JPH0448942A - 粉体原料の粉砕方法 - Google Patents

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
流粉砕機及び粉砕方法に関し、特に、本発明は、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ための衝突式気流
粉砕機及び粉砕方法に関する。

［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。

以下に、その詳細を第５図に基づいて説明する。

圧縮気体供給ノズル２を接続した加速管３の出口１３に
対向して衝突部材４を設け、前記加速管３に供給した高
圧気体の流動により、加速管３の中途に連通させた粉体
原料供給口１から加速管３の内部に粉体原料７を吸引し
、これを高圧気体とともに噴射して衝突部材４の衝突面
１４に衝突させ、その衝撃によって粉砕するようにした
ものである。そして、粉体原料７を所望の粒度に粉砕す
るために使用する場合には、粉体原料供給口１と排出口
５の間に分級機を配して閉回路とし、分級機に粉体原料
７を供給し、その粗粉を粉体原料供給口１から供給し、
粉砕を行い、その粉砕物を排出口５から分級機に戻すよ
うにして再度分級するようにしてあり、その微粉が、所
望の粒度の微粉砕物となる。

しかしながら、上記従来例では、加速管３内に吸引導入
された粉体原料７を高圧気流中で充分に分散させること
は困難であることから、加速管出口１３から噴出する粉
流は粉塵濃度の濃い流れと淡い流れに分離してしまう。

そのため、対向する衝突面１４に当たる粉流は、部分的
（局所的）なものとなり、効率が低下し、処理能力の低
下を引き起こす、また、このような状態で処理能力を大
きくしようとすれば、更に粉塵濃度が部分的に高くなる
ため、効率がより低下し、特に樹脂含有物では衝突面１
４上で融着物が発生し、好ましくない。

それ故、粉砕効率の良好な粉砕機及び粉砕方法が待望さ
れている。

一方、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
色剤または磁性粉を少なくとも含有している。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き
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き定着装置によって
転写材上のトナー像は転写材に定着される。したがって
、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、機械的衝撃式粉砕
機により粗粉砕（または中粉砕）され、次いで粉砕粗粉
をジェット気流を用いた衝突式気流粉砕機で微粉砕して
いるのが一般的である。

かかる場合、従来の第５図に示すような衝突式気流粉砕
機及び粉砕方法では、処理能力を更に向上させようとす
れば、衝突面１４上で融着物が発生し、安定生産が行え
ない、そのため、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更に効率良
く生成するため、上記問題点を解決した、効率のよい衝
突式気流粉砕機及び粉砕方法が望まれている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的とするとこ
ろは、 ■、熱可塑性樹脂を主体とする粉体を効率良く粉砕する
衝突式気流粉砕機及び粉砕方法を提供すること、 ■、加熱加圧ローラ定着手段を有する複写機及びプリン
タに使用されるトナーまたはトナー用着色樹脂粒子を効
率良く生成し得る衝突式気流粉砕機を提供すること、 ■、平均粒径２０〜２０００μｍを有する樹脂粒子を平
均粒径３〜１５μｍに効率良く微粉砕し得る衝突式気流
粉砕機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、高速気流により粉体原料を搬送加速する
加速管に続けて粉砕室を設け、該粉砕室に加速管より噴
出される粉体原料を衝突力にて粉砕するための衝突部材
を設けた衝突式気流粉砕機において、 前記加速管に粉体原料供給口を複数設けた衝突式気流粉
砕機としている点にある。

また、加速管内で高圧気体により粉体を搬送加速し、粉
砕室内に加速管出口から粉体を噴出させ、対向する衝突
部材に粉体を衝突させて粉砕する粉砕方法において、前
記加速管の側面周上に設けた複数の粉体原料供給口から
粉体原料を投入する粉体原料の粉砕方法をも特徴とする
ものである。

本発明の衝突式気流粉砕機によれば、被粉砕原料である
粉体を効率良く高速気流を利用して数μｍのオーダーま
で粉砕することができる。特に、熱可塑性樹脂の粉体ま
たは熱可塑性樹脂を主成分とする粉体を効率良（、高速
気流を利用して数μｍのオーダまで粉砕することができ
る。

ここで、本発明の構成及び作用を添付図面に基づいて詳
細に説明する。第１図は、本発明の一例である衝突式気
流粉砕機の概略的断面図及び該粉砕機を使用した粉砕工
程及び分級機による分級工程を組み合せた粉砕方法のフ
ローチャートを示した図である。粉砕されるべき粉体原
料７は、加速管３に設けられた粉体原料供給口１（第２
図参照）より、加速管３に供給される。加速管３には圧
縮空気の如き圧縮気体が圧縮気体供給ノズル２から導入
されており、加速管３に供給された粉体原料７は、瞬時
に加速されて高速度を有するようになる。高速度で加速
管出口１３から粉砕室８に噴出された粉体原料７は、衝
突部材４の衝突面１４に衝突して粉砕される。

本例では、第１図及び第２図に示すように、加速管３に
７つの粉体原料供給口ｌを設け、粉体原料を投入するこ
とにより、粉体を加速管３内に効率良く送り込み、加速
管３内の粉体原料７を分散し、加速管出口１３から粉体
原料７をより均一に噴出させ、対向する衝突面１４に効
率よく衝突させることで粉砕効率を従来より向上させる
ことができる。設けられる７つの粉体原料供給口１は、
加速管３内に粉体原料を分散して投入し、加速管内の粉
体な分散加速させるために寄与している。

尚、ここでは供給口として７つ設けたが、これに限るも
のではなく、粉体特性、高速気流等を考慮して適宜設け
るのが好ましい。

本発明における技術思想は、圧縮気体供給ノズル２から
導入される高圧気体による搬送気流に粉体原料７を投入
し、加速管出口１３から噴出させ、対向する衝突部材４
の衝突面１４に粉体原料７を衝突させて粉砕を行う衝突
式気流粉砕機において、加速管３内での粉体原料７の分
散状態が粉砕効率に影響を及ぼすのではないかという考
え方に基づいている。すなわち、粉体原料供給口１から
供給される粉体原料７は、凝集した状態で加速管３に流
入するため、加速管３内の分散が不充分となり、そのた
め加速管出口１３から噴出する際粉塵濃度に不均一が生
じ、衝突面１４を有効に利用できず、粉砕効率が低下す
るものと考えた。この現象は粉砕処理量が大きくなるほ
ど顕著になる。

そこで、これを解決するために、複数の粉体原料供給口
１を設けることを考え出した。それは、粉体原料供給口
１を加速管の周上に複数個設けることにより、かかる加
速管によるエジェクタ効果を利用して、投入原料を分散
させて加速管３内に導入するという考えに基づくもので
ある。

他の例として第３図及び第４図に加速管３に２つ及び４
つの粉体原料供給口を設けた断面図（第１図のＡ−Ａ’
部部面面を示す、また、加速管３の断面は円形に限定さ
れるものではない。

一方、加速管出口１３の内径は、通常１０〜１００ｍｍ
を有し、衝突部材４の直径よりも小さい内径を有するこ
とが好ましい。

加速管出口１３と衝突部材４の先端部との距離は、衝突
部材４の直径の０．３倍乃至３倍が好ましい、０．３倍
未満では、過粉砕が生じる傾向があり、３倍を越える場
合は、粉砕効率が低下する傾向がある。

なお、本発明における衝突式気流粉砕機の粉砕室８は第
１図に示す箱型に限定されるものではない、また衝突部
材４の衝突面１４は第１図に示すような加速管３の軸方
向に対して垂直に限定されるものではなく、加速管出口
１３から噴出する粉体を効率良く反射し、粉砕室壁に２
次衝突させるような形状にすることがより好ましい。

以上説明したように、本発明の装置及び方法によれば、
複数の粉体原料供給口１から粉体原料７を加速管３内へ
分散して供給することができるため、衝突面１４に効率
良く衝突し、粉砕効率が向上する。即ち、従来の粉砕機
に較べ、処理能力が向上し、また、同一処理能力では、
得られる製品の粒子径をより小さくで餘る。

また、従来例では、粉体原料７が凝集した状態で、衝突
面１４に衝突するため、特に熱可塑性樹脂を主体とする
粉体を原料とした場合、融着物を発生しやすかったが、
本発明によれば、分散された状態で、衝突面１４に衝突
するため、融着物を発生しにくい。

また従来例では、粉体原料７が凝集しているため、過粉
砕を生じやすく、モのため得られる粉砕品の粒度分布が
幅広のものとなるという問題があフた。これに対して、
本発明によれば、過粉砕を防止でき、粒度分布のシャー
プな粉砕品が得られる。

Ｃ実施例コ 以下、本発明の効果を確認するため実施例に基づいて詳
細に説明する。

上記原料をヘンシェルミキサーにて混合し、混合物を得
た０次にこの混合物をエクストルーダーにて約１８０℃
で溶融混練した後、冷却して固化し、溶融混練物の冷却
物をハンマーミルで１００〜１０００μｍの粒子に粗粉
砕した。この粗粉砕物を粉体原料フとし、第１図に示す
粉砕機及びフローで粉砕を行った。粉砕された粉体を細
粉と粗粉とに分級するための分級手段としては、固定壁
式風力分級機を使用した。

衝突式気流粉砕機の圧縮気体供給ノズルから流量６．４
Ｎｍ’／ｍｉ　ｎ　（圧力６．０ｋｇ／ｃｒｎ”）の圧
縮空気を導入し、第２図に示す粉体原料供給口１から３
９ｋｇ／時間の割合で粉体原料７を供給した。粉砕され
た粉体原料７は分級機に運ばれ、細粉は分級粉体として
取り除ぎ、粗粉は再び粉体原料供給口１より粉体原料７
と共に加速管３に投入した。

この結果、細粉として体積平均粒径７．５μｍ（コール
タ−カウンターによる測定）の粉砕粉体が、３９ｋｇ／
時間の割合で収集された。また、６時間の連続運転を行
っても融着物の発生は全くなかった。

尚、トナーの粒度分布は種々の方法によって測定できる
が、本実施例においてはコールタ−カウンターを用いて
行った。

すなわち、測定装置としてはコールタ−カウンターＴ　
Ａ　−ＩＩ型（コールタ−社製）を用い、個数分布１体
積分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣ
Ｘ−１パーソナルコンピユータ（キャノン製）を接続し
、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣＪ２
水溶液を調製する。

測定法としては前記電解水溶液１００−１５０＋ｎｆＬ
中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベン
ゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍ１ｌ加え、更に測定試
料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音
波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記コールタ
−カウンターＴＡ−■型により、アパチャーとして１０
０μｍアパチャーを用いて、個数を基準として２〜４０
μｍの粒子の粒度分布を測定して、それから本実施例に
係るところの値を求めた。

Ｋ１１ユ 実施例１と同様の粉体原料７を第１図に示す粉砕機及び
フローで粉砕を行った。

粉砕された粉体を細粉と粗粉とに分級するための分級手
段としては、固定壁式風力分級機を使用した。

衝突式気流粉砕機の圧縮気体供給ノズルから流量６．４
Ｎｒｎ”／ｍｉ　ｎ　（圧力６　、０　ｋ　ｇ　／　ｃ
　ｒｎ’　）の圧縮空気を導入し、第３図に示す粉体原
料供給口ｌから３４ｋｇ／時間の割合で粉体原料７を供
給した。粉砕された粉体原料７は分級機に運ばれ、細粉
は分級粉体として取り除き、粗粉は再び粉体原料供給口
１より粉体原料７と共に加速管３に役人した。

この結果、細粉として体積平均粒径７．５μｍ（コール
タ−カウンターによる測定）の粉砕粉体が３４ｋｇ／時
間の割合で収集された。また、６時間の連続運転を行っ
ても融着物の発生は全くなかった。

大Ｊｌユ 実施例１と同様の粉体原料７を、第１図に示す粉砕機及
びフローで粉砕を行った。

粉砕された粉体を細粉と粗粉とに分級するための分級手
段として固定壁式風力分級機を使用した。

衝突式気流粉砕機の圧縮気体供給ノズルから流量６．４
Ｎｒｎ”／ｍｉ　ｎ　（圧力６．０ｋｇ／ｃｔｒｒ）の
圧縮空気を導入し、第４図に示す粉体原料供給口１から
３６ｋｇ／時間の割合で粉体原料７を供給した。粉砕さ
れた粉体原料７は分級機に運ばれ、細粉は分級粉体とし
て取り除き、粗粉は再び粉体原料供給口１より粉体原料
７と共に加速管３に投入した。

この結果、細粉として体積平均粒径７．５μｍ（コール
タ−カウンターによる測定）の粉砕粉体が３６ｋｇ／時
間の割合で収集された。また、６時間の連続運転を行っ
ても融着物の発生は全くなかった。

比較例１ 実施例１と同様の粉体原料７を第５図に示す粉砕機及び
フローで粉砕を行った。

粉砕された粉体を細粉と粗粉とに分級するための分級手
段として、固定壁式風力分級機を使用した。

衝突式気流粉砕機の加速管３には、圧縮気体供給ノズル
２から流量６．４Ｎｒｎ”／ｍｉｎ　（圧力６．０ｋｇ
／ｃｒｒ？）の圧縮空気を導入し、粉体原料供給口１か
６２６ｋｇ／時間の割合で粉体原料７を供給した。粉砕
された粉体原料フは分級機に運ばれ、細粉は分級粉体と
して取り除き、粗粉は再び粉体原料供給口１より粉体原
料７と共に加速管３に投入した。

この結果、細粉として体積平均粒径７．５μｍ（コール
タ−カウンターによる測定）の粉砕粉体が、２６ｋｇ／
時間の割合で収集された。

以上により得られた実施例１乃至３及び比較例１の結果
を第１表に示す。

（以下余白） ３４１表 ［発明の効果］ 以上述べたように、本発明の衝突式気流粉砕機及び粉砕
方法によれば、高圧気体により粉体原料を搬送加速する
ための加速管と、粉砕室と、加速管より噴出する粉体原
料を衝突力により粉砕するための衝突部材を具備した粉
砕機において、加速管に複数の粉体原料供給口を設ける
ことにより、粉体原料を分散させて加速管内に供給させ
、なおかつ、加速管内の粉体を分散良く噴出させ、効率
良く粉体原料が衝突面に衝突し、粉砕効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の衝突式気流粉砕機の概略的断面図及
び該粉砕機を使用した粉砕工程及び分級機による分級工
程を組み合わせた粉砕方法のフローチャートを示した図
である。 第２図、第３図及びｖＳ４図は、第１図の八−Ａ′面に
おける断面の具体例を示した図である。 第５図は、従来例の衝突式気流粉砕機の概略的断面図、
及び該粉砕機を使用した粉砕工程及び分級機による分級
工程を組み合わせた粉砕方法のフローチャートを示した
図である。 １・・・粉体原料供給口　２・・・圧縮気体供給ノズル
３・・・加速管　　　　　４・・・衝突部材５・・・排
出口　　　　　フ・・・粉体原料８・・・粉砕室　　　
　　１３・・・加速管出口１４・・・衝突面 １５・・・粉体原料供給ホッパー管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高速気流により粉体原料を搬送加速する加速管に
   続けて粉砕室を設け、該粉砕室に加速管より噴出される
   粉体原料を衝突力にて粉砕するための衝突部材を設けた
   衝突式気流粉砕機において、前記加速管に粉体原料供給
   口を複数設けたことを特徴とする衝突式気流粉砕機。
2. （２）加速管内で高圧気体により粉体を搬送加速し、粉
   砕室内に加速管出口から粉体を噴出させ、対向する衝突
   部材に粉体を衝突させて粉砕する粉砕方法において、前
   記加速管の側面周上に設けた複数の粉体原料供給口から
   粉体原料を投入することを特徴とする粉体原料の粉砕方
   法。