JP3502215B2 - 気流式分級装置 - Google Patents
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Description
関し、より詳細には、電子写真法や静電写真法等の画像
形成装置の静電潜像が現像するトナーを粗粒子と微粒子
に分級するトナー分級装置に関し、小粒径の分級手段と
して好適に応用される。
では、感光体ドラム上に画像に応じた静電潜像を形成
し、静電潜像を現像するためにトナーが使用される。最
終製品が微細粒子であることが要求される静電潜像のト
ナー製造における原料固体粒子を、粉砕及び分級して最
終製品を得るには、結着剤樹脂、着色剤(染料、顔料、
磁性体等)などの所定材料を溶融混練し、冷却して固化
させた後粉砕し分級する。電子写真トナーなどの微粒子
体を分級するためには、一般的に旋回気流を利用する気
流式分級装置が使用され、例えば、図12に示されるよ
うなディスパージョンセパレータ(DS型:ニューマチ
ック社製)が使用される。
ータ型の気流式分級装置を説明するための断面構成図で
あり、図中、1は本体ケーシング、2は下部ケーシン
グ、3はホッパー、4は分級室、5は分散室、6は分散
室流入口、7はセンターコア、8は供給溝、9はセパレ
ートコア、11は微粉排気孔、12は二次空気流入口、
15は分散室流出口である。なお、図12以外の図にお
いて、図12の場合と同様の作用をする部分には、図1
2と同じ参照番号を付すこととする。
ータ型の気流式分級装置は、上から順に分散室5、本体
ケーシング1、分級室4、さらに下部ケーシング2、ホ
ッパー3から構成されている。分散室5の上部外周壁面
に1次空気流及び粉体材料の混合流体を供給するための
分散室流入口6が接続されている。分散室5内の上部中
央には、流入した空気の一部を排出する分散室流出口1
5が設けられ、下部に中央が高い円錐状のセンターコア
7が取り付けられており、このセンターコア7の下縁外
周囲に環状の供給溝8が形成され供給溝8に通ずるセン
ターコア7の下部に分級室4を構成している。分級室4
の底部中央部には微粉排気口11を有する円錐状のセパ
レートコア9が具備されており、このセパレートコア9
の下縁外周囲には環状の粗粉排出口10が形成されてい
る。分級室4の下部周壁外周部には、二次空気流が流入
するための二次空気流入口12が具備されている。分級
室4の下部周壁外周部には、二次空気流が流入するため
の二次空気流入口12が具備されており、混合流体の旋
回速度を加速させるとともに混合流体中の粉体材料を分
散させるように構成されている。
タ型気流式分級装置の分級原理は、分級室4内において
二次空気流入口12から流入する二次空気流が粉体材料
を旋回し、旋回流として流動させる際、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。従って、最終的に分級室4
内に導入される粉体材料を良好に分散して凝集体等の混
入を防止することが分級精度の向上には不可欠な要素と
なるので、理想的には粉体材料は分散室5内に投入され
る時点で、既にある程度の分散状態にされていることが
望ましい。気流式分級装置の分散室内において凝集粒子
が分散するようにした技術として、特開平7−8916
号公報による「気流式分級機」および実開平5−396
87号公報による「粉体分級機」が開示されている。
分級機は、分散室流入口に空気圧送管を付加することで
凝集粒子の分散を狙ったもので、具体的には粉体材料と
一次空気流とを混合した混合流体を分散気流入口から円
筒状の分散室内に流入する流入方向に、一次空気の流速
を速くするための空気の供給口を分散気流入口の下流に
向け開口させた空気式分級機である。
粉体分級機は、圧送管から分散室内に流入する。粉体に
対し、圧送管に設けられた圧縮エアー供給管から圧縮エ
アーを噴出して粉体流を加速し、分散室内に流入する粉
体流に対し傾斜して設けられた破砕板に衝突させて凝集
粒子を分散させるようにしたものである。
ディスパージョンセパレータ型の気流式分流装置におい
ては、特に、目的とする粒径以下の極微粒子で構成され
る凝集物が生じる場合が多く、凝集物を極微粒子として
除去することは困難であった。粉体材料は分散室流入口
6に到達するまでの配管内、その他の経路において凝集
物を生じることが多く、従来のディスパージョンセパレ
ータ等の気流式分級装置では分散室5内でこの凝集物を
完全に解離することは非常に困難であった。その場合、
凝集物は最終製品に混入し、その結果高精度な粒径分布
の製品を得ることが難しくなると共に、凝集物はトナー
中で解離して極微粒子となって電子写真で画像を形成す
る際の画像品質を低下させる原因となる。
散室5内に導入される粉体材料中に凝集物が混入しない
ようにするために、分散室5の直前もしくは分散室5内
において形成される混合流体の新規な形成方法の提案を
することを目的とする。
材料と一次空気流との混合流体を円筒状の分散室に壁面
接線方向から導入し、分散された前記混合流体を、該分
散室の下部に連通して設けられた分級室に導入して該分
級室の周辺部から二次空気流を流入することにより、前
記混合流体を旋回し粉体材料を粗粒子と微粒子に分離す
る気流式分級装置において、前記分散室直前に位置し、
前記混合流体を導入する分散室流入口内部に、前記混合
流体の流入方向に平行で、かつ鉛直な平面に対し平行な
複数の平板を等間隔に設けたものである。
式分級装置において、前記複数の平板の間隔が、前記混
合流体の流入方向の延長線が交差する側の前記分散室の
外部壁面側に向け、間隔が順次小さくなるようにしたも
のである。
流式分級装置において、前記複数の平板の前記混合流体
の流入方向からみて下流側の端部が、前記混合流体の流
入方向の延長線が交差する側の前記分散室の外部壁面側
に向け、湾曲させたものである。
流式分級装置において、前記複数の湾曲する平板の曲率
が各々異なり、該曲率は、前記混合流体の流入方向の延
長線が交差する側の前記分散室の外部壁面側に向け、順
次小さくなるようにしたものである。
れかに記載の気流式分級装置において、前記複数の平板
の間隔に三次空気流が前記混合流体の流入方向と同一方
向に流入する構成を持つものである。
かに記載の気流式分級装置において、前記複数の平板を
該平板の面と直角な方向に加振させる構成を持つもので
ある。
れかに記載の気流式分級装置において、前記混合流体の
流入方向の延長線が前記分散室の外部壁面と交差する位
置の該分散室の壁面材質が他の位置の壁面材質とは異な
るようにしたものである。
式分級装置において、前記分散室の前記交差する位置の
壁面材質が2種類以上で構成され、その内の1種類が前
記分散室流入口から遠方に位置し、かつ他の壁面材質よ
り高硬度にしたものである。
式分級装置において、前記分散室上部中央壁を貫通開口
する筒状の分散室流出口を有し、該分散室流出口の外壁
面材質が前記分散室の前記交差する位置の壁面材質と同
一にしたものである。
流式分級装置において、前記分散室上部中央を貫通開口
する円筒状の分散室流出口の外壁面材質が該分散室の前
記交差する位置の壁面材質と同一であるようにしたもの
である。
気流式分級装置において、前記分散室の前記交差する位
置の壁面を加振する第二の加振手段を有するものであ
る。
流式分配装置における分散室の第1の実施の形態を説明
するための図であり、図1(A)は、図の矢印A−A線
断面図、図1(B)は、図1(A)に示す分散室流入口
を立体的に見た構成図であり、図中、13は平板、14
は一次空気と粉体材料の混合流体の流入方向、16は鉛
直方向、32は分散室の内部壁面である。
4で示す一次空気と粉体材料の混合流体が流れる方向に
直線で、所定の長さをもち円筒状の分散室5の外周面に
接する方向に開口しており、分散室流入口6の断面形状
は矩形である。
口6の内部に一次空気流及び粉体材料の混合流体が供給
される矢印14方向及び矢印16で示す鉛直方向の両方
を含む面から定義される平面に平行に複数の平板13が
配される。このとき複数の平板13の長さは分散室5の
円筒領域には入らない程度とし、また複数の平板13の
厚さは、矢印14の方向における断面積の合計が分散室
流入口6内部の矢印14方向における断面積の20%以
内とすることで決まる。以上の構成を持つ気流式分級装
置である。
一次空気流及び粉体材料の混合流体が矢印14方向に沿
って分散室流入口6内部を通るとき、混合流体が分散室
流入口6に到達するまでの配管内、その他の経路におい
て生じた流れの偏りが複数の平板13によって整流さ
れ、混合流体が偏流し局所的な流れの集中によって生じ
る凝集物の発生はなくなり、更に混合流体が分散室5の
内部壁面32に衝突することで流入する以前から生じて
いた凝集物を解離し、結果的に分散効率ならびに分級効
率を上昇させ全体の収率が上昇する。
る実施例を以下に示す。スチレン−アクリル強重合樹脂
85重量%とカーボンブラック15重量%の混合物をロ
ールミルにより溶融混練し、冷却固化させた後、ハンマ
ーミルにて粗粉砕した。次に、この粗粉砕物をジェット
ミルで重量平均粒子径9.0〔μm〕に微粉砕して微粉
砕物を得た。この微粉砕物を図1(A),図1(B)に
示した本発明による気流式分級装置で、混合流体の流速
25〔m/sec〕の条件で微粉分級し、重量平均粒子径9.
3〔μm〕、4〔μm〕以下の極微粒子の個数含有率
9.2%の電子写真トナーを得た。
発明による気流式分級装置における分散室の第2の実施
の形態を説明するための図であり、図中、17,18,
19は平行な平板13の間隔、20は混合流体の流入方
向14と鉛直方向とで定まる平板の配列方向である。
よる分散室5は、図1に示した分散室流入口6に配列さ
れた複数の平板13が平行等間隔であったのに対し平板
13を平行で矢印20で示す配列方向に間隔17,1
8,19をもって配列したもので、分散室5に混合流体
が流入する流入方向14の延長線が交差する例の分散室
5の外部壁面側を狭く、中央の分散室流出口側を広く
し、 間隔17<間隔18<間隔19 としたものである。
体材料の混合流体が矢印14方向に沿って分散室流入口
6内部を通るとき、混合流体が分散室流入口6に到達す
るまでの配管内、その他の経路において生じた流れの偏
りが複数の平板13によって整流される際、混合流体は
間隔17に少量のみ侵入しその結果、混合流体の流れの
集中が起こらず、従って凝集物は発生せず、また、分散
室5に入って後、分散室5の内部壁面32に衝突し凝集
物が解離され、この結果分散効率ならびに分級効率を上
昇させ全体の収率が上昇する。
よる実施例を以下に示す。スチレン−アクリル強重合樹
脂85重量%とカーボンブラック15重量%の混合物を
ロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後ハンマー
ミルにて粗粉砕した。次にこの粗粉砕物をジェットミル
にて重量平均粒子径9.0〔μm〕に微粉砕して微粉砕
物を得た。この微粉砕物を図2に示した本発明の気流式
分級装置で、混合流体の流速25〔m/sec〕の条件で微
粉分級し、重量平均粒子径9.2〔μm〕、4〔μm〕
以下に極微粒子の個数含有率8.9%の電子写真トナー
を得た。
発明による気流式分級装置における分散室流入口の第3
の実施の形態を説明するための図であり、図中、21は
湾曲部、32は分散室の内部壁面である。
た第2の実施の形態において複数の平板13の間隔1
7,18,19が各々異なる平行配列であるのに対し
て、配列間隔が異なる配列のまま、該複数の平板13の
後端が分散室5に混合流体が流入する流入方向14の延
長線が交差する側の内部壁面32に向け、各々が曲率一
定で湾曲する湾曲21が存在する気流式分級装置であ
る。図3に示した分散室流入口6では、湾曲21は平板
13の配列方向20に関して間隔17寄りに設けてあ
る。
体材料の混合流体が矢印14方向に沿って分散室流入口
6内部を通るとき、混合流体が分散室流入口6に到達す
るまでの配管内、その他の経路において生じた流れの偏
りが複数の平板13によって整流されると共に、混合流
体が複数の平板13の湾曲21によって流れの方向がこ
の場合方向20の間隔17側に曲げられ、直進して衝突
するときよりも速く分散室5の内部壁面32に衝突し凝
集物が解離され、この結果分離効率ならびに分級効率を
上昇させ全体の収率が上昇する。
よる実施例を以下に示す。スチレン−アクリル強重合樹
脂85重量%とカーボンブラック15重量%の混合物を
ロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後ハンマー
ミルにて粗粉砕した。次にこの粗粉砕物をジェットミル
にて重量平均粒子径9.0〔μm〕に微粉砕して微粉砕
物を得た。この微粉砕物を図3に示した本発明の気流式
分級装置で、混合流体の流速25〔m/sec〕の条件で微
粉分級し、重量平均粒子径9.3〔μm〕、4〔μm〕
以下に極微粒子の個数含有率8.7%の電子写真トナー
を得た。
発明による気流式分級装置における分散室流入口の第4
の実施の形態を説明するための図であり、図中、22,
23,24,25は曲率半径である。
た複数の平板13が各々曲率が一定な湾曲21を有する
のに対し、各々の平板の曲率を変えたものである。すな
わち、図4においては、複数の平板13の曲率を平板配
列方向20に関して間隔19寄りの方から分散室内壁面
32に向け順次小さくしたもので、曲率の逆数で定めら
れる曲率半径をそれぞれ曲率半径22、曲率半径23、
曲率半径24、曲率半径25とし、かつ曲率半径の大小
関係として間隔19寄りの方から分散室内壁面32に向
け、 曲率半径22<曲率半径23<曲率半径24<曲率半径
25 としている。
粉体材料の混合流体が矢印14方向に沿って分散室流入
口6内部を通るとき、混合流体が分散室流入口6に到達
するまでの配管内、その他の経路において生じた流れの
偏りが複数の平板13によって整流されると共に、平板
配列方向20に関して間隔19寄りの間隔を通過する混
合流体ほど大きい曲率(小さい曲率半径)に従って、流
れの方向が分散室5の内部壁面32に向けられ、その結
果短時間で分散室5の内部壁面32に衝突され、この結
果、凝集物が解離されて、分散効率ならびに分曲効率を
上昇させ全体の収率が上昇する。
よる実施例を以下に示す。スチレン−アクリル強重合樹
脂85重量%とカーボンブラック15重量%の混合物を
ロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後ハンマー
ミルにて粗粉砕した。次にこの粗粉砕物をジェットミル
にて重量平均粒子径9.0〔μm〕に微粉砕して微粉砕
物を得た。この微粉砕物を図4に示した本発明の気流式
分級装置で、混合流体の流速25〔m/sec〕の条件で微
粉分級し、重量平均粒子径9.2〔μm〕、4〔μm〕
以下に極微粒子の個数含有率8.5%の電子写真トナー
を得た。
発明による気流式分級装置における分散室流入口の第5
の実施の形態を説明するための図であり、図中、26は
三次空気供給手段である。
数の平板13と同様に、平板配列方向20において、分
散室の円部壁面32に対して、該円部壁面32から遠い
方から近い方の側に順次間隔が小さく曲率半径が大きく
(曲率は小さく)なっており、更に、本発明の第5の実
施の形態においては、上述の構成をもつ複数の平板13
の間隔において、混合流体が流入する矢印14方向に吹
き出し口26aを持つ三次空気流供給手段26を付加す
る構成を持つ気流式分配装置である。
粉体材料の混合流体が、矢印14方向に沿って分散室流
入口6内部を通るとき、混合流体が分散室流入口6に到
達するまでの配管内、その他の経路において生じた流れ
の偏りが複数の平板13によって整流される際、複数の
平板13の各間隔に配される三次空気流供給手段26の
吹き出し口26aから噴出される気流が各間隔内部に存
在する粉体材料を流し、この際、凝集物の解離がなされ
る。同時に、分散室5の内部壁面32に衝突し、凝集物
が解離されるため、結果的に分散効率ならびに分級効率
を上昇させ、全体の収率が上昇する。
よる実施例として以下に示す。スチレン−アクリル強重
合樹脂85重量%とカーボンブラック15重量%の混合
物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後ハン
マーミルにて粗粉砕した。次にこの粗粉砕物をジェット
ミルにて重量平均粒子径9.0〔μm〕に微粉砕して微
粉砕物を得た。この微粉砕物を図5に示した本発明の気
流式分級装置で、混合流体の流速25〔m/sec〕の条件
で微粉分級し、重量平均粒子径9.4〔μm〕、4〔μ
m〕以下の極微粒子の個数含有率8.3%の電子写真ト
ナーを得た。
発明による気流式分級装置における分散室流入口の第5
の実施の形態を説明するための図であり、図中、27は
加振手段、35は加振源、36は振動部材である。
ように、本発明の第5の実施の形態による図5に示した
分散室流入口6の構造をもった複数の平板13におい
て、平板13が配列された矢印20の方向に、複数の平
板13を同時に振動可能な加振手段27を付加した構成
を持つ気流式分級装置である。図6に示す分散室流入口
6では、1つの加振源35及び複数の平板13を同時に
接続した1つの振動部材36との組み合わせた構造が加
振手段27が設けられている。
粉体材料の混合流体が矢印14方向に沿って分散室流入
口6内部を通るとき、混合流体が分散室流入口6に到達
するまでの配管内、その他の経路において生じた流れの
偏りが複数の平板13によって整流される際、加振手段
27による複数の平板13が平板13の面と直角な矢印
20の方向に振動するため、平板13付近を流れる混合
流体中の粉体材料が振動する平板13に接触する。この
時、粉体材料中の微粉体から構成される凝集体は接触に
よる衝突で解離される。同時に、粉体材料が分散室5に
入射した後は、分散室5の内部壁面32に衝突し、凝集
物が解離されるため、結果的に分散効率ならびに分級効
率を上昇させ、全体の収率が上昇する。
よる実施例として以下に示す。スチレン−アクリル強重
合樹脂85重量%とカーボンブラック15重量%の混合
物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後ハン
マーミルにて粗粉砕した。次にこの粗粉砕物をジェット
ミルにて重量平均粒子径9.0〔μm〕に微粉砕して微
粉砕物を得た。この微粉砕物を図6に示した本発明の気
流式分級装置で、混合流体の流速25〔m/sec〕の条件
で微粉分級し、重量平均粒子径9.4〔μm〕、4〔μ
m〕以下の極微粒子の個数含有率8.2%の電子写真ト
ナーを得た。
発明による気流式分級装置における分散室の第7の実施
の形態を説明するための図であり、図中、28は壁面
材、32は分散室の内部壁面、33は円筒状の分散室5
の円筒中心に対する壁面材28の区間の中心角(単に、
中心角と記す)である。
た本発明の第6の実施の形態による平板13の加振手段
27を有する分散室流入口6を有するとともに、図7に
示した混合流体が流入する矢印14方向が分散室5の内
部壁面32と交差する位置の壁面材28の材質が内部壁
面32の壁面材質とは異なる気流式分級装置である。図
7に示す実施例では、壁面材28の材質を内部壁面32
よりも硬質とし、この壁面材28を分散室流入口6が分
散室5に接続する内部壁面32上の位置から反時計回り
に角度範囲を90度とした角度33だけ取り付けてい
る。
粉体材料の混合流体が矢印14方向に沿って分散室流入
口6内部を通るとき、混合流体が分散室流入口6に到達
するまでの配管内、その他の経路において生じた流れの
偏りが複数の平板13によって整流され、同時に分散室
5の内部壁面32に衝突し、凝集物が解離される際、そ
のほとんどが壁面材28に衝突することで、より大きな
衝撃力が得られ、一層凝集が解離される。このため、結
果的に分散効率ならびに分級効率を上昇させ、全体の収
率が上昇する。
よる実施例として以下に示す。スチレン−アクリル強重
合樹脂85重量%とカーボンブラック15重量%の混合
物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後ハン
マーミルにて粗粉砕した。次にこの粗粉砕物をジェット
ミルにて重量平均粒子径9.0〔μm〕に微粉砕して微
粉砕物を得た。この微粉砕物を図7に示した本発明の気
流式分級装置で、混合流体の流速25〔m/sec〕の条件
で微粉分級し、重量平均粒子径9.4〔μm〕、4〔μ
m〕以下の極微粒子の個数含有率8.0%の電子写真ト
ナーを得た。
発明による気流式分級装置における分散室の第8の実施
の形態を説明するための図であり、図中、28aは第1
の壁面材、29は第2の壁面材、34は第1の壁面材2
8aの中心角である。
た本発明の第7の実施の形態による壁面材28が第1の
壁面材28aと第2の壁面材29の2種類で構成され、
2種類の内の1種類の壁面材質の硬度が壁面材質の中で
最も高く、かつ分散室流入口6から最も遠方に位置する
第2の壁面材29を付加する構成を持つ気流式分級装置
である。図8に示す例では、第2の壁面材29を分散室
流入口6が分散室5に接続する第1の壁面材28aの内
部壁面上の位置32aから反時計回りに30度の角度3
4の位置を取り付け開始位置とし、そして角度34から
反時計回りに60度の位置を第2の壁面材29の取り付
け終了位置としている。
体材料の混合流体が矢印14方向に沿って分散室流入口
6内部を通るとき、混合流体が分散室流入口6に到達す
るまでの配管内、その他の経路において生じた流れの偏
りが複数の平板13によって整流され、同時に分散室5
の内部壁面32の壁面材28aに衝突し、凝集物が解離
される際、遠方からの衝突による衝撃力の低下を一層高
硬度の第2の壁面材29を付加させることで低減させ、
一層の凝集の解離を可能とさせる。このため、結果的に
分散効率ならびに分級効率を上昇させ、全体の収率が上
昇する。
よる実施例として以下に示す。スチレン−アクリル強重
合樹脂85重量%とカーボンブラック15重量%の混合
物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後ハン
マーミルにて粗粉砕した。次にこの粗粉砕物をジェット
ミルにて重量平均粒子径9.0〔μm〕に微粉砕して微
粉砕物を得た。この微粉砕物を図8に示した本発明の気
流式分級装置で、混合流体の流速25〔m/sec〕の条件
で微粉分級し、重量平均粒子径9.4〔μm〕、4〔μ
m〕以下の極微粒子の個数含有率7.9%の電子写真ト
ナーを得た。
発明による気流式分級装置における分散室の第9の実施
の形態を説明するための図であり、図中、28bは第3
の壁面部材である。図9に示した分散室5は、図7に示
した本発明の第7の実施の形態による分散室5におい
て、混合流体が流入する矢印14方向の延長線が分散室
5の内壁面32に交差する位置に角度33で示す90°
の角度範囲に設けられた壁面材28の他に、分散室流出
口15の外部に第3の壁面部材28bを設け、第3の壁
面部材28bの材料を壁面28の材料と等しい構成を持
つ気流式分級装置である。図9に示す実施例では、第3
の壁面部材28bを分散室流出口16の外部壁面全面に
取り付けている。
体材料の混合流体が矢印14方向に沿って分散室流入口
6内部を通るとき、混合流体が分散室流入口6に到達す
るまでの配管内、その他の経路において生じた流れの偏
りが複数の平板13によって整流され、同時に分散室5
の内部壁面32の壁面部材28に衝突し、凝集物が解離
される際、内部壁面32による混合流体の反射流が分散
室流出口15の外部壁第3の壁面部材28bの面上に再
衝突し、凝集物は一層解離され、結果的に分散効率なら
びに分級効率を上昇させ、全体の収率が上昇する。
よる実施例として以下に示す。スチレン−アクリル強重
合樹脂85重量%とカーボンブラック15重量%の混合
物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後ハン
マーミルにて粗粉砕した。次にこの粗粉砕物をジェット
ミルにて重量平均粒子径9.0〔μm〕に微粉砕して微
粉砕物を得た。この微粉砕物を図9に示した本発明の気
流式分級装置で、混合流体の流速25〔m/sec〕の条件
で微粉分級し、重量平均粒子径9.4〔μm〕、4〔μ
m〕以下の極微粒子の個数含有率7.7%の電子写真ト
ナーを得た。
は、本発明による気流式分級装置における分散室の第1
0の実施の形態を説明するための図であり、図中、30
は四次空気流供給手段である。図10に示した分散室5
は、図7に示した混合流体が流入する矢印14方向の延
長線が分散室5の内壁面32に交差する位置に壁面材2
8を設けた分散室5において、壁面材質28付近に吹き
出し口を有する四次空気流供給手段30を付加する構成
を持つ気流式分級装置である。図10に示す例では、壁
面材質28の両端の位置に配され、かつ壁面材質28上
に向けた空気の吹き出し口30a,30bを有する四次
空気流供給手段30を取り付けている。
粉体材料の混合流体が矢印14方向に沿って分散室流入
口6内部を通るとき、混合流体が分散室流入口6に到達
するまでの配管内、その他の経路において生じた流れの
偏りが複数の平板13によって整流され、同時に分散室
5の内部壁面32の壁面材28に衝突し、凝集物が解離
される際、壁面材質28上の四次空気流供給手段30に
よる空気吹き出し口30a,30bから壁面部28に向
けて噴出する空気流により、混合流体の壁面材質28上
の粉体材料の固着あるいは凝集が無くなり、結果的に分
散効率ならびに分級効率を上昇させ、全体の収率が上昇
する。
態による実施例として以下に示す。スチレン−アクリル
強重合樹脂85重量%とカーボンブラック15重量%の
混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後
ハンマーミルにて粗粉砕した。次にこの粗粉砕物をジェ
ットミルにて重量平均粒子径9.0〔μm〕に微粉砕し
て微粉砕物を得た。この微粉砕物を図10に示した本発
明の気流式分級装置で、混合流体の流速25〔m/sec〕
の条件で微粉分級し、重量平均粒子径9.4〔μm〕、
4〔μm〕以下の極微粒子の個数含有率7.5%の電子
写真トナーを得た。
は、本発明による気流式分級装置における分散室の第1
1の実施の形態を説明するための図であり、図中、31
は二次加振手段である。図10に示した分散室5が、壁
面部28に向けて空気吹き出し口30a,30bから空
気を噴出する四次空気流供給手段30を設けているが、
図11に示した分散室5は、これに加えて、分散室5の
内部の壁面部28から分散室流出口15の方向に振動可
能な二次加振手段31を備えた構成を持つ気流式分級装
置である。
粉体材料の混合流体が矢印14方向に沿って分散室流入
口6内部を通るとき、混合流体が分散室流入口6に到達
するまでの配管内、その他の経路において生じた流れの
偏りが複数の平板13によって整流され、同時に分散室
5の内部壁面32の壁面材28に衝突し、凝集物が解離
される際、二次加振手段31による壁面部28の面と直
角な方向の振動により混合流体の壁面材質28上の固着
あるいは凝集が無くなり、結果的に分散効率ならびに分
級効率を上昇させ、全体の収率が上昇する。
態による実施例として以下に示す。スチレン−アクリル
強重合樹脂85重量%とカーボンブラック15重量%の
混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化させた後
ハンマーミルにて粗粉砕した。次にこの粗粉砕物をジェ
ットミルにて重量平均粒子径9.0〔μm〕に微粉砕し
て微粉砕物を得た。この微粉砕物を図11に示した本発
明の気流式分級装置で、混合流体の流速25〔m/sec〕
の条件で微粉分級し、重量平均粒子径9.4〔μm〕、
4〔μm〕以下の極微粒子の個数含有率7.4%の電子
写真トナーを得た。
入する二次空気流が粉体材料を旋回させ旋回流とした
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分級原理を用いる気
流式分級装置では、分散室流入口より導入される一次空
気流及び粉体材料の混合流体に関して、分散室において
は粉体材料の凝集を解離させ、あるいは凝集物の生成を
抑制させることで、分級室内への凝集物の混入を防ぐ必
要がある。
合流体を円筒状の分散室に壁面接線方向から導入し、分
散された前記混合流体を、該分散室の下部に連通して設
けられた分級室に導入して該分級室の周辺部から二次空
気流を流入することにより、前記混合流体を旋回し粉体
材料を粗粒子と微粒子に分離する気流式分級装置におい
て、前記分散室直前に位置し、前記混合流体を導入する
分散室流入口内部に、前記混合流体の流入方向に平行
で、かつ鉛直な平面に対し平行な複数の平板を等間隔に
設けたので、分散室に入る前の分散室流入口内部に複数
の平板で混合流体を整流させることにより、凝集物の生
成を抑制し、かつ分散室内部においては、整流された流
れが分散室壁面に衝突するために、粉体材料の凝集を効
率的に解離させることができ、分散及び分級の高効率化
が図れる。
の間隔が、前記混合流体の流入方向の延長線が交差する
側の前記分散室の外部壁面側に向け、間隔が順次小さく
なるようにしたので、混合流体の局所的な流れの偏りが
無くなり、分散室壁面に衝突することで、粉体材料の凝
集を効率的に解離させることができ、分散及び分級の高
効率化が図れる。
板の前記混合流体の流入方向からみて下流側の端部が、
前記混合流体の流入方向の延長線が交差する側の前記分
散室の外部壁面側に向け、前記分散室の外部壁面側に向
け湾曲させたので、請求項2に記載の気流式分級装置の
効果に加えて、複数の平板の間隔が異なる平板の後端が
湾曲していることにより、一層短時間に混合流体を分散
室壁面に衝突させることが可能となり、その結果、粉体
材料の凝集を効率的に解離させることができ、分散及び
分級の高効率化が図れる。
曲する平板の曲率が各々異なり、該曲率は、前記混合流
体の流入方向の延長線が交差する側の前記分散室の外部
壁面側に向け、順次小さくなるようにしたので、請求項
3に記載の気流式分級装置の効果に加えて、いずれの平
板の間隔を通る混合流体をも全て一層短時間に分散室壁
面に衝突させることが可能となり、その結果、粉体材料
の凝集を効率的に解離させることができ、分散及び分級
の高効率化が図れる。
板の間隔に三次空気流が前記混合流体の流入方向と同一
方向に流入する構成を持つようにしたので、請求項1乃
至4の何れかに記載の気流式分級装置の効果に加えて、
平板の間に、三次空気流を備えることで、一層の凝集の
生成を抑制でき、分散及び分級の高効率化が図れる。
を該平板の面と直角な方向な方向に加振する第一の加振
手段を有するので、請求項1乃至5の何れかに記載の気
流式分級装置の効果に加えて、平板に加振手段を設けて
平板を振動させる分だけ一層の凝集の生成を抑制でき、
分散及び分級の高効率化が図れる。
の流入方向の延長線が前記分散室の外部壁面と交差する
位置の該分散室の壁面材質が他の位置の壁面材質とは異
なるようにしたので、請求項1乃至6の何れかに記載の
気流式分級装置の効果に加えて、分散室壁面の衝突の際
の衝撃力が増加され、粉体材料の凝集を効率的に解離さ
せることができ、分散及び分級の高効率化が図れる。
記交差する位置の壁面材質が2種類以上で構成され、そ
の内の1種類が前記分散室流入口から遠方に位置し、か
つ他の壁面材質より高硬度にしたので、請求項1乃至7
の何れかに記載の気流式分級装置の効果に加えて、混合
流体が分散室内で衝突するまでの距離が長く、一層の衝
撃力を必要とする場合でも、その場合は、一層の高硬度
の壁面材質を用いて衝撃力を高めさせることが可能とな
り、結果的に粉体材料の凝集を効率的に解離させること
ができ、分散及び分級の高効率化が図れる。
中央壁を貫通開口する筒状の分散室流出口を有し、該分
散室流出口の外壁面材質が前記分散室の前記交差する位
置の壁面材質と同一であるようにしたので、請求項7に
記載の気流式分級装置の効果に加えて、混合流体が分散
室内で壁面に衝突し反射した粉体材料が分散室流出口の
外部壁面により高い衝撃力を持つ再衝突することにより
一層粉体材料の凝集を効果的に解離させることができ、
分散及び分級の高効率化が図れる。
前記交差する位置の前記壁面上に向け四次空気流が流入
する四次空気流入手段を有するので、請求項7に記載の
気流式分級装置の効果に加えて、混合流体が分散室内の
壁面に衝突した時、その壁面上に固着あるいは凝集する
のを抑制し、一層粉体材料の凝集を効果的に解離させる
ことができ、分散及び分級の高効率化が図れる。
前記交差する位置の壁面を加振する第二の加振手段を有
するので、請求項10に記載の気流式分級装置の効果に
加えて、混合流体が分散室内の壁面に衝突した時、壁面
振動により粉体材料が壁面上に固着あるいは凝集するの
を抑制し、一層粉体材料の凝集を効果的に解離させるこ
とができ、分散及び分級の高効率化が図れる。
の第1の実施の形態を説明するための図である。
の第2の実施の形態を説明するための図である。
流入口の第3の実施の形態を説明するための図である。
流入口の第4の実施の形態を説明するための図である。
流入口の第5の実施の形態を説明するための図である。
流入口の第5の実施の形態を説明するための図である。
流入口の第7の実施の形態を説明するための図である。
流入口の第8の実施の形態を説明するための図である。
流入口の第9の実施の形態を説明するための図である。
室流入口の第10の実施の形態を説明するための図であ
る。
室流入口の第11の実施の形態を説明するための図であ
る。
流式分級装置を説明するための構成図である。
ー、4…分配室、5…分散室、6…分散室流入口、7…
センターコア、8…供給溝、9…セパレートコア、11
…微分排気孔、12…二次空気流入口、17,18,1
9…平行な平板の間隔、20…混合流体の流入方向と鉛
直方向とで定まる平板の配列方向、21…湾曲部、2
2,23,24,25…曲率半径、、26…三次空気供
給手段、27…加振手段、28…壁面材、28a…第1
の壁面材、28b…第3の壁面部材、29…第2の壁面
材、30…四次空気流供給手段、31…二次加振手段、
32…分散室の内部壁面、33…円筒状分散室5の円筒
中心に対する壁面衝区間の中心角、34…第1の壁面材
の中心角、35…加振源、36…振動部材。
Claims (11)
- 【請求項1】 粉体材料と一次空気流との混合流体を円
筒状の分散室に壁面接線方向から導入し、分散された前
記混合流体を、該分散室の下部に連通して設けられた分
級室に導入して該分級室の周辺部から二次空気流を流入
することにより、前記混合流体を旋回し粉体材料を粗粒
子と微粒子に分離する気流式分級装置において、前記分
散室直前に位置し、前記混合流体を導入する分散室流入
口内部に、前記混合流体の流入方向に平行で、かつ鉛直
な平面に対し平行な複数の平板を等間隔に設けることを
特徴とする気流式分級装置。 - 【請求項2】 前記複数の平板の間隔が、前記混合流体
の流入方向の延長線が交差する側の前記分散室の外部壁
面側に向け、間隔が順次小さくなることを特徴とする請
求項1に記載の気流式分級装置。 - 【請求項3】 前記複数の平板の前記混合流体の流入方
向からみて下流側の端部が、前記混合流体の流入方向の
延長線が交差する側の前記分散室の外部壁面側に向け、
湾曲することを特徴とする請求項2に記載の気流式分級
装置。 - 【請求項4】 前記複数の湾曲する平板の曲率が各々異
なり、該曲率は、前記混合流体の流入方向の延長線が交
差する側の前記分散室の外部壁面側に向け、順次小さく
なることを特徴とする請求項3に記載の気流式分級装
置。 - 【請求項5】 前記複数の平板の間隔に三次空気流が前
記混合流体の流入方向と同一方向に流入する構成を持つ
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の気流
式分級装置。 - 【請求項6】 前記複数の平板を該平板の面と直角な方
向に加振する第一の加振手段を有することを特徴とする
請求項1乃至5の何れかに記載の気流式分級装置。 - 【請求項7】 前記混合流体の流入方向の延長線が前記
分散室の外部壁面と交差する位置の該分散室の壁面材質
が他の位置の壁面材質とは異なることを特徴とする請求
項1乃至6の何れかに記載の気流式分級装置。 - 【請求項8】 前記分散室の前記交差する位置の壁面材
質が2種類以上で構成され、その内の1種類が前記分散
室流入口から遠方に位置し、かつ他の壁面材質より高硬
度であることを特徴とする請求項7に記載の気流式分級
装置。 - 【請求項9】 前記分散室上部中央壁を貫通開口する筒
状の分散室流出口を有し、該分散室流出口の外壁面材質
が前記分散室の前記交差する位置の壁面材質と同一であ
ることを特徴とする請求項7に記載の気流式分級装置。 - 【請求項10】 前記分散室の前記交差する位置の前記
壁面上に向け四次空気流が流入する四次空気流入手段を
有することを特徴とする請求項7に記載の気流式分級装
置。 - 【請求項11】 前記分散室の前記交差する位置の壁面
を加振する第二の加振手段を有することを特徴とする請
求項10に記載の気流式分級装置。
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---|---|---|---|
JP03461296A JP3502215B2 (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | 気流式分級装置 |
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JPH09225407A JPH09225407A (ja) | 1997-09-02 |
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ID=12419204
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JP03461296A Expired - Fee Related JP3502215B2 (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | 気流式分級装置 |
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JP (1) | JP3502215B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
JP5656689B2 (ja) * | 2011-03-02 | 2015-01-21 | 株式会社日清製粉グループ本社 | サイクロン型粉体分級装置 |
JP6248718B2 (ja) * | 2014-03-13 | 2017-12-20 | 宇部興産機械株式会社 | 竪型粉砕機 |
-
1996
- 1996-02-22 JP JP03461296A patent/JP3502215B2/ja not_active Expired - Fee Related
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