KR900005260B1

KR900005260B1 - 정전 잠상을 현상하기 위한 토우너의 제조방법

Info

Publication number: KR900005260B1
Application number: KR1019870004645A
Authority: KR
Inventors: 히도시 간다; 마사요시 가또오
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤; 가꾸 류우사부로오
Priority date: 1986-05-12
Filing date: 1987-06-12
Publication date: 1990-07-21
Also published as: JPH0619586B2; US4802977A; DE3778202D1; HK84693A; JPS62264065A; EP0246074A2; KR870011515A; EP0246074A3; EP0246074B1

Abstract

내용 없음.

Description

정전 잠상을 현상하기 위한 토우너의 제조방법

제1도와 제2도는 각각 본 발명에 따르는 복수 분획 분급을 실행하기 위한 장치계의 정면 단면도와 단면 투시도.

제3도는 본 발명에 따르는 과정을 실행하기 위한 분급 장치계를 설명하는 개략도이다.

본 발명은 결합제 수지를 포함하는 고체 입자들을 효율적으로 분급시킴으로써, 예정된 입자크기를 갖는 정전 잠상을 현상하기 위한 토우너(toner)의 제조방법에 관한 것이다.

전자사진, 정전사진과 정전인쇄와 같은 상 형성방법에서 정전 잠상을 현상하기 위하여 토우너가 사용된다. 정전잠상을 현상하기 위한 토우너 즉 미세한 입자들인 마지막 산물을 제조하기 위하여 출발물질 입자를 분말화한 후에 분급시켜 마지막 산물을 얻는다. 이러한 과정은 결합제수지와 착색제(예를 들면 염료, 색소 또는 자성물질)같은 출발물질을 용융혼합한 후에 응고를 위해 그 혼합물을 냉각시키고 그리고는 분말화하는 것을 포함한다. 여기에서 사용되는 입자 크기는 예를 들면 미국 코울터 전자 주식회사(Coulter Electronics, Inc.)에서 구입 가능한 코울터 계수기(Coulter counter)에 의한 측정의 결과에 입각한 두께 평균입자크기의 용어로 표현된다. 이후로 이것은 간단히 "평균입자크기" 또는 "무게평균입자크기"로 언급된다.

예를 들면, 10 내지 15미크론의 무게 평균입자크기를 가지며 5미크론보다 더 작은 입자크기를 갖는 입자를 1% 또는 그 이하 포함하는 입자군을 제공하기 위하여, 공급물질을 가스흐름분급기 또는 기계적 분급기에 의해서 분급시켜 규정된 값보다 그 이하의 크기를 갖는 미세한 입자들을 회수하고 이에 의해 원하는 크기의 산물이 얻어진다.

이러한 종래의 방법은 다음의 문제점 즉 종래의 분급기안에서의 잔류기간이 수분이나 지속되어 미세한 입자들이 더 큰 입자들로 집성될 수 있어서 미세한 입자로 회수하기가 어려운 점을 포함한다. 결과로서, 집성물이 마지막 산물에 혼합되어 정밀한 입자크기 분포를 갖는 산물을 얻기가 어려워진다. 더우기, 이러한 집성물은 산물 토우너의 사용중 분해될 수 있어서 상의 질이 떨어지는 원인이 된다. 이러한 문제점은 더 작은 규정된 크기를 갖는 산물이 요구된다면 현저하다.

본 발명의 목적은 이전의 기술공정에서 발견되는 위에서 언급한 여러가지 문제들을 극복하는 정전 잠상을 현상하기 위한 토우너의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 더욱 상세한 목적은 정확한 입자 분포를 가진 정전 잠상을 현상하기 위한 토우너를 효율적으로 생산하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 양호한 질과 작은 입자 크기(예를 들면 약 2-8㎛의 무게 평균 입자 크기)를 갖는 토우너를 효율적으로 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 매우 미세한 입자들의 집성물을 더욱 적게 가지는 잠상을 현상하기 위한 토우너의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 더 깊은 목적은 분급도를 쉽게 제어할 수 있는 잠상을 현상하기 위한 토우너를 효율적으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

더욱 자세히는, 본 발명은 결합제수지, 착색제와 여러가지 첨가제의 혼합물을 용융 혼합하고 냉각 그리고 분말화하여 얻어진 고체입자를 짧은 시간내에 효과적으로 분급시킴으로서 정확하고 규정된 입자 크기 분포를 갖는 미세한 입자산물(토우너로 사용됨)의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 나아가서 서스펜션 중합에 의해서 생산된 중합 토우너를 짧은 시간내에 효과적으로 분급하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따라서, 최소한 제1 내지 제3배출구중의 하나를 통해서 분급실을 흡인함으로써, 굵은 분말을 회수하기 위한 제1배출구를 갖는 굵은 분말 부분과 중간분말을 회수하기 위한 제2배출구를 갖는 중간 분말부분 및 미세한 분말을 회수하기 위한 제3배출구를 갖는 미세한 분말부분을 포함하는 최소한 세부분으로 나누어진 분급실안에서 감압을 발생시키고; 50수량% 또는 그 이상의 비율인 입자크기 20㎛ 또는 그 이하의 토우너 입자를 포함하는 공급 토우너 물질을 도관을 통한 가스 기류 흘림과 함께 분급실로 열려있는 공급노즐을 갖는 공급관을 통해서 50m/sec 내지 300m/sec의 속도에서 분급실로 공급되며; 분급실안으로 열려있는 제1가스 유입구를 갖는 제1가스도입관의 제1가스 유입구의 역류지점에서의 제1가스 도입 제어 기관에 의한 정압 P₁의 절대값을 150mm.aq. 또는 그 이상으로 제어하며; 제2가스 유입구가 공급 노즐에 대하여 제1가스유입구 보다 더 멀리 배치되어 있기 때문에 분급실안으로 열려있는 제2가스 유입구를 갖는 제2가스 도입관의 제2가스 유입구의 바로 역류지점에서의 제2가스 도입 제어기관에 의한 정압 P₂의 절대값을 40mm.aq. 또는 그 이상으로 제어하며; 그리고 분급실에 공급된 물질을, 가스 흐름내의 공급토우너 입자들의 관성력과 코안다 효과에 기인한 곡선모양의 가스흐름의 원심력의 작용하에 그리고 정압 P₁의 절대값 | P₁| 과 정압 P₂의 절대값 | P₂| 가 | P₁| - | P₂|≥100(mm.aq.)의 관계를 만족시키는 조건하에서 최소한 굵은 분말부분, 중간분말부분과 미세한 분말 부분으로 분류하는 것을 포함하는 정전잠상을 현상하기 위한 토우너의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 이러한 목적과 다른 목적들, 특징들과 장점들이 첨가된 도면과 함께 채택된 본 발명의 다음의 바람직한 구체예의 고찰에 의해 더욱 분명해질 것이다.

본 발명의 제조방법에서, 분말화 또는 중합을 통해서 얻어진 공급 토우너 입자가 큰입자크기 부분(주로 굵은 입자를 포함하는 굵은 분말), 중간입자크기부분(규정된 또는 한정된 범위내에서 입자크기를 갖는 입자들을 주로 포함하는 중간의 분말)과 작은 입자 크기부분(규정된 범위보다 더 작은 입자크기를 갖는 입자들을 주로 포함하는 미세한 분말)을 포함하는 최소한 세개의 입자크기 부분으로 분급된 복수분획 분급구역 또는 실에 공급되고, 각각의 입자크기 부분은 적절한 빼내기 또는 회수 방법을 통해서 복수 분획분급구역으로부터 얻어진다.

이렇게 얻어진 중간 입자크기부분의 입자는 적합한 입자크기 분포를 가지며 그대로 사용될 수 있다. 반면에 작은 입자크기 부분의 입자들은 용융-혼합 단계로 재순환시킴으로서 재생 가능하다. 큰 입자크기 부분의 입자들은 분말화 단계로 재순환시킴으로써 재생될 수 있다.

이러한 복수분획 분급 방법을 제공하기 위한 구체예는 예를 들면 제1도(단면도)와 제2도(투시도)에 나타낸 것처럼 복수분획 분급기일 수 있다.

제1도와 제2도에 관해 언급하면, 분급기는 측벽(22,23 및 24)과 하부의 벽(25)을 가진다. 측벽(23)과 하부의 벽(25)은 각각 칼날 모양의 분급 쐐기형(17과 18)이 갖추어져 있으며, 그들에 의해서 분급구역이 세부분으로 나누어진다. 측벽(22)의 하부에는, 분급실로 열려있는 공급물질 공급노즐(16)이 갖추어져 있다. 코안다 블록(coanda block)(26)은 노즐(16)의 아래쪽 접선을 따라서 그 접선을 아래쪽으로 구부려서 만들어지는 타원형의 긴 호가 형성되도록 배치되어 있다. 분급실은 아래쪽으로 뻗어있는 칼날모양의 가스흡입 쐐기형(19)이 갖추어진 상부의 벽(27)을 가진다. 분급실위에는 분급실안으로 열려있는 가스흡입관(14 및 15)이 갖추어져 있다. 흡입관(14 및 15)안에는, 예를 들어 제동기를 포함하는 제1가스 도입 제어수단(20)과 제2가스도입 제어수단(21)으로 각각 갖추어져 있고; 또한 정압계기(28과 29)가 각각 도관(14 및 15)과 함께 연결될 수 있도록 배치되어 있다. 분급 쐐기형(17,18)과 가스 흡입 웨이퍼형(wafer)(19)의 위치는 분급될 공급물질과 원하는 입자 크기의 종류에 따라 변경될 수 있다. 분급실의 하부에는, 배출구(11,12와 13)가 각각의 분급 부분에 대응되어 그리고 분류실로 열려있는 상태로 배치되어 있다. 배출구(11,12와 13)는 각각 막이판과 같은 셔터(shutter)기관으로 갖추어질 수 있다.

공급물질 공급관(16)은 편평한 직사각형의 통부분과 점점 가늘어진 직사각형의 통부분으로 구성되며, 적절한 도입속도를 얻기 위해서는 편평한 직사각형의 통부분의 내부 크기와 점차 가늘어진 직사각형의 통부분의 가장 좁은 부분 사이의 비율은 20:1에서 1:1까지 자세히는, 10:1에서 2:1까지인 것이 바람직하다.

분급작용은 다음과 같이 위에서 서술한 복수 복획 분급실 또는 구역을 사용함으로서 실행된다. 분급실은 최소한 배출구(11,12와 13)중의 하나를 통해서 흡인되거나 배설되어 감압된다. 공급토우너 분말 물질은 50-300m/sec, 바람직하게는 70-200m/sec의 속도로 흐르는 가스 흐름과 함께 공급재료의 공급노즐(16)을 통해서 분급실에 공급된다. 그때에, 제1가스 흐름 도입제어수단(20)과 제2가스 흐름 도입제어수단(21)은 분급실안으로 열려있는 유입구의 흡입관(14)역류 위치(도관의 하향흐름의 말단)에서 정압(계기압력) P₁의 절대값이 150mm.aq. 또는 그 이상, 바람직하게는 200mm.aq. 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 210에서 1000mm.aq. 이고; 분급실안으로 열려있는 유입구의 흡입관(15)역류 위치에서 정압(계기압력) P₂의 절대값이 40mm.aq. 또는 그 이상, 바람직하게는 45에서 400mm.aq. 더욱 바람직하게는 45에서 70mm.aq. 이며; 그리고 절대값 | P₁| 과 | P₂| 가 다음 관계 즉 | P₁| - | P₂|≥100(mm.aq.)를 만족할 수 있도록 작동시킨다. 압력은 가스 흐름제어수단(20과 21)의 하향흐름에서 측정한다. 미세한 입자와 굵은 입자가 분급구역에 더욱 넓게 분포되어 있기 때문에 정압 P₂의 절대값이 45-70mm.aq.의 범위내에 있는 것이 특히 바람직하며 그리하여 분급도의 제어가 더욱 용이해진다. 더욱 바람직하게는 정지압력 P₁과 P₂의 절대값은 다음 관계 즉 150≤| P₁| - | P₂|≤700과 | P₁| / | P₂| =2에서 10(바람직하게는 4에서 6)를 만족한다.

| P₁| - | P₂|<100(mm.aq.)일때, 분급의 정밀도는 저하되고 미세한 분말부분을 정확하게 회수하기가 불가능해져 결과 생긴 분급산물이 광범위한 입자 크기 분포를 갖게되는 원인이 된다. 공급 토우너 분말물질이 분급실에 50m/sec 이하의 속도에서 공급될때, 공급분말의 집성물은 충분하게 분해될 수 없으며 따라서 분급수율과 분급정밀도가 저하된다. 공급 토우너 물질이 분급구역에 30m/sec 이상의 속도에서 공급될때, 토우너 입자들은 그들 사이의 충돌로 인해 분말화되어 미세한 입자가 새로이 생산되며, 따라서 분급 정밀도가 저하되는 경향이 있다.

이렇게 공급된 공급 토우너 입자들은 코안다블록(26)에 의해 주어지는 코안다 효과와 공기와 같은 가스의 흐름의 작용으로 인해 곡선(30)을 따라서 떨어지게 되며, 그래서 더 큰 입자들(굵은 입자들)은 바깥쪽의 가스흐름을 따라서 떨어져 분류 쐐기형(18) 바깥쪽에서 부분을 형성하고, 중간입자들(규정된 범위내의 크기를 갖는 입자들)은 분류 쐐기형(18과 17)사이에서 부분을 형성하며, 그리고 작은 입자들(규정된 범위 이하의 크기를 갖는 입자들)은 분류 쐐기형(17)의 내부쪽에서 부분을 형성한다. 그리하여 큰입자, 중간입자와 작은입자가 각각 배출구(11,12와 13)를 통해서 회수된다.

위의 과정은 분급기가 도관과 같은 전달기단에 의해서 다른 장치와 연결된(system)를 사용하여 일반적으로 작동될 수 있다. 이러한 장치계의 바람직한 구체예는 제3도에 나타나 있다.

제3도에 제시된 장치계는 제1도와 제2도에 관해서 설명되었듯이 삼분획 분급기(1)와 전달기관을 통해서 연결된 계량공급기(2), 진동공급기(3), 수집사이클론(collecting cyclone)(4), 수집사이클론(5)와 수집사이클론(6)으로 구성되어 있다. 계량공급기(2)로부터 진동 공급기(3)로의 공급 토우너 물질의 공급은 열린계에서 수행된다.

더욱 자세히는, 장치계내에서, 공급토우너 물질은 적절한 방법으로 계량공급기(2)로 공급되며, 그리고 진동공급기(3)과 공급재료공급노즐(16)을 통해서 50-300m/sec의 속도로 삼분획 분급기안으로 도입된다. 분급기(1)내의 분급구역 또는 실은 일반적으로 (10-50cm) S(10-50cm)와 거의 비슷하므로, 공급 토우너 입자들이 일반적으로 0.1초에서 0.01초 또는 그 이하의 짧은 기간내에 3가지 이상의 입자 크기 부분으로 분급될 수 있다. 삼분획 분급기(1)에서, 공급토우너 물질은 큰입자(굵은입자), 중간입자(규정된 범위내의 크기를 가진입자)와 작은입자(규정된 범위 이하의 크기를 가진입자)로 분리된다. 다음에 큰 입자는 배출관(11)을 통해서 수집사이클론(6)로 보내져 회수된다. 중간입자는 배출관 12를 통해 계에서 회수하여 수집사이클론(5)에 의해 수집되어 토우너 산물(51)로 회수된다. 작은입자는 배출관(13)을 통해 계에서 회수하여 수집사이클론(4)에 의해 수집되어 규정된 범위밖의 크기를 갖는 미세한 분말(41)로 회수된다. 수집사이클론(4,5 와 6)은 노즐(16)을 통해 분급실로 공급분말 물질을 도입하기 위한 흡인과 감압 발생수단의 역할을 한다.

본 발명에 적합하게 사용되는 복수 분획 분급기의 상업상 구입 가능한 구체예는 닛데쯔 고오교오 주식회사(Nittetsu Kogyo K.K.)로부터 구입가능한 엘보우 제트(Elbow Jet)를 포함할 수 있다.

위에서 서술했듯이, 본 발명의 제조법에 따라, 토우너 물질의 분말화 또는 중합에 의하여 얻어진 토우너 입자를 포함하는 입자는 효율적이며 또한 빠르게 규정된 범위내의 크기를 갖는 입자들로 구성되며 정확한 입자 크기 분포를 갖는 입자 부분으로 분급된다. 종래의 고정된 벽형 분급기 또는 회전 분급기를 사용하는 분급계에서는 현상된 상의 흐림을 초래하는 미세한 입자의 집성물들이 형성되기 쉽다. 더우기, 이러한 집성물이 형성될때, 종래의 분급계에서는 그것들을 중간 크기 입자부분으로부터 분리하는 것은 어렵다. 그러나 본 발명의 과정에 따라서, 집성물이 형성되었을지라도 코안다 효과 및/또는 중간입자로부터 분리되어지는 미세한 입자로의 고속력 운동에 의하여 그것들이 분해된다. 게다가, 약간의 집성물이 분해되지 않을지라도, 그것들은 동시에 굵은 입자로 분리될 수 있으며, 그것에 의해 집성물이 분해되지 않은 채로 효과적으로 회수되어 분류 수율이 증가될 수 있다.

분말화 과정에 따른 정전잠상을 현상하기 위한 토우너는 일반적으로 스티렌수지, 스티렌-아크릴산수지 또는 폴리에스테르 수지와 같은 결합제 수지(보통은 토우너의 25-90중량%의 양으로); 카본 블랙 또는 프탈로시아닌 블로(보통은 토우너의 0.5-20중량%) 및/또는 자성물질(보통은 토우너의 10-70중량%)과 같은 착색제; 저분자량의 폴리에틸렌, 저분자량의 폴리프로필렌 또는 파라핀납과 같은 항 오프셋 인쇄제(보통은 토우너의 0.1-10중량%); 및 양 전하 또는 음전하 조절제(보통은 토우너의 0.1-10중량%)를 포함하는 출발물질을 용융 혼합하고 다음에 냉각, 분말화 그리고 분급함으로써 제조될 수 있다. 분말화 과정을 통해서 토우너를 제조하는 경우에, 혼합단계에서 출발물질의 균일한 용융 분산을 얻기가 어려우며, 그리하여 분말화된 입자들은 토우너 입자들로서는 적합하지 않은 입자들 즉 착색제 또는 자성입자가 없거나 단일의 출발물질의 개개의 입자들로 구성된 입자들을 그속에 혼합되어 포함할 수 있다. 본 단계에서 오랜 잔류시간을 포함하는 종래의 과정에서 그러한 부적합한 입자들은 서로 집성하기 쉬운 결과 생긴 집성물을 회수하기 어렵게 되어 그것에 의해 토우너 특성이 현저하게 손상된다. 그것과는 대조적으로, 본 발명의 과정에서 공급일자는 3가지 이상의 부분들로 분급되어 이러한 집성물이 쉽게 형성되지 않으며, 그리고 형성되었을지라도, 그것들은 미세한 입자부분이나 굵은입자부분으로 회수될 수 있다. 결과적으로, 균일한 혼합물의 입자들로 구성되며 정확한 입자 크기 분포를 갖는 토우너산물이 얻어진다.

중합 토우너는 중합 개시제와 분산 안정제의 존재하에서 최소한 중합 가능한 단량체와 착색제를 포함하는 단량체 조성물의 서스펜션 중합시켜 제조될 수 있다. 분산 안정제 입자들은 중합 토우너 입자안에 남아있도록 허여되나, 안정제 입자들은 본 발명의 분급과정에 따른 토우너 입자들로부터 효율적으로 분리될 수 있다.

본 발명의 방법에 의해서 생산된 토우너는 토우너 입자들끼리 또는 토우너와 슬리이브(sleeve) 또는 캐리어와 같은 토우너 운반재 사이의 마찰에 의해 제공되는 안정한 마찰전기의 전하를 갖는다. 현상 흐림과 잠상의 가장자리 주위의 토우너의 산포는 지금까지는 완전히 해결되지는 않았지만, 대단히 감소되었으며 상의 고밀도가 성취되어 망판(網版)의 양호한 재현성을 가져온다.

장기간에 걸쳐 토우너를 포함하는 현상제를 계속해서 사용해도, 처음의 성능이 유지될 수 있고 질이 높은 상이 장기간에 걸쳐 제공될 수 있다. 더우기, 고온 및 고습의 환경조건하에서 토우너를 사용해도, 현상제의 마찰전기 전하는 정상의 온도와 습도하에서 사용될때의 것과 비교해 볼때 안정하며 거의 변하지 않는데, 그 까닭은 몹시 미세한 입자와 그것의 집성물의 존재가 감소되기 때문이다.

그리하여 흐림과 상의 밀도감소가 줄어들어 잠상에 충실한 상의 현상을 가능하게 한다.

게다가, 그 결과 생긴 토우너 상은 종이와 같은 전사물질에의 우수한 전사능력을 갖는다. 저온 및 저습의 조건하에서 토우너를 사용해도, 미찰전기 전하의 분포는 정상의 온도와 습도에서 사용한 것과 거의 다름이 없으며, 그리고 대단히 센 전하를 갖는 몹시 미세한 입자성분이 회수되었기 때문에, 본 발명의 과정에 의해서 생산된 토우너는 상의 밀도감소가 거의 일어나지 않고 흐림이 거의 일어나지 않는 그러한 특징을 가지며 전사하는 동안에 거침과 산포가 거의 일어나지 않는다.

더 작은 입자크기(예를 들면, 평균 입자크기가 3에서 7μ)를 갖는 토우너 분말을 생산할때, 본 발명의 과정은 이전의 기술공정보다 더욱 효과적으로 실행될 수 있다.

본 발명은 실시예에 의해서 이제 자세히 서술될 것이다.

[실시예 1]

위의 배합을 갖는 혼합물인 토우너 공급물질을 180℃에서 약 1시간 동안 용융 혼합시키고 응고를 위해 냉각시켰다.

결과 생긴 혼합물은 해머밀(분쇄기)로 100에서 1,000미크론이 입자로 대충 분쇄되고 그리고나서 호소가와 미크론 주식회사에서 구입가능한 ACM 분쇄기에서 100㎛의 무게 평균 입자크기로 적당하게 분쇄되었다.

그리고, 분쇄된 물질을 극초음속의 제트 분쇄기(PJM-I-10,닛뽄 뉴마틱 주식회사 제조)에 의해서 더욱 분쇄시켜 10.9㎛의 무게 평균입자크기를 갖는 분쇄된 물질(5.04㎛ 이하의 크기를 갖는 입자 11.1중량%와 20.2㎛ 이상의 크기를 갖는 입자 4.1중량%를 함유)로 되었다.

분쇄물을 제1도와 2도에서 제시되었듯이 복수분획 분급기 1(Elbow Jet EJ-45-3 model,닛데쯔 고오교오 주식회사에서 구입가능)을 포함하는 제3도에 제시된 것처럼 그 장치계에서 분급시키는데, 이 계로 분쇄물을 코안다 효과의 이용하에서 굵은 분말, 중간 분말 및 미세한 분말을 포함하는 세 부분으로 분류시킬 수 있는 2.0kg/min의 속도에서 도입시켰다.

도입을 달성하기 위하여, 배출구(11,12 및 13)와 서로 연결된 수집 사이클론(4,5 및 6)을 작동시켜 분급 실내의 압력을 감소시켰으며 이에 의해 분쇄물이 공급노즐(16)을 통해서 약100m/sec의 속도로 도입되었다.

이 때에 분급실로의 유입구의 역류지점에서 흡입관(14)안의 정압 P₁은 -280mm.aq. 즉 -280mmH₂O(계기)에서 제어되고 흡입관(15)안의 정압 P₂는 -60mm.aq. 에서 제어되었다. 도입된 입자들은 0.01초 또 그 이하의 순간에 분급되었다.

토우너로서 적합한 중간 분말은 분급된 중간 분말을 수집하기 위하여 수집사이클론 5에서 83중량%의 수율로 수집되었으며 이들은 11.5μ의 무게 평균입자크기(5.04μ 이하의 입자크기를 갖는 입자 0.3중량%와 20.2μ 또는 그 이상의 입자크기를 갖는 입자 0.1중량% 또는 그 이하 즉 실질적으로는 무시해도 좋은 양을 포함)을 가졌다.

여기에서 사용되었듯이, 용어 "수율"은 분말화된 물질공급의 총 무게에 입각하여 마지막으로 얻어진 중간 분말량의 퍼센트에 관한 것이다.

실제로 몹시 미세한 입자의 집성결과 생긴 약 5μ 또는 더 큰 집성물은 전자현미경을 통한 얻어진 중간 분말의 관찰에 의해서 발견되지 않았다.

얻어진 중간 분말은 알루미늄 또는 스테인레스강의 슬리이브에 대하여 음전하 대전 가능성을 보였으며 전기적으로 절연성이었다. 중간 분말은 토우너로 사용되었으며 현상제를 제조하기 위하여 소수성 실리카 0.3중량%를 토우너와 함께 섞었다.

제조된 현상제는 복사시험을 실행하기 위하여 복사기 NP-270RE(캐논 주식회사에서 구입가능)에 공급되었다. 그 결과는 흐림이 없고 엷은 선에 대해 양호한 현상성을 갖는 복사된 상이 제공되었다.

[비교실시예 1]

실시예 1과 같은 방법으로 제조된 무게 평균입자크기 10.9㎛를 갖는 분쇄물을 실시예1에서 사용된 같은 장치계로 2.0kg/min의 속도에서 도입시켜 분급시켰다.

도입을 달성하기 위하여, 배출구(11,12 및 13)와 서로 연결된 수집 사이클론(4,5 및 6)을 작동시켜 분급실내의 압력을 감소시켰으며, 이에 의해 분쇄물이 공급노즐(16)을 통해 약 80m/sec의 속도에서 도입되었다.

이 때에, 흡입관(14)내의 정압 P₁을 -70mm.aq.로 제어시키고, 그리고 흡입관(15)내의 정압 P₂는 -50mm.aq.에서 제어시켰다.

토우너로서 적합한 중간 분말은 분급된 중간 분말을 수집하기 위하여 수집사이클론(9)에서 60중량%의 수율로 수집되었으며, 이들은 11.2미크론의 무게 평균입자크기(5.04μ 이하의 입자크기를 갖는 입자 1.5중량%의 20.2μ 또는 그 이상의 입자크기를 갖는 입자 2.0중량%를 포함)을 가졌다.

전자현미경을 통해 중간 분말을 관찰한 결과 약 5μ 또는 그 이상의 집성물이 점으로 존재하며, 그 집성물은 몹시 미세한 입자의 집성결과임을 보여주었다.

결과 생긴 중간분말은 토우너로 사용되었으며, 그리고 현상제를 제조하기 위하여 소수성 실리카 0,3중량%를 토우너와 함께 섞었다. 제조된 현상제를 복사시험을 실행하기 위해 복사기 NP-270RE에 공급하였다. 그 결과는 실시예1에서 얻어진 결과와 비교해 볼때 복사된 상이 증가된 흐림을 가졌음을 보여주었다.

[실시예 2]

위의 배합을 갖는 혼합물인 토우너 공급물질을 180℃에서 약 1시간 동안 용융혼합시키고 응고를 위해 냉각시켰다. 결과 생긴 혼합물은 해머밀로 100에서 1000μ의 입자로 대충 분쇄되고 그리고나서 호소가와 미크론 주식회사에서 구입가능한 ACM 분쇄기에서 50㎛의 무게 평균 입자크기로 적당하게 분쇄되었다.

그리고 분쇄된 물질을 극초음속의 제트 분쇄기에 의해서 더욱 분쇄시켜 7.1㎛의 무게 평균입자크기를 갖는 분쇄된 물질(4.0㎛ 이하에 크기를 갖는 입자 12.0중량%와 12.7μ 이상의 크기를 갖는 입자 4.0중량%를 함유)로 되었다.

분쇄물을 제1도, 2도에서 제시되었듯이 복수분획 분급기(1)을 포함하는 제3도에 제시된 것처럼 그 장치계에서 분급시키는데, 이 계로 분쇄물을 코안다 효과의 이용하에서 굵은 분말, 중간 분말 및 미세한 분말을 포함하는 세 부분으로 분류시킬 수 있는 2.0kg/min 속도에서 도입시켰다.

도입을 달성하기 위하여, 배출구(11,12 및 13)와 서로 연결된 수집 사이클론(4,5 및 6)을 작동시켜 분급실내의 압력을 감소시켰으며, 이에 의해 분쇄물이 공급노즐(16)을 통해서 약110m/sec의 속도에서 도입되었다. 이 때에, 분급실로의 도입구의 역류지점에서 흡입관(14)안의 정압 P₁은 -420mm.aq.에서 제어되고, 흡입관(15)안의 정압 P₂는 -70mm.aq.에서 제어되었다.

도입된 입자들은 0.01초 또 그 이하의 순간에 분급되었다. 토우너로 적합한 중간 분말은 분급된 중간 분말을 수집하기 위하여 수집사이클론 5에서 84중량%의 수율로 수집되었으며, 이들은 7.5μ의 무게 평균입자크기(4.0μ의 입자크기를 갖는 입자 2.5중량%와 12.7μ 이상의 입자크기를 갖는 입자 0.1중량% 또는 그 이하 즉 실질적으로는 무시해도 좋은 양을 포함)을 가졌다.

실제로 몹시 미세한 입자의 집성결과 생긴 약 3μ 또는 더 큰 집성물이 전자현미경을 통한 얻어진 중간 분말의 관찰에 의해서 발견되지 않았다.

[실시예 3]

위의 배합을 갖는 혼합물인 토우너 공급물질을 180℃에서 약 1.0시간 동안 용융혼합시키고 응고를 위해 냉각시켰다. 결과 생긴 혼합물은 해머밀로 100에서 1,000μ의 입자로 대충 분쇄되고 그리고는 호소가와 미크론 주식회사에서 구입가능한 ACM 분쇄기에서 30㎛의 무게 평균입자크기로 적당하게 분쇄되었다. 그리고, 분쇄된 물질을 극초음속의 분쇄기에 의해서 더욱 분쇄시켜 5.8㎛의 무게 평균입자크기를 갖는 분쇄된 물질(3.17㎛ 이하의 크기를 갖는 입자 13.0중량%와 10.08μm 이상의 크기를 갖는 입자 3.9중량%를 함유)로 되었다.

분쇄물을 제1도와 제2도에서 제시되었듯이 복수분획 분급기(1)를 포함하는 제3도에 제시된 것처럼 그 장치계에서 분급시키는데, 이 계로 분쇄물을 코안다 효과의 이용아래 굵은 분말, 중간 분말 및 미세한 분말을 포함하는 세 부분으로 분급시킬 수 있는 2.0kg/min 속도에서 도입시켰다.

도입을 달성하기 위하여, 배출구(11,12 및 13)와 서로 연결된 원심분리기(4,5 및 6)를 작동시켜 분급실내의 압력을 감소시켰으며, 이에 의해 분쇄물이 공급노즐(16)을 통해서 약 120m/sec의 속도에서 도입되었다.

이 때에, 분급실로의 도입구의 역류지점에서 흡입관(14)안의 정압 P₁은 -600mm.aq.에서 제어되고, 흡입관(15)안의 정압 P₂는 -70mm.aq.에서 제어되었다.

도입된 입자들은 0.01초 또는 그 이하의 순간에 분급되었다. 토우너로 적합한 중간 분말은 분급된 중간 분말을 수집하기 위하여 수집사이클론(5)에서 81중량%의 수율로 수집되었으며, 이들은 6.2μ의 무게 평균입자크기(3.17μ 이하의 입자크기를 갖는 입자 2.0중량%와 10.08μ 이상의 입자크기를 갖는 입자 1.0중량%를 함유)를 가졌다. 실제로 몹시 미세한 입자의 집성결과 생긴 약 3μ 또는 더 큰 집성물이 전자현미경을 통한 얻어진 중간 분말의 관찰에 의해서 발견되지 않았다.

[비교실시예 2]

분쇄물을 65m/sec의 속도에서 도입시키고, 정압 P₁을 -200mm.aq.로 변경시키며, 그리고 정압 P₂를 -150mm.aq.로 변경시킨 것을 제외하고는 실시예1을 반복하였다.

결과로서, 공급된 분쇄물의 흐름이 코안다 블록으로 치우쳐 분급실내의 불충분한 분산을 초래하며, 그것에 의해 굵은 분말, 중간 분말 및 미세한 분말의 분리가 불충분하였다.

중간 분말 부분으로 회수된 입자들은 평균입자크기 11.2㎛를 가지며, 반면에 이들은 5.04㎛ 이하의 입자크기를 갖는 약 1중량%의 입자와 20.2㎛ 이상의 입자크기를 갖는 약 2중량%의 입자를 함유하며, 그리하여 실시예 1과 비교해 볼때 분명히 더 넓은 입자크기 분포를 보여주었다.

Claims

최소한 제1 내지 제3배출구 중의 하나를 통해서 분급실을 흡인함으로써, 굵은 분말을 회수하기 위한 제1배출구를 갖는 굵은 분말 부분과 중간 분말을 회수하기 위한 제2배출구를 갖는 중간 분말부분 및 미세한 분말을 회수하기 위한 제3배출구를 갖는 미세한 분말부분을 포함하는 최소한 세 부분으로 나누어진 분급실안에서 감압을 발생시키고; 50수량% 또는 그 이상의 비율인 입자크기 20㎛ 또는 그 이하의 토우너 입자를 포함하는 공급 토우너 물질을 도관을 통한 가스 기류흘림과 함께 분급실로 열려있는 공급노즐을 갖는 공급관을 통해서 50m/sec 내지 300m/sec의 속도에서 분급실로 공급되며; 분급실안으로 열려있는 제1가스 유입구를 갖는 제1가스도입관의 제1가스 유입구의 역류지점에서의 제1가스 도입 제어기관에 의한 정압 P₁의 절대값을 150mm.aq. 또는 그 이상으로 제어하며; 제2가스 유입구가 공급 노즐에 대하여 제1가스유입구 보다 더 멀리 배치되어 있기 때문에 분급실안으로 열려있는 제2가스 유입구를 갖는 제2가스 도입관의 제2가스 유입구의 바로 역류지점에서의 제2가스 도입 제어기관에 의한 정압 P₂의 절대값을 40mm.aq. 또는 그 이상으로 제어하며; 그리고 분급실에 공급된 공급 토우너 물질을, 가스 흐름내의 공급 토우너 입자들의 관성력과 코안다 효과에 기인한 곡선모양의 가스흐름의 원심력의 작용하에 그리고 정압 P₁의 절대값 | P₁| 과 정압 P₂의 절대값 | P₂| 가 | P₁| - | P₂|≥100(mm.aq.)의 관계를 만족시키는 조건하에서 최소한 굵은 분말부분, 중간 분말부분과 미세한 분말부분으로 분류하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전잠상을 현상하기 위한 토우너의 제조방법.
제1항에 있어서, 분급실내의 감소된 압력은 제1 내지 제3배출구 모두를 통해서 분급실을 흡인함으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서, 공급 토우너 물질은 공급노즐을 통하여 분급실에 70-200m/sec의 속도로 공급되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서, 정압 P₁의 절대값 | P₁|은 200mm.aq. 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제4항에 있어서, 정압 P₁의 절대값 | P₁|은 210 내지 1000mm.aq. 인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서, 정압 P₂의 절대값 | P₂|는 45 내지 400mm.aq.인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제6항에 있어서, 정압 P₂의 절대값 | P₂|는 45 내지 70mm.aq.인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서, 정압 P₁의 절대값 | P₁|과 정압 P₂의 절대값 | P₂|는 다음 관계식 즉 150≤| P₁| - | P₂|≤700과 | P₁| / | P₂| =2 내지 10을 만족하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서, 토우너 입자는 결합제수지, 착색제, 항오프셋인 쇄제 및 전하제어제를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서, 토우너 입자는 분말화에 의해서 제조된 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서, 토우너 입자는 서스펜션 중합에 의해서 제조된 것을 특징으로 하는 제조방법.
제2항에 있어서, 분급실의 흡인은 수집사이클론에 의해서 실행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제1항에 있어서, 정압 P₁과 P₂는 각각 제동기에 의해서 제어되는 것을 특징으로 하는 제조방법.