JPH08103685A - 衝突式気流粉砕機及び静電荷現像用トナーの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粉体原料を効率良く粉砕出来る新規な衝突式
気流粉砕機及び静電荷像現像用トナーを効率よく製造す
る製造方法を提供すること。 【構成】 加速管と粉砕室とを有する衝突式気流粉砕機
において、粉砕室内の搬送気流は一次搬送気流と該二次
搬送気流との方向が異なる方向となることを特徴とする
衝突式気流粉砕機、該衝突式気流粉砕機で微粉砕するこ
とを特徴とする静電荷現像用トナーを製造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、静電荷現像用トナーを粉砕する衝突式気流
粉砕機及び該粉砕機を利用して静電荷現像用トナーを製
造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来ジェット気流を用いた衝突式気流粉
砕機は、ジェット気流に粉体原料を乗せて粒子混合気流
とし、加速管の出口より噴射させ、この粒子混合気流を
加速管の出口前方に設けた衝突部材の衝突面に衝突させ
て、その衝撃力により粉体原料を粉砕するものである。

【０００３】以下にその詳細を図８の従来例の衝突式気
流粉砕機に基づいて説明する。従来の衝突式気流粉砕機
は、高圧気体供給ノズル２を接続した加速管３の出口１
３に対向して衝突部材４を設け、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被粉
砕物供給口１から加速管３の内部に粉体原料を吸引し、
これを高圧気体と共に噴射して衝突部材４の衝突面に衝
突させ、その衝撃によって粉砕する様にしたものであ
る。

【０００４】従来、斯かる粉砕機における衝撃部材の衝
突面１４は、図８及び図９に示す様に、粉体原料を乗せ
たジェット気流方向（加速管の軸方向）に対し、垂直或
は傾斜（例えば４５°）している平面状のものが用いら
れてきた（特開昭５７−５０５５４号公報及び特開昭５
８−１４３８５３号公報参照）。

【０００５】図８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に叩き付けられ、その衝
撃力で粉砕され、排出口５に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、その為に衝突面１４近傍の粉体濃
度が高くなる為に粉砕効率がよくない。更に衝突面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。

【０００６】更に、衝突面の角度が加速管３に対し垂直
の粉砕機では、熱可塑性樹脂を粉砕する時に衝突時の局
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り粉砕能力低下の原因となる。その
為に粉体濃度を高くして使用することが困難であった。
図９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為に、衝突面１４近傍の粉体濃度
は図８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。更に粉砕室壁６との二次衝突を有効に利
用しているとはいえない。

【０００７】図９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
るときに上記の様な問題点は少ない。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、更に粉砕室
壁６との二次衝突による粉砕が少ないので、粉砕能力は
図８の粉砕機と比較して１／２〜１／１．５に落ちる。

【０００８】上記問題点が解消された衝突式気流粉砕機
として、実開平１−１４８７４０号公報及び特開平１−
２５４２６６号公報に記載の装置が提案されている。実
開平１−１４８７４０号公報では、図１１に示す様に、
衝突部材の原料衝突面１５を加速管の軸芯に対して直角
に配置し、その原料衝突面に円錐形の突起を設けること
により、衝突面での反射流を防止することが提案されて
いる。又、特開平１−２５４２６６号公報では、図１０
に示す様に衝突部材の衝突面の先端部分を特定の円錐形
状とすることにより、衝突面近傍の粉体濃度を低くし、
粉砕室壁６と効率良く二次衝突する様にした衝突式気流
粉砕機が提案されている。

【０００９】又、搬送気流排出方法について前記４種類
の粉砕機は、図８、図９、図１０及び図１１に示されて
いる様に、搬送気流排出口５が粉砕室内の一方向に片寄
っている為、搬送気流は該方向へ片寄りを起こさせられ
てしまい、衝突面と衝突する際、ある一定の面でしか衝
突をおこすことが出来ず、粉砕効率の低下につながって
いた。そこで、図１２に示される様な排出方法が提案さ
れている。

【００１０】しかしながら、この提案により搬送気流の
片寄りについては改善され、衝突面を有効に使用するこ
とが可能となるものの、粉砕室側壁の角度が加速管軸方
向に対して平行となっている為に、図１２に示されてい
る様に粉砕室内に気流のなくなった領域が出来て該領域
に渦流が発生し、該渦流により搬送気流が乱されること
で効率低下を引き起こしている。上記の様に構成及び改
良されることで従来の問題点は改善されつつあるが、ま
だ十分ではない。又、最近のニーズとしてより微細な粉
砕処理物が望まれており、更に粉砕効率の良好な微粉砕
機が待望されている。

【００１１】又、電子写真法による画像形成方法に用い
られるトナー又はトナー用着色樹脂粉体は、通常結着樹
脂及び着色剤又は磁性粉（必要により、更に第三成分を
含有）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
は普通紙又はプラスチックフイ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又は加熱加圧
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。従って、トナーに使用され
る結着樹脂は、熱及び／又は圧力が付加されると塑形変
形する特性を有する。

【００１２】現在、トナー又はトナー用着色樹脂粉体
は、結着樹脂及び着色剤又は磁性粉（必要により更に第
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（又は中粉砕）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。

【００１３】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、使用されていた粉砕機としては、上述の図
８、図９、図１０、図１１又は図１２に示される粉砕機
が挙げられる。上記の様に構成された衝突式気流粉砕機
を用いて静電荷像現像用トナーを製造することで、従来
の問題点は改善されてきてはいるが、まだ十分ではな
い。又、最近のニーズとして、より高精細且つ高画質を
実現させる為に、トナーの小径化が望まれており、更に
効率良くトナーを製造する方法が待望されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、上記の様な従来技術の問題点を解決して、粉体原料
を効率良く粉砕出来る新規な衝突式気流粉砕機を提供す
ることにある。更に本発明の目的は、上記の様な従来技
術の問題点を解決して、静電荷像現像用トナーを効率よ
く製造する製造方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明に
よって達成される。即ち、本発明は、高圧気体により被
粉砕物を搬送加速する為の加速管と、被粉砕物を微粉砕
する為の粉砕室とを有する衝突式気流粉砕機において、
該粉砕室内には、該加速管の出口の開口面に対向して設
けた衝突面を有する衝突部材が具備されており、該衝突
部材の衝突面には、突出している突出中央部と、該突出
中央部の周囲に該突出中央部で粉砕された微粉砕物の一
次粉砕物を更に衝突により二次粉砕する為の外周衝突面
を有し、該粉砕室は、該外周衝突面で二次粉砕された二
次粉砕物を衝突により三次粉砕する為の側壁を有し、該
粉砕室内の搬送気流は、該外周衝突面の上流側を一次搬
送気流、下流側を二次搬送気流と定義すると、該一次搬
送気流と該二次搬送気流との方向が異なる方向となるこ
とを特徴とする衝突式気流粉砕機、及び結着樹脂及び着
色剤を少なくとも含有する混合物を溶融混練し、混合物
を冷却固化し、固化物を粉砕して粉砕物を得、得られた
粉砕物を上記の衝突式気流粉砕機で微粉砕することを特
徴とする静電荷現像用トナーを製造する方法である。

【００１６】

【作用】従来の粉砕機に比べ、粉砕室の形状を、該粉砕
室内での渦流の発生をなくし、気流の乱れを極力抑える
様な形状とすることで、より効果的に被粉砕物を該衝突
部材へ衝突させることが可能である。又、衝突部材の形
状を特定の突起状円錐とすることで、被粉砕物は該衝突
部材に設けた錐体状の突出中央部で一次粉砕され、更に
突出中央部の周囲に設けられた外周衝突面で二次粉砕さ
れた後、粉砕室側壁で更に三次粉砕される。この様な特
定の衝突部材形状と粉砕室形状の効果により、粉砕効率
の向上が図れ、粉砕時における融着物の発生を防止する
ことが出来、安定した運転を行うことが出来る。

【００１７】

【実施例】次に本発明を実施例に基づいて更に具体的に
説明する。 ［衝突式気流粉砕機］ 実施例１ 図１は、本発明の一実施例の粉砕装置の概略的断面図及
び該粉砕機を使用した粉砕工程及び分級機により分級工
程を組み合わせた粉砕装置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、加速管上方に設
けられた粉体原料投入口１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ことにな
る。高速度で加速管出口１３から粉砕室８に吐出された
粉体原料７は衝突部材４に衝突して粉砕される。

【００１８】図１の粉砕機において、衝突部材の衝突面
には、錐体状の突出している突出中央部１４と、該突出
中央部の周囲に突出中央部で粉砕された被粉砕物の一次
粉砕物を更に衝突により粉砕する為の外周衝突面１５を
有している。又、粉砕室８は、外周衝突面で二次粉砕さ
れた二次粉砕物を衝突により三次粉砕する為の側壁６を
有し、その形状は、搬送気流の片寄りを改善する為に排
出口５を該衝突部材後方へ設け、該衝突面より上流側の
粉砕室空間領域で前記渦流の発生をなくし、気流の乱れ
を極力抑さえる為に外周衝突面上流側である一次搬送気
流と下流側の二次搬送気流で方向が異なる方向となる様
な形状となっている。

【００１９】図２に図１の横断平面図を示し、更に詳し
く説明する。上記の様に原料衝突面に中央部が突出して
いる錐体状の突起を設けることにより、加速管から噴出
された粉体原料と圧縮空気の固気混合流は、突起１４の
表面で一次粉砕され、更に外周衝突面１５で二次粉砕さ
れた後、粉砕室側壁６で三次粉砕される。この時、衝突
部材の衝突面に突出している突出中央部の頂角α（°）
と、外周衝突面の加速管の中心軸の垂直面に対する傾斜
角β（°）とが ０＜α＜９０、β＞０ ３０≦α＋２β≦９０ を満足する時に非常に効率よく粉砕が行われる。

【００２０】α≧９０の時は、突起表面で一次粉砕され
た粉砕物の反射流が加速管から噴出する固気混合流の流
れを乱すことになり好ましくない。又、β＝０の時に
は、外周衝突面上での粉体濃度が大きくなり、熱可塑性
樹脂の粉体又は熱可塑性樹脂を主成分とする粉体を原料
とした場合、外周衝突面上で融着物及び凝集物を生じ易
い。斯かる融着物が生じた場合には装置の安定した運転
が困難となる。又、α、βがα＋２β＜３０の時は、突
起表面での一次粉砕の衝撃力が弱められる為に粉砕効率
の低下を招くので好ましくない。又、α、βがα＋２β
＜９０の時には、外周衝突面での反射流が固気混合流の
下流側に流れる為に、粉砕室側壁での三次粉砕の衝撃力
が弱くなり粉砕効率の低下を引き起こす。

【００２１】以上述べた様にαとβとが、 ０＜α＜９０、β＞０ ３０≦α＋２β≦９０ を満たす時に、図２に示す如く一次、二次及び三次粉砕
が効率良く行われ、粉砕効率を向上させることが出来
る。この様に本発明における気流粉砕機は、従来の粉砕
機に比べ、粉砕室の形状を、該粉砕室内での渦流の発生
をなくし、気流の乱れを極力抑える様な形状とすること
で、より効果的に被粉砕物を該衝突部材へ衝突させるこ
とが可能で、又、衝突部材の形状を特定の突起状円錐と
することで、被粉砕物は該衝突部材に設けた錐体状の突
出中央部で一次粉砕され、更に突出中央部の周囲に設け
られた外周衝突面で二次粉砕された後、粉砕室側壁で更
に三次粉砕される。この様な特定の衝突部材形状と粉砕
室形状の効果により、粉砕効率の向上が図れ、粉砕時に
おける融着物の発生を防止することが出来、安定した運
転を行うことが出来る。

【００２２】本発明の粉砕機の構成は、図１に限定され
るものではない。図３、図４及び図７は、本発明の他の
好ましい実施例の粉砕装置の概略断面図及び該粉砕機を
使用した粉砕機工程及び分級機による分級工程を組み合
わせた粉砕装置のフローチャート図である。

【００２３】実施例２ 図３の粉砕機の特徴として、衝突部材４に図１の衝突面
の裏側に搬送気流の整流と衝突面下流側での多次衝突を
目的とした整流面１６が設けてあり、又、粉砕室形状
が、衝突面下流においても該衝突部材の該整流面と該粉
砕室の間の領域で渦流の発生をなくし、気流の乱れを極
力抑えることが可能となる様に、外周衝突面上流側であ
る一次搬送気流と下流側の二次搬送気流で方向が異なる
方向となる様に誘導出来るものとなっていることであ
り、図１と同様に一次、二次及び三次の粉砕が行われた
後、整流面１６と粉砕室壁間で多次の衝突が起こさせる
ことが出来て、より粉砕効率の向上が図れ、粉砕時にお
ける融着物の発生を防止することが出来、安定した運転
を行うことが出来る様になる。

【００２４】実施例３ 図４の粉砕機について、図５は図４のＡ−Ａ線における
拡大断面図、図６は図４のＢ−Ｂ線における断面図であ
る。この粉砕機は、高圧気体により被粉砕物を搬送加速
する為の加速管２１と該加速管出口に対向して設けた衝
突面を有する衝突部材３０を有し、該加速管２１がラバ
ルノズル状をなし、該加速管２１のスロート部上流に高
圧気体噴出ノズル２３を配し、該高圧気体噴出ノズル２
３の外壁とスロート部２２内壁間に被粉砕物供給口２４
を設け、更に該加速管２１の出口に接続して設けた粉砕
室の軸方向断面形状が円形状を有している。

【００２５】被粉砕物供給筒２５より供給された被粉砕
物は、中心軸を鉛直方向に配設したラバルノズル形状を
なす加速管２１の加速管スロート部２２の内壁と中心が
加速管２１の中心軸と同軸上にある高圧気体噴出ノズル
２３の外壁との間で形成された被粉砕物供給口２４へ到
達する。一方、高圧気体は、一本好ましくは複数本の高
圧気体供給口２６より導入され、高圧気体チャンバー２
７を経て高圧気体導入管２８を通り、高圧気体噴出ノズ
ル２３より加速管出口２９に向かって急激に膨脹しなが
ら噴出する。この時、加速管スロート部２２の近傍で発
生するエゼクター効果により、被粉砕物はこれと共存し
ている気体に同伴されながら、被粉砕物供給口２４より
加速管出口２９方向に向けて吸引され、加速管スロート
部２２において高圧気流と均一に混合されながら急加速
し、加速管出口２９に対向配置された衝突部材３０の衝
突面に、粉塵濃度の偏りがなく均一な固気混合気流状態
で衝突する。

【００２６】この際、粉砕室形状は該衝突面より上流側
の粉砕室空間領域で、前記渦流の発生をなくし、気流の
乱れを極力抑え、効果的に衝突を起こさせる為に外周衝
突面上流側である一次搬送気流と下流側の二次搬送気流
で方向が異なる方向となる様な形状となっている。これ
により衝突時に発生する衝撃力は、十分分散した個々の
粒子（被粉砕物）に与えられる為に非常に効率のよい粉
砕が出来る。衝突部材３０の衝突面にて粉砕された粉砕
物は、更に粉砕室壁３２と衝突部材３０表面の間で衝突
を繰り返し、より粉砕効率を上昇させ、衝突部材３０後
方に配設された粉砕物出口３３より排出される。

【００２７】図４の粉砕機では、加速管の中心軸を鉛直
に配設し、加速管内壁と高圧気体噴出ノズル外壁間より
被粉砕物を供給せしめ、高圧気体の噴出方向と被粉砕物
の供給方向を同一方向とすることにより、被粉砕物を粉
塵濃度による偏りがない様に均一に噴出する高圧気流中
に分散させることが出来る。そして衝突部材の衝突面に
は、突出している突出中央部１４と該突出中央部の周囲
に突出中央部で粉砕された被粉砕物の一次粉砕物を更に
衝突により粉砕する為の外周衝突面１５を有している。
又、粉砕室３４には外周衝突面で二次粉砕された二次粉
砕物を衝突により三次粉砕する為の側壁３２を有してお
り、図１の粉砕機と同様に、衝突面上の突起の表面で被
粉砕物は一次粉砕され、更に外周衝突面１５で二次粉砕
された後、粉砕室壁３２で三次粉砕される。

【００２８】実施例４ 図７の粉砕機の特徴として、衝突部材に図４の衝突面の
裏側に搬送気流の整流と衝突面後方での多次衝突を目的
とした整流面３１が設けてあり、又、粉砕室形状も衝突
面後方において搬送気流の乱れを極力抑さえる様な形状
で、外周衝突面上流側である一次搬送気流と下流側の二
次搬送気流で方向が異なる方向となる様に誘導出来るも
のとなっていることであり、図４と同様に一次、二次及
び三次の粉砕が行われた後、整流面と粉砕室壁間で多次
の衝突が起こさせることが出来て、より粉砕効率の向上
が図れ、粉砕時における融着物の発生を防止することが
出来、安定した運転を行うことが出来る様になる。

【００２９】図４及び図７の粉砕機では、加速管の中心
軸を鉛直に配設し、特定の原料供給法を有しており、被
粉砕物である原料粉体がより強く分散されて粉砕効率が
向上出来、優れた粉砕処理能力が得られる。又、被粉砕
物の強分散による粉塵濃度の均一化により、衝突部材、
加速管及び粉砕室における被粉砕物の局部的な融着や磨
耗も従来の衝突式気流粉砕機に比べて、大幅に低減出
来、安定稼動させることが出来る。尚、図４及び図７の
粉砕機においても、αとβとが、 ０＜α＜９０、β＞０ ３０≦α＋２β≦９０ を満たす時に、図２に示す如く一次、二次及び三次粉砕
が効率良く行われ、粉砕効率を向上させることが出来
る。

【００３０】本発明の粉砕機において、加速管出口の内
径は衝突部材の直径ｂより小さい内径を有することが好
ましい。衝突部材の衝突面に突出している突出中央部の
先端と加速管の中心軸とは、実質的に一致させるのが粉
砕の均一化という点で好ましい。加速管出口と衝突部材
の衝突面端部との距離ａは該衝突部材の直径の０．１倍
から２．５倍以下が好ましく、０．２倍から１．０倍が
より好ましい。０．１倍未満では衝突面近傍の粉塵濃度
が高くなり、２．５倍を越える場合には衝撃力が弱ま
り、粉砕効率が低下する傾向がある。

【００３１】又、衝突部材の衝突面端部と粉砕室側壁
（内壁）との最短距離ｃは、該衝突部材の直径ｂの０．
１倍から２倍以下が好ましい。０．１倍未満では、高圧
気体の通過時の圧力損失が大きく、粉砕効率を低下させ
るのみならず、粉砕物の流動化がスムーズに行かない傾
向があり、２倍を越える場合は、粉砕室側壁での被粉砕
物の三次衝突の効果が減少し、粉砕効率の低下を招く。

【００３２】［トナ−製造方法］実施例５ スチレン−ブチルアクリレート−ジビニルベンゼン共重合体（モノマー重合 重量比８０．０／１９．０／１．０ Ｍｗ３５万） １００重量部 磁性酸化鉄（平均粒径０．１８μｍ） １００重量部 ニグロシン ２重量部 低分子量エチレン−プロピレン共重合体 ４重量部

【００３３】上記処方の材料をヘンシルミキサーＦＭ−
７５型（三井三池化工機（株）製）でよく混合した後、
１５０℃に設定した２軸混練機ＰＣＭ−３０型（池貝鉄
工（株）製）にて混練した。得られた混練物を冷却し、
ハンマーミルにて１ｍｍ以下に粗粉砕してトナー粉砕原
料を得た。得られた粉砕原料を図１に示す衝突式気流粉
砕機で粉砕した。該衝突式気流粉砕機は、衝突面の形状
が頂角５０°（α＝５０°）の円錐状の突起を有し、外
周衝突面の加速管の中心軸の垂直面に対する傾斜角は１
０°（β＝１０°）であった（α＋２β＝７０°）。
又、衝突部材の直径は９０ｍｍ（ｂ＝９０ｍｍ）であ
り、衝突面端部と加速管出口との距離は５０ｍｍ（ａ＝
５０ｍｍ）、粉砕室壁との最短距離は２０ｍｍ（ｃ＝２
０ｍｍ）、粉砕室形状は外周衝突面上流側を略円錐型
（γ−４５°）で行った。

【００３４】粉砕原料は定量供給機にて３５Ｋｇ／ｈｒ
の割合で強制渦流式の分級機に供給し、分級された粗粉
を該衝突式気流粉砕機に導入し、圧力５．９×１０⁵ Ｐ
ａ（Ｇ）、６．０Ｎｍ³ ／ｍｉｎの圧縮空気を用いて粉
砕した後、再度分級機に循環し閉回路粉砕を行った。そ
の結果、分級された細粉として重量平均径８．２μｍの
トナー用微粉砕品を得た。尚、融着物の発生はなく、安
定した運転が出来た。微粉砕品又はトナーの粒度分布
は、種々の方法によって測定出来るが、本発明において
はコールターカウンターを用いて行った。

【００３５】即ち、測定装置としてコールターカウンタ
ーＴＡ−II型或はコールターマルチサイザーII（コール
ター社製）を用いる。電解液は１級塩化ナトリウムを用
いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。例えば、ＩＳＯ
ＴＯＮＲ−II（コールターエンティフィックジャパン社
製）が使用出来る。測定法としては前記電解液水溶液１
００〜１５０ｍｌ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０．１〜５ｍｌ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液で約１〜３分間分散処理を行
い、前記測定装置により、アパチャーとして１００μｍ
アパチャーを用い、トナーの体積及び個数を測定して体
積分布と個数分布とを算出した。それから、本発明の係
るところの体積分布から求めた重量基準の重量平均径を
求めた。

【００３６】実施例６ 実施例５と同様のトナー粉砕原料を用いて、図３に示す
衝突式気流粉砕機で粉砕した。該衝突式気流粉砕機は、
衝突面の形状が頂角５０°（α＝５０°）の円錐状の突
起を有し、外周衝突面の加速管の中心軸の垂直面に対す
る傾斜角は１０°（β＝１０°）であった（α＋２β＝
７０°）。又、衝突部材の直径は９０ｍｍ（ｂ＝９０ｍ
ｍ）であり、衝突面端部と加速管出口との距離は５０ｍ
ｍ（ａ＝５０ｍｍ）、粉砕室壁との最短距離は２０ｍｍ
（ｃ＝２０ｍｍ）、粉砕室形状は、外周衝突面と同一の
面において、略円錐（γ＝４５°）が対称となる様な形
状の粉砕室（ｃ＝２５ｍｍ）を用いた。

【００３７】粉砕原料は、定量供給機にて３５Ｋｇ／ｈ
ｒの割合で強制渦流式の分級機に供給し、分級された粗
粉を該衝突式気流粉砕機に導入して、圧力５．９×１０
⁵ Ｐａ（Ｇ）、６．０Ｎｍ³ ／ｍｉｎの圧縮空気を用い
て粉砕した後、再度分級機に循環し、閉回路粉砕を行っ
た。その結果、分級された細粉として重量平均径８．１
μｍのトナー用微粉砕品を得た。尚、融着物の発生はな
く、安定した運転が出来た。

【００３８】実施例７ 実施例５と同様のトナー粉砕原料を用いて、図４に示す
衝突式気流粉砕機で粉砕した。該衝突式気流粉砕機は、
衝突面の形状が頂角５５°（α＝５５°）の円錐状の突
起を有し、外周衝突面の加速管の中心軸に対する傾斜角
が１０°（β＝１０°）であった（α＋２β＝７５
°）。又、衝突部材の直径は１００ｍｍ（ｂ＝１００ｍ
ｍ）であり、衝突面端部と加速管出口との距離は５０ｍ
ｍ（ａ＝５０ｍｍ）で、粉砕室形状は、外周衝突面の上
流側を内径１５０ｍｍの略円錐状（γ＝４５°）粉砕室
（ｃ＝２５ｍｍ）を用いた。鉛直線を基準とした加速管
の長軸方向の傾きは実質的に０°で行った。

【００３９】粉砕原料は、定量供給機にて５０．０Ｋｇ
／ｈｒの割合で強制渦流式の分級機に供給し、分級され
た粗粉を該衝突式気流粉砕機に導入して、圧力５．９×
１０⁵ Ｐａ（Ｇ）、６．０Ｎｍ³ ／ｍｉｎの圧縮空気を
用いて粉砕した後、再度分級機に循環し、閉回路粉砕を
行った。その結果、分級された細粉として重量平均径
８．３μｍのトナー用微粉砕品を得た。尚、融着物の発
生はなく、安定した運転が出来た。

【００４０】実施例８ 実施例５と同様のトナー粉砕原料を用いて、図７に示す
衝突式気流粉砕機で粉砕した。該衝突式気流粉砕機は、
衝突面の形状が頂角５５°（α＝５５°）の円錐状の突
起を有し、外周衝突面の加速管の中心軸に対する傾斜角
は１０°（β＝１０°）であった（α＋２β＝７５
°）。又、衝突部材の直径は１００ｍｍ（ｂ＝１００ｍ
ｍ）、衝突面部と加速管出口との距離は５０ｍｍ（ａ＝
５０ｍｍ）で、粉砕室形状は、外周衝突面と同一の面に
おいて、内径１５０ｍｍの略円錐状（γ＝４５°）が対
称となる様な形状の粉砕室（ｃ＝２５ｍｍ）を用いた。
鉛直線を基準とした加速管の長軸方向の傾きは実質的に
０°で行った。

【００４１】粉砕原料は、定量供給機にて５０．０Ｋｇ
／ｈｒの割合で強制渦流式の分級機に供給し、分級され
た粗粉を該衝突式気流粉砕機に導入して、圧力５．９×
１０⁵ Ｐａ（Ｇ）、６．０Ｎｍ³ ／ｍｉｎの圧縮空気を
用いて粉砕した後、再度分級機に循環し、閉回路粉砕を
行った。その結果、分級された細粉として重量平均径
８．２μｍのトナー用微粉砕品を得た。尚、融着物の発
生はなく、安定した運転が出来た。

【００４２】実施例９ 実施例５と同様のトナー粉砕原料を用いて、図４に示す
衝突式気流粉砕機で粉砕した。該衝突式気流粉砕機は、
衝突面の形状が頂角５５°（α＝５５°）の円錐状の突
起を有し、外周衝突面の加速管の中心軸に対する傾斜角
は１０°（β＝１０°）であった（α＋２β＝７５
°）。又、衝突部材の直径は、１００ｍｍ（ｂ＝１００
ｍｍ）であり、衝突面部と加速管出口との距離は５０ｍ
ｍ（ａ＝５０ｍｍ）で、粉砕室形状は、外周衝突面の上
流側を内径１５０ｍｍの略円錐状（γ＝４５°）粉砕室
（ｃ＝２５ｍｍ）を用いた。鉛直線を基準とした加速管
の長軸方向の傾きは実質的に０°で行った。

【００４３】粉砕原料は、定量供給機にて３５．０Ｋｇ
／ｈｒの割合で強制渦流式の分級機に供給し、分級され
た粗粉を該衝突式気流粉砕機に導入して、圧力５．９×
１０⁵ Ｐａ（Ｇ）、６．０Ｎｍ³ ／ｍｉｎの圧縮空気を
用いて粉砕した後、再度分級機に循環し、閉回路粉砕を
行った。その結果、分級された細粉として重量平均径
６．０μｍのトナー用微粉砕品を得た。尚、融着物の発
生はなく、安定した運転が出来た。

【００４４】比較例１ 実施例５と同様のトナー粉砕原料を用いて、図８に示す
衝突式気流粉砕機で粉砕した。該衝突式気流粉砕機は、
衝突面の形状が加速管の長軸方向に対して垂直な平面状
のものを用いた。衝突部材の直径は９０ｍｍ（ｂ＝９０
ｍｍ）であり、衝突面端部と加速管出口との距離は５０
ｍｍ（ａ＝５０ｍｍ）であり、粉砕室壁との最短距離は
２０ｍｍ（ｃ＝２０ｍｍ）であり、粉砕室形状は箱型で
行った。

【００４５】粉砕原料は、定量供給機にて１８．０Ｋｇ
／ｈｒの割合で強制渦流式の分級機に供給し、分級され
た粗粉を該衝突式気流粉砕機に導入して、圧力５．９×
１０⁵ Ｐａ（Ｇ）、６．０Ｎｍ³ ／ｍｉｎの圧縮空気を
用いて粉砕した後、再度分級機に循環させ閉回路粉砕を
行った。その結果、分級された細粉として重量平均径
８．３μｍのトナー用微粉砕品を得た。供給量を１８．
０Ｋｇ／ｈｒ以上に増やすと得えられる細粉の重量平均
径が大きくなり、又、衝突部材状で粉砕物の融着、凝集
物、粗粒子が生じ始め、融着物が加速管の原料投入口を
詰まらせる場合があり、安定した運転が出来なかった。

【００４６】比較例２ 実施例５と同様のトナー粉砕原料を用いて、図１０に示
す衝突式気流粉砕機で粉砕した。該衝突式気流粉砕機
は、衝突面の形状が頂角１６０°の円錐形状のものを使
用した。衝突部材の直径は９０ｍｍ（ｂ＝９０ｍｍ）で
あり、衝突面端部と加速管出口との距離は５０ｍｍ（ａ
＝５０ｍｍ）であり、粉砕室壁との最短距離は２０ｍｍ
（ｃ＝２０ｍｍ）であり、粉砕室形状は箱型で行った。

【００４７】粉砕原料は、定量供給機にて２２．０Ｋｇ
／ｈｒの割合で強制渦流式の分級機に供給し、分級され
た粗粉を該衝突式気流粉砕機に導入して、圧力５．９×
１０⁵ Ｐａ（Ｇ）、６．０Ｎｍ³ ／ｍｉｎの圧縮空気を
用いて粉砕した後、再度分級機に循環させ閉回路粉砕を
行った。その結果、分級された細粉として重量平均径
８．２μｍのトナー用微粉砕品を得た。尚、融着物の発
生は認められなかった。

【００４８】比較例３ 実施例５と同様のトナー粉砕原料を用いて、図１１に示
す衝突式気流粉砕機で粉砕した。該衝突式気流粉砕機
は、衝突部材の原料衝突面が加速管軸芯に対して直角
（β＝０°）であり、その原料衝突面に頂角５０°（α
＝５０°）の円錐状の突起を設けたものを用いた。衝突
部材の直径は９０ｍｍ（ｂ＝９０ｍｍ）であり、衝突面
端部と加速管出口との距離は５０ｍｍ（ａ＝５０ｍｍ）
であり、粉砕室壁との最短距離は２０ｍｍ（ｃ＝２０ｍ
ｍ）であり、粉砕室形状は箱型で行った。

【００４９】粉砕原料は、定量供給機にて２２．０Ｋｇ
／ｈｒの割合で強制渦流式の分級機に供給し、分級され
た粗粉を該衝突式気流粉砕機に導入して、圧力５．９×
１０⁵ Ｐａ（Ｇ）、６．０Ｎｍ³ ／ｍｉｎの圧縮空気を
用いて粉砕した後、再度分級機に循環し、閉回路粉砕を
行った。その結果、分級された細粉として重量平均径
８．２μｍのトナー用微粉砕品を得た。供給量を２２．
０Ｋｇ／ｈｒ以上に増やすと得られる細粉の重量平均径
が大きくなった。尚、粗大融着物の発生は認められなか
ったが、１時間運転後、衝突部材を点検したところ、原
料衝突面にうっすらと粉砕物の融着物が付着しているの
が確認された。

【００５０】比較例４ 実施例５と同様のトナー粉砕原料を用いて、図１２に示
す衝突式気流粉砕機で粉砕した。該衝突式気流粉砕機
は、衝突面の形状が加速管の長軸方向に対して垂直な平
面状のものを用いた。衝突部材の直径は９０ｍｍ（ｂ＝
９０ｍｍ）であり、衝突面端部と加速管出口との距離は
５０ｍｍ（ａ＝５０ｍｍ）であり、粉砕室壁との最短距
離は２０ｍｍ（ｃ＝２０ｍｍ）であり、粉砕室形状は箱
型で、粉砕物の排出方向は該衝突部材の後方となってい
る。

【００５１】粉砕原料は、定量供給機にて１８．０Ｋｇ
／ｈｒの割合で強制渦流式の分級機に供給し、分級され
た粗粉を該衝突式気流粉砕機に導入して、圧力５．９×
１０⁵ Ｐａ（Ｇ）、６．０Ｎｍ³ ／ｍｉｎの圧縮空気を
用いて粉砕した後、再度分級機に循環させ閉回路粉砕を
行った。その結果、分級された細粉として重量平均径
８．０μｍのトナー用微粉砕品を得た。供給量を１８．
０Ｋｇ／ｈｒ以上に増やすと得えられる細粉の重量平均
径が大きくなり、又、衝突部材状で粉砕物の融着、凝集
物、粗粒子が生じ始め、融着物が加速管の原料投入口を
詰まらせる場合があり、安定した運転が出来なかった。

【００５２】比較例５ 実施例５と同様のトナー粉砕原料を用いて、図１１に示
す衝突式気流粉砕機で粉砕した。該衝突式気流粉砕機
は、衝突部材の原料衝突面が加速管軸芯に対して直角
（β＝０°）であり、その原料衝突面に頂角５０°（α
＝５０°）の円錐状の突起を設けたものを用いた。衝突
部材の直径は９０ｍｍ（ｂ＝９０ｍｍ）であり、衝突面
端部と加速管出口との距離は５０ｍｍ（ａ＝５０ｍｍ）
であり、粉砕室壁との最短距離は２０ｍｍ（ｃ＝２０ｍ
ｍ）であり、粉砕室形状は箱型で行った。粉砕原料は、
定量供給機にて１２．０Ｋｇ／ｈｒの割合で強制渦流式
の分級機に供給し、分級された粗粉を該衝突式気流粉砕
機に導入して、圧力５．９×１０⁵ Ｐａ（Ｇ）、６．０
Ｎｍ³ ／ｍｉｎの圧縮空気を用いて粉砕した後、再度分
級機に循環させ閉回路粉砕を行った。その結果、分級さ
れた細粉として重量平均径６．１μｍのトナー用微粉砕
品を得た。以上の実施例５〜９、比較例１〜４の結果を
纏めたものを下記の表１に示す。

【００５３】表１ 上記表１において、粉砕効率比は比較例２の供給量を
１．０とした時の各条件での供給量を比として表した。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、粉砕室の形状を、該粉
砕室内での渦流の発生をなくし、気流の乱れを極力抑え
るような形状としたことで、加速管から噴出された固気
混合流を、より効果的に該衝突部材へ衝突させることが
可能となり、又、衝突部材の形状を、特定の突起錐体状
とすることで、該混合流は、該衝突部材に設けた錐体状
の突出中央部で一次粉砕され、更に、突出中央部の周囲
に設けられた外周衝突面で二次粉砕された後、粉砕室側
壁で更に三次粉砕される。この様な特定の衝突部材形状
と粉砕室形状の効果により、従来の衝突式気流粉砕機に
比べ、粉砕効率が大幅に向上する。又、衝突後の反射流
が加速管に向けて流れず、衝突面上で融着物の発生を防
止できる。

【００５５】本発明の方法により静電荷現像用トナーを
製造すれば、粉砕室の形状を、該粉砕室内での渦流の発
生をなくし、気流の乱れを極力抑えるような形状とした
ことで、加速管から噴出された固気混合流を、より効果
的に該衝突部材へ衝突させることが可能となり、又、衝
突部材の形状を、特定の突起錐体状とすることで、該混
合流は、該衝突部材に設けた錐体状の突出中央部で一次
粉砕され、更に、突出中央部の周囲に設けられた外周衝
突面で二次粉砕された後、粉砕室側壁で更に三次粉砕さ
れる。この様な特定の衝突部材形状と粉砕室形状の効果
により、従来の衝突式気流粉砕機に比べ、粉砕効率が大
幅に向上する。又、衝突後の反射流が加速管に向けて流
れず、衝突面上で融着物の発生を防止できる。

【００５６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した衝突式気流粉砕機の概略断面
図である。

【図２】図１の横断面図である。

【図３】本発明を実施した他の衝突式気流粉砕機の概略
断面図である。

【図４】本発明を実施した他の衝突式気流粉砕機の概略
断面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線における拡大断面図である。

【図６】図４のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。

【図７】本発明を実施した他の衝突式気流粉砕機の概略
断面図である。

【図８】従来例の粉砕機を示す概略断面図である。

【図９】従来例の粉砕機を示す概略断面図である。

【図１０】従来例の粉砕機を示す概略断面図である。

【図１１】従来例の粉砕機を示す概略断面図である。

【図１２】従来例の粉砕機を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１．粉体原料投入口 ２．圧縮気体供給ノズル ３．加速管 ４．衝突部材 ５．排出口 ６．粉砕室側壁 ７．粉体原料 ８．粉砕室 １３．加速管出口 １４．突出中央部 １５．外周衝突面 １６．整流面 ２１．加速管 ２２．加速管スロート部 ２３．高圧気体噴出ノズル ２４．被粉砕物供給口 ２５．被粉砕物供給筒 ２６．高圧気体供給口 ２７．高圧気体チャンバー ２８．高圧気体導入管 ２９．加速管出口 ３０．衝突部材 ３１．整流面 ３２．粉砕室側壁 ３３．粉砕物排出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三ツ村 聡 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 加藤 政吉 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧気体により被粉砕物を搬送加速する
   為の加速管と、被粉砕物を微粉砕する為の粉砕室とを有
   する衝突式気流粉砕機において、該粉砕室内には、該加
   速管の出口の開口面に対向して設けた衝突面を有する衝
   突部材が具備されており、該衝突部材の衝突面には、突
   出している突出中央部と、該突出中央部の周囲に該突出
   中央部で粉砕された微粉砕物の一次粉砕物を更に衝突に
   より二次粉砕する為の外周衝突面を有し、該粉砕室は、
   該外周衝突面で二次粉砕された二次粉砕物を衝突により
   三次粉砕する為の側壁を有し、該粉砕室内の搬送気流
   は、該外周衝突面の上流側を一次搬送気流、下流側を二
   次搬送気流と定義すると、該一次搬送気流と該二次搬送
   気流との方向が異なる方向となることを特徴とする衝突
   式気流粉砕機。
2. 【請求項２】 衝突部材の衝突面に突出している突出中
   央部の頂角をα（°）とし、外周衝突面の加速管の中心
   軸の垂直面に対する傾斜角をβ（°）とした場合、該α
   及び該βが下記の式 ０＜α＜９０、β＞０ ３０≦α＋２β≦９０ を満足する請求項１の衝突式気流粉砕機。
3. 【請求項３】 外周衝突面の上流側における粉砕室側壁
   が加速管軸方向に対して傾斜していることを特徴とする
   請求項１の衝突式気流粉砕機。
4. 【請求項４】 結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有す
   る混合物を溶融混練し、混合物を冷却固化し、固化物を
   粉砕して粉砕物を得、得られた粉砕物を衝突式気流粉砕
   機で微粉砕し、微粉砕された微粉砕物から静電荷現像用
   トナーを製造する方法において、該衝突式気流粉砕機
   は、高圧気体により被粉砕物を搬送加速する為の加速管
   と、被粉砕物を微粉砕する為の衝突部材を持った粉砕室
   とを有する微粉砕機であって、加速管内に供給され、加
   速された被粉砕物は該粉砕室内に加速管出口から吐出さ
   れ、該加速管の出口の開口面に対向して設けた該衝突面
   を有する衝突部材の突出部で一次粉砕し、一次粉砕され
   た一次粉砕物を該突出部の外周に設けられた外周衝突面
   で二次粉砕し、二次粉砕された二次粉砕物を更に該粉砕
   室内の側壁で三次粉砕することを特徴として、該加速管
   より供給された搬送気流は、外周衝突面の上流側である
   一次搬送気流と下流側の二次搬送気流で方向が異なるこ
   とを特徴とする静電荷現像用トナー製造方法。
5. 【請求項５】 衝突部材の衝突面に突出している突出中
   央部の頂角をα（°）し、外周衝突面の加速管の中心軸
   の垂直面に対する傾斜角をβ（°）とした場合、該α及
   び該βが下記の式 ０＜α＜９０、β＞０ ３０≦α＋２β≦９０ を満足する請求項３の静電荷現像用トナーの製造方法。
6. 【請求項６】 外周衝突面の上流側における粉砕室側壁
   が加速管軸方向に対して傾斜していることを特徴とする
   請求項３の静電荷現像用トナーの製造方法。