JPS59125741A - 粉体又は粒体の熱処理装置 - Google Patents

粉体又は粒体の熱処理装置

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JPS59125741A
JPS59125741A JP57232476A JP23247682A JPS59125741A JP S59125741 A JPS59125741 A JP S59125741A JP 57232476 A JP57232476 A JP 57232476A JP 23247682 A JP23247682 A JP 23247682A JP S59125741 A JPS59125741 A JP S59125741A
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cooling
cooling water
jacket
swirling
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勉 岩本
Kazuhiro Kubouchi
窪内 一博
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/10Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers
    • F26B17/101Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers the drying enclosure having the shape of one or a plurality of shafts or ducts, e.g. with substantially straight and vertical axis
    • F26B17/103Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers the drying enclosure having the shape of one or a plurality of shafts or ducts, e.g. with substantially straight and vertical axis with specific material feeding arrangements, e.g. combined with disintegrating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
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    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/10Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour carrying the materials or objects to be dried with it

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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】 1、産業上の利用分野 本発明は粉体又は粒体の熱処理装置に関し、例えば電子
写真用現像剤として用いられるトナー粒子等の粉粒体を
気流中で溶融、球形化するための熱処理装置に関するも
のである。
2 従来技術 トナー粒子等の粉粒体の球形化装置としては、水又は有
機溶剤に粉粒体を溶解、分散させた懸濁液を二流体ノズ
ル又は回転円盤によって微粒化させ、熱風中で乾燥させ
るスプレードライ法等の湿式装置や、熱気流中にトナー
粒子を分散させて球形化する乾式装置が知られている。
しかしながら、上記湿式装置では、霧化した粒子を捕集
するまで粒子中に含1れる溶剤の殆んどを蒸発させなけ
ればならないことから、広大な乾慄室が必要であって装
置が大型化すること、更に蒸発した溶剤が水以外のもの
である場合には溶剤回収のために付帯設備が増え、また
溶剤による火災、毒性等の危険性を伴なうことという問
題がある0 他方、上記乾式装置では、数μm〜数10μmのオーダ
ーのトナー粒子を熱処理する場合、トナー粒子同士の熱
融着による粗大粒子の発生や、粒子気流の噴出ノズル及
び容器壁面への粒子の付着等が生じ、このために収率、
生産性の低下、熱処理状態の不均一化を招くことが多い
。 特に問題となることは、熱風吹出し口の内外の壁面
温度は熱風温度に等しくて浮遊粒子はただちに熱融着し
易いため、長時間運転していると粒子がやがて大きな魂
り状となって熱風吹出し口付近の内外壁面に被着し、こ
れによって熱風吹出し口先端に、あだかもつらら状に垂
れ下ったりしてし1うことである。
この場合、トナー粒子の魂りが熱風によって250〜3
00℃に熱せられると赤化し、内部燃焼反応を起こし、
これが火種となって粉塵爆発の原因ともなり、非常に危
険である。
3、発明の目的 本発明の目的は、上記した如き粒子の付着及び熱融着を
防止し、均一な熱処理と同時に安全な連続運転が可能な
装置を提供することにある。
4、発明の構成 本発明は、トナー粒子等の粉体又は粒体の分散気流を(
望甘しくけ内壁面に沿って旋回させながら)先端開口か
ら導出するためのノズル部と、とのノズル部の外周囲か
ら熱風を吹き出させるための熱風導入部と、この熱風導
入部の少なくとも熱風吹出し口の外周囲に設けられた冷
却風導入部と、更にこの冷却風導入部の外周囲に設けら
れた冷却用ジャケット部とを有することを特徴とする粉
体又は粒体の熱処理装置に係るものである。
5、実施例 以下、本発明を実施例について図面参照下に詳細に説明
する。
1ず第1図について、熱可塑性粒子、例えばトナー粒子
の熱処理(球形化)装置の一例を説明する。
エゼクタ−1において、ホッパー2から供給されたトナ
ー粒子3が圧縮空気4によって分散せしめられ、この分
散気流5は旋回室6に導びかれ、ここで旋回されながら
下部の旋回ノズル7よシ熱処理室8内へ噴出され、空円
錐流れ9を形成する。
この空円錐状の分散気流9に対し、ヒーター10で熱せ
られた熱風11がまず熱風旋回室12に導入されて旋回
流となされた後に順流的に吹込1れ、分散気流9と均一
に熱会合又は混合する。 熱処理室8の側壁内面近傍に
は、その上壁部から冷却風13が導入される。 熱処理
室8内で球形化されたトナーは上記冷却風によって冷却
され、排出口14ヲ経てサイクロン15、集塵機16に
て捕集される。
ここで「空円錐流れ」とは、粒体又は粉体が同心円方向
に沿って均一に分散され、かつ個々の粒体又は粉体がほ
ぼ等しい噴出角度で導出された円錐面状の安定した流れ
を指す。
第2図には、トナー粒子を含む分散気流5−を均一な空
円錐流れ9とするための部分が拡大して示されている。
 エゼクタ1では圧縮空気4がノズルより混合室17内
へ噴出するときにトナー粒子3はホッパー2から空気と
共に吸い込寸し〜スロート部18内で強力な剪断作用を
受け、凝集粒子は解砕されて気流中に均一分散される。
 スロート部18内での分散気流の線速度は150〜4
50m/secとしてよく、好ましくは200〜400
 m / seeとするのが望ましい。 トナー粒子の
分散気流5は次いで旋回室6へその接線方向に沿って(
第3図参照)入り、ここで旋回されながら旋回ノズル7
内へ導びかれる。 旋回ノズル7はほぼ円錐台形に構成
され、その下端の噴出口19へ向けて順次横断面が拡大
された形状を有しているので、この噴出口19からは一
定の噴出角度を保ちながら分散気流はほぼ均一な粒子濃
度、一定の線速度で噴出をれ一全円錐流れ9を形成する
。 このとき、噴出されたトナー粒子の分散気流による
均一な空円錐流れ9に関し、トナー粒子の噴出角度φは
ほぼ一定であり、旋回ノズル7の先端部の広がり角度θ
とほぼ一致している。
一方、熱風11は第5図に明示する如く供給管20から
旋回室12内へ接線方向に導入され、旋回しながら、逆
円錐台形状に形成された風向制御板22によシノズル7
の中心方向へ絞られ、その下端の吹出し口23より吹出
される。 これによって、熱風は上記分散気流9と順流
的に混合、会合し、トナー粒子を所定温度に加熱し、球
形化のための熱を付よする。
上記した熱処理装置において、本実施例による重要な構
成は、第4図及び第5図に示す如くヘノズル7から噴出
されるトナー粒子の付着及び融着を防止するために、上
記熱風吹出し口23を含む熱風導入部の外周囲に冷却風
24及び冷却水25’ji−導入していることである。
即ち、上記風向制御板22の外周囲に冷却水ジャケット
26ヲ設け、このジャケット26と熱風旋回室12及び
風向制御板22とで形成される逆円錐台形のスリット空
間を冷却風旋回室27としている。 従って〜上記した
如くにトナー粒子分散気流と熱風とが衝突混合し、熱会
合するとき、冷却風24が供給eg28より旋回室27
へ導入さi−旋回案内羽根29により旋回しながらスリ
ット空間の下端から吹出される。 同時に、冷却水25
が冷却水導入管3oよリシャ’r ノド26内Ic入り
〜壁部全冷却しながら冷却水導出管31から排出される
このように、冷却風及び冷却水全熱風導入部の外周囲に
て通すことによって、風向制御板22の先端及びその外
壁部は冷却風が流れているためにトナー粒子の付着及び
熱融着が生じることが防止される。 加えて、更゛に外
周囲は冷却水ジャケット26の壁面からなっているので
、壁面温度は冷却水温度(約20℃)と等しくなり、が
っ熱処理室8の土壁(天井)88は冷却水ジャケット2
6との間の熱伝導によって熱処理室8内の温度が高温で
あっても充分に冷却され、40℃以下となる。 このた
め、たとえトナー粒子が空気乱流により舞い上って壁面
又は土壁に付着しても熱融着を起こすことはない0 ジャケット26の外壁や熱処理室天井8aへの粒子の付
着を抑えるには、風向制御板22の下端位置と熱処理室
天井8aとの距離に7とすれば、ジャケット部下端位置
と天井8aとの距離は(1±0.2)7とするのがよく
、また風向制御板22下端の内径’5Dとすれば、D/
10≦lとするのがよい。
第6図〜第8図は、本発明の他の実施例を示すものであ
る。
この実施例では、上述した実施例の構成に加え、熱風1
10案内手段を工夫している。 即ち、旋回室12には
旋回案内羽根21を設けているので、加熱された熱風1
1は旋回室12内へ接線方向から吹込まれて旋回し、更
に旋回案内羽根21によって下方角度αで旋回しながら
軸心方向に導びかれる。 この流れは、旋回羽根21が
第7図に明示する如くに円周に沿って、個々に角度αだ
け下方へ傾斜した状態(第8図参照)で壁面に固定され
ていることにより確実に生せしめることができる。 そ
して案内羽根21からの熱風旋回流は、逆円錐台形状に
形成されて下方角度βだけ水平線に対し傾斜した風向制
御板22によって、上記ノズル7の中心(軸心)方向へ
絞られながら更に旋回し続け、下端の吹出し口23より
加熱室8内へ吹出される。
上記の角度αは熱風旋回流の強さを決めるパラメーター
であり、αが小さい程軸心方向の流れよりも旋回流の方
が支配的となる。 この角度αは15°〜85°とする
のがよい(望ましくは300〜75°)が、15°未満
では案内羽根を設けた効果が弱く、上記噴出ロエ9から
出た粒子が熱風によって舞い上って熱処理室8の上壁面
に付着したり、或いは上記吹出し口23から出る熱風が
周辺方向へ拡がり易いために熱効率が悪くなる。 また
、αが85°を越えると熱風による加熱ゾーンが狭くな
り一吹出し口23付近でのみしか熱処理ができない恐れ
がある。 またへ風向制御板22の傾斜角βは、第4図
の例でも同様であるが、熱風を旋回ノズル7の中心方向
をはじめ、下方又は外方へ拡散させる状態を制御するも
のであり、一般には15°〜85°(望ましくは30°
〜75°)とするのがよい。 このβが15°未満では
却って熱風の乱流が生じ、制御板内部又は旋回ノズル先
端にてトナー粒子の付着が生じ易く、また熱処理を可能
とするゾーンも小さく1−でしまう。 角度βが85°
全越えると中心方向へ熱風を絞ることが困難となり、熱
効率を悪くする。 従って、上記のαとβ−或いはこれ
らの組合せによって、熱風の吹出し角度及び熱風旋−回
流の強さ全一定できるから、ノズル7からのトナー粒子
分散気流と吹出し口23からの熱風とが充分に衝突混合
し一熱会合する領域(加熱ゾーン)の熱温度分布全制御
することができる。 このため、トナー粒子の熱処理状
態もコントロールできる。
また、第4図において、旋回ノズル7の下端の高さと風
向制御板22の下端の高埒との差ヲl′とした場合、ト
ナー粒子の良好な熱処理状態を得るには、ノズル7の下
端は制御板22の下端とほぼ同じ高さか或いは上方に位
置するのがよく、0≦E′≦D/4(但、Dは制御板2
2下端の直径)とするのが望ましい。
上記した如く、本発明の実施例によれば、熱風は吹出し
口23からトナー粒子分散気流の全外周に亘って吹込ま
れ、この際の吹込み角度、熱風量が一定となるからへ加
熱ゾーンの温度分布はノズル7の中心に対して完全な対
称形をなしている。
この結果、分散気流中の個々のトナー粒子は一定した熱
量を熱風から受けるので、その熱処理状態は常に一定と
なり、均質な球形化トナー粒子を得ることができる。 
また、加熱ゾーンは上記空円錐流れに従って旋回状に外
方へ拡散してゆくため、トナー粒子が熱処理を受けた直
後にトナー粒子同士が接触して熱融着を生じる確率がボ
ケくなり、熱融着による粗岑粒子の発生を抑えることが
できる。 しかも、上記空円錐流れによってトナー粒子
の舞い上り等による容器壁面への付着も防止でき、上記
のことと相俟って球形化トナーを収率及び生産性良く得
ることができる。
なお、以上に述べた例においては、トナー粒子の球形化
処理について説明したが、他の粒体又は粉体にも勿論適
用可能である。 例えば、溶剤全含有している粒子の乾
燥等の熱処理に適用することができる。
6、発明の効果 本発明によれば、上述した如くに熱風導入部の少なくと
も熱風吹出し口の外周囲に冷却風導入部と更に冷却用ジ
ャケント部とを設けているので、熱風吹出し口を含むそ
の内外の壁面への粒子の付着又は熱融着を防止でき、安
全にして連続運転が可能となシ、生産性が大幅に向上す
る。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すものであって、第1図は熱
処理装置全体の概略フロー図、第2図は粒子の旋回流を
形成する部分の拡大断。 面図、 第3図は第2図のX−X線に沿う断面図、第4図は熱風
吹込み部及び冷却機構を示す要部断面図、 第5図は第4図のY−Y線に沿う断面図、第6図は他の
実施例による第4図と同様の部分の断面図、 第7図は第6図のY−Y線に沿う断面図、第8図は熱風
案内羽根の傾斜状態を示す断面図−である。 なお、図面に示された符号において、 ■・−・・−・・・・・・・・・・エゼクタ3・・・・
・・・・・・−・・・・トナー粒子4・・−・・・・・
・・・・・・−圧縮空気5・・・・−・・−・・−・・
・・分散気流6、12.27−・・・・−旋回室 7・−・・・・・−・−・・・・旋回ノズル8・・・・
・・・・・・・・・・・熱処理室9・・−・・・・・・
・・・・・空円錐流れ10・・−・・・・−・・・・・
・ヒーター11−・・・・・−・・−・・・・熱風20
・−・・・・−・・・・−・・熱風供給管21、29−
・・・−・・・旋回案内羽根22・−・・・・・・・−
・−・−・風向制御板24、・・・−・−・・・・・・
・冷却風25−・・−・・・−・−・冷却水 26−・−・・・・・・・・・・冷却用ジャケットであ
る。 代理人  弁理士 逢 坂  宏(イ也1名)第2図 ト3 /  / / /                      
  \ \/ /                 
       \ ゝ第3図 第5図 第7図 第8図 21      lI     11 (自発)手続補正書 昭和59年3り詔日 特許庁長官  若 杉 和 夫  殿 1、事件の表示 昭和57年  特許 願力232476号2、発明の名
称 粉都又Cat粒イ矛の熱処理装置 3、補正をする考 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都新宿区西新宿1丁目26番2号名 称 
(127)小西六写貫工業株式会社46代理人 6、+iIi正により増加する発明の数7、ネdi正の
対象 8、補正の内容 (1)、明細書第6頁7行目の「先ぐ1・:f 01)
の広かり角度」を[内壁先端部の接線と水平線とのなす
角度[と訂正します。 (2)、同第10頁13行目の「強さを一定」を1強さ
を制御」と訂正しまず。 (3)、同第10頁下から3行「1の1−第4図」を1
第6図」と訂正しまず。 (4)、願書に添付した図面のうち、第2図、第・1図
及び第6図を別紙の通りに夫々訂正しまず。 −Jりに−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 粉体又は粒体の分散気流を先端開口から導出する
    ためのノズル部と、このノズル部の外周囲から熱風全導
    入するための熱風導入部と−この熱風導入部の少なくと
    も熱風吹出し口の外周囲に設けられた冷却風導入部と、
    更にこの冷却風導入部の外周囲に設けられた冷却用ジャ
    ケット部と金有することを特徴とする粉体又は粒体の熱
    処理装置。
JP57232476A 1982-12-13 1982-12-31 粉体又は粒体の熱処理装置 Granted JPS59125741A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57232476A JPS59125741A (ja) 1982-12-31 1982-12-31 粉体又は粒体の熱処理装置
US06/822,678 US4736527A (en) 1982-12-13 1986-01-23 Apparatus for the heat treatment of powdery material

Applications Claiming Priority (1)

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JP57232476A JPS59125741A (ja) 1982-12-31 1982-12-31 粉体又は粒体の熱処理装置

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JPS59125741A true JPS59125741A (ja) 1984-07-20
JPH0256667B2 JPH0256667B2 (ja) 1990-11-30

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ID=16939894

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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