JP2006055838A - 気流式分級装置、小粒径粒子の製造装置、および小粒径粒子の製造方法 - Google Patents
気流式分級装置、小粒径粒子の製造装置、および小粒径粒子の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
ことができ、かつ、従来よりさらに時間あたりの処理量を増やすことができる気流式分級
装置、このような気流式分級装置を備えた小粒径粒子の製造装置、及びこのような気流式分級装置を用いる小粒径粒子の製造方法を提供する。
【解決手段】 粉体材料と一次空気流の混合流体を分散室に導入し、次に、前記分散室下
部に位置して、上側にセンターコア、下側にセパレーターコア、側面側に二次空気流入口
が設けられた分級室に導入して、該粉体材料を気流により粗粒子と微粒子に遠心分離する
気流式分級装置において、前記セパレーターコアの中央吸引口に、分級室内に発生する旋
回気流を調整する整流装置を設ける。
【選択図】 図3
Description
また、トナー材料は、軟化点の低い樹脂やワックスといった凝集しやすい材料へと移行しつつある。更に、近年においては、顧客が高画質化を好むため、より解像度の高い小粒径トナーが望まれているが、前述記載のトナーは凝集しやすいため、分級が難しく、特に、粗粉を効率的に分級することが必要とされている。
本発明は、本発明者らの前記知見に基づき、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 粉体材料と一次空気流との混合流体を導入する分散室と、
前記分散室下部に位置し、上側にセンターコア、下側にセパレーターコア、側面側に二次空気流入口が設けられ、前記分散室から前記混合流体を導入する分級室と、を有し、
前記粉体材料を気流により粗粒子及び微粒子に遠心分離する気流式分級装置であって、
前記セパレーターコアの中央吸引口に、前記分級室内に発生する旋回気流を調整する整流装置を設けたことを特徴とする気流式分級装置である。
該<1>に記載の気流式分級装置では、センターコアの中央下側表面とセパレーターに上側表面に挟まれた旋回流路の幅(高さ)に変化を与え、旋回気流のパターンを変化させる事により分級室内で旋回する微粒子の滞留をなくす事ができ、分級精度の向上が図れる。
<2> 整流装置設置位置が、吸引口中心から半径500mm以内である前記<1>に記載の気流式分級装置である。
該<2>に記載の気流式分級装置では、半径500mm以内に整流装置を設置する事により、気流によって発生する旋回気流を乱す事なく旋回気流のパターンに変化をあたえる事ができる。
<3> 整流装置は、環状の台座の上に、
気流を調整する複数枚の羽根と、
該台座の内径にセパレーターコア中央部の吸引力を調整するコア調整リングと、
が設けられている前記<1>から<2>のいずれかに記載の気流式分級装置である。
旋回気流を調整する事で分級精度を向上できる事がわかったが、被分級物であるトナー品種が変更されるとカットポイントの調整が必要となる。その際に、該<3>に記載の気流式分級装置では、吸引力を調整するコア調整リングを有する事で、作業時間の短縮が可能となる。
<4> 整流装置の羽根を0.1〜50mm間隔で設置した該<3>に記載の気流式分級装置である。
該<4>に記載の気流式分級装置では、羽根間隔を0.1〜50mmにする事で分級精度を高める事ができる。
<5> 整流装置の羽根を、長手寸法1/2以降の位置で、旋回気流方向に折り曲げた前記<3>から<4>のいずれかに記載の気流式分級装置である。
該<5>に記載の気流式分級装置では、長手寸法1/2以降の位置で、旋回気流方向に折り曲げる事で分級精度を高める事ができる。
<6> 整流装置の中央吸引口の内径(コア径)は、60〜150mmである前記<1>から<5>のいずれかに記載の気流式分級装置である。
該<6>に記載の気流式分級装置では、中央吸引口の内径(コア径)を60〜150mmとしたため、分級精度を高めることができる。
<7> 整流装置の羽根折り曲げ角度は、羽根壁面に対して90〜180度の角度である前記<3>から<6>のいずれかに記載の気流式分級装置である。
該<7>に記載の気流式分級装置では、羽根折り曲げ角度を羽根壁面に対して90〜180度にする事で分級精度を向上できる。
<8> 整流装置の羽根の取り付け角度は、ボルト固定部により変更可能である前記<3>から<7>のいずれかに記載の気流式分級装置である。
<9> 整流装置の羽根の間隔は、ボルト固定部により変更可能である前記<3>から<8>のいずれかに記載の気流式分級装置である。
<10> 整流装置の羽根の高さは、羽根高さの変更部品の脱着により変更可能である前記<3>から<9>のいずれかに記載の気流式分級装置である。
<11> 整流装置の羽根の厚さは、羽根の厚さ変更部品の脱着により変更可能であるz前記<3>から<10>のいずれかに記載の気流式分級装置である。
<12> 整流装置の羽根の幅は、羽根の幅変更部品の脱着により変更可能である前記<3>から<11>のいずれかに記載の気流式分級装置である。
<13> 整流装置の中央吸引口の内径(コア径)は、前記コア調整リングによって増減可能である前記<3>から<12>のいずれかに記載の気流式分級装置である。
<14> 整流装置は、はめ込みにより着脱可能である前記<1>から<13>のいずれかに記載の気流式分級装置である。
<15> 粉体粒子径が5.0〜13.0μmの粉体粒子を分級する前記<1>から<14>のいずれかに記載の気流式分級装置である。
<16> 機械式粉砕機及び気流式粉砕機のいずれかと、気流式分級装置と、空気輸送装置とを備えた小粒径粒子の製造装置であって、
前記気流式分級装置が前記<1>から<15>のいずれかに記載の気流式分級装置である小粒径粒子の製造装置である。
<17> 小粒径粒子の製造方法であって、
前記<16>に記載の製造装置を使用して製造することを特徴とする小粒径粒子の製造方法である。
図5は、従来の分級装置の構成を例示するものであり、図5において、1は空気排出管、2は粉体の供給管、3は本体ケーシング、4は分級室内、5は二次空気流入口、6はセパレーターコア、7は中央吸引口、8はセンターコア、9はクランプ、10は微粉排出管、11は粗粉排出管である。本発明はこのような分級装置において、前記中央吸引口7に、分級室内に発生する旋回気流を調整する整流装置を設けることを特徴としている。
ここで、本発明において、「一次空気流」とは、2の粉体供給管より取り入れられる空気流を意味し、「二次空気流」とは、5の二次空気流入口より取り入れられ、充分な旋回気流を発生させる為の空気流を意味する。
また、「セパレーターコア」とは、安定した空気流を発生させる機能を果たす部材を意味し、「センターコア」とは、セパレーター上部に位置し、粉体を分散させる機能を果たす部材を意味する。
前記整流装置の設置位置は、分級精度を向上させる観点から、中央吸引口中心から半径500mm以内に設けることが好ましい。前記整流装置を、半径500mm以内を超える位置に設置すると、旋回気流を乱すことがある。
前記羽根の間隔は、分級精度を高める観点から、0.1〜50mmとすることが好ましい。前記羽根の間隔を50mmより広く設置すると、旋回気流中央部での旋回気流が低下し、十分な分級が出来なくなることがある。
同様な観点から、前記中央吸引口の内径(コア径)は、60〜150mmであることが好ましい。
図3は、中央吸引口7に整流装置20が設けられた本発明の分級装置を側面から見たものである。
また、図4は、セパレーターコア19の中央吸引口に設けられた整流装置20を上から見たものである。図4において、22は台座、23は羽根、24はコア調整リング、25はリングが取り付けられて狭められたコア径である。
更に、図6は、26の折り曲げ位置で折り曲げられた羽根である。前記羽根は、27の折り曲げ角度の異なる羽根を必要に応じて交換が可能となっている。
前記羽根は、長手寸法1/2以降の位置で、旋回気流方向に折り曲げることが好ましい。ここで、前記長手寸法は、整流装置内側を起端としている。前記羽根を長手寸法1/2未満で折り曲げると、旋回気流が中心方向に大きく変化し十分な分級が出来なくなることがある。
前記羽根の折り曲げ角度は、分級精度を向上させる観点から、羽根壁面に対して90度〜180度とすることが好ましい。前記羽根の折り曲げ角度を、羽根壁面に対して90度以下に設定すると、羽根先端での旋回力が低下することがある。
なお、本発明はこれら図面に限定されるものではない。
、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
スチレン−アクリル共重合樹脂とカーボン・磁性体の混合物を2本のロールミルで溶融混練し冷却固化させた後、ハンマーミルで粗粉砕し粉体を得た。
また、評価としては下記の評価にて行なった。
(I)分級処理量 評価
(II)粒度分布シャープ性(Dv/Dn)評価
個数平均粒径、質量平均粒径、及び粒度分布シャープ性は、コールターカウンターTAII(コールター社)で測定を実施した。また、シャープ性(Dv/Dn)は以下の計算式にて求めた。
シャープ性(Dv/Dn)=質量平均粒径/個数平均粒径
上記粉体を用い、羽根条件として、羽根の角度並び、高さ,厚さ、羽根の折り曲げ条件を、表1のように変えて、トナーの分級を行い、前記分級装置の処理量及びシャープ性を評価した。結果を表2に示す。
整流装置を脱着可能にした。これにより分級装置の清掃時間を約20%短縮することができた。また、羽根の角度並び、高さ,厚さ、羽根の折り曲げ条件を、表1のようにして、実施例1〜11と同様に、トナーの分級を行い、前記分級装置の処理量及びシャープ性を評価した。結果を表2に示す。
本発明の整流装置を設けずに、実施例1〜11と同様にトナーの分級を行い、前記分級装置の処理量及びシャープ性を評価した。結果を表2に示す。
2 供給管
3 本体ケーシング
4 分級室内
5 二次空気流入口
6 セパレーターコア
7 中央吸引口
8 センターコア
9 クランプ
10 微粉排出管
11 粗粉排出管
12 整流装置の高さ
13 羽根の幅
14 羽根の間隔
15 羽根の厚さ
16 台座の内径
17 羽根の取り付け角度
18 分級室内
19 セパレーターコア
20 整流装置
22 台座
23 羽根
24 コア調整リング
25 コア径
26 折り曲げ位置
27 折り曲げ角度
Claims (17)
- 粉体材料と一次空気流との混合流体を導入する分散室と、
前記分散室下部に位置し、上側にセンターコア、下側にセパレーターコア、側面側に二次空気流入口が設けられ、前記分散室から前記混合流体を導入する分級室と、を有し、
前記粉体材料を気流により粗粒子及び微粒子に遠心分離する気流式分級装置であって、
前記セパレーターコアの中央吸引口に、前記分級室内に発生する旋回気流を調整する整流装置を設けたことを特徴とする気流式分級装置。 - 整流装置設置位置が、吸引口中心から半径500mm以内である請求項1に記載の気流式分級装置。
- 整流装置は、環状の台座の上に、
気流を調整する複数枚の羽根と、
該台座の内径にセパレーターコア中央部の吸引力を調整するコア調整リングと、
が設けられている請求項1から2のいずれかに記載の気流式分級装置。 - 整流装置の羽根を0.1〜50mm間隔で設置した請求項3に記載の気流式分級装置。
- 整流装置の羽根を、長手寸法1/2以降の位置で、旋回気流方向に折り曲げた請求項3から4のいずれかに記載の気流式分級装置。
- 整流装置の中央吸引口の内径(コア径)は、60〜150mmである請求項1から5のいずれかに記載の気流式分級装置。
- 整流装置の羽根折り曲げ角度は、羽根壁面に対して90〜180度の角度である請求項3から6のいずれかに記載の気流式分級装置。
- 整流装置の羽根の取り付け角度は、ボルト固定部により変更可能である請求項3から7のいずれかに記載の気流式分級装置。
- 整流装置の羽根の間隔は、ボルト固定部により変更可能である請求項3から8のいずれかに記載の気流式分級装置。
- 整流装置の羽根の高さは、羽根高さの変更部品の脱着により変更可能である請求項3から9のいずれかに記載の気流式分級装置。
- 整流装置の羽根の厚さは、羽根の厚さ変更部品の脱着により変更可能である請求項3から10のいずれかに記載の気流式分級装置。
- 整流装置の羽根の幅は、羽根の幅変更部品の脱着により変更可能である請求項3から11のいずれかに記載の気流式分級装置。
- 整流装置の中央吸引口の内径(コア径)は、前記コア調整リングによって増減可能である請求項3から12のいずれかに記載の気流式分級装置。
- 整流装置は、はめ込みにより着脱可能である請求項1から13のいずれかに記載の気流式分級装置。
- 粉体粒子径が5.0〜13.0μmの粉体粒子を分級する請求項1から14のいずれかに記載の気流式分級装置。
- 機械式粉砕機及び気流式粉砕機のいずれかと、気流式分級装置と、空気輸送装置とを備えた小粒径粒子の製造装置であって、
前記気流式分級装置が請求項1から15のいずれかに記載の気流式分級装置である小粒径粒子の製造装置。 - 小粒径粒子の製造方法であって、
請求項16に記載の製造装置を使用して製造することを特徴とする小粒径粒子の製造方法。
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