JP2014184425A - 気流式分級装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上部に高圧エアー及び粉体材料を供給する粉体材料供給口を有する円筒形状のケーシング内に、上から順に笠形状のセンターコアと、笠形状で中心に開口部を有するセパレータコアとを備え、前記ケーシング上部内壁と該センターコアとで囲われ、前記高圧エアーと共に供給される粉体材料を分散する分散室21と、該分散室に高圧エアーで供給された粉体材料中の、高圧エアーを排気する排気管20aを設け、前記センターコア、セパレータコア、ケーシング内壁で囲われ、前記分散室から流入する粉体材料を微粉と粗粉とに遠心分離する分級室とを構成し、微粉はサイクロン4aを介して捕集する気流式分級装置において、前記分散室内に具備された排気管をサイクロンに接続することを特徴とする分級装置。
【選択図】図7
Description
図5、図6は図4を改良した分級機である。同様に上から被分級物を分散するコレクター分散室21c、21d、分級室22c、22dさらに下部ホッパー23c、23dから構成されている。
分散室上部には排気管20a、20bによって粉砕に使われたエアーの一部が排気される。図4−1は図4の分散室21a、21bの断面AA−A’A’を示す。また分散室21a、21b内の下に、中央が高い円錐上のセンターコア25a、25bが取り付けられており、慣性力によって粒子はケーシング内を旋回し、大きい粒子はより外側を旋回することで、粒子は分散されセンターコアの低部にあたるリング状のスリット部より粒子は均一に分級室22a、22bに供給される。このセンターコア25a、25bの下縁外周囲には分級室22a、22b内の微粉を微粉排出口27a、27bに導くためのセパレータコア28a、28bが形成されており、微粉は微粉排出口27a、27bに連結した配管210a、210bよりサイクロン4a、4bを介して、ブロワー91a、92aの吸引力によって排出される。分級室22a、22bの周壁外周部には二次空気流を内壁に沿って接線方向流入させるための流路を形成する羽形状をした二次空気流入口29a、29b(ルーバーとも呼ばれる)が具備されており、粉体材料を分散させると共に旋回速度を加速させるように構成されている。
気流式DS分級方式の分級原理は分級室22a、22b内において、流入する二次空気流が粉体材料を旋回状に反自由流動させる際、該粉体材料中の粗粒子と微粒子に対して働く遠心力及び向心力が異なることを利用するものである。この遠心力によって粒径の大きい粉体材料、例えば粗大トナー粒子、は内壁面に略接線方向から衝突して落下し粗粉として分級され、環状の粗粉排出口231より下部ホッパー23a、23bの底部を経由して粗粉として排出される。
また図5、6に示される分級機20(図1〜図3の粉砕分級システムにおける2aまたは2b)の場合は、分散室21c、21d内に、複数の案内羽根(ルーバー)1Qを一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環クリアランス(隙間)1Cと、該ルーバー1Cの前記分散室21c、21dの外周に粉体材料供給口26c、26dを有する気流式分級装置が用いられている。
つまり、図5、図6の気流式分級機における粉体材料供給口26c、26dは環状構造を有し、該粉体材料供給口26c、26dには、断面BB−B’B’,CC−C’C’に示す供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間1bと供給される流体のための案内羽根(ルーバー)1Qが設けられている。
供給された粉体材料はこの案内羽根(ルーバー)1Qの一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバークリアランス(隙間)1Cより分散室21C、21dに均一流入する。
特許文献2の特許第2597794号公報には、環状平板に形成された整流板と、該整流板に対して垂直方向に所定間隔を置いて配置され、所定径の原料導入孔を複数穿孔した環状平板に形成された複数の整流板と、各整流板の間に回転中心から外周方向へ放射状に配設固着された分級羽根とを有する羽根車型分級機を備え、粉末原料を微細粉と粗粉とに分級し、微細粉を吸引して収集し、粗粉を落下させて回収するようにした分級装置において、前記羽根車型分級機の上部に回転型分散機を配置し、該回転型分散機の上部に原料導入部を設け、前記回転型分散機の外周に気体を円周方向へ向けて導入する気体導入部を形成し、前記羽根車型分級機の中心部下方に微細粉を吸引搬送する細粉取出部を設け、前記羽根車型分級機の外周下方に前記細粉取出部と隔離して形成し粗粉を自由落下させて回収する粗粉回収部を設けたことを特徴とする粉末材料の分級装置が記載されている。
さらに、特許文献3の特許第4972577号公報には、上部に高圧エアー及び粉体材料を供給する粉体材料供給口を有する円筒形状のケーシング内に、上から順に笠形状のセンターコアと、笠形状で中心に開口部を有するセパレータコアとを備え、前記ケーシング上部内壁とセンターコアとで囲われ、前記高圧エアーと共に供給される粉体材料を分散する分散室と、前記センターコア、セパレータコア、ケーシング内壁で囲われ、前記分散室から流入する粉体材料を微粉と粗粉に遠心分離する分級室と、を構成する気流分級装置であって、前記分散室内に、複数の案内羽根を一定間隔を設けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設け、前記センターコアは、その中心に設けられる微粉排出管とを有する気流式分級装置が記載されている。
このカットポイント上昇を抑制する手段としては分級室高さ11を広げ高くするか、コレクター部(分散室)の排気管20a、20bを解放して粉砕エアーを予め分級室径外に排出させる手段があるが、まず分級室高さを広げると分級室内の旋回速度低下による分級精度の低下具体的には粗大粒子の混入が発生する。またコレクター部排気管20a、20bを解放すると旋回速度や分級精度は維持されたままカットポイントも小さく良好な粉砕条件となるが、コレクター部排気管から製品分も排気され余剰微粉回収バグ81B、82Bに回収されてしまい粉砕収率の低下が発生してしまう。粉砕収率の低下が発生してしまう。
近年、微粉分級機は高速回転するロータの遠心力とをロータ内部から吸引される向心力によって強制的に分散分級される機械式分級機が開発され微粉分級機の主流となっている。
この機械式分級機はさらにタンデムにして断続的に二段分級が可能な機械式分級機も開発され高精度な微粉分級が可能になっている。そのため微粉あるいは超微粉を含んだ本願従来技術の粉砕上り品(粉砕粗粉分級上り)粒子であっても容易に微粉分級は可能となっている。例えばホソカワミクロン社のTSP、TTSP分級機等が代表される分級機(特許文献4の特許第4854413号公報、特許文献5の特許第5151940号公報、特許文献6の特許第4010625号公報参照。)がある。従ってトナーの粉砕分級工程では粉砕工程でいかに過粉砕を行わず、粗粉を少なくすることが求められる。
換言すれば本発明の目的は、上記欠点を補い、分級精度、カットポイントを維持し同時に高い粉砕収率の維持を達成することにある。
(1)「上部に高圧エアー及び粉体材料を供給する粉体材料供給口26a、26b、26c、26dを有する円筒形状のケーシング内に、上から順に笠形状のセンターコア25、25aと、笠形状で中心に開口部を有するセパレータコア28a、28bとを備え、前記ケーシング上部内壁と該センターコア25、25aとで囲われ、前記高圧エアーと共に供給される粉体材料を分散する分散室21、21b、21c、21dと、該分散室21、21b、21c、21dに高圧エアーで供給された粉体材料中の、高圧エアーを排気する排気配管20、20b、20c、20dを設け、前記センターコア25、25a、セパレータコア28a、28b、ケーシング内壁で囲われ、前記分散室から流入する粉体材料を微粉と粗粉とに遠心分離する分級室22a、22b、22c、22dとを構成し、微粉はサイクロン4a、4bを介して捕集する気流式分級装置において、前記分散室21、21b、21c、21d内に具備された排気管20a、20b、20c、20dをサイクロンに接続することを特徴とする分級装置。」
また、静電荷像現像用トナーで帯電量が安定し且つ良好な画質を与えるトナーを製造する方法において、微粉発生率及び粗大粒子の混入が少なく生産効率面においても製品回収率が高く経済面で有利な製造方法が提供される。
本発明を用い実施したトナー製造技術により得られるトナー品質は、製品回収量も高く、シャープな粒度分布であることからトナーの帯電量も安定し地汚れや転写不良問題にたいしても良好で安定した画質品質が得られるという極めて優れた効果が奏される。
(2)「前記分散室21、21b、21c、21dから流入する粉体材料を微粉と粗粉とに遠心分離する分級室22a、22b、22c、22dと、を構成する気流式分級装置であって、前記分散室21、21b、21c、21d内に複数の案内羽根(ルーバー)1Qを一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバークリアランス(隙間)1Cと、該ルーバー環1Qの外周に前記粉体材料供給口26a、26bから供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間1bとを設けた気流式分級装置において、前記分散室内に具備された前記排気管20a、20b、20c、20dをサイクロンに接続することを特徴とする前記(1)に記載の分級装置。」
(3)「前記排気管20a、20b、20c、20dの断面積R1は、コレクター分散室の断面積R2に対して下記の範囲にあることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の分級装置;
〔2/15≦(R1/R2)≦8/15〕。」
(4)「前記分散室21、21b、21c、21d内に複数の案内羽根1cを一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバ環1Qと、該ルーバ環1Qの外周に前記粉体材料供給口26a、26bから供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とが設けられ、前記排気管20a、20b、20c、20dはコレクター分散室径R2a、R2b、R2c、R2dに対し上部エアー排気配管径S2a、S2b、S2c、S2dを任意に変更する治具を具備し、前記排気管をサイクロンに接続することを特徴とする前記(1)乃至(3)のいずれかに記載の分級装置。」
(5)「前記排気管20a、20b、20c、20dは、挿入距離を容易に変更できるものであり、前記分散室21、21b、21c、21dの高さ21H、21J、21K、21Lに対し、該排気管20a、20b、20c、20dの挿入距離25H、25J、25K、25Lはつぎの範囲にあることを特徴とする前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の粉砕粗粉分級装置;
〔21H,21J,21K,21L/4≦(25H,25J,25K,25L)≦21H,21J,21K,21L/2〕」
(6)「前記排気管20a、20b、20c、20dからの排気静圧△P1は、分級室のセンターコア排気静圧△P2に対してつぎの範囲にあることを特徴とする前記(1)乃至(5)のいずれかに記載の装置;
△P2+10Kpa≦△P1≦△P2−10Kpa」
(7)「サイクロン型分級機であり、上部の前記分散室に具備されたセンターコアの中心に微粉排出孔管を設けたことを特徴とする前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の分級装置。」
(8)「サイクロン型分級機であり、上部の前記分散室に具備され中心に微粉排出孔管を設けたセンターコア25、25aの頂角α1はつぎの範囲を満足することを特徴とする前記(1)乃至(7)のいずれかに記載の分級装置;
90°≦α1≦140°」
(9)「前記(1)乃至(8)のいずれかに記載の分級装置と、粉砕装置とを有することを特徴とする微粉体の製造装置。」
(10)「前記(9)に記載の微粉体の製造装置を用いたことを特徴とする静電荷現像用トナーの製造方法。」
図7には、本発明の分級装置の1例が示される。この分級装置20においては、上記のように、分散室内に具備された排気配管20a、20b、20c、20dが、微粉を捕集するためのサイクロン4aに接続する。これにより、粉砕材料例えばトナー粉砕分級工程(微粉砕+粗粉閉回路分級)において粉砕部の過粉砕を防止し、粉砕で発生する微粉を要求品質以上に製品内に混入することを防止し、トナー粒子を安定して高収率で容易に得られ、分級精度、カットポイントを維持し同時に高い粉砕収率の維持を達成することができ、品質特性や生産効率面も好適な静電荷像現像用トナーを製造することができるものである。
したがって、前記従来の分級装置と共通する部分の説明は簡略化している。
〔2/15≦(R1/R2)≦8/15〕
コレクター分散室21a、21bの断面積R2に対する排気管20a、20bの断面積R1を、このような範囲にすることによって、前記本発明の目的を、支障なく達成できる分級装置とすることができる。
図8記載の分級装置は、図2に示される粉砕分級システム例における分級手段2aを改良したものに相当するものと云うことができ、従って、図2の粉砕分級システム例における分級手段をこの図8の分級装置例で置き換えることによって、粉砕分級システムとすることができる。
同様に、図9記載の分級装置は、図3に示される粉砕分級システム例における分級手段2aを改良したものに相当するものと云うことができ、従って、図3の粉砕分級システム例における分級手段をこの図9の分級装置例で置き換えることによって、粉砕分級システムとすることができる。
排気管はこれらの治具をケーシングに挿入後、固定ボルト37a、37b、37c、37dを締付けることでOリング33a、33b、33c、33dが内側に広がり排気管20a、20b、20c、20dを固定する構成となっている。上フランジの詳細を図10Bに、下フランジの詳細を図10Cに示す。排気管を変更する場合は排気管20a、20b、20c、20dの内径を変更し、上フランジ31a、31b、31c、31dと下フランジ34a、34b、34c、34dの内径31N、34Nを変更し、内径を変更した排気管20a、20bに合せて容易にセットするように構成されている。すなわち装着治具によりケーシング排気菅径は治具の部分の交換で自在に且つ容易に変更を可能とする。
分散室での固気分離を有効に行うためのコレクター内への排気管の挿入程度は、分散室の高さ21H、21J、21K、21Lに対し排気管20a、20b、20c、20dの挿入距離25H、25J、25K、25Lはつぎの範囲にあることが好ましい。つぎの範囲にあることで高圧エアーを含む超微粉および微粉を排気管より排出を可能とする。
〔21H,21J,21K,21L/4≦(25H,25J,25K,25L)≦21H,21J,21K,21L/2〕
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも分級工程を含み、溶融混練工程、粉砕工程、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。前記分級工程は、上述した本発明の前記分級装置を用いて行われる。
前記溶融混練工程は、前記溶融混練工程では、トナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸又は二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所製のKTK型二軸押出機、東芝機械社製のTEM型押出機、浅田鉄工社製のKCK混練機、池貝鉄工所製のPCM型二軸押出機、Buss社製のコニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記トナー材料は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記結着樹脂としては、例えばスチレン、クロロスチレン等のスチレン類;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類、などの単独重合体、又は共重合体などが挙げられる。
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイヤーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ビリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトポン、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
マゼンタ用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントレッド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、211;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35などが挙げられる。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素等のワックス類が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記離型剤の前記トナーにおける含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0〜40質量%が好ましく、3〜30質量%がより好ましい。前記含有量が、40質量%を超えると、トナーの流動性が悪化することがある。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、有色材料を用いると色調が変化することがあるため、無色乃至白色に近い材料が好ましく、例えば、トリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記帯電制御剤の前記トナーにおける含有量としては、前記結着樹脂の種類、添加剤の有無、分散方法等により異なり、一概に規定することができないが、例えば、前記結着樹脂100質量部に対し、0.1〜10質量部が好ましく、0.2〜5質量部がより好ましい。前記含有量が0.1質量部未満であると、帯電制御性が得られないことがあり、10質量部を超えると、トナーの帯電性が大きくなりすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させて、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や画像濃度の低下を招くことがある。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸などが挙げられる。
前記粉砕工程は、少なくとも1つの粉砕機と、場合によっては少なくとも1つの粗粉分級工程を用いて微粉砕を行う工程であり、前記粉砕工程で用いられる該粉砕機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、気流式粉砕機、流動層式粉砕機、機械式粉砕機器などが挙げられる。
前記流動層式粉砕機としては、例えば、ホソカワミクロン株式会社製のカウンタージェット粉砕機、栗本鐵工所社製のクロスジェットミルなどが挙げられる。
前記機械式粉砕機としては、例えば、株式会社アーステクニカ社製のクリプトロン、日清エンジニアリング株式会社製のスーパーローター、ターボ工業株式会社製のターボミルなどが挙げられる。
本発明のトナーは、本発明の前記トナーの製造方法により製造される。前記トナーは、粒径8.0μm以上の粗粉含有率が2.0質量%以下であることが好ましく、0〜1.5質量%がより好ましい。また、トナーの体積平均粒径は4.5〜6.0μmが好ましい。
気流式にて、微粉砕し粗粉分級機にて開回路または閉回路粉砕する粉砕粗粉分級装置で、サイクロン型分級機上部のコレクター分散室にセンターコアを具備し下部分級ゾーンには微粉と粗粉を除去するためのセパレータコアを設けた、図3に示される粉砕分級システムを、図9に示される本発明の粉砕分級システムに変え、粉砕分級処理を実行した。ここで、この本発明の粉砕分級システム例における分級機の内部構造自体は、図6に示される、排気配管を粉砕上り製品回収用サイクロンに具備したサイクロン型分級機と同じものであった。
このような本発明の粉砕粗粉分級システムを用い、粉砕、分級を行ったところ、100kg/hrの原材料供給で、重量平均粒径6.5μmで5μm以下微粉含有率が個数平均で80POP.%、8μm以下粗粉含有率が重量平均で1.5Vol%のトナー粒径を1時間当り95kg/hr得ることができた。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
実施例1と同一の混練品を用いて、図3に示す従来型の粉砕分級システム構成にて粉砕分級を行ったところ100kg/hrの原材料供給で、重量平均粒径6.7μmで5μm以下微粉含有率が個数平均で75POP.%、8μm以下粗粉含有率が重量平均で2.5Vol%のトナー粒径を1時間当り93kg/hr得ることができた。
図3に示される粉砕分級システムを、図9に示される本発明の粉砕分級システムに変え、粉砕分級処理を実行した。ここで、採用した分散機の内部構造自体は、図7に示されるものである。図7に示される分級装置は、前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置である。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
実施例2と同一の混練品を用い、かつ、図3に示す従来構造型の粉砕分級システム(分級機2aおよび2bは図4に示されるもの)を用いて粉砕分級処理した。
ここで、図4に示される従来型の分級装置は、前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置であった。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
図3に示される粉砕分級システムを、図9に示される本発明の粉砕分級システムに変え、粉砕分級処理を実行した。この場合、採用した分級機の内部構造自体は、図7に示す構造のものである。図7の分級機は、前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置である。
また、この例における該分級装置は、前記分散室内に具備された排気管の断面積21C、22Cをコレクター(分散室)21、21b、21c、21dに対する断面積R1に対し3/5として(すなわち、コレクター分散室の断面積R2に対する排気管20a、20b、20c、20dの断面積R1が、前記「2/15≦(R1/R2)≦8/15」〕の関係を満たすものとして)サイクロンに接続した分級装置である。
図3に示す従来型の粉砕分級システムにおける分級機2aおよび2bを、本発明の分級装置に変えた図8に示す本発明の粉砕分級システムを用いて粉砕分級処理を実行した。この本発明の粉砕分級システムにおける分散装置は、分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とが設けられたものである。そして、前記分散室内に具備された排気配管をサイクロンに接続し排気管からの排気静圧△P1は−13Kpaでセンターコア排気静圧△P2は−16Kpa(すなわち、△P2−10Kpa≦△P1≦△P2−100Kpaになる(すなわち、前記「△P2+10Kpa≦△P1≦△P2−10Kpa」を満たす)ように設定し、分級処理に供した。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
図9に示す本発明の粉砕分級システムを用いた。この粉砕分級システムにおける分級機の内部構造自体は、図4に示されるものである。すなわち、前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置でセンターコア25aの中心には微粉排出孔管27a、27bを設け分散されたトナー粒子の内の微粉を予め微粉排出流路に回収する機構を設けたものである。
図9に示す本発明の粉砕分級システムを用いたが、この粉砕分級システムにおける分級機の内部構造自体は、図5に示されるものである。
図5の分級機は、分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置であり、かつ、分級機上部の分散室に具備され中心に微粉排出孔管を設けたセンターコアを有するものである。そして、この例の分級機における分散室に具備されたセンターコアの頂角α1は、「α1=120°」に設定された。なお、この頂角は、前記(8)に記載の好ましい条件、「90°≦α1≦140°」を満たしている。
この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
1c 案内羽
1Q ルーバー環
1s 粉砕原料供給管
2a 第1分級機(分級手段)
2b 第2分級機(分級手段)
2s 粉砕原料供給管
2v 開閉弁
3a 第1粉砕機
3b 第2粉砕機
4a 第1サイクロン
4b 第2サイクロン
10 微粉回収流路
11 分級室高さ
20a 排気管
20b 排気管
20c 排気管
20d 排気管
21a 分散室
21b 分散室
21c 分散室
21d 分散室
21H 分散室の高さ
21J 分散室の高さ
21K 分散室の高さ
21L 分散室の高さ
22a 分級室
22b 分級室
22c 分級室
22d 分級室
23a 下部ホッパー
23b 下部ホッパー
23c 下部ホッパー
23d 下部ホッパー
25a センターコア
25b センターコア
25H 挿入距離
25J 挿入距離
25K 挿入距離
25L 挿入距離
26a 粉体材料供給口(分散室流入口)
26b 粉体材料供給口(分散室流入口)
26c 粉体材料供給口(分散室流入口)
26d 粉体材料供給口(分散室流入口)
27a 微粉排出口(配管27の上端開口部)
27b 微粉排出口(配管27の上端開口部)
28a セパレータコア
28b セパレータコア
29a 二次空気流入口(ルーバー)
29b 二次空気流入口(ルーバー)
31a 上フランジ
31b 上フランジ
31c 上フランジ
31d 上フランジ
31N 内径
32a パッキン
32b パッキン
32c パッキン
32d パッキン
33a Oリング
33b Oリング
33c Oリング
33d Oリング
34a 下フランジ
34b 下フランジ
34c 下フランジ
34d 下フランジ
34N 内径
37a 固定ボルト
37b 固定ボルト
37c 固定ボルト
37d 固定ボルト
38a フランジ固定ボルト穴
38b フランジ固定ボルト穴
38c フランジ固定ボルト穴
38d フランジ固定ボルト穴
81B 余剰微粉回収バッグ
82B 余剰微粉回収バッグ
91a ポンプ
92a ポンプ
101 フィーダ
102 フィーダ
103 ホッパー
210a 配管
210b 配管
231 粗粉排出口
D1 排気管
R2a コレクター分散室径
R2b コレクター分散室径
R2c コレクター分散室径
R2d コレクター分散室径
S2a エアー排気配管径
S2b エアー排気配管径
S2c エアー排気配管径
S2d エアー排気配管径
△P1 排気管20a、20b、20c、20dからの排気静圧
△P2 分級室のセンターコア排気静圧
AA−A’A’ 分散室21a、21bの断面
BB−B’B’,CC−C’C’ 分散室21c、21dの断面
R1 排気管20a、20b、20c、20dの断面積
R2 分散室の断面積
α1 センターコアの頂角
Claims (10)
- 上部に高圧エアー及び粉体材料を供給する粉体材料供給口を有する円筒形状のケーシング内に、上から順に笠形状のセンターコアと、笠形状で中心に開口部を有するセパレータコアとを備え、前記ケーシング上部内壁と該センターコアとで囲われ、前記高圧エアーと共に供給される粉体材料を分散する分散室と、該分散室に高圧エアーで供給された粉体材料中の、高圧エアーを排気する排気配管を設け、前記センターコア、セパレータコア、ケーシング内壁で囲われ、前記分散室から流入する粉体材料を微粉と粗粉とに遠心分離する分級室とを構成し、微粉はサイクロンを介して捕集する気流式分級装置において、前記分散室内に具備された排気管をサイクロンに接続することを特徴とする分級装置。
- 前記分散室から流入する粉体材料を微粉と粗粉とに遠心分離する分級室と、を構成する気流式分級装置であって、前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバー環と、該ルーバー環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とを設けた気流式分級装置において、前記分散室内に具備された前記排気管をサイクロンに接続することを特徴とする請求項1に記載の分級装置。
- 前記排気管の断面積R1は、コレクター分散室の断面積R2に対して下記の範囲にあることを特徴とする請求項1又は2に記載の分級装置。
〔2/15≦(R1/R2)≦8/15〕。 - 前記分散室内に複数の案内羽根を一定間隔に空けて環状に配置してなるルーバ環と、該ルーバ環の外周に前記粉体材料供給口から供給される高圧エアー及び粉体材料の流路となる空間とが設けられ、前記排気管はコレクター分散室径に対し上部エアー排気配管径を任意に変更する治具を具備し、前記排気管をサイクロンに接続することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の分級装置。
- 前記排気管は、挿入距離を容易に変更できるものであり、前記分散室の高さ21H、21J、21K、21Lに対し、該排気管の挿入距離25H、25J、25K、25Lはつぎの範囲にあることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の粉砕粗粉分級装置。
〔21H,21J,21K,21L/4≦(25H,25J,25K,25L)≦21H,21J,21K,21L/2〕。 - 前記排気管からの排気静圧△P1は、分級室のセンターコア排気静圧△P2に対してつぎの範囲にあることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の分級装置。
△P2+10Kpa≦△P1≦△P2−10Kpa。 - サイクロン型分級機であり、上部の前記分散室に具備されたセンターコアの中心に微粉排出孔管を設けたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の分級装置。
- サイクロン型分級機であり、上部の前記分散室に具備され中心に微粉排出孔管を設けたセンターコアの頂角α1はつぎの範囲を満足することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の分級装置。
90°≦α1≦140°。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載の分級装置と、粉砕装置とを有することを特徴とする微粉体の製造装置。
- 請求項9に記載の微粉体の製造装置を用いたことを特徴とする静電荷現像用トナーの製造方法。
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