JP4805473B2 - Fine grinding device and powder product manufacturing system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真用のトナーや粉体塗料等を製造するために用いられる微粉砕装置及びこれを用いた粉体製品製造システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般的なトナーの製造システムでは、まず、複数の原料をそれぞれ所定量ずつ計量してミキサーによって混合し、得られた混合物を二軸押し出し式混練機等で溶融させながら混練し、冷却装置で冷却固化させる。次いで、この固形物をハンマミル等で1mm前後の大きさに粗粉砕し、さらに微粉砕装置で50μm以下に微粉砕する。そして、この粉砕物をセパレータで粒度分級して所定粒度未満の微粉を除去した後、外添剤を添加し、ふるいにかけて製品を得る。
【0003】
図8は微粉砕工程に用いる従来の微粉砕装置の一例を示す断面図、図9は図8のA−A線断面図である。これらの図において、101はケーシングで、円筒状の本体101aと、その上面に取り付けられた蓋体101bとから成っている。本体101aと蓋体101bとにより粉砕室120が形成されている。本体101aの側面下方部にはエアー入口102が設けられ、蓋体101bには原料投入口103と出口104が設けられている。また、本体101aの下面中央部には回転軸取り付け用の穴105が形成されていて、この穴105には軸受け106を介して第1の回転軸107とその内側に位置する第2の回転軸108とが同軸状に取り付けられている。
【0004】
第1の回転軸107と第2の回転軸108の下端には、それぞれプーリ109、110が装着されており、これらはベルト(不図示)を介してモータ(不図示)に連結されている。また、第1の回転軸107の上部には粉砕ロータ111が取り付けられ、第2の回転軸108の上端には分級ロータ112が取り付けられている。粉砕ロータ111は、円盤113と、その上面周縁部に沿って取り付けられた多数のリブ状のプレート114とから成っている。このプレート114上にはリング状のハンマー115が一体的に形成されており、その外周部には全周にわたって多数の凹凸状の粉砕刃116が形成されている。このハンマー115の外周面に対向するようにケーシング101の内周面にはライナ117が固定されており、このライナ117の内周面には全周にわたって多数の凹凸状の粉砕刃118が形成されている。
【0005】
原料投入口103から投入された原料は回転するハンマー115とライナ117の間で粉砕され、エアー入口102から流入したエアーとともに上昇し、分級ロータ112によって、出口104を介して外部に排出されるものと、ハンマー115の内側を通って円盤113上に落ちるものとに粒度分級される。後者のものはプレート114間に形成された循環通路119を通ってハンマー115とライナ117の間に流入し、再粉砕される。出口104から排出されたものは別の分級機(不図示)により粒度分級され、所定粒度以上のものが製品となり、所定粒度未満のものは集塵機に捕集される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の微粉砕装置においては、出口104から排出されない原料の一部が粉砕室120の内周面に沿って旋回し、旋回流を形成する。その旋回流の量は時間の経過に従って増加してゆき、何らかの要因(例えば、出口104を介して外部から供給される空気圧)により一気に粉砕ロータ111上に落下する。これによって、粉砕ロータ111に多大な負荷がかかり、脈動が生じるという問題点があった。
【0007】
また、上述したようなハンマーとライナの間で原料を粉砕するようにした微粉砕装置は、気流式粉砕装置のようにコンプレッサーを使用しないため、消費動力が少ないという利点があるが、気流式粉砕装置に比べてトナーの球形度が高くなる傾向がある。現行の電子写真式画像形成装置(複写機やレーザープリンタ等)は、気流式粉砕装置を用いて製造されたトナーの形状に合わせて設計されているものが多く、上述した微粉砕装置を用いて製造されたトナーが適合しにくいという問題点が有った。
【0008】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、粉砕ロータに多大な負荷が加わるのを防止し、安定して駆動できるようにした微粉砕装置及びこれを用いた粉体製品製造システムを提供することにある。
【0009】
また、本発明の他の目的は、消費動力が少なく、かつ現行の電子写真式画像形成装置に適合した粉体製品を製造できるようにした粉体製品製造システムを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、発明は、粉砕室と、この粉砕室の内部に回転自在に設けられた粉砕ロータと、この粉砕ロータの外周部との間に間隙を存して固定配置され前記粉砕ロータとにより原料を粉砕するライナと、前記粉砕ロータの上方に配置され前記粉砕ロータ及びライナにより粉砕されて上方にもたらされた原料のうち所定粒度以下のものを前記粉砕室の外部に排出する分級ロータと、前記分級ロータによって排出されない原料を前記間隙の下方にもたらすための循環通路とを備えた微粉砕装置において、前記分級ロータによって排出されない原料が前記粉砕室の内面に沿って旋回するのを阻止する旋回阻止手段を前記粉砕ロータの上方に設け、前記旋回阻止手段は平板状で、前記粉砕室の内周面と上面に跨った状態で、垂直かつ前記粉砕室の内方に向けて突出するように取り付けられ、前記旋回阻止手段の下端は、前記分級ロータの下端よりも上にあることを特徴とするものである。
【0012】
また、前旋回阻止手段が前記粉砕室に着脱自在であることを特徴としている。
【0013】
また、前回阻止手段が前記粉砕室の複数箇所に着脱自在であることを特徴としている。
【0014】
また、前記粉砕ロータの外周部に、鉛直方向に延びる多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記ライナにおける前記粉砕ロータとの対向面に、鉛直方向に延びる多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されていることを特徴としている。
【0015】
また、前記粉砕ロータの外周部に、多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記多数の溝は、前記粉砕ロータの回転に伴って原料を上方に導くように前記粉砕ロータの回転方向に対して所定角度傾斜していることを特徴としている。
【0016】
また、前記ライナにおける前記粉砕ロータとの対向面に、多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記多数の溝は、前記粉砕ロータの回転に伴って原料を上方に導くように前記粉砕ロータの回転方向に対して所定角度傾斜していることを特徴としている。
【0017】
また、前記粉砕室を冷却する冷却手段を設けたことを特徴としている。
【0018】
また、前記冷却手段が、前記粉砕室を囲むように配置され、内部に冷却媒体を循環させるように形成されたものであることを特徴としている。
【0019】
また、前記冷却手段は、冷却温度を調節できるように構成されたことを特徴としている。
【0020】
また、所定の粒度範囲内に分布し、加熱により溶融する粉体製品の製造システムであって、原料を溶融させながら混練する混練手段と、該混練手段で得られた混練物を冷却固化させる冷却手段と、該冷却手段で得られた固形物を粗粉砕する第1の粉砕手段と、該第1の粉砕手段で得られた粉砕物を微粉砕する第2の粉砕手段と、該第2の粉砕手段で得られた粉砕物を粒度分級して所定粒度未満の微粉を除去する分級手段と、を含むものにおいて、前記第2の粉砕手段が上記のいずれかに記載の微粉砕装置から成ることを特徴としている。
【0021】
また、前記第2の粉砕手段が、前記微粉砕装置で得られた粉砕物を粉砕する気流式粉砕装置を含んでおり、原料を前記微粉砕装置で製品粒度近くまで粉砕した後、前記気流式粉砕装置で製品粒度に粉砕するようにしたことを特徴としている。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態である微粉砕装置の断面図、図2は図1の微粉砕装置のライナの一部の斜視図である。本実施形態の微粉砕装置は、トナーの製造システムに組み込んで使用されるものである。
【0023】
図1において、1はケーシングで、二段円筒状に形成され、大径部1aと、その上面に同軸状に取り付けられた小径部1bとから成っている。大径部1aの内部は粉砕室2、小径部1bの内部は分級室3となっている。大径部1aの側面下方部には筒状のエアー入口4が設けられ、側面上方部には原料投入口5が設けられている。また、小径部1bの側面上方部には側方に突出した筒状の出口6が設けられている。また、大径部1aの下面中央部には穴7が形成されていて、この穴7には軸受け8を介して回転軸9が取り付けられている。
【0024】
回転軸9の下端にはプーリ10が装着されており、このプーリ10はベルト(不図示)を介してモータ(不図示)に連結されている。また、回転軸9の上部には粉砕ロータ11が装着されている。粉砕ロータ11は、円盤12と、その上面周縁部に沿って取り付けられた多数のリブ状のプレート13とから成っている。このプレート13上にはリング状のハンマー14が一体的に形成されており、その外周部には全周にわたって凹凸状の粉砕刃14aが形成されている。この粉砕刃14aは、所定のピッチをおいて刻設された鉛直方向に延びる多数の直線状の溝により形成されている。
【0025】
ハンマー14の外周面に対向するように粉砕室3の内周面にはライナ16が固定されており、このライナ16の内周面には全周にわたって凹凸状の粉砕刃16aが形成されている。図2に示す如く、この粉砕刃16aは所定のピッチをおいて刻設された多数の直線状の溝により形成されており、これらの溝は粉砕ロータ11の回転方向(矢印方向)に対して所定角度傾斜している。これにより、粉砕ロータ11の回転に伴って原料が粉砕刃16aの溝に沿って上方へ導かれるため、原料がライナ16とハンマー14の間に滞留する時間を短くすることができ、原料が溶融するのを防ぐことができる。なお、粉砕刃16aを構成する溝を鉛直方向に延びるように形成し、粉砕刃14aを構成する溝を上記のように傾斜させるようにしてもよい。また、粉砕刃14a、16aの溝をそれぞれ傾斜させるようにしてもよく、それぞれ鉛直方向に延びるように形成してもよい。
【0026】
小径部1bの上面中央部には穴17が形成されていて、この穴17には軸受け18を介して回転軸19が取り付けられている。回転軸19の上端にはプーリ20が装着されており、このプーリ20はベルト(不図示)を介してモータ(不図示)に連結されている。また、回転軸19の下端には分級ロータ21が装着されている。分級ロータ21は、中央部に上方に向けて延びる軸部22が形成された円盤状の底壁23と、底壁23に対して上方に間隔をおいて配置されたリング状の頂壁24と、軸部22の周囲に一定の角度間隔をおいて配置され、底壁23と頂壁24の周縁部間を連結する複数個の羽根25とから成っている。
【0027】
粉砕室2の内部の上方にはベーン26が設けられている。このベーン26は平板状のもので、粉砕室2の内周面と上面の間に跨った状態で、垂直かつ粉砕室2の内方に向けて突出するように取り付けられている。このベーン26は1個であっても複数個であってもよいが、複数個の場合には、粉砕室2の内周方向に一定の角度間隔をおいて設けるようにするのが好ましい。
【0028】
粉砕室2の周囲には、粉砕室2を冷却するためのジャケット27、28を設けてある。このジャケット27内へは、別に設けたタンク(不図示)から冷媒が循環供給される。すなわち、上部に設けた入口27a、28aから流入した冷媒は粉砕室2内部の空気と熱交換し、下部に設けた出口27b、28bから流出する。このジャケット27、28と、上述した粉砕刃16aの形状とにより、原料が溶融するのを防止している。
【0029】
原料投入口5から冷風とともに投入された原料は回転するハンマー14とライナ16の間で粉砕され、エアー入口4から流入したエアーとともに上昇し、分級ロータ21によって、出口6を介して外部に排出されるものと、ハンマー14の内側を通って円盤12上に落ちるものとに粒度分級される。後者のものはプレート13間に形成された循環通路29を通ってハンマー14とライナ16の間に流入し、再粉砕される。出口6から排出されたものは別の分級機により粒度分級され、所定粒度以上のものが製品となり、所定粒度未満のものは集塵機に捕集される。
【0030】
なお、出口6から排出されない原料の一部は、分級ロータ21で遠心力が与えられ、粉砕室2の内周面に沿って周方向に流れようとするが、ベーン26に衝突して落下するため、粉砕室2の内周面に沿って原料の旋回流が形成されることがない。したがって、粉砕ロータ11上に大量の原料が一気に落下することがなく、粉砕ロータ11の脈動を防止することができるため、粉砕ロータ11の安定した駆動が可能となる。
【0031】
分級ロータ21によって排出される粉砕物の平均粒径はベーン26の有無によって異なり、ベーン26が有る場合の方が分級ロータ21によって排出される粉砕物の平均粒径が大きくなる。これは、ベーン26が有ると粉砕ロータ11を安定して駆動することができるため、原料に加えられる粉砕処理の回数を少なくすることができ、微粉が生じにくいからであると考えられる。
【0032】
また、粉砕刃14a、16aを形成する溝のピッチが小さくなるほど微粉砕装置の単位投入エネルギー当たりの処理能力が向上する。なお、ピッチが小さくなるほど粉砕刃14a、16aが摩耗しやすくなるため、ピッチは0.5〜10mm程度であるのが好ましい。
【0033】
また、粉砕ロータ11とライナ16の間の間隙が小さくなるほど微粉砕装置の単位投入エネルギー当たりの処理能力が向上する。なお、間隙が小さくなるほど粉砕刃14a、16aが摩耗しやすくなるため、間隙は0.1〜2.0mm程度であるのが好ましい。
【0034】
また、粉砕ロータ11の周速が大きくなるほど微粉砕装置の単位投入エネルギー当たりの処理能力が向上する。なお、粉砕ロータ11の周速が大きくなるほど粉砕刃14a、16aの摩耗が生じ易くなり、粉砕物中の鉄の含有量が増加するため、粉砕ロータ11の周速は150m/sec以上で200m/secを超えないのが好ましい。
【0035】
また、原料とともに粉砕室2内に投入される冷風の温度が低くなるほど微粉砕装置の処理能力が向上する。これは、冷風の温度が低くなるほど原料が脆くなり、割れ易くなるからである。また、冷風の温度が低くなるほど微粉の発生量が低くなる。これは、原料が割れ易くなるため、原料に加えられる粉砕処理の回数が減り、微粉が生じにくくなるからであると考えられる。
【0036】
本発明の微粉砕装置を用いたシステムと、図3に示すような従来の気流式微粉砕装置を用いたシステムとの処理能力を比較した場合、本発明の微粉砕装置を用いたシステムの方が処理能力が2倍以上高く、粉砕品の平均粒径が大きくなるほどその差が大きくなることが判っている。
【0037】
図3に示す気流式粉砕装置は、原料供給管201を介して粉砕室202内に供給された原料が、機体の側面に取り付けられた複数個のノズル203から機内の一点に向けて噴出されているジェット気流によって加速され、粒子相互の衝突によって粉砕され、粉砕された原料は上昇気流に乗り、分級ロータ204によって所定粒度以下の粉体が排出管205を介して排出されるように構成されている。なお、所定粒度を超える粉体は降下して再粉砕される。このような気流式粉砕装置としては、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ミル(商品名)を挙げることができる。
【0038】
また、この気流式粉砕装置と本発明の微粉砕装置ついて、微粉の発生量(原料に対する重量%)、製品収率(原料に対する製品の重量%)を比較したところ、本発明の微粉砕装置の方が微粉の発生量が少なく、製品収率が良好であった。
【0039】
なお、本発明の微粉砕装置と組み合わせる分級機は特に限定されないが、例えば、図4、5に示すような分級機を用いることができる。図4に示すものでは、分級空気供給管619を介して分級空気室616内に供給された空気が案内羽根環605に形成された間隙を介して分級空間612内に噴出し、分級羽根環608に形成された間隙を介して、回転している分級ロータ602内部に流れ込む。一方、投入口615を介して投入された粉体は分級ロータ602の分配円板606によって全周方向に分散し、分級空間612内に流れ込む。分級空間612内に流れ込んだ粉体が分級空間612内を落下する間に、所定粒度未満の粉体は分級空気流に乗って分級ロータ602内部に流れ込み、分級空気流とともに軸方向下方に変向され、カバー円板607に形成された貫通孔610を介して分級ロータ支持部材604に流れ込み、間隔ウエブ625に形成された間隙を介して排出室617内部に流れ込む。そして、この粉体は、排出管620を介して外部に排出される。一方、所定粒度以上の粉体は分級空間612内で分級空気流に乗らず、重力によって分級空間612内を降下し、排出室618によって受け止められる。そして、この粉体は排出管621を介して外部に排出される。
【0040】
なお、601はケーシング、603は分級ロータ支持部材604を介して分級ロータ602を回転させる駆動軸、627は分級空間612内部における被分級物の滞留時間と凝集を制御するための螺旋状の渦巻部材、628は分級ロータ602とともに回転し排出室618内部の粉体を流動化させるための部材、629はケーシング601と分級ロータ602の間の間隙に洗浄用空気を導入するための空気通路、630は排出室618内部の粉体が分級空間612内に逆流するのを防止するための押さえリングである。このような分級機としては、例えば、ホソカワミクロン株式会社製のTSPセパレータ(商品名)を挙げることができる。
【0041】
また、図5に示すものでは、粉体及び一次空気が原料供給管501を介して機内に供給され、粉体は流動室502内で撹拌分散されて凝集がほぐされ、単一粒子化される。そして、粉体は上昇気流に乗って分級室503内に流入し、分級ロータ504によって所定粒度未満の粉体のみが分級選別され、これが排出管505を介して機外に排出される。一方、所定粒度以上の粉体は壁面に沿って降下して機内下部に貯留され、ロータリーバルブ506を介して機外に排出される。なお、507は二次空気供給管、508は分級ロータ504を回転させるモータである。このような分級機としては、例えば、ホソカワミクロン株式会社製のターボプレックス(商品名)を挙げることができる。
【0042】
なお、これらの分級機以外では、例えば、日本ニューマチック工業株式会社製のディスパージョンセパレータ(商品名)、日鉄鉱業株式会社製のエルボージェット(商品名)、日清エンジニアリング株式会社製のターボクラッシファイア(商品名)等を用いることもできる。また、その他の分級機を用いてもよい。
【0043】
ところで、従来技術の項でも述べたように、回転するハンマーとライナの間で原料を粉砕するようにした微粉砕装置で得られる粉体の球形度は気流式粉砕装置で得られる粉体の球形度よりも大きく、その差が大きいと現行の電子写真式画像形成装置に適合しない場合が有る。粉体の球形度を小さくする方法としては、原料が微粉砕装置内に滞留する時間を短くすることが挙げられる。すなわち、トナーの原料は熱可性樹脂であるため、滞留時間が長くなると溶融して角が丸くなり、球形度が大きくなるからである。
【0044】
粉体の滞留時間を短くするには、粉砕効率を向上し、一回の粉砕処理で外部に排出される粉体の量を多くすればよい。本発明のようにベーン26を設けることによって粉砕ロータ11を安定して駆動することができるようになるため、粉砕効率が向上し、粉体の滞留時間を短くすることができる。なお、ベーン26を粉砕室2に着脱自在にしておき、ベーン26を取り外すか、形状や大きさが異なる他のベーンと交換することにより、粉体の球形度をコントロールすることができる。なお、粉砕室2の複数箇所にベーンを着脱自在にしておくことにより、粉体の球形度をさらに細かくコントロールすることができる。
【0045】
また、原料の温度を低くすると原料が脆くなるため、粉砕時の破断面が粗くなり、球形度が小さくなる。本実施形態のように冷却ジャケット27、28を設けることによって粉砕室2内部が冷却されるため、原料の温度を低くすることができる。なお、冷却ジャケット27、28に供給される冷媒の量や温度を調節できるようにすることで、粉砕室2内の温度を調節することができるため、粉体の球形度をコントロールすることができる。上述した気流式粉砕装置で得られる粉体の球形度の平均が0.93であるのに対し、本実施形態の微粉砕装置で得られる粉体の球形度の平均は0.95となっている。
【0046】
本発明の微粉砕装置で粉体の球形度をさらに小さくする方法としては、ハンマー14とライナ16の間の間隙の大きさを小さくする、粉砕刃14aや粉砕刃16aを形成する溝のピッチを小さくする、粉砕ロータ11の高さを高くする(粉砕空間の高さを大きくする)、等が挙げられる。
【0047】
また、より確実に粉体の球形度を小さくする方法としては、本発明の微粉砕装置と気流式粉砕装置を組み合わせて用いることが考えられる。すなわち、本発明の微粉砕装置で原料を製品粒度の近くにまで粉砕し、この粉砕物を気流式粉砕装置で製品粒度に粉砕する。この場合、本発明の微粉砕装置で得られる粉体の粒度をできるだけ製品粒度に近づけた方が気流式粉砕装置の負担を少なくすることができ、消費動力をより少なくすることができるが、本発明の微粉砕装置で原料を細かく粉砕しすぎると所望の球形度が得られにくくなる。実験の結果、本発明の微粉砕装置で製品粒度の1.5倍程度にまで粉砕しておくと、好ましい結果が得られることが判っている。
【0048】
また、本発明のような、ハンマとライナの間で原料を粉砕する粉砕手段と分級ロータとを組み合わせた微粉砕装置で原料の処理能力を大幅に向上するためには、装置を大きくすることが必要となるが、この場合、単に分級ロータを大きくしてその周速を同じにすると、粒子に作用する遠心力は小さくなるため分級精度が低下し、排出される粉体中に含まれる微粉の割合が増加するという問題点が有る。そこで、分級ロータを複数個設けるようにすれば、分級精度を低下させることなく、大量の原料を処理することが可能となる。
【0049】
図6はそのような微粉砕装置の一例を示す断面図、図7は図6の要部拡大図である。なお、図1の微粉砕装置と対応する部分には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略してある。図6に示すように、この装置では、粉砕ロータ11の上方に垂直方向に延びる粉体排出管30が設けられており、その下端部の外周面には、四つの管状の吸入口31が周方向に90゜の角度間隔をおいて設けられている。各吸入口31はそれぞれ水平方向に突出している。
【0050】
各吸入口31の先端面に対向するように、横向きに配置された分級ロータ21が設けられており、各分級ロータ21のリング状の頂壁24の外面が吸入孔31の先端部31a(図7参照)に対向している。また、粉体排出管30の外周面上にはエアシール形成管32が同軸状に設けられている。このエアシール形成管32の上端部には複数個の空気入口32aが設けられており、各空気入口32aはそれぞれ圧縮空気供給管33を介してコンプレッサ(不図示)に連通接続されている。
【0051】
また、エアシール形成管32の下端部には、四つの管状の空気出口32bが周方向に90゜の角度間隔をおいて設けられている。各空気出口32bはそれぞれ水平方向に突出し、吸入孔31の外側において吸入孔31と同軸状に位置している。各空気出口32bの先端部32c(図7参照)は頂壁24の外面に対向しており、先端部32cと頂壁24の間に形成される空隙Gの幅は、吸入孔31の先端部31aと頂壁24の間に形成される空隙G’の幅よりも大きくなっている。なお、34はモータで、その回転軸にはプーリ35が取り付けられ、このプーリ35は、分級ロータ21の回転軸19の後端部に取り付けられたプーリ20にベルト36を介して連結されている。
【0052】
この微粉砕装置では、ハンマ14とライナ16の間で粉砕されて粉砕室2の上方にもたらされた原料が四つの分級ロータ21によって粒度分級され、所定粒度以下のものが各吸入口31を介して粉体排出管30内に流入し、粉体排出管30の上端の開口部30aを介して外部に排出される。なお、エアシール形成管32の内部には各圧縮空気供給管33を介して圧縮空気が供給されており、この圧縮空気は空隙Gを介してエアシール形成管32の外部に流出するため、空隙Gからエアシール形成管32の内部に原料等が流入することがない。これによって、分級ロータ21を通らない原料が吸入孔31に流入するのを防いでいる。
【0053】
このように、分級ロータを複数個設けることによって、装置を大きくしても分級精度が低下することがないので、排出される粉体中に含まれる微粉の割合が増加することがない。なお、この装置では、粉砕室内にベーンが設けられていないが、本願発明のように粉砕室内にベーンが設けられた微粉砕装置についても、同様に構成すると同様の効果を得ることができる。
【0054】
なお、本発明はトナー以外の粉体製品(例えば粉体塗料等)にも適用することができる。
また、その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上述した実施形態に種々の変形を施すことができる。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の微粉砕装置は、分級ロータによって排出されない原料が粉砕室の内面に沿って旋回するのを阻止する旋回阻止手段を粉砕ロータの上方に設けたことにより、粉砕ロータ上に大量の原料が落下して粉砕ロータに多大な負荷が加わるのを防止することができるので、粉砕ロータを安定して駆動することができる。
【0056】
また、請求項3の微粉砕装置によれば、原料の旋回を阻止する部材を粉砕室から取り外したり、他の部材に交換することにより、粉砕物の品質をコントロールすることができる。
【0057】
また、請求項4の微粉砕装置によれば、原料の旋回を阻止する部材を粉砕室の複数箇所に着脱自在としたことにより、粉砕物の品質をさらに細かくコントロールすることができる。
【0058】
また、請求項6、7の微粉砕装置によれば、粉砕ロータとライナの間に原料が滞留する時間を短くすることができるため、原料が溶融しにくくなり、所望の品質の製品が得られ易くなる。
【0059】
また、請求項8の微粉砕装置によれば、粉砕室を冷却する冷却手段を設けたことにより、原料が溶融しにくくなるとともに粉砕し易くなり、所望の品質の製品が得られ易くなる。
【0060】
また、請求項10の微粉砕装置によれば、冷却手段が冷却温度を調節することができるように構成されたことにより、粉砕物の品質をコントロールすることができる。
【0061】
また、請求項12の粉体製品製造システムによれば、球形度の小さい粉体製品を効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態である微粉砕装置の断面図。
【図2】 図1の微粉砕装置のライナの一部の斜視図。
【図3】 気流式粉砕装置の一例を示す断面図。
【図4】 本発明の微粉砕装置と組み合わせる分級機の一例を示す断面図。
【図5】 本発明の微粉砕装置と組み合わせる分級機の一例を示す断面図。
【図6】 分級ロータを複数個備えた微粉砕装置の一例を示す断面図。
【図7】 図6の要部拡大図。
【図8】 従来の微粉砕装置の一例を示す断面図。
【図9】 図8のA−A線断面図。
【符号の説明】
2 粉砕室
11 粉砕ロータ
16 ライナ
21 分級ロータ
26 ベーン(旋回阻止手段)
29 循環通路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pulverizing apparatus used for manufacturing toner for electrophotography, powder coating, and the like, and a powder product manufacturing system using the same.
[0002]
[Prior art]
In a general toner manufacturing system, a plurality of raw materials are weighed in predetermined amounts and mixed by a mixer, and the resulting mixture is kneaded while being melted by a twin screw extruder or the like, and cooled by a cooling device. Solidify. Next, the solid is roughly pulverized to a size of about 1 mm with a hammer mill or the like, and further pulverized to 50 μm or less with a fine pulverizer. And after grind | pulverizing this pulverized material with a separator and removing the fine powder below a predetermined particle size, an external additive is added and sieved to obtain a product.
[0003]
8 is a cross-sectional view showing an example of a conventional pulverizing apparatus used in the pulverizing step, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In these drawings, reference numeral 101 denotes a casing, which includes a cylindrical main body 101a and a lid 101b attached to the upper surface thereof. A crushing chamber 120 is formed by the main body 101a and the lid body 101b. An air inlet 102 is provided in the lower part of the side surface of the main body 101a, and a raw material inlet 103 and an outlet 104 are provided in the lid 101b. Further, a hole 105 for attaching a rotating shaft is formed at the center of the lower surface of the main body 101a. The hole 105 has a first rotating shaft 107 and a second rotating shaft positioned inside the hole 105 through a bearing 106. 108 is attached coaxially.
[0004]
Pulleys 109 and 110 are attached to lower ends of the first rotating shaft 107 and the second rotating shaft 108, respectively, and these are connected to a motor (not shown) via a belt (not shown). A crushing rotor 111 is attached to the upper part of the first rotating shaft 107, and a classification rotor 112 is attached to the upper end of the second rotating shaft 108. The grinding rotor 111 is composed of a disk 113 and a large number of rib-like plates 114 attached along the peripheral edge of the upper surface thereof. A ring-shaped hammer 115 is integrally formed on the plate 114, and a large number of concave and convex crushing blades 116 are formed on the entire outer periphery thereof. A liner 117 is fixed to the inner peripheral surface of the casing 101 so as to face the outer peripheral surface of the hammer 115, and a large number of concave and convex crushing blades 118 are formed on the inner peripheral surface of the liner 117 over the entire periphery. ing.
[0005]
The raw material input from the raw material input port 103 is pulverized between the rotating hammer 115 and the liner 117, rises with the air flowing in from the air inlet 102, and is discharged to the outside by the classification rotor 112 through the outlet 104. Then, the particle size is classified into those falling on the disk 113 through the inside of the hammer 115. The latter flows between the hammer 115 and the liner 117 through a circulation passage 119 formed between the plates 114 and is pulverized again. What is discharged from the outlet 104 is classified by another classifier (not shown), and a product having a predetermined particle size or more becomes a product, and a product having a particle size less than the predetermined particle is collected by a dust collector.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional pulverizing apparatus as described above, a part of the raw material that is not discharged from the outlet 104 swirls along the inner peripheral surface of the pulverizing chamber 120 to form a swirling flow. The amount of the swirling flow increases as time passes, and falls on the grinding rotor 111 at a stroke due to some factor (for example, air pressure supplied from the outside via the outlet 104). As a result, there is a problem that a great load is applied to the grinding rotor 111 and pulsation occurs.
[0007]
In addition, the fine pulverization apparatus that pulverizes the raw material between the hammer and the liner as described above does not use a compressor unlike the airflow type pulverization apparatus, and has the advantage of less power consumption. The sphericity of the toner tends to be higher than that of the apparatus. Many current electrophotographic image forming apparatuses (such as copiers and laser printers) are designed according to the shape of toner manufactured using an airflow pulverizer, and the above-described pulverizer is used. There was a problem that the manufactured toner was difficult to fit.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to use a pulverizing apparatus and a pulverizing apparatus which can prevent a great load from being applied to the pulverizing rotor and can be driven stably. It is to provide a powder product manufacturing system.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a powder product manufacturing system that can manufacture a powder product that consumes less power and is compatible with current electrophotographic image forming apparatuses.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned purpose, Book The invention pulverizes the raw material by the crushing rotor, the crushing rotor that is rotatably provided inside the crushing chamber, and the crushing rotor that is fixedly disposed with a gap between the outer periphery of the crushing rotor. A classification rotor that is disposed above the pulverization rotor and that discharges raw materials pulverized by the pulverization rotor and the liner and having a predetermined particle size or less to the outside of the pulverization chamber; and the classification rotor A pulverizing apparatus including a circulation passage for bringing the raw material not discharged by the lower part of the gap, swirl prevention means for preventing the raw material not discharged by the classification rotor from swirling along the inner surface of the pulverizing chamber. Provided above the grinding rotor The swirl prevention means is flat and is attached so as to protrude vertically and inward of the crushing chamber in a state straddling the inner peripheral surface and the upper surface of the crushing chamber. , Above the lower end of the classification rotor It is characterized by this.
[0012]
Also ,in front Record Rotation prevention means Is characterized by being detachable from the grinding chamber.
[0013]
Also ,in front Record Times prevention means Is detachable at a plurality of locations in the crushing chamber.
[0014]
Also ,in front An uneven pulverizing blade is formed on the outer peripheral portion of the pulverizing rotor by engraving a large number of linear grooves extending in the vertical direction at a predetermined pitch, and is provided on a surface of the liner facing the pulverizing rotor. An uneven crushing blade is formed by forming a large number of linear grooves extending in the vertical direction at a predetermined pitch.
[0015]
Also ,in front An uneven pulverizing blade formed by engraving a large number of linear grooves at a predetermined pitch is formed on the outer peripheral portion of the pulverizing rotor, and the large number of grooves are formed by the rotation of the pulverizing rotor. It is characterized in that it is inclined at a predetermined angle with respect to the rotation direction of the grinding rotor so as to guide the steel upward.
[0016]
Also ,in front An uneven crushing blade is formed on a surface of the liner facing the crushing rotor by engraving a large number of linear grooves at a predetermined pitch, and the plurality of grooves are rotated by the crushing rotor. Accordingly, the material is inclined at a predetermined angle with respect to the rotation direction of the grinding rotor so as to guide the raw material upward.
[0017]
Also ,in front A cooling means for cooling the grinding chamber is provided.
[0018]
Further, the cooling means is arranged so as to surround the pulverization chamber and is formed so as to circulate a cooling medium therein.
[0019]
Also ,in front The cooling means is configured to be able to adjust the cooling temperature.
[0020]
Also , Place A powder product manufacturing system that is distributed within a predetermined particle size range and melted by heating, kneading means for kneading while melting the raw material, and cooling means for cooling and solidifying the kneaded product obtained by the kneading means, A first pulverizing means for coarsely pulverizing the solid material obtained by the cooling means, a second pulverizing means for finely pulverizing the pulverized material obtained by the first pulverizing means, and the second pulverizing means. And classifying means for removing fine powder having a particle size less than a predetermined particle size by classifying the pulverized product obtained in step (b), wherein the second pulverizing means comprises: the above It comprises the pulverization apparatus described in any of the above.
[0021]
Also ,in front The second pulverizing means includes an airflow pulverizer that pulverizes the pulverized product obtained by the fine pulverizer, and after the raw material is pulverized to near the product particle size by the fine pulverizer, the airflow pulverizer It is characterized by being pulverized to product particle size.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a pulverizing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a part of a liner of the pulverizing apparatus of FIG. The fine pulverizing apparatus of this embodiment is used by being incorporated in a toner manufacturing system.
[0023]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a casing, which is formed in a two-stage cylindrical shape, and includes a large-diameter portion 1a and a small-diameter portion 1b that is coaxially attached to the upper surface thereof. The inside of the large diameter portion 1a is a crushing chamber 2, and the inside of the small diameter portion 1b is a classification chamber 3. A cylindrical air inlet 4 is provided in the lower part of the side surface of the large-diameter part 1a, and a raw material inlet 5 is provided in the upper part of the side surface. Moreover, the cylindrical exit 6 which protruded to the side is provided in the side surface upper part of the small diameter part 1b. Further, a hole 7 is formed at the center of the lower surface of the large diameter portion 1 a, and a rotating shaft 9 is attached to the hole 7 via a bearing 8.
[0024]
A pulley 10 is attached to the lower end of the rotary shaft 9, and the pulley 10 is connected to a motor (not shown) via a belt (not shown). A crushing rotor 11 is attached to the upper part of the rotating shaft 9. The crushing rotor 11 includes a disk 12 and a large number of rib-like plates 13 attached along the peripheral edge of the upper surface thereof. A ring-shaped hammer 14 is integrally formed on the plate 13, and an uneven crushing blade 14 a is formed on the entire outer periphery thereof. The crushing blade 14a is formed by a large number of linear grooves that are cut at a predetermined pitch and extend in the vertical direction.
[0025]
A liner 16 is fixed to the inner peripheral surface of the crushing chamber 3 so as to face the outer peripheral surface of the hammer 14, and an uneven crushing blade 16a is formed on the inner peripheral surface of the liner 16 over the entire periphery. . As shown in FIG. 2, the pulverizing blade 16a is formed by a large number of linear grooves engraved at a predetermined pitch, and these grooves are in the rotational direction (arrow direction) of the pulverizing rotor 11. It is inclined at a predetermined angle. Accordingly, since the raw material is guided upward along the groove of the pulverizing blade 16a as the pulverizing rotor 11 rotates, the time during which the raw material stays between the liner 16 and the hammer 14 can be shortened, and the raw material is melted. Can be prevented. In addition, the groove | channel which comprises the crushing blade 16a may be formed so that it may extend in a perpendicular direction, and the groove | channel which comprises the crushing blade 14a may be made to incline as mentioned above. Further, the grooves of the crushing blades 14a and 16a may be inclined, and may be formed so as to extend in the vertical direction.
[0026]
A hole 17 is formed at the center of the upper surface of the small diameter portion 1 b, and a rotating shaft 19 is attached to the hole 17 via a bearing 18. A pulley 20 is attached to the upper end of the rotating shaft 19, and the pulley 20 is connected to a motor (not shown) via a belt (not shown). A classification rotor 21 is attached to the lower end of the rotating shaft 19. The classifying rotor 21 includes a disc-shaped bottom wall 23 having a shaft portion 22 extending upward at the center, and a ring-shaped top wall 24 disposed at an interval above the bottom wall 23. , Which are arranged around the shaft portion 22 at a predetermined angular interval, and are composed of a plurality of blades 25 connecting the peripheral portions of the bottom wall 23 and the top wall 24.
[0027]
A vane 26 is provided above the inside of the crushing chamber 2. The vane 26 has a flat plate shape, and is attached so as to project vertically and inward toward the inside of the crushing chamber 2 while straddling between the inner peripheral surface and the upper surface of the crushing chamber 2. There may be one or a plurality of vanes 26. In the case of a plurality of vanes 26, it is preferable to provide them at a constant angular interval in the inner peripheral direction of the crushing chamber 2.
[0028]
Around the pulverization chamber 2, jackets 27 and 28 for cooling the pulverization chamber 2 are provided. A refrigerant is circulated and supplied into the jacket 27 from a tank (not shown) provided separately. That is, the refrigerant flowing from the inlets 27a and 28a provided at the upper part exchanges heat with the air inside the crushing chamber 2, and flows out from the outlets 27b and 28b provided at the lower part. The jackets 27 and 28 and the shape of the grinding blade 16a described above prevent the raw material from melting.
[0029]
The raw material charged together with the cold air from the raw material charging port 5 is crushed between the rotating hammer 14 and the liner 16, rises with the air flowing in from the air inlet 4, and is discharged to the outside by the classification rotor 21 through the outlet 6. And those that fall on the disk 12 through the inside of the hammer 14. The latter flows between the hammer 14 and the liner 16 through a circulation passage 29 formed between the plates 13 and is reground. What is discharged from the outlet 6 is classified by another classifier, and products having a predetermined particle size or more become products, and those having a particle size less than the predetermined particle size are collected by a dust collector.
[0030]
A part of the raw material that is not discharged from the outlet 6 is given centrifugal force by the classification rotor 21 and tries to flow in the circumferential direction along the inner peripheral surface of the crushing chamber 2, but it collides with the vane 26 and falls. Therefore, a swirling flow of the raw material is not formed along the inner peripheral surface of the crushing chamber 2. Therefore, a large amount of raw material does not fall on the grinding rotor 11 at a stretch, and the pulsation of the grinding rotor 11 can be prevented, so that the grinding rotor 11 can be driven stably.
[0031]
The average particle size of the pulverized material discharged by the classification rotor 21 varies depending on the presence or absence of the vane 26. When the vane 26 is present, the average particle size of the pulverized material discharged by the classification rotor 21 is larger. This is considered to be because if the vane 26 is present, the pulverization rotor 11 can be driven stably, so that the number of pulverization processes added to the raw material can be reduced and fine powder is hardly generated.
[0032]
Further, as the pitch of the grooves forming the grinding blades 14a and 16a is reduced, the processing capacity per unit input energy of the fine grinding device is improved. In addition, since the grinding | pulverization blades 14a and 16a become easy to wear out so that a pitch becomes small, it is preferable that a pitch is about 0.5-10 mm.
[0033]
Further, as the gap between the grinding rotor 11 and the liner 16 becomes smaller, the processing capacity per unit input energy of the fine grinding device is improved. In addition, since the grinding | pulverization blades 14a and 16a become easy to wear out so that a clearance gap becomes small, it is preferable that a clearance gap is about 0.1-2.0 mm.
[0034]
Further, as the peripheral speed of the grinding rotor 11 is increased, the processing capacity per unit input energy of the fine grinding device is improved. As the peripheral speed of the crushing rotor 11 increases, the crushing blades 14a and 16a are more easily worn and the iron content in the pulverized product increases. Therefore, the peripheral speed of the crushing rotor 11 is 150 m / sec or more and 200 m / sec. Preferably it does not exceed sec.
[0035]
Further, as the temperature of the cold air introduced into the pulverizing chamber 2 together with the raw material becomes lower, the processing capacity of the pulverizing apparatus is improved. This is because the lower the temperature of the cold air, the more the raw material becomes brittle and more easily cracked. Moreover, the amount of fine powder generated decreases as the temperature of the cold air decreases. This is considered to be because the raw material is easily cracked, so that the number of pulverization treatments added to the raw material is reduced, and fine powder is hardly generated.
[0036]
When comparing the processing capacity of the system using the pulverizing apparatus of the present invention and the system using the conventional airflow pulverizing apparatus as shown in FIG. 3, the system using the pulverizing apparatus of the present invention is better. It has been found that the difference increases as the processing capacity is more than twice as high and the average particle size of the pulverized product increases.
[0037]
In the airflow type pulverization apparatus shown in FIG. 3, the raw material supplied into the pulverization chamber 202 via the raw material supply pipe 201 is ejected from a plurality of nozzles 203 attached to the side surface of the machine body toward one point in the machine. The crushed raw material is accelerated by the jet stream, and is pulverized by the collision between the particles. The crushed raw material rides on the rising air stream, and the classifying rotor 204 discharges the powder having a predetermined particle size or less through the discharge pipe 205. Yes. In addition, the powder exceeding a predetermined particle size descends and is pulverized again. Examples of such an airflow type pulverizer include a counter jet mill (trade name) manufactured by Hosokawa Micron Corporation.
[0038]
In addition, when the airflow pulverizer and the fine pulverizer of the present invention were compared in terms of the amount of fine powder generated (% by weight relative to the raw material) and product yield (% by weight of the product relative to the raw material), However, the amount of fine powder generated was smaller and the product yield was better.
[0039]
In addition, the classifier combined with the pulverizing apparatus of the present invention is not particularly limited, but for example, a classifier as shown in FIGS. 4 and 5 can be used. In the example shown in FIG. 4, the air supplied into the classification air chamber 616 through the classification air supply pipe 619 is ejected into the classification space 612 through the gap formed in the guide blade ring 605, and the classification blade ring 608. Then, the air flows into the rotating classification rotor 602 through the gap formed in the above. On the other hand, the powder introduced through the inlet 615 is dispersed in the entire circumferential direction by the distribution disk 606 of the classification rotor 602 and flows into the classification space 612. While the powder that has flowed into the classification space 612 falls in the classification space 612, the powder having a particle size less than a predetermined size rides on the classification air flow and flows into the classification rotor 602, and turns downward in the axial direction together with the classification air flow. Then, the air flows into the classification rotor support member 604 through the through hole 610 formed in the cover disk 607 and flows into the discharge chamber 617 through the gap formed in the interval web 625. Then, the powder is discharged to the outside through the discharge pipe 620. On the other hand, the powder having a predetermined particle size or more does not get on the classification air flow in the classification space 612, falls in the classification space 612 by gravity, and is received by the discharge chamber 618. Then, this powder is discharged to the outside through the discharge pipe 621.
[0040]
Reference numeral 601 denotes a casing, reference numeral 603 denotes a drive shaft that rotates the classification rotor 602 via the classification rotor support member 604, and reference numeral 627 denotes a spiral spiral member for controlling the residence time and aggregation of the classified objects in the classification space 612. , 628 is a member for rotating with the classifying rotor 602 to fluidize the powder in the discharge chamber 618, 629 is an air passage for introducing cleaning air into the gap between the casing 601 and the classifying rotor 602, This is a pressing ring for preventing the powder inside the discharge chamber 618 from flowing back into the classification space 612. An example of such a classifier is a TSP separator (trade name) manufactured by Hosokawa Micron Corporation.
[0041]
In the case shown in FIG. 5, the powder and primary air are supplied into the machine via the raw material supply pipe 501 and the powder is stirred and dispersed in the fluid chamber 502 to loosen the aggregates and become a single particle. . Then, the powder rides in the ascending air current and flows into the classification chamber 503, and the classification rotor 504 classifies and sorts only the powder having a particle size less than a predetermined particle size, and the powder is discharged out of the apparatus via the discharge pipe 505. On the other hand, powder having a predetermined particle size or more descends along the wall surface and is stored in the lower part of the machine, and is discharged outside the machine through the rotary valve 506. Reference numeral 507 denotes a secondary air supply pipe, and reference numeral 508 denotes a motor that rotates the classification rotor 504. An example of such a classifier is Turboplex (trade name) manufactured by Hosokawa Micron Corporation.
[0042]
In addition to these classifiers, for example, a dispersion separator (trade name) manufactured by Nippon Pneumatic Industrial Co., Ltd., an elbow jet (trade name) manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd., and a turbo classy manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd. A fire (trade name) or the like can also be used. Moreover, you may use another classifier.
[0043]
By the way, as described in the section of the prior art, the sphericity of the powder obtained by the fine pulverization apparatus in which the raw material is pulverized between the rotating hammer and the liner is the sphericity of the powder obtained by the airflow type pulverization apparatus. If the difference is larger than this, the current electrophotographic image forming apparatus may not be suitable. As a method for reducing the sphericity of the powder, it is possible to shorten the time during which the raw material stays in the pulverizer. That is, since the raw material of the toner is a thermosetting resin, when the residence time is long, the toner melts and rounds the corners, thereby increasing the sphericity.
[0044]
In order to shorten the residence time of the powder, it is only necessary to improve the pulverization efficiency and increase the amount of powder discharged to the outside by one pulverization process. By providing the vane 26 as in the present invention, the pulverization rotor 11 can be driven stably, so that the pulverization efficiency is improved and the residence time of the powder can be shortened. The sphericity of the powder can be controlled by leaving the vane 26 detachable from the crushing chamber 2 and removing the vane 26 or replacing it with another vane having a different shape or size. Note that the sphericity of the powder can be controlled more finely by making the vanes detachable at a plurality of locations in the crushing chamber 2.
[0045]
Further, if the temperature of the raw material is lowered, the raw material becomes brittle, so that the fracture surface during pulverization becomes rough and the sphericity becomes small. Since the inside of the crushing chamber 2 is cooled by providing the cooling jackets 27 and 28 as in this embodiment, the temperature of the raw material can be lowered. In addition, since the temperature in the crushing chamber 2 can be adjusted by making it possible to adjust the amount and temperature of the refrigerant supplied to the cooling jackets 27 and 28, the sphericity of the powder can be controlled. . The average sphericity of the powder obtained by the above-described airflow pulverizer is 0.93, whereas the average sphericity of the powder obtained by the fine pulverizer of this embodiment is 0.95. Yes.
[0046]
As a method of further reducing the sphericity of the powder with the fine pulverizing apparatus of the present invention, the pitch of the grooves forming the pulverizing blade 14a and the pulverizing blade 16a, which reduces the size of the gap between the hammer 14 and the liner 16, is used. For example, the height of the crushing rotor 11 is increased (the height of the crushing space is increased).
[0047]
Further, as a method for more reliably reducing the sphericity of the powder, it is conceivable to use a combination of the fine pulverizer of the present invention and the airflow pulverizer. That is, the raw material is pulverized to near the product particle size by the fine pulverizer of the present invention, and the pulverized product is pulverized to the product particle size by the airflow pulverizer. In this case, it is possible to reduce the burden on the airflow type pulverizer by reducing the particle size of the powder obtained by the fine pulverizer of the present invention as close as possible to the product particle size, and the power consumption can be reduced. If the raw material is too finely pulverized by the fine pulverizing apparatus of the invention, it becomes difficult to obtain a desired sphericity. As a result of experiments, it has been found that preferable results can be obtained by crushing to about 1.5 times the product particle size with the fine crushing apparatus of the present invention.
[0048]
In order to significantly improve the processing capacity of the raw material with a fine pulverizing apparatus combining a pulverizing means and a classification rotor for pulverizing the raw material between a hammer and a liner as in the present invention, the apparatus must be enlarged. However, in this case, if the classification rotor is simply enlarged and its peripheral speed is the same, the centrifugal force acting on the particles will be reduced, so the classification accuracy will be reduced, and the fine powder contained in the discharged powder will be reduced. There is a problem that the ratio increases. Therefore, if a plurality of classification rotors are provided, a large amount of raw materials can be processed without lowering the classification accuracy.
[0049]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of such a pulverizing apparatus, and FIG. 7 is an enlarged view of a main part of FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part corresponding to the pulverization apparatus of FIG. 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 6, in this apparatus, a powder discharge pipe 30 extending in the vertical direction is provided above the grinding rotor 11, and four tubular suction ports 31 are provided on the outer peripheral surface of the lower end portion thereof. It is provided at an angular interval of 90 ° in the direction. Each suction port 31 protrudes in the horizontal direction.
[0050]
A classifying rotor 21 is provided so as to face the front end surface of each suction port 31, and the outer surface of the ring-shaped top wall 24 of each classifying rotor 21 is the front end portion 31 a (see FIG. 7). An air seal forming tube 32 is coaxially provided on the outer peripheral surface of the powder discharge tube 30. A plurality of air inlets 32 a are provided at the upper end of the air seal forming pipe 32, and each air inlet 32 a is connected to a compressor (not shown) through a compressed air supply pipe 33.
[0051]
Further, four tubular air outlets 32b are provided at the lower end portion of the air seal forming pipe 32 at an angular interval of 90 ° in the circumferential direction. Each air outlet 32 b protrudes in the horizontal direction and is positioned coaxially with the suction hole 31 outside the suction hole 31. The front end portion 32c (see FIG. 7) of each air outlet 32b faces the outer surface of the top wall 24, and the width of the gap G formed between the front end portion 32c and the top wall 24 is the front end portion of the suction hole 31. It is larger than the width of the gap G ′ formed between 31 a and the top wall 24. Reference numeral 34 denotes a motor, and a pulley 35 is attached to the rotating shaft thereof. The pulley 35 is connected to a pulley 20 attached to the rear end portion of the rotating shaft 19 of the classifying rotor 21 via a belt 36. .
[0052]
In this fine pulverizing apparatus, the raw material crushed between the hammer 14 and the liner 16 and brought to the upper side of the pulverizing chamber 2 is classified by the four classifying rotors 21, and those having a predetermined particle size or less pass through the suction ports 31. The powder flows into the powder discharge pipe 30 and is discharged to the outside through the opening 30 a at the upper end of the powder discharge pipe 30. Note that compressed air is supplied to the inside of the air seal forming pipe 32 via each compressed air supply pipe 33, and this compressed air flows out of the air seal forming pipe 32 via the gap G. The raw material or the like does not flow into the air seal forming tube 32. This prevents the raw material that does not pass through the classification rotor 21 from flowing into the suction hole 31.
[0053]
In this way, by providing a plurality of classification rotors, the classification accuracy does not decrease even if the apparatus is enlarged, so the proportion of fine powder contained in the discharged powder does not increase. In this apparatus, no vane is provided in the pulverization chamber. However, the same effect can be obtained with a fine pulverization apparatus in which the vane is provided in the pulverization chamber as in the present invention.
[0054]
The present invention can also be applied to powder products other than toner (for example, powder paint).
In addition, various modifications can be made to the above-described embodiment without departing from the scope of the present invention.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, the fine pulverization apparatus of the present invention is provided with the swirl prevention means for preventing the raw material not discharged by the classification rotor from swirling along the inner surface of the pulverization chamber. Therefore, it is possible to prevent a large amount of raw material from dropping and applying a great load to the grinding rotor, so that the grinding rotor can be driven stably.
[0056]
According to the pulverizing apparatus of the third aspect, the quality of the pulverized product can be controlled by removing the member that prevents the rotation of the raw material from the pulverizing chamber or replacing it with another member.
[0057]
Further, according to the fine pulverizing apparatus of the fourth aspect, the quality of the pulverized product can be controlled more finely by making the member for preventing the rotation of the raw material detachable at a plurality of locations in the pulverizing chamber.
[0058]
Further, according to the pulverizing apparatus of claims 6 and 7, since the time during which the raw material stays between the pulverizing rotor and the liner can be shortened, the raw material becomes difficult to melt and a product of desired quality can be obtained. It becomes easy.
[0059]
According to the fine pulverizing apparatus of the eighth aspect, since the cooling means for cooling the pulverizing chamber is provided, the raw material becomes difficult to be melted and easily pulverized, so that a product having a desired quality can be easily obtained.
[0060]
According to the pulverizing apparatus of the tenth aspect, the quality of the pulverized product can be controlled by configuring the cooling means to be able to adjust the cooling temperature.
[0061]
In addition, according to the powder product manufacturing system of the twelfth aspect, a powder product having a small sphericity can be efficiently manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a pulverizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a part of the liner of the pulverizing apparatus of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of an airflow type pulverizer.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a classifier combined with the pulverizing apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a classifier combined with the pulverizing apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a pulverizing apparatus including a plurality of classification rotors.
FIG. 7 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a conventional pulverizing apparatus.
9 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
[Explanation of symbols]
2 Crushing chamber
11 Grinding rotor
16 liner
21 classification rotor
26 Vane (turning prevention means)
29 Circulation passage

Claims (11)

粉砕室と、
この粉砕室の内部に回転自在に設けられた粉砕ロータと、
この粉砕ロータの外周部との間に間隙を存して固定配置され前記粉砕ロータとにより原料を粉砕するライナと、
前記粉砕ロータの上方に配置され前記粉砕ロータ及びライナにより粉砕されて上方にもたらされた原料のうち所定粒度以下のものを前記粉砕室の外部に排出する分級ロータと、
前記分級ロータによって排出されない原料を前記間隙の下方にもたらすための循環通路とを備えた微粉砕装置において、
前記分級ロータによって排出されない原料が前記粉砕室の内面に沿って旋回するのを阻止する旋回阻止手段を前記粉砕ロータの上方に設け
前記旋回阻止手段は平板状で、前記粉砕室の内周面と上面に跨った状態で、垂直かつ前記粉砕室の内方に向けて突出するように取り付けられ、
前記旋回阻止手段の下端は、前記分級ロータの下端よりも上にある
ことを特徴とする微粉砕装置。
A grinding chamber;
A crushing rotor provided rotatably in the crushing chamber;
A liner that is fixedly disposed with a gap between the outer periphery of the crushing rotor and crushes the raw material with the crushing rotor;
A classification rotor disposed above the crushing rotor and discharging the raw material crushed by the crushing rotor and the liner and having a predetermined particle size or less out of the crushing chamber;
In a pulverizing apparatus comprising a circulation passage for bringing the raw material not discharged by the classification rotor below the gap,
A swirl prevention means is provided above the crushing rotor for preventing the raw material not discharged by the classification rotor from swirling along the inner surface of the crushing chamber ,
The swirl prevention means is a flat plate, and is attached so as to protrude vertically and inward of the crushing chamber in a state straddling the inner peripheral surface and the upper surface of the crushing chamber,
The fine pulverizing apparatus , wherein a lower end of the swirl prevention means is above a lower end of the classification rotor .
前記旋回阻止手段が前記粉砕室に着脱自在であることを特徴とする請求項に記載の微粉砕装置。2. The fine pulverization apparatus according to claim 1 , wherein the swirl prevention means is detachable from the pulverization chamber. 前記旋回阻止手段が前記粉砕室の複数箇所に着脱自在であることを特徴とする請求項に記載の微粉砕装置。2. The fine pulverizing apparatus according to claim 1 , wherein the swirl prevention means is detachable at a plurality of locations in the pulverization chamber. 前記粉砕ロータの外周部に、鉛直方向に延びる多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記ライナにおける前記粉砕ロータとの対向面に、鉛直方向に延びる多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されていることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の微粉砕装置。An uneven crushing blade is formed on the outer peripheral portion of the crushing rotor by engraving a large number of linear grooves extending in the vertical direction at a predetermined pitch, and the liner is opposed to the crushing rotor. , according to any one of claims 1 to 3, characterized in that uneven grinding blade formed by engraving a number of straight grooves extending in the vertical direction at a predetermined pitch is formed fine Crushing equipment. 前記粉砕ロータの外周部に、多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記多数の溝は、前記粉砕ロータの回転に伴って原料を上方に導くように前記粉砕ロータの回転方向に対して所定角度傾斜していることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の微粉砕装置。A concavo-convex pulverizing blade is formed on the outer peripheral portion of the pulverizing rotor by engraving a large number of linear grooves at a predetermined pitch. pulverizing apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is inclined at a predetermined angle with respect to the rotational direction of the grinding rotor to direct upwardly. 前記ライナにおける前記粉砕ロータとの対向面に、多数の直線状の溝を所定のピッチで刻設して成る凹凸状の粉砕刃が形成されており、前記多数の溝は、前記粉砕ロータの回転に伴って原料を上方に導くように前記粉砕ロータの回転方向に対して所定角度傾斜していることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の微粉砕装置。On the surface of the liner facing the pulverizing rotor, a concavo-convex pulverizing blade is formed by engraving a large number of linear grooves at a predetermined pitch. pulverizing apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is inclined at a predetermined angle with respect to the rotational direction of the grinding rotor to direct material upward along with. 前記粉砕室を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の微粉砕装置。Pulverizing apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a cooling means for cooling the grinding chamber. 前記冷却手段は、前記粉砕室を囲むように配置され、内部に冷却媒体を循環させるように形成されたものであることを特徴とする請求項に記載の微粉砕装置。The fine pulverization apparatus according to claim 7 , wherein the cooling means is disposed so as to surround the pulverization chamber and is formed so as to circulate a cooling medium therein. 前記冷却手段は、冷却温度を調節できるように構成されたことを特徴とする請求項又はに記載の微粉砕装置。The pulverizing apparatus according to claim 7 or 8 , wherein the cooling means is configured to adjust a cooling temperature. 所定の粒度範囲内に分布し、加熱により溶融する粉体製品の製造システムであって、原料を溶融させながら混練する混練手段と、該混練手段で得られた混練物を冷却固化させる冷却手段と、該冷却手段で得られた固形物を粗粉砕する第1の粉砕手段と、該第1の粉砕手段で得られた粉砕物を微粉砕する第2の粉砕手段と、該第2の粉砕手段で得られた粉砕物を粒度分級して所定粒度未満の微粉を除去する分級手段と、を含むものにおいて、前記第2の粉砕手段が請求項1〜のいずれかに記載の微粉砕装置から成ることを特徴とする粉体製品製造システム。A powder product manufacturing system distributed within a predetermined particle size range and melted by heating, kneading means for kneading while melting the raw material, and cooling means for cooling and solidifying the kneaded product obtained by the kneading means, A first pulverizing means for coarsely pulverizing the solid material obtained by the cooling means, a second pulverizing means for finely pulverizing the pulverized material obtained by the first pulverizing means, and the second pulverizing means. And a classifying means for removing fine powder having a particle size of less than a predetermined particle size by classifying the pulverized product obtained in (1) above, wherein the second pulverizing means is the fine pulverizing apparatus according to any one of claims 1 to 9. A powder product manufacturing system characterized by comprising: 前記第2の粉砕手段が、前記微粉砕装置で得られた粉砕物を粉砕する気流式粉砕装置を含んでおり、原料を前記微粉砕装置で製品粒度近くまで粉砕した後、前記気流式粉砕装置で製品粒度に粉砕するようにしたことを特徴とする請求項10に記載の粉体製品製造システム。The second pulverizing means includes an airflow pulverizer that pulverizes the pulverized product obtained by the fine pulverizer, and after the raw material is pulverized to near the product particle size by the fine pulverizer, the airflow pulverizer The powder product manufacturing system according to claim 10 , wherein the powder product is pulverized to a product particle size.
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