KR980008328A - Recovery method of magnetic powder - Google Patents
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Abstract
본 발명은 토너제조공정중 싸이크론 집진기에서 통과된 자성미분체를 여과백(Bag filter)에서 포집하기전에 효과적으로 재회수하여 재처리가 불가했던 자성미분체를 재처리가능케함으로써 수율 향상을통한 생산성 향상을 기할 수 있는 자성미분체 회수방법에 관한 것이다.The present invention can effectively recycle the magnetic fine powder passed through the cigarette dust collector during the toner manufacturing process before collecting it in the bag filter, thereby enabling the reprocessing of the magnetic powder which can not be reprocessed, thereby improving the productivity by improving the yield. The present invention relates to a method for recovering a magnetic powder.
본 발명의 특징은 자성미분체가 자석에 잘 붙는 성질을 이용하여 빠른 속도로 공기이송중인 자성미분체를 유속을 낮추어 효과적으로 자석에 부착시키고, 특정 유속에서 급격히 부착률이 증가하는 원리를 이용하여 운전중에 연속적으로 집진, 분리, 자동배출을 시키는 것임.A feature of the present invention is that the magnetic fine powder is attracted to the magnet by using the magnetic fine powder adhered to the magnet at a high speed and is attached to the magnet by lowering the flow rate of the magnetic powder at a high speed and is rapidly increased in the specific velocity, To continuously collect, separate, and discharge automatically.
Description
제1도는 미분체의 포집에 있어서 운전조건에 따라 집진효율을 나타낸다.FIG. 1 shows the dust collecting efficiency according to the operating conditions in collecting the fine powder.
제2도는 종래기술의 공기 싸이크론 집진기를 통해 토너제조공정을 나타낸 공정개략도.FIG. 2 is a schematic view showing a process for producing a toner through a conventional air cyclone dust collector; FIG.
제3도는 종래의 미분체를 제조하는 공정을 도시한 것으로, 전체공정이 상호연계되어 최적조건 설정이 난이한 종전의 프로세스의 예이다.FIG. 3 shows a conventional process for producing a fine powder, which is an example of a conventional process in which all processes are linked to each other to set an optimum condition.
제4도는 제3도예의 보완된 미분체 제조공정을 도시한 것으로 각 공정이 분리 독립되어 상호간섭이 차단되어 최적조건 설정이 용이한 프로세스의 예이다.FIG. 4 shows a process for preparing a complemented fine powder of the third pottery, which is an example of a process in which each process is separated and independent, mutual interference is blocked, and an optimal condition setting is easy.
제5도는 싸이크론 집진기에 여과백이 적용되어 통과된 미분체를 재포집하는 과정을 도시한 공정도.FIG. 5 is a process diagram showing a process of re-collecting a fine powder that has been passed through a filtration bag to a cyclone dust collector.
제6도는 회수율과 유체속도 및 자석간의 거리 관계를 알기 위해 제시한 실험장치의 예를 도시한 도면.FIG. 6 is a view showing an example of an experimental apparatus presented for the purpose of determining the relationship between the recovery rate, the fluid velocity, and the distance between the magnets.
제7도 내지 제9도는 제 5도의 공정에 설치적용하는 덕트설비를 도시한 것으로, 제7도는 정면도.FIGS. 7 to 9 illustrate a duct installation to be installed in the process of FIG. 5, and FIG. 7 is a front view.
제8도는 평면도.FIG. 8 is a plan view. FIG.
제9도는 측면도.9 is a side view;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
D:덕트 10:공압시린더D: Duct 10: Pneumatic cylinder
20:스크레이퍼 30:막대영구자석20: Scraper 30: Rod permanent magnet
40:분리에어리어 50:집진자성체집진구40: separation area 50: dust collecting magnet
60:밸브 70:타이머60: valve 70: timer
본 발명은 토너공정중 공기 이송중의 자성 미분체의 회수방법에 관한 것으로 다음 공정으로 이송되거나 외부로 배출되어서는 안되는 0.5㎛-5.0㎛ 정도의 자성 분체를 회수하는 방법이다.The present invention relates to a method of recovering a magnetic powder during air transfer in a toner process, and is a method of recovering a magnetic powder of about 0.5 탆 to 5.0 탆 which should not be transferred to the next process or discharged to the outside.
종래의 미분체의 포집방법은 일차 싸이크론(Cyclone)으로 집진하고 다음으로 여과백(Bag filter)을 이용하여 포집하는 것이 일반적으로 널리 알려져 있는 방법이다.Conventionally, it is a generally known method for collecting fine powder by collecting by a primary cyclone (Cyclone) and then collecting by using a bag filter.
상기 방법들은 제각각의 공정 조건에 맞게 구성되어 사용하게 되나 싸이크론의 집진공정에서는 효율 극대화를 위해 효과적인 장치를 도입치 않고 최적운전 조건 관리에만 중점을 두고 있다.The above methods are used in accordance with various process conditions. However, in the dust collecting process of the cyclone, only the optimal operation condition management is focused on without introducing an effective device for maximizing the efficiency.
제1도에 나타난 바와 같이 운전조건이 최적조건에 근접할수록 집진효율이 높아지는 것은 당연한 사실이며 집진효율을 올리는 것이 수익성과 직결되므로 매우 중요하다.As shown in Fig. 1, it is obvious that the dust collection efficiency increases as the operating condition becomes closer to the optimum condition, and it is very important that the dust collection efficiency is directly linked to profitability.
그러나 입도분포가 D50=3㎛인 미분체를 집진하는 공기 싸이크론 집진기는 어느 정도 통과량을 예상하고 구성되는 것이 일반적이며 실제로 토너제조에서는 대체적으로 소량 다품종 생산이어서 각기 원재료의 함량, 경도, 입경, 배합비, 비중, 파쇄강도와 분체의 농도, 이송량 등 많은 요인으로 인하여 운전조건 변화가 크게 일어나는데도 자체적인 조절능력없이, 전후 공정의 운전조건에 종속되어 운전되는 공기 싸이크론 집진기는 항상 최적조건으로만 운전하는 것은 매우 불가능하여 이송량의 일부는 통과하게 된다.However, the air cyclone dust collector for collecting the fine powder having a particle size distribution of D50 = 3 μm is generally constructed in such a manner that the amount of the air passing therethrough is expected to some extent. Actually, in the toner production, a small quantity of various products is produced, and the content, hardness, The air cyclone dust collector operated under the operating conditions of the front and rear process without any controllability even when the operation condition changes greatly due to many factors such as specific gravity, crushing strength, powder concentration, It is very impossible to pass through some of the transfer amount.
이와 같은 사례를 좀더 구체적으로 설명하면 제2도에 나타난 바와 같이 기존 설비에서는 최고의 효율을 내려면 우선 공기 싸이크론 집진기(a)의 유입속도가 최적조건으로 일정하게 유지되어야 하나, 분급기(b)에는 (e)에서 원료 투입량과 농도(Dust content) 차이와 각 생산규격별로 입도분포가 다른 제품(i)의 적정 입경을 맞추기 위해 (d)의 분산용 공기(Dispersion air)양을 조정하게 되는데 이로 인하여 함분체기류유입규(g)의 운전조건이 변하게 되어 효율이 약 50%에서 95%까지 변하게 된다.As shown in FIG. 2, the inflow speed of the air cyclone dust collector (a) should be kept constant at an optimum condition in order to obtain the highest efficiency in the conventional equipment, while the classifier (b) (d), the amount of dispersion air (d) is adjusted in order to match the difference between the amount of raw material and the concentration of the raw material and the optimum particle size of the product (i) having a different particle size distribution according to each production standard, The operating conditions of the impeller air flow g (g) are changed and the efficiency is changed from about 50% to 95%.
또한, 함분체기류유입구(g)에 타공정의 영향(h)이 있게 되면 더욱 최적조건 유지가 곤란하게 된다.In addition, when influence (h) of the other process is present in the impurity gas flow inlet (g), it becomes difficult to maintain the optimum condition.
이와 같은 문제는 분체를 다루는 공정에서는 생산수율과 직결되어 중요성이 널리 인식되어 있으며, 최근에는 이 문제를 효과적으로 해결하 기위해 제 4도와 같이 항상 최적조건으로 운전될 수 있는 시스템이 개발되었다.This problem has been widely recognized in the process of powder handling, and its importance has been widely recognized. In recent years, a system has been developed that can always be operated in optimum conditions as in the fourth solution to solve this problem effectively.
즉, 공정 내에서 공기 싸이크론 집진기에 유입되는 조건중 효율에 가장 크게 영향을 끼치는 유입속도(유량)를 항상 일정하게 조절하기 위하여 유속 자동조절 장치를 설치하고 관련된 여러 공정을 가급적 독립 공정으로 구성하여 공정 상호간의 교호작용을 차단하여 항시 최적조건 유지가 가능하도록 하고 있다.That is, in order to constantly control the inflow rate (flow rate), which has the greatest effect on the efficiency, among the conditions introduced into the air cyclone dust collector in the process, an automatic flow rate control device is installed, It is possible to maintain optimal conditions at all times by intercepting mutual interactions.
그러나 이 새로운 시스템은 설비수가 증가하고 설비비용이 매우 높아지게 되며 기존의 설비에 부분적으로는 적용이 어려운 문제가 있다.However, this new system has a problem that the number of facilities increases, the equipment cost becomes very high, and it is difficult to partially apply to existing facilities.
이러한 필요성에 따라 다음에 설명하는 방법은 싸이크론에서 통과된 미분체를 재회수하여 통과량을 최소화하므로서 결국 싸이크론 집진기의 효율을 극대화시키는 결과를 얻게 된다.According to this necessity, the following method minimizes the amount of passing of the fine powder passed through the ciclon, thereby maximizing the efficiency of the ciclon dust collector.
공기 싸이크론 집진기에서 통과된 미분체는 대부분 재포집 과정을 거치게 되는데 제 5도에 표시된 여과백(Bag filter)과 같은 방식이 널리 쓰이는 일반적인 방법이다.Most of the fine particles passing through the air cyclone dust collector are subjected to a re-collecting process. The same method as the bag filter shown in FIG. 5 is a common method widely used.
그러나, 여과백 방식은 각각 품종이나 색상(color)이 다르거나 분체 고유의 기능성이 다른 분체는 내부를 완벽히 청소하고 포집한다 해도 미분체의 혼입과 청소작업이 난이성으로 인한 신뢰성 저하로 재포집된미분체는 재사용이 불가능하게 되어 원재료 손실을 입게 된다However, the filtration bag method is different from each other in color or color, and powder having different function of powder is completely collected and cleaned. However, The powder becomes impossible to be reused, resulting in loss of raw materials
본 발명은 여기에서 자성미분체를 여과백에 유입되기 전단에서 회수하여 제품혼입에 대한 신뢰성 확보와 분진비산으로 인한 오염, 청소작업자의 작업자의 기피, 완벽한 청소작업을 기대할 수 없는 등의 문제를 해결하는데 매우 우용하였다.The present invention solves the problems such as the reliability of the product incorporation, the contamination due to dust scattering, the avoidance of the worker of the cleaning worker, and the inability to expect a perfect cleaning work by recovering the magnetic fine powder at the front end before entering the filtration bag .
토너공정 중에서의 자성미분체는 보자력을 가진 물질이 수지와 같은 다른 물질과 혼련된 후 분쇄되어 미분상태로 존재한다. 본 발명은 이러한 분체를 빠른 속도로 이송중인 관로내에서 연속적으로 집진, 분리 배출이 이루어지도록 구성된 발명이다. 본 회수 장치는 자력의 세기와 미치는 거리, 자석의 배열, 이동분체의 속도, 비중 및 입경, 농도 등 유체역학적 관계를 실험을 통하여 데이터를 수집하였다. 일반적으로 종전의 자성체 집진장치는 정지중이거나 중력에 의한 저속의 움직임일 경우에 쓰이는 것이 대부분 이지만대략 1m/sec 이상의 속도를 갖는 공기 이송시에는 본 발명과 같은 유체역학적인 여러 가지를 고려해야만 효과적으로 집진할 수 있다.The magnetic fine powder in the toner process is produced by kneading a material having a coercive force with another material such as a resin, and then pulverizing and present in a fine powder state. The present invention is an invention configured to continuously collect, separate and discharge the powder in a duct being conveyed at a high speed. The present collector collects data on the fluid mechanics such as the distance between the magnetic force and the distance, the arrangement of the magnets, the velocity of the moving powder, the specific gravity, the grain size and the concentration. Generally, conventional magnetic dust collectors are mostly used when they are stationary or at low speed due to gravity. However, when air having a speed of about 1 m / sec or more is transported, it is necessary to consider various hydrodynamic factors as in the present invention, can do.
또한, 분체의 공기이송 방법은 속도가 빠르고 압력이 있게 되므로 압력이 있는 장치내에서 공정 중단 없이 집진된 분체를 연속으로 배출하는 방법이 필요하게 되었다.In addition, since the powder air transferring method has a high speed and a high pressure, there is a need for a method of continuously discharging powder collected in a device having pressure without stopping the process.
본 발명을 위하여 효율적인 집진능력과 자력의 영향에서 분리하는 방법을 통하여 집진, 분리, 배출을 순차적으로 작동시켜 자성미분체를 연속으로 회수하는 것이며 또한 경제성 있는 장치를 만들기 위하여 다음의 실시예와 같은 시험을 하였다. 이하 제6도의 실시예를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.For the purpose of the present invention, in order to continuously recover the magnetic powder particles by sequentially operating the dust collecting, separating and discharging through a method of separating under the influence of the effective dust collecting ability and the magnetic force, Respectively. Hereinafter, the embodiment of FIG. 6 will be described in more detail.
본 발명에 사용된 원재료는 표 1과 같은 배합비로 분산, 혼련되어 제트밀(Air jet mill)로 분쇄된 분체며 물성은 다음 표 1과 같다.The raw materials used in the present invention are dispersed and kneaded at a blending ratio as shown in Table 1 and pulverized by an air jet mill. The physical properties of the powders are shown in Table 1 below.
표 1Table 1
회수율과 유체속도와 자석간의 거리의 관계를 알고자 제6도에 나타난 것과 같이 실험장치를 구성하여 브로워 모터(1)를 가동후 유속계(2)를 보면서 댐퍼(3)를 조작하여 원하는 유속을 설정하고 브로워 모터(1)를 보면서 댐퍼(3)를 조작하여 원하는 유석을 설정하고 브로워 모터(1)에서 표 1에 나타낸 물성의 자성 미분체(토너미분체)를 10분간 40g을 분산기구(4)로 분산시켜 일정하게 공급하면 자석 (5)에 자성분체가 부착된다.In order to know the relationship between the recovery rate, the fluid velocity and the distance between the magnets, the experimental apparatus is constructed as shown in FIG. 6 to operate the damper 3 while operating the blower motor 1, And the damper 3 was operated while viewing the blower motor 1 to set a desired oil cake. 40 g of the magnetic fine powder (toner fine powder) having the physical properties shown in Table 1 in the blower motor 1 for 10 minutes was set in the dispersing mechanism 4, The magnetic powder is adhered to the magnet 5.
이때 분산기구(4)에서 공급된 양과 자석 (5)에서 회수된 양에서 집진기의 효율을 계산해낼 수 있다.At this time, the efficiency of the dust collector can be calculated from the amount supplied from the dispersion mechanism (4) and the amount recovered from the magnet (5).
집진되지 않은 분체는 통과량으로 계산하였다.The amount of undissolved powder was calculated as the throughput.
(계산식)(formula)
D1= 분산기구에 공급 양(g)D1 = amount supplied to the dispersion mechanism (g)
D2= 분산 공급후 남은 양(g)D2 = amount remaining after dispersion (g)
Wt= 공급된 미분체 총량(g)Wt = total amount of fine powder supplied (g)
Wm=자석에 부착되어 회수된 양(g)Wm = Amount recovered attached to the magnet (g)
D1-D2=WtD1-D2 = Wt
집진율 (%)=Wm/Wt × 100Dust collection rate (%) = Wm / Wt x 100
이와 같은 방법으로 시험한 결과는 표 2와 같다.Table 2 shows the results of the test.
표 2Table 2
이 실시예에서와 같이 3m/sec의 유속에서 급격히 회수율이 증가하는 것을 알 수 있었고 그 이상의 회수율 증대는 장치가 급격히 커지고 비용 측면에서 경제성이 없었다.It was found that the recovery rate rapidly increased at a flow rate of 3 m / sec as in the case of this embodiment, and the increase in the recovery rate further increased the apparatus sharply, and was not economical in terms of cost.
이 데이터를 근거로 다음의 제7도 내지 제9도와 같은 설비를 제5도에 나타낸 장소의 실제 현장에 제작 설치하였으며, 이 실시예를 제7도 내지 제9도를 통하여 상세히 설명한다.Based on this data, the following seventh to ninth equipments are produced and installed in the actual site of the place shown in Fig. 5, and this embodiment will be explained in detail through the seventh to ninth figures.
제7도 내지 제9도는 정면도, 평면도, 측면도로 나뉘어 그려져 있으며, 가로 600mm 세로 600mm 높이 600mm의 스테인레스 스틸 덕트(D)에 4000Gauss의 직경 30mm로 된 영구막대자석(30) 7개가 스테인레스Seven to nine figures are drawn on a front view, a top view and a side view. Seven permanent bar magnets (30) having a diameter of 30 mm on a stainless steel duct (D) of 600 mm in length, 600 mm in height and 600 mm in height,
스틸 파이프 속에 넣어져 덕트(D)에 고정되어 있고 배열은 측면도에 나타낸대로 자석간 중심거리 120mmThe steel pipe is inserted in a steel pipe and fixed to the duct (D). The arrangement is as shown in the side view,
가 유지되도록 하였으며 압력 -120mbr, 유속 30m로 공기이송중인 자성미분체가 확장된 덕트내에서 낮은 유속이 되어 막대 영구자석(30)에 부착되며 타이머(70)에 의해 공급시린더(10)에 고정된 스크레이퍼가 서서히 밀려나가면서 자성분체를 이동시켜 자석잉없는 부분에서 분리하여 밸브(60)를 통하여 배출되는 방법이며 이를 반복하여 자동 배출시킴.And the magnetic powder in the air conveying at a pressure of -120 mbar and a flow velocity of 30 m becomes a low flow velocity in the extended duct and attached to the bar permanent magnet 30 and fixed to the feed cylinder 10 by the timer 70 The magnetic powder is moved while the scraper is slowly pushed, separated from the magnet-free portion, and discharged through the valve (60).
상기의 방법으로 운전결과 다음 표 3과 같은 만족할 만한 결과를 득하였다.As a result of the above operation, satisfactory results as shown in Table 3 were obtained.
표 3Table 3
이상에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명은 효율적인 집진능력과 자력의 영향에서 분리하는 방법을 통하여 집진, 분리, 배출을 순차적으로 작동시켜 자성미분체를 연속적으로 회수할 수 있으며, 또 경제적 가치를 가질 수 있는 효과가 있다.As can be seen from the above description, the present invention can continuously recover the magnetic powder by continuously operating the dust collecting, separating, and discharging through a method of separating from the influence of the effective dust collecting ability and the magnetic force, There is an effect.
Claims (3)
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