JP2018143947A - 粉体処理装置及び粉体処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タップ密度を向上させることができ、円形度を向上させることができる粉体処理装置及び粉体処理方法を提供する。
【解決手段】ケーシングと、該ケーシング内に原料を供給する原料供給部と、前記ケーシング内に設けられた回転円盤及び該回転円盤の周縁部に設けられたハンマを有し、前記ハンマの回転によって、衝撃、圧縮、摩砕又は剪断等の機械エネルギーを供給された原料に与えて処理粉体にする粉体処理部と、前記ケーシング内に設けられており、複数の羽根部を有する分級ロータ及び該分級ロータを回転駆動する駆動部を含み、前記分級ロータが回転している場合に、原料及び／又は処理粉体のうち、所定の粒径以下の微粉を選択的に通過させ、前記分級ロータを通過した微粉をケーシング内から除去する微粉除去部とを備え、前記回転円盤の周囲を囲む筒形をなし、周方向に延びた溝を内周面に形成したライナを備える粉体処理装置。
【選択図】図３

Description

空気分級機構を内蔵しており、原料に対して衝撃、圧縮、摩砕又は剪断等の機械エネルギーを与えることで、粉体に球形化処理を行う粉体処理装置及び粉体処理方法に関する。

粉体処理装置は、ケーシングと、該ケーシングの底側に設けられたハンマと、ケーシングの天井側に設けられた分級ロータと、ケーシング内にて、上下方向を軸方向に設けられており、ハンマにて粉体処理された粉体を分級ロータに案内するガイドリングとを備える。原料は、ケーシングの側面とガイドリングの外周面との間に供給され、供給された原料はハンマにて衝撃力、圧縮力、摩砕力又は剪断力等の機械エネルギーが加えられて、粉体処理が行われる（例えば特許文献１参照）。

特許文献１の粉体処理装置を利用し、特に、天然黒鉛、人工黒鉛、トナーなどの粒子に粉体処理を行うと、粉体に高機能を付与することが出来る。

例えば、天然黒鉛、人工黒鉛は、二次電池材料として用いられるが、粒子形状を制御することで同じ容積に含まれる原料の質量を増大させることで出来るので、電子製品の小型化や携帯性向上に寄与することが出来る。特に、鱗片状天然黒鉛は、特許文献１の粉体処理装置を用いて粉体処理すると、球形に丸まってタップ密度が向上し、同じ容積に含まれる質量が増大する。

また、トナーは、粒子の球形化を促進することで、粒子の流動性が良くなり、画像が鮮明化することはよく知られたところである。特許文献１の粉体処理装置を使用してトナーに粉体処理を行うと、粒子の球形化が促進される。

また熱風を用いてトナーの球形化を実現する粉体処理装置が従来提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２００２−２３３７８７号公報 特開２０１３−３１８１号公報

近年、粉体の高付加価値化の要求が高まっている。特許文献１に記載の粉体処理装置にあっては、粒子の回収量が十分ではなく、またタップ密度が高くなかった。また、特許文献２に記載の粉体処理装置にあっては、熱風を用いているので、消費エネルギーが嵩み、また熱可塑性樹脂のトナーには有効であるものの、天然黒鉛、人造黒鉛などのミネラル系材料は一般的に熱可塑性がないため、球形化やタップ密度が向上しないという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、タップ密度を向上させることができ、消費エネルギーを増大させることなく、球形化を促進することができる粉体処理装置及び粉体処理方法を提供することを目的とする。

本発明に係る粉体処理装置は、ケーシングと、該ケーシング内に原料を供給する原料供給部と、前記ケーシング内に設けられた回転円盤及び該回転円盤の周縁部に設けられたハンマを有し、前記ハンマの回転によって、衝撃、圧縮、摩砕又は剪断等の機械エネルギーを供給された原料に与えて処理粉体にする粉体処理部と、前記ケーシング内に設けられており、複数の羽根部を有する分級ロータ及び該分級ロータを回転駆動する駆動部を含み、前記分級ロータが回転している場合に、原料及び／又は処理粉体のうち、所定の粒径以下の微粉を選択的に通過させ、前記分級ロータを通過した微粉をケーシング内から除去する微粉除去部とを備える粉体処理装置において、前記回転円盤の周囲を囲む筒形をなし、周方向に延びた溝を内周面に形成したライナを備えることを特徴とする。

本発明に係る粉体処理装置は、前記ハンマに対向する部分にて、前記ライナの内周面に前記溝が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る粉体処理装置は、前記ハンマの粉が衝突する面に、前記回転円盤の径方向に沿ったハンマ溝が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る粉体処理装置は、前記粉体処理部と粉体除去部の間に配置されており、前記粉体処理部にて処理された粉体を前記微粉除去部に案内するガイドリングと、前記粉体処理部にて処理された粉体を取り出す取出部とを備え、前記原料供給部は、一端部に供給口が設けられた筒状部を有し、前記筒状部は前記ガイドリングを貫通し、前記一端部が前記ガイドリングの内側に位置していることを特徴とする。

本発明に係る粉体処理方法は、ケーシング内に原料を供給し、前記ケーシング内に設けられた回転円盤の周縁部に設けられたハンマの回転によって、衝撃、圧縮、摩砕又は剪断等の機械エネルギーを供給された原料に与えて処理粉体にする粉体処理を行い、処理された粉体を前記ケーシング内に設けられた複数の羽根部を有する分級ロータに案内し、前記分級ロータを回転させ、原料及び／又は処理粉体のうち、所定の粒径以下の微粉を選択的に通過させて、前記分級ロータを通過した微粉をケーシング内から除去し、処理された粉体を取り出す粉体処理方法において、前記回転円盤の周囲を囲む筒形をなし、周方向に延びた溝を内周面に形成したライナと前記ハンマとによって、原料に対して粉体処理を行うことを特徴とする。

本発明に係る粉体処理方法は、原料は黒鉛又はトナーを含むことを特徴とする。

本発明においては、ライナの溝に原料が入り込み、原料は溝内を移動し、保持されることで、原料の粉体処理が促進される。

本発明においては、ライナにおけるハンマに対向する部分に溝が形成されているので、溝に入り込んだ原料にハンマの回転力が作用し、原料は溝内を保持されながら移動する。

本発明においては、ハンマにハンマ溝を形成することによって、粉体処理を更に促進させることができる。

本発明に係る粉体処理装置にあっては、ライナの溝に原料が入り込み、ハンマからの力によって、原料が溝内を移動し、原料の粉体処理が促進され、例えば黒鉛のタップ密度を向上させることができ、トナーの円形度を向上させることができる。

粉体処理システムの概略構成図である。 実施の形態１に係る粉体処理装置の概略構成を示すブロック図である。 粉体処理装置の概略構成を示す断面図である。 蓋を取り外したケーシングを示す平面図である。 比較ライナを示す縦断面図である。 比較ライナを略示する部分拡大平面図である。 第１ライナを示す縦断面図である。 第２ライナを示す縦断面図である。 第３ライナを示す縦断面図である。 第４ライナを示す縦断面図である。 第５ライナを示す縦断面図である。 実施の形態２に係る粉体処理装置において、蓋を取り外したケーシングを示す平面図である。 比較ハンマを示す平面図及び側面図である。 第１ハンマを示す平面図及び側面図である。 第２ハンマを示す平面図及び側面図である。 第３ハンマを示す斜視図である。 第３ハンマを示す平面図及び側面図である。 第４ハンマを示す平面図及び側面図である。

（実施の形態１）
以下本発明を実施の形態１に係る粉体処理装置を示す図面に基づいて説明する。図１は粉体処理システムの概略構成図である。

粉体処理システムは、粉体処理装置１と、スクリューフィーダを介して粉体処理装置１に原料を供給する原料供給槽２と、粉体処理装置１へ導入する気体を所望の温度に調整するための熱交換器３と、粉体処理装置１内部から取り除かれた不要な微粉を捕捉する集塵機４と、不要な微粉を取り除くための吸引を行うブロワ５と、粉体処理装置１内で処理された粉体を取り出す取出部９（図２参照）とを備えている。取出部９は、粉体処理装置１に連結された製品取出用サイクロン３１と、製品取出用サイクロン３１及び集塵機４の間に介装されたダンパ３２とを備える。ダンパ３２は製品取出用サイクロン３１及び集塵機４の間の経路を開閉する。ダンパ３２が開き、ブロワ５が駆動している場合、製品取出用サイクロン３１に処理品（製品）が強制的に吸引され、粉体処理装置１から取り出される。すなわち、製品取出用サイクロン３１、ダンパ３２、集塵機４及びブロワ５は処理品を強制的に吸引する強制吸引機構を構成する。強制吸引機構は処理品を取り出す為の一例であり、強制吸引機構に代えて、処理品を取り出す為の他の機構を用いてもよい。例えば、製品タンクにより処理品を取り出してもよい

熱交換器３は、粉体処理装置１に導入されるべき気体の温度を粉体処理に適した温度にする。熱交換器３としては、例えば、その内部に配設されている管にスチームや冷水等の熱媒体を循環供給し、気体がその内部を通過するときに管と気体との間で熱交換を行い、所望の温度の気体を粉体処理装置１に導入するもの等が挙げられる。ブロワ５は集塵機４を介して粉体処理装置１内部に接続されており、ブロワ５により吸引された微粉は集塵機４により捕捉される。なお原料が黒鉛の処理の場合、熱交換器３は使用されない。熱交換器３は主に原料がトナーの場合に使用される。

粉体処理システムにおいては、集塵機４とブロワ５との間に風量表示制御手段(ＦＩＣ(Flow Indicate Controller)）が設けられ、原料がトナーの場合、粉体処理装置１と熱交換器３との間に第１の温度表示制御手段(ＴＩＣ(Temperature Indicate Controller））が設けられ、粉体処理装置１と集塵機４との間に第２の温度表示制御手段が設けられていることが好ましい。

第１の温度表示制御手段及び第２の温度表示制御手段によって、粉体処理装置１の入口温度および出口温度を測定し、また風量表示制御手段によりブロワ５の風量を測定し、これらの測定結果を粉体処理装置１にフィードバックすることができる。そのため、例えば、温度による影響が大きいトナー等を粉体処理装置１により製造する場合に、フィードバックされた測定結果に応じて、原料の供給量を調整するか又は衝撃、圧縮、摩砕若しくは剪断等の機械エネルギーや温度等の処理条件を調整することが可能となる。

温度による影響が大きいトナー等の場合、粉体処理装置１の入口温度を低くする程、粉体処理の際に、原料に大きな負荷を与えることができるため、処理能力を向上させることができる。

図２は、粉体処理装置１の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように粉体処理装置１は、その本体６内部に粉体処理部７および微粉除去部８を備えており、微粉除去部８を通過した原料及び／又は処理粉体（以下両者を区別しない場合は、単に「粉体」という）は、本体６内部から除去される。また、粉体処理装置１は、本体６内部の残留分として得られた処理粉体を本体６から取り出すための取出部９を備えている。

粉体処理部７は、原料に衝撃力、圧縮力、摩砕力又は剪断力等の機械的エネルギーを加えて粉体処理を行い、既存する全ての粉砕装置、形状制御装置、混合・外添装置、表面処理装置等を使用することができる。

微粉除去部８は、本体６内部の粉体を分級するものであり、複数の羽根部を有する分級ロータが回転することによって、本体６内部の粉体のうち所定の粒径以下の不要な粉体（以下「微粉」という）のみが、粉体処理部７側から微粉除去部８を通過して微粉回収装置である集塵機４（図１参照）により捕捉され、粒径の大きい粒子は本体６内部に滞留して、粉体処理と分級を繰り返すことになる。微粉除去部８としては、既存する全ての分級装置を流用することができる。また、微粉除去部８を通過可能な微粉の粒径は、目的とする処理品としての処理粉体に要求される粒径に応じて任意に設定することができる。

例えば粉体処理装置１を用いて粉体を形状制御する場合は、形状制御される原料に応じた適切な温度条件の下、粉体処理部７により本体６内部の粉体に強力な力を与えることにより、原料粒子の角を取ったり、丸くしたり、偏平化したりすることができる。例えば、トナーの球形化又は黒鉛のタップ密度の向上を実現することができる。

図２に示すように、微粉除去部８を通過しない粉体は、本体６内部において内部循環して、粉体処理部７による処理が繰り返しなされる。このため、粉体処理部７の処理強度、処理時間、本体６内部の処理温度等の処理条件を制御することによって、原料の形状変化を進行させて所望の粒子形状に到達させることができる。

このように、トナーの球形化又は黒鉛のタップ密度の向上のような粒子形状制御操作に加えて本体６内部から微粉が取り除かれるため、処理品に要求される粒径を満足するシャープな粒度分布の処理粉体を得ることができる。

図３は、粉体処理装置１の概略構成を示す断面図、図４は、蓋１６を取り外したケーシング１１を示す平面図である。粉体処理装置１は円筒状をなすケーシング１１を備えている。ケーシング１１は上下方向を軸方向としている。なおケーシングは水平方向に設置されることもある。その場合、軸方向は水平方向となる。
ケーシング１１の周囲は、ケーシング１１内の温度を調整する為のジャケット部１１ａによって覆われている。ジャケット部１１ａには、例えば、別に設けたタンク（図示略）からの加熱媒体又は冷却媒体が必要に応じて循環供給され、ケーシング１１の内部温度が調節される。

ケーシング１１の底側（下側）に粒子制御部１３が設けられている。なお粒子制御部１３は、粉体処理部７の一例であるが、粉体処理部７の構成は粒子制御部１３に限定されるものではない。粒子制御部１３は、回転円盤１３ａと、該回転円盤１３ａの中央部から下方に突出した回転軸１３ｂと、回転円盤１３ａの上面周縁部に周方向に並設されたハンマ１３ｃとを備える。なお図４には８個のハンマ１３ｃが記載されているが、ハンマ１３ｃの数はこれに限定されない。回転軸１３ｂは軸回りに回転し、回転円盤１３ａ及びハンマ１３ｃが回転する。なお回転軸１３ｂにはモータ（図示略）が連結されている。

図４の矢印にて示すように、回転軸１３ｂは軸回りに回転し、回転円盤１３ａは回転する。ハンマ１３ｃは平面視直角台形状をなし、直角部分が回転円盤１３ａの中心側に位置し且つ下底１３ｆが回転方向下流側に位置するように、配されている。下底１３ｆの面は粉が衝突する面に相当する。ハンマ１３ｃには上下に貫通したボルト孔１３ｐが形成されており、該ボルト孔１３ｐにボルト１３ｑが挿入され、回転円盤１３ａに連結されている。回転円盤１３ａと共にハンマ１３ｃも回転する。

回転円盤１３ａの周囲に筒状のライナ１２が設けられている。ライナ１２はケーシング１１の内周面に取り付けられている。ライナ１２の上下幅は回転円盤１３ａ及びハンマ１３ｃの上下幅の合計よりも通常長い。ライナ１２の内周面には、周方向に延びた複数の溝１２ａが上下方向に並設されている。なお溝１２ａは単数でもよい。溝１２ａは、ハンマ１３ｃに対向する位置に形成されている。ライナ１２の上下幅は回転円盤１３ａ及びハンマ１３ｃの上下幅の合計よりも極端に長く形成されていてもよい。

なおハンマ１３ｃは回転円盤１３ａの下面に設けてもよい。この場合、ハンマ１３ｃはケーシング１１内部の原料を粉砕することなく、ケーシング１１内部に強い旋回気流を形成できるため、原料同士を衝突させて粉体処理する粉体処理装置として好適に用いることができる。

ケーシング１１の上側に蓋１６が設けられている。蓋１６の中央部分には微粉排出管１６ａが接続されている。なおケーシング１１、ジャケット部１１ａ及び蓋１６は、本体６の一例であるが、本体６の構成はこれらに限定されるものではない。ケーシング１１及び後述する円筒形のガイドリング１４の内側に分級部１５が設けられている。なお分級部１５は、微粉除去部８の一例であるが、微粉除去部８の構成は分級部１５に限定されるものではない。分級部１５は、駆動軸１５ａと、該駆動軸１５ａによって回転する分級ロータ１５ｂとを備える分級ロータ１５ｂは複数の羽根部を備える。駆動軸１５ａは上下方向を軸方向とし、軸回りに回転する。駆動軸１５ａは微粉排出管１６ａから下方に突出している。駆動軸１５ａの下端部に分級ロータ１５ｂは取り付けられている。駆動軸１５ａにはモータ（図示略）が連結している。駆動軸１５ａの回転によって分級ロータ１５ｂは回転する。

ケーシング１１の内側に原料又は粉体を案内する円筒形のガイドリング１４が設けられている。ガイドリング１４は上下方向を軸方向としている。ガイドリング１４は粒子制御部１３の上側に配置されている。ガイドリング１４はガイドリング支持部材１４ａを介してケーシング１１に連結している。

粉体を取り出す取出口１７がケーシング１１の上部側面に設けられている。取出口１７には、取出筒２０の一端部が接続している。取出筒２０の他端部は製品取出用サイクロン３１に接続されている。取出口１７には開閉栓１７ａが設けられており、開閉栓１７ａはエアシリンダ１８の駆動によって、取出口１７を開閉する。ケーシング１１から粉体を取り出す場合に取出口１７及びダンパ３２を開く。なお取出口１７、開閉栓１７ａ、エアシリンダ１８、ダンパ３２、取出筒２０、製品取出用サイクロン３１、集塵機４及びブロワ５は、取出部９の一例であるが、取出部９の構成はこれらに限定されるものではない。例えば、製品取出用サイクロン３１と集塵機４の代わりに、別の集塵機もしくは、製品タンクを設けてもよい。

原料をケーシング１１内に供給する原料供給部２１がケーシング１１に設けられている。原料供給部２１は筒状部２１ａを備え、該筒状部２１ａは、回転円盤１３ａよりも上側において、ケーシング１１の側面を貫通している。筒状部２１ａの一端部はケーシング１１の内側に位置し、前記一端部に供給口２１ｂが形成されている。筒状部２１ａの他端部はジャケット部１１ａの外側に位置し、原料供給槽２に連結されている。筒状部２１ａの内側には、原料を搬送するスクリュー２１ｃが設けられている。スクリュー２１ｃは筒状部２１ａの軸方向に延びており、スクリュー２１ｃの端部は供給口２１ｂに臨んでいる。スクリュー２１ｃが回転し、供給口２１ｂからガイドリング１４の内側に原料が供給される。

粉体処理装置１には、気体をケーシング１１の内側に導入する気体導入口２２が設けられている。気体導入口２２の位置は特に限定されないが、ハンマ１３ｃの下方に設けられることが好ましい。気体としては、目的とする処理品に応じたものが用いられるが、例えば、空気又は、窒素若しくはアルゴン等の不活性ガスが挙げられる。

粒子を制御（トナーの球形化又は黒鉛のタップ密度の向上）する場合、スクリュー２１ｃ、回転軸１３ｂ及び駆動軸１５ａが回転する。供給口２１ｂからケーシング１１の内側に原料が供給され、供給された原料に、ハンマ１３ｃによって衝撃、圧縮、摩砕又は剪断等の機械エネルギーが与えられ、トナーの球形化又は黒鉛のタップ密度の向上等の粒子制御が行われる。粒子制御が行われた粉体は気流中に分散された状態で分級ロータ１５ｂに向かって移動する。

分級ロータ１５ｂは気流中に含まれる微粉のみを微粉排出部側に通過させる。分級ロータ１５ｂを通過できる粉体の粒径は、分級ロータ１５ｂの回転速度を制御することにより任意に設定することができる。

分級ロータ１５ｂを通過できない粉体は、ケーシング１１内部に滞留し、ハンマ１３ｃによって繰り返し処理される。ハンマ１３ｃは、回転することによりライナ１２の内周面との間に位置する原料に衝撃力、圧縮力、摩砕力又は剪断力等の機械エネルギーを与えて、原料に処理を施して粉体を生成する。

粒子制御部１３（粉体処理部７）のハンマ１３ｃの回転によって強い遠心力と旋回流が発生し、その結果、図３の矢印で示すように、ガイドリング１４の外周面とケーシング１１の内周面との間には上昇気流が発生する。一方、図３の矢印で示すように、ガイドリング１４の内周面に沿って下降気流が発生する。供給口２１ｂはガイドリング１４の内側に位置するので、供給口２１ｂから投入された原料は下降気流に乗り、粒子制御部１３に向けて移動し易い。

供給口２１ｂがガイドリング１４の外側に位置する場合、原料は塊のまま上昇気流に乗って、分級部１５に移動し易く、分級部１５に作用する負荷が大きくなり易い。上述したように、供給口２１ｂをガイドリング１４の内側に位置させることによって、分級部１５に作用する負荷を抑制することができる。

ライナ１２の内周面には溝１２ａが形成されている。そのため、原料はライナ１２の溝１２ａに入り込んで溝１２ａ内を移動し、保持されることで、トナーの球形化又は黒鉛のタップ密度の向上が促進される。

またライナ１２におけるハンマ１３ｃに対向する部分に溝１２ａが形成されているので、溝に入り込んだ原料にハンマの回転力が作用し、原料は溝内を保持されながら移動する。

以下、粉体処理装置１による原料の粉体処理について、比較ライナ１２０、及び第１ライナ１２１〜第５ライナ１２５それぞれを使用した場合における実施例１〜実施例６を示す。以下の説明において、「粒子径Ｄ₅₀」（以下単に粒子径とも称する）は、メジアン径（μｍ）を示す。粒子径の測定にはレーザー回折・散乱方式を原理としたマイクロトラック・ベル株式会社製「マイクロトラックＭＴ３０００II」を使用した。

図５は比較ライナ１２０を示す縦断面図、図６は比較ライナ１２０を略示する部分拡大平面図、図７〜図１１は第１ライナ１２１〜第５ライナ１２５を示す縦断面図である。表１は、粉体処理装置１によって粉体処理を施した粉体の粒子径（μｍ）、タップ密度（ｇ／ｃｃ）、収率（％）及び周方向の溝の数を示す表である。

粉体処理を施す原料は、２００メッシュパス品である鱗片状黒鉛をＡＣＭ−１０Ａ（ホソカワミクロン株式会社製）で粉砕したものを使用した。原料の粒子径は３６．８３μｍであり、タップ密度は０．５１７ｇ／ｃｃである。

「タップ密度」は、粉体特性評価装置であるホソカワミクロン株式会社製「パウダテスタＰＴ−Ｘ」を用い、直径５ｃｍ、体積容量１００ｃｃの円筒状セルに目開き７１０μｍの篩を通して、鱗片状黒鉛を落下させて、セルを満杯にした状態で、ストローク長１８ｍｍのタップを１８０回行い、その時の試料重量と体積から求めた密度をタップ密度とした。収率（％）は、原料重量に対して、図３に示す取出口１７を開にして製品ポットに回収された処理品の重量から算出している。

粉体処理は以下のように行われた。粉体処理装置１の回転円盤１３ａ及び分級ロータ１５ｂをそれぞれ９０００ｒｐｍで回転させ、気体導入口２２から空気を供給し、スクリュー２１ｃを回転させ、供給口２１ｂから鱗片状黒鉛３００ｇを２０秒間供給した。処理時間は１０分である。粉体処理装置１の後段には、集塵機４、ブロワ５等が設置されており、微粉を取り出すために粉体処理装置１から吸引される空気の風量が２．７Ｎｍ^３／分になるように、ブロワ５の周波数は調整されている。粉体処理を１０分行った後、粉体処理装置１の開閉栓１７ａを開き、処理粉体を取り出した。

以下の実施例１〜６においては、後述する比較ハンマ１３０を使用している。

実施例１では、比較ライナ１２０を使用した。図５に示すように、比較ライナ１２０は筒形をなし、その内周面に縦溝１２０ａが形成されている。縦溝１２０ａの深さは３ｍｍ、溝間ピッチは３．４ｍｍである。比較ライナ１２０の軸方向寸法は３０．０ｍｍであり、直径は２０６．５ｍｍである。表１に示すように、処理された粉体の粒子径は１４．７４μｍ、タップ密度は０．９４３ｇ／ｃｃ、収率は６４．９％であった。

実施例２では第１ライナ１２１を使用した。図７に示すように、第１ライナ１２１は筒形をなし、その内周面に６個の溝１２１ａが形成されている。６個の溝１２１ａは互いに略平行であり、深さは１．５０ｍｍ、溝間ピッチは４．５ｍｍ、溝１２１ａの断面の半径は２ｍｍである。第１ライナ１２１の軸方向寸法は３０．０ｍｍであり、直径は２０６．５ｍｍである。表１に示すように、処理された粉体の粒子径は１８．２５μｍ、タップ密度は０．９８７ｇ／ｃｃ、収率は６９．５％であった。

実施例３では第２ライナ１２２を使用した。図８に示すように、第２ライナ１２２は筒形をなし、その内周面に４個の溝１２２ａが形成されている。４個の溝１２２ａは互いに略平行であり、深さは２．２５ｍｍ、溝間ピッチは６．４ｍｍ、溝１２２ａの断面の半径は３ｍｍである。第２ライナ１２２の軸方向寸法は３０．０ｍｍであり、直径は２０６．５ｍｍである。表１に示すように、処理された粉体の粒子径は１８．８８μｍ、タップ密度は０．９８２ｇ／ｃｃ、収率は７５．１％であった。

実施例４では第３ライナ１２３を使用した。図９に示すように、第３ライナ１２３は筒形をなし、その内周面に２個の溝１２３ａが形成されている。２個の溝１２３ａは互いに略平行であり、深さは４．２５ｍｍ、溝間ピッチは１２．０ｍｍ、溝１２３ａの断面の半径は６ｍｍである。第３ライナ１２３の軸方向寸法は３０．０ｍｍであり、直径は２０６．５ｍｍである。表１に示すように、処理された粉体の粒子径は１８．５７μｍ、タップ密度は０．９９７ｇ／ｃｃ、収率は６６．３％であった。

実施例５では第４ライナ１２４を使用した。図１０に示すように、第４ライナ１２４は筒形をなし、その内周面に４個の溝１２４ａが形成されている。４個の溝１２４ａは右回りの螺旋状に形成されており、深さは２．２５ｍｍ、溝間ピッチは６．４ｍｍ、溝１２４ａの断面の半径は３ｍｍである。第４ライナ１２４の軸方向寸法は３０．０ｍｍであり、直径は２０６．５ｍｍである。表１に示すように、処理された粉体の粒子径は１９．３７μｍ、タップ密度は０．９８６ｇ／ｃｃ、収率は６８．０％であった。

実施例６では第５ライナ１２５を使用した。図１１に示すように、第５ライナ１２５は筒形をなし、その内周面に１３個の溝１２５ａが形成されている。１３個の溝１２５ａは右回りの螺旋状に形成されており、深さは２．２５ｍｍ、溝間ピッチは６．４ｍｍ、溝１２５ａの断面の半径は３ｍｍである。第５ライナ１２５の軸方向寸法は９５．５ｍｍであり、直径は２０６．５ｍｍである。表１に示すように、処理された粉体の粒子径は２０．３５μｍ、タップ密度は０．９８１ｇ／ｃｃ、収率は７６．０％であった。

内周面に縦溝を形成する比較ライナ１２０を使用した場合に比べて、内周面に溝１２１ａ〜１２５ａを形成した第１ライナ１２１〜第５ライナ１２５を使用した場合には、いずれのライナにおいても、タップ密度が高い値となった。表１に示すように、溝の数が２個の第３ライナ１２３を使用した場合に、タップ密度は最も高い値を示したので、タップ密度に関しては、溝の数は２個であることが好ましいと推察される。

また内周面に縦溝を形成する比較ライナ１２０を使用した場合に比べて、内周面に溝１２１ａ〜１２５ａを形成した第１ライナ１２１〜第５ライナ１２５を使用した場合には、いずれのライナにおいても、収率が高い値となった。

なお上述した実施例において、粉体処理装置１の回転円盤１３ａ及び分級ロータ１５ｂを同じ回転数で回転させているが、異なる回転数で回転させてもよい。

（実施の形態２）
以下本発明を実施の形態２に係る粉体処理装置１を示す図面に基づいて説明する。実施の形態２に係る粉体処理装置１の構成の内、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。図１２は、蓋１６を取り外したケーシング１１を示す平面図である。

ハンマ１３ｃの下底１３ｆに対応する面、換言すれば回転円盤１３ａの回転方向下流側の面（粉が衝突する面）に回転円盤１３ａの径方向に沿った一又は複数のハンマ溝１３ｇが形成されている。ハンマ１３ｃにハンマ溝１３ｇを形成することによって、トナーの球形化、黒鉛のタップ密度の向上を更に促進させることができる。

以下、粉体処理装置１による原料の粉体処理について、比較ハンマ１３０、及び第１ハンマ１３１〜第４ハンマ１３４それぞれを使用した場合における実施例７〜実施例１１を示す。図１３は比較ハンマ１３０を示す平面図及び側面図、図１４は第１ハンマ１３１を示す平面図及び側面図、図１５は第２ハンマ１３２を示す平面図及び側面図、図１６は第３ハンマ１３３を示す斜視図、図１７は第３ハンマ１３３を示す平面図及び側面図、図１８は第４ハンマ１３４を示す平面図及び側面図である。表２は粉体処理装置１によって粉体処理を施した粉体の粒子径（μｍ）、タップ密度（ｇ／ｃｃ）、収率（％）及びハンマ溝の数を示す表である。

粉体処理の手順は実施の形態１と同様である。なおライナ１２には、溝の数が２個の第３ライナ１２３を使用した。

実施例７では比較ハンマ１３０を使用した。図１３に示すように、比較ハンマ１３０の下底１３０ｆにハンマ溝は形成されていない。下底１３０ｆの寸法は２５ｍｍである。比較ハンマ１３０には上下に貫通したボルト孔１３０ｐが形成されており、該ボルト孔１３０ｐにボルトが挿入され、比較ハンマ１３０は回転円盤１３ａに連結されている。表２に示すように、処理された粉体の粒子径は１６．１４μｍ、タップ密度は０．９２０ｇ／ｃｃ、収率は７１．５％であった。

実施例８では第１ハンマ１３１を使用した。図１４に示すように、第１ハンマ１３１の下底１３１ｆに二つのハンマ溝１３１ｇが形成されている。下底１３１ｆの寸法は３５ｍｍである。第１ハンマ１３１の溝数は２個、溝の深さは１．６５ｍｍ、溝間ピッチは５．２ｍｍ、溝の断面の半径は２．５ｍｍである 。第１ハンマ１３１には上下に貫通したボルト孔１３１ｐが形成されており、該ボルト孔１３１ｐにボルトが挿入され、第１ハンマ１３１は回転円盤１３ａに連結されている。表２に示すように、処理された粉体の粒子径は１４．６１μｍ、タップ密度は０．９９３ｇ／ｃｃ、収率は４８．５％であった。

実施例９では第２ハンマ１３２を使用した。図１５に示すように、第２ハンマ１３２の下底１３２ｆに二つのハンマ溝１３２ｇが形成されている。下底１３２ｆの寸法は４０ｍｍである。第２ハンマ１３２の溝数は２個、溝の深さは１．６５ｍｍ、溝間ピッチは５．２ｍｍ、溝の断面の半径は２．５ｍｍである 。第２ハンマ１３２には上下に貫通したボルト孔１３２ｐが形成されており、該ボルト孔１３２ｐにボルトが挿入され、第２ハンマ１３２は回転円盤１３ａに連結されている。表２に示すように、処理された粉体の粒子径は１４．７１μｍ、タップ密度は０．９９６ｇ／ｃｃ、収率は５０．２％であった。

実施例１０では第３ハンマ１３３を使用した。図１６、図１７に示すように、第３ハンマ１３３は平面視直角台形状をなし、斜辺１３３ｆに対応する面（粉が衝突する面）が回転方向下流側に位置するように、回転円盤１３ａに取り付けられている。上下に貫通したボルト孔１３３ｐは回転円盤１３ａの中心の反対側に形成されている。斜辺１３３ｆに対応する面には、フック部１３３ｈが設けられている。フック部１３３ｈを含む斜辺１３３ｆの寸法は４０ｍｍである。第３ハンマ１３１の溝数は２個、溝の深さは０〜１．６５ｍｍ、溝間ピッチは５．６ｍｍ、溝の断面の半径は２．５ｍｍである 。

フック部１３３ｈは、斜辺１３３ｆにおけるボルト孔１３３ｐ側の端部に形成されており、回転円盤１３ａの中心に向けて湾曲している。斜辺１３３ｆに対応する面には、回転円盤１３ａの径方向に沿った二つのハンマ溝１３３ｇが形成されている。ハンマ溝１３３ｇの上下幅は、長手方向中央部からフック部１３３ｈ側の端部に向かうに従って、漸次短くなる。表２に示すように、処理された粉体の粒子径は１５．５１μｍ、タップ密度は０．９６８ｇ／ｃｃ、収率は５５．８％であった。

実施例１１では第４ハンマ１３４を使用した。図１８に示すように、第４ハンマ１３４の下底１３４ｆに回転円盤１３ａの径方向に沿った二つのハンマ溝１３４ｇが形成されている。下底１３４ｆの寸法は２５ｍｍである。第４ハンマ１３４の溝数は２個、溝の深さは１．６５ｍｍ、溝間ピッチは５．２ｍｍ、溝の断面の半径は２．５ｍｍである 。第４ハンマ１３４には上下に貫通したボルト孔１３４ｐが形成されており、該ボルト孔１３４ｐにボルトが挿入され、第４ハンマ１３４は回転円盤１３ａに連結されている。表２に示すように、処理された粉体の粒子径は１５.４５μｍ、タップ密度は１．００５ｇ／ｃｃ、収率は６３．４％であった。

ハンマ溝を形成していない比較ハンマ１３０を使用した場合に比べて、ハンマ溝１３１ｇ〜１３４ｇを形成した第１ハンマ１３１〜第４ハンマ１３４を使用した場合には、いずれのハンマにおいても、タップ密度が高い値となった。

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

１ 粉体処理装置
２ 原料供給槽
３ 熱交換器
４ 集塵機
５ ブロワ
６ 本体
７ 粉体処理部
８ 微粉除去部
９ 取出部
１１ ケーシング
１２ ライナ
１２ａ 溝
１３ 粒子制御部
１３ａ 回転円盤
１３ｂ 回転軸
１３ｃ ハンマ
１３ｄ モータ
１３ｆ 下底
１３ｇ、１３１ｇ〜１３４ｇ ハンマ溝
１３ｐ ボルト孔
１３ｑ ボルト
１４ ガイドリング
１４ａ ガイドリング支持部材
１５ 分級部
１５ａ 駆動軸（駆動部）
１５ｂ 分級ロータ
１６ 蓋
１６ａ 微粉排出管
１７ 取出口
１７ａ 開閉栓
１８ エアシリンダ
２０ 取出筒
２１ 原料供給部
２１ａ 筒状部
２１ｂ 供給口
２１ｃ スクリュー
２２ 気体導入口
３１ 製品取出用サイクロン
３２ ダンパ
１２０ 比較ライナ
１２１〜１２５ 第１ライナ〜第５ライナ
１２０ａ 縦溝
１２１ａ〜１２５ａ 溝
１３０ 比較ハンマ
１３１〜１３４ 第１ハンマ〜第４ハンマ
１３０ｆ〜１３２ｆ、１３４ｆ 下底
１３１ｇ〜１３４ｇ ハンマ溝
１３０ｐ〜１３４ｐ ボルト孔
１３３ｆ 斜辺
１３３ｈ フック部

Claims (6)

1. ケーシングと、該ケーシング内に原料を供給する原料供給部と、前記ケーシング内に設けられた回転円盤及び該回転円盤の周縁部に設けられたハンマを有し、前記ハンマの回転によって、衝撃、圧縮、摩砕又は剪断等の機械エネルギーを供給された原料に与えて処理粉体にする粉体処理部と、前記ケーシング内に設けられており、複数の羽根部を有する分級ロータ及び該分級ロータを回転駆動する駆動部を含み、前記分級ロータが回転している場合に、原料及び／又は処理粉体のうち、所定の粒径以下の微粉を選択的に通過させ、前記分級ロータを通過した微粉をケーシング内から除去する微粉除去部とを備える粉体処理装置において、
   前記回転円盤の周囲を囲む筒形をなし、周方向に延びた溝を内周面に形成したライナを備えること
   を特徴とする粉体処理装置。
2. 前記ハンマに対向する部分にて、前記ライナの内周面に前記溝が形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の粉体処理装置。
3. 前記ハンマの粉が衝突する面に、前記回転円盤の径方向に沿ったハンマ溝が形成されていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の粉体処理装置。
4. 前記粉体処理部と粉体除去部の間に配置されており、前記粉体処理部にて処理された粉体を前記微粉除去部に案内するガイドリングと、
   前記粉体処理部にて処理された粉体を取り出す取出部と
   を備え、
   前記原料供給部は、一端部に供給口が設けられた筒状部を有し、
   前記筒状部は前記ガイドリングを貫通し、前記一端部が前記ガイドリングの内側に位置していること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の粉体処理装置。
5. ケーシング内に原料を供給し、前記ケーシング内に設けられた回転円盤の周縁部に設けられたハンマの回転によって、衝撃、圧縮、摩砕又は剪断等の機械エネルギーを供給された原料に与えて処理粉体にする粉体処理を行い、処理された粉体を前記ケーシング内に設けられた複数の羽根部を有する分級ロータに案内し、前記分級ロータを回転させ、原料及び／又は処理粉体のうち、所定の粒径以下の微粉を選択的に通過させて、前記分級ロータを通過した微粉をケーシング内から除去し、処理された粉体を取り出す粉体処理方法において、
   前記回転円盤の周囲を囲む筒形をなし、周方向に延びた溝を内周面に形成したライナと前記ハンマとによって、原料に対して粉体処理を行うこと
   を特徴とする粉体処理方法。
6. 原料は黒鉛又はトナーを含むことを特徴とする請求項５に記載の粉体処理方法。

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