DE3780558T2

DE3780558T2 - Verfahren zur herstellung von toner zum entwickeln elektrostatischer bilder und vorrichtung dafuer.

Info

Publication number: DE3780558T2
Application number: DE8787114869T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Kanda; Masayoshi Kato
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-10-17
Filing date: 1987-10-12
Publication date: 1992-12-10
Anticipated expiration: 2007-10-13
Also published as: JP2791013B2; EP0264761B2; IT8748508A0; EP0264761B1; US4844349A; FR2605424B1; DE3780558D1; EP0264761A1; FR2605424A1; HK84993A; IT1221516B; JPS63101858A; DE3780558T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Toners mit einer vorbestimmten Teilchengröße zur Entwicklung von elektrostatischen Bildern durch wirksame Pulverisierung und Klassifizierung von festen Teilchen, die ein Bindeharz enthalten.
In Bildherstellungsverfahren wie Elektrophotographie, elektrostatischer Photographie und elektrostatischem Druck wird ein Toner zur Entwicklung eines elektrostatischen Bildes verwendet.
Für ein Verfahren zur Herstellung eines Endproduktes durch Pulverisierung und Klassifizierung von festen Ausgangsteilchen bei der Herstellung eines Toners zur Entwicklung eines elektrostatischen Bildes, in dem es erforderlich ist, daß das Endprodukt in sehr feinen Teilchen vorhanden ist, wird im allgemeinen üblicherweise ein Verfahren gewählt, wie in der Flußkarte von Fig. 6 gezeigt. Dieses Verfahren schließt ein, daß man Ausgangsmaterialien wie ein Bindeharz und ein Färbemittel (d. h. ein Farbstoff, Pigment oder magnetisches Material) schmelzknetet, die geknetete Mischung zur Verfestigung abkühlt, worauf man das verfestigte Produkt pulverisiert, wodurch man pulverisierte feste Teilchen als ein Pulverisierungsprodukt aus den Ausgangsmaterialien erhält. Das Pulverisierungsprodukt wird kontinuierlich oder absatzweise in eine erste Klassifizierungsvorrichtung eingefüllt und darin klassifiziert und das grobe Pulver, das hauptsächlich aus einer Gruppe der klassifizierten Teilchen mit einer Teilchengröße über einem definierten Größenbereich besteht, wird in eine Pulverisierungsvorrichtung eingefüllt und darin pulverisiert und danach in die erste Klassifizierungsvorrichtung zurückgeführt. Das Pulver, das hauptsächlich aus anderen Teilchen mit Teilchengrößen, die jeweils innerhalb und unterhalb des definierten Bereiches liegen, besteht wird in eine zweite Klassifizierungsvorrichtung übergeführt und in ein mittleres Pulver, das hauptsächlich aus einer Gruppe von Teilchen mit einer Teilchengröße innerhalb des definierten Bereiches besteht und ein feines Pulver, das hauptsächlich aus einer Gruppe von Teilchen mit einer Teilchengröße unterhalb des definierten Bereiches besteht, klassifiziert.
Um beispielsweise eine Gruppe von Teilchen, die eine gewichtsbezogene, mittlere Teilchengröße von 10 bis 15 um besitzt und 1 % oder weniger Teilchen mit einer Teilchengröße unter 5 um enthält, zur Verfügung zu stellen, wird ein Beschickungsmaterial zur Klassifizierung in einer Pulverisierungsvorrichtung, wie einem Zerstäuber vom Aufpralltyp oder Düsentyp pulverisiert, der mit einem ersten Klassifizierungsmechanismus ausgestattet ist, um grobes Pulver zu entfernen, bis eine vorbestimmte mittlere Teilchengröße erreicht ist, und das von dem entfernten groben Pulver befreite pulverisierte Produkt wird zu einem weiteren Klassiergerät geleitet, um feines Pulver zu entfernen und somit ein gewünschtes Pulver mittlerer Größe zur Verfügung zu stellen.
Die hier verwendete gewichtsbezogene, mittlere Teilchengröße ist ein Ausdruck der Meßergebnisse z. B. durch einen Coulter-Zähler, erhältlich von Coulter Electronics, Inc. (U.S.A.). Die gewichtsbezogene, mittlere Teilchengröße wird nachstehend manchmal einfach als "mittlere Teilchengröße" bezeichnet.
Derartige herkömmliche Verfahren werden von den folgenden Problemen begleitet. Es ist notwendig, die zweite Klassifizierungsvorrichtung mit Teilchen zu füllen, die im wesentlichen vollständig frei von groben Teilchen mit Größen über einem vorgeschriebenen Bereich sind, so daß die Pulverisierungsvorrichtung einer hohen Beladung unterworfen ist und deren Durchsatz verringert ist. Um grobe Teilchen über einem vorgeschriebenen Teilchengrößenbereich vollständig zu entfernen und die groben Teilchen nicht mit Teilchen, die in die zweite Klassifizierungsvorrichtung gefüllt werden, zusammenkommen zu lassen, kann ein gewisser Grad an übermäßiger Pulverisierung nicht umgangen werden. Dies führt zu dem Problem, daß die Ausbeute an Pulver mit mittlerer Größe mit einer gewünschten Teilchengröße, die durch eine darauffolgende zweite Klassifizierungsvorrichtung zur Entfernung von feinem Pulver erhalten wurde, vermindert wird.
In der zweiten Klassifizierungsvorrichtung zur Entfernung von feinem Pulver kann in einigen Fällen eine Ansammlung, bestehend aus äußerst feinen Teilchen hergestellt werden und ist als feines Pulver schwer zu entfernen. In einem solchen Fall kann die Ansammlung in ein Endprodukt einverleibt werden, wodurch die Schwierigkeit entsteht, ein Produkt mit einer vorzüglichen Teilchengrößenverteilung herzustellen, während die Ansammlung in dem entstehenden Toner unter Bildung von äußerst feinen Teilchen auseinanderbrechen kann, wodurch eine Qualitätsabnahme des Bildes verursacht wird. In den herkömmlichen Verfahren begegnet man, selbst wenn ein gewünschtes Produkt mit einer vorzüglichen Teilchengrößenverteilung gewonnen werden konnte, unvermeidbaren Nachteilen wie Komplikation des Verfahrens, Verringerung der Klassifizierungsausbeute und des Produktionswirkungsgrades sowie Kostenanstieg. Je kleiner die vorbestimmte Teilchengröße ist, umto mehr macht sich eine derartige Tendenz bemerkbar.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Toners zur Entwicklung von elektrostatischen Bildern zur Verfügung zu stellen, in dem die vorstehend erwähnten, verschiedenen Probleme, die in den Verfahren nach dem Stand der Technik gefunden werden, überwunden wurden.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur wirksamen Herstellung eines Toners zur Entwicklung von elektrostatischen Bildern mit einer genauen Teilchengrößenverteilung zur Verfügung zu stellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur wirksamen Herstellung eines Toners zur Entwicklung von elektrostatischen Bildern mit einer guten Qualität und kleinerer Teilchengröße (z. B. 2 bis 8 um) zur Verfügung zu stellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur wirksamen Herstellung eines Produktes aus feinen Teilchen (zur Verwendung als Toner) mit einer genauen Teilchengrößenverteilung mit einer guten Ausbeute an festen Teilchen als Beschickungsmaterial zur Verfügung zu stellen, das hergestellt wurde, indem man eine Mischung, die ein Bindeharz, ein Färbemittel und verschiedene Zusätze umfasst, schmelzknetete, die geknetete Mischung abkühlte und sie dann pulverisierte.
Nach der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Toners zur Entwicklung von elektrostatischen latenten Bildern zur Verfügung gestellt, indem man:
eine Zusammensetzung, die mindestens ein Bindeharz und ein Färbemittel umfasst, schmelzknetet, das geknetete Produkt abkühlt und verfestigt und das verfestigte Produkt zur Herstellung eines pulverisierten Beschickungsmaterials pulverisiert;
das pulverisierte Beschickungsmaterial in eine erste Klassifizierungsvorrichtung zur Klassifizierung des Beschickungsmaterials in ein grobes Pulver und ein feines Pulver einbringt;
das klassifizierte grobe Pulver in einen Pulverisierungsschritt einbringt und das entstehende pulverisierte Produkt in die erste Klassifizierungsvorrichtung zurückführt;
das klassifizierte feine Pulver in eine mehrfach unterteilte Klassifizierungskammer, die in mindestens drei Abteilungen durch Abtrennvorrichtungen unterteilt ist, einbringt, so daß die Teilchen des feinen Pulvers entlang gekrümmter Bahnen, gemäß dem Coanda-Effekt herabfallen, wobei eine Fraktion groben Pulvers, die hauptsächlich Teilchen mit einer Teilchengröße über einem vorgeschriebenen Bereich umfasst, in einer ersten getrennten Abteilung gesammelt wird, eine Fraktion mittleren Pulvers, die hauptsächlich Teilchen mit einer Teilchengröße innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs umfasst, in einer zweiten getrennten Abteilung gesammelt wird und eine Fraktion feinen Pulvers, die hauptsächlich Teilchen mit einer Teilchengröße unter dem vorgeschriebenen Bereich umfasst, in einer dritten getrennten Abteilung gesammelt wird; und
die gesammelte Fraktion groben Pulvers in die erste Klassifizierungsvorrichtung zusammen mit dem pulverisierten Beschickungsmaterial einbringt.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Toners zur Verfügung gestellt, die folgendes umfasst: eine Dosier- Aufgabevorrichtung zum Dosieren und Beschicken eines pulverisierten Beschickungsmaterials für einen Toner, eine erste Klassifizierungsvorrichtung zur Klassifizierung des pulverisierten Beschickungsmaterials in ein feines Pulver und ein grobes Pulver, eine Pulverisierungsvorrichtung zur Pulverisierung des in der ersten Klassifizierungsvorrichtung klassifizierten groben Pulvers, eine Einleitungsvorrichtung zur Einbringung des pulverisierten Pulvers aus der Pulverisierungsvorrichtung in die erste Klassifizierungsvorrichtung, eine mehrfach unterteilte Klassifizierungsvorrichtung mit einem Coanda-Block zur Klassifizierung des feinen Pulvers aus der ersten Klassifizierungsvorrichtung durch den Coanda-Effekt in mindestens eine Fraktion groben Pulvers, eine Fraktion mittleren Pulvers und eine Fraktion feinen Pulvers und eine Einleitungsvorrichtung zur Einbringung der Fraktion groben Pulvers aus der mehrfach unterteilten Klassifizierungsvorrichtung in die Dosier- Aufgabevorrichtung.
Diese und andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch eine Betrachtung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verbunden mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlicher.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens nach der Erfindung;
Fig. 2 und 3 sind jeweils eine frontale Schnittansicht und eine perspektivische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung der mehrfach unterteilten Klassifizierung nach der Erfindung;
Fig. 4 und 5 sind jeweils eine schematische Ansicht, die das System der Klassifizierungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung erläutern; und
Fig. 6 ist eine Flußkarte eines Verfahrens nach dem Stand der Technik.
In dem Verfahren der Erfindung wird ein pulverisiertes Material als Beschickungs- oder Rohmaterial verwendet und Fig. 1 und 4 sind ein Blockdiagramm und eine Verfahrensflußkarte, die eine Ausführungsform des Verfahrens erläutern. In dem Verfahren wird ein Beschickungsmaterial zuerst in eine ersten Klassifizierungsvorrichtung eingefüllt, die die Aufgabe hat, eine Zone grober Teilchen zu entfernen und die klassifizierten groben Teilchen werden in eine geeignete Pulverisierungsvorrichtung eingefüllt und nach der Pulverisierung in die ersten Klassifizierungsvorrichtung zurückgeführt. Die Beschickungsteilchen, aus denen die groben Teilchen entfernt wurden werden in eine mehrfach unterteilte Klassifizierungskammer oder -zone eingefüllt, wo sie in mindestens drei Teilchengrößenfraktionen klassifiziert werden: eine Fraktion mit größerer Teilchengröße (grobes Pulver, das hauptsächlich aus groben Teilchen besteht), eine Fraktion mit mittlerer Teilchengröße (mittleres Pulver, das hauptsächlich aus Teilchen mit einer Teilchengröße innerhalb eines definierten Bereiches besteht) und eine Fraktion mit kleiner Teilchengröße (feines Pulver, das hauptsächlich aus Teilchen mit einer Teilchengröße unterhalb des definierten Bereiches besteht). Die Teilchen der Fraktion mit großer Teilchengröße werden wieder in die erste Klassifizierungsvorrichtung zusammen mit dem Beschickungsmaterial eingebracht und ein grober Teil davon wird mit der Pulverisierungsvorrichtung pulverisiert. Bei Gelegenheit kann in einem Verfahren zur Herstellung des Beschickungsmaterials ein Teil der Teilchen der Fraktion mit großer Teilchengröße in einen Schmelzschritt zurückgeführt werden.
Die Teilchen der Fraktion mit mittlerer Teilchengröße mit einer Teilchengröße innerhalb des definierten Bereiches und die Teilchen der Fraktion mit kleinerer Teilchengröße mit einer Teilchengröße unterhalb des definieren Bereiches werden aus der mehrfach unterteilten Klassifizierungskammer jeweils durch geeignete Abzugsvorrichtungen entfernt. Die Teilchen der Fraktion mit mittlerer Teilchengröße haben eine geeignete Teilchengrößenverteilung und können, so wie sie sind, als Toner verwendet werden. Andererseits können die Teilchen der Fraktion mit kleinerer Teilchengröße durch Rückführung in einen Schmelzschritt wiederverwendet werden. Vorzugsweise ist die wahre relative Dichte des zu klassifizierenden Pulvers ca. 0,5 bis 2, insbesondere 0,6 bis 1,7.
Um als mittleres Pulver ein Produkt (Tonerpulver) zu erhalten, das eine gewichtsbezogene, mittlere Teilchengröße von 11 um (mit einem Gehalt von 0,5 Gew.-% an Teilchen mit einer Teilchengröße unter 5,04 um und einer im wesentlichen zu vernachlässigende Menge (weniger als 0,1 Gew.-%) an Teilchen mit einer Teilchengröße über 20,2 um) besitzt, wird z. B. die Pulverisierung vorzugsweise so durchgeführt, daß in die mehrfach unterteilten Klassifizierungskammer aus Gesichtspunkten guten Pulverisierungswirkungsgrades und eines erhöhten Klassifizierungswirkungsgrades Teilchen mit einem Gehalt von 15 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 3 bis 10 Gew.-% einer Teilchengröße über 20,2 um eingefüllt werden.
Um die vorstehend erwähnte mehrfach unterteilte Klassifizierungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, kann eine Ausführungsform z. B. ein mehrfach unterteiltes Klassiergerät sein, wie in Fig. 2 (Schnittansicht) und Fig. 3 (perspektivische Ansicht) gezeigt.
Mit Bezug auf Fig. 2 und 3 hat das Klassiergerät Seitenwände 22, 23 und 24 und eine untere Wand 25. Die Seitenwand 23 und die untere Wand 25 sind jeweils mit Klassifizierungskeilen mit Messerklingenform 17 und 18 ausgestattet, wodurch die Klassifizierungskammer in drei Abteilungen unterteilt wird. An einem unteren Teil der Seitenwand 22 ist eine Zuführungsdüse für feines Pulver 16 vorgesehen, die in die Klassifizierungskammer mündet. Ein Coanda-Block 26 ist entlang der unteren Tangentiallinie der Düse 16 angeordnet, so daß er einen langen elliptischen Bogen bildet, der durch Abwärtsneigung der Tangentiallinie geformt ist. Die Klassifizierungskammer hat eine obere Wand 27, die mit einem Gaseinleitungskeil mit Messerklingenform 19 ausgestattet ist, der sich abwärts erstreckt. Über der Klassifizierungskammer sind Gaseinleitungsrohre 14 und 15 vorgesehen, die in die Klassifizierungskammer münden. In den Einleitungsrohren 14 und 15 sind jeweils eine erste Vorrichtung zur Steuerung der Gaszuführung 20 und eine zweite Vorrichtung zur Steuerung der Gaszuführung 21 vorgesehen, die z. B. eine Drossel umfassen; und es sind ebenso statische Druckmeßgeräte 28 und 29 angeordnet, die jeweils mit den Rohren 14 und 15 in Verbindung stehen. Die Anbringung der Klassifizierungskeile 17, 18 und des Gaseinleitungskeils 19 kann abhängig von der Art des zu klassifizierenden Beschickungsmaterials und der gewünschten Teilchengröße verschieden sein. Am Boden der Klassifizierungskammer sind Austrittsrohre 11, 12 und 13 mit Austrittsöffnungen gemäß den entsprechenden Klassifizierungsabteilungen angeordnet und münden in die Kammer. Die Austrittsrohre 11, 12 und 13 können jeweils mit Verschlußvorrichtungen wie Ventilvorrichtungen ausgestattet sein.
Das Zuführungsrohr für feines Pulver 16 umfasst einen ebenen, rechtwinkligen Rohrabschnitt und einen konischen, rechtwinkligen Rohrabschnitt und zur Erzielung einer geeigneten Einlaufgeschwindigkeit ist das Verhältnis zwischen dem Innenmaß des ebenen, rechtwinkligen Rohrabschnittes und des engsten Teils des konischen, rechtwinkligen Rohrabschnittes vorzugsweise 20:1 bis 1,1:1, insbesondere 10:1 bis 2:1.
Ein Klassifizierungsbetrieb unter Verwendung der vorstehend beschriebenen mehrfach unterteilten Klassifizierungskammer oder -zone wird wie folgt durchgeführt. Die Klassifizierungskammer wird auf einen reduzierten Druck durch mindestens ein, vorzugsweise alle Austrittsrohre 11, 12 und 13 abgesaugt oder evakuiert. Ein feines Beschickungspulver wird in die Klassifizierungskammer durch die Beschickungszuführungsdüse 16 mit einem Hochgeschwindigkeitsgasstrom von 50 bis 300 m/s eingefüllt. Zu dieser Zeit werden vorzugsweise die erste Vorrichtung zur Steuerung der Einleitung des Gasstroms 20 und die zweite Vorrichtung zur Steuerung der Einleitung des Gasstroms 21 betrieben, so daß der absolute Wert des statischen Druckes (Meßdruck, d. h. ein Unterschied zum atmosphärischen Druck) P&sub1; an einer Stelle des Einleitungsrohres 14, stromaufwärts des Einlasses (stromabwärtiges Ende des Rohres), das in die Klassifizierungskammer mündet, 150 mm aq. oder mehr, vorzugsweise 200 mm aq. oder mehr, ferner vorzugsweise 210 bis 1000 mm aq. beträgt; der absolute Wert des statischen Druckes P&sub2; (Meßdruck) an einer Stelle des Einleitungsrohr 15, stromaufwärts des Einlasses, der in die Klassifizierungskammer mündet, beträgt 40 mm aq. oder mehr, vorzugsweise 45 bis 400 mm aq., ferner vorzugsweise 45 bis 70 mm aq. abs.; und die absoluten Werte P&sub1; und P&sub2; genügen der Gleichung:
P&sub1; - P&sub2; ≥ 100 (mm aq.).
Dies wird bevorzugt, da sich dadurch die Klassifizierunggenauigkeit erhöht. Die Drucke werden stromabwärts der Vorrichtungen zur Steuerung des Gasstromes 20 und 21 gemessen.
Wenn P&sub1; - P&sub2; < 100 (mm aq.) ist, ergibt sich eine Tendenz, daß sich die Klassifizierungsgenauigkeit verringert und es wird unmöglich, die Fraktion feinen Pulvers genau zu entfernen, so daß das entstehende klassifizierte Produkt aufgrunddessen eine breite Teilchengrößenverteilung besitzt. Die Steuerung der statischen Drucke P&sub1; und P&sub2; bedeutet die Steuerung der Flußgeschwindigkeiten der Gasströme, die durch die Einleitungsrohre 14 und 15 fließen. Wenn das feine Pulver der Klassifizierungskammer mit einer Geschwindigkeit unter 50 m/s zugeführt wird, kann die Ansammlung des feinen Pulvers nicht genügend aufgelöst werden, wodurch die Klassifizierungsausbeute und die Klassifizierungsgenauigkeit vermindert wird. Wenn das feine Pulver der Klassifizierungszone mit einer Geschwindigkeit über 300 m/s zugeführt wird, können die Tonerteilchen durch Zusammenstoß miteinander unter neuerlicher Herstellung feiner Teilchen pulverisiert werden, wobei sich eine Tendenz der Verminderung der Klassifizierungsgenauigkeit ergibt.
Die so zugeführten Beschickungstonerteilchen lässt man entlang gekrümmter Linien 30 fallen, gemäß dem Coanda-Effekt, gegeben durch den Coanda-Block 26 und durch den Einfluß der Gasströme wie Luft, so daß größere Teilchen (grobe Teilchen) entlang eines äußeren Gasstroms unter Bildung einer Fraktion außerhalb (auf der linken Seite) des Klassifizierungskeils 18 fallen, mittlere Teilchen (Teilchen mit Größen im vorgeschriebenen Bereich) eine Fraktion zwischen den Klassifizierungskeilen 18 und 17 bilden und kleine Teilchen (Teilchen mit Größen unter dem vorgeschriebenen Bereich) eine Fraktion innerhalb (auf der rechten Seite) des Klassifizierungskeils 17 bilden. Dann werden die großen Teilchen, die mittleren Teilchen und die kleinen Teilchen jeweils durch die Austrittsrohre 11, 12 und 13 entfernt. Die Klassifizierungsbedingungen werden vorzugsweise so eingestellt, daß die in die zweite Fraktionszone klassifizierten Teilchen eine mittlere Teilchengröße von ca. 1 bis 15 um haben.
Das vorstehende Verfahren kann im allgemeinen unter Verwendung eines Systems betrieben werden, in dem das Klassiergerät mit anderen Vorrichtungen durch Anschlußvorrichtungen wie Rohre verbunden ist. Eine bevorzugte Ausführungsform eines derartigen Vorrichtungssystems ist in Fig. 4 gezeigt. Das in Fig. 4 gezeigte Vorrichtungssystem umfasst ein dreifach unterteiltes Klassiergerät 1, wie mit Bezug auf Fig. 2 und 3 erklärt, eine Dosier-Aufgabevorrichtung 2, eine Dosier-Aufgabevorrichtung 10, eine Vibrations-Aufgabevorrichtung 3, einen Sammelzyklon 4, einen Sammelzyklon 5, einen Sammelzyklon 6, einen Sammelzyklon 7, einen Zerstäuber 8 und ein erstes mit einer Anschlußvorrichtung verbundenes Klassiergerät 9.
In dem vorstehenden Vorrichtungssystem wird das Beschickungsmaterial 61 durch die Dosier-Aufgabevorrichtung 2 in das erste Klassiergerät 9 eingefüllt, in dem eine Fraktion groben Pulvers von feinem Pulver befreit wird. Das feine Pulver wird dann durch den Sammelzyklon 7 in die Dosier-Aufgabevorrichtung 10 eingefüllt und dann durch die Vibrations-Aufgabevorrichtung 3 und die Zuführungsdüse 16 in das dreifach unterteilte Klassiergerät 1 mit hoher Geschwindigkeit eingebracht. Die durch das erste Klassiergerät getrennten groben Teilchen werden in den Zerstäuber 8 eingefüllt, in ihm pulverisiert und dann zusammen mit einem neu eingefüllten Beschickungsmaterial in das erste Klassiergerät 9 eingebracht. Zum Zwecke der Einbringung in das dreifach unterteilte Klassiergerät 1 wird das feine Pulver mit hoher Geschwindigkeit von 50 bis 300 m/s unter dem Einfluß einer Ansaugkraft, die durch die Sammelzyklone 4, 5 und/oder 6 ausgeübt wird, eingebracht. Eine derartige Einbringung unter dem Einfluß einer Ansaugkraft wird bevorzugt, da weniger strenges Abdichten des Vorrichtungssystems annehmbar ist.
Da die Größe der Klassifizierungszone oder -kammer in dem Klassiergerät 1 im allgemeinen in der Größenordnung von (10 - 50 cm) * (10 - 50 cm) ist, können die Beschickungsteilchen im allgemeinen in drei oder mehr Teilchengrößefraktionen in einem kurzen Zeitraum von 0,1 s bis 0,01 s oder weniger klassifiziert werden. In dem dreifach unterteilten Klassiergerät 1 wird das Beschickungstonermaterial in die großen Teilchen (grobe Teilchen), die mittleren Teilchen (Teilchen mit Größen im vorgeschriebenen Bereich) und die kleinen Teilchen (Teilchen mit Größen unter dem vorgeschriebenen Bereich) untergeteilt. Die großen Teilchen werden dann durch ein Austrittsrohr 11 und den Sammelzyklon 6 der Dosierungs-Aufgabevorrichtung 2 zugeführt, die das pulverisierte Beschickungsmaterial 61 enthält.
Die mittleren Teilchen werden aus dem System durch ein Austrittsrohr 12 entfernt und mit dem Sammelzyklon 5 zur Wiedergewinnung als mittleres Pulver gesammelt, um ein Tonerprodukt zur Verfügung zu stellen. Die kleinen Teilchen werden aus dem System durch ein Austrittsrohr 13 entfernt und mit dem Sammelzyklon 4 zur Wiedergewinnung als sehr feines Pulver 41 mit Größen außerhalb des vorgeschriebenen Bereiches gesammelt. Die Sammelzyklone 4,5 und 6 wirken als Vorrichtung zur Erzeugung einer Ansaugwirkung und eines verminderten Druckes zur Einbringung des Beschickungsmaterials durch die Düse 16 in die Klassifizierungskammer.
Als Zerstäuber 8 kann eine Pulverisierungsvorrichtung wie ein Aufprallzerstäuber oder ein Strahlzerstäuber verwendet werden. Eine kommerziell erhältliche Ausführungsform des Aufprallzerstäubers kann Turbomil, hergestellt von Turbo Kogyo K. K. sein und ein kommerziell erhältliches Beispiel des Düsenzerstäubers kann Supersonic Jet Mill PJM-I, hergestellt von Nihon Pneumatic Kogyo K. K. beinhalten. Ferner kann das in der Erfindung verwendete mehrfach unterteilte Klassiergerät eine Klassifizierungsvorrichtung mit einem Coanda-Block zur Anwendung des Coanda-Effekts sein, die Elbow Jet, hergestellt von Nittetsu Kogyo K. K. als ein kommerziell erhältliches Beispiel beinhaltet.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, in der Druckgas 101 durch ein Schließventil 100 in die Düse 16 eingeleitet wird. Das Druckgas 101 kann Druckluft sein. Im Falle der Einbringung von feinem Pulver durch eine Vibrations-Aufgabevorrichtung 3 unter dem Einfluß von Druckgas 101 in ein dreifach unterteiltes Klassiergerät 1 ist Luftdichtigkeit der entsprechenden Stufen und Anschlußvorrichtungen, die die Stufen verbinden erforderlich.
In einem Pulverisierungs-Klassifizierungsverfahren, in dem ein herkömmliches Klassiergerät den Zweck hat, nur feine Teilchen in dem letzten Klassifizierungsschritt zu entfernen, ist es erforderlich, grobe Teilchen mit Größen über einem vorgeschriebenen Teilchengrößenbereich aus dem Beschickungspulver, das die Pulverisierung durchlaufen hat, vollständig zu entfernen. Um grobe Teilchen nicht in den letzten Klassifizierungsschritt fließen zu lassen, ist es erforderlich, die Bildung von groben Teilchen in dem Pulverisierungsschritt zu unterdrücken. Dies führt zu einer Tendenz der Überpulverisierung und Verringerung des Pulverisierungswirkungsgrades.
Andererseits werden im Verfahren der Erfindung grobe und feine Teilchen außerhalb eines vorgeschriebenen Bereiches gleichzeitig mit einer spezifischen mehrfach unterteilten Klassifizierungsvorrichtung entfernt. Als Folge werden die groben Teilchen in der mehrfach unterteilten Klassifizierungsvorrichtung im folgenden Schritt im wesentlichen vollständig entfernt, selbst wenn die Beschickungsteilchen, die die Pulverisierung durchlaufen haben, einen Anteil an groben Teilchen mit Teilchengrößen über einem vorgeschriebenen Bereich enthalten, so daß der Pulverisierungsschritt geringerer Beschränkung unterliegt und die Anwendung der maximalen Kapazität des Zerstäubers erlaubt, wodurch sich ein guter Pulverisierungswirkungsgrad und geringere Neigung zur Überpulverisierung ergibt. Als Folge wird die Bildung von feinem Pulver unterdrückt und Ansammlungen von feinem Pulver werden aufgrund der Hochgeschwindigkeitseinbringung aufgelöst, so daß die Entfernung von feinem Pulver auch sehr wirksam durchgeführt wird und ein wohlverbesserter Klassifizierungswirkungsgrad zur Verfügung gestellt wird.
Im herkömmlichen Klassifizierungsschritt zur Trennung einer Zone mittleren Pulvers und einer Zone feinen Pulvers ist es wahrscheinlich, daß Ansammlungen feiner Teilchen, die eine Verschleierung in einem entwickelten Bild verursachen, gebildet werden, da die Verweilzeit im Klassifizierungsschritt lang ist. Und wenn Ansammlungen einmal gebildet wurden, ist es schwierig, sie aus der Zone mittleren Pulvers zu entfernen. Im Verfahren der Erfindung werden Ansammlungen aufgrund des Coanda-Effekts und/oder des Zusammenstoßes, der Hochgeschwindigkeitsbewegung begleitet aufgelöst, selbst wenn sie mit dem pulverisierten Beschickungsmaterial vermischt sind, wodurch sich feines Pulver zur Entfernung ergibt, und selbst wenn einige Ansammlungen zurückbleiben, werden sie gleichzeitig als grobe Teilchen entfernt. Als Folge werden Ansammlungen wirksam entfernt.
Ein Toner zur Entwicklung von elektrostatischen Bildern kann im allgemeinen durch Schmelzkneten der Ausgangsmaterialien hergestellt werden, die ein Bindeharz wie ein Harz vom Styroltyp, vom Styrol-Acrylsäureestertyp oder vom Polyestertyp; ein Färbemittel wie Ruß oder Phthalocyaninblau oder/und ein magnetisches Material; ein Antiabsetzmittel wie ein Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht oder ein Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht; und ein Mittel zur Steuerung der positiven oder negativen Ladung beinhalten, worauf Kühlung, Pulverisierung und Klassifizierung durchgeführt wird. Üblicherweise können in Bezug auf 100 Gewichtsteile eines Bindeharzes 0,1 bis 30 Gewichtsteile eines Färbemittels (und/oder 20 bis 150 Gewichtsteile eines magnetischen Materials), 0,5 bis 10 Gewichtsteile eines Antiabsetzmittels und 0 bis 5 Gewichtsteile eines Mittels zur Steuerung der Ladung verwendet werden. Im Fall, wenn ein Färbemittel verwendet wird, das auch als Mittel zur Steuerung der Ladung wirkt, kann das Färbemittel vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 10 Gewichtsteilen verwendet werden.
Falls es schwierig ist, eine einheitliche Schmelzdispersion der Ausgangsmaterialien im Knetschritt zu erhalten, können die pulverisierten Teilchen darin vermischte Teilchen beinhalten, die als Tonerteilchen nicht geeignet sind, wie solche, die frei von Färbemittel oder magnetischen Teilchen sind oder die ein gesondertes Teilchen eines einzelnen Ausgangsmaterial umfassen. Im herkömmlichen Verfahren, das eine lange Verweilzeit im Klassifizierungsschritt mit sich bringt, vereinigen sich derartige ungeeignete Teilchen wahrscheinlich miteinander und es ist schwierig, die entstehenden Ansammlungen zu entfernen, so daß die Tonereigenschaften dadurch bedeutend verschlechtert werden.Im Gegensatz dazu werden im Verfahren der Erfindung die Beschickungsteilchen nach der ersten Klassifizierung mit hoher Geschwindigkeit in eine Klassifizierungskammer eingebracht und sofort in drei oder mehrere Fraktionen klassifiziert, so daß derartige Ansammlungen nicht leicht gebildet werden und selbst wenn sie gebildet werden, können sie aufgelöst oder in die Fraktion grober Teilchen entfernt werden. Als Folge wird ein klassifiziertes Produkt (das als Toner verwendet wird) gewonnen, das Teilchen einer einheitlichen Mischung und mit einer genauen Teilchengrößenverteilung umfasst.
Nach der Erfindung kann das pulverisierte Beschickungsmaterial vorzugsweise eine gewichtsbezogene, mittlere Teilchengröße von 10 bis 200 um haben und das im ersten Klassifizierungsschritt klassifizierte feine Pulver kann vorzugsweise eine gewichtsbezogene, mittlere Teilchengröße von 3 bis 30 um haben. Das grobe Pulver aus dem ersten Klassifizierungsschritt kann vorzugsweise zu einer gewichtsbezogenen, mittleren Teilchengröße von 7 bis 100 um pulverisiert werden. Das klassifizierte feine Pulver kann ferner mit dem mehrfach unterteilten Klassiergerät in eine Fraktion groben Pulvers mit einer gewichtsbezogenen, mittleren Teilchengröße von 7 bis 40 um, eine Fraktion mittleren Pulvers mit einer gewichtsbezogenen, mittleren Teilchengröße von 3 bis 15 um und einer Fraktion feinen oder sehr feinen Pulvers mit einer gewichtsbezogenen, mittleren Teilchengröße von 10 um oder weniger klassifiziert werden. In diesem Fall hat die Fraktion mittleren Pulvers vorzugsweise eine gewichtsbezogene, mittlere Teilchengröße, die um 1 bis 7 um größer als die der Fraktion feinen Pulvers und um 2 bis 30 um kleiner als die der Fraktion großen Pulvers ist. Es ist wichtig, den vorstehenden Bedingungen zu genügen, um einen hohen Herstellungswirkungsgrad und eine hohe Klassifizierungsausbeute an Tonerpulver zu erhalten.
Ein aus dem Produktpulver des Verfahrens der Erfindung hergestellter Toner hat eine stabile triboelektrische Ladung, die durch Reibung zwischen den Tonerteilchen und zwischen dem Toner und einem tonertragenden Teil wie einer Trommel oder einem Träger zur Verfügung gestellt wird. Entwicklungsverschleierung und Ablösung des Toners um die Kante eines latenten Bildes herum, was bisher nicht vollkommen gelöst wurde, werden extrem verringert und eine hohe Bilddichte wird erreicht, was zu einer guten Reproduzierbarkeit des Halbtons führt. Selbst in der Langzeitdauerverwendung eines Entwicklers, der den Toner beinhaltet, kann eine ursprüngliche Leistungsfähigkeit aufrechterhalten werden und Bilder mit hoher Qualität können über einen langen Zeitraum zur Verfügung gestellt werden. Ferner ist die triboelektrische Ladung des Entwicklers, selbst bei Verwendung des Toners bei Umgebungsbedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit, stabil und zeigt wenig Unterschied, verglichen mit der Ladung unter Verwendung bei normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit, da die Anwesenheit von äußerst feinen Teilchen und deren Ansammlung vermindert ist.
Daher sind Verschleierung und verringerte Bilddichte vermindert, was die Entwicklung von genauen Abbildern der latenten Bilder ermöglicht. Darüber hinaus haben die entstehenden Tonerbilder einen herausragenden Transferwirkungsgrad auf ein Transfermaterial wie Papier. Selbst bei Verwendung des Toners unter Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit unterscheidet sich eine Verteilung von triboelektrischer Ladung wenig von der unter Verwendung bei normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit und da die äußerst feine Teilchenkomponente mit einer äußerst großen Ladung pro Gewichtseinheit entfernt worden ist, hat der mit dem Verfahren der Erfindung hergestellte Toner solche Eigenschaften, daß geringe Abnahme der Bilddichte und geringe Verschleierung auftritt und Aufrauhung und Ablösung während des Transfers kaum auftritt.
Bei Herstellung eines Tonerpulvers mit einer kleineren Teilchengröße (z. B. einer mittleren Teilchengröße von 3 bis 7 um) kann das Verfahren der Erfindung wirksamer als das Verfahren nach dem Stand der Technik durchgeführt werden.
Die Erfindung wird nun detailliert mit Hilfe von Beispielen beschrieben.

Beispiel 1

Styrol-Acrylsäureesterharz 100 Gewichtsteile (Gewichtsverhältnis des Styrols zum Acrylsäureester 7:3, gewichtsbezogenes, mittleres Molekulargewicht ca. 300000)
Magnetit 60 Gewichtsteile (Teilchengröße: ca. 0,2 um)
Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht 2 Gewichtsteile (gewichtsbezogenes, mittleres Molekulargewicht: ca. 3000)
Negativ aufladbares Steuerungsmittel 2 Gewichtsteile (Bontrone E81)
Ein Tonerbeschickungsmaterial einer Mischung mit der vorstehenden Vorschrift wurde bei 180ºC ungefähr 1 h schmelzgeknetet und zur Verfestigung abgekühlt. Die entstehende Mischung wurde grob zu Teilchen mit 100 bis 1000 um in einer Hammermühle pulverisiert und dann gemäßigt zu einer gewichtsbezogenen, mittleren Teilchengröße von 100 um in einem mechanischen Zerstäuber (ACM Zerstäuber, erhältlich von Hosokawa Micron K. K.) pulverisiert. Die wahre Dichte des so erhaltenen pulverisierten Materials 61 war ca. 1,4. Das pulverisierte Material 61 wurde in eine Dosier- Zuführungsvorrichtung 2 gefüllt und in ein erstes Gasstromklassiergerät vom Typ mit fester Wand (Gasastromklassiergerät DS-10 VR, hergestellt von Nippon Pneumatic Kogyo K. K.) mit einer Geschwindigkeit von 1,3 kg/min. eingebracht. Das grobe Pulver aus dem Klassiergerät wurde mit einem Strahlmühlenzerstäuber (Hypersonic Jet Mill PJM-I-10, hergestellt von Nippon Pneumatic Kogyo K. K.) pulverisiert und dann in das erste Klassiergerät zurückgeführt. Die Teilchengrößenverteilung des im ersten Klassiergerät klassifizierten feinen Pulvers wurde gemessen, wobei gefunden wurde, daß das feine Pulver eine gewichtsbezogene, mittlere Teilchengröße von ca. 12,5 um hatte (mit einem Gehalt von 5,5 Gew.-% an Teilchen mit einer Teilchengröße unter 5,04 um und 8,2 Gew.-% an Teilchen mit einer Teilchengröße über 20,2 um). Das so erhaltene feine Pulver wurde in eine Dosier-Zuführungsvorrichtung 10 gefüllt und durch eine Vibrations-Zuführungsvorrichtung 3 mit einer Geschwindigkeit von 1,3 kg/min. in ein mehrfach unterteiltes Klassiergerät 1, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, zur Klassifizierung in drei Fraktionen mit einer Fraktion groben Pulvers, einer Fraktion mittleren Pulvers und einer Fraktion feinen Pulvers unter Anwendung des Coanda-Effektes eingebracht. Als das mehrfach unterteilte Klassiergerät unter Anwendung des Coanda-Effektes wurde Elbow Jet EJ-45-3, erhältlich von Nittetsu Kogyo K. K. verwendet.
Zur Durchführung der Einbringung wurden die Sammelzyklone 4, 5 und 6, die mit den Austrittsrohren 11, 12 und 13 in Verbindung standen, zur Erzeugung eines reduzierten Druckes in der Klassifizierungskammer in Betrieb genommen, wodurch das pulverisierte Material mit einer Geschwindigkeit von ca. 100 m/s durch die Zuführungsdüse 16 eingebracht wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurde der statische Druck P&sub1; in dem Einleitungsrohr 14 an einem Punkt stromaufwärts des Einlasses in die Kammer mit -290 mm aq., d. h. -290 mm H&sub2;O (Meßwert) angesteuert und der statische Druck P&sub2; in dem Einleitungsrohr 15 wurde mit -70 mm aq. angesteuert. Das eingebrachte feine Pulver wurde in einem Moment von 0,01 Sekunden oder weniger klassifiziert. Ein als Toner geeignetes mittleres Pulver wurde mit einer Ausbeute von 85 Gew.-% in dem Sammelzyklon 5 zur Sammlung des klassifizierten, mittleren Pulvers gesammelt und hatte eine gewichtsbezogene, mittlere Teilchengröße von 11,5 um (mit einem Gehalt von 0,3 Gew.-% an Teilchen mit einer Teilchengröße unter 5,04 um und 0,1 Gew.-% oder weniger, d. h. eine im wesentlichen zu vernachlässigende Menge an Teilchen mit einer Teilchengröße über 20,2 um). Der Ausdruck "Ausbeute", wie hier verwendet, bezieht sich auf einen Prozentsatz der Menge des zuletzt erhaltenen mittleren Pulvers, bezogen auf das Gesamtgewicht des pulverisierten Beschickungsmaterials. Es wurde durch die Beobachtung des gewonnenen mittleren Pulvers durch ein optisches Mikroskop im wesentlichen keine Ansammlung von ungefähr 5 um oder größer gefunden, die aus der Ansammlung von äußerst feinen Teilchen entstehen.
Die klassifizierte Fraktion groben Pulvers wurde mit dem Sammelzyklon 6 gesammelt und dann in die Dosier-Aufgabevorrichtung 2 eingefüllt.
Das gewonnene, mittlere Pulver war elektrisch isolierend. Das mittlere Pulver wurde als Toner verwendet und 0,3 Gew.-% hydrophobes Siliziumoxid wurde mit dem Toner zur Herstellung eines Entwicklers vermischt. Der hergestellte Entwickler wurde in einen Kopierer NP-270 RE, (erhältlich von Canon K. K.) zur Durchführung eines Kopiertests eingefüllt. Die Ergebnisse zeigten, daß kopierte Bilder ohne Verschleierungen und mit guter Entwicklungseigenschaft dünner Linien zur Verfügung gestellt wurden.

Vergleichsbeispiel 1

Ein in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestelltes pulverisiertes Material wurde mit einer Geschwindigkeit von 2,0 kg/min. in ein Vorrichtungssystem, wie in Fig. 6 gezeigt, eingebracht und klassifiziert.
Das pulverisierte Beschickungsmaterial mit einer gewichtsbezogenen, mittleren Teilchengröße von 100 um wurde in ein erstes Gasstromklassiergerät vom Typ mit fester Wand (Gasstromklassiergerät DS-10 VR, hergestellt von Nippon Pneumatic Kogyo K. K.) eingebracht. Das grobe Pulver aus dem Klassiergerät wurde mit einem Strahlmühlenzerstäuber (Hypersonic Jet Mill PJM-I-10, hergestellt von Nippon Pneumatic Kogyo K. K.) pulverisiert und dann in das erste Klassiergerät zurückgeführt. Die Teilchengrößenverteilung des im ersten Klassiergerät klassifizierten feinen Pulvers wurde gemessen, wobei gefunden wurde, daß das feine Pulver eine gewichtsbezogene, mittlere Teilchengröße von ca. 9,6 um hatte (mit einem Gehalt von 10,0 Gew.-% an Teilchen mit einer Teilchengröße unter 5,04 um und 0,5 Gew.-% an Teilchen mit einer Teilchengröße über 20,2 um). Das so gewonnene feine Pulver wurde in ein zweites Gasstromklassiergerät (DS-10 VR) zur Klassifizierung in ein mittleres und ein feines Pulver eingebracht.
Das mittlere Pulver hatte eine gewichtsbezogene, mittlere Teilchengröße von ca. 11,6 um und wurde mit einer Klassifizierungsausbeute von 70 Gew.-% erhalten. Die Beobachtung des mittleren Pulvers durch ein optisches Mikroskop zeigte, daß Ansammlungen von ungefähr 5 um oder mehr, die aus der Ansammlung der äußerst feinen Teilchen entstehen, als Punkte vorhanden waren. Der Herstellungswirkungsgrad war auch geringer im Vergleich zu Beispiel 1.
Das entstehende mittlere Pulver wurde als Toner verwendet und 0,3 Gew.-% hydrophobes Siliziumoxid wurden mit dem Toner zur Herstellung eines Entwicklers vermischt. Der hergestellte Entwickler wurde in einen Kopierer NP-270 RE zur Durchführung eines Kopiertests eingefüllt. Die Ergebnisse zeigten, verglichen mit denen in Beispiel 1 erhaltenen, daß die duplizierten Bilder verstärkte Verschleierungen hatten.
Als ein feines Pulver mit einem Gehalt von ca. 8 Gew.-% an Teilchen mit einer Teilchengröße über 20,2 um in das zweite Klassiergerät eingebracht wurde, enthielt das entstehende klassifizierte, mittlere Pulver viele grobe Teilchen und konnte kein praktisches Tonerprodukt sein.

Beispiele 2 bis 4

Beispiel 1 wurde unter Änderung der entsprechenden Bedingungen, wie in den folgenden Tabellen gezeigt, zusammen mit denjenigen in Beispiel 1 wiederholt. Pulverisiertes Beschickungsmaterial Beschickungsmaterial mittl. Teilchengröße (um) wahre Dichte Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 *1: Die Menge an Magnetit wurde auf 80 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Bindeharzes erhöht. Erster Klassifizierungsschritt feines Pulver nach der ersten Klassifizierung Beschikkungsrate (kg/min.) gew. bez. Teilchengröße (um) Gehalt unter 5,04 um (Gew.-%) Gehalt über 20,2 um (Gew.-%) Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 Pulverisierungsschritt gewichtsbezogene mittlere Teilchengröße des pulverisierten Produktes (um) Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 ungefähr 30 ungefähr 27 ungefähr 20 ungefähr 15 Mehrfach unterteilter Klassifizierungsschritt (Verweilzeit: 0,1 bis 0,01 s) feines Pulver stat. Druck (mm aq. Meßw.) Füllrate (kg/min.) Füllgeschw. (m/s) Klassifizierungsprodukt aus dem mehrfach unterteilten Klassiergerät mittleres Pulver Größe (um) mittlere Größe (um) Gehalt unter 5,04 um (Gew.-%) Gehält über 20,2 um (Gew.-%) Ansammlungen über 5 um Ausbeute (Gew.-%) grobes Pulver feines Pulver

Vergleichsbeispiele 2 bis 4

Vergleichsbeispiel 1 wurde unter Änderung der entsprechenden Bedingungen, wie in den folgenden Tabellen gezeigt, zusammen mit denjenigen in Vergleichsbeispiel 1 wiederholt. Pulverisiertes Beschickungsmaterial Beschickungsmaterial Bemerkungen mittl. Größe (um) zeitl. Dichte Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 3 Vergleichsbeispiel 4 genauso wie in Bsp. 1 genauso wie in Bsp. 2 genauso wie in Bsp. 3 genauso wie in Bsp. 4 Erster Klassifizierungsschritt feines Pulver nach der ersten Klassifizierung Beschickungsrate (kg/min.) gewichtsbezogene mittl. Teilchengröße (um) Gehalt unter 5,04 um (Gew.-%) Gehalt über 20,2 um (Gew.-%) Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 3 Vergleichsbeispiel 4 * Bem.: Um ein mittleres Pulver mit einer Teilchengröße zu erhalten, die im wesentlichen der in den Beispielen erhaltenen ähnlich ist, war es nötig, die Beschickungsgeschwindigkeit zu verringern. Pulverisierungsschritt gewichtsbezogene mittlere Teilchengröße des pulverisierten Produktes (um) Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 3 Vergleichsbeispiel 4 ungefähr 27 * ungefähr 25 ungefähr 18 ungefähr 14 * Bem.: Um zu verhindern, daß grobe Teilchen mit der Beschickung für den zweiten Klassifizierungsschritt zusammenkommen, war es nötig, die Pulverisierungsintensität zu erhöhen. Zweiter Klassifizierungsschritt (Beschickungsgeschwindigkeit: ca. 30 m/s, Verweilzeit: ca. 20 s) Produkt mittleres Pulver feines Pulver gew. bez. mittl. Größe (um) Gehalt unter 5,04 um (Gew.-%) Gehalt über 20,2 um (Gew.-%) Ansammlungen über 5 um gew.bez. mittl. Größe (um) Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 3 Vergleichsbeispiel 4 beobachtet
Die Klassifizierungsausbeuten der mittleren Pulver und die Entwicklungseigenschaften der daraus gewonnenen Toner in den entsprechenden Beispielen und Vergleichsbeispielen werden in der folgenden Tabelle zusammengefasst. Entwicklungseigenschaften* Klassifizierungsausbeute (%) Verschleierung Reproduzierbarkeit dünner Linien Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 3 Vergleichsbeispiel 4 ungefähr 85 ungefähr 83 ungefähr 82 ungefähr 70 ungefähr 68 ungefähr 67 * Bem.: Die Auswertungsstandards waren wie folgt: o : sehr gut Δ : gut x : etwas schwach
Ein Toner zur Herstellung elektrostatischer latenter Bilder wird hergestellt, indem man ein pulverisiertes Beschickungsmaterial in ein grobes Pulver und ein feines Pulver in einer ersten Klassifizierungsvorrichtung klassifiziert, das grobe Pulver pulverisiert und in die erste Klassifizierungsvorrichtung zurückführt, das feine Pulver in eine mehrfach unterteilte Klassifizierungsvorrichtung, die in mindestens drei Abteilungen unterteilt ist, einbringt, wo das feine Pulver in mindestens eine Fraktion groben Pulvers, eine Fraktion mittleren Pulvers und eine Fraktion feinen Pulvers klassifiziert wird. Die Fraktion mittleren Pulvers wird zur Bereitstellung eines Toners wiedergewonnen. Die Fraktion groben Pulvers wird in die erste Klassifizierungsvorrichtung zurückgeführt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Tonerteilchen zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder indem man:

eine Zusammensetzung, die mindestens ein Bindeharz und ein Färbemittel umfasst, schmelzknetet, das geknetete Produkt abkühlt und verfestigt und das verfestigte Produkt zur Herstellung eines pulverisierten Beschickungsmaterials pulverisiert;

das pulverisierte Beschickungsmaterial in eine erste Klassifizierungsvorrichtung (9) zur Klassifizierung des Beschickungsmaterials in ein grobes Pulver und ein feines Pulver einbringt;

das klassifizierte grobe Pulver in einen Pulverisierungsschritt (8) einbringt und das entstehende pulverisierte Produkt in die erste Klassifizierungsvorrichtung (9) zurückführt; dadurch gekennzeichnet, daß man das klassifizierte feine Pulver in eine mehrfach unterteilte Klassifizierungskammer (1), die in mindestens drei Abteilungen durch Abtrennungsvorrichtungen (17,18) unterteilt ist, einbringt, so daß die Teilchen des feinen Pulvers entlang gekrümmter Bahnen, gemäß dem Coanda-Effekt fallen, wobei eine Fraktion groben Pulvers, die hauptsächlich Teilchen mit einer Teilchengröße über einem vorgeschriebenen Bereich umfasst, in einer ersten abgetrennten Abteilung (11) gesammelt wird, eine Fraktion mittleren Pulvers, die hauptsächlich Teilchen mit einer Teilchengröße innerhalb des vorgeschriebenen Bereiches umfasst, in einer zweiten abgetrennten Abteilung (12) gesammelt wird und eine Fraktion feinen Pulvers, die hauptsächlich Teilchen mit einer Teilchengröße unter dem vorgeschriebenen Bereich umfasst, in einer dritten abgetrennten Abteilung (13) gesammelt wird; und

die gesammelte Fraktion groben Pulvers in die erste Klassifizierungsvorrichtung (9) zusammen mit dem pulverisierten Beschickungsmaterial (61) einbringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das feine Pulver in die mehrfach unterteilte Klassifizierungskammer (1) mit einer Geschwindigkeit von 50 bis 300 m/s eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das feine Pulver durch Ansaugkraft in die mehrfach unterteilte Klassifizierungskammer (1) eingebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die erste Klassifizierungsvorrichtung (9) ein Gasstromklassiergerät vom Typ mit fester Wand umfasst.

5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das feine Pulver in die mehrfach unterteilte Klassifizierungskammer, die in einem mehrfach unterteilten Klassiergerät (1) mit einem Coanda-Block (26) gebildet wird, eingebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktion feinen Pulvers durch Ansaugkraft in die mehrfach unterteilte Klassifizierungskammer (1) mit einer Geschwindigkeit von 50 bis 300 m/s eingebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das pulverisierte Beschickungsmaterial (61) eine gewichtsbezogene, mittlere Teilchengröße von 10 bis 200 um hat.

8. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das pulverisierte Beschickungsmaterial (61) in das grobe Pulver und das feine Pulver mit einer gewichtsbezogenen, mittleren Teilchengröße von 3 bis 30 um in der ersten Klassifizierungsvorrichtung klassifiziert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß das klassifizierte grobe Pulver in dem Pulverisierungsschritt (8) zu einem Pulver mit einer gewichtsbezogenen, mittleren Teilchengröße von 7 bis 100 um pulverisiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß das klassifizierte feine Pulver in der mehrfach unterteilten Klassifizierungskammer (1) in die Fraktion groben Pulvers mit einer gewichtsbezogenen, mittleren Teilchengröße von 7 bis 40 um, die Fraktion mittleren Pulvers mit einer gewichtsbezogenen, mittleren Teilchengröße von 3 bis 15 um und die Fraktion feinen Pulvers mit einer gewichtsbezogenen, mittleren Teilchengröße von 10 um oder kleiner klassifiziert wird, wobei die gewichtsbezogene, mittlere Teilchengröße der Fraktion mittleren Pulvers um 1 bis 7 um größer als die der Fraktion feinen Pulvers und 2 bis 30 um kleiner als die der Fraktion groben Pulvers ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das pulverisierte Beschickungsmaterial (61) eine wahre Dichte von 0,5 bis 2 hat.

12. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das pulverisierte Beschickungsmaterial (61) eine wahre Dichte von 0,6 bis 1,7 hat.

13. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das feine Pulver in der mehrfach unterteilten Klassifizierungskammer (1) in einem Zeitraum von 0,1 s oder weniger in die Fraktion groben Pulvers, die Fraktion mittleren Pulvers und die Fraktion feinen Pulvers klassifiziert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das pulverisierte Beschickungsmaterial (61) durch Schmelzkneten, Abkühlung und Pulverisierung der Zusammensetzung gewonnen wird, die 100 Gewichtsteile des Bindeharzes, 0,1 bis 30 Gewichtsteile des Färbemittels, 0,5 bis 10 Gewichtsteile eines Antiabsetzmittels und 0 bis 5 Gewichtsteile eines Ladungssteuerungsmittels umfasst.

15. Verfahren nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß das Bindeharz ein thermoplastisches Harz ist, ausgewählt aus einem Harz vom Styroltyp, vom Styrol-Acrylsäureestertyp, vom Styrol-Methacrylsäureestertyp und vom Polyestertyp.

16. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das pulverisierte Beschickungsmaterial durch Schmelzkneten, Abkühlung und Pulverisierung der Zusammensetzung gewonnen wird, die 100 Gewichtsteile des Bindeharzes, 20 bis 150 Gewichtsteile eines magnetischen Materials, 0,5 bis 10 Gewichtsteile eines Antiabsetzmittels und 0 bis 5 Gewichtsteile eines Ladungssteuerungsmittels umfasst.

17. Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, daß das Bindeharz ein thermoplastisches Harz ist, ausgewählt aus einem Harz vom Styroltyp, vom Styrol-Acrylsäureestertyp, vom Styrol-Methacrylsäureestertyp und vom Polyestertyp.

18. Vorrichtung zur Herstellung eines Toners zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder, die folgendes umfasst: eine Dosier-Aufgabevorrichtung (2) zur Dosierung und Beschickung eines pulverisierten Beschickungsmaterials (61) für einen Toner, eine erste Klassifizierungsvorrichtung (9) zur Klassifizierung des pulverisierten Beschickungsmaterials in ein feines Pulver und ein grobes Pulver, eine Pulverisierungsvorrichtung (8) zur Pulverisierung des in der ersten Klassifizierungsvorrichtung (9) klassifizierten groben Pulvers, eine Einleitungsvorrichtung zur Einbringung des pulverisierten Pulvers aus der Pulverisierungsvorrichtung (8) in die erste Klassifizierungsvorrichtung (9) gekennzeichnet durch eine mehrfach unterteilte Klassifizierungsvorrichtung (1) mit einem Coanda-Block (26) zur Klassifizierung des feinen Pulvers aus der ersten Klassifizierungsvorrichtung (9) in mindestens eine Fraktion groben Pulvers, eine Fraktion mittleren Pulvers und eine Fraktion feinen Pulvers durch den Coanda-Effekt und eine Einleitungsvorrichtung (11) zur Einbringung der Fraktion groben Pulvers aus der mehrfach unterteilten Klassifizierungsvorrichtung (1) in die Dosier- Aufgabevorrichtung (2).

19. Vorrichtung nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverisierungsvorrichtung (8) ein Klassiergerät vom Aufpralltyp oder ein Klassiergerät vom Strahltyp umfasst.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, daß die mehrfach unterteilte Klassifizierungsvorrichtung (1) Austrittsrohre (11, 12, 13) jeweils zur Entfernung der klassifizierten Fraktion groben Pulvers, mittleren Pulvers und feinen Pulvers hat.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20 dadurch gekennzeichnet, daß die mehrfach unterteilte Klassifizierungsvorrichtung (1) mit Sammelzyklonen (4, 5, 6, 7) durch die Austrittsrohre (11, 12, 13) in Verbindung steht.

22. Vorrichtung nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, daß die mehrfach unterteilte Klassifizierungsvorrichtung (1) mindestens zwei Einleitungsrohre (14, 15) zur Einleitung eines Gases in die Klassifizierungszone hat.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitungsrohre (14, 15) jeweils eine Vorrichtung zur Steuerung der Gaseinleitung (20, 21) zur Steuerung der Geschwindigkeit des Gases, das durch die Rohre fließt, haben.

24. Vorrichtung nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, daß die mehrfach unterteilte Klassifizierungsvorrichtung (1) eine Zuführungsdüse (16) zur Einbringung des feinen Pulvers in die Klassifizierungskammer hat, wobei die Zuführungsdüse (16) einen ebenen, rechtwinkligen Rohrabschnitt und einen konischen, rechtwinkligen Rohrabschnitt umfasst.