JPH0376193B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、効率よく固体粒子の分級・粉砕を行
つて、所定の粒度を有する製品を得るための分級
粉砕装置システムに関し、特に、静電荷現像用ト
ナーを効率良く製造するための分級粉砕システム
に関する。

〔従来の技術〕

最終製品が微細粒子であることが要求される静
電荷像現像用トナー、粉体塗料、磁性材料、高分
子材料等の製造における原料固体粒子を粉砕、分
級して最終製品を得る工程については、従来、第
２図のフローチヤートにより示される方法が一般
に採用されている。その方法は、例えば溶融混練
され、冷却後粉砕された溶融混合物の固体粒子群
を原料とした場合、固体粒子は、第１分級機に供
給されて分級され、分級された規定粒度以上の粒
子群は粉砕機に送つて粉砕された後、再度第１分
級機に循環され、この操作を繰り返し行い、ある
粒度以上の粗粉は除去し、他は第２分級機に送ら
れ、規定粒度を有する粒子群と規定粒度以下の粒
子群とに分級される、というものである。

そして、この従来方法の下での具体例として、
２mm以下の粒子径の固体粒子群から、所定の重量
平均粒子径（粒子径について、例えばコールタエ
レクトロニクス社（米国）製のコールタカウンタ
ーによる測定結果の表現方法であつて、重量平均
粒子径cm²表現される。以下これを単に「平均粒
径」という。）を有していて、微粉域を除いたも
の、即ち、例えば平均粒径が10〜15μmであり且
つ5μm以下の粒子の重量分布が１％以下である粒
子群を得るについては、粗粉域を除去するための
分級機構を備えた衝撃式粉砕機或いはジエツト粉
砕機等で所定の平均粉径まで粉砕し、粗粉域を除
去した後の粉砕物を分級機にかけ、今度は品粉域
を除去して所望のものを得ている。

このような従来の方法については、問題点とし
て、粗粉を除去する分級機構を備えた粉砕機によ
る処理と、微粉を除去する分級機による処理とが
別工程で行われることから工程の数が多く、操作
が複雑であることの他、長時間運転の場合は発熱
を伴つたり、粉体に避けがたい付着等が生じてし
まうことがある。また、微粉を除去する目的の分
級機については、極微粒子で成される凝集物が生
じることがあり、その除去は困難であり、その場
合かかる凝集物は最終製品に混入するところとな
り、その結果精級緻な粒度分布の製品を得ること
が難しくなるという問題もある。例えば、製品が
トナーの場合は、極微粒子の凝集物を含むトナー
はカブリ現象が発生しやすいという問題を有す
る。こうしたことから従来方式の下で精緻な粒度
分布を有する所望の製品を得ることができたにし
ても工程が繁雑になり結局コスト高のものになる
ことがけられないという問題がある。こうしたこ
とから、静電荷像現像用トナーを製造するための
装置システムにおいては、特に改善が切望されて
いる。

〔発明の目的〕

本発明は、従来の微細粒子製品製造方における
前述の各種問題点を解決してなるものであつて、
その目的は、精緻な粒度分布の静電荷像現像用ト
ナーを製造するための分級粉砕装置システムを提
供することにある。

〔発明の構成・効果〕

本発明は、溶融混合物を冷却後、粉砕により生
成した固体粒子群から、精緻な所定の粒度分布を
有する微細粒子製品（トナー）を短時間に効率的
に製造するための分級粉砕装置システムに関する
ものである。

具体的には、本発明は、粉砕により生成した粒
径２mm以下の固体粒子群から所定粒径範囲の粒子
群を分級採取して静電荷像現像用トナーを製造す
るための分級粉砕装置システムにおいて、分級フ
エンスにより少なくと３つに分画されてなる多分
割分級域に原料供給ノズルから前記固体粒子群を
圧力導入または吸引導入して湾曲線的にコアンダ
効果により降下せしめて、第１分画域に粗粒子群
を分割捕集し、第２分画域に所定粒径範囲の粒子
群を分割捕集し、第３分画域に所定粒径以下の粒
子群を分割捕集するための多分割分級手段を具備
し、分級された粗粒子群を捕集するためのサイク
ロンを具備し、該サイクロンからの粗粒子群を粉
砕するための衝撃式粉砕手段またはジエツトを利
用した粉砕手段を具備し、該固粒子群及び粉砕さ
れた粗粒子群を該多分割分級手段に供給するため
の供給手段を具備していることを特徴とする静電
荷像現像用トナーを製造するための分級粉砕装置
システムに関するものである。

本発明の装置システムは、粒径２mm以下の粒子
群を原料とするものであつて、第１図はその装置
システムの概要を示すフローチヤートである。即
ち、本発明の装置システムは、原料を多分割分級
域に送つて少なくとも３種の粒径区分即ち、大粒
径区分（粗粒子群）、中粒径区分（規定内粒径の
粒子群）、そして小粒径区分（規定粒径以下の粒
子群）に分級し、大粒径区分の粒子群はサイクロ
ンで捕集し、次いで衝撃式粉砕手段またはジエツ
トを利用した粉砕手段にり粉砕し、新たに導入さ
れる原料と共に前記多分割分級域に再循環せしめ
て前記と同の分級処理にかける。中粒径区分の規
定内粒径の粒子群と小粒径区分の規定粒径以下の
粒子群は、前記多分割分級域から適宜の取り出し
手段により各個に取り出す。取り出される中粒径
区分からの粒子群は至適な粒度分布のものであつ
て、そのままトナー製品として成立するものであ
る。他方取り出される小粒径区分の粒子群は、溶
融工程に循環して再利用してもよい。

前記多分割分級域を提供する手段としては、例
えば第３図又は第４図に２で全体像を示す形式の
ものを具体例の１つとして例示し得る。第３図及
び第４図において、側壁断面は５１，３２で示さ
れる形状を成し、底面は、長方形であつて、長手
方向に底部を底面に所定間隔で平行に固着又は嵌
着したナイフエツヂ２７（または３９），２８
（または４０）により３分画されている。湾曲壁
５１のほぼ直立始点に対向する垂直壁３２上の部
分に分級室に開放する原料供給ノズル２６を設
け、該ノズルの底部接線を延長し下方に折り曲げ
長楕円弧を描した形のコアンダブロツク３０を垂
直側壁３２上に突設し、分級室上部は直立角筒形
を成し、頂壁中央に長手方向にナイフエツヂ型の
入気エツヂ２９（または４１）を設け、更に前記
頂壁には分級室に開口する入気管２４，２５を設
ける。分級エツヂ２７（または３９），２８（ま
たは４０）の位置は、多分割分級域の室の規模に
より、又、被処理原料の種類により異なる。ま
た、室底面には、それぞれの分画域に対応させて
開閉自在の手段例えばバルブ手段で室内に開口す
る排出管２１，２２，２３を設ける。

分級エツヂ２７（または３９），２８（または
４０）は、エツヂ部を上方にして、室内空間に垂
直に突出するように設け、又入エツヂ２９（また
は４０）はエツヂ部を下方にして頂壁からじ室内
空間に垂下するうに設けるのが通常であるが、中
粒径区分の粒子群のごく限られた粒径範囲のもの
にしようする場合、分級エツヂ２８と入気エツヂ
２９を第４図に４０，４１として示すように、固
定位置はそのままにしておき、前者については立
上がり部、後者については垂下部をそれぞれ気流
の外側に来るように傾けてもよい。原料供給ノズ
ル２６には通常加圧または減圧ノズルを使用し、
該ノズルを介する室内への原料の噴出供給は、原
料の種類に応じた検定曲線に従つて行う。

以上のように構成してなる多分割分級域での原
料の分級操作は例えば次のようにして行う。即
ち、原料供給ノズル２６から粉体原料を噴射供給
させると、コアンダ効果にり粉体はコアンダブロ
ツク３０の作用と、その際流入する空気の圧力作
用とにり湾曲線３５を描いて落下し、それぞれの
粒径の大小に応じて、大きい粒子（粗粒子）は流
の外側、即ち第２分画域りも遠い分級エツヂ２８
の外側の第１分画域、中間の粒子（規定内粒径の
粒子）は第３分画域よりも遠い粒径分級エツヂ２
８と２７の間の第２分画域、小さい粒子（規定粒
径以下の粒子）は分級エツヂ２７の内側の第３分
画域に分割され、大きい粒子は排出口２１より、
中間の粒子は排出口２２り、小さい粒子は排出口
２３よりそれぞれ排出される。

上の装置システムは、通常相互の機器をパイプ
手段等で連結または連係してなる一体装置システ
ムであり、そうした装置システムの好ましい例を
第５図に示す。第５図に示す一体装置システム
は、３分画分級機２（第３図又は第４図に示され
る形式のもの。詳細は先に説明のとおりであ
る。）、粉砕機３、サイクロン４、サイクロン５、
定量供給機６、振動フイーダー７、サイクロン
８、サイクロン９をパイプ手段で連結してなるも
のである。

この装置システムにおいて、固体粒子群で形成
されている粉体原料は、原料供給導管３１を介し
て捕集サイクロン５に送られ、ついて定量供給機
６に送り込まれ、ついで振動フイーダー７を介
し、原料供給ノズル２６により３分割分級機２内
に圧力噴射或いは吸引導入される。吸引導入の場
合は、システムのシール性が密には要求されない
ので好ましい。

そして、３分割分級機２にり、コアンダ効果を
利用して大きい粒子（粗粒子）、中間の粒子（規
定内粒子径の粒子）、小さい粒子（規定粒径以下
の粒子）に分割される。

その後、大きい粒子は、排出導管２１を通つて
捕集サイクロン４に送られ、ついで衝撃式粉砕ま
たはジエツト粉砕機のごとき粉砕機３に送られて
粉砕され、原料供給導管３１を介して新たに導入
される粉体原料と共に捕集サイクロン５に送ら
れ、ついで定量供給機に送られ前述と同様にして
分級処理に付される。粗粉を捕集サイクロン５で
いつたん捕集後に、粉砕機に粗粉を供給するので
粉砕条件を定常状態に維持しやすく、そのため、
過粉砕の抑制及び粉砕不足の防止等に有効であ
る。

これに対し、粉体原料が分級手段を経由する前
に粉砕手段により微粉砕さされる場合には、過粉
砕が生起しやすく、また所定粒度の中間の粒子群
の収率が低下しやすい。中間の粒子は、排出導管
２２を介して系外に排出され捕集サイクロン９で
捕集され製品９１として回収される。小さい粒子
は、排出導管２３を介して系外に排出され捕集サ
イクロン８で捕集され、ついで規定外微小粉８１
として回収される。

粉砕機３には、衝撃式粉砕機又はジエツト粉砕
機が使用できる。即ち、衝撃式粉砕機としてはタ
ーボ工業社製ターボミルといつたものが挙げら
れ、ジエツトを利用した粉砕機としそては日本ニ
ユーマチツク工業社製超速ジエツトミルPJM−
Ｉ、細川ミクロン社製ミクロンジエツトといたも
のが挙げられる。また、本発明の方法における多
分割分級機には日鉄工業社製エルボージエツトと
いつたものが挙げられる。

以上説明したように、本発明の分級粉砕装置シ
ステムは、特定の分級手段により粗粉粒子群と微
粉粒子群とを同時に除去し、粗粒子群は粉砕して
再循環させることかり、粒径２mm以下の粒子群か
らなる粉粒体から瞬時に所定の粒径範囲内のもの
であつて精緻な粒度分布を持つ粒子群を効率良く
得ることができる。更に、本発明の分級粉砕装置
システムは、工程数が少なくてすむものであるこ
とから製品コストを従来のものに比べかなり下げ
ることができる。

また、従来の微粉域を除去する目的の分級方式
では、極微粒子によつて構成される凝集物を除去
することが困難であるが、本発明の分級粉砕装置
システムによるとそれ等を極めて効率的にしかも
瞬時に除去することができる。

このように、本発明の分級粉砕装置システム
は、従来方式に比べ卓越した精緻な粒度分布の製
品を得ることを可能にするものであることから、
とりわけ静電荷像現像用トナー製造用に適し、本
発明の分級粉砕装置システムにより得られるトナ
ーは、複写に際してカブリ現象を生起し難く、最
大画像反射濃度が高くなる等の優れた作用効果を
もたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置システムのフローチヤー
トであり、第２図は従来方式のフローチヤートで
ある。第３図及び第４図は固体粒子多分割分級方
法を実施するための一具体例である装置の断面図
を示す。第５図は本発明の分級粉砕装置システム
を示す一具体例の概略図である。 図中の符号の説明、１…開閉バルブ、２…固体
粒子多分割分級装置、３…粉砕機、４捕集サイク
ロン、５…捕集サイクロン、６…定量供給機、７
…振動フイーダー、８…捕集サイクロン、９…捕
集サイクロン、２１，２２，２３…排出口、２
４，２５…入口、２６…原料供給ノズル、２７，
２８…分級エツヂ、２９…入気エツヂ、３０…コ
アンダブロツク、３１…原料供給導管、５１…湾
曲側壁、３２…垂直側壁、３３，３４，３６，３
７…入気方向、３５，３８…固体粒子飛散方向。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉砕により生成した粒径２mm以下の固体粒子
   群から所定粒径範囲の粒子群を分級採取して静電
   荷像現像用トナーを製造するための分級粉砕装置
   システムにおいて、分級フエンスにより少なくと
   も３つに分画されてなる多分割分級域に原料供給
   ノズルから前記固体粒子群を圧力導入または吸引
   導入して湾曲線的にコアンダ効果により降下せし
   めて、第１分画域に粗粒子群を分割捕集し、第２
   分画域に所定粒径範囲の粒子群を分割捕集し、第
   ３分画域に所定粒径以下の粒子群を分割捕集する
   ための多分割分級手段を具備し、分級された粗粒
   子群を捕集するためのサイクロンを具備し、該サ
   イクロンからの粗粒子群を粉砕するための衝撃式
   粉砕手段またはジエツトを利用した粉砕手段を具
   備し、該固粒子群及び粉砕された粗粒子群を該多
   分割分級手段に供給するための供給手段を具備し
   ていることを特徴とする静電荷像現像用トナーを
   製造するための分級粉砕装置システム。