JPH034945A

JPH034945A - 粉体の粉砕方法

Info

Publication number: JPH034945A
Application number: JP1137543A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kanda; 仁志神田; Masakichi Kato; 政吉加藤; Satoshi Mitsumura; 三ッ村　聡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-06-01
Filing date: 1989-06-01
Publication date: 1991-01-10
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JP2759499B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ジェット気流（高圧気体）を用いた衝突式気
流粉砕機で粉体原料を粉砕する方法であ６す、特に、電
子写真法による画像形成方法に用いられるトナーまたは
トナー用着色樹脂粉体を効率良く生成する粉体の粉砕方
法に関する。

［従来の技術］ジェット気流を用いた衝突式気流粉砕機は、ジェット気
流で粉体原料を搬送し、粉体原料を衝突部材に衝突させ
、その衝撃力により粉砕するものである。

従来、かかる粉砕機における衝突部材の・衝突面１４は
、第５図及び第６図に示すように、粉体原料を乗せたジ
ェット気液方向（加速管の軸方向）に対し垂直あるいは
傾斜（例えば４５＠）　Ｌ、ている平面状のものが用い
られて鮒た（特開昭５７−５０５５４号公報及び特開昭
５８−１４３８５３号公報参照）。

第５図の粉砕機において粗い粒径を有する粉体原料は、
投入口１より加速管３に供給され、ジェットノズル２か
ら吹き出されるジェット気流によって、粉体原料は衝突
部材４の衝突面１４にたたきつけられ、そのｉｓ力で粉
砕され、排出口５より粉砕室外に排出される。しかしな
がら、衝突面１４が加速管３の軸方向と垂直な場合、ジ
ェットノズル２から吹き出される原料粉体と衝突面１４
で反射される粉体とが衝突面１４の近傍で共存する割合
が高く、そのため、衝突面１４近傍の粉体濃度が高くな
るために、粉砕効率が良（ない。さらに、衝突面１４に
おける一次衝突が主体であり、粉砕室壁６との二次衝突
を有効に利用しているとはいえない。さらに、衝突面の
角度が加速管３に対し垂直の粉砕機では、粉体原料が熱
可塑性樹脂である材料を粉砕するときに、衝突時の局部
発熱により融着及び凝集物が発生し易く、装置の安定し
た運転が困難になる。そのため、粉砕衝撃力を向上させ
ようとしても、６．５ｋｇ／ｃｍ２以上の高圧縮気体を
用いることはできなくなる。

ところで、電子写真法による画像形成方法に用いられる
トナーまたはトナー用着色樹脂粉体は、通常結着樹脂及
び着色剤または磁性粉な少なくとも含有している。かか
るトナーは、潜像担持体に形成された静電荷像を現像し
、形成されたトナー像は普通紙またはプラスチックフィ
ルムの如ぎ転写材へ転写され、加熱定着手段、圧力ロー
ラ定着手段または加熱加圧ローラ定着手段の如ぎ定着装
置によって転写材上のトナー像は転写材に定着される。

従って、トナーに使用される結着樹脂は、熱及び／また
は圧力が付加されると塑性変形する特性を有する。現在
、トナーまたはトナー用着色樹脂粉体は、結着樹脂及び
着色剤または磁性粉（必要により、さらに第三成分を含
有）を少なくとも含有する混合物を溶融混練し、溶融混
練物を冷却し、冷却物を粉砕し、粉砕物を分級して調製
される。冷却物の粉砕は、通常、機械的？ＦＭ１式粉砕
機により粗粉砕（または中粉砕）される過程を経て、こ
の粉砕で得られた粗粉をジェット気流を用いた衝突式気
流粉砕機で微粉砕する。しかしながら、被粉砕物濃度を
高くして６．５ｋｇ／ｃｍ２以上の高圧縮気体を使用し
て微粉砕することは困難であった。

第６図の粉砕機において、衝突面１４が加速管３の軸方
向に対して傾斜しているために、衝突面１４近傍の粉体
濃度は第５図の粉砕機と比較して低くなるが粉砕圧が分
散されて低下する。さらに、粉砕室壁６との二次衝突を
有効に利用しているとはいえない。

第６図及び第７図に示す如く、衝突面１４の角度が加速
管に対し４５°傾斜のものでは、熱可塑性樹脂を粉砕す
るときに上記のような問題点は少ない。しかしながら、
衝突する際に粉砕に使われる衝撃力が小さく、さらに粉
砕室壁６との二次衝突による粉砕が少ないので、第５図
の粉砕機と比較して１７２〜１７１．５に粉砕能力が落
ちる。

従って、被粉砕物原料特に、熱可塑性樹脂を含む材料を
粉砕するときに粉砕効率が良好であり、６．５ｋｇ／ｃ
ｍ’以上の高圧縮気体を利用しても粉砕能力が向上でき
る粉砕方法が待望されている。

［発明が解決しようとする課題］本発明の目的は、上記問題点が解消された粉砕方法を提
供することにある。

すなわち、熱可塑性樹脂等を含む材料を粉砕する場合で
も、被粉砕物濃度を下げることなく高圧縮気体（例えば
、６．５ｋｇ／Ｃｍ”以上）を利用して粉砕できる粉体
の粉砕方法を提供することにある。

また、粉砕時における融着、凝集物、粗粒子等の発生が
な−く、装置の安定した運転を可能にする粉体の粉砕方
法を提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用゛］本発明の特徴
とするところは、高圧気体により粉体な搬送加速する加
速管と、該加速管より噴出する粉体を衝撃力により粉砕
するための衝突部材を加速管出口に相対して粉砕室内に
設けてなる衝突式気流粉砕機を用いた粉砕において、前
記衝突部材の衝突面先端部分の頂角が１１０°以上１８
０°未満である斜円錐又は斜錐形状を成したものを用い
、前記高圧気体の圧力を６．５ｋｇ／ｃｍ”以上にして
粉砕する粉体の粉砕方法にある。

また、粉体の原料として、熱可塑性樹脂を含む材料を用
いる粉体の粉砕方法にある。

本発明によれば、熱可塑性樹脂や粘着性のあるものを粉
砕した時に発生する融着・凝集物・粗粒子による粉砕能
力の低下を解決するために、第１図、第２図、第３図及
び第４図に示すように、衝突面の先端部分が頂角１１０
°以上１８０°未満である斜円錐又は斜錐形状とした。

こうすることにより、熱可塑性樹脂や粘着性のあるもの
を粉砕した時に、衝突板の角度が加速管に対し９０°の
ものに生じる融着・凝集物・粗粒子は生じず、粉砕時の
粉ＦＭ濃度の上昇が可能になった。

更に、このような衝突板を用いることにより、衝突仮に
衝突して粉砕され且つ分散良くはねかえった粉体を粉砕
室に二次衝突せしめ、より粉砕効率を上昇させることが
可能になった。

又、粉体を分散良く衝突板からはねかえし、粉砕室壁と
二次衝突せしめたために、６．５ｋｇ／ｃｍ’以上の高
圧縮気体を利用して熱可塑性樹脂を原料とするものを微
粉砕することが可能になり、衝突面の角度が加速管に対
して垂直のものより粉砕能力の向上が図れた。

以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて説明する。

［実施例］見立■」添付図面の第１図、第２図及び第３図は、本発明の第１
の実施例を示し、第１図は本発明の原料粉体粉砕時の特
徴を最も良（表わした状態図であり、第２図は、第１図
のＡ−Ａ’線における断面図である。第１図において、
１は粉砕機への粉体原料投入口、２は粉体原料粉砕時に
使用する圧縮空気の供給ノズル、３は粉体を圧縮空気に
より加速する加速管、４は加速管出口に相対して設けら
れた衝突部材、５は粉砕された粉体と空気を排出する排
出口、６は粉砕室壁である。

又、第３図は、衝突部材４の斜円錐形状を示す断面図で
あり、衝突部材の頂角θが１６０°のものを示す。

衝突部材の直径（ｂ）は６０ｍｍを有し、加速管出口１
３の内径は２５ｍｍであった。加速管出口１３から衝突
面１４までの最近接距離（ａ）は６０ｍｍであり、衝突
部材４と粉砕室壁６との最近接距離（ｃ）は２０ｍｍで
あった（第１図参照）。

一方、原料７としては、下記のものを使用した。

上記処方の混合物よりなるトナー原料を約１８０℃で約
１．０時間溶融混線後、冷却して固化し、溶融混線物の
冷却物をハンマーミルで１００〜１０００μｍの粒子に
粗粉砕したものを粉体原料とした。

投入口１から粉体原料が３０ｋｇ／Ｈｒの割合で供給さ
れると、ノズル２から吹き出される圧縮空気８．　Ｏｋ
ｇｆ／Ｃｍ２によって、加速管３内で粉体原料は加速さ
れ、加速管出口１３から粉砕室８内に吐出され、粉体原
料７は衝突面１４にたたきつけられ、その衝撃力で粉砕
された。それと共に１６０゜の傾斜が付いた斜円錐形状
の衝突面１４により、衝突した粉体原料は全周方向に分
散し、対向する粉砕室壁６と、二次衝突し、そこで更に
粉砕された。

粉砕された粉体原料は排出口５からスムーズに分級機２
４に運ばれ、細粉は分級粉体として取り除かれ、粗粉は
再び投入口１より粉体原料と共に投入された。この結果
、細粉として重量平均粒径１２μｍ（コールタ−カウン
ターによる測定）の粉砕粉体が３０ｋｇ／Ｈｒの割合で
収集された。

このように、衝突部材４の衝突面は頂角０１６０゜の傾
斜の付いた斜円錐形状をしているため、衝突した粉体原
料は全周方向に分散し、対向する粉砕壁と二次衝突した
。そのため、衝突部材付近での融着、凝集物、粗粒子が
生じず、粉体濃度の上昇がな（、さらに二次衝突するた
めに、従来より粉砕能力が非常に高（なることが確認さ
れた。

叉」１辻ヱ第４図は、本発明の第２の実施例を示す斜錐形状の衝突
部材であり、この衝突部材の頂角θを１６０°にしたも
のを用いて実施例１で用いた粉体原料を実施例１と同様
に粉砕したところ、実施例１と同様、従来より粉砕能力
が非常に高くなることが確認された。粉体原料の投入量
は処理量に応じて調整した。

区校！ユ実施例１と同様な粉体原料を第５図に示す従来の衝突式
気流粉砕機で粉砕した。該粉砕機において、加速管３に
対し垂直である平面状衝突面１４を有する衝突部材４を
用いて、実施例１と同様に粉砕した。ノズル２から吹き
出される圧縮空気は６．０ｋｇ／ｃｍ’で粉砕した。

衝突面１４に衝突した粉体原料は、吐出方向と対向する
方向に反射されるために、衝突面付近の粉体濃度は著し
く高（なった。そのため、粉体原料の供給割合が１０ｋ
ｇ／ｌ（ｒを超えると、衝突部材上で、融着、凝集物、
粗粒子が生じはじめ、融着物が加速管出口１３や分級機
を詰まらせる場合があった。従って、粉砕処理量を１時
間当り１０ｋｇに低下させることを余儀な（され、これ
が粉砕能力の限界となった。

虫ｊ口」ｌ実施例１と同様な粉体原料を第６図に示す従来の衝突式
気流粉砕機で粉砕した。該粉砕機において、加速管３に
対し垂直である平面状衝突面１４を有する衝突部材４を
用いて、実施例１と同様にノズル２から吹き出される圧
縮空気を８．０ｋｇ／ｃｍ’にして粉砕した。衝突面１
４に衝突した粉体原料は、吐出方向と対向する方向に反
射されるため、衝突面付近の粉体濃度は著しく高くなり
、さらに衝撃力が増加したことで、衝突部材上に融着、
凝集物、粗粒子が生じはじめ、融着物が加速管出口１３
や分級機を詰まらせ、粉砕機能を達成することができな
くなってしまった。

比較例３実施例１と同様な粉体原料を、第６図及び第７図に示す
衝突式気流粉砕機で粉砕した。該粉砕機において４５度
の衝突面を有する衝突部材４を用いて、実施例１と同様
に粉砕したところ、衝突面に衝突した粉体原料は、比較
例１に比べ、加速管出口１３から離れる方向へ反射され
るので融着及び凝集物は生じなかった。しかし、衝突す
る際に、衝撃力が弱（なるため、粉砕効率が悪（、重量
平均粒径１２ｐｍの細粉は、１時間当り約８ｋｇＬ、か
得られなかった。

以上実施例１〜２及び比較例１〜３の結果を下記第１表
に示す。

第　　１　　表［株］　比較例１の処理能力を１とする。

［発明の効果］以上説明したように、衝突部材先端の形状を特定の斜円
錐又は剥離形状とすることで、熱可塑性樹脂を含む粉体
原料は６．５ｋｇ／ｃｍ’以上（例えば８　ｋｇ／ｃｍ
”）の高圧縮気体を没入しても、粉砕時における融着、
Ｉｉｉ集物、粗粒子等が発生せず、装置の安定した運転
を可能にする。その上、粉体原料の二次衝突時まで強い
衝撃力が保てる。そのために、熱可塑性樹脂を含む材料
を原料とし、６．５ｋｇ／Ｃｍ２以上の高圧縮気体を利
用して従来の粉砕能力を著しく向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示し、第１図は本
発明の粉体原料粉砕時の特徴を最も良く表わす状態図で
あり、第２図は第１図のＡ−Ａ’線における断面図であ
る。第３図及び第４図は本発明の実施例を示し、第３図
は斜円錐形状の衝突部材、第４図は剥離形状の衝突部材
の断面図である。第５図、第６図、第７図は従来例を示
し、第５図は衝突部材の角度が加速管に対し直角のもの
、第６図は衝突部材の角度が加速管に対し４５゜傾斜の
もの、第７図は第６図のＢ−Ｂ’線における断面図であ
る。１・・・粉体原料投入口２・・・圧縮空気の供給ノズル３・・・加速管　　　　　４・・・衝突部材５・・・排
出口　　　　　６・・・粉砕室壁７・・・粉体原料　　
　　８・・・粉砕室１３・・・加速管出口　　　１４・
・・衝突面２４・・・分級機ａ・・・加速管出口〜衝突部材間距離ｂ・・・衝突部材直径

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高圧気体により粉体を搬送加速する加速管と、該
加速管より噴出する粉体を衝撃力により粉砕するための
衝突部材を加速管出口に相対して粉砕室内に設けてなる
衝突式気流粉砕機を用いた粉砕において、前記衝突部材
の衝突面先端部分の頂角が１１０゜以上１８０゜未満で
ある斜円錐又は斜錐形状を成したものを用い、前記高圧
気体の圧力を６．５ｋｇ／ｃｍ＾２以上にして粉砕する
ことを特徴とする粉体の粉砕方法。
（２）前記粉体の原料として、熱可塑性樹脂を含む材料
を用いることを特徴とする請求項１記載の粉体の粉砕方
法。