精细粉末。后面将描述百叶窗6的具体结构。

分级腔室7、粗粉末排出腔室8和精细粉末排出腔室9的结构不受到限制；在从转子轴方向看时，这些元件通常横截面形状为圆形，但是在从转子轴方向看时，横截面形状也可以为椭圆形或者多边形。尽管如此，鉴于涡旋的粗粉末以径向方式从转子5离心分离并且高效收集该粗粉末而不导致流动停滞、在连续操作时防止由于流动停滞而粉末材料附着到分级设备的内侧、以及有利于成形，这些元件优选的在从转子轴方向看时横截面形状为圆形。

接着将具体描述本发明的分级设备中的百叶窗6。图2是沿着图1中的线A-A截取的本发明的分级设备的横截面图。图3A到3D是各自示出百叶窗叶片的拆卸机构的一部分的结构图。

百叶窗6由环形布置的多个百叶窗叶片11形成，如图2所示。从分级空气入口2提供的空气保持涡旋并且通过百叶窗叶片11之间的间隙进入到分级腔室7内，由此具有促进粉末材料在分级腔室7内分散和分级的功能。在图1中10表示转子叶片，且12表示精细粉末排出叶片。

而且，如图2所示，在本发明的分级设备中，满足至少一个下列关系，其中α表示连接转子的中心和构成百叶窗6的每个百叶窗叶片11的两端的虚拟线(图2中由虚线表示)之间形成的角(下面也称为与多个叶片的长度相关的角度)，D1表示转子5的直径，而D2表示百叶窗6的内径。

关系(1)：α≥50°

关系(2)：D2/D1≥1.17

通过这样构造百叶窗6使之满足上述至少一个关系，从分级空气入口2供给的空气被平顺地导入百叶窗6和转子5的外周表面之间的空间，并且引导到分级腔室7，涡旋并且穿过百叶窗6的百叶窗叶片11之间的间隙，并由此在分级腔室7内的气流不会被干扰。结果，不仅可以提高在分级腔室7内的气流速度，而且抑制了对在转子圆周上的速度分布的干扰。从而分级所需的离心力增加，并进一步地，实现了在转子5的外周上的均匀分级，这实现了以高效方式将粉末材料离心分离成粗粉末和精细粉末。

要指出的是：D2/D1优选的是满足1.17≤D2/D1≤1.20，更优选的是，1.17≤D2/D1≤1.19，并且α的上限大约是65°。

百叶窗叶片11优选的具有2mm到6mm的厚度。当百叶窗叶片11太厚时，百叶窗叶片11之间的间隙狭窄，被供给的空气由于压力损失而不能平顺流动，在分级腔室7内的流动速度降低，并因此，分级效率会降低。当百叶窗叶片11太薄时，不仅百叶窗6的机械强度降低，而且根据粉末材料的构成，百叶窗叶片11的表面在连续操作时会被磨损，由此，存在百叶窗叶片被损坏的这类问题。

百叶窗叶片11的横截面形状不受此限制；它们通常形状如同弧形，以便使通过百叶窗叶片11之间的间隙的流动平顺，但是它们可以为矩形形状。而且，尤其是，不必说提供如PTL3中提到的螺旋元件的元件不会带来问题。

当关系α≥50°且D2/D1≥1.17中的任一个被满足时，本发明人进行了数值分析，其中α表示与构成百叶窗6的多个叶片的长度相关的角度，D1表示转子5的直径，而D2表示百叶窗6的内径。结果，发现在提供百叶窗6的情况下，与提供具有α＝47°且D2/D1＝1.16的百叶窗的情况相比，在分级腔室内侧、转子5外周部分处的平均速度增加大约10％或更大。在此，在转子5外周部分处的平均速度意味着平均气流速度。

本发明人过去进行的试验和数值分析结果已经揭示了如下事实：在如本发明利用转子的离心力将粉末材料分级成粗粉末和精细粉末的机构中，当与作用在粉末材料上的离心力相关的速度增加10％或更大时，分级效率明显提高。由此，通过满足关系α≥50°和D2/D1≥1.17中的至少一个，由此与传统情况相比，在分级腔室内侧、转子5的外周部分处的平均速度增加10％或更大，可以使得分级效率高于传统分级设备的情况中的。

转子5的旋转圆周速度优选的为20m/s到70m/s。当旋转圆周速度在这个范围内时，可以获得理想的分级效率。当旋转圆周速度低于20m/s时，在分级效率上会下降。当旋转圆周速度高于70m/s时，转子5产生的离心力如此大以至于要被吸取单元收集的粉末材料会被导引向粗粉末出口3，并因此不能分离精细粉末。

对于本实施方式，在百叶窗6和用于分级的转子的外周面之间形成的空间内，由于构成百叶窗6的百叶窗叶片11能够使与离心力相关的速度分布均匀并且可以增加离心力，粉末材料可以高效的方式分级成粗粉末和精细粉末。

百叶窗叶片11优选的以规则间隔设置在同心圆上，以转子5的中心轴位于中心。而且百叶窗叶片11优选的由10至20个叶片形成，更优选的由12至16个叶片形成。每个百叶窗叶片之间的间隙的长度没有特别限制，而是可以适当设定。

对于百叶窗叶片，连接转子的中心与一个百叶窗叶片的两端的虚拟线之间形成的角度可以不同于连接转子的中心与另一个百叶窗叶片的两端的虚拟线之间形成的角度，但优选的是相同的。

而且，理想的是，百叶窗叶片连续和环形设置，并且设置在以转子的中心轴位于中心的同心圆上，使得一个百叶窗叶片的端部覆盖另一个百叶窗叶片的端部，且在其间具有间隙。

此外，如图3A、3B、3C和3D中每一个所示，构成百叶窗6的百叶窗叶片11被制成可拆卸地安装。图3A至3D是各自示出在百叶窗叶片已经从分级设备上拆卸的状态下百叶窗叶片的拆卸机构的一部分的结构图。

通常，当分级设备连续工作来分级粉末材料时，粉末材料会附着到百叶窗叶片11的表面上，虽然分级取决于分级条件和粉末材料的类型。如果粉末材料的附着持续，在粉末材料改变时清理是麻烦的；此外，百叶窗叶片11之间的间隙会由于粉末材料的附着而变窄，由此导致压力损失，使得被供给的空气不会平顺流动，在分级腔室7内的气流速度会降低，因此，在分级效率上会下降。于是，通过使得百叶窗叶片11可拆卸地安装，可以简化清理掉附着的粉末材料的操作，并由此减少清理花费的时间，使得在条件改变时所需的时间总量缩短，并因此可以改善产出率。

在分级设备100中，转子的旋转数的控制会随着在转子外周部分处的气流速度的增加而变得不稳定。具体地说，转子的旋转力随着在转子外周部分处的气流速度增加而增加，归因于施加的力大于电机扭矩，由于电机变成发电机，而产生再生电流，因此，转子的旋转数的控制会变得不稳定。在这种情况下，转子的旋转数被利用再生转换器(regenerative converter)加以控制，使得旋转数成为预定旋转数。

具体地说，再生转换器被包括在控制电路中。由于转子的旋转数可以被逆变器稳定控制，同时从电机产生的再生电流被处理(电流返回到电源)，可以获得效率。

在此，参照图4解释用于分级的转子的控制。旋转传感器(SIRCA)52连接到转子驱动电机51上，以探测转子驱动电机51的旋转数。设定用于分级的转子的旋转数的数据被输入到控制单元53中，对应于旋转数的频率信号输出到逆变器54，测量与来自旋转传感器52的信号的差，驱动电流被逆变器54输出，并由此转子驱动电机51被旋转。再生转换器55接收来自转子驱动电机51的再生电流，并且将其返回到电源56。

再生转换器55通常用于将分级设备速度降低或者停止时产生的再生电流返回到电源56。但是，在本发明的分级设备中，再生电流总是在正常工作状态下产生，使得在再生电流被处理的同时，通过逆变器54控制旋转。

转子驱动电机的旋转数可以通过改变频率来改变。图5是示出转子驱动电机的旋转-扭矩特性的视图。逆变器用作变频电源。当旋转数等于或大于对应于设定频率的旋转数(同步速度)时，转子驱动电机成为发电机并且产生再生电流。

再生电流是通过在诸如用于分级的转子的旋转物体停止时发生的再生操作(驱动力未被施加的状态)而产生的。作为处理再生电流的方法，存在利用电阻作为热量释放再生电流或者利用再生转换器将再生电流返回到电源的方法。假设诸如机械分级器的设备在制造商指定的状态下使用，再生操作不会发生，因此不会产生再生电流，除了在停机的时候。但是，由于在本发明中百叶窗叶片是通过改进市场上可购得的百叶窗叶片来生产的，所采用的条件超出制造商所期望的使用范围之外，并因此产生再生电流。改进的百叶窗叶片特征在于它们可以提供用于旋转转子的强力，并且转子的旋转力由于在转子外周部分的气流速度的均匀分布和气流速度的增加而增加。

本发明的分级方法包括利用上述分级设备分级粉末材料。

对于分级设备100和分级方法，可以通过简单改变作为分级设备100的部件的百叶窗6的构成来提高分级效率，并因此以较小误差和有利的分级精度高效地分级理想直径范围内的颗粒。此外，分级设备100和分级方法可以高效应用于粒径为若干微米的精细粉末产品的生产中，该精细粉末诸如是树脂、农药、化妆品和颜料。尤其是，它们适用于用于生产调色剂的方法，解释如下：

(制造调色剂的方法)

用于制造调色剂的本发明的方法至少包括分级步骤，优选包括熔融-捏合步骤和粉碎步骤，以及如果需要包括其它步骤。利用上述本发明的分级设备执行分级步骤。

<熔融-捏合步骤>

所述熔融-捏合步骤是在熔融-捏合机中将调色剂材料混合在一起并熔融-捏合所得混合物的步骤。所述熔融-捏合机的适当的实例包括使用辊磨的单轴或双轴连续捏合机和间歇捏合机。其具体实例包括KTK型双轴挤出机(Kobe Steel，Ltd.的产品)、TEM型挤出机(TOSHIBA MACHINE CO.，LTD.的产品)、KCK捏合机(ASADA IRON WORKS，CO.，LTD.的产品)、PCM型双轴挤出机(IKEGAI IRON WORKS，LTD.的产品)和共捏合机(BUSS AG的产品)。该熔融-捏合优选在合适条件下进行，以便不导致所述粘合剂树脂的分子链的断裂。具体而言，考虑所述粘合剂树脂的软化点而决定发生熔融-捏合的温度。当所述温度远高于所述软化点时，分子链的断裂以相当大的程度发生。当所述温度远低于所述软化点时，难以获得充分分散的状态。

所述调色剂材料至少包括粘合剂树脂、着色剂、脱模剂和电荷控制剂，以及如果需要，包括其它组分。

-粘合剂树脂-

所述粘合剂树脂的实例包括均聚物和共聚物，实例有苯乙烯如苯乙烯和氯苯乙烯的；单烯烃如乙烯、丙烯、丁烯和异戊二烯；乙烯酯如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯和丁酸乙烯酯；α-亚甲基脂肪族单羧酸酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸十二烷基酯；乙烯醚如乙烯基甲醚、乙烯基乙醚和乙烯基丁醚；以及乙烯基酮如乙烯基甲酮、乙烯基己酮和乙烯基异丙烯基酮。

粘合剂树脂非常典型实例包括聚苯乙烯树脂、聚酯树脂、苯乙烯-丙烯酸类共聚物、苯乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂。这些可单独或组合使用。

-着色剂-

所述着色剂没有特别限制，且可根据目的从已知的染料和颜料中适当地选择。其实例包括炭黑、苯胺黑染料、铁黑、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G、G)、镉黄、氧化铁黄、黄赭石、铅黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN、R)、永久黄L、联苯胺黄(G、GR)、永久黄(NCG)、富尔坎坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽吖嗪黄BGL、异二氢吲哚酮黄、红赭石、红铅、铅朱红、镉红、镉汞红、锑朱红、永久红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、坚牢猩红VD、富尔坎坚牢玉红B、亮猩红G、立索尔玉红GX、永久红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗、永久酒红F2K、埃利奥酒红BL、酒红10B、淡BON栗、中BON栗、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛栗、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、芘橙、油橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS、BC)、靛蓝、深蓝、普鲁士蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、氧化锌和锌钡白。这些可单独或组合使用。

所述着色剂的颜色没有特别限制，且可根据目的适当地选择。例如，可使用黑色着色剂、彩色着色剂等。这些可单独或组合使用。

所述黑色着色剂的实例包括炭黑(C.I.颜料黑7)如炉黑、灯黑、乙炔黑和槽法炭黑；金属如铜、铁(C.I.颜料黑11)和氧化钛；以及有机颜料如苯胺黑(C.I.颜料黑1)。

用于品红色的彩色颜料的实例包括C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、48:1、49、50、51、52、53、53:1、54、55、57、57:1、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、177、179、202、206、207、209和211；C.I.颜料紫19；以及C.I.还原红1、2、10、13、15、23、29和35。

用于青色的彩色颜料的实例包括C.I.颜料蓝2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17和60；C.I.还原蓝6；C.I.酸性蓝45、在酞菁骨架上各自具有1-5个邻苯二甲酰亚胺甲基作为取代基的铜酞菁颜料、绿7和绿36。

用于黄色的彩色颜料的实例包括C.I.颜料黄1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、55、65、73、74、83、97、110、151、154和180；C.I.还原黄1、3和20，以及橙36。

调色剂中含有的着色剂的量没有特别限制，且可根据目的适当地选择。其量优选为1质量％-15质量％，更优选为3质量％-10质量％。当该量小于1质量％时，调色剂的着色力降低。当该量大于15质量％时，颜料在调色剂中的分散差，可能导致着色力降低和所述调色剂的电性质劣化。

着色剂可与树脂复合以形成母料。所述树脂没有特别限制，且可根据目的从本领域已知的树脂中适当地选择。其实例包括苯乙烯聚合物、取代苯乙烯的聚合物、苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂，聚甲基丙烯酸丁酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯树酯、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂族烃树脂、脂环烃树脂、芳族石油树脂、氯化石蜡和石蜡。这些可单独或组合使用。

所述苯乙烯聚合物和取代苯乙烯的聚合物的实例包括聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚对氯苯乙烯树脂和聚乙烯基甲苯树脂。所述苯乙烯共聚物的实例包括苯乙烯-对-氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物。

所述母料可通过在施加高剪切力的情况下将用于母料的树脂和着色剂混合或捏合而制造。在进行上述操作中，优选加入有机溶剂以增强所述着色剂和所述树脂之间的相互作用。而且，使用所谓的闪蒸法(flashingmethod)是合适的，因为着色剂的湿滤饼可按照原样使用，而不需要干燥。所述闪蒸法是其中将含有着色剂的含水糊料与树脂和有机溶剂混合或捏合，然后将所述着色剂转移到树脂以除去水和有机溶剂组分的方法。为了进行该混合或捏合，适当地使用高剪切分散装置如三辊磨。

-脱膜剂-

所述脱模剂没有特别限制，且可根据目的从本领域已知的脱模剂中适当地选择。其实例包括蜡如含羰基蜡、聚烯烃蜡和长链烃。这些可单独或组合使用。

所述含羰基蜡的实例包括多链烷酸酯、多链烷醇酯、多链烷酸酰胺、多烷基酰胺和二烷基酮。所述多链烷酸酯的实例包括巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山萮酸酯、四山萮酸季戊四醇酯、二乙酸二山萮酸季戊四醇酯、三山萮酸甘油酯和二硬脂酸1，18-十八烷二醇酯。所述多链烷醇酯的实例包括偏苯三甲酸三硬脂酯和马来酸二硬脂酯。所述多链烷酸酰胺分实例包括二山萮基酰胺。所述多烷基酰胺的实例包括偏苯三酸三硬脂基酰胺。所述二烷基酮的实例包括二硬脂基酮。在这些含羰基蜡中，优选多链烷酸酯。

所述聚烯烃蜡的实例包括聚乙烯蜡和聚丙烯蜡。

所述长链烃的实例包括石蜡和沙索蜡(Sasol Wax)。

所述调色剂中含有的脱模剂的量没有特别限制，且可根据目的适当地选择。该量优选为0质量％到40质量％，更优选为3质量％-30质量％。当所述量大于40质量％时，调色剂的流动性可能降低。

-电荷控制剂-

所述电荷控制剂没有特别限制，且可根据目的从本领域已知的电荷控制剂中适当地选择。然而，用于所述电荷控制剂的材料优选是无色或白色的，因为使用有色材料可导致色调的改变。该无色或白色材料的实例包括基于三苯基甲烷的染料、钼酸螯合物颜料、基于若丹明的染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性季铵盐)、烷基酰胺、磷、含磷化合物、钨、含钨化合物、基于氟的活化剂、水杨酸金属盐和水杨酸衍生物的金属盐。这些可单独或组合使用。

所述电荷控制剂可为商业获得的产品。其实例包括BONTRON P-51(季铵盐)、E-82(基于羟萘甲酸的金属络合物)、E-84(基于水杨酸的金属络合物)和E-89(酚类缩合物)(其由ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.，LTD.制造)；TP-302和TP-415(季铵盐钼络合物)(其由HODOGAYACHEMICAL CO.，LTD.制造)；COPY CHARGE PSY VP2038(季铵盐)、COPY BLUE PR(三苯基甲烷衍生物)、COPY CHARGE NEG VP2036和COPY CHARGE NX VP434(季铵盐)(这些产品是Hoechst的)；LRA-901和LR-147(硼络合物)(其由Japan Carlit Co.，Ltd.制造)；喹吖啶酮和基于偶氮的颜料；以及含有磺酸基、羧基、季铵盐的聚合化合物等。

所述电荷控制剂可在与母料熔融-捏合后溶解或分散在调色剂中，可在溶解或分散时与调色剂的各组分一起直接加入到有机溶剂中，或可在形成调色剂颗粒之后固定在所述调色剂颗粒的表面上。

调色剂中含有的电荷控制剂的量取决于所述粘合剂树脂的种类、是否存在添加剂和所使用的分散方法，因此不能一概而定。然而，相对于每100质量份所述粘合剂树脂，该量优选为0.1质量份至10质量份，更优选为0.2质量份至5质量份。当所述量小于0.1质量份时，不能得到有利的电荷控制性能。当所述量大于10质量份时，所述调色剂的带电性过大以至于主电荷控制剂效果降低，并且所述调色剂和显影辊之间的静电吸引力增大，这可能导致显影剂流动性和/或图象密度劣化。

-其它组分-

上述其它组分没有特别限制，且可根据目的适当地选择。其实例包括外添加剂、流动性改进剂、清洁改进剂、磁性材料和金属皂。

所述外添加剂没有特别限制，且可根据目的从本领域已知的外添加剂中适当地选择。其实例包括二氧化硅细颗粒、疏水化的二氧化硅细颗粒、脂肪酸金属盐(例如硬脂酸锌和硬脂酸铝)；金属氧化物(例如二氧化钛、氧化铝、氧化锡和氧化锑)及其疏水化产物，以及氟聚合物。其中，疏水化的二氧化硅细颗粒、二氧化钛颗粒和疏水化的二氧化钛细颗粒是特别适当的。

<粉碎步骤>

所述粉碎步骤是进行细粉碎的步骤，其使用至少一个粉碎机和在某些情况下采用至少一个粗粉末分级步骤。用于所述粉碎步骤的粉碎机没有特别限制，且可根据目的适当地选择。其实例包括气流粉碎机、流化床粉碎机和机械式粉碎机。

所述气流粉碎机的实例包括Nippon Pneumatic Mfg.Co.，Ltd.制造的ULTRASONIC JET PULVERIZER、NISSHIN ENGINEERING INC.制造的SUPER JET MILL和Hosokawa Micron Corporation制造的MICRON JET。

所述流化床粉碎机的实例包括Hosokawa Micron Corporation制造的COUNTER JET PULVERIZER和Kurimoto Ltd.制造的CROSS JET MILL。

所述机械式粉碎机的实例包括EARTH TECHNICA CO.LTD.制造的KRYPTRON、NISSHIN ENGINEERING INC.制造的SUPER ROTOR和TURBO KOGYO CO.，LTD.制造的TURBO MILL。

(调色剂)

本发明的调色剂通过用于制造调色剂的本发明的方法制造。所述调色剂优选含有量为15数量％或更少、更优选0数量％到10数量％的粒径为4.0μm或更小的细粉末。而且，所述调色剂优选含有量为5.0质量％或更少、更优选0质量％至2.0质量％的粒径为12.7μm或更大的粗粉末。此外，所述调色剂的体积平均粒径优选为5.0μm至12.0μm。

这里，粒度分布和体积平均粒径可，例如，使用粒度测量装置(COULTER COUNTER TA-II、COULTER MULTISIZER II或COULTERMULTISIZER III，Beckman Coulter，Inc.制造)来测量。

实施例

下面解释本发明的实施例。但是，应该指出的是，本发明不局限于这些实施例。

实施例1

在本实施例中，将85质量份苯乙烯-丙烯酸类共聚物树脂和15质量份炭黑的混合物熔融-捏合并冷却。随后，使用锤磨机将所述混合物粗粉碎以制备粉末材料，并使用流化床粉碎机将所述粉末材料细粉碎，然后使用图1中所示的分级设备进行分级。

在图1所示的分级设备中设定与图2所示的百叶窗相关的具有关系α＝45°且D2/D1＝1.18的百叶窗6，并且粉末材料被分级。在此，α表示与多个叶片的长度相关的角度，D1表示转子5的直径，而D2表示百叶窗6的内径。百叶窗叶片11具有4mm的厚度，并且由16个叶片形成，转子5的旋转圆周速度被设定为60m/s，并且粉末材料被分级。作为所获得的粗粉末，体积平均粒径为6.8μm，关于粒径为4μm或更小的粉末的精细粉末含量是数量上7.3％，对于粒径在12.7μm或更大的粉末的粗粉末含量是质量上0.0％，并且在分级之后粗粉末对供入的粉末材料的比例，换句话说，分级产出率为60％。此时，在分级腔室内侧、转子5的外周部分的平均速度与对比例1相比增加12％。体积平均粒径和颗粒尺寸分布如下测量。

<体积平均粒径和粒度分布的测量>

根据Coulter Counter法测量体积平均粒径和粒度分布的装置的示例包括COULTER COUNTER TA-II、COULTER MULTISIZER II、和COULTERMULTISIZER III(所有都是由Beckman Coulter，Inc.制造)。在此，使用COULTER MULTISIZER III来测量所述粒径和所述粒度分布。

首先，将0.1mL至5mL表面活性剂(烷基苯磺酸盐)作为分散剂加入100mL至150mL电解溶液中。这里，所述电解溶液是使用初级氯化钠制备的1质量％NaCl水溶液；例如，可使用ISOTON-II(Coulter Corporation制造)。接着，加入2mg至20mg测量样品。使用超声波分散装置将其中悬浮有所述样品的所述电解溶液进行分散处理1分钟至3分钟。通过所述装置使用100μm孔来测量粉末的体积，并计算体积分布。基于所获得的体积分布，计算所述粉末的体积平均粒径和粒度分布。

作为通道，使用以下的13个通道，和将直径等于或大于2.00μm但小于40.30μm的颗粒作为目标：2.00μm或更大但小于2.52μm的通道、2.52μm或更大但小于3.17μm的通道、3.17μm或更大但小于4.00μm的通道、4.00μm或更大但小于5.04μm的通道、5.04μm或更大但小于6.35μm的通道、6.35μm或更大但小于8.00μm的通道、8.00μm或更大但小于10.08μm的通道、10.08μm或更大但小于12.70μm的通道、12.70μm或更大但小于16.00μm的通道、16.00μm或更大但小于20.20μm的通道、20.20μm或更大但小于25.40μm的通道、25.40μm或更大但小于32.00μm的通道、32.00μm或更大但小于40.30μm的通道。

(实施例2)

利用与实施例1中的分级设备相同的分级设备，粉末材料以类似于实施例1的方式分级，除了安装具有关系α＝45°且D2/D1＝1.19的百叶窗，并且将转子5的旋转圆周速度设定为60m/s。对于所获得的粗粉末，体积平均粒径为6.8μm，关于粒径为4μm或更小的粉末的精细粉末含量是数量上7.7％，对于粒径在12.7μm或更大的粉末的粗粉末含量是质量上0.0％，并且在分级之后粗粉末对供入的粉末材料的比例，换句话说，分级产出率为64％。此时，在分级腔室内侧、转子5的外周部分的平均速度与对比例1相比增加16％。

(实施例3)

利用与实施例1中的分级设备相同的分级设备，粉末材料以类似于实施例1的方式分级，除了安装具有关系α＝50°且D2/D1＝1.18的百叶窗，并且将转子5的旋转圆周速度设定为60m/s。对于所获得的粗粉末，体积平均粒径为6.8μm，关于粒径为4μm或更小粉末的的精细粉末含量是数量上9.4％，对于粒径在12.7μm或更大的粉末的粗粉末含量是质量上0.0％，并且在分级之后粗粉末对供入的粉末材料的比例，换句话说，分级产出率为70％。此时，在分级腔室内侧、转子5的外周部分的平均速度与对比例1相比增加25％。

(实施例4)

利用与实施例1中的分级设备相同的分级设备，粉末材料以类似于实施例1的方式分级，除了安装具有关系α＝55°且D2/D1＝1.18的百叶窗，并且将转子5的旋转圆周速度设定为60m/s。对于所获得的粗粉末，体积平均粒径为6.8μm，关于粒径为4μm或更小的粉末的精细粉末含量是数量上9.7％，对于粒径在12.7μm或更大的粉末的粗粉末含量是质量上0.0％，并且在分级之后粗粉末对供入的粉末材料的比例，换句话说，分级产出率为73％。此时，在分级腔室内侧、转子5的外周部分的平均速度与对比例1相比增加27％。

(实施例5)

利用与实施例1中的分级设备相同的分级设备，粉末材料以类似于实施例1的方式分级，除了安装具有关系α＝60°且D2/D1＝1.16的百叶窗，并且将转子5的旋转圆周速度设定为60m/s。对于所获得的粗粉末，体积平均粒径为6.8μm，关于粒径为4μm或更小的粉末的精细粉末含量是数量上8.1％，对于粒径在12.7μm或更大的粉末的粗粉末含量是质量上0.0％，并且在分级之后粗粉末对供入的粉末材料的比例，换句话说，分级产出率为67％。此时，在分级腔室内侧、转子5的外周部分的平均速度与对比例1相比增加20％。

(实施例6)

粉末材料以与实施例1相同的方式连续分级，除了百叶窗叶片11被制成为可拆卸地安装。随后，百叶窗6被清洁，粉末材料的类型被改变，并且然后再次进行粉末材料的连续分级。结果，与实施例1相比，清洁百叶窗6所耗费的时间降低大约50％。

(对比例1)

利用与实施例1中的分级设备相同的分级设备，粉末材料以类似于实施例1的方式分级，除了安装具有关系α＝45°且D2/D1＝1.16的百叶窗，并且将转子5的旋转圆周速度设定为60m/s。对于所获得的粗粉末，体积平均粒径为6.8μm，关于粒径为4μm或更小的粉末的精细粉末含量是数量上9.0％，对于粒径在12.7μm或更大的粉末的粗粉末含量是质量上0.0％，并且在分级之后粗粉末对供入的粉末材料的比例，换句话说，分级产出率为52％。

关于实施例和对比例的评估结果在表1中示出。

在本发明的分级设备中，如从上面解释中可以理解到的，通过将百叶窗构造成满足关系α≥50°且D2/D1≥1.17中的至少一个，其中α表示与构成百叶窗的多个叶片的长度相关的角度，D1表示转子的直径，而D2表示百叶窗6的内径，从分级空气入口供给的空气平顺的被导引到百叶窗和转子的外周表面之间的空间，并且被导引到分级腔室，涡旋并且穿过百叶窗的叶片之间的间隙，使得分级腔室内的气流不会被干扰，可以增加分级腔室内的流动速度，并且抑制在转子圆周上的速度分布中的干扰。由此，可以增加分级所需的离心力，并进一步地，由于实现了在转子外周上的均匀分级，能够以高效方式将粉末材料离心地分级成粗粉末和精细粉末。

附图标记列表

1    粉末材料入口

2    分级空气入口

3    粗粉末出口

4    精细粉末出口

5    转子

6    百叶窗

7    分级腔室

8    粗粉末排出腔室

9    精细粉末排出腔室

10   转子叶片

11   百叶窗叶片

12   精细粉末排出叶片

51   转子驱动电机

52   旋转传感器

53   控制单元

54   逆变器

55   再生转换器

56   电源

100  分级设备

Claims (6)

1.一种用于将微米量级的粉末材料分成粗粉末和精细粉末的分级设备，包括：

具有多个环形设置的叶片的转子，该转子旋转；以及

百叶窗，该百叶窗具有多个叶片，这些叶片设置在转子的外周部分，以便从外周部分供给用于分散和分级粉末材料的流体，

其中，所述粉末材料被供给到转子和百叶窗之间的间隙中，并且被离心分级成精细粉末和粗粉末，且

其中，满足关系(1)：65°≥α≥50°，

其中，α表示连接转子的中心与百叶窗的每个叶片的两端的虚拟线之间形成的角度，

其中，还满足关系(2)：1.20≥D2/D1≥1.17，其中，D1表示转子的直径，而D2表示百叶窗的内径。

2.根据权利要求1所述的分级设备，其中，所述百叶窗的叶片以规则间隔设置在同心圆上，其中，转子的中心轴位于该同心圆的中心上。

3.根据权利要求1所述的分级设备，其中，所述百叶窗的叶片可拆卸地安装。

4.根据权利要求1所述的分级设备，还包括再生转换器，其中，转子的旋转数由再生转换器控制，使得该旋转数成为预定的旋转数。

5.一种分级方法，包括：

利用根据权利要求1所述的分级设备分级粉末材料。

6.一种制造调色剂的方法，包括：

利用根据权利要求1所述的分级设备分级粉末材料。