DE69027492T2

DE69027492T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Prallstrahlmahlen pulverförmiger Feststoffe

Info

Publication number: DE69027492T2
Application number: DE69027492T
Authority: DE
Inventors: Yasuhide Goseki; Hitoshi Kanda; Masayoshi Kato; Satoshi Mitsumura; Yusuke Yamada
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1990-08-30
Publication date: 1997-01-02
Anticipated expiration: 2010-08-31
Also published as: EP0417561B1; DE69027492D1; US5435496A; KR920009291B1; US5316222A; KR910004253A; EP0417561A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp und ein Verfahren zum Pulverisieren von Pulvern unter Verwendung eines Gasstrahlstromes (unter Druck stehendes Gas). Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp und auf ein Verfahren zum Pulverisieren von Pulvern zum wirksamen Erzeugen von Toner oder von Farbharzpulver für den Toner zur Verwendung in der Bilderzeugung durch Elektrofotografie.
Ein pneumatischer Pulverisator und ein Pulverisierverfahren mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Patentan sprüche 1 und 7 sind aus der Veröffentlichung "First Toner & Developer Industry Conference", September 23, 24, 25, 1984, Santa Barbara, Californien, USA, Nirou Nakayama: "Current Japanese Pulverizing and Classifying Equipment for Toner", Seiten 1 bis 19 bekannt.
Ein Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp, bei dem ein Gasstrahlstrom Verwendung findet, dient dazu, ein pulverförmiges Rohmaterial mit Hilfe eines Gasstrahlstromes zu fördern und das pulverförmige Rohmaterial mit einem Kollisionselement kollidieren zu lassen, um auf diese Weise das pulverförmige Rohmaterial durch die Kollisionskraft zu pulverisieren.
Der herkömmliche ausgebildete Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp gemäß der vorstehend genannten Veröffentlichung wird nachfolgend in Verbindung mit Figur 4 erläutert.
Ein Kollisionselement 4 ist gegen den Auslaß 13 eines Beschleunigungsrohres 43 angeordnet, das an eine Druckgasversorgungsdüse 2 angeschlossen ist. Ein pulverförmiges Rohmaterial wird von einem Trichter 1 für das pulverförmige Rohrmaterial, der mit dem Beschleunigungsrohr 43 in Verbindung steht, durch Saugwirkung mittig in das Beschleunigungsrohr eingeführt. Die Saugwirkung wird durch den sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Strom eines Hochdruckgases erzeugt, das dem Beschleunigungsrohr 43 zugeführt und am Auslaß 13 zusammen mit dem Hochdruckgas ausgestoßen wird. Auf diees Weise wird das pulverförmige Rohmaterial einer Kollision mit dem Kollisionselement 4 ausgesetzt und durch die Kollision in feinere Pulver pulverisiert. Um das pulverförmige Rohmaterial auf eine gewünschte Partikelgröße zu pulverisieren, ist eine Klassifiziervorrichtung zwischen dem Trichter 1 für das pulverförmige Rohmaterial und einem Auslaß 5 vorgesehen und wird vom Pulverisator mit dem Pulver versorgt. Die klassifizierten groben Pulver werden dem Pulverisator über den Trichter 1 zugeführt und pulverisiert. Das entstandene Pulverisationsprodukt wird vom Auslaß 5 zur Klassifiziervorrichtung zurückgeführt, um die Klassifizierung zu wiederholen. Die von der Klassifiziervorrichtung klassifizierten feineren Pulver stellen ein feinpulverisiertes Produkt mit der gewünschten Partikelgröße dar.
Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel des Standes der Technik ist es jedoch schwierig, das in das Beschleunigungsrohr eingeführte pulverförmige Rohmaterial durch Ansaugen in den Hochdruckgasstrom sorgfältig zu dispergieren. Der am Auslaß des Beschleunigungsrohres abgegebene Pulverstrom enthält daher einen dicken Stromabschnitt mit einer hohen Pulverkonzentration und einen dünnen Stromabschnitt mit einer niedrigen Pulverkonzentration. Auf diese Weise tritt der Pulverstrom ungleichmäßig mit dem Kollisionselement, das am Auslaß des Beschleunigungsrohres angeordnet ist, in Kollision, was zu einer Abnahme des Pulverisierungswirkungsgrades führt, welches wiederum mit einem Absinken der Pulverbehandlungsleistung verbunden ist. Wenn in diesem Zustand die Pulverbehandlungsleistung erhöht werden soll, wird die Pulverkonzentration in einer Pulverisierkammer 8 teilweise erhöht, wodurch jedoch der Pulverstrom ungleichmäßig gemacht wird.
Demzufolge wird der Pulverisierungswirkungsgrad hierdurch erniedrigt.
Insbesondere im Falle von harzenthaltenden Pulvern wird in unerwünschter Weise auf der Oberfläche des Kollisionselementes ein zusammengeschmolzenes Produkt erzeugt.
Zur Erhöhung des Pulverisationswirkungsgrades von Pulverpartikeln im Beschleunigungsrohr 43 wird in der JP-A-46 22 778 ein Pulverisationsrohr vorgeschlagen, das mit einem Hochdruckgaszuführrohr zum Ausstoßen eines sekundären Hochdruckgases an der Stelle unmittelbar vor dem Auslaß des Beschleunigungsrohres 43 versehen ist. Das vorgeschlagene Pulverisationsrohr dient dazu, die Kollision im Beschleunigungsrohr zu fördern und stellt eine sinnvolle Einrichtung für einen Pulverisator dar, der eine Pulverisation nur im Beschleunigungsrohr durchführt, bildet jedoch keine sinnvolle Einrichtung für einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp, der eine Pulverisation über die Kollision mit einem Kollisionselement bewirkt, da durch die Einführung eines sekundären Hochdruckgases zur Förderung der Kollision im Beschleunigungsrohr 43 der Förderstrom des von der Hochdruckgasversorgungsdüse eingeführten Hochdruckgases verschlechtert und auf diese Weise die Geschwindigkeit des am Auslaß 13 des Beschleunigungsrohres 43 ausgestoßenen Pulverstromes verringert wird. Somit wird die Kollisionskraft am Kollisionselement 4 erniedrigt und auch der Pulverisationswirkungsgrad in unerwünschter Weise verringert. Mit anderen Worten, es sind weiterhin ein Pulverisator mit einem guten Pulverisationswirkungsgrad und ein Verfahren zur Pulverisation wünschenswert.
Toner und Farbharzpulver für die Toner zum Einsatz in einem Verfahren zur Erzeugung eines Bildes durch Elektrofotografie enthalten üblicherweise mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel oder magnetische Pulver. Die Toner entwickeln ein elektrostatisch aufgeladenes Bild, das auf einem Träger für ein latentes Bild erzeugt worden ist, und das auf diese Weise erzeugte Tonerbild wird auf ein Transfermaterial, wie beispielsweise Normalpapier oder ein Kunststoffilm, übertragen. Das Tonerbild auf dem Transfermaterial wird über eine Fixiervorrichtung, beispielsweise eine Heißfixiereinrichtung, eine Druckrollenfixiereinrichtung oder eine Heißdruckrollenfixiereinrichtung, am Transfermaterial fixiert. Somit besitzt das im Toner verwendete Bindemittelharz solche Eigenschaften, daß es eine plastische Verformung erfährt, wenn es mit Hitze und/oder Druck beaufschlagt wird.
Toner oder Farbharzpulver für die Toner werden durch Fusionskneten eines Gemisches, das mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel oder magnetische Pulver (und, falls erforderlich, eine dritte Komponente) enthält, und durch Abkühlen des fusionsgekneteten Produktes hergestellt, wonach eine Pulverisierung und Klassifizierung erfolgen. Mit anderen Worten, das abgekühlte Produkt wird normalerweise einer Grobpulverisierung (oder Mittelpulverisierung) durch einen mechanischen Pulverisator vom Pralltyp (Brecher) unterzogen, und die groben pulverisierten Pulver werden dann einer Feinpulverisierung durch einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp unter Verwendung eines Gasstrahlstromes ausgesetzt.
Wenn bei einem herkömmlichen Gasstrom-Pulverisator und einem entsprechenden Verfahren zum Pulverisieren, wie in Figur 4 gezeigt, die Pulverisationsleistung erhöht werden soll, wird ein zusammengeschmolzenes Produkt auf der Oberfläche des Kolllisionselementes 14 erzeugt, wodurch eine beständige Tonererzeugung nicht mehr möglich ist. Es sind daher ein wirksamer Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp und ein Pulverisierungsverfahren zum wirksamen Erzeugen von Toner oder Farbharzpulvern für den Toner zum Einsatz bei der Bilderzeugung durch Elektrofotografie wünschenswert, die frei von den vorstehend aufgezeigten Problemen sind.
Die SU-A-1449162 beschreibt ein Strahlmühlenbeschleunigungsrohr. Dieses Beschleunigungsrohr umfaßt Einlässe für Sekundärluft aufstromseitig des Auslasses des Beschleunigungsrohres. Aufgrund der Tatsache, daß die Lage der Rohmaterialpulvereinführung in dieser Veröffentlichung nicht angegeben ist, kann jedoch hieraus in bezug auf die Beziehung zwischen der Lage der Rohmaterialpulvereinführung, der Lage des Einlasses der Sekundärluft und der Lage des Auslasses des Beschleunigungsrohres nichts hergeleitet werden. Die Sekundärluft dringt in das Beschleunigungsrohr in der Richtung parallel zur Wandfläche des Beschleunigungsrohres ein, und der Eintrittswinkel des Einlasses der Sekundärluft beträgt etwa 70 relativ zur Axialrichtung des Beschleunigungsrohres.
Die US-A-2821346 beschreibt einen Pulverisator, bei dem die Rohmaterialpulverpartikel miteinander kollidieren und auf diese Weise auf eine ausreichende Feinheit reduziert werden. Dieser bekannte Pulverisator umfaßt Sekundärluft einlässe auf stromseitig des Auslasses eines Beschleunigungsrohres. Diese veröffentlichung sagt jedoch nichts über die Lage des Rohmaterialpulvereinlasses am Beschleunigungsrohr aus. Die Sekundärluft wird etwa parallel zur Achse des Beschleunigungsrohres unter einem Winkel von etwa 8º eingeführt.
Die FR-A-2619329 beschreibt einen Pulverisator, bei dem die Pulverpartikel miteinander kollidieren. Dieser bekannte Pulverisator umfaßt Sekundärlufteinlässe, die sich jedoch nicht in das Beschleunigungsrohr, sondern in eine Kollisionskammer öffnen, in die sich auch das Beschleunigungsrohr öffnet.
Es ist ein Ziel der Erfindung, einen wirksamen Gasstrom- Pulverisator vom Kollisionstyp und ein Verfahren zur Pulverisierung zu schaffen, die frei von den vorstehend auf gezeigten Problemen sind. Insbesondere ist ein Ziel der Erfindung, einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp und ein Verfahren zur Pulverisierung zur Verfügung zu stellen, mit denen das Verschmelzender pulverisierten Produkte unterdrückt werden kann, so daß weniger Klumpen und grobe Partikel und weniger zusammengeschmolzene Produkte auf der Oberfläche des Kollisionselementes erzeugt werden, selbst wenn die Behandlungsrate der pulverisierbaren Materialien gesteigert wird.
Diese Ziele werden durch einen Pulverisator gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7 erreicht.
Wesentliche Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß ein Sekundärlufteinlaß vorgesehen ist, mit dessen Hilfe Luft in das Beschleunigungsrohr an einer speziellen Stelle in Längsrichtung desselben und unter einem speziellen Einlaßwinkel eingeführt wird. Durch Einführung der Sekundärluft durch den Sekundärlufteinlaß werden Pulveransammlungen, die sich mit hoher Geschwindigkeit innerhalb des Beschleunigungsrohres bewegen, voneinander getrennt oder desintegriert, so daß das Pulver in ausreichender Weise dispergiert und pulverisiert wird, bevor es mit dem Kollisionselement kollidiert. Die Sekundärluft wird nicht parallel zum Suspensionsstrom innerhalb des Beschleunigungsrohres eingeführt, sondern in gezielter Weise derart eingeleitet, daß sie eine Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur Axialrichtung des Beschleunigungsrohres besitzt, so daß der Strom der Pulverpartikel in einem gewissen Ausmaß gestört wird, um auf diese Weise das Pulver wirksam zu dispergieren.
Bei einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp zur Durchführung einer Pulverisierung durch Einführung von Rohmaterialpulvern in einen Trägergasstrom aus einem Hochdruckgas, das von einer Hochdruckgasversorgungsdüse eingeführt wird, und durch Ausstoßen des Gasstromes am Auslaß eines Beschleunigungsrohres, wodurch die Pulver mit einer Kollisionsplatte kollidieren können, die gegen den Auslaß des Beschleunigungsrohres angeordnet ist, basiert die vorliegende Erfindung auf einem solchen Konzept, daß der Dispersionszustand der Pulver im Beschleunigungsrohr den Pulverisierungswirkungsgrad beeinflußt. Die Erfinder haben festgestellt, daß bei dem herkömmlich ausgebildeten Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp die Rohmaterialpulver in einem zusammengeballten Zustand in das Beschleunigungsrohr eingeführt werden, was zu einer unzureichenden Dispersion der Pulver im Beschleunigungsrohr führt. Somit ist die Pulverkonzentration nicht gleichmäßig, wenn die Pulver am Auslaß des Beschleunigungsrohres ausgestoßen werden, und die Kollisionsfläche der Kollisionsplatte wird nicht wirksam ausgenutzt, was zu einer Verringerung des Pulverisierungswirkungsgrades führt. Dieses phänomen verstärkt sich mit zunehmender Behandlungsleistung der Pulver.
Die vorliegende Erfindung wurde auf der Basis eines solchen Konzeptes konzipiert, daß die Sekundärluft so in das Beschleunigungsrohr eingeführt wird, daß das Rohmaterialpulver dispergiert wird, ohne den Trägergasstrom des Hochdruckgases zu stören. Auf diese Weise werden die vorstehend aufgezeigten Probleme gelöst.
Die Rohmaterialpulver werden bei der vorliegenden Vorrichtung und bei dem vorliegenden Verfahren gleichmäßig im Beschleunigungsrohr dispergiert und können somit in wirksamer Weise mit der Oberfläche der Kollisionsplatte kollidieren. Hierdurch wird der Pulverisationswirkungsgrad für das Pulver verbessert. Im Vergleich zu Pulverisatoren des Standes der Technik können die Behandlungsleistung erhöht und die Partikelgrößen des mit der gleichen Behandlungsleistung erhaltenen Pulverisationsproduktes stärker reduziert werden.
Bei den Pulverisatoren des Standes der Technik kollidieren die Pulver mit der Kollisionsplatte in einem zusammengeballten Zustand. Somit bildet sich insbesondere bei Pulvern, die in erster Linie aus thermoplastischen Harzen bestehen, ein zusammengeschmolzenes Produkt. Bei der vorliegenden Erfindung kollidieren die Pulver mit der Kollisionsplatte in einem gleichmäßig dispergierten Zustand, so daß ein solches zusammengeschmolzenes Produkt in geringerem Umfang erzeugt wird.
Des weiteren befinden sich bei den Pulverisatoren des Standes der Technik die Pulver in einem zusammengeballten Zustand, so daß die Wahrscheinlichkeit einer Überpulverisierung besteht. Dies führt zu dem Problem, daß die Partikelverteilung des auf diese Weise erhaltenen pulverisierten Produktes schlecht ist, während bei der vorliegenden Erfindung eine derartige Überpulverisierung verhindert und somit ein pulverisiertes Produkt mit einer scharfen Partikelgrößenverteilung erhalten werden kann.
Bei der vorheenden Erfindung kann die Sekundärluft in wirksamer Weise in das Beschleunigungsrohr eingeführt werden, so daß dadurch die pneumatische Saugleistung am Einlaß für das Rohmaterialpulver erhöht werden kann. Mit anderen Worten, die Förderleistung für das Rohmaterialpulver durch das Beschleunigungsrohr kann erhöht werden, und dadurch auch die Pulverbehandlungsleistung gegenüber der Leistung des Standes der Technik. Bei der vorliegenden Vorrichtung und bei dem vorliegenden Verfahren ist festzustellen, daß der Pulverisierungseffekt um so besser ist, je kleiner die Partikelgrößen der Pulver sind.
Der vorliegende Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp kann in wirksamer Weise Pulver als pulverisierbares Rohmaterial auf Größen in einem Bereich von einigen wenigen µm pulverisieren, indem ein Gasstrom mit hoher Geschwindig keit eingesetzt wird.
Insbesondere kann der vorliegende Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp in wirksamer Weise Pulver aus thermoplastischem Harz oder Pulver, die hauptsächlich aus thermoplastischem Harz bestehen, auf Größen in einem Bereich von einigen wenigen µm pulverisieren, indem ein Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit verwendet wird.
Weiterentwicklungen des Pulverisators und des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 und 8 bis 10 wiedergegeben.
Von den Figuren der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Gasstrom- Pulverisators vom Kollisionstyp, der in einem Pulverisationsverfahren auf der Basis einer Kombination eines Pulverisierungsschrittes unter Verwendung des vorliegenden Pulverisators und eines Klassifizierungsschrittes unter Verwendung eines Separators zum Klassifizieren, das in der Form eines Ablaufdiagrammes gezeigt ist, eingesetzt wird;
Figur 2 eine Schnittansicht des im vorliegenden Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp verwendeten Beschleunigungsrohres;
Figur 3 eine Schnittansicht des Beschleunigungsrohres entlang Linie A-A' in Figur
Figur 4 eine schematische Schnittansicht eines Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp des Standes der Technik, der in einem Pulverisationsverfahren auf der Basis einer Kombination eines Pulverisierungsschrittes unter Verwendung des Pulverisators des Standes der Technik und eines Klassifizierungsschrittes unter Verwendung eines Separators zum Klassifizieren, das in der Form eines Ablaufdiagrammes dargestellt ist, eingesetzt wird;
die Figuren 5 und 7 schematische Schnittansichten von anderen Gasstrom-Puverisatoren vom Kollisionstyp gemäß der vorliegenden Erfindung, die in einem Pulverisationsverfahren auf der Basis einer Kombination eines Pulverisierungsschrittes unter Verwendung der vorliegenden Pulverisatoren und eines Klassifizierungsschrittes unter Verwendung eines Separators zum Klassifizieren, das in der Form von Ablaufdiagrammen dargestellt ist, verwendet werden;
Figur 6 eine Schnittansicht eines Rohmaterialpulverversorgungsrohres des vorliegenden Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp;
Figur 8 eine schematische Schnittansicht eines weiteren Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp gemäß dem Stand der Technik, der in einem Pulverisationsverfahren auf der Basis einer Kombination eines Pulverisierungsschrittes unter Verwendung des Pulverisators des Standes der Technik und eines Klassifizierungsschrittes unter Verwendung eines Separators zum Klassifizieren, das in der Form eines Ablaufdiagrammes dargestellt ist, verwendet wird;
Figur 9 eine schematische Schnittansicht eines Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp gemäß der vorliegenden Erfindung, der in einem Pulverisationsverfahren auf der Basis einer Kombination des vorliegenden Pulverisators und eines Separators zum Klassifizieren, das in der Form eines Ablaufdiagrammes dargestellt ist, verwendet wird;
Figur 10 eine Ansicht, die die Pulverisationskammer entlang Linie A-A' in Figur 9 zeigt;
Figur 11 eine Ansicht, die den wesentlichen Teil des Beschleunigungsrohres zeigt;
Figur 12 eine Ansicht, die die Anordnung von Sekundärlufteinlässen entlang Linie B-B' in Figur 11 zeigt;
Figur 13 eine schematische Schnittansicht eines anderen Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp gemäß dem Stand der Technik, der in einem Pulverisationsverfahren verwendet wird, das in der Form eines Ablaufdiagrammes gezeigt ist;
Figur 14 eine schematische Schnittansicht eines anderen Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp gemäß der vorliegenden Erfindung, der in einem Pulverisationsverfahren auf der Basis einer Kombination des Pulverisators und eines Separators zum Klassifizieren, das in der Form eines Ablaufdiagrammes gezeigt ist, verwendet wird;
die Figuren 15A und 15B Ansichten, die das Innere der Pulvensationskammer entlang Linie A-A' in Figur 14 zeigen;
Figur 16 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Gasstromklassifizierseparators zur Verwendung in einem pneumatischen Pulverisierungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 17 eine Schnittansicht entlang Linie A-A' in Figur 16;
Figur 18 ein Blockablaufdiagramm, das eine Anordnung einer Pulverisationseinrichtung und einer Klassifiziereinrichtung zur Verwendung im pneumatischen Pulverisierungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur 19 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines pneumatischen Pulverisierungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Figur 20 eine schematische Schnittansicht eines üblichen Gasstromklassifizierungsseparators.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert.
Figur 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp gemäß der vorliegenden Erfindung, der in einem Pulverisationsverfahren auf der Basis einer Kombination eines Pulverisierungsschrittes unter Verwendung des Pulverisators und eines Klassifizierungsschrittes unter Verwendung einer Klassifiziervorrichtung, das in der Form eines Ablaufdiagrammes dargestellt ist, verwendet wird.
Zu pulverisierende Rohmaterialpulver 7 werden an einem Rohmaterialpulvereinlaß 1, der an einem Beschleunigungsrohr 3 vorgesehen ist, in das Beschleunigungsrohr eingegeben. Ein komprimiertes Gas, wie beispielsweise Druckluft, wird von einer Druckgasversorgungsdüse 2 vom Lavaltyp in das Beschleunigungsrohr 3 eingeführt, und das in das Beschleunigungsrohr 3 eingegebene Rohmaterialpulver 7 wird augenblicklich vom eingeführten Druckgas beschleunigt, so daß es eine hohe Geschwindigkeit erhält. Die von einem Auslaß 13 des Beschleunigungsrohres in eine Pulverisierkammer 8 mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßenen Rohmaterialpulver 7 kollidieren mit der Kollisionsfläche 15 eines Kollisionselementes 4 und werden auf diese Weise pulverisiert.
Erfindungsgemäß ist ein Kanal mit einem Sekundärlufteinlaß 10 zwischen dem Rohmaterialpulvereinlaß 1 und dem Auslaß 13 des Beschleunigungsrohres 3 in Figur 1 vorgesehen, um die Pulver im Beschleunigungsrohr durch Einführung der Sekundärluft in das Beschleunigungsrohr in wirksamer Weise zu dispergieren. Mit anderen Worten, die Pulver können am Auslaß 13 des Beschleunigungsrohres 3 in gleichmäßiger Weise ausgestoßen werden, wodurch sie mit der Kollisionsfläche 14 des Kollisionselementes, das gegen den Auslaß 13 des Beschleunigungsrohres gestellt ist, kollidieren können und der Pulverisierungswirkungsgrad gegenüber dem des Standes der Technik wesentlich verbessert werden kann. Die eingeführte Sekundärluft löst Pulveransammlungen, die sich mit einer hohen Geschwindigkeit durch das Beschleunigungs rohr 3 bewegen, auf und trägt auf diese Weise zum Dispergieren der Pulver durch das Beschleunigungsrohr 3 bei.
Figur 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Beschleunigungsrohres 3. Aufgrund von ausgedehnten Unter suchungen darüber, wie die Sekundärluft in das Beschleunigungsrohr 3 einzuführen ist, sind die Erfinder zu der folgenden Erkenntnis gelangt.
Die Position zum Einführen der Sekundärluft soll der folgenden Korrelation entsprechen:
0,2 ≤ Y/X ≤ 0,9
bevorzugter

0,3 ≤ Y/X ≤ 0,8

x

wobei x der Abstand zwischen dem Rohmaterialpulvereinlaß 1 und dem Auslaß 13 des Beschleunigungsrohres und y der Abstand zwischen dem Rohmaterialpulvereinlaß 1 und dem Sekundärlufteinlaß 10 in Figur 2 sind.
Der Einlaßwinkel ψ zwischen dem den Sekundärlufteinlaß aufweisenden Kanal und der Axialrichtung des Beschleunigungsrohres 3 in Figur 2 erfüllt die folgende Bedingung:
10º ≤ ψ ≤ 80º
bevorzugter
20º ≤ ψ ≤ 80º
Bessere Ergebnisse können erhalten werden, wenn die Pulverisierung bei einem solchen Durchsatz der eingeführten Sekundärluft durchgeführt wird, der die folgende Bedingung erfüllt:
0,001 ≤ b/a ≤ 0,5
bevorzugter
0,01 ≤ b/a ≤ 0,4
wobei "a" der Durchsatz des Trägergasstromes des von der Druckgasversorgungsdüse 2 eingeführten Hochdruckgases in Nm³/min und "b" der Gesamtdurchsatz der am Sekundärlufteinlaß eingeführten Sekundärluft in Nm³/min sind.
Bei der erfindungsgemäß verwendeten Sekundärluft kann es sich um ein komprimiertes, unter hohem Druck stehendes Gas oder ein unter atmosphärischem Druck stehendes Gas handeln. Es wird sehr bevorzugt, einen Schieber zu verwenden, beispielsweise am Sekundärlufteinlaß 10, um den Durchsatz der einzuführenden Sekundärluft zu steuern. Die Position und die Zahl der Kanäle für die Sekundärluft in Umfangsrichtung des Beschleunigungsrohres 3 können in geeigneter Weise im Hinblick auf das pulverisierbare Rohmaterial, die gewünschte Größe der Pulver etc. festgelegt werden.
Figur 3 ist eine Schnittansicht eines Beschleunigungs rohres, das mit Kanälen versehen ist, die jeweils einen Sekundärlufteinlaß 10 besitzen, und zwar an acht Positionen in Umfangsrichtung des Beschleunigungsrohres entlang Linie A-A' in Figur 2, wobei die Durchsatzanteile der Sekundärluft, die an den acht Positionen eingeführt werden sollen, in geeigneter Weise eingestellt werden können. Der Querschnitt des Beschleunigungsrohres ist nicht auf Kreisform beschränkt.
Der Innendurchmesser des Auslasses 13 des Beschleunigungs rohres beträgt gewöhnlich 10 bis 100 mm und ist vorzugsweise kleiner als der Durchmesser des Kollisionselementes 4.
Der Abstand zwischen dem Auslaß 13 des Beschleunigungs rohres und dem Spitzenende des Kollisionselementes 4 entspricht vorzugsweise 0,3 bis 3 mal dem Durchmesser des Kollisionselementes 4. Unter 0,3 mal besteht die Gefahr einer Überpulverisierung, während über 3 mal die Gefahr besteht, daß der Pulverisierungswirkungsgrad absinkt.
Die Pulverisierungskammer des vorliegenden Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp ist nicht auf die in Figur 1 gezeigte Kastenform beschränkt. Die Kollisionsfläche des Kollisionselementes 4 ist nicht auf eine Fläche beschränkt, die senkrecht zur Axialrichtung des Beschleunigungsrohres gemäß Figur 1 verläuft, und ist vorzugsweise eine Fläche, die eine solche Form besitzt, daß sie in wirksamer Weise die am Auslaß des Beschleunigungsrohres ausgestoßenen Pulver zurückstößt, so daß die zurückgestoßenen Pulver an der Wand der Pulverisierkammer eine zweite Kollision erfahren können.
Die Figuren 5 bis 7 sind schematische Schnittansichten von anderen Ausführungsformen des vorliegenden Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp.
Bei dem in Figur 5 gezeigten Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp findet ein Ejektor-Rohr als Druckgasversorgungsdüse 52 Verwendung. Hierdurch wird das Ansaugen der pulverisierbaren Pulver 7 vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 verbessert. Mit anderen Worten, die Ausführungsform der Figur 5 ist zur Behandlung von Pulver mit großen Ansammlungen oder von Pulvern mit viel geringeren Partikelgrößen geeignet.
Figur 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Beschleunigungsrohres 53 und einer Druckgasversorgungsdüse 52.
Bei dem in Figur 9 gezeigten Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp besitzt die Kollisionsfläche 27 eine konische Form mit einem Scheitelwinkel von 110º bis weniger als 180º, vorzugsweise von etwa 160º (120º - 170º). Somit kann das pulverisierte Produkt im wesentlichen in der gesamten Umfangsrichtung dispergiert werden und eine zweite Kollision an der Wand 28 der Pulverisierkammer erfahren und hierdurch weiter pulverisiert werden.
Figur 10 ist eine schematische Schnittansicht des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp entlang Linie A-A' in Figur 9, wobei schematisch der Dispersionszustand des pulverisierten Produktes nach der Kollision an der Kollisionsfläche 27 gezeigt ist. Wie in Figur 10 gezeigt, wird die zweite Kollision des pulverisierten Produktes an der Wand 28 der Pulverisierkammer im vorliegenden Gasstrom- Pulverisator vom Kollisionstyp in wirksamer Weise genutzt. Wie des weiteren in Figur 9 gezeigt ist, wird das pulverisierte Produkt in wirksamer Weise in Radialrichtung des Kollisionselementes an der Kollisionsfläche 27 dispergiert, so daß somit die Wand 28 der Pulverisierkammer extensiv für die zweite Kollision ausgenutzt wird. Somit wird die Konzentration des pulverisierten Produktes (oder von weiteren pulverisierbaren Pulvern) in der Nähe der Kollisionsfläche 27 nicht erhöht, so daß auf diese Weise die Pulverbehandlungsleistung gesteigert und damit in wirksamer Weise das Zusammenschmelzen des pulverisierten Produktes (oder von weiteren pulverisierbaren Pulvern) an der Kollisionsfläche 27 unterdrückt werden kann.
Die in die Pulverisierkammer 25 eingeführten pulverisierbaren Pulver werden durch die Primärkollision an der Kollisionsfläche 27 pulverisiert, dann durch die Sekundärkollision an der Wand 28 der Pulverisierkammer weiter pulverisiert und durch die tertiäre (und quaternäre) Kollision an der Wand 28 der Pulverisierkammer und den Seitenflächen des Kollisionselementes 26 noch weiter pulverisiert, bis das pulverisierte Produkt zum Auslaß 29 gefördert wird.
Das am Auslaß abgegebene pulverisierte Produkt wird durch einen zur Klassifizierung verwendeten Separator, beispielsweise einen stationären pneumatischen Separator zum Klassifizieren vom Wandtyp, in feine Pulver und grobe Pulver klassifiziert. Die klassifizierten feinen Pulver werden als Pulverisierungsprodukt abgezogen, während die klassifizierten groben Pulver zusammen mit frischen pulverisierbaren Pulvern in den Rohmaterialpulvereinlaß 1 eingegeben werden.
Figur 14 ist eine schematische Schnittansicht eines anderen Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Pulverisator der Figur 14 wird ein Verfahren zum Pulverisieren durchgeführt, indem pulverisierbare Pulver unter Beschleunigung von einem Hochdruckgas durch ein Beschleunigungsrohr gefördert werden, die pulverisierbaren Pulver am Auslaß des Beschleunigungsrohres in eine Pulverisierkammer ausgestoßen werden und man die pulverisierbaren Pulver mit einem Kollisionselement, das gegen den Auslaß des Beschleunigungsrohres gestellt ist, kollidieren läßt, um auf diese Weise die pulverisierbaren Pulver zu feineren Pulvern zu pulverisieren. Das Verfahren ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß Sekundärluft in das Beschleunigungsrohr an einer Stelle zwischen dem Einlaß für die pulverisierbaren Pulver und dem Auslaß des Beschleunigungsrohres eingeführt wird, daß man die pulverisierbaren Pulver mit einem Kollisionselement mit konische Form, dessen Spitzenende der Kollisionsfläche einen Scheitelwinkel von 110º bis weniger als 180º, vorzugsweise 120º bis 160º, besitzt, kollidieren läßt, um auf diese Weise die pulverisierbaren Pulver zu pulverisieren, und daß man die aus der Kollision entstandenen pulverisierten Pulver einer zweiten Kollision an der Wand der Pulverisierkammer, die eine zylindrische Form mit kreisförmigem Querschnitt oder elliptischem Querschnitt besitzt, aussetzt, um auf diese Weise eine weitere Pulverisierung durchzuführen.
Bei dem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp der Figur 14 besitzt die Kollisionsfläche 37 eine konische Form mit einem Scheitelwinkel von 110º bis weniger als 180º, vorzugsweise etwa 160º (120º bis 170º), so daß das entstandene pulverisierte Produkt im wesentlichen in der gesamten Umfangsrichtung dispergiert wird, um eine zweite Kollision an der Wand 38 der Pulverisierkammer zu erfahren und auf diese Weise einer weiteren Pulverisierung ausgesetzt zu werden.
Die Figuren 15A und 15B zeigen in schematischer Weise Schnitte entlang der Linie A-A' des in Figur 14 gezeigten Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp. Figur 15A zeigt den Fall, bei dem die Pulverisierkammer eine zylindrische Form mit kreisförmigem Querschnitt besitzt, während Figur 15B den Fall zeigt, bei dem die Pulverisierkammer eine zylindrische Form mit elliptischem Querschnitt aufweist. Der Dispersionszustand des aus der Kollision an der Kollisionsfläche 37 resultierenden pulverisierten Produktes ist schematisch gezeigt. Wie die Figuren 15A und 15B zeigen, wird die zweite Kollision des pulverisierten Produktes an der Wand 38 der Pulverisierkammer in wirksamer Weise beim vorliegenden Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp ausgenutzt. Wie in Figur 14 gezeigt, wird das pulverisierte Produkt in wirksamer Weise in Radialrichtung des Kollisionselementes an der Kollisionsfläche 37 dispergiert, so daß die Wand 38 der Pulverisierkammer extensiv für die zweite bzw. sekundäre Kollision genutzt wird.
Somit wird die Konzentration des pulverisierten Produktes (oder von weiteren pulverisierbaren Pulvern) in der Nähe der Kollisionsfläche 37 nicht erhöht, so daß die Pulverbehandlungsleistung gesteigert und auf diese Weise ein Zusammenschmelzen des pulverisierten Produktes (oder von weiteren pulverisierbaren Pulvern) auf der Kollisionsfläche 37 in wirksamer Weise unterdrückt werden kann.
Insbesondere im Falle des in Figur 14 gezeigten Pulverisators, bei dem die Pulverisierkammer 35 eine zylindrische Form mit kreisförmigem Querschnitt oder elliptischem Querschnitt besitzt, kann die Sekundärkollision wirksamer durchgeführt werden. Manchmal wird das resultierende pulverisierte Produkt durch eine tertiäre Kollision und eine quaternäre Kollision oder weitere Kollisionen an der Wand 38 der Pulverisierkammer und den Seitenflächen des Kollisionselementes 36 weiter pulverisiert, bis das resultierende pulverisierte Produkt zum Auslaß befördert wird. Die Lagebeziehung zwischen dem Kollisionselement 36 und der Wand 38 der Pulverisierkammer ist auf die in den Figuren 15a und 15b gezeigte nicht beschränkt.
Die Form des Kollisionselementes ist konisch. Das Spitzenende der entsprechenden Kollisionsfläche besitzt einen Scheitelwinkel von 110º bis weniger als 180º, vorzugsweise 120º bis 170º. Ihre Form und die Größe des Scheitelwinkels können im Hinblick auf die Eigenschaften der pulverisierbaren Pulver, die gewünschte Partikelgröße des Pulverisierproduktes etc. in geeigneter Weise ausgewählt werden.
Der Innendurchmesser des Beschleunigungsrohrauslasses 13 beträgt üblicherweise 10 bis 10º mm und ist vorzugsweise geringer als der Durchmesser des Kollisionselementes 36.
Figur 18 ist ein Blockablaufdiagramm, das eine Ausführungsform der Anordnung einer Pulverisiereinrichtung und einer Klassifiziereinrichtung zeigt.
Die Figuren 16 und 17 sind schematische Ansichten von einer Ausführungsform eines pneumatischen Klassifizier-Separators, der im vorliegenden Pulverisationssystem Verwendung findet, bei dem ein Toner in wirksamer Weise durch Kombination des pneumatischen Klassifizier-Separators mit dem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp der Figur 9 erzeugt werden kann.
In Figur 16 ist mit 101 ein zylindrisches Hauptgehäuse und mit 102 ein unteres Gehäuse, mit dem ein Trichtr 103 zur Abgabe von Grobpulvern verbunden ist, bezeichnet. An der Innenseite des Hauptgehäuses 101 ist eine Klassifizierungskammer 104 ausgebildet. Der Oberteil der Klassifizierungskammer 104 ist durch eine ringförmige Führungskammer 105 und eine obere konische Abdeckung 106, die zur Mitte hin ansteigt, geschlossen, wobei diese Elemente am oberen Ende des Hauptgehäuses 101 vorgesehen sind.
Eine Vielzahl von Leitelementen 107, die in Umfangsrichtung angeordnet sind, ist an einer Trennwand zwischen der Klassifizierungskammer 104 und der Führungskammer 105 vorgesehen, so daß auf diese Weise die in die Führungskammer 105 eingeführten Pulver und die Luft durch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Leitelementen 107 in die Klassifizierungskammer 104 strömen können und damit die Pulver und die Luft in der Klassifizierungskammer verwirbelt werden.
Eine Vielzahl von Klassifizierungselementen 109, die in Umfangsrichtung angeordnet sind, ist am Boden des Hauptgehäuses 101 vorgesehen. Zum Klassifizieren dienende Luft, die einen Wirbelstrom verursacht, wird von der Außenseite durch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Klassifizierungselementen 109 in die Klassifizierungskammer 104 eingeführt.
Am Boden der Klassifizierungskammer 104 ist eine Klassifizierungsplatte 110 mit konischer Form, die sich zur Mitte hin erhöht, vorgesehen, um einen Grobpulverauslaß 111 um den Außenumfang der Klassifizierungsplatte 110 herum auszubilden. Der mittlere Teil der Klassifizierungsplatte 110 steht mit einer Feinpulverabgaberinne 112 in Verbindung, die in Richtung auf ihr unteres Ende L-förmig gebogen ist. Das gebogene untere Ende steht durch die Seitenwand des unteren Gehäuses 102 vor und ist an der Außenseite der Seitenwand angeordnet.
Die Rinne ist über eine Feinpulverwiedergewinnungseinrichtung, wie beispielsweise einen Zyklon oder einen Staubsammler, mit einem Sauggebläse verbunden. Durch Betätigung des Sauggebläses wird in der Klassifizierungskammer 104 eine Saugkraft erzeugt, wodurch Saugluft durch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Klassifizierungselementen 109 in die Klassifizierungskammer 104 eingeführt wird, um den für die Klassifizierung erforderlichen Wirbelluftstrom zu erzeugen.
Der pneumatische Klassifizierungsseparator besitzt den vorstehend beschriebenen Aufbau.
Luft enthaltende Pulver (die das pulverisierte Produkt und Luft für die Pulverisierung in der Gasstromklassifizierungeinrichtung vorn Kollisionstyp sowie frisch zugeführte pulverisierbare Rohmaterialpulver enthalten) werden über den Zuführzylinder 108 in die Führungskammer 105 und dann von der Führungskammer 105 über die Zwischenräume zwischen den einzelnen Elementen 107 in die Klassifizierungskammer 104 eingeführt, während sie verwirbelt und auf eine gleichmäßige Konzentration dispergiert werden.
Die mit Verwirbelung in die Klassifizierungskammer 104 eingeführten Pulver werden vorn Saugluftstrom, der über die Zwischenräume zwischen den einzelnen Klassifizierungselementen 109, die am Boden der Klassifizierungskammer 104 angeordnet sind, vom Sauggebläse, das mit der Feinpulverabgaberinne 112 in Verbindung steht, ebenfalls in die Klassifizierungskammer 104 eingeführt wird, mitgerissen, wodurch die Verwirbelung intensiviert wird. Die Pulver werden in Zentrifugalrichtung durch auf die einzelnen Pulverpartikel einwirkende Zentrifugalkräfte in grobe Pulver und feine Pulver klassifiziert. Die um den äußeren Umfangsbereich in der Klassifizierungskammer 104 verwirbelten groben Pulver werden über den unteren Trichter 103 am Grobpulverauslaß 111 abgegeben und wieder dem Gasstrom- Pulverisator vorn Kollisionstyp zugeführt.
Das sich in Richtung auf den mittleren Teil entlang der oberen geneigten Fläche der Klassifizierungsplatte 110 bewegende feine Pulver wird über die Feinpulverabgaberinne 112 als feines Pulverprodukt der Feinpulvergewinnungseinrichtung zugeführt.
Die gesamte zusammen mit den Pulvern in die Klassifizierungskammer 104 eingeführte Luft bildet einen Wirbelstrom, so daß die Geschwindigkeit der zur Mitte gerichteten verwirbelten Pulverpartikel in der Klassifizierungskammer 104 im Vergleich zur Zentrifugalkraft relativ niedrig ist. In der Klassifizierungskammer 104 wird daher eine klassifizierende Trennung der Pulverpartikel mit kleineren Partikelgrößen durchgeführt, wodurch feine Pulver mit sehr kleinen Partikelgrößen in die Feinpulverabgaberinne 112 abgegeben werden. Da die Pulver im wesentlichen mit einer einheitlichen Konzentration in die Klassifizierungskammer eingeführt werden, kann ein Feinpulverprodukt mit einer scharfen Partikelgrößenverteilung erhalten werden.
Mit anderen Worten, es können Feinpulver einer scharfen Partikelgrößenverteilung als Feinpulverprodukt ohne Erzeugung von ultrafeinen Pulvern erhalten werden, wie bereits vorstehend erwähnt, so daß auf diese Weise als Endprodukt ein Toner mit guten Eigenschaften erzeugt werden kann.
Wenn der pneumatische Klassifizierungsseparator gemäß Figur 16 in Kombination mit dem in den Figuren 1, 5, 7, 9 oder 14 gezeigten Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp verwendet wird, kann durch diese Kombination ein synergistischer Effekt erreicht und können feine Pulverpartikel als Endprodukt erzeugt werden. Somit kann in wirksamer Weise ein Toner mit guten Eigenschaften gewonnen werden. Je kleiner die Partikelgröße ist, desto größer ist der Effekt bei der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit einem Fall im einzelnen erläutert, bei dem das pulverisierte Produkt als Toner für ein elektrofotografisches Entwicklungsmittel oder als Farbharzpartikel für den Toner verwendet wird.
Ein Toner besteht aus Pulvern, die eine durchschnittliche Partikelgröße von 5 bis 20 µm besitzen. Er kann nur aus Farbharzpartikeln für den Toner bestehen oder sich aus Farbharzpartikeln für den Toner und einem Additiv, wie beispielsweise Siliciumdioxid, zusammensetzen. Die Farbharzpartikel für den Toner bestehen aus einem Bindemittelharz und einem Farbmittel oder magnetischem Pulver und enthalten, falls erforderlich, ein Mittel zum Steuern der Aufladung und/oder ein Additiv, wie beispielsweise einen Offset-Inhibitor
Das Bindemittelharz umfaßt beispielsweise ein Harz auf Styrolbasis, auf Epoxidbasis und Polyesterbasis mit einem Glasübergangspunkt (Tg) von 50 bis 120ºC. Das Farbmittel besitzt verschiedene Farbstoffe und Pigmente, wie beispielsweise Ruß, Farbstoffe auf Nigrosin-Basis und Pigmente auf Phthalo-cyanin-Basis. Die magnetischen Pulver umfassen Pulver von Metallen oder Metalloxiden, die durch Anlegen eines Magnetfeldess magnetisiert werden können, wie beispielsweise Eisen, Magnetit und Ferrit.
Ein Gemisch aus dem Bindemittelharz und dem Farbmittel (oder den magnetischen Pulvern) wird unter Aufschmelzen geknetet, und das geschmolzene Gemisch wird abgekühlt. Das gekühlte Gemisch wird einer Grob- oder Mittelpulverisierung ausgesetzt, um Rohmaterialpulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 30 bis 1.000 µm zu erhalten.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.

Beispiel 1

Ein Gemisch (Tonerrohmaterialien) aus den folgenden Komponenten:
Styrolacrylharz 100 Gewichtsteile
Magnetische Pulver (0,3 µm) 60 Gewichteteile
Mittel zum Steuern der negativen Aufladung 2 Gewichtsteile
Polypropylenharz mit niedrigem Molekulargewicht 4 Gewichtsteile
wurde unter Erhitzen geknetet und dann bis zum Verfestigen abgekühlt. Danach wurde das verfestigte Gemisch mit einer Hammermühle auf Partikel mit Partikelgrößen von 100 bis 1.000 µm grobpulverisiert. Dann wurde das auf diese Weise erhaltene pulverisierbare Rohmaterialpulver durch das gleiche Prozeßfließschema, wie in Figur 1 gezeigt, im gleichen Gasstrom-Pulverisator vorn Kollisionstyp pulverisiert. Als Klassifizierungseinrichtung zum Klassifieren des entstandenen pulverisierten Produktes in feine Pulver und grobe Pulver wurde ein fester pneumatischer Klassifizierungsseparator mit fester Wand verwendet.
Das Beschleunigungsrohr des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp besaß die folgenden Abmessungen gemäß Figur 2:
x = 80 mm, y = 45 mm ( Y/x ≈ 0,56) und ψ = 60º.
Das Beschleunigungsrohr besaß Sekundärlufteinlässe an acht Stellen in Umfangsrichtung, wie in Figur 3 gezeigt.
Die Druckluft wurde von der Druckluftversorgungsdüse in das Beschleunigungsrohr mit einem Durchsatz "a" von 6,4 Nm³/min (6,0 kg/cm²) eingeführt, und die unter Druck stehende Sekundärluft wurde in das Beschleunigungsrohr an vier Stellen A, C, E und G in Figur 3 eingeführt (die Stellen B, D, F und H waren geschlossen), und zwar jeweils mit einem Durchsatz "b" von 0,1 Nm³/min (6,0 kg/cm²).
Durchsatz der Sekundärluft "b"/Durchsatz der unter hohem Druck stehenden Luft "a" = 0,1 x 4/6,4 ≈ 0,06
Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden in die Pulverisationskammer 8 durch das Beschleunigungsrohr 3 vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 15 kg/h ausgestoßen. Man ließ sie mit der Kollisionsfläche der Kollisionsplatte 14 kollidieren, wodurch die pulverisierbaren Rohmaterialpulver pulverisiert wurden. Das entstandene pulverisierte Produkt wurde zum pneumatischen Klassifizierungsseparator gefördert, um feine Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die klassifizierten groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern durch den Rohmaterialeinlaß 1 zum Beschleunigungsrohr 3 zurückgeführt wurden.
Als Feinpulver wurden pulverisierte Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6,0 µm (gemessen über einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) mit einem Durchsatz von 15 kg/h gewonnen.

Beispiel 2

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 1 wurden im gleichen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp über das gleiche Prozeßfließschema wie in Figur 1 pulverisiert.
Ein fester pneumatischer Klassifizierungsseparator mit fester Wand wurde als Klassifizierungseinrichtung zum Klassifizieren der pulversierten Pulver in feine Pulver und grobe Pulver verwendet.
Das Beschleunigungsrohr 3 des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp besaß die folgenden Abmessungen gemäß Figur 2:
x = 80 mm, y = 45 mm (x/y ≈ 0,56) und ψ = 45º.
Das Beschleunigungsrohr besaß Sekundärlufteinlässe an acht Stellen in Umfangsrichtung gemäß Figur 3.
Die Druckluft wurde in das Beschleunigungsrohr von der Druckluftversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 6,4 Nm³/min (6,0 kg/cm²) eingeführt. Die unter Druck stehende Sekundärluft wurde in das Beschleunigungsrohr an vier Stellen A, C, E und G in Figur 3 eingeführt (B, D, F und H waren geschlossen), und zwar jeweils mit einem Durchsatz "b" von 0,1 Nm³/h (6,0 kg/(cm²).
Durchsatz der Sekundärluft "b"/Durchsatz der unter hohem Druck stehenden Luft = 0,1 x 4/6,4 ≈ 0,06
Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 16 kg/h zugeführt. Das entstandene pulverisierte Produkt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, und die feinen Pulver wurden als klassifizierte Pulver abgezogen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vorn Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr 3 zurückgeführt wurden.
Die pulverisierten Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6,0 µm (gemessen über einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) wurden mit einem Durchsatz von 16 kg/h als Feinpulver gewonnen.

Beispiel 3

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 1 wurden im gleichen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit dem gleichen Prozeßschema wie in Figur 1 pulverisiert.
Ein pneumatischer Klassifizierungsseparator mit fester Wand wurde als Klassifizierungseinrichtung zum Klassifizieren des pulverisierten Produktes in feine Pulver und grobe Pulver verwendet.
Das Beschleunigungsrohr des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp besaß die folgenden Abmessungen gemäß Figur 2:
x = 80 mm, y = 45 mm (x/y ≈ 0,56) und ψ = 45º.
Das Beschleunigungsrohr besaß Sekundärlufteinlässe an acht Stellen in Umfangsrichtung gemäß Figur 3.
Die Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 6,4 Nm³/min (6,0 kg/cm²) eingeführt, während die unter Druck stehende Sekundärluft von sechs Stellen A, B, C, E, H und G in Figur 3 eingeführt wurde (die Stellen D und F waren geschlossen), und zwar jeweils mit einem Durchsatz "b" von 0,1 Nm³/min (6,0 kg/cm²).
Durchsatz der Sekundärluft "b"/Durchsatz der unter hohem Druck stehenden Luft "a" = 0,1 x 6/6,4 ≈ 0,09
Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 9 kg/h zugeführt, und das entstandene pulverisierte Produkt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr 3 zurückgeführt wurden.
Die pulverisierten Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6,0 µm (gemessen durch einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) wurden mit einem Durchsatz von 19 kg/h als Feinpulver gewonnen.

Vergleichsbeispiel 1

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 1 wurden in einem herkömmlichen Gasstrom-Pulvensator vom Kollisionstyp ohne irgendeinen Sekundärlufteinlaß, wie in Figur 4 gezeigt, pulverisiert. Das pulverisierte Produkt wurde in einem pneumatischen Klassifizierungsseparator mit fester Wand als Klassifizierungsseparator zum Klassifizieren des pulverisierten Produktes in feine Pulver und grobe Pulver klassifiziert.
Druckluft wurde in das Beschleunigungsrohr 43 des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp aus der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 6,8 Nm³/min (6,0 kg/cm) eingeführt, und die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß mit einem Durchsatz von 12 kg/h zugeführt. Das pulverisierte Produkt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Pulverisierte Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6,0 µm (gemessen durch einen Coulter- Zähler (Öffnung: 100 µm)) wurden mit einem Durchsatz von 12 kg/h als Feinpulver gewonnen.

Beispiel 4

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 1 wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 20 kg/h in einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit der gleichen Konstruktion unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 eingeführt. Das pulverisierte Produkt wurde in den gleichen Klassifizierungsseparator wie in Beispiel 1 gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierten Rohmaterialpulvern vorn Einlaß 1 in das Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurden pulverisierte Pulver mit einer gewichtsdurch schnittlichen Partikelgröße von 7,5 m (gemessen durch einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) mit einem Durchsatz von 20 kg/h als Feinpulver gewonnen.

Beispiel 5

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 1 wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 24 kg/h in einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit der gleichen Konstruktion unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 eingegeben. Das pulverisierte Produkt wurde zum gleichen Klassifizierungsseparator wie in Beispiel 1 gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierten Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 in das Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Pulverisierte Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 7,5 µm (gemessen durch einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) wurden mit einem Durchsatz von 24 kg/h als Feinpulver gewonnen.

Vergleichsbeispiel 2

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 1 wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 16,5 kg/h in einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit der gleichen Konstruktion unter den gleichen Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 1 eingeführt.
Das pulverisierte Produkt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 in das Beschleunigungsrohr 43 zurückgeführt wurden.
Es wurden pulverisierte Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 7,5 µm (gemessen durch einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) mit einem Durchsatz von 16,5 kg/h als Feinpulver gewonnen.

Beispiel 6

Die gleichen pulversierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 1 wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß mit einem Durchsatz von 32 kg/h in einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit der gleichen Konstruktion unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 eingeführt.
Das pulverisierte Produkt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr 3 zurückgeführt wurden.
Es wurden pulverisierte Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11,0 µm (gemessen durch einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) mit einem Durchsatz von 32 kg/h als Feinpulver gewonnen.

Beispiel 7

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 1 wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß mit einem Durchsatz von 35 kg/h in einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit der gleichen Konstruktion unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 eingeführt.
Das pulverisierte Produkt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 in das Beschleunigungsrohr 3 zurückgeführt wurden.
Es wurden pulverisierte Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11,0 µm (gemessen durch einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) mit einem Durchsatz von 35 kg/h als Feinpulver gewonnen.

Vergleichsbeispiel 3

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 1 wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß mit einem Durchsatz von 28 kg/h in einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit der gleichen Konstruktion unter den gleichen Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 1 eingeführt.
Das pulverisierte Produkt wurde zumklassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vorn Einlaß 1 in das Beschleunigungsrohr 43 zurückgeführt wurden.
Es wurden pulverisierte Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 1,10 µm (gemessen durch einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) mit einem Durchsatz von 28 kg/h als Feinpulver gewonnen.
Die Ergebnisse der Beispiele 1 bis 7 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1
*1) Behandlungsleistungsverhältnis unter der Annahme, daß die Pulverisationsleistung pro 1 Nm³/min des Durchsatzes an zugeführter Hochdruckluft im Vergleichsbeispiel 1 auf 1 gesetzt wurde.
*2) Behandlungsleistungsverhältnis unter der Annahme, daß die Pulverisationsleistung pro 1 Nm³/min des Durchsatzes an zugeführter Hochdruckluft im Vergleichsbeispiel 2 auf 1 gesetzt wurde.
*3) Behandlungsleistungsverhältnis unter der Annahme, daß die Pulverisationsleistung pro 1 Nm³/min des Durchsatzes an zugeführter Hochdruckluft im Vergleichsbeispiel 3 auf 1 gesetzt wurde.

Beispiel 8

Es wurden die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 1 im gleichen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp und mit dem gleichen Prozeßschema wie in Figur 1 verwendet.
Ein pneumatischer Klassifizierungsseparator mit fester Wand wurde als Klassifizierungseinrichtung zum Klassifieren des pulverisierten Produktes in feine Pulver und grobe Pulver verwendet.
Das Beschleunigungsrohr des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp besaß die folgenden Abmessungen gemäß Figur 2:
x = 80 mm, y = 55 mm (y/x ≈ 0,69) und ψ = 45º.
Das Beschleunigungsrohr besaß Sekundärlufteinlässe an acht Stellen, wie in Figur 3 gezeigt.
Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 6,4 Nm³/min (6,0 kg/cm²) eingeführt, und unter Druck stehende Sekundärluft wurde von sechs Stellen A, B, C, E, H und G in Figur 3 (D und F waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz von 0,1 Nm³/min (6,0 kg/cm²).
Durchsatz der Sekundärluft "b"/Durchsatz der unter hohem Druck stehenden Luft "a" =0,1 x 6/6,4 ≈ 0,09
Die pulversierbaren Rohmaterialpulver wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß unter einem Durchsatz von 18,0 kg/h zugeführt. Das pulverisierte Produkt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver zu entfernen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurden pulverisierte Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6,0 µm (gemessen über einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) mit einem Durchsatz von 18,0 kg/h als Feinpulver gesammelt.

Beispiel 9

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 1 wurden gemäß dem gleichen Fließschema wie in Figur 1 pulverisiert.
Ein pneumatischer Klassifizierungsseparator mit fester Wand wurde als Klassifierungseinrichtung zum Klassifizieren des pulverisierten Produktes in feine Pulver und Pulver verwendet.
Das Beschleunigungsrohr des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp besaß die folgenden Abmessungen gemäß Figur 2:
x = 80 mm, y = 36 mm (y/x ≈ 0,45) und ψ = 45º.
Das Beschleunigungsrohr besaß Sekundärlufteinlässe an acht Stellen, wie in Figur 3 gezeigt.
Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 6,4 Nm³/min (6,0 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von sechs Stellen A, B, C, E, H und G in Figur 3 (D und F waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz von 0,1 Nm³/min (6,0 kg/cm²).
Durchsatz der Sekundärluft "b"/Durchsatz der unter hohem Druck stehenden Luft "a" =0,1 x 6/6,4 ≈ 0,09
Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß mit einem Durchsatz von 17,0 kg/h zugeführt. Das pulverisierte Produkt wurde dann zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver zu entfernen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern zum Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurden pulverisierte Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6,0 µm (gemessen über einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) mit einem Durchsatz von 17,0 kg/h als Feinpulver gesammelt.

Beispiel 10

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 1 wurden im gleichen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp gemäß dem gleichen Prozeßablauf pulverisiert.
Ein pneumatischer Klassifizierungsseparator mit fester Wand wurde als Klassifizierungseinrichtung zum Klassifizieren des pulverisierten Produktes in feine Pulver und grobe Pulver verwendet.
Das Beschleunigungsrohr des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp besaß die folgenden Abmessungen gemäß Figur 2:
x = 80 mm, y = 45 mm (y/x ≈ 0,56) und ψ = 45º.
Das Beschleunigungsrohr besaß Sekundärlufteinlässe an acht Stellen, wie in Figur 3 gezeigt.
Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 6,4 Nm³/min (6,0 kg/cm²) eingeführt, und atmosphärische Luft als komprimierte Sekundärluft wurde von vier Stellen A, C, E und G in Figur 3 (B, D, F und H waren geschlossen) eingeführt.
Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß mit einem Durchsatz von 13 kg/h zugeführt. Das pulverisierte Produkt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver zu entfernen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern zum Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurden pulverisierte Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6,0 µm (gemessen über einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) mit einem Durchsatz von 13 kg/h gesammelt, und die Pulverisationsleistung war größer als beim Vergleichsbeispiel 1.

Beispiel 11

Die folgenden Bestandteile:
Styrol-Butylacrylatcopolymer 100 Gewichtsteile
Magnetit 70 Gewichtsteile
Nigrosin 2 Gewichtsteile
Polyethylenharz mit niedrigem Molekulargewicht 3 Gewichtsteile
wurden in einem Henschel-Mischer gemischt, um ein Rohmaterialgemisch herzustellen. Dann wurde das Gemisch in einem Extruder geknetet, danach über eine Kühlwalze gekühlt und über eine Hammermühle einer Grobpulverisierung zu Partikeln mit Partikelgrößen von 100 bis 1.000 µm unterzogen. Das auf diese Weise erhaltene rohe pulverisierte Produkt wurde über das in Figur 5 gezeigte Fließschema zu pulvensierbaren Rohmaterialpulvern pulverisiert.
Ein rotierender pneumatischer Klassifizierungsseparator mit rotierenden Flügeln wurde als Einrichtung zum Klassifizieren des pulverisierten Produktes zu feinen Pulvern und groben Pulvern verwendet.
Das Beschleunigungsrohr des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp besaß die folgenden Abmessungen gemäß Figur 6:
x = 80 mm, y = 45 mm (xy/x ≈ 0,56) und ψ = 45º.
Das Beschleunigungsrohr besaß Sekundärlufteinlässe an acht Stellen in Umfangsrichtung gemäß Figur 3.
Druckluft wurde von der Druckluftversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 6,2 Nm³/min (6,0 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von vier Stellen A, C, E und G in Figur 3 (die Stellen B, D, F und H waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz von 0,1 Nm³/min (6,0 kg/cm²).
b/a= 0,1 x 4/6,4 ≈ 0,065
Der Klassifizierungspunkt des pneumatischen Klassifizierungsseparators mit drehenden Flügeln wurde so eingestellt, daß die volumendurchschnittliche Partikelgröße der Feinpulver 7,5 µm betragen konnte. Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden mit einem Durchsatz von 25 kg/h vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 eingeführt. Das entstandene Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Das Pulverisationsprodukt, das eine volumendurchschnittliche Partikelgröße von 7,5 µm besaß, wurde mit einem Durchsatz von 25 kg/h als Feinpulver gewonnen. Selbst während eines kontinuierlichen Betriebes über 3 h wurde überhaupt keine Erzeugung eines zusammengeschmolzenen Produktes beobachtet.
Die Partikelgrößenverteilung von Pulvern kann auf diverse Arten gemessen werden. Erfindungsgemäß findet jedoch ein Coulter-Zähler Verwendung. Als Coulter-Zähler wurde ein Coulter-Zähler vom Typ Ta - II (hergestellt von der Firma Coulter Co.) verwendet, der an eine Schnittstelle zur Abgabe einer Partikelzahlverteilung und einer Volumenverteilung (hergestellt von der Firma Nikkaki K.K.) und einen CX-1 Personalcomputer (hergestellt von der Firma Canon) angeschlossen wurde. Als Elektrolytlösung wurde eine wäßrige 1 %-ige NaCl-Lösung hergestellt, indem Natriumchlorid erster Qualität in Wasser gelöst wurde. Die Messung wurde durchgeführt, indem 0,1 bis 5 ml eines oberflächenaktiven Mittels als Dispergiermittel, vorzugsweise von Alkylbenzolsulfonat, 100 bis 150 ml der wäßrigen Elektrolytlösung zugesetzt wurden, wonach 2 bis 20 ml der zu messenden Probe zugesetzt wurden. Die die Probe in einem suspendierten Zustand enthaltende Elektrolytlösung wurde 1 bis etwa 3 min einer Dispersionsbehandlung ausgesetzt. Es wurde die Partikelgrößenverteilung von Partikeln mit Partikelgrößen von 2 bis 40 µm auf der Basis der Partikelzahl mit dem Coulter-Zähler, Typ TA-II, mit einer 100 µm Öffnung gemessen, und die sich auf die vorliegende Erfindung beziehenden Werte wurden aus den Messungen gewonnen.

Beispiel 12

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 11 wurden im gleichen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp gemäß dem gleichen Ablaufschema wie in Figur 5 pulverisiert.
Eine pneumatische Klassifizierungseinrichtung mit rotierenden Flügeln wurde als Einrichtung zum Klassifizieren des Pulverisationsproduktes in feine Pulver und grobe Pulver verwendet.
Das Beschleunigungsrohr des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp besaß die folgenden Abmessungen gemäß Figur 6:
x = 80 mm, y = 45 mm (y/x ≈ 0,56) und ψ = 55º.
Die Sekundärlufteinlässe waren die gleichen wie in Beispiel 11.
Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 6,2 Nm³/min (6,0 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von vier Stellen A, C, E und G in Figur 3 (die Stellen B, D, F und H waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz "b" von 0,1 Nm³/min (6,0 kg/cm²).
b/a= 0,1 x 4/6,2 ≈ 0,065
Der Klassifizierungspunkt des pneumatischen Klassifizierungsseparators mit rotierenden Flügeln wurde so eingestellt, daß die volumendurchschnittliche Partikelgröße der Feinpulver 7,5 pm betragen konnte. Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden mit einem Durchsatz von 24 kg/h vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 zugeführt. Das entstandene Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 7,5 µm mit einem Durchsatz von 24 kg/h als Feinpulver gewonnen.

Beispiel 13

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 11 wurden gemäß dem gleichen Ablaufschema wie in Figur 5 pulverisiert.
Als Klassifizierungseinrichtung zum Klassifizieren des Pulverisationsproduktes in feine Pulver und grobe Pulver wurde ein pneumatischer Klassifizierungsseparator mit rotierenden Flügeln verwendet.
Das Beschleunigungsrohr des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp besaß die folgenden Abmessungen gemäß Figur 6:
x = 80 mm, y = 45 mm (y/x ≈ 0,56) und ψ = 45º.
Die Sekundärlufteinlässe waren die gleichen wie in Beispiel 11.
Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 6,2 Nm³/min (6,0 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von sechs Stellen A, B, C, E, H und G (die Stellen D und F waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz "b" von 0,1 Nm³/min (6,0 kg/cm²).
b/a= 0,1 x 6/6,2 ≈ 0,097
Der Klassifizierungspunkt des pneumatischen Klassifizierungsseparators mit rotierenden Flügeln wurde so eingestellt, daß die volumendurchschnittliche Partikelgröße der Feinpulver 7,5 µm betragen konnte. Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden vorn Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 26 kg/h zugeführt. Das Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit dem pulverisierbaren Rohmaterialpulver zum Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 7,5 µm als Feinpulver bei einem Durchsatz von 26 kg/h gewonnen.

Vergleichsbeispiel 4

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie im Beispiel 11 wurden im gleichen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp gemäß dem gleichen Ablaufschema wie in Figur 8 pulverisiert.
Ein pneumatischer Klassifizierungsseparator mit rotierenden Flügeln wurde als Klassifizierungseinrichtung zum Klassifizieren des Pulverisationsproduktes in feine Pulver und grobe Pulver verwendet.
Druckluft wurde in das Beschleunigungsrohr des pneumatischen Pulverisators vom Kollisionstyp von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 6,6 Nm³/min (6,0 kg/cm²) eingeführt. Der Klassifizierungspunkt des pneumatischen Klassifizierungsseparators mit rotierenden Flügeln wurde so eingestellt, daß die volumendurchschnittliche Partikelgröße der Feinpulver 7,5 µm betragen konnte. Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 14 kg/h zugeführt. Das entstandene Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurde ein feines Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 7,5 µm als Feinpulver unter einem Durchsatz von 14 kg/h gewonnen.

Beispiel 14

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 11 wurden in einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp der gleichen Konstruktion gemäß dem gleichen Verfahrensschema wie in Beispiel 11 vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 28 kg/h eingeführt.
Der Klassifizierungspunkt des pneumatischen Klassifizierungsseparators wurde so eingestellt, daß die volumendurchschnittliche Partikelgröße der feinen Pulver 8,5 µm betragen konnte.
Das entstandene Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 8,5 µm als Feinpulver unter einem Durchsatz von 28 kg/h gewonnen.

Beispiel 15

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 11 wurden in einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp der gleichen Konstruktion gemäß dem gleichen Prozeßschema wie in Beispiel 13 vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 29 kg/h eingeführt.
Der Klassifizierungspunkt des pneumatischen Klassifizierungsseparators wurde so eingestellt, daß die volumendurchschnittliche Partikelgröße der Feinpulver 8,5 µm betragen konnte.
Das entstandene Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 8,5 µm als Feinpulver unter einem Durchsatz von 29 kg/h gewonnen.

Vergleichsbeispiel 5

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 11 wurden in einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp der gleichen Konstruktion gemäß dem gleichen Prozeßablauf wie im Vergleichsbeispiel 4 vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 17 kg/h eingeführt.
Der Klassifizierungspunkt des pneumatischen Klassifizierungsseparators wurde so eingestellt, daß die volumendurchschnittliche Partikelgröße 8,5 µm betragen konnte.
Das entstandene Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 8,5 µm als Feinpulver unter einem Durchsatz von 17 kg/h gewonnen.

Beispiel 16

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 11 wurden in einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp der gleichen Konstruktion gemäß dem gleichen Prozeßablauf wie in Beispiel 11 vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 32 kg/h eingeführt.
Der Klassifizierungspunkt des pneumatischen Klassifizierungsseparators wurde so eingestellt, daß die volumendurchschnittliche Partikelgröße der Feinpulver 975 µm betragen konnte.
Das entstandene Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 9,5 µm als Feinpulver unter einem Durchsatz von 32 kg/h gewonnen.

Beispiel 17

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 11 wurden in einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp der gleichen Konstruktion gemäß dem gleichen Prozeßablauf wie in Beispiel 13 vom Rohmaterialeinlaß 1 mit einem Durchsatz von 33 kg/h eingeführt.
Der Klassifizierungspunkt des pneumatischen Klassifizierungsseparators wurde so eingestellt, daß die volumendurchschnittliche Partikelgröße der Feinpulver 9,5 µm betragen konnte.
Das entstandene Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die Feinpulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 9,5 µm als Feinpulver unter einem Durchsatz von 33 kg/h gewonnen.

Vergleichsbeispiel 6

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 11 wurden in einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp der gleichen Konstruktion gemäß dem gleichen Prozeßablauf wie im Vergleichsbeispiel 4 vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 21 kg/h eingeführt.
Der Klassifizierungspunkt des pneumatischen Klassifizierungsseparators wurde so eingestellt, daß die volumendurchschnittliche Partikelgröße der Feinpulver 9,5 µm betragen konnte.
Das entstandene Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 9,5 µm als Feinpulver unter einem Durchsatz von 21 kg/h gewonnen.
Die Ergebnisse der Beispiele 11 bis 17 und der Vergleichsbeispiele 4 bis 6 sind in der nachfolgenden Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2
*1) Behandlungsleistungsverhältnis unter der Annahme, daß die Pulverisationsleistung pro 1 Nm³/min des Durchsatzes an zugeführter Hochdruckluft im Vergleichsbeispiel 4 auf 1 gesetzt wurde.
*2) Behandlungsleistungsverhältnis unter der Annahme, daß die Pulverisationsleistung pro 1 Nm³/min des Durchsatzes an zugeführter Hochdruckluft im Vergleichsbeispiel 5 auf 1 gesetzt wurde.
*3) Behandlungsleistungsverhältnis unter der Annahme, daß die Pulverisationsleistung pro 1 Nm³/min des Durchsatzes an zugeführter Hochdruckluft im Vergleichsbeispiel 6 auf 1 gesetzt wurde.

Beispiel 18

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 11 wurden gemäß dem gleichen Ablaufschema wie in Figur 5 pulverisiert.
Ein pneumatischer Klassifizierungsseparator mit rotierenden Flügeln wurde als Klassifizierungseinrichtung zum Klassifizieren des Pulverisationsproduktes in feine Pulver und grobe Pulver verwendet.
Das Beschleunigungsrohr des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp besaß die folgenden Abmessungen gemäß Figur 2:
x = 80 mm, y = 55 mm (y/x ≈ 0,69) und ψ = 45º.
Die Sekundärlufteinlässe waren die gleichen wie in Beispiel 11.
Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 6,2 Nm³/min (6,0 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von sechs Stellen A, B, C, E, H und G in Figur 3 (D und F waren geschlossen) eingeführt, jeweils mit einem Durchsatz von 0,1 Nm³/min (6,0 kg/cm²).
b/a= 0,1 x 6/6,2 ≈ 0,097
Der Klassifizierungspunkt des pneumatischen Klassifizierungsseparators mit rotierenden Flügeln wurde so eingestellt, daß die volumendurchschnittliche Partikelgröße 7,5 µm betragen konnte.
Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 26,0 kg/h Zugeführt. Das Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 7,5 µm (gemessen über einen Coulter-zähler (Öffnung: 100 µm)) als Feinpulver unter einem Durchsatz von 26,0 kg/h gewonnen.

Beispiel 19

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 11 wurden gemäß dem gleichen Ablaufschema wie in Figur 5 pulverisiert.
Ein pneumatischer Klassifizierungsseparator mit rotierenden Flügeln wurde als Klassifizierungseinrichtung zum Klassifizieren des Pulverisationsproduktes in feine und grobe Pulver verwendet.
Das Beschleunigungsrohr des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp besaß die folgenden Abmessungen gemäß Figur 6:
x = 80 mm, y = 36 mm (y/x ≈ 0,45) und ψ = 45º.
Die Sekundärlufteinlässe waren die gleichen wie in Beispiel 11.
Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 6,2 Nm³/min (6,0 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von sechs Stellen A, B, C, E, H und G in Figur 3 (D und F waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz von 0,1 Nm³/min (6,0 kg/cm²).
b/a= 0,1 x 6/6,2 ≈ 0,097
Der Klassifizierungspunkt des pneumatischen Klassifizierungsseparators mit rotierenden Flügeln wurde so eingestellt, daß die volumendurchschnittliche Partikelgröße 7,5 µm betragen konnte.
Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 24,0 kg/h zugeführt. Das Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurde ein pulverisiertes Produkt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 7,5 µm (gemessen über einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) als Feinpulver un ter einem Durchsatz von 24,0 kg/h gewonnen.

Beispiel 20

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 11 wurden gemäß dem gleichen Ablaufschema wie in Figur 5 pulverisiert.
Ein pneumatischer Klassifizierungsseparator mit rotierenden Flügeln wurde als Klassifizierungseinrichtung zum Klassifizieren des Pulverisationsproduktes in feine Pulver und grobe Pulver verwendet.
Das Beschleunigungsrohr des Gasstrom-Pulverisators vom Kollisionstyp besaß die folgenden Abmessungen gemäß Figur 6:
x = 80 mm, y = 45 mm (y/x ≈ 0,56) und ψ = 45º.
Die Sekundärlufteinlässe waren die gleichen wie in Beispiel 11.
Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 6,2 Nm³/min (6,0 kg/cm²) eingeführt, und atmosphärische Luft wurde als Sekundärluft von vier Stellen A, C, E und Gin Figur 3 (B, D, F und H waren geschlossen) als offenen Einlässen eingeführt.
Der Klassifizierungspunkt des pneumatischen Klassifizierungsseparators mit rotierenden Flügeln wurde so eingestellt, daß die volumendurchschnittliche Partikelgröße 7,5 µm betragen konnte.
Die pulversierbaren Rohmaterialpulver wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 15,5 kg/h zugeführt. Das Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Einlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden.
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 7,5 µm (gemessen über einen Coulter-Zähler (Öffnung: 100 µm)) als Feinpulver unter einem Durchsatz von 15,5 kg/h gewonnen. Die Pulverisationsleistung war größer als beim Vergleichsbeispiel 4.

Beispiel 21

Pulverisierbare Rohmaterialpulver wurden in einem Gasstrompulverisator vom Kollisionstyp gemäß dem in den Figuren 9 bis 12 gezeigten Ablaufschema pulverisiert.
Ein pneumatischer Klassifizierungsseparator mit rotierenden Flügeln wurde als Klassifizierungseinrichtung zum Klassifizieren des Pulverisationsproduktes in feine Pulver und grobe Pulver verwendet.
Der Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp besaß ein Beschleunigungsrohr 3 mit einem Auslaßinnendurchmesser von 25 mm und erfüllte die folgenden Bedingungen gemäß den Figuren 11 und 12:
{x = 80 mm, y = 45 mm und ψ = 45º Sekundärlufteinlässe 11 an 8 Stellen in Umfangsrichtung.
Das Kollisionselement 26 besaß eine säulenförmige Gestalt und bestand aus Aluminiumoxidkeramik mit einem Durchmesser von 60 mm. Die Kollisionsfläche 27 hatte eine konische Form mit einem Scheitelwinkel von 160º am Spitzenende. Die Mittelachse des Beschleunigungsrohres 3 fiel mit dem Spitzenende des Kollisionselementes 26 zusammen. Der geringste Abstand zwischen dem Auslaß 13 des Beschleunigungsrohres und der Kollisionsfläche 27 betrug 60 mm, und der geringste Abstand zwischen dem Kollisionselement 26 und der Wand 28 der Pulverisationskammer betrug 18 mm.
Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden aus den folgenden Komponenten hergestellt:
Polyesterharz 100 Gewichtsteile
Gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht (MW) = 50.000; Tg = 60ºC Pigment auf Phthalocyaninbasis 6 Gewichtsteile
Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht 2 Gewichtsteile
Steuermittel für negative Aufladung (Metallkomplex auf Azo-Basis) 2 Gewichtsteile
Die Tonerrohmaterialien, die aus den vorstehend genannten Komponenten bestanden, wurden im Gemisch bei etwa 180ºC über etwa 1,0 h schmelzgeknetet, dann abgekühlt und ver festigt. Dann wurde das abgekühlte geknetete Produkt über eine Hammermühle in Partikel mit Partikelgrößen von 100 bis 1.000 µm grobpulverisiert, um die pulverisierbaren Rohmaterialpulver zu erhalten.
Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse 2 mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von sechs Stellen F, G, H, J, L und M in Figur 12 (I und K waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz von 0,05 Nm³/min (6 kg/cm²).
Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 18 kg/h zugeführt. Das Pulverisationsprodukt wurde vom Auslaß 29 kontinuierlich zum Klassifizierungsseparator geführt, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver (Pulverisationsprodukt) zu entfernen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden. Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver unter einem Durchsatz von 18 kg/h gewonnen.
Der Pulverisationswirkungsgrad wurde durch Zufuhr der Sekundärluft zum Beschleunigungsrohr und durch Verwendung einer Kollisionsfläche des Kollisionselementes mit konischer Form unter einem Scheitelwinkel von 160º verbes sert. Des weiteren wurde die Pulverisationsleistung im Vergleich zu der des herkömmlichen Systems stark erhöht, ohne daß Zusammenschmelzungen oder Ansammlungen um das Kollisionselement herum auftraten.
Die Pulverisationsrate zur Erzeugung des Pulverisationsproduktes mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm als Feinpulver betrug 36 kg/h.

Beispiel 22

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 21 wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 21 in einem Gasstrom-Pulverisator vorn Kollisionstyp, der einen Beschleunigungsrohrauslaß 13 mit einem Innendurchmesser von 25 mm besaß und die nachfolgenden Bedingungen gemäß den Figuren 11 und 12 erfüllte, pulverisiert:
{x = 80 mm, y = 45 mm und ψ = 45º Die Sekundärlufteinlässe befanden sich an acht Stellen in Umfangsrichtung.
Es wurde ein Kollisionselement verwendet, dessen Kollisionsfläche eine konische Form mit einem Scheitelwinkel von 120º besaß. Druckluft wurde von der Druckluftversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von sechs Stellen F, G, H, J, L und M in Figur 12 (I und K waren geschlossen) eingeführt, jeweils mit einem Durchsatz von 0,05 Nm³/min (6 kg/cm²).
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver unter einem Durchsatz von 17 kg/h gewonnen. Bei der Herstellung von feinen Pulvern mit einer gewichtsdurch schnittlichen Partikelgröße von 11 µm als Pulverisationsprodukt wurden die feinen Pulver mit einem Durchsatz von 32 kg/h erhalten. Die Zuführrate der pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurde in Abhängigkeit von der Behandlungsleistung eingestellt.

Beispiel 23

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 21 wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 21 in einem Gasstrompulverisator vom Kollisionstyp, der einen Beschleunigungsrohrauslaß 13 mit einem Innendurchmesser von 25 mm aufwies und die folgenden Bedingungen gemäß den Figuren 11 und 12 erfüllte, pulverisiert:
{x=80 mm, y=45 mm und ψ=60º Die Sekundärlufteinlässe befanden sich an acht Stellen in Umfangsrichtung.
Es wurde ein Kollisionselement verwendet, dessen Kollisionsfläche eine konische Form mit einem Scheitelwinkel von 160º besaß. Druckluft wurde von der Druckluftversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von vier Stellen F, H, J, L in Figur 12 (G, 1, K und M waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz von 0,05 Nm³/min (6 kg/cm²).
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver unter einem Durchsatz von 14 kg/h gewonnen. Die Zuführrate der pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurde gemäß der Behandlungsleistung eingestellt. Bei der Herstellung von Feinpulvern mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm als Pulverisationsprodukt wurden die Feinpulver mit einem Durchsatz von 33 kg/h erhalten.

Vergleichsbeispiel 17

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 21 wurden in einem herkömmlichen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp gemäß Figur 4 pulverisiert. Im Pulverisator war die Kollisionsfläche 14 am Spitzenende des Kollisionselementes 4 als ebene Fläche senkrecht zur Axialrichtung des Beschleunigungsrohres 43 ausgebildet, und der Innendurchmesser des Auslasses 13 des Beschleunigungsrohres betrug 25 mm. Die Pulverisation wurde durchgeführt, indem ein Druckgas in das Beschleunigungsrohr 43 von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt wurde und indem der Klassifizierungsseparator so eingestellt wurde, daß feine Pulver als Pulverisationsprodukt eine gewichtsdurchschnittliche Partikelgröße von 6 µm aufweisen konnten.
Die pulverisierten oder pulverisierbaren Rohmaterialpulver, die mit der Kollisionsfläche 14 kollidierten, prallten in der zur Ausstoßrichtung des Beschleunigungsrohres entgegengesetzten Richtung zurück, so daß die Konzentration der pulverisierten oder pulverisierbaren Rohmaterialien, die um die Kollisionsfläche vorherrschte, ziemlich hoch war. Wenn die Zuführrate der pulverisierbaren Rohmaterialpulver 4,5 kg/h überstieg, begannen sich somit zusammengeschmolzene Produkte und angesammelte Produkte am Kollisionselement zu bilden, was zu Verstopfungen in der Pulverisationskammer oder dem Klassifizierungsseparator mit zusammengeschmolzenen Produkten führte. Somit mußte die Behandlungsleistung auf einen solchen Wert wie 4,5 kg/h reduziert werden, was eine Grenze für die Pulverisationsleistung darstellte.
Im Falle der Pulverisation, um feine Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm als Pulverisationsprodukt zu erhalten, begannen sich zusammengeschmolzene Produkte und angesammelte Produkte am Kollisionselement zu bilden, als die Zuführrate der pulvensierbaren Rohmaterialpulver einen Wert von 9 kg/h überstieg, was eine Grenze für die Pulverisationsleistung darstellte.

Vergleichsbeispiel 8

Die in Beispiel 21 verwendeten pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 7 in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp gemäß Figur 13 pulverisiert. Der Pulverisator war der gleiche Pulverisator wie im Vergleichsbeispiel 7, mit der Ausnahme, daß die Kollisionsfläche 27 am Spitzenende des Kollisionselementes 66 unter einem Winkel von 450 zur Axialrichtung des Beschleunigungsrohres 63 geneigt war. Die pulverisierten oder pulverisierbaren Pulver, die mit der Kollisionsfläche kollidierten, prallten in der Austrittsrichtung vom Auslaß 13 des Beschleunigungsrohres, verglichen mit Vergleichsbeispiel 7, zurück, so daß keine zusammengeschmolzenen Produkte oder Produktansammlungen gebildet wurden. Die Kollisionskraft war jedoch bei der Kollision mit der Kollisionsfläche schwächer, was zu einem schlechten Pulverisationswirkungsgrad führte. Somit wurden feine Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Pulverisationsprodukt unter einem Durchsatz von etwa 4,5 kg/h erhalten.
Im Falle der Erzeugung von feinen Pulvern mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm als Pulverisationsprodukt wurden die feinen Pulver nur mit einem Durchsatz von etwa 9 kg/h erhalten.

Vergleichsbeispiel 9

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 21 wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp pulverisiert. Der Gasstrom-Pulverisator besaß einen Beschleunigungsrohrauslaß 14 mit einem Innendurchmesser von 25 mm und ein Kollisionselement mit einer Kollisionsfläche mit konischer Form und einem Scheitelwinkel von 160º.
Die pulverisierten oder pulverisierbaren Pulver, die mit der Kollisionsfläche kollidierten, waren um das Kollisionselement herum nicht zusammengeschmolzen und bildeten keine Ansammlungen, da die Kollisionsfläche eine konische Form mit einem Scheitelwinkel von 160º besaß. Es wurden feine Pulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Pulverisationsprodukt unter einem Durchsatz von 11 kg/h erhalten.
Bei der Erzeugung von feinen Pulvern mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm als Pulverisationsprodukt wurden die feinen Partikel unter einem Durchsatz von 29 kg/h erzeugt. Es wurde jedoch kein höherer Pulverisationswirkungsgrad als bei den Beispielen 21 bis 23 erzielt.
Die Ergebnisse der Beispiele 21 bis 23 und der Vergleichsbeispiele 7 und 8 sind in den folgenden Tabellen 3- 1 und 3-2 gezeigt. Tabelle 3-1 Aufbau des Pulverisators und Pulverisierungsbedingungen Tabelle 3-2 Pulverisationsleistung
*1) Gewichtsdurchschnittliche Partikelgroße
*2) Behandlungsleistungsverhältnis pro 1 Nm³/min des Durchsatzes der zugeführten Hochdruckluft auf der Basis des Vergleichbeispiels 7 als 1,0.

Beispiel 24

Pulverisierbare Rohmaterialien wurden aus den folgenden Komponenten hergestellt:
Styrol-Acrylharz (MW = 200.000; Tg = 60ºC) 100 Gewichtsteile
Magnetische Pulver (Magnetit, durchschnittliche Partikelgröße 0,3 µm) 60 Gewichtsteile
Polypropylenharz mit niedrigem Molekulargewicht 4 Gewichtsteile
Steuermittel für negative Aufladung 2 Gewichtsteile
Ein aus den vorstehenden Komponenten als Tonerrohmaterialien bestehendes Gemisch wurde bei etwa 180ºC über etwa 1,0 h schmelzgeknetet, dann abgekühlt und verfestigt. Das verfestigte Gemisch wurde mit einer Hammermühle zu Partikeln mit Partikelgrößen von 100 bis 1.000 µm grobpulverisiert, um die pulverisierbaren Rohmaterialpulver zu erhalten, die im gleichen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp wie in Beispiel 21 unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 21 pulverisiert wurden.
Der Aufbau des Pulverisators und die Pulverisierungsbedingungen waren wie folgt: Aufbau: Beschleunigungsrohr Auslaßinnendurchmesser: 25 mm x = 80 mm, y = 45 mm und ψ = 45º Kollisionselement: Konische Form mit einer Kollisionsfläche unter einem Scheitelwinkel von 160º
Bedingungen: Druckgas wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von sechs Stellen F, G, H, J, L und M in Figur 12 (I und K waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz von 0,05 Nm³/min (6 kg/cm²).
Um ein Pulverisationbsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgrößenverteilung von 6 µm als Feinpulver zu erzeugen, betrug die Pulverisationsleistung 16,5 kg/h. Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm zu erzeugen, betrug die Pulverisationsleistung 34 kg/h.

Beispiel 25

Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 24 wurden in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit der gleichen Konstruktion unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 22 pulverisiert.
Der Aufbau des Pulverisators und die Pulverisationsbedingungen waren wie folgt: Aufbau: Beschleunigungsrohr Auslaßinnendurchmesser: 25 mm x = 80 mm, y = 45 mm und ψ = 45º Kollisionselement: Konische Form mit einer Kollisionsfläche unter einem Scheitelwinkel von 120º
Bedingungen: Druckgas wurde von der Druckgasversorgungs düse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von sechs Stellen F, G, H, J, L und M in Figur 12 (I und K waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz von 0,05 Nm³/min (6 kg/cm²).
Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver zu erzeugen, betrug die Pulverisationsleistung 15,5 kg/h. Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm zu erzeugen, betrug die Pulverisationsleistung 31 kg/h.

Beispiel 26

Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 24 wurden in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit der gleichen Konstruktion unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 23 pulverisiert.
Der Aufbau des Pulverisators und die Pulverisierungsbedingungen waren wie folgt: Aufbau: Beschleunigungsrohr Auslaßinnendurchmesser: 25 mm x = 80 mm, y = 45 mm und ψ = 60º Kollisionselement: Konische Form mit einer Kollisionsfläche unter einem Scheitelwinkel von 160º
Bedingungen: Druckgas wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt,und komprimierte Sekundärluft wurde von vier Stellen F, H, J und L in Figur 12 (G, I, K und M waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz von 0,05 Nm³/min (6 kg/cm²).
Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver zu erzeugen, betrug die Pulverisationsleistung 13 kg/h. Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm zu erzeugen, betrug die Pulverisationsleistung 31 kg/h.

Vergleichsbeispiel 10

Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 24 wurden in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit der gleichen Konstruktion unter den gleichen Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 7 pulverisiert.
Der Aufbau des Pulverisators und die Pulverisationsbedingungen wraen wie folgt: Aufbau: Beschleunigungsrohr Auslaßinnendurchmesser: 25 mm Kollisionselement: Die Kollisionsfläche war eine Ebene senkrecht zur Axialrichtung des Beschleunigungsrohres
Bedingungen: Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse unter einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) zugeführt.
Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver zu erzeugen, betrug die Pulverisationsleistung 8 kg/h. Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm zu erhalten, betrug die Pulverisationsleistung 19 kg/h.
Im Gegensatz zum Vergleichsbeispiel 7 wurden keine phänomene, wie zusammengeschmolzene Produkte und Ansammlungen auf dem Kollisionselement, beobachtet.

Vergleichsbeispiel 11

Die Pulverisationsrohmaterialpulver wie in Beispiel 24 wurden in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit der gleichen Konstruktion unter den gleichen Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 8 pulverisiert.
Der Aufbau des Pulverisators und die Pulverisierungsbedingungen waren wie folgt: Aufbau: Beschleunigungsrohr Auslaßinnendurchmesser: 25 mm Kollisionselement: Die Kollisionsfläche war eine Ebene, die unter einem Winkel von 45º zur Axialrichtung des Beschleunigungsrohres geneigt war. Bedingungen: Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) zugeführt.
Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver zu erzeugen, betrug die Pulverisationsleistung 5 kg/h. Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm zu erzeugen, betrug die Pulverisationsleistung 11 kg/h.

Vergleichsbeispiel 12

Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 24 wurden in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit der gleichen Konstruktion unter den gleichen Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 10 pulverisiert.
Der Aufbau des Pulverisators und die Pulverisierungsbedingungen waren wie folgt: Aufbau: Beschleunigungsrohr Auslaßinnendurchmesser: 25 mm Kollisionselement: Konische Form mit einer Kollisionsfläche unter einem Scheitelwinkel von 160º. Bedingungen: Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse unter einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) zugeführt.
Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver zu erzeugen, betrug die Pulverisationsleistung 10,5 kg/h. Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm zu erzeugen, betrug die Pulverisationsleistung 27 kg/h.
Wie vorstehend beschrieben, war der Pulverisationswirkungsgrad der Beispiele 24 bis 25 gegenüber dem der Vergleichsbeispiele 10 bis 12 verbessert. Insbesondere bei der Erzeugung eines pulverisierten Produktes mit kleineren Partikelgrößen als Feinpulver wurde ein sehr viel höherer Pulverisationswirkungsgrad erreicht.
Die Ergebnisse der Beispiele 24 bis 26 und Vergleichsbeispiele 10 bis 12 sind in den Tabellen 4-1 und 4-2 gezeigt. Tabelle 4-1 Aufbau des Pulverisators und Pulverisierungsbedingungen Tabelle 4-1 (Fortsetzung) Aufbau des Pulverisators und Pulverisierungsbedingungen Tabelle 4-2 Pulverisationsleistung
*1) Gewichtsdurchschnittliche Partikelgröße
*2) Behandlungsleistungsverhältnis pro 1 Nm³/min des Durchsatzes der zugeführten Hochdruckluft auf der Basis des Vergleichbeispiels 10 als 1,0.

Beispiel 27

Pulverisierbare Rohmaterialpulver wurden in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp gemäß dem in Figur 15 gezeigten Ablaufschema pulverisiert. Ein Gasstromklassifizierungsseparator mit rotierenden Flügeln wurde als Klassifizierungseinrichtung zum Klassifizieren des Pulverisationsproduktes in feine Pulver und grobe Pulver verwendet.
Der Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp besaß ein Beschleunigungsrohr 3 mit einem Auslaß 13 mit einem Innendurchmesser von 25 mm und erfüllte die folgenden Bedingungen gemäß den Figuren 11 und 12:
{x = 80 mm, y = 45 mm und ψ = 45º Sekundärlufteinlässe 10 an 8 Stellen in Umfangsrichtung, von denen 6 Stellen genutzt wurden.
Das Kollisionselement 36 besaß die Form einer kreisförmigen Säule mit einem Durchmesser von 60 mm und bestand aus Keramik auf Aluminiumoxidbasis. Es hatte eine konische Kollisionsfläche 37 mit einem Scheitelwinkel von 160º am Spitzenende. Die Mittelachse des Beschleunigungsrohres 3 fiel mit dem Spitzenende ds Kollisionselementes 36 zusammen. Der geringste Abstand zwischen dem Auslaß 13 des Beschleunigungsrohres und der Kollisionsfläche 37 betrug 60 mm, und der geringste Abstand zwischen dem Kollisionselement 36 und der Wand 38 der Pulverisationskammer betrug 18 mm. Die Pulverisationskammer besaß eine kreiszylindrische Form und hatte einen Innendurchmesser von 96 mm, wie in Figur 15A gezeigt.
Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurden aus den folgenden Komponenten hergestellt:
Polyesterharz 100 Gewichtsteile
(Gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht (MW) 50.000; Tg = 60ºC) Pigment auf Phthalocyaninbasis 6 Gewichtsteile
Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht 2 Gewichtsteile
Steuermittel für negative Aufladung (Metallkomplex auf Azobasis) 2 Gewichtsteile
Tonerrohmaterialien, die aus dem vorstehend erwähnten Gemisch bestanden, wurden bei etwa 180ºC über etwa 1,0 h schmelzgeknetet, dann abgekühlt und verfestigt. Das entstandene verfestigte Produkt wurde mit einer Hammermühle in Partikel mit Partikelgrößen von 100 bis 1.000 µm grobpulverisiert, um die pulverisierbaren Rohmaterialpulver zu erhalten.
Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse 2 unter einem Durchsatz "a" von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von 6 Stellen F, G, H, J, L und M in Figur 12 (I und K waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz "b" von 0,05 Nm³/min (6 kg/cm²).
b/a= 0,05 x 6/4,6 = 0,065
Die pulverisierbaren Rohmaterialpulyer wurden vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 mit einem Durchsatz von 21 kg/h zugeführt. Das Pulverisationsprodukt wurde zum Klassifizierungsseparator gefördert, um die feinen Pulver als klassifizierte Pulver (Pulverisationsprodukt) abzuziehen, während die groben Pulver zusammen mit den pulverisierbaren Rohmaterialpulvern vom Rohmaterialpulvereinlaß 1 zum Beschleunigungsrohr zurückgeführt wurden. Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver unter einem Durchsatz von 21 kg/h gewonnen.
Der Pulverisationswirkungsgrad wurde somit erhöht. Das war darauf zurückzuführen, daß Sekundärluft in das Beschleunigungsrohr eingeführt wurde, daß die Kollisionsfläche des Kollisionselementes eine konische Form mit einem Scheitelwinkel von 160º besaß und daß die Pulverisationskammer eine kreiszylindrische Form hatte. Um das Kollisionselement herum bildeten sich keine zusammengeschmolzenen Produkte und Produktansammlungen, und die Pulverisationsleistung war sehr viel höher als bei dem herkömmlichen Pulverisationssystem.
Bei der Erzeugung von Feinpulvern mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm als Pulverisationsprodukt betrug die Pulverisationsleistung 40 kg/h.

Beispiel 28

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 27 wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 21 in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp pulverisiert. Der Gasstrom-Pulverisator besaß einen Beschleunigungsrohrauslaß mit einem Innendurchmesser von 25 mm und erfüllte die nachfolgenden Bedingungen gemäß den Figuren 11 und 12:
{x = 80 mm, y = 45 mm (y/x = 0,56), ψ = 45º Die Sekundärlufteinlässe befanden sich an 8 Stellen in Umfangsrichtung (6 hiervon wurden benutzt).
Der Pulverisator besaß ferner ein Kollisionselement, dessen Kollisionsfläche eine konische Form mit einem Scheitelwinkel von 160º hatte. Die Pulverisationskammer hatte eine elliptische zylindrische Form (lange Achse: 134 mm, kurze Achse: 96 mm), wie in Fiugr 15b gezeigt. Es wurde Druckluft von der Druckluftversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von 6 Stllen F, G, H, J, L und M in Figur 12 (I und K waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils unter einem Durchsatz von 0,05 Nm³/min (6 kg/cm²).
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver unter einem Durchsatz von 20 kg/h gewonnen.
Bei der Erzeugung von Feinpulvern mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm als Pulverisationsprodukt wurden die feinen Pulver mit einem Durchsatz von 39 kg/h erhalten. Die Zuführrate der pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurde in Abhängigkeit von der Behandlungs leistung eingestellt.

Beispiel 29

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 27 wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 27 in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp pulverisiert. Der Pulverisator besaß einen Beschleunigungsrohrauslaß mit einem Innendurchmesser von 25 mm und erfüllte die nachfolgenden Bedingungen gemäß den Figuren 11 und 12:
x = 80 mm, y = 45 mm (y/x = 0,56), ψ = 60º Die Sekundärlufteinlässe befanden sich an 8 Stellen in Umfangsrichtung (4 hiervon wurden benutzt)
Es wurde ein Kollisionselement verwendet, dessen Kollisionsfläche eine konische Form mit einem Scheitelwinkel von 120º besaß. Die Pulverisationskammer hatte eine kreiszylindrische Form (Innendurchmesser: 96 mm), wie in Figur 15a gezeigt. Druckluft wurde von der Druckluftversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von vier Stellen F, H, J und L in Figur 12 (G, I, K und M waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils unter einem Durchsatz "b" von 0,05 Nm³/min ( 6 kg/cm²).
b/a= 0,05 x 4/4,6 ≈ 0,043)
Es wurde ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver unter einem Druchsatz von 17 kg/h gewonnen. Die Zuführrate der pulverisierbaren Rohmaterialpulver wurde in Abhängigkeit von der Behandlungsleistung eingestellt. Bei der Herstellung von Feinpulvern mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm als Pulverisationsprodukt wurden die Feinpulver unter einem Durchsatz von 34 kg/h erhalten.

Vergleichsbeispiel 13

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 27 wurden in einem herkömmlichen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp, der in Figur 4 gezeigt ist, pulverisiert. Im Pulverisator war die Kollisionsfläche 14 am Spitzenende des Kollisionselementes 4 eine ebene Fläche, die senkrecht zur Axialrichtung des Beschleunigungsrohres 43 verlief, war der Innendurchmesser des Auslasses 13 des Beschleunigungsrohres 25 mm groß und hatte die Pulverisationskammer Kastenform. Die Pulverisierung wurde durchgeführt, indem Druckgas in das Beschleunigungsrohr 43 von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt wurde. Der Klassifizierungsseparator wurde so eingestellt, daß Feinpulver als Pulverisationsprodukt eine gewichtsdurchschnittliche Partikelgröße von 6 µm aufweisen konnten.
Die pulverisierten oder pulverisierbaren Rohmaterialpulver, die mit der Kollisionsfläche 14 kollidierten, prallten in der Richtung entgegengesetzt zur Ausstoßrichtung des Beschleunigungsrohres zurück, so daß die Konzentration der pulverisierten oder pulverisierbaren Rohmaterialien um die Kollisionsfläche ziemlich hoch war. Wenn die Zuführrate der pulverisierbaren Rohmaterialpulver 4,5 kg/h überstieg, begannen sich zusammengeschmolzene Produkte und Produktansammlungen auf dem Kollisionselement zu bilden, was zu einem Verstopfen der Pulverisationskammer oder des Klassifizierungsseparators mit den zusammengeschmolzenen Produkten führte. Somit mußte die Behandlungsleistung auf einen Wert von 4,5 kg/h reduziert werden, der die Grenze für die Pulverisationsleistung darstellte.
Bei Durchführung einer Pulverisierung zum Erhalten von Feinpulvern mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm als Pulverisationsprodukt begannen sich zusammengeschmolzene Produkte und Produktansammlungen auf dem Kollisionselement auszubilden, als die Zuführrate der pulverisierbaren Rohmaterialpulver einen Wert von 9 kg/h überstieg, der die Grenze für die Pulverisationsleistung darstellte

Vergleichsbeispiel 14

Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 27 wurden in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 13 in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp, der in Figur 13 gezeigt ist, pulverisiert. Bei dem Pulverisator handelte es sich um den gleichen Pulverisator wie in Vergleichsbeispiel 13, mit der Ausnahme, daß die Kollisionsfläche 27 am Spitzenende des Kollisionselementes 66 unter einem Winkel von 45º zur Axialrichtung des Beschleunigungsrohres 63 geneigt war. Die pulverisierten oder pulverisierbaren Pulver, die mit der Kollisionsfläche kollidierten, prallten im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 13 in Austrittsrichtung vom Auslaß 14 des Beschleunigungsrohres zurück, so daß keine zusammengeschmolzenen Produkte oder Produktansammlungen gebildet wurden. Die bei der Kollision mit der Kollisionsfläche auftretende Kollisions kraft war jedoch schwächer, was zu einem schlechten Pulverisationswirkungsgrad führte. Somit wurden Feinpulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Pulverisationsprodukt nur mit einem Wert von etwa 4,5 kg/h erhalten.
Bei der Erzeugung von Feinpulvern mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm als Pulverisationsprodukt wurden die Feinpulver nur mit einem Wert von etwa 9 kg/h erhalten.

Vergleichsbeispiel 15

Die gleichen pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 27 wurden in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 13 in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp pulverisiert. Der Auslaß 13 des Beschleunigungsrohres des Pulverisators besaß einen Innendurchmesser von 25 mm. Die Kollisionsfläche seines Kollisionselementes hatte eine konische Form mit einem Scheitelwinkel von 160ºC, und seine Pulverisationskammer war kastenförmig ausgebildet.
Die pulverisierten oder pulverisierbaren Pulver, die mit der Kollisionsfläche kollidierten, waren nicht um das Kollisionselement herum zusammengeschmolzen und bildeten keine Ansammlungen, da die Kollisionsfläche eine konische Form mit einem Scheitelwinkel von 160º besaß. Es wurden Feinpulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Pulverisationsprodukt unter einem Durchsatz von 11 kg/h erhalten.
Um Feinpulver mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm als Pulverisationsprodukt zu erhalten, wurden die Feinpulver mit einem Durchsatz von 29 kg/h erzeugt. Es wurde jedoch kein höherer Pulverisationswirkungsgrad als bei den Beispielen 1 bis 3 erzielt.
Die Ergebnisse der Beispiele 27 bis 29 und der Vergleichsbeispiele 13 bis 15 sind in den nachfolgenden Tabellen 5-1 und 5-2 gezeigt. Tabelle 5-1 Aufbau des Pulverisators und Pulverisierungsbedingungen Tabelle 5-1 (Fortsetzung) Tabelle 5-2 Pulverisationsleistung
*1) Gewichtsdurchschnittliche Partikelgröße (bemessen über Coulter-Zähler)
*2) Behandlungsleistungsverhältnis pro 1 Nm³/min des Durchsatzes der zugeführten Hochdruckluft auf der Basis des Vergleichsbeispiels 13 als 1,0.

Beispiel 30

Pulverisierbare Rohmaterialien wurden aus den folgenden Komponenten hergestellt: Styrol-Acrylharz (MW = 200.000; Tg = 60ºC) 100 Gewichtsteile Magnetische Pulver (Magnetit, durchschnittliche Partikelgröße 0,3 µm) 60 Gewichtsteile Polypropylenharz mit niedrigem Molekulargewicht 4 Gewichtsteile Steuermittel für negative Aufladung 2 Gewichtsteile
Ein Gemisch, das aus vorstehend genannten Komponenten als Tonerrohmaterialien bestand, wurde bei etwa 180ºC über etwa 1,0 h schmelzgeknetet, dann abgekühlt und verfestigt. Das verfestigte Gemisch wurde mit einer Hammermühle in Partikel mit Partikelgrößen von 100 bis 1.000 µm grobpulverisiert, um die pulverisierbaren Rohmaterialpulver zu erhalten, die im gleichen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp in Beispiel 27 unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 27 pulverisiert wurden.
Der Aufbau des Pulverisators und die Pulverisierungsbedingungen waren wie folgt: Aufbau: Beschleunigungsrohr Auslaßinnendurchmesser: 25 mm x = 80 mm, y = 45 mm (y/x = 0,56) und ψ= 45º Kollisionselement: Konische Form mit einer Kollisionsfläche unter einem Scheitelwinkel von 160º Pulverisationskammer: Kreiszylindrische Form (Innendurchmesser 96 mm)
Bedingungen: Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von sechs Stellen F, G, H, J, L und M in Figur 12 (I und K waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz "b" von 0,05 Nm³/min (6 kg/cm²).
b/a= 0,05 x 6/4,6 = 0,065
Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver zu erhalten, betrug die Pulverisationsleistung 18,5 kg/h. Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm zu erhalten, betrug die Pulverisationsleistung 37 kg/h.

Beispiel 31

Die Pulverisationsrohmaterialpulver wie in Beispiel 30 wurden in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit dem gleichen Aufbau unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 28 pulverisiert.
Der Aufbau des Pulverisators und die Pulverisationsbedingungen waren wie folgt: Aufbau: Beschleunigungsrohr Auslaßinnendurchmesser: 25 mm x = 80 mm, y = 45 mm (y/x = 0,56) und ψ = 45º Kollisionselement: Konische Form mit einer Kollisionsfläche unter einem Scheitelwinkel von 160º Pulverisationskammer: Kreiszylindrische Form Lange Achse: 134 mm, kurze Achse: 96 mm
Bedingungen: Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von sechs Stellen F, G, H, J, L und M in Figur 12 (I und K waren geschlossen) eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz "b" von 0,05 Nm³/min (6 kg/cm²).
b/a= 0,05 x 6/4,6 = 0,065
Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver zu erhalten, betrug die Pulverisationsleistung 17,5 kg/h. Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm zu erhalten, betrug die Pulverisationsleistung 35 kg/h.

Beispiel 32

Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 30 wurden in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit dem gleichen Aufbau unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 29 pulverisiert.
Der Aufbau des Pulverisators und die Pulverisationsbedingungen waren wie folgt: Aufbau: Beschleunigungsrohr Auslaßinnendurchmesser: 25 mm x = 80 mm, y = 45 mm (y/x = 0,56) und ψ= 60º Kollisionselement: Konische Form mit einer Kollisionsfläche unter einem Scheitelwinkel von 120º Pulverisationskammer: Kreiszylindrische Form (Innendurchmesser 96 mm)
Bedingungen: Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz "a" von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt, und komprimierte Sekundärluft wurde von vier Stellen F, H, J, L (G, I, K und M waren geschlossen) in Figur 12 eingeführt, und zwar jeweils mit einem Durchsatz "b" von 0,05 Nm³/min (6 kg/cm²).
b/a= 0,05 x 4/4,6 = 0,043
Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6µm als Feinpulver zu erhalten, betrug die Pulverisationsleistung 15 kg/h. Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm zu erhalten, betrug die Pulverisationsleistung 32 kg/h.

Vergleichsbeispiel 16

Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 30 wurden in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit dem gleichen Aufbau unter den gleichen Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 13 pulverisiert.
Der Aufbau des Pulverisators und die Pulverisationsbedingungen waren wie folgt: Aufbau: Beschleunigungsrohr Auslaßinnendurchmesser: 25 mm Kollisionselement: Die Kollisionsfläche war eine Ebene senkrecht zur Axialrichtung des Beschleunigungsrohres. Pulverisationskammer: Kastenform
Bedingungen: Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm² eingeführt.
Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver zu erhalten, betrug die Pulverisationsleistung 8 kg/h. Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm zu erhalten, betrug die Pulverisationsleistung 19 kg/h. Im Gegensatz zum Vergleichsbeispiel 13 wurden keine phänomene, wie zusammengeschmolzene Produkte und Produktansammlungen auf dem Kollisionselement, beobachtet.

Vergleichsbeispiel 17

Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 30 wurden in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit dem gleichen Aufbau unter den gleichen Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 14 pulverisiert.
Der Aufbau des Pulverisators und die Pulverisationsbedingungen waren wie folgt: Aufbau: Beschleunigungsrohr Auslaßinnendurchmesser: 25 mm Kollisionselement: Die Kollisionsfläche war eine Ebene, die unter 45º zur Axialrichtung des Beschleunigungsrohres geneigt war. Pulverisationskammer: Kastenform
Bedingungen: Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt.
Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver zu erhalten, betrug die Pulverisationsleistung 5 kg/h. Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm zu erhalten, betrug die Pulverisationsleistung 11 kg/h.

Vergleichsbeispiel 18

Die pulverisierbaren Rohmaterialpulver wie in Beispiel 30 wurden in einem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit dem gleichen Aufbau unter den gleichen Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 16 pulverisiert.
Der Aufbau des Pulverisators und die Pulverisationsbedingungen waren wie folgt: Aufbau: Beschleunigungsrohr Auslaßinnendurchmesser: 25 mm Kollisionselement: Konische Form mit einer Kollisionsfläche unter einem Scheitelwinkel von 160º. Pulverisationskammer: Kastenform
Bedingungen: Druckluft wurde von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) eingeführt.
Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm als Feinpulver zu erhalten, betrug die Pulverisationsleistung 10,5 kg/h. Um ein Pulverisationsprodukt mit einer gewichtsdurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm zu erhalten, betrug die Pulverisationsleistung 27 kg/h.
Wie vorstehend erwähnt, konnte der Pulverisationswirkungsgrad gemäß den Beispielen 30 bis 32 im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 16 bis 18 verbessert werden. Insbesondere konnte bei der Erzeugung von Pulverisationsprodukten mit kleineren Partikelgrößen als Feinpulver eine größere Verbesserung des Pulverisationswirkungsgrades erzielt werden.
Die Ergebnisse der Beispiele 30 bis 32 und der Vergleichsbeispiele 16 bis 18 sind in den Tabellen 6-1 und 6- 2 aufgeführt. Tabelle 6-1 Aufbau des Pulverisators und Pulverisierungsbedingungen Tabelle 6-1 (Fortsetzung) Tabelle 6-2 Pulverisationsleistung
*1) Gewichtsdurchschnittliche Partikelgröße (gemessen über Coulter-Zähler
*2) Behandlungsleistungsverhältnis pro 1 Nm³/min des Durchsatzes der zugeführten Hochdruckluft auf des Basis des Vergleichbeispiels 16 als 1,0.

Beispiel 33

Styrol-Acrylsäureesterharz 100 Gewichtsteile
Magnetische Pulver 70 Gewichtsteile
Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht 6 Gewichtsteile
Steuermittel für negative Ladung 3 Gewichtsteile
Tonerrohmaterialien, die aus den vorstehend genannten Komponenten im Gemisch bestanden, wurden über einen biaxialen Extruder PCM-30 (hergestellt von der Firma Ikegal Tekko K.K., Japan) schmelzgeknetet. Nach dem Abkühlen und der Verfestigung wurde das verfestigte Produkt durch eine mechanische Pulverisierungseinrichtung, wie beispielsweise eine Hammermühle, in Partikel mit Partikelgrößen von 0,1 bis 1 mm grobpulverisiert.
Das auf diese Weise erhaltene grobe Pulverisationsprodukt wurde gemäß dem in Figur 18 gezeigten Fließschema einem Pulverisationssystem zugeführt, das einen pneumatischen Klassifizierungsseparator, wie in Figur 16 gezeigt, und einen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp aufwies, der ein Kollisionselement besaß, dessen Kollisionsfläche eine konische Form mit einem Scheitelwinkel von 160º hatte, wie in Figur 9 gezeigt. Das Produkt wurde einer Feinpulverisation unterzogen, indem Druckluft in den Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp von der Druckgasversorgungsdüse unter einem Durchsatz von 4,0 Nm³/min (5 kg/cm²) und komprimierte Sekundärluft von 6 Stellen F, G, H, J, L und M in Figur 12, jeweils mit einem Durchsatz von 0,05 Nm³/min (5,5 kg/cm²), eingeführt wurden. Auf diese Weise wurde ein feines Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm (gemessen über einen Coulter-Zähler) erhalten.
Die Partikelgrößenverteilung des auf diese Weise erhaltenen feinen Pulverisationsproduktes hatte eine volumendurchschnittliche Partikelgröße von 11,0 µm, eine Volumenfrequenz von 12,1 % für Partikelgrößen von weniger als 6,35 µm und eine Volumenfrequenz von 0,6 % für Partikelgrößen von mehr als 20,2 µm.
Das auf diese Weise erhaltene feine Pulverisationsprodukt wurde über einen Ellbogenstrahl-Klassifizierungsseparator (hergestellt von der Firma Nittetsu Kogyo K.K., Japan) klassifiziert, um feinere Pulver zu entfernen. Es wurde ein Klassifizierungsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 11,6 µm, einer Volumenfrequenz von 2,3 % für Partikelgrößen von weniger als 6,35 µm und einer Volumenfrequenz von 0,9 % für Partikelgrößen von mehr als 20,2 µm mit einer Ausbeute von 83 % erhalten. Dann wurden 0,4 Gew.% Siliciumdioxid, auf der Basis des Klassifizierungsproduktes, zugesetzt, um eine Tonerprobe herzustellen.

Vergleichsbeispiel 19

Das in Beispiel 33 verwendete grobe Pulverisationsprodukt wurde einer Feinpulverisierung in einem Pulverisierungssystem ausgesetzt, das einen herkömmlichen Gasstromklassifizierungsseparator Typ DS-UR (hergestellt von der Firma Nihon Pneumatic Kogyo K.K. Japan), wie in Figur 20 gezeigt, und einen herkömmlichen Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp der Bezeichnung Jet Mill type PJM-I aufwies (die Kollisionsfläche des Kollisionselementes dieses Pulverisators war eine Ebene senkrecht zur Axialrichtung des Beschleunigungsrohres), wie in Figur 4 gezeigt. Die Pulverisation erfolgte durch Einführen von Druckluft in den Pulverisator mit einem Durchsatz von 4 Nm³/min (5 kg/cm²), um ein Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 11 µm zu erhalten.
Die Leistung für die Feinpulverisierung (= Zuführrate des Grobpulverisationsproduktes) entsprach etwa der 0,6-fachen Leistung von Beispiel 33. Die Partikelgrößenverteilung des entstandenen Feinpulverisationsproduktes hatte eine volumendurchschnittliche Partikelgröße von 11,1 m, eine Volumenfrequenz von 15,3 % für Partikelgrößen von weniger als 6,3 µm und eine Volumenfrequenz von 1,3 % für Partikelgrößen von mehr als 20,2 µm.
Das auf diese Weise erhaltene feine Pulverisationsprodukt wurde über einen Ellbogenstrahl-Klassifizierungsseparator klassifiziert, um feinere Pulver zu entfernen. Es wurde ein Klassifizierungsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 11,6 µm, einer Volumenfrequenz von 2,7 % für Partikelgrößen von weniger als 6,35 µm und eine Volumenfrequenz von 1,6 % für Partikelgrößen von mehr als 20,2 µm mit einer Ausbeute von 74 % erhalten. Dann wurden 0,4 Gew.% Siliciumdioxid, auf der Basis des Pulverisationsproduktes, dem Klassifizierungsprodukt zugesetzt, um eine Tonerprobe herzustellen.
Diese beiden gemäß Beispiel 33 und Vergleichsbeispiel 19 hergestellten Tonerproben wurden Kopiertests unterzogen, wobei ein Kopierer NP-5040 (hergestellt von der Firma Canon, Japan) verwendet wurde. Es wurden Haltbarkeitstests für jeweils 100.000 Blatt bei normaler Atmosphäre von 23ºC und 65 % relativer Luftfeuchtigkeit duchgeführt, und es wurde festgestellt, daß der Toner gemäß Beispiel 33 eine anfängliche Buddiche von 1,32 und eine Bilddichte von 1,37 ± 0,03 während des Haltbarkeitstests aufwies und eine im wesentlichen gleichmäßige Bilddichte besaß und daß die Abnahme der Dichte aufgrund der Zuführung des Toners innerhalb von 0,05 lag und somit das Bild hierdurch nicht beeinflußte. Während des Haltbarkeitstests wurde überhaupt keine schlechte Reinigung, Filmbildung etc. festgestellt.
Im Falle des Toners des Vergleichsbeispiels 19 betrug die anfängliche Bilddichte nur 1,10 und stieg mit fortlaufendem Haltbarkeitstest auf ein Niveau von 1,35 ± 0,07. Zum Zeitpunkt der Zugabe des Toners sank die Bilddichte wieder auf ein Niveeau von 1,05 ab. Es war jedoch eine beträchtliche Menge von Blättern erforderlich, bis wieder eine ausreichende Bilddichte erhalten wurde. Des weiteren trat ein schlechter Reinigungseffekt auf, nachdem etwa 30.000 Blätter kopiert worden waren.
Entsprechende Haltbarkeitstests wurden in einer Atmosphäre mit geringer Feuchtigkeit von 15ºC und 10 % relativer Luftfeuchtigkeit durchgeführt. Im Falle des Toners des Vergleichsbeispiels 19 wurde auf der Entwicklungshülse eine wellige Unebenheit festgestellt. Auf dem gesamten Schwarzbild wurden Leerbereiche festgestellt.

Beispiel 34

Styrol-Acrylsäureesterharz 100 Gewichtsteile
Magnetische Pulver 80 Gewichtsteile
Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht 4 Gewichtsteile
Steuermittel für positive Ladung 2 Gewichtsteile
Tonerrohmaterialien, die aus den vorstehenden Komponenten im Gemisch bestanden, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 33 behandelt, um ein Grobpulverisationsprodukt zu erhalten.
Das auf diese Weise erhaltene Grobpulverisationsprodukt wurde im gleichen Pulverisiersystem wie in Beispiel 33 einer Feinpulverisation ausgesetzt, indem Druckluft in den Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm² und komprimierte Sekundärluft von sechs Stellen F, G, H, J, L und M in Figur 12, jeweils mit einem Durchsatz von 0,05 Nm³/min (5,5 kg/cm²) eingeführt wurden. Auf diese Weise wurde ein feines Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 7 µm (gemessen durch einen Coulter-Zähler) erhalten.
Die Partikelgrößenverteilung des auf diese Weise erhaltenen feinen Pulverisationsproduktes hatte eine volumendurchschnittliche Partikelgröße von 7,0 µm, eine Volumenfrequenz von 20,0 % für Partikelgrößen von weniger als 5,04 µm und eine Volumenfrequenz von 0,4 % für Partikelgrößen von mehr als 12,7 µm.
Das auf diese Weise erhaltene feine Pulverisationsprodukt wurde über einen Ellbögenstrahl-Klassifizierungsseparator klassifiziert, und es wurde ein Klassifizierungsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 6,6 µm, einer Volumenfrequenz von 7,5 % für Partikelgrößen von weniger als 5,04 µm und einer Volumenfrequenz von 1,0 % für Partikelgrößen von mehr als 12,7 µm mit einer Ausbeute von 79 % erhalten. Dann wurden 0,6 Gew.% Siliciumdioxid, auf der Basis des Klassifizierungsproduktes, zugesetzt, um eine Tonerprobe herzustellen.

Vergleichsbeispiel 20

Das in Beispiel 34 verwendete grobe Pulverisationsprodukt wurde einer Feinpulverisierung im gleichen herkömmlichen Pulverisierungssystem wie in Vergleichsbeispiel 19 ausgesetzt, indem Druckluft dem Gasstrompulverisator vom Kollisionstyp mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) zugesetzt wurde, um ein feines Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 7 µm zu erahlten.
Die Leistung für die Feinpulverisierung (= Zuführrate des Grobpulverisationsproduktes) entsprach etwa der 0,55- fachen Leistung von der von Beispiel 34, und die Partikelgrößenverteilung des entstandenen feinen Pulverisationsproduktes hatte eine volumendurchschnittliche Partikelgröße von 6,9 m, eine Volumenfrequenz von 30,3 % für Partikelgrößen von weniger als 5,04 µm und eine Volumenfrequenz von 4,7 % für Partikelgrößen von mehr als 12,7 µm.
Das auf diese Weise erhaltene feine Pulverisationsprodukt wurde über einen Ellbogenstrahl-Klassifizierungsseparator klassifiziert, und es wurde ein Klassifizierungsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 7,6 µm, einer Volumenfrequenz von 7,7 % für Partikelgrößen von weniger als 5,04 µm und einer Volumenfrequenz von 1,2 % für Partikelgrößen von mehr als 12,7 µm mit einer Ausbeute von 61 % erhalten. Dann wurden 0,6 Gew.% Siliciumdioxid, auf der Basis des Pulverisationsproduktes, zugesetzt, um eine Tonerprobe herzustellen.
Diese beiden gemäß Beispiel 34 und Vergleichsbeispiel 20 hergestellten Proben, wurden Kopiertests unter Verwendung eines Kopierers NP-4835 (hergestellt von der Firma Canon, Japan) unterzogen. Haltbarkeitstests wurden durchgeführt für jeweils 50.000 Blätter in normaler Atmosphäre, und es wurde festgestellt, daß der Toner von Beispiel 34 eine anfängliche Bilddiche von 1,38 innerhalb eines Bereiches von ± 0,05 als Bilddichte beibehalten konnte, ohne daß die Dichte zum Zeitpunkt der Zugabe des Toners abfiel. Es wurden überhaupt keine pHänomene, wie schlechte Reinigung und verunreinigte Bilder, beobachtet. Im Falle des Toners des Vergleichsbeispiels 20 betrug die anfängliche Bilddichte 1,20 und stieg mit zunehmendem Fortschritt des Haltbarkeitstests auf 1,35 ± 0,07 an, sank jedoch bei der Zugabe des Toners wieder auf 1,15 ab. Es wurde eine schlechte Reinigung beobachtet, nachdem 30.000 Blätter kopiert worden waren.

Beispiel 35

Das gleiche Grobpulverisationsprodukt wie in Beispiel 34 wurde einer Feinpulverisation im gleichen Pulverisationssystem wie in Beispiel 33 unterzogen, indem Druckluft in den Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp von der Druckgasversorgungsdüse mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) und komprimierte Sekundärluft von sechs Stellen F, G, H, J, L und M in Figur 12, jeweils mit einem Durchsatz von 0,05 Nm³/min (5,5 kg/cm²), eingeführt wurden. Auf diese Weise wurde ein feines Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm (gemessen durch einen Coulter-Zähler) erhalten.
Die Partikelgrößenverteilung des auf diese Weise erhaltenen feinen Pulverisationsproduktes hatte eine volumendurchschnittliche Partikelgröße von 5,9 µm, eine Volumenfrequenz von 15,2 % für Partikelgrößen von weniger als 4,00 µm und eine Volumenfrequenz von 1,5 % für Partikelgrößen von mehr als 10,08 µm.
Das auf diese Weise erhaltene feine Pulverisationsprodukt wurde über einen Ellbogenstrahl-Klassifizierungs separator klassifiziert, und es wurde ein Klassifizierungsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 6,5 µm, einer Volumenfrequenz von 5,3 % für Partikelgrößen von weniger als 4,00 µm und einer Volumenfrequenz von 1,6 % für Partikelgrößen von mehr als 10,08 µm mit einer Ausbeute von 75 % erhalten. Dann wurden 1,2 Gew.% Silicium dioxid, auf der Basis des Klassifizierungsproduktes, zugesetzt, um eine Tonerprobe herzustellen.

Vergleichsbeispiel 21

Das in Beispiel 34 verwendete Grobpulverisationsprodukt wurde einer Feinpulverisierung im gleichen herkömmlichen Pulverisierungssystem wie in Vergleichsbeispiel 19 unterzogen, indem Druckluft dem Gasstrom-Pulverisator vom Kollisionstyp mit einem Durchsatz von 4,6 Nm³/min (6 kg/cm²) zugesetzt wurde, um ein feines Pulverisationsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 6 µm zu erhalten.
Die Leistung für die Feinpulverisierung (= Zuführrate des Grobpulverisationsproduktes) entsprach etwa dem 0,5-fachen der Leistung von Beispiel 35, und die Partikelgrößenverteilung des entstandenen feinen Pulverisationsproduktes hatte eine volumendurchschnittliche Partikelgröße von 6,2 m, eine Volumenfrequenz von 15,8 % für Partikelgrößen von weniger als 4,00 µm und eine Volumenfrequenz von 3,3 % für Partikelgrößen von mehr als 10,08 µm.
Das auf diese Weise erhaltene feine Pulverisationsprodukt wurde mit einem Ellbogenstrahl-Klassifizierungsseparator klassifiziert, und es wurde ein Klassifizierungsprodukt mit einer volumendurchschnittlichen Partikelgröße von 6,7 µm, einer Volumenfrequenz von 5,6 % für Partikelgrößen von weniger als 4,00 µm und einer Volumenfrequenz von 2,4 % für Partikelgrößen von mehr als 10,08 µm in einer Ausbeute von 65 % erhalten. Dann wurden 1,2 Gew.% Siliciumdioxid, auf der Basis des Pulverisationsproduktes, zugesetzt, um eine Tonerprobe herzustellen.
Diese beiden gemäß Beispiel 35 und Vergleichsbeispiel 21 hergestellten Tonerproben wurden Kopiertests unter Verwendung eines Kopierers NP-4835 (hergestellt von der Firma Canon, Japan) unterzogen. Haltbarkeitstests wurden jeweils für 50.000 Blatt in normaler Atmosphäre durchgeführt, und es wurde festgestellt, daß der Toner von Beispiel 35 eine anfängliche Bilddiche von 1,25 innerhalb eines Bereiches von ± 0,05 als Bilddichte aufrechterhalten konnte, ohne daß die Dichte zum Zeitpunkt der Zugabe des Toners abfiel. Es wurden überhaupt keine phänomene, wie schlechte Reinigung und verunreinigte Bilder, beobachtet. Im Falle des Toners des Vergleichsbeispiels 21 betrug die anfängliche Bilddichte 1,05 und stieg auf 1,20 ± 0,07 mit fortschreitendem Haltbarkeitstest an, fiel jedoch zum Zeitpunkt der Zugabe des Toners wieder auf 1,05 ab. Nach dem Kopieren von 20.000 Blatt wurde eine schlechte Reinigung beobachtet.
Darüber hinaus trat beim Toner des Vergleichsbeispiels 21 im Vergleich zum Beispiel 35 bei einer Atmosphäre mit niedriger Feuchtigkeit Nebelbildung auf.
Wie vorstehend erläutert, kann bei dem vorliegenden Verfahren zur Herstellung eines Toners mit geringen Kosten ein Toner zum Entwickeln eines elektrostatisch aufgeladenen Bildes erhalten werden, der eine hohe und stabile Bilddichte und eine gute Haltbarkeit ohne das Auftreten von Bilddefekten, wie Nebelbildung, schlechte Reinigung etc., besitzt. Des weiteren kann ein Toner zum Entwickeln eines elektrostatisch aufgeladenen Bildes in wirksamer Weise erhalten werden, der eine viel geringere Partikelgröße aufweist.

Claims

1. Pneumatischer Pulverisator mit einem Beschleunigungsrohr (3, 53) zum Fördern von Pulvern (7) unter Beschleunigung durch ein unter hohem Druck stehendes Gas, einer Pulverisationskammer (8, 25, 35), einem Kollisionselement (4, 26, 36) zum Pulverisieren der vom Beschleunigungsrohr (3, 53) ausgestoßenen Pulver über eine Kollisionskraft, wobei das Kollisionselement (4, 26, 36) gegen den Auslaß (13) des Beschleunigungs rohres (3, 53) angeordnet ist, und einem Rohmaterialpulvereinlaß (1), der am Beschleunigungsrohr (3, 53) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rohmaterialpulvereinlaß (1) und dem Auslaß (13) des Beschleunigungsrohres (3, 53) ein Sekundärlufteinlaß (10) nur zum Einführen von Luft vorgesehen ist, wobei der Abstand x zwischen dem am Beschleunigungsrohr (3, 53) vorgesehenen Rohmaterialpulvereinlaß (1) und dem Auslaß (13) des Beschleunigungsrohres (3, 53) und der Abstand y zwischen dem Rohmaterialpulvereinlaß (1) und dem Sekundärlufteinlaß (10) die folgende Bedingung erfüllen:

0,2 ≤ y/x ≤ 0,9

und wobei der Eintrittswinkel ψ eines Kanales, der den am Beschleunigungsrohr (3, 53) vorgesehenen Sekundärlufteinlaß (10) aufweist, in bezug auf die Axialrichtung des Beschleunigungsrohres (3, 53) die folgende Bedingung erfüllt:

10º ≤ ψ ≤ 80º

2. Pneumatischer Pulverisator nach Anspruch 1, bei dem das Beschleunigungsrohr (3) ein solches vom Laval-Typ ist.

3. Pneumatischer Pulverisator nach Anspruch 1, bei dem das Beschleunigungsrohr (53) ein solches vom Ejektor Typ ist.

4. Pneumatischer Pulverisator nach Anspruch 1, bei dem der Spitzenendteil der Kollisionsfläche (27, 37) des Kollisionselementes (26, 36) konisch ausgebildet ist und einen Scheitelwinkel von 110º bis unter 180º aufweist.

5. Pneumatischer Pulverisator nach Anspruch 4, bei dem die Pulverisationskammer (35) eine kreisförmige oder elliptische Gestalt mit einer Mittelachse in Axialrichtung des Beschleunigungsrohres (3) aufweist.

6. Pneumatischer Pulverisator nach Anspruch 1, bei dem die Sekundärlufteinlässe (10) in Umfangsrichtung an vier bis acht Stellen des Beschleunigungsrohres (3, 53) vorgesehen sind.

7. Pulverisationsverfahren mit den Schritten des Förderns eines Rohmaterialpulvers (7), das von einem Rohmaterialpulvereinlaß (1) zugeführt wird, unter Beschleunigung durch ein unter hohem Druck stehendes Gas durch ein Beschleunigungsrohr (3, 53), Abgebens des Rohmaterialpulvers in eine Pulverisationskammer (8, 25, 35) am Auslaß (13) des Beschleunigungsrohres (3, 53) und Kollidierenlassens des Rohmaterialpulvers mit einem Kollisionselement (4, 26, 36), das gegen den Auslaß (13) angeordnet ist, um auf diese Weise das Rohmaterialpulver (7) zu pulverisieren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sekundärlufteinlaß (10) zum Einführen nur von Luft zwischen dem Rohmaterialpulvereinlaß (1) und dem Auslaß (13) des Beschleunigungsrohres vorgesehen ist und Sekundärluft vom Sekundärlufteinlaß (10) in das Beschleunigungsrohr (3, 53) eingeführt wird, wobei der Abstand x zwischen dem am Beschleunigungsrohr (3, 53) vorgesehenen Rohmaterialpulvereinlaß (1) und dem Auslaß (13) des Beschleunigungsrohres (3, 53) und der Abstand y zwischen dem Rohmaterialpulvereinlaß (1) und dem Sekundärlufteinlaß (2) die nachfolgende Bedingung erfüllen:

0,2 ≤ y/x ≤ 0,9

und wobei der Eintrittswinkel ψ eines den am Beschleunigungsrohr (3, 53) vorgesehenen Sekundärlufteinlaß (10) aufweisenden Kanales in bezug auf die Axialrichtung des Beschleunigungsrohres (3, 53) die nachfolgende Bedingung erfüllt:

10º ≤ ψ ≤ 80º.

8. Pulverisationsverfahren nach Anspruch 7, bei dem der Durchsatz "a" Nm³/min eines Hochdruckgases zum Fördern des unter Beschleunigung in das Beschleunigungsrohr (3, 53) eingeführten Rohmaterialpulvers und der Durchsatz "b" Nm³/min der in das Beschleunigungsrohr (3, 53) eingeführten Sekundärluft die folgende Bedingung erfüllen:

0,001 ≤ b/a = 0,5

9. Pulverisationsverfahren nach Anspruch 71 bei dem die Pulver mit dem Kollisionselement (26, 30) kollidieren, dessen Kollisionsfläche (27, 37) einen Spitzenendteil mit konischer Form und einem Scheitelwinkel von 110º bis unter 180º aufweist, und auf diese Weise pulverisiert werden und bei dem man das aus dieser Kollision resultierende Pulverisationsprodukt eine sekundäre Kollision mit den Wänden (27, 56) der Pulverisationskammer (25, 35) eingehen läßt, wodurch eine weitere Pulverisation erfolgt.

10. Pneumatisches Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Sekundärluft von vier bis acht Stellen in Umfangsrichtung des Beschleunigungsrohres (3, 53) eingeführt wird.