KR930004694B1 - 기류분급기, 토너의 제조방법 및 토너의 제조장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

기류분급기, 토너의 제조방법 및 토너의 제조장치

제1도는 본 발명은 실시하는 기류분급기의 종측단면 입면도.

제2도는 제1도의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도.

제3도는 제2도에 도시된것을 수정한 실시예의 예시도.

제4도는 다른 실시예의 종측단면 입면도.

제5, 6 및 8도는 종래 분급기의 종단면도.

제7도는 제6도에 따른 분급기의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도.

제9도는 제8도에 도시된 분급기의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도.

제10도는 기류분급기와 제트밀이 연결되는 시스템의 플로우 챠트.

제11도는 본 발명에 따른 토너를 제조하는 방법 및 제조장치의 실시예를 기술하는 플로우 챠트.

제12, 13도는 다분할 분급수단을 작동하는 실시예로서 다분할 분급기의 단면도 및 사시도

제14도는 본 발명의 제조방법을 실시하는데 사용되는 토너 제조장치의 개략도 ; 그리고

제15a 및 15b도는 루버(7) 및 분급루버(9)에서 사용되는 루버의 실시예를 개략적으로 도시하는 평면도 및 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 주 몸체 케이싱 2 : 하부 케이싱

3 : 조대 분말 방출호퍼 4 : 분급 챔버

5 : 원형 가이드 챔버 6 : 원추형 톱카바

7 : 도입 루버 8 : 공급 파이프

9 : 분급 루버 10 : 원추형 분급 플레이트

11 : 조대분말 방출 개구 12 : 미세분말 방출 슈우트

302,310 : 연속공급기 303 : 진동 공급기

304,305,306,307 : 수집 사이클론 308 : 마쇄기

309 : 제1분급기 311,312,313 : 방출개구

314,315 : 공기-흡입 파이프 316 : 미세분말 공급노즐

317,318 : 칼날-형 분급쐐기 319 : 칼날-형 공기-흡입쐐기

320 : 제1 가스공급 제어수단 321 : 제2 가스공급 제어수단

326 : 코안다 블록 341 : 미세분말

본 발명은 분급 챔버(classifying chamber)에 공급되는 분말물질 상에 고속 회전류를 형성하고 분말물질을 미세입자 및 조대입자로 원심적으로 분리할 수 있는 기류분급기(air current classifier)에 관한 것이다.

본 발명은 또한 상기 기류분급기 및 제트밀(jet mill)을 구비하고, 상기 기류 분급기를 사용한 분급 단계를 가지는 미세입자 제조장치와 분급수단으로서 상기 기류분급기를 가지는 토너의 제조장치에 관한 것이다.

기류분급기로서 클래시클론(Nagoya Industrial Science and Technology Laboratory Reports 8 [4] 235, 1959), 이이따니 분급기(Japan Mechanics Society 59 [3] 215, 1956) 등이 지금까지 제안되어 왔다. 이들에 따르면 분리되는 입자의 크기는 기계의 형상에 좌우되고, 절단 크기를 제어하는 것은 어렵다.

이들 분급기는 분말물질을 한 장소에서 분급 챔버내로 공급하는 시스템을 채용하는 바, 입자의 분산이 불량하고, 물질이 상승된 속도로 공급되는 경우 분급의 정확도가 저하되기 때문에 분리된 입자의 크기가 조대한 쪽으로 시프트하는 결과를 초래하는 문제점이 있다.

이들 문제를 해결하는 수단으로서 일본 공개특허 54-48378호는 분급 챔버의 높이를 제어하는 수단을 제안하고 일본 공개특허 54-79870호는 사이클론 형상의 가이드 실린더를 분급 챔버상에 장치하는 방법을 제안하고 있다.

이들 조합을 포함하는 것이 실제 사용되고 있다.

제5도는 실제 사용되고 있는 분급기를 개략적으로 도시한다. 그러나 제5도에 도시된 바와 같은 이 종류의 기류분급기(일본 공개특허 제 54-79870 및 54-48378호에 개시된 기술의 조합을 포함한다)에 있어서 분급 챔버에 분말물질을 공급하는 부분은 사이클론 형상이고 가이드 실린더(50)는 상부 카바(60)의 상부 중심부에 제공되고 공급 실린더(80)는 가이드 실린더(50)의 상부 외주(peripheral)표면에 연결된다.

공급 실린더(80)를 통해 가이드(안내) 실린더(50)의 외주부에 공급되는 분말물질이 가이드 실린더의 내부원주에 수직방향으로 인도되도록 공급 실린더(80)가 연결된다.

분말물질이 공급 실린더(80)로부터 가이드 실린더(50)로 공급되기 때문에 분말물질이 아래로 떨어지면서 가이드 실린더(50)의 내부 원주를 따라 회전한다.

이 경우에 분말물질이 공급 실린더(80)로부터 가이드 실린더(50)의 내부 원주를 따라 벨트 모양으로 떨어지며, 따라서 분말물질이 불균일한 분산상태 및 밀도로 분급 챔버내로 흐르기 때문에(즉 분말물질은 가이드 실린더의 내부 원주의 일부로부터만 분급 챔버 내로 흐른다), 분산성이 불량하다. 생산고를 크게 하는 경우 분말물질의 집괴가 발생하기 쉽고 분말물질은 더 분산되기 어려우며 고 정밀도로 분급을 행하기가 불가능하게 된다는 문제점이 발생하게 된다.

분말물질의 운반을 위해 다량의 공기를 사용하면 분급 챔버내로 다량의 공기가 유입되고 따라서 분급 챔버의 중심을 향해 선회하는 입자의 속도가 커져서 분리된 입자의 크기가 크게 되는 문제가 발생한다.

그러므로 분리된 입자의 크기를 작게 하기 위해서 통상 가이드 실린더의 상부(140)로부터 공기를 빼낸다.

그러나 배출되는 공기가 많으면 분말물질의 일부가 그것으로부터 방출되어 손실되는 실제적인 문제가 발생할 수 있다.

일본 공개실용신안 제 54-81172호는 제6, 7도(Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면)에 도시된 대로 입구면에서 출발끝영역으로부터 종료 영역까지 진행하면서 통과영역이 점차로 감소되는 그런 방법으로 분급 챔버의 주위 벽의 외주부에 장치된 나선 공급 실린더(150), 이 공급 실린더와 분급 챔버사이에 제공된 원형 연락구역에 장치된 다수의 루버(louver), 상기 공급 실린더의 외주 주변에 더 장치된 원형의 고압공기 공기 챔버, 그리고 상기 공급 챔버의 내부 외주벽의 원주 방향에 형성되고 상기 루버와 같은 방향으로 개방된 복수개의 노즐 구멍(220)으로 구성되는 기류분급기를 제안하고 있다.

이 기류분급기에서 개량점이 이루어져서 분말물질이 루버 사이의 개구로부터 일정한 속도로 공급 및 분산된다. 그러나 고압공기(A)가 노즐 구멍(220)으로부터 분사되도록 고안되었기 때문에 고압공기에 의해 난류가 발생해서 분급의 정밀도가 저하되는 문제가 있다.

어떤 연구자들은 제8, 9도(Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면)에 도시된 바와같이 고압공기를 제거한 공급방법을 생각하기도 했다. 그러나 이 방법은 분말물질이 원심력의 작용에 의해 공급 실린더(150)의 외주의 내벽을 따라 흐르기 때문에 분말물질이 루버로부터 분급 챔버 내로 균일하게 흐르지 않고 종료 영역으로부터 그안으로 다량 흐르게 되며 따라서 제6, 7도에 도시된 장치에서 얻을 수 있는 효과를 얻기 어렵다.

더욱이 제6, 7도에 도시된 장치에 있어서 분급 챔버에서 분급에 기여하는 회전류가 루버(70)사이의 개구로부터 공기만이 흘러들기 때문에 분말물질은 루버(70)사이에서 개구로부터 흘러 들어온 회전 기류에 의해 발생한 원심력의 작용에 의해 사이클론의 효과와 같은 방법으로 분급 챔버의 외주를 따라 이동하기 때문에 분말물질이 포집되어 미세입자가 조대입자 쪽으로 포함되기 쉬운 경향등의 문제점이 발생할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결한 기류분급기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 분급 챔버 내로 분말물질을 균일하게 공급할 수 있는 기류분급기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 분급 챔버에서 회전하는 분말입자가 분급 챔버의 중심을 향한 속도가 작아서 분급의 정밀도를 향상시킨 기류분급기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 종래 장치보다 미세성 및 정밀성이 큰 미세 입경 분말물질을 북급할 수 있는 기류분급기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 좋은 효율로 미세분말(예컨대 입경 1내지 20μm를 가지는 입자)을 제조하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 정전기적 잠상의 현상에 사용되는 미세입경을 가지는 토너(toner)를 효율적으로 생산하는 토너의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 정전기적 잠상의 현상에 사용되는 미세입경을 가지는 토너를 효율적으로 생산하는 토너의 제조장치를 제공하는 것이다.

발명의 한 측면에 따라서 기류로 분말을 분급하는 분리가 제공하는 바, 그것은 ; 상기 분리기에 구비된 분말 공급 파이프와 분급 챔버 : 상기 분말 공급 파이프와 소통하기 위해 상기 분급 챔버의 상부에 구비된 가이드 챔버 : 분말이 운반용 공기와 함께 도입 루버사이의 개구를 통하여 상기 가이드 챔버로부터 상기 분급 챔버로 흐르도록 상기 가이드 챔버와 상기 분급 챔버사이에 구비된 다수의 도입 루버 ; 상기 분급 챔버의 기저에 구비된 중심부가 올라가 있는 경사진 분급 플레이트 ; 상기 분급 챔버안으로 운반용 공기와 함께 공급되는 상기 미세 분말과 조대 분말로 원심적으로 분리할 수 있는 회전류를 형성하기 위하여 공기가 그의 개구를 통하여 흐를수 있도록 상기 분급 챔버의 측벽을 따라 구비된 분급 루버 ; 상기 분급 플레이트의 중심부에 구비되고 그곳으로부터 분급된 미세분말이 방출되는 방출 개구 ; 상기 방출 개구에 연결된 미세 분말 방출 슈우트 ; 및 상기 분급 플레이트의 외주부를 따라서 형성되고 그곳으로부터 분급된 조대 분말이 방출되는 방출 개구로 이루어진다.

본 발명의 또다른 측면으로는 제트 밀과, 기류로 분말을 분급하는 분리기가 장착된 미세 분말 제조용 장치가 또한 제공되는 바, 그 중에서 상기 분리기는 ; 상기 분리기에 구비된 분말 공급 파이프와 분급 챔버 ; 상기 분말공급 파이프와 소통하기 위해 상기 분급 챔버의 상단부에 구비된 가이드 챔버 ; 분말이 운반용 공기와 함께 도입루버사이의 개구를 통하여 상기 가이드 챔버로부터 상기 분급 챔버로 흐르도록 상기 가이드 챔버와 상기 분급챔버 사이에 구비된 다수의 도입 루버 ; 상기 분급 챔버의 기저에 구비된 중심부가 올라가 있는 경사진 분급 플레이트 ; 상기 분급 챔버안으로 운반용 공기와 함께 공급되는 상기 분말을 미세분말과 조대분말로 원심적으로 분리할 수 있는 회전류를 형성하기 위하여 공기가 그의 개구를 통하여 흐를 수 있도록 상기 분급 챔버의 측벽을 따라 구비된 분급 루버 ; 상기 분급 프레이트의 중심부에 구비되고 그곳으로부터 분급된 미세 분말이 방출되는 방출 개구 ; 상기 방출 개구에 연결된 미세 분말 방출 슈우트 ; 및 상기 분급 플레이트의 외주부를 따라서 형성되고 그곳으로부터 분급된 조대분말이 방출되는 방출 개구로 이루어지고, 상기 제트밀에 분급된 조대 분말을 공급하기 위해 연결 파이프가 구비되며 ; 그리고 상기 제트밀에서 마쇄된 분말을 상기 분말 공급 파이프로 공급하기 위해 연결 파이프가 구비된다.

본 발명의 또다른 측면에 있어서 정전기적 잠상 현상용 토너의 제조방법이 제공되며 그것은 ; 적어도 결합제 수지와 발색제를 포함하는 조성물을 용융-반죽하여 냉각하고 반죽된 생성물을 고체화하여 그 고화된 생성물을 분쇄하여 분쇄된 공급 물질을 제조하는 단계 ; 분쇄된 공급 물질을 기류를 이용하여 분급하기 위하여 분말 고급 파이프와 분급 챔버 ; 상기 분말공급 파이프와 소통하기 위해 상기 분급 챔버의 상단부에 구비된 가이드 챔버 ; 분말이 운반용 공기와 함께 도입루버사이의 개구를 통하여 상기 가이드 챔버로부터 상기 분급 챔버로 흐르도록 상기 가이드 챔버와 상기 분급챔버사이에 구비된 다수의 도입 루버 ; 상기 분급 챔버의 기저에 구비된 중심부가 올라가 있는 경사진 분급 플레이트 ; 상기 분급 챔버안으로 운반용 공기와 함께 공급되는 상기 분말을 미세분말과 조대분말로 원심적으로 분리할 수 있는 회전류를 형성하기 위하여 공기가 그의 개구를 통하여 흐를수 있도록 상기 분급 챔버의 측벽을 따라 구비된 분급 루버 ; 상기 분급 플레이트의 중심부에 구비되고 그곳으로부터 분급된 미세 분말이 방출되는 방출 개구 ; 상기 방출 개구에 연결된 미세 분말 방출 슈우트 ; 및 상기 분급 플레이트의 외주부를 따라서 형성되고 그곳으로부터 분급된 조대분말이 방출되는 방출 개구로 이루어지는 분리기를 사용하는 제1 분급단계로 분쇄된 공급물질을 공급하여 공급물질을 조대 분말과 미세 분말로 분급하는 단계 ; 분급된 조대 분말을 마쇄 단계에 공급한 후에 마쇄된 생성물을 제1분급 단계로 피이드 백시키는 단계 ; 분급된 미세 분말을 분할 수단에 의해 적어도 3부분으로 분리된 다-분할 분급 조운으로 도입시켜 미세분말의 입자가 코안다 효과에 의해 곡선을 그리면서 떨어지게 하여 주로 규정 범위보다 큰 입경의 입자로 이루어진 조대분말부는 제1부분으로 수집하고, 주로 규정 범위내의 입경을 가지는 입자로 이루어지는 중간 분말부는 제2부분에 수집하며, 그리고 주로 규정 범위 이하의 입경을 가지는 입자로 이루어지는 미세 분말부는 제3부분에 수집하는 단계 ; 그리고 상기 수집된 조대 분말부를 분쇄된 공급 물질과 함께 제1분급단계로 피이드 백시키는 단계로 이루어진다.

또 다른 본 발명의 측면으로는 또한 정전기적 잠상 현상용 토너의 제조장치가 제공되며, 그것은 ; 토너에 대해 분쇄된 공급 물질 분말을 계속해서 공급하기 위한 연속 공급 수단 ; 상기 연속 공급수단으로부터 공급된 분쇄된 공급 물질을 미세분말과 조대 분말로 분급하기 위한 제1분급 수단 ; 분쇄된 공급물질을 기류를 이용하여 분급하기 위한 것으로 분말 공급 파이프와 분급 챔버 ; 상기 분말공급 파이프와 소통하기 위해 상기 분급 챔버의 상단부에 구비된 가이드 챔버 ; 분말이 운반용 공기와 함께 도입루버사이의 개구를 통하여 상기 가이드 챔버로부터 상기 분급 챔버로 흐르도록 상기 가이드 챔버와 상기 분급챔버 사이에 구비된 다수의 도입 루버 ; 상기 분급 챔버의 기저에 구비된 중심부가 올라가 있는 경사진 분급 플레이트 ; 상기 분급 챔버안으로 운반용 공기와 함께 공급되는 상기 분말을 미세분말과 조대분말로 원심적으로 분리할 수 있는 회전류를 형성하기 위하여 공기가 그의 개구를 통하여 흐를수 있도록 상기 분급 챔버의 측벽을 따라 구비된 분급 루버 ; 상기 분급 플레이트의 중심부에 구비되고 그곳으로부터 분급된 미세 분말이 방출되는 방출 개구 ; 상기 방출 개구에 연결된 미세 분말 방출 슈우트 ; 및 상기 분급 플레이트의 외주부를 따라서 형성되고 그곳으로부터 분급된 조대분말이 방출되는 방출 개구로 이루어지는 분리기를 포함하는 상기 제1분급수단 ; 제1분급 수단에서 분급된 조대 분말의 마쇄를 위한 마쇄 수단 ; 마쇄수단에 의해 마쇄된 분말을 공급하기 위한 공급 수단 ; 상기 제1분급수단에 의해 분급된 미세 분말이 코안다 효과에 의하여 적어도 조대 분말부, 중간 분말부 및 미세분말부로 분급되는 코안다 블록을 가지는 다-분할 분급수단 ; 및 상기 다-분할 분급 수단에 의해 분급된 조대 분말을 상기 연속공급수단으로 피이드 백 시키기 위한 피이드-백 수단을 포함한다.

본 발명을 첨부하는 도면과 관련하여 아래에 설명한다.

제1, 2도는 본 발명의 기류 분급기의 실시예를 예시하는 개략도이다.

제1도에서 부재번호 1은 주 몸체 케이싱을 나타내고 ; 2는 조대분말 방출 호퍼(3)의 하단부에 연결되는 하부 케이싱을 나타낸다.

분급 챔버(4)는 주 몸체 케이싱(1)의 내부에 형성되고, 이 분급 챔버의 상부는 주 몸체케이싱(1)의 꼭대기에 장착된 원형 가이드 챔버(5)에 의해 및 그의 중심부가 올라가 있는 원주형 톱 카바(6)에 의해 봉쇄된다.

원주 방향으로 배열된 다수의 도입 루버(7)(이하 “루버 7”)는 분급 챔버(4)와 가이드 챔버(5)사이의 격벽상에 구비되며, 가이드 챔버(5)에 공급된 분말 물질과 공기가 이 각각의 루버(7)사이의 개구로부터 분급챔버(4)로 선회하며 흐른다. 정확한 분급을 이루기 위해서는 공급 파이프(8)(공급 파이프는 본 발명에 따라 그 단면이 원형, 사각형 또는 다각형이 되도록 제조되어야 한다)을 통해 가이드 챔버(5) 내부로 흐르는 공기와 분말 물질이 각 루버(7)에 균일하게 분배되어야 할 필요가 있다. 그것들이 루버(7)에 도달하게 되는 유로(flow path)는 원심력으로는 거의 농축을 유발할 수 없을 형태를 취하고 있을 필요가 있다.

따라서 제2도에 도시된 바와 같이 공급 파이프가 가이드 챔버의 외주면에 정접하는 방향과 직각방향으로 가이드 챔버에 연결되어 루버의 상단부에서 충분한 공간을 가지고 있는 가이드 챔버와 소통된다. 제3도에 도시된 바와 같이, 공급 파이프(8)는 여러개가 구비될 수 있다. 제4도에 예시된 바와 같이 공급 파이프(8)는 또한 분급 챔버(4)의 플레인과 상부 수직 방향으로 연결될 수도 있다. 이런 방식으로 공기와 분말 물질이 루버(7)를 통해 분급 챔버(4)에 공급되고, 이때에 이것들의 분산은 종래 시스템보다 훨신 더 현저하게 개선될 수 있다.

루버(7)는 이동가능하며 루버의 간격은 조정이 가능하다. 루버(7)는 제2도 및 3도에 도시된 바와 같이 고리 형태로 배열되며, 또 분말이 루버(7)의 개구로부터 흘러들어오고 상기 분말을 운반하기 위한 운반용 공기가 분급 챔버안에 회전류를 형상할 수 있도록 배열됨으로써 분말이 분급 챔버 안에서 양호하게 분산될 수 있는 것이 바람직하다. 루버(7)의 형상으로서는 제15a도 및 15b도에 예시된 루버가 그 실례이다.

주 몸체 케이싱(1)의 하단부에는 원주 방향으로 배열된 분급 루버(9)가 구비되어 있어서 분급루버(9)를 통하여 이곳으로부터 회전류를 형성하기 위한 공기가 분급 챔버(4)안으로 들어오게 된다. 중심부가 올라간 원추형 분급 플레이트(10)는 분급 챔버(4)의 기저에 구비되어 있고 조대 분말 방출 개구(11)가 상기 분급 플레이트(10)의 외주부상에 형성된다.

미세 분말 방출 슈우트(12)는 분급 플레이트(10)의 중심부에 연결되어 있으며 슈우트(12)의 하단 끝은 L자 모양으로 구부러져 있다. 이 밴드(bend)는 끝부분이 하부 케이싱(2)의 측벽에 대해 외부위치에 있도록 만들어진다.

이 슈우트는 또한 사이클론 또는 먼지수집기 같은 미세분말 수집 수단을 통하여 흡입 팬과 연결되어 있고, 이 경우에 흡입력은 흡입팬의 작동에 의하여 분급 챔버(4)에 작용하며 분급에 필요한 회전류는 루버(9)사이의 개구로부터 분급 챔버(4)로 흘러들어온 흡입공기에 의해 형성된다.

분급 루버(9)는 주 몸체 케이싱(1)의 하단부에 고리 형태로 배열되며, 분말의 회전 방향과 동일한 방향으로 분급 공기가 분급 루버(9)의 개구로부터 흘러들어올 수 있고 운반용 공기가 루버(7)의 개구로부터 흘러들어오도록 배열되는 것이 바람직할 것이다.

실시예에 도시된 기류 분급기는 상기와 같이 제조되며, 분말 물질은 공급 파이프(8)로부터 가이드 챔버(5)안으로 공기와 함께 공급되어 이 분말물질을 함유한 공기가 가이드 챔버(5)로부터 루버(7)사이의 개구를 통하여, 회전하면서 및 균질한 밀도로 분산되면서 분급 챔버(4)로 흘러들어갈 수 있다. 회전하면서 분급 챔버(4)안으로 흘러온 분말 물질은 분급 챔버(4)의 기저에 있는 분급 루버(9)사이의 개구로부터 흘러 들어온 흡입 공기상에 운반됨으로써 미세 분말 방출 슈우트(12)에 연결된 흡입팬의 작동에 의하여 증가 속도로 회전하도록 힘을 받고, 입자에 작용하는 원심력에 의해 미세 분말과 조대 분말로 원심 분리된다.

분급 챔버(4)의 내부 외주 주변을 회전하는 조대 분말은 조대 입자 방출 개구(11)로부터 방출되고 하단부의 호퍼(3)으로부터 방출된다.

분급 플레이트(10)의 상부의 경사진 표면을 따라서 중심부로 이동하는 미세분말은 미세분말 방출 슈우트(12)를 통해 미세 분말 수집 수단으로 방출된다.

분말 물질과 함께 분급 챔버(4)안으로 흘러온 공기는 완전히 회전류의 형태로 흐르고, 따라서 분급챔버(4)의 내부에서 회전하는 입자의 중심을 향한 속도는 원심력에 비하여 상대적으로 작고 보다 작은 크기의 분리된 입자에 대한 분급이 분급 챔버(4)에서 이루어져서 매우 작은 입도의 미세 입자가 미세 분말 방출 슈우트(12)로 방출될 수 있다. 더욱이 분말 물질이 실질적으로 균질한 밀도로 분급 챔버안으로 흐르기 때문에 아주 정확하게 분배된 분말을 얻을 수 있다.

특히, 본 발명의 기류 분급기가 제10도에 예시된 바와같이 제트밀에 대한 분급기로서 작용하도록 분급기가 직접 제트밀에 연결되어 제트밀에 대한 마쇄로부터 형성된 입자중에서 조대 입자가 분리되고 다시 더 마쇄되도록 제트밀로 피이드 백시키는 그러한 시스템에 사용되는 경우에 분급기에 유입되는 공기의 양(공급파이프(8)로부터 흘러들어온 공기의 양)이 더 많아지기 때문에 상기 분급 효과는 더욱 현저해진다.

이 경우, 제트 밀에 사용된 마쇄공기의 양은 제트밀에서의 생산고가 더 커지거나 또는 더 작은 입도의 마쇄 생성물이 얻어지는 경우에 더 커져야 하며, 그에 따라 더욱 현저한 분산효과를 얻을 수 있다.

미세 분말 제조 장치를 얻기 위하여 본 발명의 기류 분급기와 제트 시스템 마쇄기로서 사용된 제트밀을 조합하기 위해서는 분급된 조대 분말이 방출되는 곳인 호퍼(3)를 마쇄될 물질이 통과하여 공급되는 제트밀의 공급 개구와 소통되도록 만들고 그것들을 연결 파이프같은 연결 수단에 의해 연결시켜서, 제트밀에서 마쇄되고 제트밀로부터 방출되는 분말이 분급기의 공급 파이프(8)에 공급될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 분급 챔버(4)의 하단 부에 회전류를 형성하기 위하여 공기를 흐르게 하는 방법은 제1도에 도시된 바와같은 공기가 분급 루버(9)사이의 개구를 통하여 외부공기로부터 흘러들어오는 방식인 흡입공기 시스템에 제한되지 않는다.

토너의 제조 방법및 제조장치의 실례를 제11도 및 14도에 도시한다.

제11도는 플로우 챠트이다.

제1분급수단에 공급되고 거기에서 분급되어, 분쇄된 분말 공급물질(361)로부터 조대분말부로 제거된 조대분말은 적당한 마쇄수단으로 진행되며 다시 마쇄후에 제1분급 수단으로 피이드백 된다.

조대 분말이 제거된 미세 분말은 다-분급 조운으로 진행되어 거기에서 보다 큰 입도부(주로 규정범위 이상의 입도를 가지는 입자로 구성된 조대 분말), 중간 입도부(주로 규정 범위내의 입도를 가지는 입자들로 구성된 중간 분말), 및 보다 작은 입도부(주로 규정 영역 이하의 입도를 가지는 입자로 구성된 미세분말)의 적어도 3가지 입도부로 분급된다. 보다 큰 입도부의 입자들은 공급물질(361)과 함께 제1분급 수단에 공급되고 다시 마쇄수단에 의해 마쇄된다. 필요에 따라 보다 큰 입도부의 입자의 일부는 용융단계에 피이드 백되어 재사용된다.

규정 범위내의 입도를 가지는 중간 크기 부의 입자와 규정범위이하의 입도를 가지는 보다작은 입도부의 입자는 적당한 테이크-오프 수단을 통하여 이송된다. 중간 입도부로부터 얻어진 입자는 바람직한 입도분배를 가지며 그 자체로 토너로서 사용될 수 있다. 한편, 보다 작은 입도부의 입자는 용융단계로 피이드백 되어 재사용될 수 있다.

분급될 분말은 분급 효율면에서 바람직하게는 약 0.5내지 약 2, 보다 바람직하게는 0.6내지 1.7의 순수한 비중을 가지는 것이 좋다.

분급을 높은 분급 효력으로 실시하기 위한 수단으로서, 제12도(단면도) 및 13도(사시도)에 도시된 바와 같은 시스템의 다-분할 분급기를 구체예로서 들 수 있다.

제12도 및 13도에서 알 수 있듯이 측벽은 숫자 322와 324로 표시된 것과 같은 형상을 가지고 하단벽은 숫자 325로 표시된 것과 같은 형상을 가지며, 측벽(323)과 하단벽(325)에는 각각 칼날-형 분급 쐐기(317)과 (318)이 구비되어 있으며 이들 분급 쐐기(317)과 (318)은 분급 조운을 새부분으로 분리한다.

분급 챔버안으로 열려있는 미세분말공급노즐(316)은 측벽(322)의 하단부에 구비된다.

코안다 블럭(326)은 노즐(316)의 연장된 하부 수직선을 따라 배치되어 아래쪽을 향해 구부러진 긴 타원형 호를 형성한다. 분급 챔버는 아래쪽으로 뻗어있는 칼날-형, 공기-흡입 쐐기(319)가 부착된 상부벽(327)을 가지며 또한 상기 분급 챔버에는 분급 챔버안으로 열려있는 공기-흡입 파이프(314)와 (315)가 구비되어 있다. 공기-흡입 파이프(314)와 (315)에는 각각 예컨대 댐퍼를 포함하는 제1가스 공급 제어수단(320)과 제2가스 공급 제어수단(321)이 구비되어 있으며 또한 정압 게이지(328)과 (329)가 구비되어 있다.

분급 쐐기(317) 및 (318)과 공기-흡입 쐐기(319)의 위치는 분급될 공급물질의 종류 및 소정 입도에 따라 좌우될 것이다. 분급 챔버의 기저에는 챔버안으로 열려있는 방출 개구(311), (312) 및 (313)이 각 부분에 해당하여 구비되어 있다. 방출 개구(311), (312) 및 (313)에는 각각 발브 수단과 같은 셔터 수단이 구비될 수 있다.

미세 분말 공급 노즐(316)은 편평한 직사각형 파이프 부분과 점점 가늘어지는 직사각형 파이프 부분으로 이루어지며 편평한 직사각형 파이프 부분의 내부 직경의 점점 가늘어지는 직사각형 파이프 부분의 가장 좋은 부분의 내부 직경에 대한 비율은 양호한 공급 속도를 얻기 위해서 20 : 1 내지 1 : 1, 바람직하게는 10 : 1 내지 2 : 1로 설정될 수 있다.

상기 구조를 가지는 다-분할 분급 조운에서의 분급은 예컨대 다음과 같이 작동한다. 분급 챔버의 내부는 방출 개구(311), (312) 및 (313)중의 적어도 하나를 통하여 소개된다. 소개의 결과로서 흐르는 가스 기류를 이용하여 미세분말이 50m/sec 내지 300m/sec의 유속으로 분급 조운으로 열려있는 미세분말 공급 노즐(316)을 통하여 고속으로 분급 조운에 공급된다.

공기-흡입 파이프(314)의 윗쪽 부분 부근의 정압 P₁의 절대값이 150mm.aq. 이상으로 바람직하게는 200mm.aq. 이상으로 조정되도록 제2가스 공급 제어수단(320)이 구동되고, 공기-흡입 파이프(315)의 위쪽 부분 부근의 정압 P₂의 절대값이 40mm.aq.이상, 바람직하게는 45내지 70mm.aq. 로 조정되도록 제1가스 공급 제어수단(321)이 구동되어, 그로써 정압 P₁의 절대 값-P₁-과 정압 P₂의 절대값 -P₂-의 조정이 관계식 : -P₁---P₂-≥100을 만족하도록 한다.

이것은 분급의 정확성을 증가시키기 위하여 바람직하다. 정압 P₂의 절대값은 45 내지 70mm.aq.의 범위로 조정됨으로써 미세 분말과 조대 분말이 분급 조운에서 훨씬 더 잘 분산되어 절단크기를 제어하는 것을 용이하게 해준다.

-P₁---P₂-＜100일 경우에는 분급의 정확도가 낮아지고 미세분말부의 정확한 제거가 불가능하게되어 분급생성물의 입도 분포가 넓어지는 경향이 높아진다. 50m/sec 이하의 유속으로 분급 조운에 미세분말을 공급하면 미세분말내에 있는 집괴물의 집괴가 잘 붕괴될 수 없게되어 분급 수율과 분급 정확성의 저하를 야기하는 경향이 있다. 300m/sec 이상의 유속으로 분급조운에 미세분말을 공급하면 입자들 사이에 충돌이 일어나 입자의 크기 감소를 야기시켜서 새로이 미세입자를 생성시켜서 분급수율을 저하시키는 경향이 있다.

이렇게 공급된 미세분말은 코안다블록(326)의 코안다 효과에 기인한 작용과 함께 흘러들어가는 공기같은 가스의 작용으로 커어브(330)를 따라 이동하여 입자크기와 입자 각각의 무게에 상당하도록 분급된다.

만일 미세분말 중의 입자들이 동일한 비중을 가진다면 보다 큰 입자들(조대입자)은 기류의 바깥쪽 즉, 분급 쐐기(318)의 좌측 제1부분에 분급되고 중간입자들(규정 범위내에서 입도를 가지는 입자들)은 분급 쐐기(318)과 (317)사이로 정해진 제2부분에 분급되며 보다 작은 입자들(규정범위 이하의 입자크기를 가지는 입자들)은 분급 쐐기(317)우측의 제3부분에 분급된다. 이렇게 분급된 큰 입자들은 방출개구(311)로부터, 중간입자들은 방출개구(312)로부터, 그리고 작은 입자들은 방출개구(313)으로부터 각각 방출된다. 제2부분 조운에 분급된 입자들은 분급조건을 제어함으로써 바람직하게는 약 1내지 15μ의 평균 입경을 가지도록 만들 수 있다.

상기 방법을 실시하는데 있어서 대개 파이프와 같은 연락 수단에 장비가 연결되어 있는 단위연락 시스템을 사용하는 것이 보통이다. 이러한 단위 시스템의 바람직한 예가 제14도에 나타나 있다. 제14도에 설명된 단위 시스템에는(전술한 바와같이 12도와 13도에 설명된 유형의) 3-분할 분급기(301), 연속공급기(302), 연속공급기(310), 진동공급기(303), 수집사이클론(304), 수집사이클론(305), 수집사이클론(306), 수집사이클론(307), 마쇄기(308), 그리고(예를들어 제4도에 설명된 기류분급기를 사용하는) 제1분급기(309)들이 서로 연결되어 있다.

이 단위시스템에서는 분쇄된 공급물질이 연속공급기(302)를 통해 제1분급기(309)안으로 공급되고 바라는 대로 조대분말부가 제거된 미세분말이 수집사이클론(307)을 통해 연속공급기(310)안으로 공급된 다음 미세분말 공급 노즐(316)을 통해 고속으로 진동공급기(303)에서 3-분할분급기(301)안으로 공급된다. 제1분급기(309)안에 분급된 조대분말입자들은 분급기(308)로 보내져서 마쇄되고 그 다음 새로이 공급된 분쇄공급물질과 함께 제1분급기(309)로 다시 공급된다.

3-분할 분급기(301)로 분급되었을 때 그 마쇄생성물은 수집 사이클론(305) 및/또는 수집사이클론(306)의 흡인력을 이용하여 50 내지 300m/sec 정도로 높은 유속으로 흡인공급된다. 흡인공급에 있어서 단위시스템은 압력공급에 있어서와 같은 밀봉이 엄밀히 요구되는 것은 아니므로 단위시스템이 바람직하다.

분급기(301)의 분급조운은 대개 [10∼50cm]×[10∼50cm]의 크기로 형성되어서 마쇄 생성물은 0.1내지 0.01초 이내에 3가지 이상의 종류의 입자로 순식간에 분급된다. 그리고 마쇄 생성물은 3-분할 분급기(301)에 의해 보다 큰 입자들(규정된 범위의 입도를 가지는 입자들)과 중간입자들(입자 크기가 규정범위된 범위내에 있는 입자들), 그리고 보다 작은 입자들(입자크기가 규정범위 이하인 입자들)로 분급된다. 그러므로 큰 입자들은 방출 가이드파이프(311)을 통해 빠져 나가고 수집사이클론(306)을 통해 분쇄된 공급물질을 보유하고 있는 연속공급기(302)로 귀환된다.

중간입자들은 방출파이프(312)를 통해 시스템의 밖으로 방출되는데, 토너 생성물로서 사용되기 위해 수집 사이클론(305)안에 중간분말(351)로서 수집된다.

작은 입자들은 방출파이프(313)을 통해 시스템 밖으로 방출되고 수집사이클론(304)안에 수집되어 규정범위 밖의 입자크기로 가지는 마쇄분말(341)로서 복원된다.

수집사이클론(304, 305, 306)은 또한 미세분말을 노즐(316)을 통해 분급조운으로 흡인공급하기위한 진공흡인수단으로도 작용한다.

마쇄기(308)로서는 충돌분쇄기와 제트밀같은 분쇄수단이 사용될 수 있다. 충돌분쇄기로는 일본국 터어보공업(주)(Turbo Kogyo K.K.)의 터어보분쇄기가 있고 제트류를 이용하는 분쇄기로는 일본뉴매틱 공업(주)(Nippon Pneumatic Kogyo K.K.)의 PJM-I 모델과 일본국 호소가와 마이크론(주)(Hosokawa Micron K.K.)의 마이크론 제트(Micron Jet)가 있다.

본 발명의 방법에 사용되는 다-분할 분급기에는 일본국 니떼쯔 공업(주)(Nittetsu Kogyo K.K.)제품으로서 엘보우제트(Elbow Jet)에 의해 예증되는 바와같이 코안다 효과를 이용하는 코안다 블록이 있는 분급 수단이 포함된다.

정전기적 잠상을 현상하기 위한 토너는 통상 스티렌수지, 스티렌-아크릴레이트수지, 스티렌-메타크릴레이트 수지 및 폴리에스테르수지같은 열가소성 수지를 포함하는 결합수지같은 출발물질, 착색제(및/또는 자기물질), 옵셋 방지제및 전하 조절제를 용융 반죽하고 냉각, 분쇄, 분급시켜서 제조한다.

본 발명의 방법에 있어서 분말을 분쇄하고 제4도에 설명된 것과같은 분급기를 사용하여 분쇄 생성물을 분급하고 분급된 분말을 분급조운에 공급하여 적어도 세 부분으로 순간적 분급을 시켜서 앞서 설명했던 집괴가 형성되기 어렵고 설사 형성된다 하더라도 집괴가 붕괴되거나 조대분말부로 이동할 수가 있다.

그러므로 본 방법으로는 정확한 입자 크기로 분배되어 있고 일정하게 조성된 입자로 구성된(토너로 사용되는)분급생성물을 얻을 수 있다.

본 발명의 방법과 장치에 의해 얻어지는 분말로 구성되는 토너는 토너 입자들 사이, 토너와 슬리브사이, 담체와 같은 토너 이송물질과 토너 사이에 안정된 마찰전기량을 제공한다.

그러므로 현상이 흐려지거나 잠상의 가장자리 주변에서 토너가 산란되는 일이 거의 없고 매우 뚜렷한 상(Image)을 얻어낼 수 있으며 하프 토운의 재현도를 향상시킬 수 있다.

또한 심지어 오랜 기간이 지나도록 계속적으로 현상제를 사용할 때에도 초기의 성능을 유지시킬 수 있고, 오랜 기간 동안 높은 화질을 가지는 상을 제공할 수 있다.

더욱이 고온과 고습도의 주변조건하에서 사용할 때에도 초정밀 입자와 집괴가 거의 없어서 현상제의 마찰 전기량이 안정될 수 있다.

또한 보통온도와 보통습도일 때와 비교해도 마찰전기량이 거의 변화하지 않기 때문에 상의 흐려짐과 상밀도의 저하가 거의 일어나지 않고 잠상에 대한 충실도에 따라 현상이 실행된다.

더욱이 결과 토너상은 우수한 이송효율로 종이와 같은 이송 매개물에 이송될 수 있다. 보통온도와 보통습도에서와 비교하여 심지어 저온과 저습도의 조건에서 사용할때에도 마찰 전기량 분배는 거의 변화하지 않으며 안정적이다.

단위무게당 매우 큰 전하량을 가지는 초정밀 입자 조성물이 제거되기 때문에 본 발명의 방법에 의해서 얻어지는 토너는 상밀도 저하와 흐려짐이 없고, 실질적으로 이송동안에 생기는 조야함과 산란이 제거된다.

작은 입도(예를 들어 평균직경 3∼7μ)를 가지는 중간 분말을 제조하는데 있어서, 본 발명은 종래의 방법보다 훨씬 효율적으로 실행될 수 있다.

다음의 실시예들을 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다.

다음에 있어서 “부(part)”는 중량에 의한다.

[실시예 1]

스티렌-아크릴레이트 수지 100부

(공중합체화 중량비 : 7 : 3 : 중량평균 분자량 : 약 300,000

마그네타이트 분말 80부

(입경 : 약 0.2μ)

저분자 폴리프로필렌 2부

(중량평균 분자량 : 약 3,000)

양전하 하전조절제 2부

상기 식에 따라 혼합물을 구성하는 토너물질을 180℃에서 약 한시간 동안 용융반죽한 뒤 냉각시켜 고체화 하고, 그 생성물을 해머밀로 100내지 1,000μ인 조대입자로 분쇄하였다.

조대분쇄생성물(361)의 순수한 비중은 약 1.5였다. 형성된 조대분쇄생성물(361)을 연속공급기(302)에 넣고 제1분급기(309)안으로 250g/min의 속도로 공급하였다.

제1분급기(309)로는 제4도에 도시된 바와같은 기류분급기를 사용하였다. 루버(7)로는 20개의 루버를 사용하고 제2도에 있는 것과 같이 고리형태로 배열하였다.

루버 사이의 개구는 약 4∼10mm간격이 되도록 조정하였다.

분급루버(9)로는 25개의 루버를 사용하고 분급루버사이의 개구는 약 2∼3mm 간격이 되도록 조정하였다.

분급 루버를 루버(7)사이의 개구를 통해 흘러들어온 운반용 공기의 회전류가 분급루버(9)사이의 개구를 통해 흘러들어온 공기의 회전류와 방향이 같도록 설치하였다.

조대 분쇄 생성물(361)은 공기에 실려 공급파이프(8)를 통해 운반되어 공기와 잘 분산된 상태로 루버(7)사이에 있는 개구를 통해 분급챔버(4)로 공급되었다.

분급챔버(4)안으로 공급된 조대분쇄생성물(361)을 분급루버(9)를 통해 흡입된 분급 공기의 작용에 의해 조대분말과 미세분말로 분급하였다.

분급된 조대분말은 마쇄기(308)인 제트밀(수퍼소닉 제트밀 PJM-I-5 : 닛뽄 뉴매틱 공업(주) 제조)에서 마쇄한 후 제1분급기(309)로 귀환시켰다.

제1분급기(309)내에서 분급된 미세분말의 입도 분배를 측정한 결과 입경 4.0μ 또는 그 미만인 입자가 부피비율 12%를 차지하고 입경 12.7μ 또는 그 이상인 입자가 부피비율 3.0%를 차지하고 있기 때문에 미세분말은 평균부피직경이 약 7.3μ이라는 것을 알게 되었다.

이 결과의 미세분말을 연속공급기(310)에 넣어 제12및 13도에 도시된 것과 같이 진동공급기(303)를 통해 250g/min의 속도로 다-분할분급기(301)에 공급하여 코안다 효과에 의해 조대분말, 중간분말, 미세분말의 3종류로 분급시켰다.

코안다 효과를 이용하는 다-분할 분급기로서는 엘로우제트 EJ-5-3(Elbow Jet EJ-5-3, Nittetsu 공업(주) 제조)를 사용하였다.

미세 분말을 공급하는데 있어서 방출파이프(311), (312)와 (313)에 소통되는 수집사이클론(304), (305)와 (306)을 작동시켜, 흡인진공화의 결과로서 시스템의 내부를 진공으로 함으로써 흡인력을 발생시키고, 이 작용에 의해서 마쇄생성물을 약 100m/sec의 유속으로 공급노즐에 공급하였다.

흡입파이프(314) 상류부의 전압 P₁과 흡입파이프(315) 상류부의 정압 P₂는 각각 -290mm.aq.(표준압력 ; 기압에 대한 압력차이)와 -70mm.aq.(표준압력 : 기압에 대한 압력차이)로 조절하였다. 이렇게하여 공급된 마쇄생성물은 0.01초 이내에 순간적으로 분급되었다.

분급된 중간 분말을 수집하기 위한 수집 사이클론(305) 안에서 토너로 적합한 중간분말을 80중량%의 분급 수율로 얻어지는데 이 중간분말은 4.0μ 이하의 입경을 가지는 입자를 2.0부피% 만큼 함유하고 12.7μ이상의 입경을 가지는 입자를 1.0부피%만큼 함유하므로 부피평균입경은 7.8μm였다.

여기에서 사용된 “분급수율”이란 공급된 분쇄 공급물질의 총 중량에 근거하여 최종적으로 얻어진 중간 분말(생성물)량의 백분율을 의미한다.

생성된 중간분말을 광학 현미경으로 관찰한 결과 초정밀 입자들이 응집하여 생기는 약 5μ이상의 집괴물들)이 실제로 보이지 않았다.

분급된 조대분말을 수집사이클론(306)안에 수집한 후 연속 공급기(302)안으로 공급하였다.

이렇게 얻어진 중간 분말을 토너로서 사용하여 0.6중량%의 소수성 실리카를 토너와 혼합하여 현상액을 제조하였다. 이렇게 제조한 현상액을 복상기 NP-1215(Canon Inc. 제조)에 공급하여 복사 테스트를 수행하였다.

그 결과로 흐림이 제거되고 가는 선까지도 선명하게 현상된 복사상을 얻었다.

[실시예 2]

스티렌-아크릴 수지 100부

자성물질(0.3μ) 60부

전하 조절제 2부

저분자 폴리프로필렌수지 4부

토너를 제조하기위해 사용된 물질을 상기 비율로 혼합하여 가열하면서 반죽하고 냉각시킨뒤 해머 밀로 부수고 분쇄하여 분말물질로 얻어내고, 이것을 100g/min의 속도로 제4도에 도시된 것과같이 기류분급기로 공급한 후, 분리된 조대분말을 제10도에 제시되는 방식으로 분급기에 연결된 제트밀(일본 Pneumatic 공업(주)제조, Supersonic 제트밀)안으로 유입시키고 있어서 미세하게 마쇄하였다(마쇄제트기압 : 5Kgf/㎠).

미세하게 마쇄된 이 분말물질과 조대분쇄시켜 얻은 분말물질을 함께 다시 분급기로 공급하여 미세하게 마쇄된 생성물로서, 분리된 미세분말을 얻게 되었다.

이 미세하게 마쇄된 생성물은 입자 직경 10μm, 또는 그 이상인 입자률 0.1중량%로 함유하고 있는 평균 입경은 4.7μm였으며 100g/min의 수율로 얻었다.

평균 입경은 입경/중량 빈도분배의 중간 직경에 해당하고 코울터 전자회사(Coulter Electronics co.)의 제조의 코울터 계산기를 사용하여 측정하였다.

[실시예 3]

실시예 2에서와 동일한 물질을 실시예 2와 동일한 분급기/제트밀 시스템안에, 실시예 2와 동일한 공급속도(100g/min)로 공급하여 마쇄제트기압 6Kg/㎠하에서 미세하게 마쇄된 생성물을 얻었다.

결과로서, 생성물은 입경 10μm 또는 그 이상의 입자를 0 중량%로 함유하는 평균입경이 3.7μ이며, 100g/min의 수율로 얻었다.

여기서 분말물질과 함께 기류분급기 안으로 흘러가는 공기의 양은 실시예 2에서보다 약 1.2배였다.

[비교예 1]

실시예 2와 동일한 물질을 제5도에 도시된 것과같은 기류분급기안에 실시예 2와같은 공급속도(100g/min)로 공급하고 분리된 조대분말을 분급기에 연결된 제트밀(일본 Pneumatic 공업(주) 제조, Supersonic 제트밀)안으로 흘려넣은 뒤 미세하게 마쇄하였다(마쇄제트기압 : 5Kgf/㎠).

이 미세하게 마쇄한 물질을 분쇄공급물질과 함께 다시 분급기에 공급하고 분리된 미세분말을 미세하게 마쇄된 생성물로서 얻어내었다.

결과로서 생성물은 입경 10μm 또는 그 이상인 입자를 15.0중량% 함유하는 평균입경 7.5μm이며 98g/min의 수율로 얻어졌다.

[비교예 2]

실시예 2와 동일한 물질을 비교예 1과 동일한 분급기/제트밀 시스템안에 실시예 2와 동일한 공급속도(100g/min)로 공급하고 마쇄제트기압 6Kgf/㎠하에서 미세하게 마쇄된 생성물을 얻었다.

결과로 생성물은 입경 10μm 또는 그 이상인 입자를 7.0중량%로 함유하는 평균입경이 6.3μm 인 것으로, 97g/min의 수율로 얻어졌다.

상기로부터 나타나는 바와같이 비교예 1과 2에서 보다 작은 입경을 가지는 미세하게 마쇄된 생성물(분리된 미세분말)이 실시예 2와 3에서 얻어졌다.

실시예 3에서는 마쇄제트기압이 1Kgf/㎠만큼 커져서 실시예 2에서보다 공기의 흐름이 1.2배 상승하게 되어 미세하게 마쇄된 생성물의 입자반경은 4.7μm에서 3.7μ로 약 20%만큼 작아졌다.

반면에 비교예 2와 1에서는 마쇄제트기압이 1Kgf/㎠만큼 커졌지만 미세하게 마쇄된 생성물의 입경은 7.5μm에서 6.3μm 로 단지 15% 감소하였다.

[비교예 3]

실시예 2에서와 동일한 물질을 비교예 1과 동일한 분급기/제트밀 시스템안에 고급하고 평균입경 4.7μm로 미세하게 분쇄한 생성물을 마쇄제트기압 5Kgf/㎠하에서 얻었으며 이때의 물질은 최고속도 25g/min으로 공급했고 생성물은 24g/min의 수율로 얻었다.

미세하게 분쇄된 생성은 입경 10μm또는 그 이상인 입자를 0.5중량%만큼 함유하는 평균입자직경 4.7μm인 것으로 나타났다.

상기로부터 알 수 있는 바와같이 비교예 3에서는 생산고용량이 1/4로 저하되어 실시예 2와 동일한 평균입자직경을 가지는 미세하게 마쇄된 생성물을 얻게 되었다.

[실시예 4]

토너를 제조하는데 사용하는 물질을 실시예 2에서와 동일한 비율로 혼합하여 가열하면서 반죽한뒤 냉각시켜서 해머밀로 부수고 분쇄하여 그 결과 분말물질을 제트밀(일본 Pneumatic 공업(주) 제조 Supersonic 제트밀)에 공급하여, 입경 4.0μm 이하인 입자를 15중량%만큼 함유하고 평균입경이 7.0μm인 토너분말을 얻었다.

이렇게 하여 얻은 토너 분말을 분리된 입자의 직경으로서 평균 입경 4.0μm인 미세 분말을 제공하기 위해 제4도에 예시된 것과 같은 기류 분급기를 사용하여 분급하였다.

분리된 미세분말은 평균입자직경이 4.0μm이고 입자직경 2.5μm 또는 그 이하인 입자를 7중량%만큼 함유하였다. 분리된 조대분말은 평균 입자직경은 7.5μm이고, 평균입자직경이 4.0μm 또는 그 이하인 입자를 1.5중량%만큼 함유하였다.

분리된 미세분말과 분리된 조대분말을 20 : 80의 비율로 수득하였다.

[비교예 4]

평균입경이 7.0μm이고 입자직경이 4.0μm 또는 그 이하인 입자를 15중량% 만큼 함유하는 실시예 4에서와 동일한 토너를 제5도에 도시된 것과 같은 기류 분급기를 사용하여 분급하여 분리된 입자의 직경이 평균 입경 4.0μm인 분리된 미세분말을 얻었다.

분리된 미세분말은 평균입경이 4.0μm이고, 입경이 2.5μm 또는 그 이하인 입자를 15중량%만큼 함유하였다.

분리된 조대분말은 평균입경이 7.4μm였고, 평균입경이 4.0μm 또는 그 이하인 입자들을 5중량%만큼 함유하였다.

실시예 4와 비교할때, 실시예 4에서 미세분말과 조대분말 모두에 있어서 더욱 확실한 입경/중량 빈도분배를 가지는 입자를 수득하였다.

여기서, 분리된 미세분말과 분리된 조대분말은 25 : 75의 비율로 수득하였다.

상기에서 기술된 바와같이 본 발명은 공급파이프(8)에서 분급 챔버(4)로 유입된 분말물질과 운반용 공기가 가이드 챔버(5)와 분급 챔버(4) 사이에 설치된 루버(9) 사이의 개구들로부터 분급 챔버(4)안으로 전체 주변으로부터 균일한 분말물질밀도로 선회하면서 흘러들어가는 방식으로 구성된다.

그러므로 분말물질은 우수한 정밀도로 효과적으로 분급될 수 있다. 더욱이 분급챔버(4)안에서 선회하는 입자들의 중심을 향하는 속도를 작게할 수도 있다.

특히 분말물질과 함께 흘러들어가는 공기가 분급기가 제트밀에 연결되어지는 시스템에 있어서처럼 대량 일때에 분리분말의 직경을 작게 만드는 효과는 현저하게 나타날 수 있고, 제트밀로 미세하게 마쇄한 생성물로서 입경이 더 작은 생성물을 효과적으로 얻을 수 있다.

Claims (24)

1. 기류를 이용하여 분말을 분급하기 위한 분리기로서, 상기 분리기에 구비된 분말 공급 파이프와 분급챔버 ; 상기 분말 공급 파이프와 소통하기 위해 상기 분급 챔버의 상부에 구비된 가이드 챔버 ; 분말이 운반용 공기와 함께 도입 루버사이의 개구를 통하여 상기 가이드 챔버로부터 상기 분급 챔버로 흐르도록 상기 가이드 챔버와 상기 분급 챔버사이에 구비된 다수의 도입 루버 ; 상기 분급 챔버의 기저에 구비된 중심부가 올라가 있는 경사진 분급 플레이트 ; 상기 분급 챔버안으로 운반용 공기와 함께 공급되는 상기 분말을 미세 분말과 조대 분말로 원심적으로 분리할 수 있는 회전류를 형성하기 위하여 공기가 그의 개구를 통하여 흐를 수 있도록 상기 분급 챔버의 측벽을 따라 구비된 분급 루버 ; 상기 분급 플레이트의 중심부에 구비되고 그곳으로부터 분급된 미세분말이 방출되는 방출 개구 ; 상기 방출 개구에 연결된 미세 분말 방출 슈우트 ; 및 상기 분급 플레이트의 외주부를 따라서 형성되고 그곳으로부터 분급된 조대 분말이 방출 개구로 이루어지는 분리기.
2. 제1항에 있어서 상기 다수의 도입 루버가 고리형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 분리기.
3. 제1항에 있어서 상기 분급 루버가 고리형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 분리기.
4. 제1항에 있어서 상기 다수의 도입루버가 고리형태로 배열되고, 상기 분급 루버가 고리형태로 배열되며 도입루버에 의해 형성된 고리의 내부 직경이 분급루버에 의해 형성된 고리의 내부 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 분리기.
5. 제1항에 있어서, 상기 도입 루버는 분말이 선회하면서 분급 챔버로 유입되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 분리기.
6. 제1항에 있어서 상기 도입루버는 운반용 공기가 분급 챔버내에서 회전류를 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 분리기.
7. 제1항에 있어서 상기 분급 루버는 분급 루버사이의 개구를 통해 유입된 공기가 분급 챔버 내부의 회전류를 형성할 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 분리기.
8. 제1항에 있어서 상기 도립루버는 분말이 가이드 챔버의 전체 주변으로부터 분급 챔버안으로 공급되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 분리기.
9. 제6항에 있어서 상기 분급루버는 도입루버사이의 개구를 통해 유입된 운반용 공기의 회전류의 방향이 분급루버사이의 개구를 통해 유입된 공기의 회전류의 방향과 동일하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 분리기.
10. 제1항에 있어서 상기 도입루버는 가이드 챔버의 내벽의 전체 주변을 따라 구비되고 상기 분급 루버는 분급 챔버외 하단부의 외벽의 전체 주변을 따라 구비되는 것을 특징으로 하는 분리기.
11. 제1항에 있어서 상기 분말 공급 파이프는 가이드 챔버의 상단부에 구비되고 상기 분말 공급 파이프를 통해 공급된 분말은 도입 루버 사이의 개구를 통해서 도입 루버에 의해 형성된 가이드 챔버 내벽의 전체 주변으로부터 분급 챔버 안으로 유입되는 것을 특징으로 하는 분리기.
12. 기류를 이용하여 분말을 분급하기 위한 분리기와 제트밀이 장착된 미세 분말 제조장치로서, 상기 분리기에 구비된 분말 공급파이프와 분급챔버 ; 상기 분말공급 파이프와 소통하기 위해 상기 분급 챔버의 상단부에 구비된 가이드 챔버 ; 분말이 운반용 공기와 함께 도입루버사이의 개구를 통하여 상기 가이드 챔버로부터 상기 분급 챔버로 흐르도록 상기 가이드 챔버와 상기 분급챔버 사이에 구비된 다수의 도입 루버 ; 상기 분급 챔버의 기저에 구비된 중심부가 올라가 있는 경사진 분급 플레이트 ; 상기 분급 챔버안으로 운반용 공기와 함께 공급되는 상기 분말을 미세분말과 조대분말로 원심적으로 분리할 수 있는 회전류를 형성하기 위하여 공기가 그의 개구를 통하여 흐를 수 있도록 상기 분급 챔버의 측벽을 따라 구비된 분급 루버 ; 상기 분급 플레이트의 중심부에 구비되고 그곳으로부터 분급된 미세 분말이 방출되는 방출 개구 ; 상기 방출 개구에 연결된 미세 분말 방출 슈우트 ; 및 상기 분급 플레이트의 외주부를 따라서 형성되고 그곳으로부터 분급된 조대분말이 방출되는 방출 개구로 이루어지는 상기 분리기 ; 분급된 조대 분말을 상기 제트밀에 공급하기 위하여 구비된 연결용 파이프 ; 및 상기 제트밀에서 마쇄된 분말을 상기 분말 공급 파이프에 공급하기 위하여 구비된 연결 파이프로 이루어지는 장치.
13. 제12항에 있어서 상기 다수의 도입루버가 고리형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 분급 루버가 고리형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제12항에 있어서 상기 다수의 도입루버가 고리 형태로 배열되고 상기 분급 루버가 고리 형태로 배열되며 도입 루버에 의해 형성되는 고리의 내부직경이 분급 루버에 의해 형성되는 고리의 내부 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제12항에 있어서 상기 도입 루버는 분말이 선회하면서 분급 챔버로 유입되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제12항에 있어서 상기 도입 루버는 운반용 공기가 분급 챔버내에 회전류를 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제12항에 있어서 상기 분급루버는 분급 루버사이의 개구를 통해 유입된 공기가 분급 챔버 내부에 회전류를 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제12항에 있어서 상기 도입 루버는 분말이 가이드 챔버의 전체 주변으로부터 분급 챔버안으로 공급되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제17항에 있어서, 상기 분급 루버는 도입루버사이의 개구를 통해 유입된 운반용 공기의 회전류의 방향이 분급루버사이의 개구를 통해 유입된 공기의 회전류의 방향과 동일하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제12항에 있어서 상기 도입루버는 가이드 챔버의 내벽의 전체 주변을 따라서 구비되고, 상기 분급 루버는 분급 챔버의 하단부의 외벽의 전체 주변을 따라서 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제12항에 있어서 상기 분말 공급 파이프가 가이드 챔버의 상부에 구비되고, 상기 분말 공급 파이프를 통해 공급된 분말은 도입 루버 사이의 개구를 통하여, 도입 루버에 의해 형성된 가이드 챔버 내벽의 전체 주변으로부터 분급 챔버안으로 유입되는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 정전기적 잠상 현상용 토너의 제조방법으로서 적어도 결합제 수지와 발색제를 포함하는 조성물을 용융-반죽하여 냉각하고, 반죽된 생성물을 고체화하여 그 고화된 생성물을 분쇄하여 분쇄된 공급 물질을 제조하는 단계 ; 분쇄된 공급 물질을 기류를 이용하여 분급하기 위하여 분말 공급 파이프와 분급 챔버 ; 상기 분말공급 파이프와 소통하기 위해 상기 분급 챔버의 상단부에 구비된 가이드 챔버 ; 분말이 운반용 공기와 함께 도입루버사이의 개구를 통하여 상기 가이드 챔버로부터 상기 분급 챔버로 흐르도록 상기 가이드 챔버와 상기 분급챔버사이에 구비된 다수의 도입 루버 ; 상기 분급 챔버의 기저에 구비된 중심부가 올라가 있는 경사진 분급 플레이트 ; 상기 분급 챔버안으로 운반용 공기와 함께 공급되는 상기 분말을 미세분말과 조대분말로 원심적으로 분리할 수 있는 회전류를 형성하기 위하여 공기가 그의 개구를 통하여 흐를 수 있도록 상기 분급 챔버의 측벽을 따라 구비된 분급 루버 ; 상기 분급 플레이트의 중심부에 구비되고 그곳으로부터 분급된 미세 분말이 방출되는 방출 개구 ; 상기 방출 개구에 연결된 미세 분말 방출 슈우트 ; 및 상기 분급 플레이트의 외주부를 따라서 형성되고 그곳으로부터 분급된 조대분말이 방출되는 방출 개구로 이루어지는 분리기를 사용하는 제1분급단계로 분쇄된 공급 물질을 공급하여 공급물질을 조대 분말과 미세 분말로 분급하는 단계 ; 분급된 조대 분말을 마쇄 단계에 공급한 후에 마쇄된 생성물을 제1분급 단계로 피이드 백시키는 단계 ; 분급된 미세 분말을 분할 수단에 의해 적어도 3부분으로 분리된다-분할 분급 조운으로 도입시켜 미세분말의 입자가 코안다 효과에 의해 곡선을 그리면서 떨어지게 하여 주로 규정 범위보다 큰 입경의 입자로 이루어진 조대분말부는 제1부분으로 수집하고, 주로 규정 범위내의 입경을 가지는 입자로 이루어지는 중간 분말부는 제1부분에 수집하며, 그리고 주로 규정 범위 이하의 입경을 가지는 입자로 이루어지는 미세 분말부는 제3부분에 수집하는 단계 ; 그리고 상기 수집된 조대 분말부를 분쇄된 공급 물질과 함께 제1분급단계로 피이드 백시키는 단계로 이루어지는 방법.
24. 정전기적 잠상 현상용 토너의 제조 장치로서 토너에 대해 분쇄된 공급 물질 분말을 계속해서 공급하기 위한 연속 공급 수단 ; 상기 연속 공급수단으로부터 공급된 분쇄된 공급 물질을 미세분말과 조대 분말로 분급하기 위한 제1분급 수단 ; 분쇄된 공급물질을 기류를 이용하여 분급하기 위한 것으로 분말 공급 파이프와 분급 챔버 ; 상기 분말공급 파이프와 소통하기 위해 상기 분급 챔버의 상단부에 구비된 가이드 챔버 ; 분말이 운반용 공기와 함께 도입루버사이의 개구를 통하여 상기 가이드 챔버로부터 상기 분급 챔버로 흐르도록 상기 가이드 챔버와 상기 분급챔버 사이에 구비된 다수의 도입루버 ; 상기 분급 챔버의 기저에 구비된 중심부가 올라가 있는 경사진 분급 플레이트 ; 상기 분급 챔버안으로 운반용 공기와 함께 공급되는 상기 분말을 미세분말과 조대분말로 원심적으로 분리할 수 있는 회전류를 형성하기 위하여 공기가 그의 개구를 통하여 흐를 수 있도록 상기 분급 챔버의 측벽을 따라 구비된 분급 루버 ; 상기 분급 플레이트의 중심부에 구비되고 그곳으로부터 분급된 미세 분말이 방출되는 방출 개구 ; 상기 방출 개구에 연결된 미세 분말 방출슈우트 ; 및 상기 분급 플레이트의 외주부를 따라서 형성되고 그곳으로부터 분급된 조대분말이 방출되는 방출 개구로 이루어지는 분리기를 포함하는 상기 제1분급수단 ; 제1분급 수단에서 분급된 조대 분말의 마쇄를 위한 마쇄수단 ; 마쇄수단에 의해 마쇄된 분말을 공급하기 위한 공급 수단 ; 상기 제1분급수단에 의해 분급된 미세 분말이 코안다 효과에 의하여 적어도 조대 분말부 및, 중간 분말부 미세분말부로 분급되는 코안다블록을 가지는 다-분할 분급수단 ; 및 상기 다-분할 분급 수단에 의해 분급된 조대 분말을 상기 연속공급수단으로 피이드 백 시키기 위한 피이드-백 수단으로 이루어지는 장치.

Images