JPH09190017A

JPH09190017A - 電子写真用キャリア製造装置

Info

Publication number: JPH09190017A
Application number: JP1812896A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Otaki; 一実大滝; Yasuo Suzuki; 康夫鈴木; Kazuyuki Matsui; 一幸松井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-01-08
Filing date: 1996-01-08
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】キャリア芯材の表面に良質の被覆が容易に形
成できるようにした電子写真用キャリアの製造装置を提
供する。【解決手段】造粒筒内の転動流動層でキャリア芯材の
表面に樹脂をコーティングするようにしたキャリア製造
装置において、該転動流動層の下方から該造粒筒の内壁
に沿って上昇する加熱空気を供給するための回転ディス
ク板が配設され、また、該転動流動層の舞上がり防止と
凝集粒子の解砕を行ない、転動流動層上部で旋回流を形
成し、かつ該回転ディスク板を通して導入される加熱空
気より高い温度の空気を供給するための二次エアー流入
管が配設され、さらに、該造粒筒内でその中心部上方に
排気管へ機械力又は空気力によって回転し樹脂ミストと
コーティングキャリアとを分散する分級羽根が配設され
たことを特徴とする電子写真用キャリア製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真用キャリア
を高効率で生産するための製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】造粒装置は、１９７０年頃から製薬・食
品業界を中心に、少量多品種生産、混合、造粒、乾燥工
程を同一容器内で処理ができるので盛んに導入されてき
た。また、造粒製品に要求される社会境境は、少量多品
種生産に対し、粒径・密度・形状等の造粒物が任意に得
られ混合・造粒・コーティング・乾燥が単独設備によっ
て行なわれ、任意の工程選択が可能な複合操作と、前記
した品質を任意に得ることができる多機能型のＦＡ化無
人化システムを望んでいた。これらの要望を受け、各装
置メーカーでは、１９８０年頃から複合造粒装置の開
発、商品化が進められ、流動層、撹拌、転動の各造粒法
を同一容器内で処理する装置が実用化された。複合型造
粒は、同一容器内に撹拌造粒、転動造粒、流動層造粒の
各機能を結合或いは融合し、造粒物の形状、密度、粒径
などの品質を自在に製造する機能や混合、造粒、乾燥、
コーティングなどの単位操作を目的、用途に応して任意
に操作できる機能がある。

【０００３】ここで、各種複合型造粒装置の具体例を挙
げると以下の装置が挙げられる。まず撹拌流動層型で
は、奈良機械製作所製の「スーパーファインマトリック
スＳＭＡ型」や、パウレックス社製の「マルチフレック
スグラニュレーターＭＰ型」がある。また、転動流動層
型では、岡田精工社製の「スピラコータＳＰ型」が挙げ
られる。そして、撹拌転動流動層型では、フロイント産
業社製の「スパイラフローＳＦＣ型」や不二パウダル社
製の「ニューマルメライザーＮＱ型」等がある。前記流
動装置は、大半が回分式（バッチ処理方式）であり、流
動板や撹拌羽根上部或いは側面よりスプレーガン（スプ
レーノズル）により噴霧造粒（コーティング）される。
噴霧造粒処理が終了した処理品は、下部側面にある排出
弁を介し製品排出口から外部へ排出される。

【０００４】これら装置・方式等は、例えば、特公平２
−５６９３５号、特公平３−１０６３号、特公平３−４
２０２８号、特公平３−４２０２９号、特公平３−１３
５４３０号、特公平５−４１２８号、特公平５−４９９
０１号、特公平５−１１５０８号、特公平５−１９２５
５５号、特公平６−１８６号等の公報で明らかにされて
いるが、これら公報には噴霧液滴径について微粒化制御
の記述はなく、このため粉体粒子衝突時に多くの分裂反
跳液滴を発生させ、この液滴が装置内壁面や回転羽根或
いは他の粉体粒子に付着し、凝集体を多く発生させてい
る。またそれと同時に分裂反跳液滴は、噴霧液滴に比べ
非常に微粒化されているため、瞬時に固化するものも発
生し、固化したコート物質は、乾燥固化状態（コートカ
ス）で粉体表面に付着し、コート品質を悪化させたりし
ている。

【０００５】一方、被コーティング物質の表面に滑らか
な被膜を形成させることを目的とする浸漬去も紹介され
ている。この方式は医薬品分野等で錠丸剤をコーティン
グ液中に浸漬させ、これを引き上げ乾繰させる方法であ
るが、小粒子径の粉粒体の被覆コーティングには不向き
であった。小粒径の粉粒体の場合、浸漬後の乾燥工程で
粒子同士が付着・凝集を起し最終的には団塊状態とな
り、一次粒子としての形態が要求される分野では困難で
あった。

【０００６】また、コーティング液の溶媒沸点が１００
℃以上の溶媒では、これまでに紹介した各造粒装置内で
の温度が沸点以下となるケースが多々あるため、乾燥不
良品が発生することもある。特にジャケット加熱による
乾操を行なう混合造粒法：ミキサー等では、その傾向が
顕著でコート後の粒子がブロック状の塊になりやすい。
加えて、装置内に残留溶媒のガスが充満しやすく、環境
・安全面で問題が残る。

【０００７】他方、以上紹介した各造粒法はバッチ処理
（回分式）である為、１バッチあたりの処理時間が長く
生産性も悪い。また、コートしようとするキャリア粒子
径、が小粒径化した場合、同一生産条件（同一キャリア
仕込量・同一舞上がりエアー量・同一膜厚等）で生産し
ようとすると、キャリアの単一粒子に於ける表面積／体
積量は小さくなる。しかし、同一仕込量で比較すると表
面積／体積量共に増大し、乾繰熱量が不足する。また、
単一粒子としては、小粒径化する前の粒子に比ベ、舞上
がり量が多くなると同時に舞上がり高さも高くなり、装
置外へ多量のコートキャリアが排出されやすくなり、回
収率の低下を招く。

【０００８】そこで、回収率を向上させる目的で舞上が
り量を制御（高さ制御）すると、熱風量が減少しコート
後のキャリア凝集体が多発したり、層内への付着物が増
加し、製品回収分が減量する。（一般的な転動流動層
は、キャリア舞上がり用エアーと乾繰用のエアーを共用
させているので、キャリア舞上がりを制御すると自然に
熱風量が低下する）。その他に回収率を向上させる目的
で、流動層排気部に多数の目の細かいフィルターを設置
し、層外へ排出されるキャリアを防止しているが、この
方式も問題がある。その１つとして、長期間使用したり
粒子経の細かいキャリアをコートすると、フィルターに
小径キャリアが付着したり、樹脂ミストが多量に付着
し、すぐに目詰りを起す。そのため層内ガス濃度が上昇
し危険な状態（爆発等）での生産を強いられることがあ
る。また、層内に於けるスムーズなエアーの送排気がな
い為、層内の温度低下を招き乾燥不良による凝集を起す
こともある。したがって、通常の転動流動層タイプのコ
ーティング装置は、キャリア粒径が小粒径化した場合、
前記幾つかの問題を抱えているため小粒径粒子のコーテ
ィングには向かないとされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来の電子写真用キャリア製造装置の問題点を解決する
ことによって、キャリア粒子を高効率にコーティングで
きる電子写真用キャリアの製造装置を提供するものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、（１）
造粒筒内の転動流動層でキャリア芯材の表面に樹脂をコ
ーティングするようにしたキャリア製造装置において、
該転動流動層の下方から該造粒筒の内壁に沿って上昇す
る加熱空気を供給するための回転ディスク板が配設さ
れ、また、該転動流動層の舞上がり防止と凝集粒子の解
砕を行ない、転動流動層上部で旋回流を形成し、かつ該
回転ディスク板を通して導入される加熱空気より高い温
度の空気を供給するための二次エアー流入管が配設さ
れ、さらに、該造粒筒内でその中心部上方に排気管へ機
械力又は空気力によって回転し樹脂ミストとコーティン
グキャリアとを分散する分級羽根が配設されたことを特
徴とする電子写真用キャリア製造装置、が提供される。

【００１１】また、本発明によれば、（２）前記（１）
において、分級羽根がコーティングキャリア粒子径に合
わせて任意に回転数を変化させることができるものであ
り、上方に広がりをもつ平板羽根の複数枚を駆動軸に固
定した構造を有するようにした電子写真用キャリア製造
装置、が提供される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明では、コーティング装置と
して、例えば図１に示す転動流動層コーティング装置を
用いる。これらの図において１は造粒筒、２は粉体流動
層（キャリア流動層）、３は液ポンプ、４はスプレーノ
ズル、５は回転ディスク板、６は調湿装置、７はブロア
ー、８はエアー供給管、９は排気管、１０は分級羽根、
１１は分級羽根駆動モーター、１２は２次エアー流入管
を示す。また、１３は風量調整バルブ、１４は回転ディ
スク駆動モーターを表わしている。

【００１３】造粒工程に於いては、造粒筒１内にキャリ
ア粒子を供給し、ブロアー７を介して回転ディスク板５
の下方から加熱ガスを供給してキャリア流動層２を形成
させる。このキャリア流動層２内に位置するスプレーノ
ズル４から液滴を噴霧することによりキャリア粒子の噴
霧コーティングを行い、得られた造粒品（製品）を回収
して次工程に供給する。本発明のコーティング装置は、
噴霧コーティング時に乾燥熱風によって舞上がったキャ
リア粒子を装置上部に設置された分級羽根１０と２次エ
アー流入管を介し流入した２次エアーによって、解砕さ
れながらコーティングキャリア粒子と樹脂ミストに分離
される。

【００１４】本発明における分級羽根１０は、図５に示
したように、上方に広がりをもつ平板羽根１０ａの複数
を駆動軸に固定したものを基本構造としている。駆動軸
１０ｂに複数の平板羽根１０ａを固定するには、図４に
示したように放射状に複数の平板羽根固定溝を設け、か
つ、中心に駆動軸１０ｂを通すための孔を設けた小型リ
ング状円板１０ｃと、同様な放射状で複数の平板羽根固
定溝が設けられ、かつ、中央部が空洞となった大型リン
グ状円板１０ｄとを用意し、小型リング状円板１０ｃの
中心孔を駆動軸１０ｂに差込み、平板羽根１０ａの上下
端を大型リング状円板１０ｄ、小型リング状円板１０ｃ
の各固定溝に嵌込み、続いて、駆動軸１０ｂの下端に円
錐型ねじ１０ｅを嵌込むことによりなされる。

【００１５】この分級羽根１０は、駆動モーター１１或
いはエアーモーターによって回転されるが、回転速度は
キャリア粒子径によって任意に変更できる。キャリア粒
子径が大きい場合は、比較的低回転でも充分にキャリア
粒子と樹脂ミストが分離されるが、キャリア粒子が小粒
径化してくると、分級羽根１０の回転数を高くする必要
がある。しかし、キャリア粒子と樹脂ミストとの比重差
が大きいので極端に回転を高くする必要はない。分級羽
根１０の回転が高速になるとキャリア粒子は分級羽根１
０の衝撃によって破砕されるので、高速域での分級は避
ける必要がある。

【００１６】本発明の転動流動層コーティング装置は、
装置上側部に舞上がり粒子を抑止させる効果と凝集した
キャリア粒子の分散効果を与える２次エアー流入口１２
ａがあり、装置内の流入口１２ａからは回転ディスク板
５の下方から供給する加熱ガスと同温以上の２次エアー
ガスが流入される。図２に示したように、流入された２
次エアーガスは、流動層上部で造粒筒を中心に旋回流を
形成し、コート後舞上がって上昇してきたキャリア粒子
と樹脂ミストを流動層下部側へ抑え込む。また、それと
同時に凝集して舞上がってきたコートキャリアを解砕さ
せるので、より高精度に樹脂ミストのみが分級後、層外
へ排気される。図３は回転ディスク板５とメッシュ１５
との位置関係を表わしたものである。

【００１７】本発明の転動流動層コーティング装置は、
分級羽根の回転と２次エアーによって層外に排出される
製品分（コートキャリア）を極力抑えるので、製品回収
率は非常に高くなる。一方、２次エアー流入効果により
流動層下部側で帯状のキャリア流動層が形成される。こ
のとき、スプレーノズル４はキャリアの帯状旋回流動層
内でスプレーコートするので、キャリア粒子に効率良く
噴霧コートされる。そのため、コート樹脂の付着効率が
高くなると同時に、キャリア粒子以外（内壁面等）への
噴霧領漁が少ない為、内壁面への付着・固着が滅少す
る。

【００１８】本発明における分級羽根は、キャリア粒子
経によって羽根回転数を変動させるが、２００〜１００
０ｒｐｍ範囲の回転数で使用される。回転数が２００ｒ
ｐｍ以下の回転域で分級処理を行なうと、カットポイン
トが大粒径側にずれるのでコートされたキャリア粒子も
樹脂ミストとともに層外に排出されやすくなる。また回
転数を１０００ｒｐｍ以上の回転数で分級を行なうと、
カットポイントが小粒径側にずれ樹脂ミストが精度良く
層外へ除去されるが、反面コートされたキャリア粒子が
分級羽根に衝突した際、羽根回転の衝撃により破砕され
投入時のキャリア粒径よりも小粒径キャリアとなる。ま
た、微細化されたキャリアの一部が層外に排気され、製
品回収率も低下する。

【００１９】本発明における２次エアーは、装置下部か
ら供給する乾操加熱ガスと同温以上の加熱エアーガスの
流入により行なわれる。２次エアーの温度が下部から供
給される加熱ガスよりも低い温度であると、層内の雰囲
気温度が低下しコート後のコート膜が乾燥しにくくな
り、コートキャリアの凝集体が増加する。

【００２０】本発明のスプレーノズル４の設置位置は、
流動するキャリア粒子層２の層内周部〜中心部に設置さ
れる。設置位置を粒子最内周部より更に内側にすると、
キャリア粒子に噴霧液滴が衝突した時に発生する分裂反
跳液滴がディスク板に付着したり、乾燥し樹脂粒子（ミ
スト）となり排気側へ排気されたり、コートキャリア粒
子表面に付着し、品質特性に影響を与えたりする問題が
発生する。一方、設置位置が中心より外側であると、キ
ャリア流動層を突き抜け、装置内壁部に付着し、キャリ
ア粒子の内壁部への付着を招く問題が発生する。

【００２１】

【実施例】次に、実施例をあげて本発明をさらに具体的
に説明する。なお、各実施例に於ける固定条件は、以下
の通りである。［１］コート装置：（株）岡田精工社製スピラコー
たーＳＰ−４０［２］使用コート液：２０％のシリコン樹脂溶液（溶媒
は、トルエン７０重量部とメタノール１０重量部との混
合溶媒）（トーレ社製：ＳＲ−２４１１）［３］キャリア粒子：平均粒径が５０〜１００μｍのフ
ェライトキャリア［４］処理量：５ｋｇ／バッチ（１回／バッチ）

【００２２】実施例１〜６及び比較例１〜５表１の条件で試験を行ない、その結果を同じ表１に示し
た。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１についての評価は下記のようにして行
なったものである。１：製品回収率は、総投入量に対するコート後の回収重
量比（ｗｔ％）。但し、凝集発生した粉粒体はコート後
の出来高から除いた。（凝集品は、製品として使用でき
ない為）２：凝集発生度は、投入コーティング前のキャリア粒子
と、噴霧後のコート液が乾燥した時の樹脂固形分の合計
を総投入量とし、その重量に対する基準メッシュ以上残
留した重量比を５段階にランク分けし、良いものは
［◎］、悪いものを［×］としている。３：［コート材料カス発生度］は、コート後の粒子表面
を電子顕微鏡写真で観察し、その度合いを５段階に層別
し、ほとんどカスのないものを［◎］、あるものを
「×」とし、ランク分けは内壁面付着評価と同様な方法
で行なった。４：帯電特性は、基準値（目標値）に対するずれ度合い
を５段階に層別し、ずれの少ないものを［◎］、多いも
のを「×」とし、ずれ度合いに応じて評価分けした。５：電気特性［抵抗値］は、平行電極による静抵抗値
を、体積抵抗率に変換した値を求め、基準値（目標値）
に対するずれ度合いを５段階に層別し、ずれの少ないも
のを［◎］、多いものを「×」とし、ずれ度合いに応じ
て評価分けした。６：総合評価は、製品の生産性・品質等を含め総合的に
優れているものを［◎］、そうでないものを「×」と
し、５段階に層別した。

【００２５】

【発明の効果】本発明の電子写真用キャリアの製造装置
によれば、コートされた製品キャリアの層外排出を防止
できるので製品回収率が向上し、生産性の向上、コスト
低減が達成できる、コーティング装置内壁部への付着が
低減できるので、メンテナンスが容易になる、コーティ
ング時及び乾燥時における、粒子の凝集が低減するの
で、品質特性値が安定、且歩留も向上する、顕著な効果
を奏することができ、高効率のコーティングが可能とな
り、高品位の製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いる転動流動層コーティング装置の
一例を示す概路説明図である。

【図２】本発明においてのキャリア流動状態を示す概略
図である。

【図３】固定ディスク板とメッシュとの位置関係を表わ
した斜視図である。

【図４】本発明の分級羽根の概略説明図である。

【図５】平板羽根の斜視図である。

【符号の説明】

１造粒筒２粉体流動層３液ポンプ４スプレーノズル５回転ディスク板６調湿装置７ブロアー８エアー供給管９排気管１０分級羽根本体１１分級羽根駆動モーター１２２次エアー流入管（１２ａ、２次エアー流入口）１３風量調整バルブ１４回転ディスク駆動モーター１５メッシュ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】造粒筒内の転動流動層でキャリア芯材の
表面に樹脂をコーティングするようにしたキャリア製造
装置において、該転動流動層の下方から該造粒筒の内壁
に沿って上昇する加熱空気を供給するための回転ディス
ク板が配設され、また、該転動流動層の舞上がり防止と
凝集粒子の解砕を行ない、転動流動層上部で旋回流を形
成し、かつ該回転ディスク板を通して導入される加熱空
気より高い温度の空気を供給するための二次エアー流入
管が配設され、さらに、該造粒筒内でその中心部上方に
排気管へ機械力又は空気力によって回転し樹脂ミストと
コーティングキャリアとを分散する分級羽根が配設され
たことを特徴とする電子写真用キャリア製造装置。
【請求項２】前記分級羽根は、コーティングキャリア
粒子径に合わせて任意に回転数を変化させることができ
るものであり、上方に広がりをもつ平板羽根の複数枚を
駆動軸に固定した構造を有する請求項１記載の電子写真
用キャリア製造装置。