JP2005144444A - Treatment apparatus for powder and treatment method for powder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粉砕、分級、形状制御、複合化、表面処理、混合、外添、造粒、乾燥、融合などの処理を行って粉体を製造する粉体処理装置、および、その装置を使用して粉体を製造する粉体処理方法に関するものである。 The present invention uses a powder processing apparatus for manufacturing powder by performing processes such as grinding, classification, shape control, compounding, surface treatment, mixing, external addition, granulation, drying, fusion, and the like, and the apparatus Thus, the present invention relates to a powder processing method for producing a powder.
原料に粉砕処理などを施して製造される処理粉体は、通常、種々の粒径のものが混在した状態で得られる。一般に、処理品(製品)としての処理粉体に要求される粒径、形状などはその用途に応じて異なるが、その粒径が所望の範囲よりも小さい不要な微粉を取り除くために、種々の粒径が混在した処理粉体を分級することが行われている。 Processed powder produced by subjecting raw materials to pulverization or the like is usually obtained in a state where various particle sizes are mixed. In general, the particle size, shape, etc. required for the processed powder as a processed product (product) vary depending on the application, but in order to remove unnecessary fine powder whose particle size is smaller than the desired range, Classification of treated powders with mixed particle sizes has been performed.
このような粉体処理技術に関連して、特許文献1には、機械式粉砕機を用いてトナー製造を行うトナー製造システムが開示されている。 In relation to such powder processing technology, Patent Document 1 discloses a toner manufacturing system that manufactures toner using a mechanical pulverizer.
また、特許文献2には、粉体処理と、処理された粉体から不要な微粉を取り除く分級とを一つの装置内で行うことのできる粉体処理装置が開示されている。この粉体処理装置によれば、コンパクトなシステムで粉体処理を実施することができるとともに、装置の清掃が容易で取り扱い性を向上させることもできる。
しかしながら、特許文献1や特許文献2に記載の粉体処理装置は、微粉除去部周りにおける旋回気流が偏流を起こしており、粉体の分散状態が悪く、部分的に粉体の濃度が高い状態で分級を行うために、十分な収率が見込めないという問題点を有している。 However, in the powder processing apparatuses described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the swirling airflow around the fine powder removing unit is unevenly distributed, the powder is not well dispersed, and the powder concentration is partially high. In order to carry out classification, there is a problem that a sufficient yield cannot be expected.
そこで、本発明では、従来の粉体処理装置よりも処理粉体の収率を向上させ、かつ、品質の良好な処理粉体を得ることができる粉体処理装置、および、この粉体処理装置を用いた粉体処理方法を提供する。 Therefore, in the present invention, a powder processing apparatus capable of improving the yield of the processed powder and obtaining a processed powder with a better quality than the conventional powder processing apparatus, and the powder processing apparatus Provided is a powder processing method using
本願発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、その内部原料を一括処理して処理粉体を得る本体を有する粉体処理装置において、上記本体の上面内部の隅の部分に形成される角の部分を適当な部材で塞ぐことで、処理粉体の収率が向上することを見出した。そして、上記の角の部分を塞ぐための部材の形状について検討し、環状の部材であれば種々の厚み、種々の内径を有するものを簡単に作成することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The inventor of the present application has conducted extensive studies to solve the above problems, and as a result, in a powder processing apparatus having a main body for collectively processing the internal raw materials to obtain a processed powder, the corners inside the upper surface of the main body It has been found that the yield of the treated powder is improved by closing the corner portions formed in the portion with an appropriate member. Then, the shape of the member for closing the corner portion is examined, and it is found that if it is an annular member, members having various thicknesses and various inner diameters can be easily created, and the present invention is completed. It came to.
本発明の粉体処理装置は、内部にて原料を一括処理して処理粉体を得る本体を有する粉体処理装置であって、上記本体には、旋回する気流を本体内に形成するために回転する回転片部と、上記回転片部の回転軸の方向に沿った中心軸を備えた筒状部と、該軸方向において上記筒状部を挟んで上記回転片部と対向する位置に設けられ、所定の粒径未満の粉体を除去するための微粉除去部とが備えられ、さらに、上記本体内部の上記微粉除去部の取り付け面と上記筒状部の外周面に対向する上記本体の内周面とにより形成される角の部分を覆う環状部材が設けられていることを特徴とするものである。 The powder processing apparatus according to the present invention is a powder processing apparatus having a main body for collectively processing raw materials inside to obtain a processed powder, in order to form a swirling airflow in the main body. A rotating piece portion that rotates, a cylindrical portion that has a central axis along the direction of the rotation axis of the rotating piece portion, and a position that faces the rotating piece portion across the cylindrical portion in the axial direction A fine powder removing unit for removing powder having a particle size less than a predetermined particle size, and further, an attachment surface of the fine powder removing unit inside the main body and an outer peripheral surface of the cylindrical part facing the outer peripheral surface of the main body. An annular member that covers a corner portion formed by the inner peripheral surface is provided.
本発明の粉体処理装置において、上記環状部材は、上記本体内部の上記微粉除去部の取り付け面に対して鋭角に傾斜している面を有するものであってもよい。なお、鋭角に傾斜しているとは、微粉除去部に近い側ほど当該取り付け面に接近するように傾斜していることを言う。また、上記環状部材において、上記本体内部の上記微粉除去部の取り付け面に対して鋭角に傾斜している面は、上記本体の内部へ向かって湾曲していてもよい。 In the powder processing apparatus of the present invention, the annular member may have a surface that is inclined at an acute angle with respect to a mounting surface of the fine powder removing portion inside the main body. In addition, being inclined at an acute angle means being inclined so as to be closer to the mounting surface as the side is closer to the fine powder removing portion. Further, in the annular member, a surface inclined at an acute angle with respect to a mounting surface of the fine powder removing portion inside the main body may be curved toward the inside of the main body.
本発明の粉体処理装置には、さらに、粉体の原料を本体内部に供給するための原料導入部が設けられており、上記原料導入部は、原料を供給する原料供給部と、加圧空気を供給する気体供給部または気体を吸引する負圧吸引部とを有し、原料を気体に乗せて本体内部へ供給する構成であってもよい。 The powder processing apparatus of the present invention is further provided with a raw material introduction section for supplying a raw material of the powder into the main body. The raw material introduction section includes a raw material supply section for supplying the raw material, It may have a gas supply part that supplies air or a negative pressure suction part that sucks gas, and the raw material may be placed on the gas and supplied to the inside of the main body.
本発明の粉体処理装置には、上記の構成に加えて、粉体の原料を本体内部に供給するための供給口を有する原料導入部が設けられており、上記原料導入部の供給口は、上記筒状部の内側に設けられている構成であってもよい。 In addition to the above configuration, the powder processing apparatus of the present invention is provided with a raw material introduction unit having a supply port for supplying powder raw material into the main body, and the supply port of the raw material introduction unit is The configuration may be provided inside the cylindrical portion.
本発明の粉体処理装置には、上記の構成に加えて、上記本体の内周面であって、かつ、上記回転片部の外周部と対向する位置には、上記回転片部の回転軸の方向に沿った中心軸を備えた筒状の衝撃受容部が設けられていてもよい。 In the powder processing apparatus of the present invention, in addition to the above-described configuration, the rotary shaft of the rotary piece portion is positioned at the inner peripheral surface of the main body and facing the outer peripheral portion of the rotary piece portion. A cylindrical impact receiving portion having a central axis along the direction may be provided.
本発明の粉体処理装置には、上記の構成に加えて、上記本体の内周面には、上記筒状部を支持するための板状の支持部材が設けられており、上記支持部材は、上記本体内で旋回上昇する気流の旋回方向に沿って傾斜している構成であってもよい。 In addition to the above configuration, the powder processing apparatus of the present invention is provided with a plate-like support member for supporting the cylindrical portion on the inner peripheral surface of the main body. Further, a configuration may be adopted in which the airflow is inclined along the swirl direction of the airflow swirling and rising in the main body.
本発明の粉体処理装置には、上記の構成に加えて、上記支持部材の断面の形状は、長方形、楕円形、流線形の何れかであってもよい。なお、ここで支持部材の断面とは、本体の内周面に平行な断面のことを意味する。 In the powder processing apparatus of the present invention, in addition to the above configuration, the shape of the cross section of the support member may be any of a rectangle, an ellipse, and a streamline. Here, the cross section of the support member means a cross section parallel to the inner peripheral surface of the main body.
本発明の粉体処理装置には、上記の構成に加えて、微粉除去部を持ち上げて取り外すための自動取り外し手段が設けられていてもよい。 In addition to the above configuration, the powder processing apparatus of the present invention may be provided with an automatic removing means for lifting and removing the fine powder removing unit.
本発明の粉体処理装置には、さらに、処理粉体を本体外部へ取り出すための処理粉体出口が設けられており、上記処理粉体出口には、本体内部の気体を吸引する吸引部が備えられていてもよい。 The powder processing apparatus of the present invention is further provided with a processing powder outlet for taking out the processing powder to the outside of the main body, and the processing powder outlet has a suction part for sucking the gas inside the main body. It may be provided.
本発明の粉体処理装置において、上記微粉除去部は、上記本体内部の複数の羽根部を有する分級ロータと、上記本体の外部に設けられ、該分級ロータを回転駆動する分級ロータ駆動部とからなり、上記分級ロータ駆動部は、上記分級ロータの回転時の周速度が40〜160m/sとなるように回転駆動するものであってもよい。 In the powder processing apparatus of the present invention, the fine powder removing unit includes a classification rotor having a plurality of blade portions inside the main body, and a classification rotor driving unit that is provided outside the main body and rotationally drives the classification rotor. Thus, the classifying rotor drive unit may be driven to rotate so that the peripheral speed during rotation of the classifying rotor is 40 to 160 m / s.
また、上記の粉体処理装置において、上記処理粉体がトナーの場合、上記分級ロータ駆動部は、上記分級ロータの回転時の周速度が75〜100m/sとなるように回転駆動することが好ましい。 In the powder processing apparatus, when the processed powder is toner, the classification rotor driving unit may be driven to rotate so that a peripheral speed when the classification rotor rotates is 75 to 100 m / s. preferable.
本発明の粉体処理装置には、上記の構成に加えて、上記回転片部の回転を制御するための回転制御部が設けられており、上記回転制御部は、上記回転片部の回転時の周速度が80〜200m/sとなるように回転制御するものであってもよい。 In addition to the above configuration, the powder processing apparatus of the present invention is provided with a rotation control unit for controlling the rotation of the rotating piece part, and the rotation control unit is configured to rotate the rotating piece part. Rotational control may be performed so that the peripheral speed of 80 to 200 m / s.
また、上記の粉体処理装置において、上記処理粉体がトナーの場合、上記回転制御部は、上記回転片部の回転時の周速度が100〜150m/sとなるように回転制御することが好ましい。 In the above powder processing apparatus, when the processing powder is toner, the rotation control unit may perform rotation control so that a peripheral speed at the time of rotation of the rotating piece unit is 100 to 150 m / s. preferable.
本発明の粉体処理装置は、上記の構成に加えて、上記分級ロータと上記本体内部の取り付け面との隙間に、エアーを供給するエアーシール部が備えられており、上記エアーシール部には、上記分級ロータの羽根部の内側先端部に隣接して配置された突起部が設けられていてもよい。 In addition to the above configuration, the powder processing apparatus of the present invention is provided with an air seal portion for supplying air in a gap between the classification rotor and the mounting surface inside the main body, and the air seal portion includes In addition, a protrusion may be provided that is disposed adjacent to the inner tip of the blade portion of the classification rotor.
本発明の粉体処理方法は、上述の何れかの構成の粉体処理装置を使用し、上記本体内において原料および/または処理粉体に含まれている所定の粒径以下の微粉を取り除きながら、原料を粉砕して処理粉体を得る粉体処理方法であって、粉体処理中の上記回転片部と上記筒状部との間の処理粉体の通過風速を5〜30m/s、好ましくは8〜15m/sとするものである。 The powder processing method of the present invention uses a powder processing apparatus having any one of the above-described structures, and removes fine powder having a predetermined particle diameter or less contained in the raw material and / or processed powder in the main body. , A powder processing method for pulverizing raw materials to obtain a processed powder, wherein the passing speed of the processed powder between the rotating piece part and the cylindrical part during powder processing is 5 to 30 m / s, Preferably it is 8-15 m / s.
また、本発明の粉体処理方法は、上述の何れかの構成の粉体処理装置を使用し、上記本体内において原料および/または処理粉体に含まれている所定の粒径以下の微粉を取り除きながら、原料を粉砕して処理粉体を得る粉体処理方法であって、上記粉体処理装置には、さらに、上記回転片部を取り付けた分散ロータを挟んで上記筒状部とは反対の側であって、上記分散ロータと対向する位置にデフレクタリングが設けられており、粉体処理中の上記分散ロータと上記デフレクタリングとの間の処理粉体の通過風速を5〜40m/s、好ましくは10〜20m/sとするものである。 Moreover, the powder processing method of the present invention uses a powder processing apparatus having any one of the above-described structures, and fine powder having a predetermined particle size or less contained in the raw material and / or the processed powder in the main body. A powder processing method for obtaining a processed powder by pulverizing raw materials while removing, wherein the powder processing apparatus is further opposite to the cylindrical portion with a dispersion rotor having the rotating piece portion interposed therebetween And a deflector ring is provided at a position facing the dispersion rotor, and the passing air speed of the treated powder between the dispersion rotor and the deflector ring during the powder treatment is 5 to 40 m / s. , Preferably 10 to 20 m / s.
また、本発明の粉体処理方法は、上述の何れかの構成の粉体処理装置を使用し、上記本体内において原料および/または処理粉体に含まれている所定の粒径以下の微粉を取り除きながら、原料を粉砕して処理粉体を得る粉体処理方法であって、上記処理粉体が樹脂を主成分とするものであってもよい。また、上記の処理粉体は、樹脂を主成分とするものとして、トナーまたは粉体塗料にも適用できる。本方法をトナーまたは粉体塗料の製造に適用すれば、品質の良好な製品を得ることができるとともに、その収率を向上させることもできる。 Moreover, the powder processing method of the present invention uses a powder processing apparatus having any one of the above-described structures, and fine powder having a predetermined particle size or less contained in the raw material and / or the processed powder in the main body. A powder processing method for obtaining a processed powder by pulverizing raw materials while removing, wherein the processed powder may contain a resin as a main component. Further, the treated powder can be applied to a toner or a powder paint as a resin main component. If this method is applied to the production of toner or powder paint, a product with good quality can be obtained and the yield can be improved.
本発明の粉体処理装置によれば、環状部材が設けられていることによって、本体内部の微粉除去部の取り付け面と本体内周面とにより形成される角状の隙間の部分が塞がれるため、本体内を旋回する気体を整流することができる。これによって、微粉除去部周りの粉体の分散状態を均一化して、目的とする粒径未満の微粉のみを確実に除去することができる。つまり、微粉以外の粉体(すなわち処理品となる処理粉体)が分級段階で誤って微粉として選別されることを防止し、その結果、処理粉体の収率を向上させることができる。 According to the powder processing apparatus of the present invention, the provision of the annular member closes the angular gap formed by the attachment surface of the fine powder removing portion inside the main body and the inner peripheral surface of the main body. Therefore, the gas swirling in the main body can be rectified. Thereby, the dispersion state of the powder around the fine powder removing portion can be made uniform, and only fine powder having a particle size smaller than the target particle diameter can be reliably removed. That is, it is possible to prevent powders other than fine powder (that is, treated powder to be processed) from being erroneously selected as fine powder at the classification stage, and as a result, the yield of the treated powder can be improved.
また、本発明の粉体処理装置には、原料を供給する原料供給部と、気体を供給する気体供給部とからなる原料導入部が設けられていることによって、原料をある程度分散させた状態で本体内へ供給することができるため、粉体の処理効率を向上させることができる。 In addition, the powder processing apparatus of the present invention is provided with a raw material introduction unit including a raw material supply unit that supplies a raw material and a gas supply unit that supplies a gas, so that the raw material is dispersed to some extent. Since it can supply to the inside of a main body, the processing efficiency of powder can be improved.
また、本発明の粉体処理装置には、微粉除去部を持ち上げて取り外すための自動取り外し手段が設けられていることによって、装置の清掃・メンテナンス時の作業性を向上させることができる。 In addition, the powder processing apparatus of the present invention is provided with automatic removal means for lifting and removing the fine powder removing section, thereby improving the workability during cleaning and maintenance of the apparatus.
また、本発明の粉体処理装置には、本体内部の気体を吸引する吸引部が備えられている処理粉体出口が設けられていることによって、処理粉体出口から処理粉体を容易に取り出すことができる。 In addition, the powder processing apparatus of the present invention is provided with a processing powder outlet provided with a suction part for sucking the gas inside the main body, so that the processing powder can be easily taken out from the processing powder outlet. be able to.
また、本発明の粉体処理方法は、粉体処理時における上記粉体処理装置内の各部分の通過風速を上述のように規定することによって、品質の良好な処理粉体を得ることができるとともに、処理粉体の収率をさらに向上させることができる。 Moreover, the powder processing method of this invention can obtain a processed powder with favorable quality by prescribing | regulating the passing wind speed of each part in the said powder processing apparatus at the time of powder processing as mentioned above. At the same time, the yield of the treated powder can be further improved.
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1ないし図9に基づいて説明すると以下の通りである。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9 as follows.
本実施の形態1にかかる粉体処理装置は、トナー、粉体塗料、電池材料などといった種々の粉体の製造、食品(こんにゃくなど)の製造、フライアッシュの処理(未燃焼カーボンの除去)、ふすまの加工(表皮成分の分離)、ポリエチレンなどの樹脂におけるひげ状成分の処理、断熱材などの廃棄物処理(ウレタン成分と紙類の分離)、あるいは、天然黒鉛などの原料粉末の球状化(塊状化)などに利用されるものである。図1には、本実施の形態1にかかる粉体処理装置1の概略構成を示す。 The powder processing apparatus according to the first embodiment is used to manufacture various powders such as toner, powder paint, battery material, food (konjac, etc.), fly ash processing (removal of unburned carbon), Processing of bran (separation of skin components), treatment of whisker-like components in resins such as polyethylene, waste treatment of heat insulation materials (separation of urethane components and paper), or spheroidization of raw material powders such as natural graphite ( It is used for agglomeration). FIG. 1 shows a schematic configuration of a powder processing apparatus 1 according to the first embodiment.
本実施の形態の粉体処理1は、その内部において粉体処理を行う略円筒形状のケーシング(本体)11を備えている。このケーシング11内には、粉体のうち所定の粒径未満の不要な粉体(以下「微粉」という)のみを通過させる分級ロータ(微粉除去部)12と、ケーシング11内にスパイラル状の気流を発生させ、ケーシング11内部の粉体を分級ロータに導くガイドリング(筒状部)13と、原料に衝撃力、圧縮力などを与えて処理粉体とする回転片部14aを取り付けた分散ロータ14と、内部に回転自在のスクリューを有し、ケーシング11内部に原料を導入する導入するための原料導入部16と、ケーシング11から処理品としての処理粉体を取り出す取り出し口(処理粉体出口)17とが備えられている。また、ケーシング11の外部であって、分級ロータ12と対向する位置(つまり、分級ロータ12の上部)には、ケーシング11内部から微粉を取り除くための微粉排出口15が設けられている。微粉排出口15からは、ケーシング11内部の微粉が排出される。
The powder processing 1 of the present embodiment includes a substantially cylindrical casing (main body) 11 that performs powder processing therein. In the
ケーシング11の素材は、従来から粉体処理装置のケーシングに用いられているものを用いればよく、具体的には、SS400、SPHC、S25C、S45Cなどの鉄系鋼材:SUS304、SUS316などのステンレス鋼材:FC20、FC40などの鉄鋳物材:SCS13、14などのステンレス鋳物材などの金属、あるいは、セラミックス、ガラスなどを用いればよい。また、内壁面に耐磨耗材を貼り付けるなどすれば、アルミニウム、その他木材や合成樹脂であってもよい。
What is necessary is just to use what is conventionally used for the casing of a powder processing apparatus as the raw material of the
ケーシング11の内面は、装置の耐久性向上のために、ハードクロムメッキ処理などのメッキ処理、WC(タングステンカーバイド)溶射などの耐磨耗溶射材処理、真空下で行う金属蒸着、ダイヤモンド構造の炭素蒸着などの耐磨耗処理が施されていることが好ましい。
In order to improve the durability of the apparatus, the inner surface of the
また、特にトナーなどの低融点樹脂成分の粉体処理を行う場合には、固着成分が製品に混入すると品質不良となる。そこで、処理粉体の付着・固着による気流の乱れ、または、ケーシング11内の閉塞を防ぐために、ケーシング11の内面には、バフ研磨、電解研磨、PTFEなどのコーティング、Ni金属などのメッキ処理が施されていることが好ましい。
In particular, when powder processing of a low-melting-point resin component such as toner is performed, the quality deteriorates if the fixing component is mixed into the product. Therefore, in order to prevent the disturbance of the air flow due to the adhesion / fixation of the treated powder or the clogging in the
上記ケーシング11内に備えられた分級ロータ12、ガイドリング13および分散ロータ14は同軸上に配置されている。そして、上記粉体処理装置1のケーシング11内の、分級ロータ12が配置されている面の周囲に形成された角の部分(すなわち、ケーシング11の内部上面(微粉除去部が取り付けられている面)11aと内部側面(本体の内周面)11bとにより形成される角の部分)には、当該角の部分を塞ぐための環状のトップリング(環状部材)31が設けられている。このトップリング31が設けられることによって、ケーシング11内を流れる気体が整流され、目的とする粒径未満の微粉のみを確実に選別し、微粉排出口15へ導くことができるため、処理粉体の収率を向上させることができる。トップリング31については、後で詳述する。
The
ケーシング11内部の分級ロータ12は、ケーシング11の外部に設けられている微粉排出口15と分散ロータ14との間にあり、かつ、ガイドリング13を挟んで分散ロータ14に対向する位置に配設されていて、ケーシング11内の粉体のうち、所望する粒径未満の微粉のみを通過させるものである。つまり、分級ロータ12は、所望とする粒径の粉体を選別し、その粒径未満の不要な粉体(すなわち、微粉)については、微粉排出口15へ排出させるものである。
The
また、粉体処理装置1には、ケーシング11内に気体を導入するための気体導入口28が設けられている。この気体導入口28の位置は特に限定されないが、回転する分散ロータ14を介してケーシング11内に気体が導入されるように、分散ロータ14の下方(つまり、分散ロータ14を挟んでガイドリング13に対向する位置)に設けられることが好ましい。気体導入口28から流入する気体は、分散ロータの回転方向に沿って円筒形状のケーシング11に対してタンデンシャル方向(接線方向)に流入させることが好ましい。これによって、ケーシング11内部における旋回気流の形成を円滑に行うことができる。
Further, the powder processing apparatus 1 is provided with a
気体導入口28から導入された気体は、ケーシング11内部を旋回しつつ循環する気流を形成するとともに、ケーシング11の内部から分級ロータ12を経て微粉排出口15から集塵機(図示せず)に到達する。
The gas introduced from the
この気流は、微粉排出口15に集塵機を介して接続されているブロワーによる吸引によって形成されるか、もしくは、気体導入口28側からブロワーによる吹き込み(加圧)によって形成されてもよい。上記気体の種類は、目的とする処理品に応じて適宜決めればよいが、通常は空気を用い、酸化防止のためには、窒素、アルゴンなどの不活性ガスを用いることが好ましい。
This air flow may be formed by suction by a blower connected to the fine
さらに、ケーシング11内の温度上昇によって、粉体に軟化現象が生じ、粉体同士が融着して粒径にばらつきが生じ、収率が低下したり、処理粉体(製品)に不具合が生じたりする場合がある。そこで、処理粉体が低融点のトナー場合には、微粉排出口15での排気温度が35〜55℃となるように、ケーシング11内の温度を調節することが好ましい。なお、この場合に気体導入口28から導入される気体の温度は、−23℃〜5℃に設定すればよい。さらには、結露防止のために、除湿された気体であることが好ましい。その他に、熱によって風味がなくなったり、変質し易い食品等については、0〜15℃に調節された冷風空気を用いるのがよい。
Further, the temperature rise in the
上記のようにケーシング11の内部温度を調節するために、上記ケーシング11の周囲には、ジャケット部(図示せず)が設けられていてもよい。ジャケット部としては、例えば、別に設けたタンク(図示せず)から加熱媒体または冷却媒体が必要に応じて循環供給されることによって、ケーシング11の内部温度を調節することができる。
In order to adjust the internal temperature of the
次に、分級ロータ12とその周辺の構成について以下に説明する。
Next, the structure of the
分級ロータ12は、放射状の羽根部を有するロータであり、図示しない駆動手段(分級ロータ駆動部)に駆動軸22を介して接続されており、ケーシング11内部で高速回転することによる遠心力によって、ケーシング11内の粉体中に含まれる微粉のみを微粉排出口15側に通過させ、所定の粒径以上の粉体をケーシング11内に戻すためのものである。
The
ここで、分級ロータ12を通過する微粉の粒径は、分級ロータ12の回転速度を制御することによって任意に設定することができる。つまり、分級ロータ12の回転速度制御によってケーシング11内部から取り除かれる微粉の粒径を規定することができる。一方、分級ロータ12を通過できない粉体は、ケーシング11内部を循環し、繰り返し処理される。
Here, the particle size of the fine powder passing through the
また、分級ロータ12の素材は、従来から粉体処理装置の分級ロータに用いられているものを用いればよく、具体的には、SS400、S25C、S45C、SUS304、SUS316、チタン、チタン合金、アルミ合金などを用いればよい。また、分級ロータ12の表面は、装置の耐久性向上のために、浸炭焼入れなどの熱硬化処理、WC(タングステンカーバイド)溶射材処理、ハードクロムメッキなどのメッキ処理、溶射後に熱硬化処理を施すための特殊溶射材処理、真空下で行う金属蒸着、ダイヤモンド構造の炭素蒸着などの耐磨耗処理が施されていることが好ましい。
In addition, the material of the
また、分級ロータ12への付着や固着を防止するため、分級ロータ12の表面には、バフ研磨、電解研磨、PTFEなどのコーティング、カニフロンメッキ、Ni金属などのメッキ処理が施されていることが好ましい。
In addition, in order to prevent adhesion to and adherence to the classifying
続いて、ケーシング11に設けられたトップリング31について詳しく説明する。
Next, the
トップリング31が設けられていない従来の粉体処理装置(図12参照)では、内部上面11aと内部側面11bとにより形成される角の部分において、気流の流れとは逆方向の渦が生じるなどして、空気の円滑な流れが阻害される。また、微粒子、粗粒子を問わず上記角の部分に粉体の滞留する部分が生じ、上記部分への粉体量が増加すると、ケーシング内の滞留量増加やそれに伴う圧力の変動、および、原料供給量の変動などといった不測の事態が発生する。この不測の事態に乗じて、これらの粉体が同時に分級ロータあるいは分散ロータに向かうことで、気流中の粉体濃度の変動や負荷動力の変動に伴う上記両ロータの回転速度の変動により、分級精度や粉砕力が低下して、安定した運転条件が維持できなくなり、製品の品質や性能に悪影響をもたらす。そこで、本発明の粉体処理装置には、内部上面11aと内部側面11bとにより形成される角の部分にトップリング13が設けられている。
In the conventional powder processing apparatus (see FIG. 12) in which the
図2(a)は、トップリング31の斜視図であり、図2(b)は、トップリング31近傍の構成を示す断面図である。トップリング31は、環状であり、ケーシング11側面の上部の周囲全体を覆うように配置されている。そして、図2(a)に示すように、その外周部の上側(分級ロータ12の駆動手段および駆動軸22が設置されている側)に3つの凸部31bが設けられている。
2A is a perspective view of the
また、トップリング31は、ケーシング11の内部上面(分級ロータ12が取り付けられている面)11aに対して、分級ロータ12に近い側ほど内部上面に接近するように、鋭角に傾斜している面31aを有している。これによれば、ガイドリング13上方のケーシング11内部における上面の端部が鈍角の形状になることで、ケーシング11内を旋回する循環気流を整流して、微粉以外の粉体(すなわち処理品となる処理粉体)が分級ロータ12で誤って微粉として選別され、微粉排出口15へ排出されることを防止することができる。それゆえ、上記トップリング31が設けられることで、処理粉体の収率を向上させることができる。
Further, the
さらに、トップリング31が設けられていることで、気流が直接ケーシング11の内部上面11aを伝って、分級ロータ12の上面に直に当たり、分級ロータ12と内部上面11aとの隙間に飛び込む力を弱めることができる。これにより、粉体が分級ロータ12を通ることなく、上記隙間から微粉排出口15へ抜けることを防止することができる。また、気流の流れが分級ロータ12の全体にかかるようにすることができるため、処理粉体が高濃度で含まれる気流が分級ロータ12に局部的に当たることを防止することができる。このような作用によって、処理粉体の収率を向上させることができる。
Furthermore, the provision of the
なお、上記トップリング31を、ガイドリング13の外周部の上方への延長線の位置よりも内側に位置する領域にまで延びるようにすると効果的である。つまり、トップリング31の内径DT2を、ガイドリング13の外周部内径DG以下とする。これによって、ケーシング11内部の整流がより円滑に行われる。
It is effective that the
また、トップリング31の厚さtTは、ケーシング11内部の整流効果を高めるためには、ケーシング11の内部上面11aとガイドリング13の上端との距離HGの1/5〜1/2の範囲内であることが好ましく、1/3程度がより好ましい。そして、ケーシング11の内部上面11aとガイドリング13の上端との隙間における、粉体の通過風速は4〜9m/sが好ましく、6〜7m/sがより好ましい。
Further, the thickness tT of the
また、トップリング31の素材は、ケーシング11や分級ロータ12に用いられるものと同じ素材を用いればよく、具体的には、SS400、SPHC、S25C、S45Cなどの鉄系鋼材:SUS304、SUS316などのステンレス鋼材:FC20、FC40などの鉄鋳物材:SCS13、14などのステンレス鋳物材などを用いればよい。また、トップリング31の表面は、耐久性向上のためにハードクロムメッキなどのメッキ処理、WC溶射などの耐磨耗溶射材処理、真空下で行う金属蒸着、ダイヤモンド構造の炭素蒸着などの耐磨耗処理が施されていることが好ましい。
Further, the material of the
また、付着や固着を防止するため、トップリング11の表面には、バフ研磨、電解研磨、PTFEなどのコーティング、Ni金属などのメッキ処理が施されていることが好ましい。
In order to prevent adhesion and adhesion, the surface of the
上記鋭角の角度θは、特に限定されるものではないが、処理粉体の収率をより向上させるためには、15〜60°の範囲内とすることが好ましく、45°とすることが最も好ましい。 The acute angle θ is not particularly limited, but in order to further improve the yield of the treated powder, it is preferably in the range of 15 to 60 °, and most preferably 45 °. preferable.
また、上記トップリング31の外周部に設けられている凸部31bは、分級ロータ12、駆動軸22、駆動手段などからなる微粉除去部の組み立て時の位置合わせ用に設けられたものである。それゆえ、この凸部31bの個数は、少なくとも2つ設けられ、3個以上設けることが好ましい。なお、トップリング31の外周部全体にわたってこの凸部が設けられていてもよい。
Further, the
さらに、上記凸部31bの形状としては、トップリング31bの上部に設けられる各部材(微粉排出口15、分級ロータの駆動軸22および分級ロータの駆動手段、エアーシール部33bなど)を容易に組み立てることができるように、凸部31bの内周側の面が、立設面に対して鋭角に傾斜して設けられていることが好ましい。
Furthermore, as the shape of the
なお、ここで説明したトップリング31の形状はあくまでも一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。トップリング31は、ケーシング11の内部上面11aと側面11bとによって形成される角の部分を塞ぐことができ、ケーシング11内を循環する旋回気流を整流することができる形状であればよい。
In addition, the shape of the
図3には、図2に示すトップリング31とは異なる形状のトップリング31’を示す。このトップリング31’は、ケーシング11の内部上面11aから側面11bにかけて接する面31’aがケーシング11の内部側(すなわち、装置の外部へ向かって)へ湾曲している。上記トップリング31’によれば、ケーシング11の内部上面11aと側面11bとによって形成される角の部分が丸みを帯びた形状になり、処理粉体を効率よく分級ロータ12の分級領域へと導くことができる。そのため、上記トップリング31と同様に処理粉体の収率を向上させることができる。
FIG. 3 shows a
また、分級ロータ12とケーシング11の内部上面11aとの間には、該内部上面11aと分級ロータ12との隙間をシールするためにシールエアーを供給するエアーシール部33が設けられている。
Further, an
図4(a)は、エアーシール部33近傍の断面図である。図4(a)に示すように、エアーシール部33には、分級ロータ12の端部と対向する位置に少なくとも一つのエアー吹き出し口33bが設けられている。図示しないエアー供給源からエアーシール部33を介して供給されたシールエアーは、当該エアー吹き出し口33bから、前記分級ロータ12の対向面に向かって吹き出される。このシールエアーは、分級ロータ12の径方向内側及び外側に分岐して流れる。このような分岐流を形成することで、ケーシング11の内部で循環している処理粉体が、ケーシング11の内部上面11aと分級ロータ12との隙間を通過することを避けることができ、微粉排出口15へ流入するのを防止する。従って、処理粉体の分級精度および収率を向上させることができる。
FIG. 4A is a cross-sectional view in the vicinity of the
また、図4(b)には、図4(a)にて実線で囲んだ部分(A)をより拡大して示す。図4(b)に示すように、エアーシール部33の内径側の先端部には、分級ロータ12の羽根部の先端に設けられたフランジ部12aの内側面12bに隣接するように、突起したリップ部33a(突起部)が設けられることが好ましい。これによれば、エアーシール部33からのシールエアーの噴出を放射方向から分級ロータ12の円周側へより多く向かわせることができるため、エアーシール部33におけるシール効果が向上し、ケーシング11内部上面11aと分級ロータ12との隙間からの粉体の流入を確実に阻止することができ、分級精度および収率をさらに向上させることができる。さらに、上記リップ部33aの長さ(図4(b)のHL)は、分級ロータ上端のフランジ部12aとほぼ同じ長さにすることがより好ましい。
In FIG. 4B, the portion (A) surrounded by the solid line in FIG. As shown in FIG. 4B, the
また、微粉排出口15は、ケーシング11の中心軸から外周方向に向かって配置されるか、あるいは、ケーシング11内の旋回気流に沿った方向に向かって配置されることが好ましい。これによれば、微粉排出口15での圧力損失を減らし、排出時の微粉の流出を円滑にするとともに、分級ロータ12による分級精度の向上にもつながる。
Moreover, it is preferable that the fine
続いて、分散ロータ14およびその周辺の構成について以下に説明する。
Next, the configuration of the distributed
分散ロータ14は、円盤状に形成され、その外周面がケーシング11の内周面とほぼ等間隔のスペース14bを有してケーシング11に取り付けられている。上記分散ロータ14は、軸受部34内に設けられた回転軸を介して、モータなどを備えた回転制御部(図示せず)に接続されており、ケーシング11内で回転速度を制御しながら回転可能である。
The
分散ロータ14は、回転することによって、接触した原料に対して衝撃作用を与えて、原料に対して解砕処理を施し、また、衝突の衝撃力で粉砕には至らないが塑性変形させて原料を球状化して嵩密度を増大化するとともに、ケーシング11内において、ケーシング11の中心軸を中心とする旋回気流をスパイラル状の気流として循環させることで繰り返し作用力を付与させ、原料を効率よく処理粉体とするためのものである。
The
また、分散ロータ14の素材は、従来から粉体処理装置の分散ロータに用いられているものを用いればよく、具体的には、SS400、S25C、S45C、SUS304、SUS316、SUS630などを用いればよい。また、特に片部14aについては、衝撃力に耐え得るように、超硬合金のチップを付けたり、磨耗性と強靭性を備えたサーメットなどの金属とセラミックスとの複合物を用いたりすることが好ましい。
The material of the
また、分散ロータ14の表面は、装置の耐久性向上のために、ハードクロムメッキなどのメッキ処理、WC溶射などの耐磨耗溶射材処理、真空下で行う金属蒸着、ダイヤモンド構造の炭素蒸着などの耐磨耗処理、SUS630の焼きいれ硬化処理が施されていることが好ましい。また、分散ロータ14の表面には、バフ研磨、電解研磨、PTFEなどのコーティング、Ni金属などのメッキ処理が施されていることが好ましい。
Further, the surface of the
分散ロータ14の周辺部には、上記解砕処理や球状化処理や気流発生を効率よく行うために、ブロック状(直方体形状、ハンマー状)の片部14aが、複数、互いに等間隔に分散ロータ14の回転軸に沿って、かつケーシング11内に向かって立設されている。各片部14aの取り付け位置は、ガイドリング13とケーシング11との間に面する位置が望ましい。これによって、分散ロータ14が回転すると、ガイドリング13とケーシング11との間に旋回気流とともにスパイラル状の上昇気流を確実に形成することができる。図7には、粉体処理装置1に設けられた分散ロータ14、片部14a、ガイドリング13周辺の構成を示す。
In order to efficiently perform the above-described crushing process, spheroidizing process, and airflow generation, a plurality of block-shaped (cuboid-shaped, hammer-shaped)
なお、片部14aの形状は、上記のものの他に、ピン形状、ブロックの外周面(粉砕ライナ14cの内周面に対向する面)に縦方向の溝が複数形成された縦溝形状であってもよい。また、分散ロータ14の各片部14aは、分散ロータ14の下面側に設けられていてもよい。この場合、分散ロータ14の各片部14aは、ケーシング11内部の原料を解砕することはないが、ケーシング11内部に旋回気流を形成できるため、原料同士を衝突させて球状化することに不都合はない。
In addition to the above, the shape of the
また、粉体処理装置1を、粉体の表面改質・球形化に用いる場合には、片部14aは、分散ロータ14の外周部分の円弧の長さで80〜250mmの間隔ごとに設けられることが好ましい。つまり、片部14aの数は、上記の範囲内で均等な間隔で各片部14aを配列できるように設定されればよい。具体的には、片部14aの数は4個以上の偶数であることが好ましく、装置の製造し易さ等の観点からは4の倍数であることが好ましい。なお、粉体処理装置1を、粉体の粉砕のために用いる場合には、上記の範囲に限定されない。
Further, when the powder processing apparatus 1 is used for surface modification and spheroidization of powder, the
また、片部14aの高さ(図5(a)におけるHHの大きさ)は、分散ローラ14の片部14a外径をDDH(図5(a)参照)とすると、
HH=√DDH×α+10.5
(α=0〜1.14(粉体の分散目的で用いる場合)、
α=2.2(粉体の粉砕目的で場合))
を満たすような数値に設定されることが好ましい。
Further, the height of the
HH = √DDH × α + 10.5
(Α = 0 to 1.14 (when used for the purpose of dispersing powder),
α = 2.2 (for powder grinding purposes))
It is preferable to set a numerical value that satisfies the above.
また、分散ロータ14の下方(ガイドリング13が設けられている側とは反対の側)であって、当該分散ロータと対向する位置には、デフレクタリング32が設けられている。これによって、分散ロータ14の下方に設けられた気体導入口28からの気体を、分散ロータ14とケーシング11もしくは粉砕ライナ14cの間へ、分散ロータ14の回転軸に沿った方向に導入することができる。また、粉体がケーシング11の下面へ落下することを防止することができる。図5(a)には、粉体処理装置1に設けられた分散ロータ14とデフレクタリング32の周辺の構成を示す。
A
また、図5(b)に示すように、ケーシング11の内周面であって、分散ロータ14の片部14aと対向する位置には、分散ロータ14の回転軸の方向に沿った中心軸を備えた筒状の粉砕ライナ(衝撃受容部)14cが設けられていてもよい。これによって、粉砕ライナ14cと片部14aとの隙間にスペース14bが形成され、このスペース14bの部分で原料に対して与える衝撃作用を調整することができる。粉体処理装置1を、粉体の表面改質・球形化に用いる場合の片部14aと内周面14dとの間隔は、3〜5mmとすればよい。なお、この距離は、片部14aと内周面14dとが最も離れている部分の間隔(すなわち、片部14aの幅の中心部と内周面14dとの間隔)のことを言う。この間隔を4mmとした場合、後述の実施例に挙げられている300型、400型、600型という3つの型式の粉体処理装置における、片部14aの幅、および、片部14aの両端部と内周面14dとの具体的な間隔は、次の通りである。300型の場合、片部14aの幅が22mm、上記の間隔が片部14の両端部で3.578mmであり、400型の場合、片部14aの幅が24mm、上記の間隔が両端部で3.644mmであり、600型の場合、片部14aの幅が34mm、上記の間隔が3.494mmである。なお、粉体処理装置1を、粉体の粉砕のために用いる場合には、片部14aと内周面14dとの間隔は、0.5mm程度とすることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 5 (b), a central axis along the direction of the rotation axis of the
なお、粉砕ライナの内周面14dの形状は、図6に示すように、平滑な面((a)(b)参照)、三角形の溝を有する形状((c)、(d)参照)、波形の溝を有する形状((e)、(f)参照)、くさび状の溝を有する形状((g)、(h)参照)などから適宜選択することができる。
In addition, as shown in FIG. 6, the shape of the inner
粉砕ライナ14cの素材としては、分散ロータ14に用いられる素材を適宜使用することができるが、内周面14dについては、分散ロータ14の片部14aと同等の材料および同様の表面処理を施して、耐磨耗性と強靭性を備えさせることが望ましい。
As the material of the
次に、ガイドリング13およびその周辺の構成について説明する。
Next, the structure of the
ガイドリング13は、略円筒状の形状をしており、その中心軸が分級ロータ12の回転軸やケーシング11の中心軸と同じになるようにケーシング11内部に配置されている。ガイドリング13は、ケーシング11内部の粉体を分級ロータ12と分散ロータ14との間を循環させるように導くものである。
The
なお、図1に示す粉体処理装置1では、ガイドリング13の両端部の外径および内径が、中心軸に沿って同径となるように成形されているが、ケーシング11の分散ロータ14側の端部に向かって連続的に小さくなるテーパー形状や、その内径がケーシング11の分散ロータ14側の端部に向かって連続的に大きくなるテーパー形状に成形されていてもよい。また、ガイドリング13には、ケーシング11と同様に、温度を調節するためのジャケット部153を備えていることが好ましい。これによって、温度変化によって変質するおそれのある原料を粉体処理する場合に、粉体が変質することをより確実に防止することができる。上記ジャケット部153は、温度調節媒体供給部154を介して、例えば、別に設けたタンク(図示せず)から加熱媒体または冷却媒体が必要に応じて循環供給される。
In the powder processing apparatus 1 shown in FIG. 1, the outer diameter and the inner diameter of both ends of the
ガイドリング13は、複数個の板状のガイドリングサポート(支持部材)13aによってケーシング11の内周面11bに支持されている。上記ガイドリングサポート13aは、少なくとも2個必要であり、装置の大きさに応じて3〜8個設けることが好ましい。
The
図8(a)には、ガイドリング13とガイドリング13に設けられたガイドリングサポート13aを示す。ガイドリングサポート13aは、従来から一般に行われているように、適当な形状の平板をガイドリング13の軸方向に沿って配置すればよい。
FIG. 8A shows a
しかしながら、図8(a)に示すように、ガイドリングサポート13aの形状は、ガイドリング13の外周部を通過する粉体が堆積せず、かつ、ケーシング11内の気体の流れを妨げないように断面が長方形の薄板状になっていることが好ましい。なお、ここでガイドリングサポート13aの断面とは、ケーシング11の内周面およびガイドリング13の表面に平行な断面のことを意味する。そして、ケーシングサポート13aは、ケーシング11内を旋回上昇する気体の流れを妨げないように、気流の旋回方向に沿って傾斜していることが好ましい。また、ガイドリングサポート13aの断面積は、ケーシング11内を旋回上昇する気体の流れを妨げないようにできる限り小さいことが好ましい。
However, as shown in FIG. 8A, the shape of the
ガイドリングサポート13aの傾斜角度は、ガイドリング13の軸方向に対し、15〜45°の範囲内で、原料の性状に応じて設定することが好ましい。また、ガイドリングサポート13aとして用いられる平板の厚さは、強度的に可能な範囲内で極力細く薄いものが好ましい。そのため、ガイドリングサポート13aの材質としては、薄くても強度を有していることが好ましい。また、ガイドリングサポート13aとして、細く薄いものを使用する場合には、その個数を増やして対応することも可能である。ここで、ガイドリングサポート13aとして用いられる平板とは、その厚さ(図8(a)、(b)におけるL1)と幅(図8(a)、(b)におけるL2)の比が1:2以上のものである。
The inclination angle of the
また、例えば、ガイドリングサポート13aのガイドリングへ13への支持箇所を一列に配置するのではなく、上部と下部の二列に配置するなど、支持箇所を増やすことで、ガイドリングサポート13a自体の大きさを小さくして、気体の流れを妨げないようにしてもよい。
In addition, for example, the
なお、ガイドリングサポート13aの形状は、ガイドリング13およびケーシング11に固定される面の断面形状が、菱形や、図8(b)に示すように、端部の角が取れた楕円形、あるいは、上流側よりも下流側での厚さL1が狭くなっている流線形になっていてもよい。また、この断面における短辺と長辺の比(すなわち、L1:L2)が1:2〜1:15であれば、ケーシング11内を旋回上昇する気体の流れを妨げることがないため好ましい。なお、断面が楕円形の場合は、厚さL1の最も大きな部分と幅L2との比が上記の範囲内であればよい。
The shape of the
また、ガイドリング13の素材は、従来から粉体処理装置のガイドリングに用いられているものを用いればよく、具体的には、SS400、SPHC、S25C、S45Cなどの鉄系鋼材、SUS304、SUS316などのステンレス鋼材などを用いればよい。また、ガイドリング13の表面は、装置の耐久性向上のために、ハードクロムメッキなどのメッキ処理、WC溶射などの耐磨耗溶射材処理が施されていることが好ましい。
The material of the
また、ガイドリング13の表面には、バフ研磨、電解研磨、PTFEなどのコーティング、Ni金属などのメッキ処理が施されていることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the surface of the
取り出し口17は、原料の処理が完了した後に、ケーシング11中に残留する処理粉体を取り出すために、ケーシング11の側壁に設けられている開口部であり、エアーシリンダ18およびバルブ(嵌挿部)158によりその開閉が制御される。粉体の処理中には、上記取り出し口17は閉じられており、処理が完了してケーシング11内部の残留物として処理粉体が得られた後に、上記取り出し口17は開かれて、ケーシング11の内部から処理粉体が取り出される。具体的には、取り出し口17を開いてその一端が取り出し口17に接続されている排出管20に取り付けられているロータリバルブ19を操作することにより、ケーシング11内部の処理粉体を容易に取り出すことができる。
The take-out
上記取り出し口17周辺のより具体的な構成を図9に示す。なお、図9(a)は、取り出し口17の形状がテーパー形状のみのものであり、図9(b)、(c)は、取り出し口17がテーパー形状のテーパー部17bと、内径が一定の寸胴部17cとから形成されるものである。なお、図9(b)、(c)に示すテーパー部17bは、バルブ158との密着性や加工性を高めるために、ブッシュ状部材を接合させたり(図9(b)参照)、肉盛部として後付け(図9(c)参照)されていてもよい。
A more specific configuration around the
バルブ158の形状は、取り出し口17のテーパー形状に対応してテーパー形状をしている(図9(a)参照)。また、寸胴部17cが設けられている場合には、バルブ158は、図9(b)に示すように、テーパー部17bの形状に対応してテーパー形状のみからなるものであってもよく、図9(c)に示すように、テーパー形状の部分と、先端が寸胴部17cに対応した形状の部分とを有するものであってもよい。
The shape of the
また、バルブ158と取り出し口17との気密性を高めるために、バルブ158の当たり面(取り出し口17と接する面)は、ウレタン、シリコン、テフロン(登録商標)、ナイロンなどの弾性部材158bで構成されるか(図9(b)、(c)参照)、あるいは、バルブ158の表面の一部に弾性部材(NBR、シリコンゴム、バイトンゴムなど)で作られたOリング158aが設けられていることが好ましい(図9(a)参照)。バルブ158と取り出し口17との気密性をさらに高めるために、バルブ158のテーパー形状の角度θ(図9(a)〜(c)参照)は60°であることが好ましい。
Further, in order to improve the airtightness between the
また、バルブ158を開閉する際に、バルブ158と取り出し口17との間に処理粉体を挟み込まないようにするために、取り出し口17には、その壁面に沿って気体を噴出させて粉体を除去するエアパージ口17aが複数個設けられていることが好ましい。
In addition, when opening and closing the
なお、上記取り出し口17には、ケーシング11内部の気体を吸引する図示しないバキューム装置(吸引部)が取り付けられていてもよい。これによれば、ケーシング11内から処理粉体を容易に取り出すことができる。
Note that a vacuum device (suction unit) (not shown) that sucks the gas inside the
さらに、取り出し口17の近傍には、処理粉体の取り出し口17への排出を促すために、板上の整流板(スクレーパ(図示せず))が設けられていてもよい。この整流板の形状は、気流の流れを極力妨げない程度のもので、帯状やらせん状であればよい。
Further, a rectifying plate (scraper (not shown)) on a plate may be provided in the vicinity of the
なお、ケーシング11内のその他の各部材には、分級ロータ12に施すような耐磨耗処理を施すか、耐磨耗素材や耐磨耗処理を施した部材を取り付けてもよい。また、粉体の付着防止策として、角取り、バフ処理、スパッタ処理、電解研磨のほか、従来公知のコーティングを施してもよい。
The other members in the
また、本発明の粉体処理装置には、例えば、冷風・熱風発生装置と気体用熱交換機、およびジャケット用冷却・加熱装置、ならびにサイクロンやバグフィルタなどの捕集機とブロワ、必要により温度、圧力、風量、回転数などの各種測定器やセンサーおよび制御装置を組み合わせた従来公知の空気(冷風・熱風)循環設備を適用することによって、装置の省エネルギー化を図ったり、不活性ガスの消費を削減させたりすることも可能である。 The powder processing apparatus of the present invention includes, for example, a cold air / hot air generator and a gas heat exchanger, a jacket cooling / heating device, and a collector and a blower such as a cyclone and a bag filter, and a temperature if necessary. By applying a conventionally known air (cold air / hot air) circulation facility that combines various measuring instruments, sensors, and control devices such as pressure, air volume, and rotation speed, the equipment can be energy-saving and inert gas consumed. It can also be reduced.
続いて、上記の粉体処理装置1を用いて粉体処理を行う方法について説明する。この粉体処理装置1を用いて行う粉体処理方法とは、ケーシング11内において原料および/または処理粉体に含まれている微粉を取り除きながら、原料に粉砕や球形化などの処理を行って処理粉体を得るというものである。
Next, a method for performing powder processing using the powder processing apparatus 1 will be described. The powder processing method performed using the powder processing apparatus 1 is a method in which the raw material is subjected to processing such as pulverization and spheronization while removing fine powder contained in the raw material and / or processing powder in the
上記の粉体処理方法において、品質の安定した処理粉体を得るためには、分級ロータ12の回転時の周速度が40〜160m/sとなることが好ましい。周速度を上記の範囲内に制御するために、上記粉体処理装置1に設けられた分級ロータ12の駆動手段は、分級ロータ12の回転を制御している。処理粉体の品質の評価方法は、各処理粉体の機能・用途によって異なるが、一般的な粉体では、真比重と粒径との関係から、分級ロータ12の回転時の周速度を上述のように40〜160m/sとすることが好ましい。
In the above powder processing method, in order to obtain a processed powder with stable quality, it is preferable that the peripheral speed during rotation of the
さらに、上記処理粉体がトナーの場合には、分級ロータ12の回転時の周速度が75〜100m/sとなるように、駆動手段によって回転制御されることが好ましい。これによれば、実施例にも示されるように、収率、粒径分布ともに良好なトナーを得ることができる。
Further, when the treated powder is toner, the rotation is preferably controlled by the driving means so that the peripheral speed when the
また、上記の粉体処理方法において、品質の安定した処理粉体を得るためには、分散ロータ14の回転時の周速度が80〜200m/sとなることが好ましい。周速度を上記の範囲内に制御するために、上記粉体処理装置1に設けられた分散ロータ14の回転制御部は、分散ロータ14の回転を制御している。処理粉体の品質の評価方法は、各処理粉体の機能・用途によって異なるが、一般的な粉体では、真比重と粒径との関係から、分散ロータ14の回転時の周速度を上述のように80〜200m/sとすることが好ましい。
Further, in the above powder processing method, in order to obtain a processed powder with stable quality, it is preferable that the peripheral speed when the
さらに、上記処理粉体がトナーの場合には、分散ロータ14の回転時の周速度が100〜150m/sとなるように、回転制御部によって回転制御されることが好ましい。これによれば、実施例にも示されるように、収率、粒径分布ともに良好なトナーを得ることができる。
Further, when the treated powder is toner, the rotation is preferably controlled by the rotation control unit so that the peripheral speed during rotation of the
ここで処理粉体の品質が安定しているとは、得られる処理粉体の粒径の多くが所望とする粒径範囲内に含まれ、粒径分布にばらつきが少なく、かつ、高い円形度を有していることを意味する。また、得られる処理粉体の粒径の多くが所望とする粒径範囲内に含まれるということは、結果的に処理粉体の収率が向上することにもつながる。 Here, that the quality of the treated powder is stable means that many of the particle sizes of the obtained treated powder are included in the desired particle size range, there is little variation in the particle size distribution, and high circularity. It means that it has. In addition, the fact that most of the particle size of the obtained treated powder is included in the desired particle size range also leads to an improvement in the yield of the treated powder.
また、上記の粉体処理装置1を用いて行う粉体処理方法においては、粉体処理中の分散ロータ14とガイドリング13との間の処理粉体の通過風速(図7におけるv3)が5〜30m/s、より好ましくは8〜15m/sとなるように、ケーシング11内の風量および分散ロータ14とガイドリング13との距離(図7におけるHDR)が調整されることが好ましい。
Moreover, in the powder processing method performed using said powder processing apparatus 1, the passing wind speed (v3 in FIG. 7) of the processing powder between the dispersion |
通過風速が5m/sより遅い場合には、機内の循環気流において、分散ロータ14の片部14aまで処理粉体を運ぶ流れを作ることができず、すぐに上部に持ち上げられてしまう。通過風速が、30m/sよりも速い場合には、ガイドリング13と分散ロータ14の隙間を通過する際の空気抵抗が大きくなり、機内循環回数が少なくなることに加えて、トナーなどの低融点樹脂の場合には、融着・固着現象が大きくなる。一方、通過風速が上記の範囲内であれば、処理粉体の収率および品質を向上させることができる。後述の実施例には、距離HDRの一例を挙げている。これによれば、処理粉体の収率および品質をさらに向上させることができる。
When the passing air speed is slower than 5 m / s, the circulating airflow in the machine cannot make a flow for carrying the treated powder to the
さらに、上記の粉体処理装置1を用いて行う粉体処理方法においては、粉体処理中の分散ロータ14とデフレクタリング32との間の処理粉体の通過風速(図5(a)におけるv2)が5〜40m/s、より好ましくは10〜20m/sとなるように、ケーシング11内の風量および分散ロータ14とデフレクタリング32との距離(図5(a)におけるHD)が調整されることが好ましい。
Further, in the powder processing method performed using the powder processing apparatus 1 described above, the passing speed of the processing powder between the
通過風速が5m/sよりも遅い場合には、分散ロータ14とケーシング11内周面とのスペース14bから落下しようとする処理粉体を分散ロータ14の上部まで持ち上げることができず、下部に粉たまりを生じて、機内の閉塞、粉体の融着、食品の場合には腐食が発生してしまう。通過風速が40m/sよりも速い場合には、デフレクタリング32と分散ロータ14との隙間を通過する際の空気抵抗が大きくなり、機内での圧力損失の上昇を招く。その結果、取り出し口17からの外気の流入や機内温度の上昇を招いてしまう。一方、通過風速が上記の範囲内であれば、粉体処理装置1を安定して運転させることが可能となる。
後述の実施例には、距離HDの一例を挙げている。これによれば、処理粉体の収率および品質をより一層向上させることができる。
When the passing wind speed is slower than 5 m / s, the treated powder that is about to fall from the
In the examples described later, an example of the distance HD is given. According to this, the yield and quality of the treated powder can be further improved.
なお、上述のトナーには、完成品としてのトナーの他に、製造工程の中間品についても含まれる。さらに、上記トナーには、粉砕法で得られる磁性一成分トナー、非磁性一成分トナー、カラートナー、二成分トナーも含まれる。 The above-mentioned toner includes not only the finished toner but also an intermediate product in the manufacturing process. Further, the toner includes magnetic one-component toner, non-magnetic one-component toner, color toner, and two-component toner obtained by a pulverization method.
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について図10に基づいて以下に説明する。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
図10には、本実施の形態にかかる粉体処理装置100の概略構成を示す。なお、本実施の形態にかかる粉体処理装置100を構成する部材の中で、上述の実施の形態1にかかる粉体処理装置1と同じ機能を有する部材については、同じ部材番号を付すとともにその説明を省略する。
FIG. 10 shows a schematic configuration of the
図10に示すように、本実施の形態の粉体処理装置100は、主な構成部材として、ケーシング11、分級ロータ12、ガイドリング13、分散ロータ14、取り出し口17、微粉排出口15、および、原料導入部(原料供給管)47を備えている。
As shown in FIG. 10, the
本実施の形態の粉体処理装置100は、原料導入部47が、原料を供給する原料供給部46と、気体を供給する気体供給部45とから構成されているという点が、粉体処理装置1とは異なっている。原料供給部46は、実施の形態1の粉体処理装置1の原料導入部16と同様に、内部に回転自在のスクリューを備え、このスクリューの回転によって気体供給部45へと原料を送る。気体供給部45は、ケーシング11内に向かって加圧エアー(加圧空気)を送りこむものであり、加圧エアーを噴射する噴射ノズル45aが取り付けられている。気体供給部45へ送られた原料は該加圧エアーによって、分散されながらケーシング内へと供給される。
The
本実施の形態の粉体処理装置100の原料導入部47の構造は、コンプレッサまたは圧力容器からの加圧空気(圧縮空気)を噴射ノズル45aを介して噴射させ、その噴射流に乗せて原料を搬送するエジェクター構造である。
The structure of the raw
上記の構成によれば、原料をある程度分散させた状態でケーシング11内へ供給することができるため、粉体の処理効率を向上させることができる。
According to said structure, since the raw material can be supplied in the
また、粉体の処理効率をさらに向上させるために、原料を筒状のガイドリング13の内部へ直接供給させるような構成、つまり、原料導入部47のケーシング11への供給口47aをガイドリング13の内側(筒状のガイドリングの内部、すなわち、中心軸側)へ設けてもよい。これによれば、ガイドリング13の内側に供給された原料を、先ず、分散ロータ14に送って粉砕などための衝撃力を付与して粒子同士の凝集を分散させることができる。その後、処理した原料を上述の循環気流に乗せて分級ロータ12に送ることで、分級ロータ12の負荷を軽減させながら、分級精度(微粉除去効果)を向上させることができる。
Further, in order to further improve the processing efficiency of the powder, the structure in which the raw material is directly supplied to the inside of the
なお、上記のようなエジェクター構造にすることによって、原料導入部47の供給口47aの開口を小さくすることができる。そのため、上述のようにガイドリング13の内側へ直接原料を供給する場合に、原料導入部(原料の供給管)47の管径を細くすることができるので、ケーシング11内における原料供給管47によって旋回気流の流れが妨げられることを、ある程度抑制することも可能である。
In addition, by using the ejector structure as described above, the opening of the
また、本実施の形態にかかる粉体処理装置100のように、原料を気体とともに供給する場合には、機内を旋回する気流の旋回方向に沿うように、供給口47aは、ケーシング11およびガイドリング13の中心軸からずれた方向へ向けて配置することが、粉体の分散をより促進させる上で好ましい。
Further, when the raw material is supplied together with the gas as in the
図13には、ケーシング11に対する原料供給口47aの配置位置を示す。なお、図13は、粉体処理装置100の横方向の断面図である。図13では、ケーシング11に対する原料供給口47aの取り付け角度をθ1で示す。この取り付け角度θ1とは、具体的には、原料供給口47aの外側面47bとケーシング11との接合位置からケーシング11の軸線の位置(ケーシング11の中心)を結ぶ線(図13では一点鎖線で示す線)と、図13の断面図における原料供給口47aの外側面47bとの角度を意味する。つまり、原料供給口47aが、図13に示す一点鎖線と一致するように取り付けられる場合を取り付け角度θ1=0°とし、原料供給口47aが、図13に示す一点鎖線と直角に配置される場合を取り付け角度θ1=90°とする。このように取り付け角度θ1を規定した場合、本実施の形態では、θ1は0°〜60°の範囲内とする。
In FIG. 13, the arrangement position of the raw
また、ガイドリング13に対する原料供給口47aの配置位置としては、原料供給口47aの外側面47bの延長線上(図13では破線で示す)が、ガイドリング13の外周面に対して接線方向よりも内側に配置されることが好ましい。また、あるいは、原料供給口47aの内側面47cの延長線上(図13では二点鎖線で示す)が、ガイドリング13の外周面に対して接線方向に配置されることが好ましい。上記のように、原料供給口47aが配置されることによって、ケーシング11内に原料を投入した後に、原料が気流の旋回方向に沿いつつ、ガイドリング13に衝突するため、原料をより効果的に分散させることができる。
The
なお、原料導入部のケーシング11への供給口47aをガイドリング13の内側(筒の内部)へ設けるという構成は、原料導入部が原料供給部46と気体供給部45とからなる構成以外の構成にも適用することができる。例えば、実施の形態1にかかる粉体処理装置1の原料導入部16に上記の構成を適用してもよい。しかしながら、原料を気体とともに供給するような本実施の形態のような構成の場合の方が、原料の供給管を細くすることができるため、付設は容易であるとともに、その効果も高い。また、機内への原料供給に伴う気体の供給はエアー噴射に限らず、負圧吸引であってもよい。つまり、原料導入部47には、気体供給部45が設けられる代わりに、供給口47a付近に気体を吸引する負圧吸引部が設けられていてもよい。
The configuration in which the
〔実施の形態3〕
本発明のさらに他の実施の形態について図11に基づいて以下に説明する。
[Embodiment 3]
Still another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
図11には、本実施の形態にかかる粉体処理装置200の概略構成を示す。なお、本実施の形態にかかる粉体処理装置200を構成する部材の中で、上述の実施の形態1にかかる粉体処理装置1と同じ機能を有する部材については、同じ部材番号を付すとともにその説明を省略する。
In FIG. 11, schematic structure of the
図11に示すように、本実施の形態の粉体処理装置200は、主な構成部材として、ケーシング11、分級ロータ12、ガイドリング13、分散ロータ14、微粉排出口15、原料導入部16、および、取り出し口(図示せず)を備えている。この取り出し口周辺の構成については、図示されていないが、図11に示されていない側面に、実施の形態1の粉体処理装置1と同様の取り出し口17、エアーシリンダ18、バルブ(嵌挿部)158、排出管20、ロータリバルブ19などが設けられている。
As shown in FIG. 11, the
本実施の形態の粉体処理装置200は、処理装置を分解する場合に微粉除去部(分級ロータ12、駆動軸22、分級ロータ駆動手段(図示せず)、微粉排出口15など)を自動で持ち上げて取り外すことができるシリンダ部(自動取り外し手段)41が、上記粉体処理装置200の高さ方向に立設されているという点が、実施の形態1の粉体処理装置1とは異なっている。
When disassembling the processing apparatus, the
上記の構成によれば、粉体処理装置の清掃・メンテナンスを行う場合に、容易に微粉除去部を取り外すことができるため、作業性が向上する。 According to said structure, when cleaning / maintenance of a powder processing apparatus, since a fine powder removal part can be removed easily, workability | operativity improves.
本発明の粉体処理装置は、実施の形態1〜3のそれぞれにおいて開示された構成を相互に組み合わせたものとして実現することも可能である。 The powder processing apparatus of the present invention can also be realized as a combination of the configurations disclosed in the first to third embodiments.
以下に、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
本実施例では、以下の表1に示す各寸法を有する300型、400型、600型という3つの型式の粉体処理装置を標準装置として作製し、以下に示す各実施例に用いた。但し、以下の各実施例において、各部材の寸法を適宜変更している場合もある。ここで用いた粉体処理装置はすべて実施の形態1において説明した粉体処理装置1に相当する。表1は、各型式の粉体処理装置における、図2(b)、図4(b)、図5(a)、図7に示す各部分の寸法および角度を示している。 In this example, three types of powder processing apparatuses of 300 type, 400 type, and 600 type having the dimensions shown in Table 1 below were produced as standard equipments and used in the examples shown below. However, in each of the following embodiments, the dimensions of each member may be appropriately changed. All of the powder processing apparatuses used here correspond to the powder processing apparatus 1 described in the first embodiment. Table 1 shows the size and angle of each part shown in FIGS. 2B, 4B, 5A, and 7 in each type of powder processing apparatus.
但し、この表1に示す寸法などの数値については、処理原料、運転条件などに応じて多少の変更は行われるものである。 However, the numerical values such as the dimensions shown in Table 1 are slightly changed depending on the processing raw materials, operating conditions, and the like.
なお、表1において、片部14aの高さHHの範囲は、粉体の表面改質・球形化を目的とした場合に好ましいとされる範囲を記載している。
In Table 1, the range of the height HH of the
また、以下の各実施例および各比較例の結果を示す各表において、評価の欄は、◎:非常に良好、○:良好、△:普通、×:不良を意味する。 Moreover, in each table | surface which shows the result of each following Example and each comparative example, the column of evaluation means (double-circle): very favorable, (circle): favorable, (triangle | delta): normal, and x: defect.
〔実施例1〜7〕
実施例1〜7では、表1の400型の粉体処理装置を使用し、処理粉体としてトナーを用いて処理粉体収率の評価を行った。なお、各実施例は、トップリング31の形状を表2に示すように種々に変更している。その結果を表2に示す。なお、実施例2〜5は、トップリング31の傾斜面の角度θ=90°の直角のものを用いた場合の結果である。
[Examples 1-7]
In Examples 1 to 7, the 400-type powder processing apparatus shown in Table 1 was used, and the processing powder yield was evaluated using toner as the processing powder. In each embodiment, the shape of the
〔比較例1〕
比較例では、図12に示すようなトップリング31が設けられていない粉体処理装置において粉体処理を行い、その収率を評価した。それ以外の条件は実施例1と同様にして行った。結果は表2に示す通りである。
[Comparative Example 1]
In the comparative example, powder processing was performed in a powder processing apparatus not provided with the
実施例1〜7および比較例1の結果から、トップリングを設けることによって、設けない場合と比較して処理粉体の収率の向上させることができることが確認された。 From the results of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1, it was confirmed that the yield of the treated powder can be improved by providing the top ring as compared with the case where the top ring is not provided.
〔実施例8〜10〕
実施例8〜10では、型式400型の粉体処理装置を使用し、処理粉体としてトナーを用いて粉体処理を行った。本実施例では、ガイドリング13とケーシング11の上面との隙間HG(mm)を表3に記載のように種々に変更して、当該隙間HGの通過面積(m2)、処理粉体の通過速度(m/s)、および収率を測定し、収率の評価を行った。なお、ケーシング11内の基準風量は15m3/minとした。その結果を表3に示す。
[Examples 8 to 10]
In Examples 8 to 10, a type 400 type powder processing apparatus was used, and powder processing was performed using toner as the processing powder. In the present embodiment, the gap HG (mm) between the
表3に示すように、基準風量15m3/minの場合、隙間HGは35(mm)が最も好ましいことが確認された。 As shown in Table 3, it was confirmed that the clearance HG was most preferably 35 (mm) when the reference air volume was 15 m 3 / min.
〔実施例11〜13〕
実施例11〜13では、型式400型の粉体処理装置を使用し、処理粉体としてトナーを用いて粉体処理を行った。本実施例では、ガイドリング13とケーシング11の上面との隙間HG(mm)を35(mm)とし、基準風量を表4に記載のように種々に変更して、当該隙間HG部の処理粉体の通過速度(m/s)、および収率を測定し、収率の評価を行った。その結果を表4に示す。
[Examples 11 to 13]
In Examples 11 to 13, a type 400 type powder processing apparatus was used, and powder processing was performed using toner as the processing powder. In this embodiment, the clearance HG (mm) between the
表4に示すように、隙間HG(mm)を35(mm)とした場合、ガイドリング13とケーシング11の上面との間の通過風速は、6〜7m/sに設定することが好ましいことが確認された。
As shown in Table 4, when the clearance HG (mm) is set to 35 (mm), it is preferable that the passing air speed between the
〔実施例14〜16〕
実施例14〜16では、型式400型の粉体処理装置を使用し、処理粉体としてトナーを用いて粉体処理を行った。本実施例では、図4(b)に示す各寸法が、DS=80(mm)、DRI=155(mm)とした場合に、エアーシール部33のリップ部33aの内径DLIを表5に示すように種々に変更させて、分級ロータ12の駆動軸22とリップ部33aとの間の通過風速(m/s)および収率を測定し、装置の評価をおこなった。その結果を表5に示す。なお、実施例14では、リップ部を設けずに同様の実験を行った。また、基準風量は15m3/minとした。
[Examples 14 to 16]
In Examples 14 to 16, a type 400 type powder processing apparatus was used, and powder processing was performed using toner as the processing powder. In this embodiment, when the dimensions shown in FIG. 4B are DS = 80 (mm) and DRI = 155 (mm), the inner diameter DLI of the
表5に示すように、実施例15(DLI=145(mm)のリップ部33aを設けた場合)が、収率、運転状態ともに良好であった。実施例14のリップ部を設けない場合は、実施例15と比較して、収率はほぼ同じであったが、分級ロータ12とケーシング11の内部上面11aとの間のシールエアー部33の出口周辺での機内壁面への粉体の付着が発生し成長する傾向が認められたため、1時間以上の運転は不可能と判断した。すなわち、当該粉体の付着成長によって分級ロータ12を通過した気流に圧力変動が生じたため、分級ロータ12による安定した分級性能の維持が困難となり、さらに通過速度も低下して十分な搬送力を維持できなくなるなど、結果として分級精度や製品収率の低下を来たすおそれがあった。以上の結果から、実施例14の総合的な評価は実施例15と比較して低いと判断した。また、実施例16(DLI=113(mm)のリップ部33aを設けた場合)は、通過風速が50(m/s)と上昇する反面、圧力損失が必要以上に大きくなって通過風量の増加あるいは粉体の搬送が十分に行えなくなるため、評価は悪くなった。
As shown in Table 5, Example 15 (when the
〔実施例17〜19〕
実施例17〜19では、型式400型の粉体処理装置を使用し、処理粉体としてトナーを用いて粉体処理を行った。本実施例では、分級ロータ12の回転速度を表6に示すように種々に変更して、処理粉体の収率、粒径分布を測定し、粒度分布評価および総合評価を行った。なお、基準風量は、15m3/minとし、分散ロータ14の回転速度は5200rpmとした。その結果を表6に示す。また、各回転速度の場合の分級ロータ12の周速度についても表6に示す。
[Examples 17 to 19]
In Examples 17 to 19, a type 400 type powder processing apparatus was used, and powder processing was performed using toner as the processing powder. In this example, the rotational speed of the
〔比較例2〜7〕
比較例2〜7では、型式400型の粉体処理装置を使用し、処理粉体としてトナーを用いて粉体処理を行った。本比較例では、分級ロータ12の回転速度を表6に示すように変更した以外は、実施例17と同様にして粉体処理を行い、処理粉体の収率、粒径分布を測定し、粒度分布評価および総合評価を行った。その結果を表6に示す。
[Comparative Examples 2 to 7]
In Comparative Examples 2 to 7, a type 400 type powder processing apparatus was used, and powder processing was performed using toner as the processing powder. In this comparative example, except that the rotational speed of the
表6に示す結果から、分級ロータ12の周速度を75〜100m/sに規定すると総合評価の高い、すなわち、収率、品質ともに良好なトナーを得ることができることが確認された。
From the results shown in Table 6, it was confirmed that when the peripheral speed of the classifying
〔実施例20〜25〕
実施例20〜25では、型式400型の粉体処理装置を使用し、処理粉体としてトナーを用いて粉体処理を行った。本実施例では、分散ロータ14の回転速度を表7に示すように種々に変更して、処理粉体の収率、粒径分布を測定し、粒度分布評価および総合評価を行った。なお、基準風量は、15m3/minとし、分級ロータ12の回転速度は7300rpmとした。その結果を表7に示す。また、各回転速度の場合の分散ロータ14の周速度についても表7に示す。
[Examples 20 to 25]
In Examples 20 to 25, a type 400 type powder processing apparatus was used, and powder processing was performed using toner as the processing powder. In this example, the rotational speed of the
〔比較例8〜10〕
比較例8〜10では、型式400型の粉体処理装置を使用し、処理粉体としてトナーを用いて粉体処理を行った。本比較例では、分散ロータ14の回転速度を表7に示すように変更した以外は、実施例20と同様にして粉体処理を行い、処理粉体の収率、粒径分布を測定し、粒度分布評価および総合評価を行った。その結果を表7に示す。
[Comparative Examples 8 to 10]
In Comparative Examples 8 to 10, a type 400 type powder processing apparatus was used, and powder processing was performed using toner as the processing powder. In this comparative example, except that the rotational speed of the
表7に示す結果から、分散ロータ14の周速度を100〜150m/sに規定すると総合評価の高い、すなわち、収率、品質ともに良好なトナーを得ることができることが確認された。
From the results shown in Table 7, it was confirmed that when the peripheral speed of the
〔実施例26〜32〕
実施例26〜32では、型式400型の粉体処理装置を使用し、原料として天然黒鉛を用いて粉体処理を行った。本実施例では、分散ロータ14の回転速度を表8に示すように種々に変更して、処理粉体の収率、粒径分布を測定し、粒度分布評価および総合評価を行った。なお、基準風量は、15m3/minとし、分級ロータ12の回転数は7000rpmとした。その結果を表8に示す。また、各回転数の場合の分散ロータ14の周速度についても表8に示す。
[Examples 26 to 32]
In Examples 26 to 32, a type 400 type powder processing apparatus was used, and powder processing was performed using natural graphite as a raw material. In this example, the rotational speed of the
表8に示すように、原料として天然黒鉛を用いて粉体処理を行った場合には、分散ロータ14の周速度を84〜127m/sのように規定すると、良好な結果が得られることが確認された。
As shown in Table 8, when powder processing is performed using natural graphite as a raw material, good results can be obtained if the peripheral speed of the
〔実施例33〜37〕
実施例33〜37では、型式300型または型式400型または型式600型の粉体処理装置を使用し、処理粉体としてトナーを用いて粉体処理を行った。本実施例では、分散ロータ14とガイドリング13との隙間HDR(mm)(図7参照)と、当該隙間HDRにおける処理粉体の通過風速v3(m/s)の関係を調査するとともに、処理粉体の品質および収率向上のために望ましい条件について検討した。結果を表9に示す。
[Examples 33 to 37]
In Examples 33 to 37, a powder processing apparatus of type 300, type 400, or type 600 was used, and powder processing was performed using toner as the processing powder. In this embodiment, the relationship between the clearance HDR (mm) (see FIG. 7) between the
この結果から、上記実施例33〜37のすべてにおいて、隙間HDRの処理粉体の通過風速は、収率・品質ともに良好な結果の得られる8〜15(m/s)の範囲内に入ることが確認された。 From this result, in all the above Examples 33 to 37, the passing wind speed of the treated powder in the gap HDR falls within the range of 8 to 15 (m / s) at which good results are obtained in both yield and quality. Was confirmed.
また、型式400型の粉体処理装置では、実施例36に比べて隙間HDRが5(mm)小さい実施例35の方が、収率が2〜5%向上し、より良好な結果が得られることが確認された。 Further, in the type 400 type powder processing apparatus, the yield is improved by 2 to 5% in Example 35 in which the gap HDR is 5 (mm) smaller than that in Example 36, and a better result is obtained. It was confirmed.
〔実施例38〜41〕
実施例38〜41では、型式300型または型式400型または型式600型の粉体処理装置を使用し、処理粉体としてトナーを用いて粉体処理を行った。本実施例では、分散ロータ14とデフレクタリング32との隙間HD(mm)(図5(a)参照)と、当該隙間HDにおける処理粉体の通過風速v2(m/s)の関係を調査するとともに、処理粉体の品質および収率向上のために望ましい条件について検討した。結果を表10に示す。
[Examples 38 to 41]
In Examples 38 to 41, a powder processing apparatus of type 300, type 400, or type 600 was used, and powder processing was performed using toner as the processing powder. In this embodiment, the relationship between the clearance HD (mm) (see FIG. 5A) between the
〔比較例11〜12〕
比較例11〜12では、型式400型の粉体処理装置を使用し、処理粉体としてトナーを用いて粉体処理を行った。本比較例では、実施例40と同様にして、分散ロータ14とデフレクタリリング32との隙間HD(mm)(図5(a)参照)と、当該隙間HDにおける処理粉体の通過風速v2(m/s)の関係を調査した。
[Comparative Examples 11-12]
In Comparative Examples 11 to 12, a type 400 type powder processing apparatus was used, and powder processing was performed using toner as the processing powder. In this comparative example, in the same manner as in Example 40, the clearance HD (mm) (see FIG. 5A) between the
表10に示すように、実施例40よりも隙間HDを小さくした比較例11、12では、当該部分の処理粉体の通過風速が10〜20m/sの範囲を逸脱していた。そして、この場合には、処理粉体の収率・品質が低下することが確認された。 As shown in Table 10, in Comparative Examples 11 and 12 in which the gap HD was made smaller than that in Example 40, the passing air speed of the treated powder in the portion deviated from the range of 10 to 20 m / s. In this case, it was confirmed that the yield and quality of the treated powder were lowered.
本発明の粉体処理装置、および、この粉体処理装置を用いた粉体処理方法によれば、従来の処理装置や処理方法と比較して、得られる処理粉体の収率および品質を向上させることができる。それゆえ、本発明は、トナー、粉体塗料、電池材料などといった種々の粉体の製造、食品(こんにゃくなど)の製造、フライアッシュの処理(未燃焼カーボンの除去)、ふすまの加工(表皮成分の分離)、ポリエチレンなどの樹脂におけるひげ状成分の処理、断熱材などの廃棄物処理(ウレタン成分と紙類の分離)、あるいは、天然黒鉛などの原料粉末の球状化(塊状化)などに有効に利用することができる。 According to the powder processing apparatus of the present invention and the powder processing method using this powder processing apparatus, the yield and quality of the processed powder obtained are improved as compared with conventional processing apparatuses and processing methods. Can be made. Therefore, the present invention provides various powders such as toners, powder paints, battery materials, foods (konjac, etc.), fly ash treatment (removal of unburned carbon), bran processing (skin component) Effective for the treatment of whisker-like components in polyethylene and other resins, waste treatment of heat insulation materials (separation of urethane components and paper), or spheroidization (agglomeration) of raw material powders such as natural graphite Can be used.
1 粉体処理装置
11 ケーシング(本体)
11a ケーシングの内部上面(微粉除去部の取り付け面)
11b ケーシングの内部側面(本体の内周面)
12 分級ロータ(微粉除去部)
13 ガイドリング(筒状部)
13a ガイドリングサポート(支持部材)
14 分散ロータ
14a 片部(回転片部)
14b スペース
14c 粉砕ライナ(衝撃受容部)
15 微粉排出口
16 原料導入部
17 取り出し口(処理粉体出口)
31 トップリング(環状部材)
31’ トップリング(環状部材)
31a 鋭角に傾斜している面
33a リップ部(突起部)
41 シリンダ部(自動取り外し手段)
45 気体供給部
46 原料供給部
47 原料導入部
47a 供給口
100 粉体処理装置
200 粉体処理装置
1
11a Inside upper surface of casing (mounting surface of fine powder removing part)
11b Inner side surface of casing (inner peripheral surface of main body)
12 Classification rotor (fine powder removal part)
13 Guide ring (cylindrical part)
13a Guide ring support (support member)
14
15 Fine
31 Top ring (annular member)
31 'Top ring (annular member)
31a Surface inclined at an
41 Cylinder (automatic removal means)
45
Claims (19)
上記本体には、旋回する気流を本体内に形成するために回転する回転片部と、上記回転片部の回転軸の方向に沿った中心軸を備えた筒状部と、該軸方向において上記筒状部を挟んで上記回転片部と対向する位置に設けられ、所定の粒径未満の粉体を除去するための微粉除去部とが備えられ、
さらに、上記本体内部の上記微粉除去部の取り付け面と上記筒状部の外周面に対向する上記本体の内周面とにより形成される角の部分を覆う環状部材が設けられていることを特徴とする粉体処理装置。 A powder processing apparatus having a main body that collectively processes raw materials to obtain a processed powder,
The main body includes a rotating piece portion that rotates to form a swirling airflow in the main body, a cylindrical portion that has a central axis along the direction of the rotation axis of the rotating piece portion, and Provided at a position facing the rotating piece part across the cylindrical part, and provided with a fine powder removing part for removing powder having a particle size smaller than a predetermined particle size,
Further, an annular member is provided to cover a corner portion formed by the mounting surface of the fine powder removing portion inside the main body and the inner peripheral surface of the main body facing the outer peripheral surface of the cylindrical portion. Powder processing equipment.
上記原料導入部は、原料を供給する原料供給部と、加圧空気を供給する気体供給部または気体を吸引する負圧吸引部とを有し、原料を気体に乗せて本体内部へ供給することを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の粉体処理装置。 The powder processing apparatus is further provided with a raw material introduction unit for supplying powder raw material into the main body,
The raw material introduction part has a raw material supply part for supplying the raw material, a gas supply part for supplying pressurized air, or a negative pressure suction part for sucking gas, and supplies the raw material to the inside of the main body on the gas The powder processing apparatus of any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by these.
上記原料導入部の供給口は、上記筒状部の内側に設けられていることを特徴とする請求項1ないし4の何れか1項に記載の粉体処理装置。 The powder processing apparatus is further provided with a raw material introduction part having a supply port for supplying the raw material of the powder into the main body,
The powder processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a supply port of the raw material introduction part is provided inside the cylindrical part.
上記支持部材は、上記本体内で旋回上昇する気流の旋回方向に沿って傾斜していることを特徴とする請求項1ないし6の何れか1項に記載の粉体処理装置。 A plate-like support member for supporting the cylindrical portion is provided on the inner peripheral surface of the main body,
The powder processing apparatus according to claim 1, wherein the support member is inclined along a swirling direction of an airflow swirling and rising in the main body.
上記処理粉体出口には、本体内部の気体を吸引する吸引部が備えられていることを特徴とする請求項1ないし9の何れか1項に記載の粉体処理装置。 The powder processing apparatus is further provided with a processing powder outlet for taking the processing powder out of the main body,
The powder processing apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the processing powder outlet is provided with a suction portion for sucking a gas inside the main body.
上記分級ロータ駆動部は、上記分級ロータの回転時の周速度が40〜160m/sとなるように回転駆動することを特徴とする請求項1ないし10の何れか1項に記載の粉体処理装置。 The fine powder removing unit includes a classification rotor having a plurality of blade portions inside the main body, and a classification rotor driving unit that is provided outside the main body and rotationally drives the classification rotor.
11. The powder processing according to claim 1, wherein the classification rotor driving unit is rotationally driven so that a peripheral speed during rotation of the classification rotor is 40 to 160 m / s. apparatus.
上記回転制御部は、上記回転片部の回転時の周速度が80〜200m/sとなるように回転制御することを特徴とする請求項1ないし12の何れか1項に記載の粉体処理装置。 The powder processing apparatus is further provided with a rotation controller for controlling the rotation of the rotating piece.
The powder processing according to any one of claims 1 to 12, wherein the rotation control unit performs rotation control so that a peripheral speed at the time of rotation of the rotating piece unit is 80 to 200 m / s. apparatus.
上記エアーシール部には、上記分級ロータの羽根部の内側先端部に隣接して配置された突起部が設けられていることを特徴とする請求項11ないし14の何れか1項に記載の粉体処理装置。 In the gap between the classification rotor and the mounting surface inside the main body, an air seal part for supplying air is provided,
The powder according to any one of claims 11 to 14, wherein the air seal portion is provided with a protrusion disposed adjacent to an inner front end portion of the blade portion of the classification rotor. Body treatment device.
粉体処理中の上記回転片部と上記筒状部との間の処理粉体の通過風速を、5〜30m/sとすることを特徴とする粉体処理方法。 Using the powder processing apparatus according to any one of claims 1 to 15, the raw material is removed while removing fine powder having a predetermined particle diameter or less contained in the raw material and / or the processed powder in the main body. A powder processing method for obtaining a processed powder by pulverization,
A powder processing method, wherein a passing wind speed of the processed powder between the rotating piece part and the cylindrical part during powder processing is set to 5 to 30 m / s.
上記粉体処理装置にはさらに、上記回転片部を取り付けた分散ロータを挟んで上記筒状部とは反対の側であって、上記分散ロータと対向する位置にデフレクタリングが設けられており、
粉体処理中の上記分散ロータと上記デフレクタリングとの間の処理粉体の通過風速を、5〜40m/sとすることを特徴とする粉体処理方法。 Using the powder processing apparatus according to any one of claims 1 to 15, the raw material is removed while removing fine powder having a predetermined particle diameter or less contained in the raw material and / or the processed powder in the main body. A powder processing method for obtaining a processed powder by pulverization,
The powder processing apparatus is further provided with a deflector ring on a side opposite to the cylindrical part across the dispersion rotor to which the rotating piece part is attached, at a position facing the dispersion rotor,
A powder processing method, wherein a passing wind speed of the processing powder between the dispersion rotor and the deflector ring during powder processing is 5 to 40 m / s.
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