JPH0566173B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粉体または粒体よりなる粉粒体を熱
処理して所望の形態の粒子粉末を得るために用い
られる熱処理装置に関するものである。

〔技術的背景〕

例えば乾式の電子写真複写機においては、感光
体上に形成された静電潜像を現像するためにトナ
ーと称される粒子粉末が用いられる。斯かるトナ
ーは、通常、熱可塑性樹脂を主成分とする粉粒体
を熱処理して所望の形態即ち所望の粒径及び所望
の形状の粒子粉末に成形されて製造される。

このような粉粒体の熱処理のために用いられる
装置としては、従来、熱可塑性樹脂を主成分とす
る粉粒体の分散気流と加熱気流とを互いに接触さ
せることにより、当該粉粒体の熱処理を行うよう
にしたものが知られており、特に粉粒体の分散気
流を旋回部内に導入して旋回させながら吐出させ
ることにより空円錐状の旋回気流を形成し、この
空円錐状の旋回気流の外側あるいは内側から加熱
気流を交叉する方向から作用させて熱処理を行う
ようにしたものが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら従来の装置においては、上述の如
き旋回気流を形成するために、粉粒体の分散気流
を旋回部内に１個所より導入させるようにしてい
て当該旋回部内においてその内周に沿つた方向に
おいて粉粒体の濃度分布に大きな偏りが生ずるこ
とも関係して、粉粒体をその一次粒子に十分均一
にかつ低い密度に分散させることが相当に困難で
あり、このため小径で粒径の揃つた粒子粉末を高
い収率で得ることが困難である。そして処理する
粉粒体の量を増大させると、通常収率は更に低下
してしまう。

〔発明の目的〕

本発明は、以上の如き事情に基いてなされたも
のであつて、その目的は、粉粒体が一次粒子とし
て小さい密度で十分均一に分散された状態の旋回
気流に加熱気流を作用させることができ、その結
果小径で粒径の揃つた粒子粉末を高い収率で得る
ことができ、しかも大きな処理可能量を有する熱
処理装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明熱処理装置は、粉粒体の分散気流を内周
に沿つて旋回した後吐出させる、上下方向に伸び
る軸を有する円筒状の旋回部と、この旋回部の上
部において、当該旋回部の軸に関して対称となる
位置に形成された複数の分散気流導入口と、この
分散気流導入口の各々から、その圧力によつて導
入される粉粒体の分散気流の旋回方向が互いに同
方向となるよう、当該旋回部の軸を中心とする円
の接線方向に沿つて高圧の粉粒体の分散気流を供
給する分散気流供給機構と、前記旋回部の下部に
おいて、内方に突出するよう配設した粉粒体拡散
羽根と、前記旋回部から吐出される旋回する粉粒
体の分散気流に加熱気流を作用させる加熱気流供
給機構とを有することを特徴とする。

〔作用〕

斯かる装置によれば、分散気流供給機構より供
給される高圧の粉粒体の分散気流は、その圧力に
よつて分散気流導入口を介して旋回部内に導入さ
れ、旋回部内においてその内周に沿つて旋回しな
がら拡散されるが、旋回部における分散気流導入
口が複数でしかも軸対称の位置関係にあるため、
一の導入口よりの分散気流が他の導入口よりの分
散気流と均一に旋回混合するため旋回部の内周に
沿つた方向における流速分布および粉粒体の濃度
分布が均一化されるようになり、この結果、粉粒
体を一次粒子として十分均一に分散させることが
でき、更に旋回部の下部における粉粒体拡散羽根
により、粉粒体の分散気流が旋回部の内部におい
て旋回しながら内方に拡散されるようになるた
め、粉粒体を小さい密度で良好に分散させること
ができ、結局粉粒体が低い密度で十分均一に分散
された状態の旋回気流となつて旋回部から吐出さ
れるようになり、従つて加熱気流供給機構よりの
加熱気流による熱処理においては粉粒体同志の凝
着による粗大化が抑制され、結局小径で粒径の揃
つた粒子粉末を高い収率で得ることができ、しか
も処理可能量を増大させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳
細に説明する。

第１図および第２図は、それぞれ本発明熱処理
装置の一実施例の要部を示す部分破断正面図およ
び下方から見たときの説明用横断面図である。こ
の装置は、基本的に旋回部１と、この旋回部１に
粉粒体の分散気流を供給するための分散気流供給
機構２と、旋回部１よりの旋回気流に加熱気流を
作用させる加熱気流供給機構（図示せず）とより
なる。旋回部１は、粉粒体の分散気流が導入され
る旋回室１１およびこの旋回室１１より下方に拡
開して伸び下端に旋回部出口２６を有する旋回ノ
ズル１２により構成されている。

旋回室１１の内周面においては、旋回室１１の
軸に関して対称の位置、即ちその内周に沿つて略
等しい間隔の位置に開口するよう、２つの分散気
流導入口２５が、これよりの分散気流が互いに同
じ円周方向（第２図においては反時計方向）に旋
回するよう形成され、これら分散気流導入口２５
の各々に分散気流供給機構２，２が接続されてい
る。

図示の例における各分散気流供給機構２は、圧
縮空気導入口２１と、粉粒体供給部２２と、エゼ
クタ混合室２３と、エゼクタスロート部２４とよ
りなり、圧縮空気導入口２１よりの圧縮空気がエ
ゼクタ混合室２３内に噴出されてエゼクタスロー
ト部２４を通過することによつて生ずる吸引力に
より、粉粒体供給部２２より粉粒体Ｐが少しづつ
供給されてエゼクタ混合室２３において混合さ
れ、高圧の粉粒体の分散気流が形成される。なお
圧縮空気導入口２１は、前記旋回部１の軸を中心
とする円の接線方向に空気を送る方向とされる。

前記旋回ノズル１２内には、粉粒体拡散羽根２
９が設けられている。この粉粒体拡散羽根２９
は、旋回ノズル１２の内部において、その内壁か
ら、当該旋回ノズル１２の半径方向に対して前記
分散気流の旋回方向と順方向ではあるが傾斜した
状態で内方に向かつて突出し、かつ当該旋回ノズ
ル１２の軸方向に沿つて伸びるよう、当該旋回ノ
ズル１２の内壁に固定して設けられている。

図示の例において、粉粒体拡散羽根２９は合計
４枚配設され、これらの４枚の粉粒体拡散羽根２
９は旋回ノズル１２の軸方向に関して略対称の位
置に配置されている。各粉粒体拡散羽根２９の具
体的形状は特に限定されず、例えば三角形状、長
方形状、台形状、その他の多角形状、或いは彎曲
状であつてもよい。また粉粒体拡散羽根２９の配
設枚数も特に限定されず、１枚またはそれ以上の
適宜の複数枚としてもよい。また粉粒体拡散羽根
の伸びる方向も限定されるものではなく、例えば
旋回ノズルの半径方向であつてもよい。

この粉粒体拡散羽根２９の形状、大きさ並びに
配設状態によつて、粉粒体の熱処理性能例えば造
粒度、収率、粒径分布などが影響を受けるので、
例えば電子写真複写機に用いられるトナーの製造
工程における熱処理工程に用いることができる熱
処理装置を構成する場合には、トナーは通常粒径
が６〜20〓ｍの範囲内の小径でかつ粒径が揃つた
粒子粉末であることが必要であることから、得ら
れる粒子粉末の粒径が上記の範囲内に入り、かつ
当該範囲内において粒径が揃つたものとなるよう
に粉粒体拡散羽根２９の形状および大きさ等を選
定することが好ましく、例えば形状としては台形
状であることが好ましい。

そして前記旋回ノズル１２の旋回部出口２６の
外周部において、加熱気流が内方下方に向かうよ
う供給されるよう加熱気流供給機構が設けられ
る。

以上のような構成においては、各分散気流供給
機構２，２において形成された高圧の粉粒体の分
散気流が、各分散気流導入口２５を介して旋回室
１１内に導入され、旋回気流となつて旋回ノズル
１２に向かい、旋回ノズル１２内においてその圧
力により旋回ノズル１２の内周に沿つて旋回しな
がら下降し、このときに粉粒体が高剪断力を受け
て一次粒子に分散されると共に、後述するように
粉粒体拡散羽根２９の作用により分散気流におけ
る粉粒体の密度が小さくなり、この状態で旋回部
出口２６より吐出され、このときに加熱気流供給
機構よりの加熱気流が外方より作用されて分散気
流中の粉粒体が加熱処理される。

而して旋回室１１においては、粉粒体の分散気
流が互いに同方向に旋回するよう複数の分散気流
導入口２５が形成されているため、当該旋回室１
１あるいは旋回ノズル１２において、一の分散気
流導入口２５より導入された分散気流によつて生
ずるべき偏りが、他の分散気流導入口２５より導
入された分散気流によつて乱されるようになる。
例えば、一の分散気流導入口２５より導入された
分散気流により形成されるべき高濃度部分の形成
が、互いに他の分散気流導入口２５よりの分散気
流の力によつて抑制されるようになり、従つて旋
回ノズル１２の円周方向に沿つた方向において粉
粒体の濃度分布が均一化され、この結果、粉粒体
は、その一次粒子に分散されているものの割合が
非常に高い状態となる。

このように粉粒体の良好な分散状態が達成され
るのではあるが、これは旋回ノズル１２の内周に
沿つた領域における比較的厚さの小さな層として
の分散気流についての状態であり、従つてこの層
における粉粒体の密度は相当に高いものとなつて
いる。しかし、旋回ノズル１２の内部には粉粒体
拡散羽根２９が配設されているため、旋回ノズル
１２の内壁側に層状に偏つて旋回しながら下方に
移動する粉粒体の分散気流は、旋回ノズル１２の
内部において粉粒体拡散羽根２９に衝突して内方
に拡散されるようになり、従つて旋回ノズル１２
の開口からは空円錐状の気流層の厚さＤが増加し
た状態、即ち、粉粒体の密度が大幅に低下した状
態で粉粒体の分散気流が旋回しながら下方に吐出
されるようになる。

そして粉粒体はこのように分散された状態で加
熱気流の作用を受けることとなるため、当該分散
気流内の粉粒体は確実にその表面が溶融されて球
形化されると共に、単位粒子間の距離が大きいた
め熱融着により粗大化粒子の発生が防止されるの
で、結局小径で粒径の揃つた粒子粉末を高い収率
で得ることができる。

そして粉粒体の分散気流は、粉粒体拡散羽根２
９により速度が低減化されて旋回ノズル１２の開
口から吐出されるようになるので、加熱気流との
熱的な会合時間が長くなり、従つて熱処理不足の
粒子の発生がなく、むしろ処理量を増大させるこ
とができる。

以上において、旋回室１１における複数の分散
気流導入口２５の位置は、旋回室１１の軸に関し
て対称の関係にある位置とされ、これにより、旋
回室１１および旋回ノズル１２において内周に沿
つた空間全体の内周方向における粉粒体の濃度分
布をより均一化させることができる。そしてこの
結果、粉粒体の分散を十分良好に達成することが
できるため、所要の熱処理を高い効率で達成する
ことができて収率を高くすることができると共
に、複数の粉粒体供給機構２により多量の粉粒体
を導入して処理することができるため、処理能力
を高めることと同時に処理効率を向上させること
ができ、結局、きわめて高い効率で粉粒体の熱処
理を達成することができる。

第３図は本発明の他の実施例を示し、この例に
おいては３個の分散気流導入口２５が旋回室１１
の軸に関して対称となる位置に形成され、その
各々に分散気流供給機構２が接続される。このよ
うに多数の分散気流導入口を形成することによ
り、旋回部１の内周に沿つた方向における均一性
を一層向上させることができるため、更に処理量
を増大させることが可能である。勿論更に多数の
分散気流導入口を設けることもできる。

第４図は更に他の実施例を示し、この例におい
ては、加熱気流旋回室３１と、この加熱気流旋回
室３１の外周に設けられた環状の分散気流旋回室
３２とを有してなる。そして、加熱気流旋回室３
１にはヒータを介して高圧空気が空気導入管３３
により接線方向から導入されるよう接続されてお
り、また分散気流旋回室３２には、その上部に複
数の分散気流導入口２５が中心軸に関して対称と
なる位置に形成されると共に、その下部に粉粒体
拡散羽根２９が同様に対称となる位置に設けら
れ、前記分散気流導入口２５の各々には分散気流
供給用導入管３４が、それらによる分散気流の旋
回方向が同一方向でしかも前記加熱気流の旋回方
向とは逆の方向となるよう、接続して設けられて
おり、吐出された粉粒体の分散気流に対してその
内方から交叉するよう加熱気流が作用される。

第５図は更に他の実施例を示し、この例におい
ては、円筒状の加熱気流供給部４１と、この加熱
気流供給部４１の外周に設けられた環状の分散気
流旋回室４２とを有してなる。そして、加熱気流
供給部４の下端外周縁には斜め下方に開口する加
熱気流噴出口４３が形成され、また分散気流旋回
室４２にはその上部に複数の分散気流導入口が中
心軸に関して対称となる位置に形成されると共
に、その下部に粉粒体拡散羽根２９が同様に対称
となる位置に設けられ、前記分散気流導入口の
各々には分散散気流供給用導入管３４が、それら
による分散気流の旋回方向が同一方向でしかも前
記加熱気流の旋回方向とは逆の方向となるよう、
接続して設けられており、更にその下端には半径
方向内方に指向された分散気流吐出口４４が形成
されており、吐出された粉粒体の分散気流に対し
てその内方から交叉するよう加熱気流が作用され
る。

これらの装置においても、旋回部における分散
気流導入口が複数であるため、きわめて高い効率
で粉粒体の熱処理を達成することができる。

第６図は粉粒体の熱処理装置が組み込まれた熱
処理システムの概略を示す。この図において、５
０は熱処理装置、５１は熱処理用容器、５２は加
熱気流供給部、５３は送風機、５４はヒータ、５
５は冷却風供給機構、５６はサイクロン、５７は
集塵機、５８は排気機構である。

以上本発明をトナーの熱処理工程に用いる場合
について説明したが、本発明の熱処理装置はトナ
ー以外の粉粒体の熱処理を行う場合にも用いるこ
とができる。

〔実施例〕

第６図に示すシステムにおいて第１図および第
２図に示した構成の粉粒体の熱処理装置を用い、
各分散気流供給機構におけるエゼクタ圧力を3.5
Kg／cm²、加熱気流供給部における熱風の温度を
340℃に設定した条件において、ジエツトミルに
よつて粉砕して得られた平均粒子径が9.0〓ｍの
トナー用粉粒体を、種々の供給割合で旋回部に供
給し、処理後の粉粒体の平均粒子径を求め、更に
粒子径が６〜20〓ｍの範囲内である粉粒体の割合
を求めた。それぞれの結果を第７図および第８図
に曲線で示す。

また単一の分散気流供給機構を有し、粉粒体拡
散羽根を有していない他は同様に構成した熱処理
装置を用いて同様の実験を行つた。結果は第７図
および第８図に曲線で示すとおりであつた。

第７図の結果から、本発明に係る熱処理装置に
よれば、処理量を２倍以上に増加させながらなお
処理後の粉粒体を平均粒子径の一層小さいものと
なし得ることが明らかである。

また第８図の結果から、本発明に係る熱処理装
置によれば、処理量を２倍以上に増加させながら
なお処理後の粉粒体を粒径分布の非常にシヤープ
な、従つて粒子径のよく揃つたものとなし得るこ
とが明らかである。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明熱処理装置は、粉粒体の
分散気流を内周に沿つて旋回した後吐出させる、
上下方向に伸びる軸を有する円筒状の旋回部と、
この旋回部の上部において、当該旋回部の軸に関
して対称となる位置に形成された複数の分散気流
導入口と、この分散気流導入口の各々から、その
圧力によつて導入される粉粒体の分散気流の旋回
方向が互いに同方向となるよう、当該旋回部の軸
を中心とする円の接線方向に沿つて高圧の粉粒体
の分散気流を供給する分散気流供給機構と、前記
旋回部の下部において、内方に突出するよう配設
した粉粒体拡散羽根と、前記旋回部から吐出され
る旋回する粉粒体の分散気流に加熱気流を作用さ
せる加熱気流供給機構とを有することを特徴とす
るものであるから、分散気流供給機構より供給さ
れる高圧の粉粒体の分散気流は、その圧力によつ
て分散気流導入口を介して旋回部内に導入され、
旋回部内においてその内周に沿つて旋回しながら
拡散されるが、旋回部における分散気流導入口が
複数でしかも軸対称の位置関係にあるため、一の
導入口よりの分散気流が他の導入口よりの分散気
流と均一に旋回混合するため旋回部の内周に沿つ
た方向における流速分布および粉粒体の濃度分布
が均一化されるようになり、この結果粉粒体を一
次粒子として十分均一に分散させることができ、
更に旋回部の下部における粉粒体拡散羽根によ
り、粉粒体の分散気流が旋回部の内部において旋
回しながら内方に拡散されるようになるため、粉
粒体を小さな密度で良好に分散させることがで
き、結局粉粒体が低い密度で十分均一に分散され
た状態の旋回気流となつて旋回部から吐出される
ようになり、従つて加熱気流供給機構よりの加熱
気流による熱処理においては粉粒体同志の凝着に
よる粗大化が抑制され、結局小径で粒径の揃つた
粒子粉末を高い収率で得ることができ、しかも処
理可能量を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明用部分破断正
面図、第２図は第１図の旋回室を下方から見たと
きの説明用横断面図、第３図は本発明の他の実施
例の説明用平面図、第４図イおよびロはそれぞれ
本発明の更に他の実施例の説明用縦断正面図およ
び下方から見たときの説明図、第５図は本発明の
更に他の実施例の説明用縦断正面図、第６図は粉
粒体の熱処理装置が組み込まれた熱処理システム
の概略を示す説明図、第７図および第８図は、
各々本発明に係る熱処理装置による実験結果を比
較して示す曲線図である。 １……旋回部、２……分散気流供給機構、１１
……旋回室、１２……旋回ノズル、２１……圧縮
空気導入口、２２……粉粒体供給部、２３……エ
ゼクタ混合室、２４……エゼクタスロート部、２
５……分散気流導入口、２６……旋回部出口、２
９……粉粒体拡散羽根、３１……加熱気流旋回
室、３２……分散気流旋回室、３３……空気導入
管、３４……分散気流用導入管、４１……加熱気
流供給部、４２……分散気流旋回室、４３……加
熱気流噴出口、４４………分散気流吐出口、５０
……熱処理装置、５１……熱処理用容器、５２…
…加熱気流供給部、５３……送風機、５４……ヒ
ータ、５５……冷却風供給機構、５６……サイク
ロン、５７……集塵機、５８……排気機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粉粒体の分散気流を内周に沿つて旋回した後
   吐出させる、上下方向に伸びる軸を有する円筒状
   の旋回部と、 この旋回部の上部において、当該旋回部の軸に
   関して対称となる位置に形成された複数の分散気
   流導入口と、 この分散気流導入口の各々から、その圧力によ
   つて導入される粉粒体の分散気流の旋回方向が互
   いに同方向となるよう、当該旋回部の軸を中心と
   する円の接線方向に沿つて高圧の粉粒体の分散気
   流を供給する分散気流供給機構と、 前記旋回部の下部において、内方に突出するよ
   う配設した粉粒体拡散羽根と、 前記旋回部より吐出される旋回する粉粒体の分
   散気流に加熱気流を作用させる加熱気流供給機構
   と を有することを特徴とする粉粒体の熱処理装置。