JP2007185564A - Apparatus for dispersing powder, equipment for treating powder and method for manufacturing toner - Google Patents
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Description
本発明は、粉体分散装置および粉体処理設備ならびにトナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a powder dispersion device, a powder processing facility, and a toner manufacturing method.
画像形成に用いられるトナーは、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有する組成物である。結着樹脂は、それ自身では成型できない着色剤を結着樹脂中に分散させて成型するための樹脂である。着色剤は、有機または無機顔料もしくは染料などの色材である。トナーには、結着樹脂および着色剤の他に、ワックスおよび帯電制御剤などの添加剤が含有されてもよい。トナーは、たとえば粉砕法、懸濁重合法または乳化重合法などの製造方法によって製造される。これらのトナーの製造方法の中でも、製造コストなどの点から粉砕法が特に好ましい。 The toner used for image formation is a composition containing at least a binder resin and a colorant. The binder resin is a resin for molding by dispersing a colorant that cannot be molded by itself in the binder resin. The colorant is a colorant such as an organic or inorganic pigment or dye. In addition to the binder resin and the colorant, the toner may contain additives such as a wax and a charge control agent. The toner is produced by a production method such as a pulverization method, a suspension polymerization method or an emulsion polymerization method. Among these toner production methods, the pulverization method is particularly preferred from the standpoint of production cost.
粉砕法を用いるトナーの製造は、たとえば次のようにして行なわれる。ミキサーなどの混合機を用いて結着樹脂、着色剤および添加剤を含む原料を混合した後、原料が結着樹脂の軟化点以上の温度となるように保持しながら混練し、着色剤および添加剤を軟化または溶融した結着樹脂中に分散させる溶融混練工程を行なう。溶融混練工程によって得られる溶融混練物は、次の粉砕工程において粉砕される。粉砕工程では、まず溶融混練物の固化物をハンマー式の粉砕機などで粗粉砕し、１００μｍ〜５ｍｍ程度の粒径を有する粗粉砕物とする。次いで、超音速ジェット気流を利用して粉砕するジェット式粉砕機または高速で回転する回転子（ロータ）と固定子（ライナー）との間に形成される空間に粗粉砕物を導入して粉砕する衝撃式粉砕機などを用いて、５μｍ〜１５μｍ程度の粒径の樹脂粒子からなる粉体を生成する。粉砕工程で生成される粉体は、分離工程においてたとえば粒径の違いなどに応じて分離され、分離される所望の粒径の範囲に含まれる粉体を、トナー粒子として得る。 The production of toner using the pulverization method is performed, for example, as follows. Mix the raw materials containing the binder resin, colorant and additive using a mixer such as a mixer, then knead while maintaining the raw material at a temperature above the softening point of the binder resin, and add the colorant and additive. A melt-kneading step is performed in which the agent is dispersed in the softened or melted binder resin. The melt-kneaded product obtained by the melt-kneading process is pulverized in the next pulverization process. In the pulverization step, the solidified product of the melt-kneaded product is first roughly pulverized with a hammer-type pulverizer or the like to obtain a coarsely pulverized product having a particle size of about 100 μm to 5 mm. Next, a coarsely pulverized material is introduced into a space formed between a rotor (rotor) rotating at a high speed and a stator (liner) for pulverization using a supersonic jet stream or pulverization. Using an impact pulverizer or the like, a powder composed of resin particles having a particle size of about 5 μm to 15 μm is generated. The powder produced in the pulverization step is separated in accordance with, for example, the difference in particle size in the separation step, and powder contained in a desired particle size range to be separated is obtained as toner particles.
このようにして得られるトナー粒子としては、形成される画像の高精細化を目的として、一層粒径の小さいトナー粒子、たとえば粒径が８．０μｍ以下の小粒径のトナー粒子が求められている。トナー粒子の粒径が小さくなると、トナー粒子同士に働く静電気力および分子間力がトナー粒子に働く重力および慣性力に比べて大きくなること、またトナー粒子の比表面積が大きくなり付着力が増大することなどによって、トナー粒子同士の凝集が起こりやすくなる。 As the toner particles obtained in this manner, toner particles having a smaller particle size, for example, toner particles having a small particle size of 8.0 μm or less, are required for the purpose of achieving high definition of the formed image. Yes. When the particle size of the toner particles is reduced, electrostatic force and intermolecular force acting on the toner particles are larger than gravity and inertial force acting on the toner particles, and the specific surface area of the toner particles is increased and the adhesion force is increased. As a result, toner particles tend to aggregate.
またカラートナーを製造する場合、結着樹脂として透光性および光沢性を有する樹脂であって、黒色トナーに用いる結着樹脂よりも軟化点の低い結着樹脂が用いられる。軟化点の低い結着樹脂を用いると、トナー粒子同士の摩擦で発生する摩擦熱によって結着樹脂が軟化し、トナー粒子同士が付着しやすくなる。したがって、カラートナーを製造する場合、トナー粒子同士の凝集が特に生じやすくなる。 In the case of manufacturing a color toner, a binder resin having translucency and glossiness and having a softening point lower than that of a binder resin used for black toner is used. When a binder resin having a low softening point is used, the binder resin is softened by frictional heat generated by friction between toner particles, and the toner particles are likely to adhere to each other. Therefore, when producing color toner, aggregation of toner particles is particularly likely to occur.
このようなトナー粒子同士の凝集は、溶融混練工程で得られる溶融混練物を粉砕する粉砕工程を終えてから、分離工程を開始するまでの間にも生じる。分離工程とは、たとえば上記のような溶融混練工程と粉砕工程とを含む粉体生成工程で生成された樹脂粒子を、所望の性質を有する粒子群と、所望の性質を有しない粒子群とに分離する工程である。分離工程とは、たとえば、粉体生成工程で生成された樹脂粒子を所望の粒径の範囲に含まれる粒子群と所望の粒径の範囲に含まれない粒子群とに分級する分級工程である。粉体生成工程にて得られた粉体中の樹脂粒子同士が凝集すると、粉体生成工程後に行われる分離工程が正しく行なわれないという問題が発生する。 Such agglomeration of toner particles also occurs after the pulverization process for pulverizing the melt-kneaded product obtained in the melt-kneading process until the separation process is started. The separation step refers to, for example, the resin particles produced in the powder production step including the melt-kneading step and the pulverization step as described above into particles having desired properties and particles not having desired properties. It is a process of separating. The separation step is, for example, a classification step in which the resin particles generated in the powder generation step are classified into a particle group included in a desired particle size range and a particle group not included in a desired particle size range. . When the resin particles in the powder obtained in the powder production process are aggregated, there arises a problem that the separation process performed after the powder production process is not performed correctly.
粉体中の樹脂粒子同士が凝集する状態で分離工程、たとえば粒径の違いによって粉体を分離する分級工程が行なわれると、具体的には次のような問題が生じる。たとえば、粉体に含まれる所望の粒径の範囲よりも小さい樹脂粒子が凝集し、樹脂粒子同士の凝集によって生じる粉体凝集物が１個の樹脂粒子としてみなされると、１個の樹脂粒子としてみなされた粉体凝集物が製品としてのトナーに含まれることとなる。このような粉体凝集物がトナー中に含まれると、トナー粒子同士の摩擦によって粉体凝集物が分散されて所望の粒径よりも小さい微粉粒子の含有率が高くなるので、トナーの帯電不均一性を招来し、画像かぶりの発生など形成画像への悪影響が生じる。 When the separation step, for example, the classification step of separating the powder by the difference in particle diameter, is performed in a state where the resin particles in the powder are aggregated, the following problems are specifically caused. For example, when resin particles smaller than the desired particle size range contained in the powder are aggregated and a powder aggregate formed by aggregation of the resin particles is regarded as one resin particle, The regarded powder agglomerates are included in the toner as a product. When such powder aggregates are contained in the toner, the powder aggregates are dispersed by friction between the toner particles, and the content of fine powder particles smaller than the desired particle size becomes high. Uniformity is caused, and an adverse effect on the formed image such as occurrence of image fogging occurs.
また粉体に含まれる所望の粒径の範囲に含まれる樹脂粒子が凝集し、粉体凝集物が１個の樹脂粒子としてみなされると、本来トナーに含まれるべき粒径を有する樹脂粒子を含む粉体凝集物が所望の粒径よりも大きい粗粉として扱われることとなり、廃棄されるかまたは分級工程の前の工程、たとえば溶融混練物の固化物とともに粉砕され樹脂粒子の生成が行なわれる粉砕工程に戻される。これによって、粉体生成工程において得られる粉体の量よりも、分級工程後に得られるトナーの量が著しく少なくなり、粉体生成工程において得られる粉体の重量に対する分級工程後に得られるトナーの重量の比率であるトナーの収率が低下する。 In addition, when the resin particles included in a desired particle size range included in the powder are aggregated and the powder aggregate is regarded as one resin particle, the resin particle having a particle size that should originally be included in the toner is included. Pulverization in which the powder agglomerates are treated as coarse powder larger than the desired particle size and are discarded or pulverized together with the solidified product of the melt-kneaded product before the classification step, for example, to generate resin particles Returned to the process. As a result, the amount of toner obtained after the classification step becomes significantly smaller than the amount of powder obtained in the powder generation step, and the weight of the toner obtained after the classification step relative to the weight of the powder obtained in the powder generation step. The toner yield, which is the ratio of
またトナーの製造においては、単位時間当りに得られるトナーの量を増加させること、すなわちトナーの製造効率を高めることが求められている。分級工程では、樹脂粒子同士の凝集の発生を防止するために、分級装置に投入する単位時間当りの粉体投入量が定められている。トナーの製造効率を高めるためには単位時間当りの粉体投入量を増加させることが必要であるけれども、単位時間当りの粉体投入量を増加させることは、粉体に含まれる樹脂粒子同士の接触回数を増加させ、樹脂粒子同士の凝集を一層発生しやすくする。したがって、単位時間当りの粉体投入量を増加させてトナーの製造効率を高めることは困難である。 Further, in the production of toner, it is required to increase the amount of toner obtained per unit time, that is, to increase the toner production efficiency. In the classification process, in order to prevent the aggregation of the resin particles, the amount of powder input per unit time to be input to the classification device is determined. In order to increase the production efficiency of the toner, it is necessary to increase the amount of powder input per unit time. However, increasing the amount of powder input per unit time increases the amount of resin particles contained in the powder. Increasing the number of times of contact makes it easier for the resin particles to aggregate. Therefore, it is difficult to increase the production efficiency of toner by increasing the amount of powder input per unit time.
このような問題は、粉体生成工程と分級工程との間で凝集する粉体を、充分に分散させた状態、すなわち粉体凝集物の含有率が低減された状態で分級装置に導入することによって解決できると考えられる。またこれによって、トナーの収率および製造効率を向上させるとともに、所望の粒径よりも小さい微粉の含有率が低いトナーを得ることができると考えられる。 Such a problem is that the powder aggregated between the powder production process and the classification process is introduced into the classification device in a sufficiently dispersed state, that is, in a state where the content of the powder aggregate is reduced. It is thought that it can be solved by. In addition, it is considered that a toner having a low content of fine powder smaller than a desired particle size can be obtained while improving the toner yield and production efficiency.
凝集する粉体を充分に分散させた状態で分級を行なう分級装置としては、気流を利用して粉体を粒度に応じて分離する気流式の分級装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に開示の分級装置は、粉体を分級するための旋回分級室であって、該分級室の下部に形成されて粉体凝集物および所定の粒径よりも大きい粒子を該分級室の外部に排出する粗粉排出口、粗粉排出口の上方に回転自在に支持されて外部から該分級室に供給される粉体をその側面に衝突させて粉体に含まれる粉体凝集物を分散させる回転部材、回転部材の上方に設けられて該分級室内部に浮遊する粉体凝集物を回収して該分級室の外部に排出する粗粉回収口、ならびに該分級室の上部であって、回転部材の上方に形成されて分散された微粉を外部に排出する微粉排出口を有する旋回分級室と、回転部材と同じ高さの旋回分級室側面に設けられて、分級処理されるべき粉体を回転部材に向けて回転部材の回転方向と同じ方向に気流噴射する粉体供給ノズルと、回転部材と同じ高さの旋回分級室側面の粉体供給ノズルと対向する位置に設けられて、粉体凝集物を回転部材の側面に向けて回転部材の回転方向と同じ方向に気流噴射する粗粉供給ノズルと、粗粉排出口および粗粉回収口から排出される粉体凝集物を粗粉供給ノズルに搬送する粉体凝集物搬送手段とを含んで構成される。 As a classification device that performs classification in a state where agglomerated powder is sufficiently dispersed, an airflow type classification device that separates powder according to particle size using an airflow has been proposed (for example, Patent Document 1). reference). The classifying device disclosed in Patent Document 1 is a swirl classifying chamber for classifying powder, and is formed in the lower part of the classifying chamber to collect powder aggregates and particles larger than a predetermined particle size. A coarse powder discharge port that discharges to the outside of the powder, and a powder aggregate that is rotatably supported above the coarse powder discharge port and collides with the side surface of the powder that is supplied to the classification chamber from the outside to be contained in the powder A rotating member that disperses the particles, a coarse powder collecting port that is provided above the rotating member and collects the powder agglomerates floating in the classification chamber and discharges them to the outside of the classification chamber, and an upper portion of the classification chamber. In addition, the swirl classification chamber having a fine powder discharge port for discharging the fine powder formed and dispersed above the rotating member to the outside and the side of the swirling classification chamber having the same height as the rotating member should be classified. The air current is jetted in the same direction as the rotation direction of the rotating member toward the rotating member. Provided at a position facing the powder supply nozzle and the powder supply nozzle on the side of the swivel classification chamber at the same height as the rotating member, and the powder aggregate is directed to the side of the rotating member and is the same as the rotating direction of the rotating member A coarse powder supply nozzle that jets airflow in the direction, and a powder aggregate transport means that transports the powder aggregate discharged from the coarse powder discharge port and the coarse powder recovery port to the coarse powder supply nozzle.
このような分級装置によれば、粉体供給ノズルから粉体を気流噴射して回転部材に衝突させて粉体に含まれる粉体凝集物を分散させる。分散された粉体中の微粉は気流に乗って旋回分級室内部を上昇し、微粉排出口から排出される。分散が充分に行なわれなかった粉体凝集物および所定の粒径よりも大きい粒子も気流に乗ってある程度までは旋回分級室内部を上昇するけれども、自重によって下降し、粗粉排出口および粗粉回収口から外部に排出されて粗粉供給ノズルに搬送され、再び回転部材に向けて気流噴射されて分散される。粉体凝集物については、分散されて所望の粒径を有する粒子になるまで、同じサイクルが繰返し実行される。このようにして、製品として粒度分布の狭いトナー粒子を得ることができる。 According to such a classifier, powder is jetted from a powder supply nozzle and collided with a rotating member to disperse powder aggregates contained in the powder. The fine powder in the dispersed powder rides on the air current, moves up in the swirl classification chamber, and is discharged from the fine powder outlet. Powder agglomerates that have not been sufficiently dispersed and particles larger than a predetermined particle size also rise in the swirl classification chamber to a certain extent by riding on the airflow, but descend due to their own weight, and the coarse powder outlet and coarse powder It is discharged from the recovery port to the outside and conveyed to the coarse powder supply nozzle, and is again sprayed and dispersed toward the rotating member. For powder agglomerates, the same cycle is repeated until dispersed to particles having the desired particle size. In this way, toner particles having a narrow particle size distribution can be obtained as a product.
特許文献１に開示される分級装置では、粉体生成工程と分級工程との間に粉体の凝集が生じても、粉体凝集物を回転部材に衝突させるときの衝突力によって粉体凝集物を分散させることができることが期待されるけれども、粉体を充分に分散させ、粉体中の粉体凝集物の含有率を低減することは困難である。 In the classification device disclosed in Patent Document 1, even if powder agglomeration occurs between the powder generation step and the classification step, the powder agglomerate is generated by a collision force when the powder agglomerate collides with the rotating member. However, it is difficult to sufficiently disperse the powder and reduce the content of the powder aggregate in the powder.
特許文献１に開示される分散装置では、搬送手段によって搬送される粉体凝集物に対して略水平に気流を噴射して粉体凝集物の運動方向を気流噴射方向とし、該気流噴射方向と同方向に回転する回転部材に対して、気流の風圧力によって粉体凝集物を衝突させる。このようにして粉体凝集物と回転部材とを衝突させる特許文献１に開示の分級装置では、粉体凝集物の運動方向と回転部材の回転方向とが略同じ方向となるので、粉体凝集物と回転部材との衝突力を、粉体凝集物の凝集を充分に解消できるほど大きなものにすることができない。粉体凝集物と回転部材との衝突力を大きくするために回転部材の回転する方向を気流噴射方向と反対にすると、回転部材の回転による遠心力と気流による風圧力とが打ち消しあい、重力とのバランスがとれなくなることによって分級を行なうことが困難となる。 In the dispersing apparatus disclosed in Patent Document 1, an air flow is jetted substantially horizontally to the powder aggregate transported by the transport means, and the direction of movement of the powder aggregate is defined as the air flow jet direction. The powder aggregate is caused to collide with the rotating member rotating in the same direction by the wind pressure of the airflow. In the classifying device disclosed in Patent Document 1 in which the powder aggregate and the rotating member collide in this manner, the movement direction of the powder aggregate and the rotation direction of the rotating member are substantially the same. The collision force between the object and the rotating member cannot be increased so as to sufficiently eliminate the aggregation of the powder aggregate. In order to increase the collision force between the powder agglomerate and the rotating member, if the rotating direction of the rotating member is opposite to the airflow injection direction, the centrifugal force due to the rotation of the rotating member and the wind pressure due to the airflow cancel each other, and gravity and It becomes difficult to classify because the balance is not balanced.
したがって、特許文献１に開示される分級装置では、粉体生成工程と分級工程との間で凝集する粉体を、充分に分散させた状態、すなわち粉体凝集物の含有率が低減された状態で旋回分級室に導入することが困難であるので、トナーの収率および製造効率を向上させることが困難であるとともに、分級工程後の粉体として、所望の粒径よりも小さい微粉の含有率を低減させたものを得ることができない。 Therefore, in the classification apparatus disclosed in Patent Document 1, the powder that aggregates between the powder generation process and the classification process is sufficiently dispersed, that is, the content of the powder aggregate is reduced. Therefore, it is difficult to improve the yield and production efficiency of the toner, and the content of fine powder smaller than the desired particle size as the powder after the classification process is difficult. Cannot be obtained.
本発明の目的は、粉体中に含まれる粉体凝集物の含有率を低減することができる粉体分散装置および粉体処理設備を提供することである。また本発明の目的は、粉体処理設備を用いてトナーの製造効率を向上させるとともに、分離すべき粒子よりも小さい粒子のトナー中の含有率を低減できるトナーの製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a powder dispersion device and a powder processing facility that can reduce the content of powder aggregates contained in a powder. Another object of the present invention is to provide a method for producing a toner capable of improving the production efficiency of toner using a powder processing facility and reducing the content of particles smaller than the particles to be separated in the toner. .
本発明は、粉体が供給される供給口部および粉体を排出する排出口部が形成され、供給口部から排出口部に粉体が流下する流路が形成される粉体分散容器と、
網状に形成される網状部材であって、粉体分散容器内に設けられ、流路断面の少なくとも一部領域に配置される網状部材とを含むことを特徴とする粉体分散装置である。
The present invention relates to a powder dispersion container in which a supply port for supplying powder and a discharge port for discharging powder are formed, and a flow path for powder to flow from the supply port to the discharge port is formed. ,
A powder dispersion apparatus comprising a mesh member formed in a mesh shape and provided in a powder dispersion container and disposed in at least a partial region of a channel cross section.
また本発明は、粉体の通過を阻止する粉体衝突面を有する衝突部材であって、粉体分散容器内に設けられ、流路断面の一部領域に配置される衝突部材をさらに含むことを特徴とする。 The present invention further includes a collision member having a powder collision surface for preventing the passage of powder, the collision member being provided in the powder dispersion container and disposed in a partial region of the flow path cross section. It is characterized by.
また本発明は、衝突部材の粉体衝突面は、
粉体の流下方向上流側に向けて先細状であり、かつ尖頭状に形成されることを特徴とする。
In the present invention, the powder collision surface of the collision member is
It is characterized by being tapered toward the upstream side in the flow direction of the powder and having a pointed shape.
また本発明は、投入口部から投入される粉体を粒径、密度または形状の違いによって分離する分離装置の投入口部に、排出口部が装着されることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the discharge port portion is attached to the input port portion of the separation device that separates the powder charged from the input port portion according to the difference in particle diameter, density, or shape.
また本発明は、粉体分散容器内で粉体の流下速度を増加させる増速手段を含むことを特徴とする。
また本発明は、増速手段は、気体を噴射する気体噴射手段であることを特徴とする。
In addition, the present invention is characterized by including speed increasing means for increasing the flow rate of the powder in the powder dispersion container.
According to the present invention, the speed increasing means is a gas injection means for injecting a gas.
また本発明は、前記本発明の粉体分散装置と、
粉体分散装置によって分散された粉体を粒径、密度または形状の違いによって分離する分離装置とを含むことを特徴とする粉体処理設備である。
The present invention also provides the powder dispersion device of the present invention,
A powder processing facility comprising: a separation device that separates powder dispersed by a powder dispersion device according to a difference in particle size, density, or shape.
また本発明は、結着樹脂および着色剤を含む樹脂粉体を生成する粉体生成工程と、
前記本発明の粉体処理設備を用いて、粉体生成工程で生成される樹脂粉体を処理してトナーを得る粉体処理工程とを含むことを特徴とするトナーの製造方法である。
The present invention also provides a powder production step for producing a resin powder containing a binder resin and a colorant,
And a powder processing step of processing the resin powder generated in the powder generation step to obtain a toner using the powder processing facility of the present invention.
本発明によれば、供給口部から供給されて排出口部に流下する粉体を、粉体分散容器内の粉体が流下する流路断面の少なくとも一部領域に配置される網状部材に衝突させ、粉体と網状部材との衝突力によって粉体に含まれる粉体凝集物を分散させることができる。粉体を衝突させる対象として網状部材を用いることによって、衝突され分散された粉体を速やかに排出口部に移動させることができるので、粉体が粉体分散容器内で再度凝集することを防止できる。これによって、粉体中の粉体凝集物の含有率を低減し、良好な分散状態の粉体を得ることができる。またこのような良好な分散状態の粉体が得られるので、粉体を分離するときに粉体凝集物が１個の粒子とみなされて分離工程が行なわれることが防止され、分離精度の向上を図ることができる。 According to the present invention, the powder supplied from the supply port portion and flowing down to the discharge port portion collides with a mesh member disposed in at least a partial region of the flow path cross section in which the powder in the powder dispersion container flows down. The powder agglomerates contained in the powder can be dispersed by the collision force between the powder and the mesh member. By using a mesh member as a target for powder collision, the collided and dispersed powder can be quickly moved to the discharge port, preventing the powder from aggregating again in the powder dispersion container. it can. Thereby, the content of the powder aggregate in the powder can be reduced, and a powder in a good dispersion state can be obtained. Further, since such a finely dispersed powder can be obtained, it is possible to prevent the powder agglomerates from being regarded as one particle when the powder is separated and to improve the separation accuracy. Can be achieved.
また本発明によれば、粉体の通過を阻止する粉体衝突面を有し、粉体分散容器内に設けられ、流路断面の一部領域に配置される衝突部材が設けられるので、供給口部から排出口部に流下する粉体に含まれる粉体凝集物のうち、流路断面の一部領域に存在する粉体凝集物については確実に衝突部材の粉体衝突面に衝突させることができる。これによって、流路断面の一部領域に存在する粉体凝集物については一層確実に分散させることができ、粉体に含まれる粉体凝集物の含有率を一層低減することができる。 Further, according to the present invention, a collision member that has a powder collision surface that prevents passage of powder, is provided in the powder dispersion container, and is disposed in a partial region of the flow path cross section is provided. Of the powder agglomerates contained in the powder flowing down from the mouth part to the outlet part, the powder agglomerates existing in a partial region of the channel cross-section must be made to collide with the powder collision surface of the collision member. Can do. As a result, the powder aggregates present in a partial region of the channel cross section can be more reliably dispersed, and the content of the powder aggregates contained in the powder can be further reduced.
また本発明によれば、衝突部材の粉体衝突面が粉体の流下方向上流側に向けて先細状であり、かつ尖頭状に形成されるので、衝突部材の粉体衝突面に衝突する粉体が、衝突部材の粉体衝突面に残留することなく、粉体衝突面に沿って粉体の流下方向下流側に導かれる。これによって、衝突部材に衝突するように粉体分散容器内で流下する粉体中の粒子が、衝突部材の粉体衝突面上に残留した粉体の粒子に接触して凝集することを防止できるので、粉体の再凝集の発生を防止することができる。また粉体凝集物を含む粉体と衝突部材とが衝突する面積を充分に確保することができるので、粉体凝集物を一層確実に分散させることができる。 Further, according to the present invention, the powder collision surface of the collision member is tapered toward the upstream side in the flow direction of the powder and has a pointed shape, so that it collides with the powder collision surface of the collision member. The powder is guided to the downstream side of the powder flow direction along the powder collision surface without remaining on the powder collision surface of the collision member. As a result, particles in the powder flowing down in the powder dispersion container so as to collide with the collision member can be prevented from contacting and aggregating with the powder particles remaining on the powder collision surface of the collision member. Therefore, occurrence of reaggregation of the powder can be prevented. Moreover, since the area where the powder containing the powder aggregate and the collision member collide can be sufficiently secured, the powder aggregate can be more reliably dispersed.
また本発明によれば、投入口部から投入される粉体を、粒径、密度または形状の違いによって分離する分離装置の投入口部に排出口部が装着されるので、粉体分散装置で分散させた直後の良好な分散状態にある粉体を、分離装置内に迅速に投入することができる。したがって粉体分散装置で粉体が分散された後、分散された粉体が放置されて分離すべき粉体が再度凝集するのを防止でき、粉体凝集物が１個の粒子とみなされて分離工程が行なわれることが防止されるので、分離精度の向上を図ることができる。 Further, according to the present invention, since the discharge port is attached to the input port of the separation device that separates the powder input from the input port according to the difference in particle size, density, or shape, The powder in a good dispersion state immediately after being dispersed can be quickly put into the separation apparatus. Therefore, after the powder is dispersed by the powder dispersion device, it is possible to prevent the dispersed powder from being left and agglomerated again, and the powder aggregate is regarded as one particle. Since the separation process is prevented from being performed, the separation accuracy can be improved.
また本発明によれば、増速手段によって粉体分散容器内で粉体の流下速度を増加させることができるので、粉体分散容器内に設けられる網状部材に対する粉体の衝突力および衝突部材が設けられる場合、衝突部材に対する粉体の衝突力を増大させることができるので、凝集力の大きい粉体凝集物を含む粉体についても充分に粉体凝集物を分散させることができる。 Further, according to the present invention, since the speed of the powder flow can be increased in the powder dispersion container by the speed increasing means, the collision force of the powder against the mesh member provided in the powder dispersion container and the collision member are When provided, the impact force of the powder against the impact member can be increased, so that the powder agglomerate can be sufficiently dispersed even in the powder containing the powder agglomerate having a large agglomeration force.
また本発明によれば、増速手段として粉体に対して気体を噴射する気体噴射手段が用いられるので、粉体に対して気体を噴射することによって粉体の流下速度を増加させることができる。これによって粉体の流下速度を増加することができるとともに粉体分散容器内における粉体に含まれる粒子同士の接触を防止することができるので、粉体中の粒子同士が再凝集を防止できる。 Further, according to the present invention, since the gas injection means for injecting gas to the powder is used as the speed increasing means, the flow rate of the powder can be increased by injecting the gas to the powder. . As a result, the flow rate of the powder can be increased, and the particles contained in the powder in the powder dispersion container can be prevented from contacting each other, so that the particles in the powder can be prevented from reaggregating.
また本発明によれば、前記本発明の粉体分散装置によって分散され、粉体凝集物の含有率が低減された粉体を粒径、密度または形状の違いによって分離することができる。これによって、粉体凝集物の含有率の低い粉体から所望の密度または形状の粉体を分離することができるので、凝集した複数の粒子が１つの粒子としてみなされて分離が行なわれることが防止され、粉体の分離精度の向上を図ることができる。 Further, according to the present invention, the powder dispersed by the powder dispersing apparatus of the present invention and having a reduced content of powder aggregates can be separated by the difference in particle diameter, density or shape. As a result, a powder having a desired density or shape can be separated from a powder having a low content of powder agglomerates, so that a plurality of agglomerated particles can be regarded as one particle and separated. Thus, the accuracy of powder separation can be improved.
また本発明によれば、粉体生成工程で生成され、結着樹脂および着色剤を含む樹脂粉体を、前記本発明の粉体処理設備を用いて処理する粉体処理工程が行なわれるので、粉体処理工程において樹脂粉体中に含まれる粉体凝集物の含有率の低減が図られるとともに、該粉体凝集物の含有率が低減された樹脂粉体を分離することができる。したがって、製造されたトナーは、粉体凝集物の含有率の低い粉体が粒径、密度または形状の違いによって分離されて得られる。これによって、所望の性質を有するトナーを得ることができ、たとえば粉体を粒径の違いによって分離する場合、トナー中の微粉の含有率が低減されたトナーを得ることができる。トナー中に微粉の含有率が低減されたトナーは、帯電均一性に優れるので、画像かぶりなどの発生を抑制し、優れた画像を形成することができる。 Further, according to the present invention, since the powder processing step of processing the resin powder containing the binder resin and the colorant generated in the powder generation step using the powder processing facility of the present invention is performed, In the powder processing step, the content of the powder aggregate contained in the resin powder can be reduced, and the resin powder with the reduced content of the powder aggregate can be separated. Therefore, the manufactured toner is obtained by separating powder having a low content of powder aggregates according to the difference in particle diameter, density, or shape. As a result, a toner having desired properties can be obtained. For example, when the powder is separated by the difference in particle diameter, a toner having a reduced content of fine powder in the toner can be obtained. Since the toner in which the content of fine powder in the toner is reduced is excellent in charging uniformity, generation of image fog and the like can be suppressed, and an excellent image can be formed.
図１は、本発明の実施の一形態である粉体分散装置１の構成を概略的に示す断面斜視図である。図１は、粉体分散装置１の粉体分散容器２を断面で示す。粉体分散装置１は、粉体３が供給される供給口部４および粉体３を排出する排出口部５が形成され、供給口部４から排出口部５に粉体３が流下する流路６が形成される粉体分散容器２と、網状に形成される網状部材７であって、粉体分散容器２内に設けられ、流路断面６ａの少なくとも一部領域に配置される網状部材７とを含んで構成される。ここで粉体３とは、粒子３ａの集合体を意味し、粉体凝集物３ｂとは複数の粒子３ａが凝集した凝集粉を意味する。粉体３は、凝集した複数の粒子である粉体凝集物３ｂと凝集していない粒子３ａとから構成される。
FIG. 1 is a cross-sectional perspective view schematically showing a configuration of a powder dispersion apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a
粉体分散容器２は、粉体分散容器２内の流路断面６ａの少なくとも一部領域に網状部材７が設けられる略円筒形状の容器である。粉体分散容器２の軸線方向における一方の端部には、粉体原料から粉体３を生成する粉体生成装置からの粉体凝集物３ｂを含む粉体３が供給される供給口部４が形成される。粉体分散容器２は、供給口部４が形成される部分での内径をＤ１とするとき、供給口部４から供給された粉体３が流下する方向である粉体流下方向８の供給口部４よりも下流側における内径Ｄ２が、Ｄ１よりも大きくなるように形成される。また粉体分散容器２は、排出口部５が形成される部分での内径をＤ３とするとき、供給口部４から供給された粉体３が流下する方向である粉体流下方向８の供給口部４よりも下流側における内径Ｄ２が、Ｄ３よりも大きくなるように形成される。このように粉体分散容器２の軸線２ａ方向中央部での流路が大きく形成されることによって、後述のように圧縮空気で供給される粉体３に含まれる粒子３ａ同士が接触して凝集することを防止できる。
The
粉体生成装置によって造粒される粉体３が供給される供給口部４には、粉体供給手段９が接続される。粉体供給手段９は、粉体生成装置によって造粒される粉体３を一時的に貯留する貯留容器およびスクリューフィーダを備える粉体供給部と、粉体３を圧送するための気体源である圧縮空気導入ノズルと、粉体供給部中の粉体３を粉体分散装置１の供給口部４に導入するための輸送管とを含んで構成される。輸送管は圧縮空気導入ノズルに接続され、圧縮空気導入ノズルによって導入される空気導入方向の圧縮空気導入ノズルよりも下流側に、粉体供給部および粉体分散装置１の供給口部４がこの順番で輸送管に接続される。粉体供給部は、上記の構成に限定されることなく、たとえばスクリューフィーダの代わりに振動フィーダを備える構成などであってもよい。
A powder supply means 9 is connected to the supply port 4 to which the
粉体供給手段９によれば、圧縮空気導入ノズルから輸送管内に圧縮空気を導入するとともに、粉体供給部の貯留容器内に貯留される粉体３を、スクリューフィーダによって貯留容器から輸送管内に供給する。輸送管内に供給される粉体３は、圧縮空気導入ノズルから導入される圧縮空気によって圧送され、輸送管の空気導入方向下流側に接続される粉体分散装置１の供給口部４から粉体分散容器２内に導入される。
According to the powder supply means 9, the compressed air is introduced into the transport pipe from the compressed air introduction nozzle, and the
粉体供給手段９によって粉体３を導入するときの圧縮空気の圧力と粉体分散容器２内の気体の圧力との差（以後、単に圧縮空気の圧力と称する）としては、単位時間当りに供給する粉体３の量にもよるけれども、たとえば、毎時３０ｋｇ以上５０ｋｇ以下の粉体３を供給する場合、０．１ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下であることが好ましい。
The difference between the pressure of compressed air when the
圧縮空気の圧力が上記範囲にあると、供給口部４から粉体分散容器２内への粉体３の導入を一定の供給量で安定して行なうことができる。また粉体３の輸送管内での流速が小さくなり過ぎることがないので、網状部材７と粉体３との衝突力が小さくならない。圧縮空気の圧力が０．１ＭＰａ未満であると、粉体供給部から輸送管内に供給される粉体３に付与する圧送力が小さく、供給口部４から網状部材７に向かう粉体３の流下速度が低減されるので、粉体３と網状部材７との衝突力が小さくなるおそれがある。圧縮空気の圧力が０．６ＭＰａを超えると、粉体３が輸送管内で飛散し、粉体３を一定の供給量で粉体分散容器２内に安定して導入することが困難となるおそれがある。
When the pressure of the compressed air is in the above range, the
粉体分散容器２の供給口部４が形成される側と反対側の端部には、分散された粉体３を分級装置１０に供給するための排出口部５が形成される。
A
図２は、粉体分散装置１の粉体分散容器２内に設けられる網状部材７を拡大して示す平面図である。網状部材７としては、たとえばステンレス鋼などの金属材料からなる複数の線状体を交差させて網目状に形成した平板状の編組体などを用いることができる。
FIG. 2 is an enlarged plan view showing the
本実施形態の網状部材７は、図２において紙面の上下方向に延びる縦線状体１１ａと紙面の左右方向に延びる横線状体１１ｂとを１本ずつ交互に交差させて縦および横の長さ寸法がＸである正方形の開口が形成される編組体である。以後、縦線状体１１ａと横線状体１１ｂとを合わせて線状体１１と称する。
The net-
網状部材７は、供給口部４から排出口部５に流下する粉体３の流下方向８に対して傾斜するように、粉体分散容器２内に設けられる。本実施形態では、網状部材７は、複数の線状体１１を含む仮想平面が、供給口部４から排出口部５に流下する粉体３の流下方向８に対して垂直となるように設けられる。
The
網状部材７は、粉体分散容器２内の、流路断面６ａの少なくとも一部領域に配置される。網状部材７の配置される領域の面積は流路断面６ａの面積の７０％以上であることが好ましく、網状部材７の配置される領域の面積と、流路断面６ａの面積とが等しくなることがさらに好ましい。本実施形態では、網状部材７の配置される領域の面積は、流路断面６ａの面積と等しい。
The
網状部材７の配置される領域の面積が流路断面６ａの面積の７０％以上であると、網状部材７の配置される領域の面積が大きく、供給された粉体３が網状部材７の配置される領域以外の領域に導かれることを防止できる。また網状部材７の配置される領域の面積と、流路断面６ａの面積とが等しいと、供給された粉体３を網状部材７の配置される領域に確実に導くことができる。網状部材７の配置される領域の面積が流路断面６ａの面積の７０％未満であると、網状部材７の配置される領域の面積が小さく、供給された粉体３が網状部材７の配置される領域以外の領域に導かれ、粉体凝集物３ｂを分散させることができないまま排出口部５から排出されるおそれがある。
When the area of the area where the
本発明では、粉体３を衝突させる対象として開口が形成される網状部材７が用いられるので、衝突され分散された粉体３を速やかに排出口部５に移動させることができる。これによって、粉体３が粉体分散容器２内で再度凝集することを防止でき、粉体３中の粉体凝集物３ｂの含有率が低減され、良好な分散状態の粉体３を得ることができる。
In the present invention, since the
網状部材７の線状体１１によって形成される正方形の開口の縦および横の長さ寸法である目開きＸは、２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。粉体３は、粉体３を構成する粒子３ａの材料、大きさ、温度、湿度などの環境条件などにもよるけれども、たとえば、粉体３を構成する粒子３ａが結着樹脂および着色剤を含む粒径８μｍ程度の樹脂粒子である場合、２０〜１００μｍの大きさに凝集する。網状部材７の目開きＸが上記のような範囲であると、粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂを線状体１１に衝突させて分散させることがより確実に行なえる。網状部材７の目開きＸが２ｍｍ未満であると、供給口部４から供給される粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂが、網状部材７の線状体１１の粉体流下方向８上流側に残留するおそれがある。網状部材７の目開きＸが５ｍｍを超えると、粉体３が網状部材７の線状体１１に衝突する確率が低くなり、粉体３を分散させることができなくなるおそれがある。
The mesh opening X, which is the vertical and horizontal length dimensions of the square opening formed by the linear body 11 of the
網状部材７の線状体１１の幅Ｗは、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。線状体１１の幅Ｗがこのような範囲であると、粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂを線状体１１に衝突させることが容易であるとともに、線状体１１の粉体流下方向８上流側に粉体３が残留するおそれを低減することができる。線状体１１の幅Ｗが０．２ｍｍ未満であると、粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂを線状体１１に衝突させることが困難となるおそれがある。線状体１１の幅Ｗが２ｍｍを超えると、線状体１１の粉体流下方向８上流側に粉体３が残留するおそれがある。
The width W of the linear body 11 of the
また網状部材７の線状体１１は、その断面形状が粉体流下方向８上流側に、粉体流下方向８に対して垂直な平面を含まない形状、たとえば線状体１１の延びる方向に垂直な平面で切断したときの断面形状が円形状などであることが好ましい。網状部材７の線状体１１がこのような形状であると、線状体１１の粉体流下方向８上流側における粉体３の残留をさらに防止することができる。本実施形態の網状部材７は、線状体１１の延びる方向に垂直な平面で切断したときの断面形状が円形状である線状体１１によって構成される。
Further, the linear body 11 of the
また網状部材７の開孔率は４０％以上であることが好ましく、４５％以上７０％以下であることがさらに好ましい。網状部材７の開孔率とは、粉体３の流下方向８に垂直な仮想平面での網状部材７の設けられる部分の投影面積に対する図２において斜線で示す部分である網状部材７の開口部分（目開き部分）Ｓの粉体３の流下方向８に垂直な仮想平面での投影面積の合計との比率（目開き部分Ｓの投影面積の合計／網状部材７の設けられる部分の投影面積）である。網状部材７の開孔率が上記好適な範囲であると、網状部材７に粉体凝集物３ｂを衝突させて分散させることが容易に行なえるとともに、粉体３が線状体１１の粉体流下方向８上流側に残留することを防止できる。網状部材７の開孔率が４０％未満であると、粉体３が線状体１１の粉体流下方向８上流側に残留するおそれがある。また粉体３を供給するときの圧縮空気による送圧力に対して網状部材７の抵抗が大きく、網状部材７または粉体分散容器２が破損するおそれがある。網状部材７の開孔率が７０％を超えると、粉体３を線状体１１に対して衝突させ難くなり、粉体凝集物３ｂを分散させることができないおそれがある。
Further, the aperture ratio of the
また本実施形態では、網状部材７は供給口部４よりも粉体分散容器２の粉体流下方向８下流側に、かつ排出口部５よりも粉体分散容器２の粉体流下方向８上流側に設けられ、さらに供給口部４よりも排出口部５寄りに設けられる。円筒形状の粉体分散容器２の軸線方向において網状部材７の設けられる位置は、粉体供給手段から付与される圧縮空気の粉体３に対する圧送力などに応じて定められることが好ましい。
In the present embodiment, the
粉体分散装置１では、まず、粉体生成装置によって造粒され、粉体凝集物３ｂを含む粉体３が粉体供給手段９から供給口部４を介して粉体分散容器２内に導入される。供給口部４から供給される粉体凝集物３ｂを含む粉体３は、粉体供給手段の圧縮空気導入ノズルからの空気の圧送力によって網状部材７側に向かい、網状部材７の線状体１１に衝突するので、粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂを、網状部材７の線状体１１との衝突力によって分散させることができる。これによって、粉体３中に含まれる粉体凝集物３ｂの含有率を低減することができる。網状部材７の線状体１１との衝突によって分散される粉体３は、網状部材７の目開き部分から排出口部５側にさらに圧送され、排出口部５から排出される。
In the powder dispersion device 1, first, the
このような粉体分散装置１は、上記の構成に限定されることなく、種々の変更が可能である。たとえば、網状部材７としては、図２において紙面の上下方向に延びる縦線状体１１ａと紙面の左右方向に延びる横線状体１１ｂとを１本ずつ交互に交差させて正方形の開口が形成される編組体に限定されることなく、複数本の線状体によって多角形が形成されるものであればどのようなものであってもよい。また網状部材は必ずしも複数の方向に延びる線状体を含む部材であることに限定されず、同一方向に延びる複数の線状体を備える部材であってもよい。同一方向に延びる複数の線状体を備える部材を網状部材として用いる場合、該網状部材は複数が設けられることが好ましく、同一方向に延びる複数の線状体を備える網状部材が複数設けられる場合、複数の網状部材の線状体の延びる方向が異なるように各網状部材が配置されることが好ましい。
Such a powder dispersion device 1 is not limited to the above configuration, and various modifications can be made. For example, as the
網状部材の線状体によって正方形以外の多角形の開口が形成される場合、開口の面積が４ｍｍ２以上２５ｍｍ２以下であることが好ましい。また同一方向に延びる複数の線状体を備える部材を網状部材として用いる場合、複数の線状体の設けられる間隔が２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。このような網状部材であっても、粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂを線状体１１に衝突させて分散させることが容易に行なえる。
When a polygonal opening other than a square is formed by the linear member of the mesh member, the area of the opening is preferably 4 mm 2 or more and 25 mm 2 or less. Moreover, when using the member provided with the several linear body extended in the same direction as a mesh member, it is preferable that the space | interval in which a several linear body is provided is 2 mm or more and 5 mm or less. Even with such a net-like member, the
このような粉体分散装置１は、たとえば、結着樹脂および着色剤を含む画像形成用のトナーの製造などに用いられる。 Such a powder dispersion device 1 is used, for example, for the production of an image forming toner containing a binder resin and a colorant.
図３は、図１に示す粉体分散装置１が設けられるトナー製造装置１２の回路図である。トナー製造装置１２は、結着樹脂および着色剤を含む樹脂粉体３（以後、単に粉体とも呼ぶ）を生成する粉体生成装置１３と、本実施形態の粉体分散装置１と、粉体分散装置１によって分散された粉体３を粒径の違いによって分離する分離装置である分級装置１０とを含んで構成される。粉体分散装置１と、分級装置１０とは、粉体処理設備１４を構成する。
FIG. 3 is a circuit diagram of the
本実施形態の粉体分散装置１は、粉体生成装置１３にて造粒された樹脂粉体３を粒径の違いによって分離（以後、分級とも呼ぶ）する分級装置１０との間に設けられる。また少なくとも分級装置１０は粉体分散装置１に連なるように設けられる。トナー製造装置１２を用いるトナーの製造方法については後述する。
The powder dispersion device 1 of the present embodiment is provided between a
粉体分散装置１に連なるように設けられる分級装置１０は、粉体分散装置１によって分散される粉体３を分級する分級手段と、粉体分散装置１の排出口部５から排出される粉体３が投入される投入口を有する粉体分級容器とを含む。
The
本実施形態では、投入口から投入される密度が等しい粒子３ａから構成される粉体３を、粒径の違いによって分級する気流式分級装置を用いる。気流式分級装置は、粉体分級容器内に羽根車型の分級ロータを備え、該分級ロータの回転によって粉体分級容器内に気流を発生し、該気流によって粉体３に付与される遠心力が重量の違いによって異なることを利用して、導入される粉体３を、相対的に粒径が大きく重量の大きい粉体３と、相対的に粒径が小さく重量の小さい粉体３とに分級する。粒径の大きい粉体３は、作用する遠心力が粒径の小さい粉体３に作用する遠心力よりも大きいことによって、粉体分級容器内の外周寄りの部分で旋回する。また粒径の小さい粉体３は、作用する遠心力が粒径の大きい粉体３に作用する遠心力よりも小さいことによって、粉体分級容器内の中央寄りの部分で旋回する。粉体分級容器の下部には、粉体分級容器中央部付近に存在する粉体３を排出する微粉排出管と、粉体分級容器外周付近の粉体３を排出する粗粉排出管とが設けられ、各排出管にはそれぞれの排出管から排出される粉体３を回収する回収容器が備えられる。
In the present embodiment, an airflow classifier is used that classifies the
分級装置１０による分級は、次のようにして行なわれる。まず、分級ロータが回転している状態で粉体分散装置１によって分散された粉体３が投入される。投入される粉体３は、分級ロータの回転による遠心力によって、粒径が大きい粒子３ａおよび粉体凝集物３ｂは粉体分級容器内の外周寄りの部分を旋回し、粒径が小さい粒子３ａは粉体分級容器内の中央寄りの部分を旋回するようにして分離される。このようにして分離される粉体３は重力によってそれぞれ下降する。重力によって下降する粉体３のうち、粉体分級容器内の外周寄りの部分を旋回する粉体３、すなわち相対的に粒径の大きい粒子３ａおよび粉体凝集物３ｂは、粗粉排出管から排出され回収される。また、重力によって下降する粉体３のうち、粉体分級容器内の中央寄りの部分を旋回する粉体３、すなわち相対的に粒径の小さい粒子３ａは、微粉排出管から排出され回収される。このようにして、粉体３の分級が行なわれる。
Classification by the
粉体処理設備１４では、粉体分散装置１によって分散される粉体凝集物３ｂの含有率の低い粉体３を分級装置１０によって分級することができる。したがって、分級装置１０では、粉体分散装置で分散された粉体３が分級されるので、所望の粒径未満の粒子３ａ同士が凝集した粉体凝集物３ｂが所望の粒径を有する粒子群に含まれること、および所望の粒径である粒子３ａ同士が凝集した粉体凝集物３ｂが所望の粒径を有する粒子群から外れることを防止することができるので、分級精度の向上を図ることができる。また分級装置１０に粉体３を投入するとき、投入量が多くなっても粉体３を充分に分散させることができ、粉体３の再凝集を防止できる。これによって、単位時間当りの粉体投入量を増加させることができるので、トナーの製造効率が向上する。
In the
分級装置１０としては、上記の構成に限定されることなく、たとえば篩式の分級装置を用いるなど、種々の変更が可能である。また粒径の違いによって粉体３を分離する分級装置１０に代えて、密度または形状の違いによって粉体３を分離する分離装置などを用いることもできる。たとえば、粒径が似ているけれども密度が異なる粒子を含む粉体を密度の違いによって分離する分離装置としては、粉体３に付与される遠心力を用いて分離をする装置などを用いることができる。また粒子の重量が似ているけれども形状が異なる粒子を含む粉体を形状の違いによって分離する分離装置としては、篩などによって分離する分離装置などを用いることができる。このような分離装置を用いる場合にも、粉体凝集物３ｂの含有率の低い粉体３から所望の密度または形状の粉体３を分離することができるので、複数の粒子が凝集した粉体凝集物３ｂが１つの粒子としてみなされることを防止でき、粉体３の分離精度の向上を図ることができる。
The
図４は、本発明の実施の第２形態である粉体分散装置２１の構成を概略的に示す断面図である。本実施形態の粉体分散装置２１は、前述の第１実施形態の粉体分散装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略するとともに、全体の構成図を省略する。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a
本実施形態の粉体分散装置は、網状部材２２が粉体３の流下方向８に対して９０°よりも小さい角度θで傾斜して設けられることを特徴とする。網状部材２２は、粉体３の流下方向８に対して９０°よりも小さい角度θで傾斜して設けられること以外は前述の第１実施形態の網状部材７と同じであるので説明を省略する。
The powder dispersion device of this embodiment is characterized in that the
網状部材２２が粉体流下方向８に対して９０°よりも小さい角度で傾斜して設けられると、粉体３が線状体の粉体流下方向８上流側に残留しても、矢符２３で示す圧縮空気導入ノズルからの空気の圧送力によって、残留する粉体３が矢符２４で示す網状部材２２の傾斜方向に移動する。これによって、粉体３の線状体への残留を防止することができ、残留する粉体３を網状部材２２の目開き部分に移動させて該目開き部分から排出口部５側に粉体３を導くことが容易となる。
If the
図５は、本発明の実施の第３形態である粉体分散装置３１の構成を概略的に示す断面図である。粉体分散装置３１は、前述の第１実施形態の粉体分散装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。また輸送管３８は、粉体供給手段９に含まれるけれども、理解を容易にするために粉体供給手段９とは別に記載する。図５において、紙面の上下方向が鉛直方向である。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a
本実施形態の粉体分散装置３１は、粉体３の通過を阻止する粉体衝突面を有する衝突部材３２であって、粉体分散容器３３内に設けられ、流路断面６ａの一部領域に配置される衝突部材３２をさらに含むことを特徴とする。また本実施形態の粉体分散装置３１は、粉体分散容器３３内で粉体３の流下速度を増加させる増速手段として、気体を噴射する気体噴射手段３４を含むことを特徴とする。また本実施形態の粉体分散装置３１は、排出口部３５が、分級装置１０の投入口部３６に装着されることを特徴とする。
The
本実施形態の粉体分散装置３１の粉体分散容器３３は、前述の第１実施形態の粉体分散容器２と同様に、その内部空間に網状部材７が設けられる略円筒形状の容器である。粉体分散容器３３には、略円筒形状の軸線３３ａ方向における一方の側に粉体原料から粉体３を生成する粉体生成装置からの粉体凝集物３ｂを含む粉体３の供給を受ける供給口部３７が形成され、他方の側に粉体３を排出する排出口部３５が形成される。
The
本実施形態の粉体分散装置３１は、供給口部３７が粉体分散容器３３の上部に形成され、排出口部３５が粉体分散容器３３の下部に形成される。また粉体分散装置３１は、供給口部３７と排出口部３５とが、供給口部３７から排出口部３５に向かう方向、すなわち粉体流下方向が鉛直方向下向きとなるように設けられる。これによって、供給口部３７から供給される粉体凝集物３ｂを含む粉体３を、圧縮空気導入ノズルからの空気の圧送力だけでなく重力によっても網状部材７に向かう側に移動させることができるので、粉体流下方向が鉛直方向下向きでない場合に比べて網状部材７に対する粉体３の衝突力を大きくすることができる。
In the
粉体生成装置によって造粒される粉体３が供給される供給口部３７には、前述の第１実施形態と同様に粉体供給手段が接続される。粉体供給手段の輸送管３８は、粉体分散容器３３内部に粉体３を供給するように、供給口部３７を形成する。粉体生成装置からの粉体凝集物３ｂを含む粉体３は、供給口に挿通される輸送管３８を介して供給口部３７から粉体分散容器３３内に供給される。
A powder supply means is connected to the
粉体分散容器３３の内部空間には、衝突部材３２が設けられる。衝突部材３２は、粉体３の通過を阻止する粉体衝突面を有し、粉体分散容器３３内の流路断面６ａの一部領域に配置され、粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂを衝突させて分散させる。このような衝突部材３２としては、粉体衝突面が、粉体３の流下方向上流側に向けて先細状であり、かつ尖頭状に形成されることが好ましく、たとえば円錐形状、多角錐形状などの形状であることが好ましい。本実施形態では、衝突部材３２は、供給口部３７を臨む側に頂点を有する円錐形状の金属製部材であり、円錐の頂点を通る中心線３２ａと、円筒形状の粉体分散容器３３の軸線３３ａとが一致するように配置される。図５においては、円錐の頂点を通る中心線３２ａと、円筒形状の粉体分散容器３３の軸線３３ａとをずらして記載している。衝突部材３２は、網状部材７の上に固定されて設けられる。
A
衝突部材３２の粉体衝突面が、粉体３の流下方向上流側に向けて先細状であり、かつ尖頭状に形成されると、粉体分散容器３３の上部に設けられる供給口部３７から供給される粉体３が衝突部材３２上に残留することがなく、かつ粉体凝集物３ｂを含む粉体３と衝突部材３２とが衝突する面積を充分に確保することができるので、粉体凝集物３ｂを一層容易に分散させることができる。衝突部材３２には排出口部３５側の面である底部３２ｂに台座が設けられてもよい。
When the powder collision surface of the
衝突部材３２として円錐形状または多角錐形状の部材を用いる場合、衝突部材３２の底面もしくは台座の底面の面積は、衝突部材３２の底面を含む仮想平面における粉体分散容器３３の断面の面積に対して１０％以上４０％以下の大きさであることが好ましい。衝突部材３２の底面の面積が１０％未満であると、衝突部材３２の大きさが粉体分散容器３３に比べて小さくなり過ぎ、粉体凝集物３ｂを含む粉体３が衝突部材３２に衝突しない可能性が高くなり、衝突部材３２を設けることによって粉体凝集物３ｂを一層確実に分散させる効果が得られないおそれがある。衝突部材３２の底面の面積が４０％を超えると、衝突部材３２に衝突して分散された粉体３が排出口部３５側に移動するときに通路となる衝突部材３２と粉体分散容器３３の側壁との間の空間が小さくなり、粉体３に含まれる粒子３ａ同士の接触回数が増加して粉体３の再凝集が発生し、網状部材７への衝突だけでは充分に粉体３を分散させることができなくなるおそれがある。
When a conical or polygonal pyramid shaped member is used as the
気体噴射手段３４は、網状部材７よりも粉体流下方向上流側に設けられ、供給口部３７から供給される粉体３に対して網状部材７に向かう方向と略平行に気体を噴射する。気体噴射手段３４としては、たとえば、空気を噴射する噴射孔が形成される噴射ノズルと、圧縮空気を生成し、生成される圧縮空気を噴射ノズルに供給するポンプと、噴射ノズルとポンプとが接続される配管とを備える手段を用いることができる。
The gas injection means 34 is provided upstream of the
気体噴射手段３４は、略円筒形状の粉体分散容器３３の側壁３３ｂに、輸送管３８の粉体排出部３８ａよりも供給口部３７寄りに設けられ、矢符３９に示すように、粉体分散容器３３の半径方向内方に気体を噴射する。気体噴射手段３４から粉体分散容器３３の半径方向内方に向かう方向に噴射された気体は、粉体分散容器３３の内壁および輸送管３８で反発されることによって、その流れが矢符４０に示すように粉体分散容器３３の内壁の延びる方向および輸送管３８の延びる方向である網状部材７に向かう方向と略平行となる。このように、噴射された気体の流れが網状部材７および衝突部材３２に向かう方向と略平行となることによって、輸送管３８の粉体排出部３８ａから粉体分散容器３３内に排出された粉体３を、気体噴射手段３４から噴射される気体の風圧力によって網状部材７または衝突部材３２に向かう方向に圧送することができる。
The gas injection means 34 is provided on the
気体噴射手段３４から噴射される気体の圧力としては、単位時間当りに供給される粉体３の重量、粉体分散容器３３の容積などにもよるけれども、たとえば、毎時３０ｋｇ以上５０ｋｇ以下の粉体３を供給する場合、０．４ＭＰａ以上であることが好ましく、０．４ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下であることがさらに好ましい。気体噴射手段３４から噴射される気体の圧力がこのような範囲であると、気体を噴射することによって粉体３に付与する風圧力を大きくすることができ、粉体３と網状部材７との衝突力および粉体３と衝突部材３２との衝突力を増大させて粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂを充分に分散させることができる。
The pressure of the gas injected from the gas injection means 34 depends on, for example, the weight of the
圧力が０．４ＭＰａ未満であると、気体を噴射することによって粉体３に付与される風圧力が小さく、粉体３と網状部材７との衝突力および粉体３と衝突部材３２との衝突力が小さくなるので、粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂを充分に分散できなくなるおそれがある。圧力が０．８ＭＰａを超えると、粉体３が一部分に集合しやすくなり、網状部材７の目開き部分に目詰まりが生じるおそれがある。
When the pressure is less than 0.4 MPa, the wind pressure applied to the
本実施形態の粉体分散装置３１によれば、前述の第１実施形態と同様に、供給口部３７から供給される粉体３を網状部材７に衝突させ、粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂを分散させることができる。さらに本実施形態では、衝突部材３２が設けられることによって、供給口部３７から排出口部３５に流下する粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂを、衝突部材３２の粉体衝突面に衝突させて分散させることができる。このような粉体衝突面を有する衝突部材３２が設けられると、網状部材７に衝突せず、網状部材７の目開き部分を通り抜ける程度に小さい粉体凝集物３ｂについても、衝突部材３２の粉体衝突面に衝突させて分散させることができるので、粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂの量を一層低減することができる。
According to the
また増速手段として気体を噴射する気体噴射手段３４を用いることによって、供給口部３７から供給される粉体凝集物３ｂを含む粉体３に対して気体噴射手段３４から気体を噴射し、粉体分散容器３３内での粉体３の流下速度を増加させることができる。これによって、粉体分散容器３３内に設けられる網状部材７および衝突部材３２に対する粉体３の衝突力を増大させることができ、粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂを一層確実に分散させることができる。さらに増速手段として粉体３に対して気体を噴射する気体噴射手段３４が用いられると、粉体３の流下速度を増加することができるとともに、風圧力によって粉体分散容器３３内における粉体３に含まれる粒子３ａ同士の接触を防止することができるので、粉体３中の粒子３ａ同士が粉体分散容器３３内で凝集することを防止できる。
Moreover, by using the gas injection means 34 which injects gas as a speed-increasing means, gas is injected from the gas injection means 34 with respect to the
また本実施形態の粉体分散装置３１は、前述のように排出口を形成する排出口部３５が、分級装置１０の投入口部３６に装着されるので、排出口部３５から排出される粉体分散装置３１で分散させた直後の極めて良好な分散状態にある粉体３を、投入口部３６から分級装置１０内に迅速に導入することができる。したがって、粉体分散装置３１で粉体３が分散された後、該分散された粉体３が放置されて分離すべき粉体３が再度凝集することを防止できるので、分級精度の向上を図ることができる。また単位時間当りの粉体投入量をさらに増加させることができるので、トナーの製造効率を一層向上させることができる。
Further, in the
このような粉体分散装置３１についても、上記の構成に限定されることなく、種々の変更が可能である。たとえば、気体噴射手段３４は、前述のように、粉体分散容器３３の中心に向かう方向に気体を噴射し、粉体分散容器３３の内壁および輸送管３８で反発させることによって粉体流下方向と略平行に気体の流れが変化するように気体を噴射する手段に限定されることなく、粉体分散容器３３の内壁および輸送管３８で反発させずに、粉体流下方向と略平行に気体を直接噴射する手段であってもよい。
Such a
粉体分散容器３３の内壁および輸送管３８で反発させずに、粉体流下方向と略平行に気体を噴射する手段を用いる場合、たとえば粉体分散容器３３の上面部材の供給口部３７の周囲に気体噴射手段の噴射ノズルを設ける。このとき、略円筒形状の粉体分散容器３３の半径方向における気体の風圧力が、粉体分散容器３３内において均一になるように、気体噴射手段の噴射ノズルは供給口部３７の周囲に等間隔で複数設けられることが好ましい。
When using means for injecting gas substantially parallel to the powder flow down direction without repelling the inner wall of the
本実施形態の粉体分散容器３３の内壁および輸送管３８で反発させることによって網状部材７に向かう方向と略平行となるように気体の流れが変化するように気体を噴射する気体噴射手段３４は、粉体分散容器３３の内壁および輸送管３８での反発によって粉体分散容器３３内における気体の風圧力が均一になるので、複数の噴射ノズルを設ける必要がなく好ましい。
The gas injection means 34 for injecting gas so that the gas flow changes so as to be substantially parallel to the direction toward the
また気体噴射手段３４は、粉体流下方向と平行に気体を噴射する手段に限定されることなく、二点鎖線で示すように配置され、供給口から供給される粉体３に対して衝突部材３２に向う方向に気体を噴射する噴射ノズル４１を有する気体噴射手段であってもよい。
Further, the gas injection means 34 is not limited to the means for injecting gas in parallel with the powder flow downward direction, and is arranged as shown by a two-dot chain line to collide with the
二点鎖線で示す気体噴射手段の噴射ノズル４１は、粉体分散容器３３の側壁に設けられる噴射ノズルであって、供給口部３７から供給される粉体３に対して衝突部材３２に向う方向である矢符４２方向に気体を噴射する。噴射ノズル４１は、分散させるべき粉体３の単位時間当りの供給量、粉体分散容器３３の大きさなどに応じて、複数個が適宜設けられる。
The
たとえば、噴射ノズル４１は図示しない噴射ノズルも含めて６個が設けられ、各噴射ノズル４１は粉体分散容器３３の円周方向に等間隔で配置される。また、噴射ノズル４１は、噴射ノズル４１に形成される噴射孔が網状部材７および衝突部材３２よりも供給口部３７側に配置されるように設けられる。これによって供給口部３７から供給される粉体３に対して衝突部材３２よりも上方から衝突部材３２に向う方向に圧縮空気を噴射する。
For example, six
噴射ノズル４１から噴射される気体の圧力としては、単位時間当りに供給される粉体３の重量、粉体分散容器３３の容積などにもよるけれども、たとえば、毎時３０ｋｇ以上５０ｋｇ以下の粉体３を供給する場合、０．４ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下であることが好ましい。圧力が０．４ＭＰａ未満であると、気体を噴射することによって粉体３に付与される風圧力が小さく、粉体３と衝突部材３２との衝突力が小さくなるので、粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂを一層確実に分散させる効果が得られなくなるおそれがある。圧力が０．８ＭＰａを超えると、粉体分散容器３３に導入される粉体３が粉体分散容器３３の中央付近に圧送されて集合することによって新たな粉体３の凝集を招くおそれがある。
Although the pressure of the gas injected from the
また粉体分散容器内で粉体３の流下速度を増加させる増速手段として用いることはできないけれども、噴射ノズル４１からの気体噴射方向４２を、たとえば、粉体分散容器３３の中央部付近に向う水平方向などに設定してもよい。このような方向に気体が噴射されることによって、粉体３を一層確実に衝突部材３２に衝突させることができる。
Further, although it cannot be used as a speed increasing means for increasing the flow speed of the
また粉体分散容器内で粉体３の流下速度を増加させる増速手段として用いるとともに、粉体３を一層確実に衝突部材３２に衝突させるために、粉体３の流下方向が鉛直下向きである場合、水平方向よりも鉛直方向下方に傾斜されて気体が噴射する気体噴射手段を用いることも好ましい。
In addition, it is used as a speed increasing means for increasing the flow speed of the
粉体３に対して衝突部材３２に向う方向に気体を噴射する噴射ノズル４１を含む気体噴射手段が設けられると、粉体３の衝突部材３２に向かう流下速度を増大させることができ、粉体３と衝突部材３２との衝突力を増大させることができる。これによって、粉体３に含まれる粉体凝集物３ｂを一層容易に分散させることができる。また衝突部材３２と衝突されなかった粉体３については、網状部材７の線状体１１と衝突させることによって、分散させることができる。
If gas injection means including an
以上のような粉体分散装置を含む粉体処理設備は、前述のように、たとえばトナーの製造方法などに好ましく用いられる。本発明の粉体分散装置を含む粉体処理設備を用いて製造されるトナーは、たとえば、電子写真法による画像形成に用いられる。 As described above, the powder processing equipment including the powder dispersing apparatus as described above is preferably used for, for example, a toner manufacturing method. The toner manufactured using the powder processing equipment including the powder dispersing apparatus of the present invention is used for image formation by electrophotography, for example.
電子写真法による画像形成は、導電性支持体の表面に光導電性物質を含む感光層が形成される電子写真感光体（以後、感光体とも称する）を用い、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程、クリーニング工程および除電工程などの工程を経て行なわれる。帯電工程では、感光体の表面を均一に帯電する。露光工程では、帯電した感光体を露光して感光体の表面に静電荷像を形成する。現像工程では、感光体表面に形成された静電荷像をトナーで現像することによってトナー像を形成する。転写工程では、トナーと逆極性の電荷を記録媒体に付与してトナー像を記録媒体に転写させる。定着工程では、加熱および加圧などによって記録媒体に転写された可視像を定着する。クリーニング工程では、記録媒体に転写されずに感光体の表面に残ったトナーを回収して感光体を清浄化する。除電工程では、感光体を除電する。以上のような工程によって、記録媒体に画像が形成される。 Image formation by electrophotography uses an electrophotographic photosensitive member (hereinafter also referred to as a photosensitive member) in which a photosensitive layer containing a photoconductive substance is formed on the surface of a conductive support, and is charged, exposed, and developed. The transfer process, the fixing process, the cleaning process, and the charge eliminating process are performed. In the charging step, the surface of the photoreceptor is uniformly charged. In the exposure step, the charged photoconductor is exposed to form an electrostatic image on the surface of the photoconductor. In the development step, a toner image is formed by developing the electrostatic image formed on the surface of the photoreceptor with toner. In the transfer step, the toner image is transferred to the recording medium by applying a charge having a polarity opposite to that of the toner to the recording medium. In the fixing step, the visible image transferred to the recording medium is fixed by heating and pressing. In the cleaning step, the toner remaining on the surface of the photoconductor without being transferred to the recording medium is collected to clean the photoconductor. In the charge removal process, the photosensitive member is discharged. An image is formed on the recording medium by the process described above.
このようにして画像を形成するトナーの製造方法は、大略、結着樹脂および着色剤を含む樹脂粉体を生成する粉体生成工程と、本発明の粉体処理設備を用いて、粉体生成工程で生成される樹脂粉体を処理してトナーを得る粉体処理工程とを含む。 The toner manufacturing method for forming an image in this manner generally includes a powder generation process for generating a resin powder containing a binder resin and a colorant, and a powder generation process using the powder processing equipment of the present invention. A powder processing step of processing the resin powder produced in the step to obtain a toner.
粉体生成工程は、たとえば、結着樹脂および着色剤を溶融混練する溶融混練工程と、溶融混練工程で得られる溶融混練物を粉砕し、樹脂粉体を生成する粉砕工程とを含む。粉体処理工程は、粉体生成工程で得られる樹脂粉体を粉体処理設備に含まれる分散装置によって分散する分散工程と、分散工程で分散される樹脂粉体を粉体処理設備に含まれる分級装置などの分離装置で分離し、トナーを得る分離工程とを含む。本実施形態では、樹脂粉体の分離は粒径の違いによって行なう。したがって分離工程および分離装置を分級工程および分級装置とそれぞれ呼ぶことがある。 The powder production step includes, for example, a melt-kneading step in which the binder resin and the colorant are melt-kneaded, and a pulverizing step in which the melt-kneaded product obtained in the melt-kneading step is crushed to produce resin powder. The powder processing step includes a dispersion step in which the resin powder obtained in the powder generation step is dispersed by a dispersion device included in the powder processing facility, and a resin powder dispersed in the dispersion step is included in the powder processing facility. Separating with a separating device such as a classification device to obtain toner. In the present embodiment, the resin powder is separated based on the difference in particle size. Therefore, the separation step and the separation device may be referred to as a classification step and a classification device, respectively.
まず、トナーの構成材料について説明する。トナーは、少なくとも結着樹脂および着色剤を含む。結着樹脂は、それ自身では成型できない着色剤を結着樹脂中に分散させて成型するための樹脂である。着色剤は、有機または無機顔料もしくは染料などの色材である。 First, constituent materials of the toner will be described. The toner contains at least a binder resin and a colorant. The binder resin is a resin for molding by dispersing a colorant that cannot be molded by itself in the binder resin. The colorant is a colorant such as an organic or inorganic pigment or dye.
結着樹脂としては、たとえば、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。これらの樹脂は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。 As the binder resin, for example, polyester resin, epoxy resin, silicone resin, polystyrene, polyamide resin, polyurethane resin, acrylic resin, or the like can be used. These resins may be used alone or in combination of two or more.
着色剤としては、たとえば、カーボンブラック、鉄黒、ニグロシン、ベンジジンブルー、キナクリドン、ローダミンＢ、フタロシアニンブルーなどが挙げられる。着色剤は、結着樹脂１００重量部に対して３重量部以上１２重量部以下の割合で含まれることが好ましい。着色剤の使用割合が上記範囲に含まれると、充分な着色力を有するトナーを得ることができる。着色剤の使用割合が３重量部未満であると、充分な着色力が得られず、所望の画像濃度を有する画像を形成するのに要するトナー量が増加し、トナーの消費量が増大するおそれがある。着色剤の使用割合が１２重量部を超えると、樹脂混練物中における着色剤の分散性が低下し、均一な着色力を有するトナーが得られないおそれがある。 Examples of the colorant include carbon black, iron black, nigrosine, benzidine blue, quinacridone, rhodamine B, and phthalocyanine blue. The colorant is preferably contained in a proportion of 3 parts by weight to 12 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. When the use ratio of the colorant is within the above range, a toner having sufficient coloring power can be obtained. If the ratio of the colorant used is less than 3 parts by weight, sufficient coloring power cannot be obtained, the amount of toner required to form an image having a desired image density increases, and the toner consumption may increase. There is. When the ratio of the colorant used exceeds 12 parts by weight, the dispersibility of the colorant in the resin kneaded product is lowered, and there is a possibility that a toner having a uniform coloring power cannot be obtained.
結着樹脂および着色剤以外にも、オフセット防止効果を高める目的で一般的な離型剤であるワックスを用いることが好ましい。ワックスとしては、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチレンアクリレート共重合体などが挙げられる。これらは単独で使用しても、あるいは２種以上を併用してもよい。ワックスの配合量は特に限定されないけれども、結着樹脂１００重量部に対して２重量部以上８重量部以下の割合で含まれることが好ましい。ワックスの使用割合が２重量部未満であると、高温オフセットが発生するおそれがある。ワックスの使用割合が８重量部を超えると、感光体表面にトナーが付着して薄い膜を形成するフィルミングを発生するおそれがある。 In addition to the binder resin and the colorant, it is preferable to use a wax that is a general release agent for the purpose of enhancing the offset prevention effect. Examples of the wax include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, and ethylene-ethylene acrylate copolymer. These may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the wax is not particularly limited, but is preferably included in a ratio of 2 parts by weight or more and 8 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the binder resin. If the use ratio of the wax is less than 2 parts by weight, high temperature offset may occur. When the proportion of the wax used exceeds 8 parts by weight, there is a possibility that filming occurs in which the toner adheres to the surface of the photoreceptor and forms a thin film.
またトナーには、結着樹脂、着色剤、ワックスのほかに、好ましい特性を損なわない範囲で帯電制御剤などの添加剤を含有してもよい。帯電制御剤の添加によって、トナーの摩擦帯電量を好適にすることができる。帯電制御剤としては、たとえば、モノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸およびその塩、サリチル酸、ナフトエ酸およびジカルボン酸のコバルト、クロム、鉄などの金属錯体アミノ化合物、第４級アンモニウム化合物などが挙げられ、これらを単独で、もしくは２種以上を併用して使用することができる。帯電制御剤の配合量は特に限定されないけれども、結着樹脂１００重量部に対して、０．０５重量部以上１０重量部以下である。帯電制御剤がこのような範囲で含まれることによって、環境変動によるトナーの帯電量変化を防止する帯電量安定制御を行うことができる。帯電制御剤が０．０５重量部未満であると、トナーに帯電安定性を付与することができないおそれがある。また帯電制御剤が１０重量部を超えると、帯電制御剤を結着樹脂中に均一に分散させることが困難になるおそれがある。 In addition to the binder resin, the colorant, and the wax, the toner may contain an additive such as a charge control agent as long as preferable characteristics are not impaired. By adding the charge control agent, the triboelectric charge amount of the toner can be made suitable. Examples of the charge control agent include metal complex salts of monoazo dyes, nitrohumic acid and its salts, metal complexes of salicylic acid, naphthoic acid and dicarboxylic acid such as cobalt, chromium and iron, quaternary ammonium compounds, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the charge control agent is not particularly limited, but is 0.05 parts by weight or more and 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the binder resin. By including the charge control agent in such a range, it is possible to perform charge amount stability control that prevents changes in the toner charge amount due to environmental fluctuations. If the charge control agent is less than 0.05 parts by weight, it may not be possible to impart charge stability to the toner. If the charge control agent exceeds 10 parts by weight, it may be difficult to uniformly disperse the charge control agent in the binder resin.
またトナーを１成分系の磁性トナーとして用いる場合、原料に磁性粉を含有させる。磁性粉としては、磁場の中に置かれて磁化される物質を用いることができ、たとえば、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性金属の粉末、マグネタイト、鉄以外の金属元素を含むフェライトの粉末などが挙げられる。磁性粉は、結着樹脂１００重量部に対して４０重量部以上１５０重量部以下の割合で含まれることが好ましい。なお、トナーを２成分系の現像剤として用いる場合には磁性粉は含有されない。 When the toner is used as a one-component magnetic toner, the raw material contains magnetic powder. As the magnetic powder, a substance that is magnetized by being placed in a magnetic field can be used. For example, a powder of ferromagnetic metal such as iron, cobalt, nickel, etc., a powder of ferrite containing a metal element other than iron, cobalt, etc. Is mentioned. The magnetic powder is preferably contained in a proportion of 40 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. When toner is used as a two-component developer, no magnetic powder is contained.
以上のような結着樹脂および着色剤と、必要に応じて添加されるワックス、帯電制御剤などとを含む原料を、溶融混練する溶融混練工程を行なう。溶融混練工程では、結着樹脂を溶融または軟化させ（以後、溶融も含めて軟化と称する）、軟化する結着樹脂中に結着樹脂以外の原料を分散させる。 A melt-kneading step of melt-kneading a raw material containing the binder resin and colorant as described above and a wax, a charge control agent and the like added as necessary is performed. In the melt-kneading step, the binder resin is melted or softened (hereinafter referred to as softening including melting), and raw materials other than the binder resin are dispersed in the softened binder resin.
溶融混練工程を行なう前に、結着樹脂および着色剤と、必要に応じて添加されるワックス、帯電制御剤などとを含む原料を、混合装置を用いて予備的に混合してもよい。混合装置としては特に限定されるものではなく、たとえば、ダブルコンミキサー、Ｖ型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサーなどの高速攪拌型混合装置が挙げられる。混合された原料混合物は、溶融混練工程にて溶融混練される。 Prior to performing the melt-kneading step, a raw material containing a binder resin and a colorant and, if necessary, a wax, a charge control agent and the like may be preliminarily mixed using a mixing device. The mixing device is not particularly limited, and examples thereof include high-speed stirring mixing devices such as a double-con mixer, a V-type mixer, a drum-type mixer, a super mixer, a Henschel mixer, and a Nauter mixer. The mixed raw material mixture is melt-kneaded in a melt-kneading step.
溶融混練工程に用いられる装置としては、特に限定されるものではなく、たとえば、二軸押出機、三本ロール、ラボブラストミルなどの一般的な混練機、ＴＥＭ−１００Ｂ（商品名、東芝機械株式会社製）、ＰＣＭ−３０、ＰＣＭ−６５／８７（以上いずれも商品名、株式会社池貝製）などの１軸または２軸のエクストルーダー、ニーデックス（商品名、三井鉱山株式会社製）などのオープンロール方式の混練機などが挙げられる
次いで、溶融混練工程で得られる溶融混練物を粉砕し、樹脂粉体を生成する粉砕工程を行なう。粉砕工程では、まず、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミルなどを用いて、溶融混練工程で得られる溶融混練物を１００μｍから５ｍｍ程度の粗粉砕物に粗粉砕する。そして、超音速ジェット気流を利用して粉砕するジェット式粉砕機、高速で回転する回転子（ロータ）と固定子（ライナー）との間に形成される空間に粗粉砕物を導入して粉砕する衝撃式粉砕機などを用いて、粗粉砕物を所望の粒径、たとえば８μｍ以下にまで粉砕する。
The apparatus used in the melt-kneading step is not particularly limited, and examples thereof include general kneaders such as a twin-screw extruder, three-roll, lab blast mill, TEM-100B (trade name, Toshiba Machine Co., Ltd.). 1-axis or 2-axis extruder such as PCM-30, PCM-30 / PCM-65 / 87 (all of which are trade names, manufactured by Ikegai Co., Ltd.), Needex (trade name, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), etc. Examples thereof include an open roll type kneader. Next, a melt kneaded product obtained in the melt kneading step is pulverized to perform a pulverizing step for producing a resin powder. In the pulverization step, first, the melt-kneaded product obtained in the melt-kneading step is roughly pulverized into a coarsely pulverized product of about 100 μm to 5 mm using a crusher, a hammer mill, a feather mill or the like. Then, a jet type pulverizer that uses a supersonic jet stream to pulverize, and pulverizes a coarsely pulverized material introduced into a space formed between a rotor (rotor) and a stator (liner) that rotate at high speed. The coarsely pulverized product is pulverized to a desired particle size, for example, 8 μm or less, using an impact pulverizer or the like.
粉体生成工程は、以上のような溶融混練工程および粉砕工程を含む工程から樹脂粉体を生成する工程に限定されない。粉体生成工程では、たとえば、懸濁重合法、乳化重合法などの湿式法を用いる工程を経て樹脂粉体が生成されてもよい。粉体生成工程によって生成される樹脂粉体は、樹脂粉体を構成する粒子同士の静電気力、分子間力などの付着力によって、粉体凝集物を発生する。またカラートナーを製造する場合、結着樹脂として透光性および光沢性を有する樹脂を用いることが必須であり、透光性および光沢性を有する樹脂として、たとえばポリエステル樹脂などの軟化点の低い結着樹脂が用いられる。軟化点の低い結着樹脂を用いると、トナー粒子同士の摩擦で発生する摩擦熱によって結着樹脂が軟化し、トナー粒子同士が付着しやすくなり、さらに粉体凝集物が発生しやすくなる。 The powder generation step is not limited to the step of generating resin powder from the steps including the melt kneading step and the pulverization step as described above. In the powder production step, for example, the resin powder may be produced through a step using a wet method such as a suspension polymerization method or an emulsion polymerization method. The resin powder produced by the powder production process generates powder aggregates due to adhesion forces such as electrostatic force and intermolecular force between particles constituting the resin powder. In the case of manufacturing a color toner, it is essential to use a resin having translucency and gloss as a binder resin. As a resin having translucency and gloss, for example, a binder having a low softening point such as a polyester resin is used. A resin is used. When a binder resin having a low softening point is used, the binder resin is softened by frictional heat generated by friction between toner particles, the toner particles are easily adhered to each other, and powder agglomerates are easily generated.
本発明のトナーの製造方法では、このような樹脂粉体中に含まれる粉体凝集物を分散させるために、本発明の粉体処理設備に含まれる粉体分散装置によって粉体中に含まれる粉体凝集物を分散させる分散工程を行なう。 In the toner production method of the present invention, in order to disperse the powder agglomerates contained in such a resin powder, it is contained in the powder by the powder dispersing apparatus included in the powder processing facility of the present invention. A dispersion step of dispersing the powder aggregate is performed.
本発明の粉体分散装置によって粉体中に含まれる粉体凝集物が分散されると、粉体処理設備に含まれる分級装置によって粉体をその粒径の違いによって分級する分級工程を分散工程と連続的に行なう。分級工程では、所望の粒径範囲に含まれる粒子群が得られるまで、分散工程を含む同じサイクルが繰返し実行される。このようにして、所望の粒径範囲に含まれる粒子群から構成されるトナーを得ることができる。 When the powder agglomerate contained in the powder is dispersed by the powder dispersion device of the present invention, the classification step of classifying the powder by the difference in particle size by the classification device included in the powder processing facility is the dispersion step And continuously. In the classification step, the same cycle including the dispersion step is repeatedly executed until a particle group included in a desired particle size range is obtained. In this way, a toner composed of a particle group included in a desired particle size range can be obtained.
上記の分散工程および分級工程を含む粉体処理工程を経て得られるトナーは、体積平均粒径が５．０μｍ以上８．０μｍ以下であるものが好ましい。トナーの体積平均粒径がこのような範囲であると、高精細な画像を長期にわたって安定して形成することができる。トナーの体積平均粒径が５．０μｍ未満であると、トナー粒径が小さくなり過ぎ、高帯電化、現像剤の低流動化が起こり、感光体にトナーを安定して供給することができないので、画像かぶり、画像濃度の低下などを引起こすおそれがある。トナーの体積平均粒径が８．０μｍを超えると、トナーの粒径が大きいので、高精細な画像を得ることができず、またトナーの帯電量が小さくなることによってトナーの感光体への供給安定性を失い、トナー飛散による機内汚染が発生するおそれがある。 The toner obtained through the powder treatment step including the dispersion step and the classification step preferably has a volume average particle size of 5.0 μm or more and 8.0 μm or less. When the volume average particle diameter of the toner is in such a range, a high-definition image can be stably formed over a long period of time. If the volume average particle size of the toner is less than 5.0 μm, the toner particle size becomes too small, and high charging and low developer flow occur, and the toner cannot be stably supplied to the photoreceptor. There is a risk of causing image fogging and a decrease in image density. When the volume average particle diameter of the toner exceeds 8.0 μm, since the toner particle diameter is large, a high-definition image cannot be obtained, and the toner charge amount is reduced, so that the toner is supplied to the photoreceptor. It may lose stability and cause in-machine contamination due to toner scattering.
また上記のような体積平均粒径であるトナーの中でも、粒径が４．００μｍ以下の粒子の含有率が３０個数％未満であることが好ましい。また粒径が４．００μｍ以下の粒子の含有率が３０個数％未満であり、かつ３．１７μｍ以下の粒子の含有率が２０個数％未満であるものがさらに好ましい。このような所望の粒径よりも小さい粒径の粒子である微粉の含有率が低いトナーは、粒子の凝集を生じにくく、帯電性能にばらつきが少ないので、感光体に安定してトナーを供給することができる。粒径が４μｍ以下の粒子の含有率が３０個数％以上であると、微粉の含有率が高くなり、高帯電化、現像剤の低流動化が起こり、感光体にトナーを安定して供給することができないので、画像かぶり、画像濃度の低下などを引起こすおそれがある。粒径が３．１７μｍ以下の粒子の含有率が２０個数％以上である場合においても、高帯電化、現像剤の低流動化の問題が生じるおそれがある。 Among the toners having the volume average particle diameter as described above, the content ratio of particles having a particle diameter of 4.00 μm or less is preferably less than 30% by number. More preferably, the content of particles having a particle size of 4.00 μm or less is less than 30% by number and the content of particles having a particle size of 3.17 μm or less is less than 20% by number. A toner having a low content of fine powder, which is a particle having a particle size smaller than a desired particle size, is less likely to cause aggregation of the particles and has little variation in charging performance. Therefore, the toner can be stably supplied to the photoreceptor. be able to. When the content of particles having a particle size of 4 μm or less is 30% by number or more, the content of fine powder increases, and high charging and low developer flow occur, and toner is stably supplied to the photoreceptor. Therefore, there is a risk of causing image fogging and a decrease in image density. Even when the content of particles having a particle size of 3.17 μm or less is 20% by number or more, there is a possibility that problems of high charge and low developer flow may occur.
このようにして得られたトナーに、たとえば、粉体流動性向上、摩擦帯電性向上、耐熱性、長期保存性改善、クリーニング特性改善、感光体表面磨耗特性制御などの機能を担う外添剤を混合してもよい。外添剤としては、たとえば、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末、アルミナ微粉末などが挙げられる。外添剤の添加量としては、トナーに必要な帯電量、外添剤を添加することによる感光体の摩耗に対する影響、トナーの環境特性などを考慮して、トナー１００重量部に対し１重量部以下が好適である。 For example, external additives responsible for functions such as powder flowability improvement, triboelectric chargeability improvement, heat resistance, long-term storage stability improvement, cleaning property improvement, and photoreceptor surface wear property control are added to the toner thus obtained. You may mix. Examples of the external additive include silica fine powder, titanium oxide fine powder, and alumina fine powder. The amount of the external additive added is 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the toner in consideration of the charge amount necessary for the toner, the influence on the abrasion of the photoreceptor due to the addition of the external additive, and the environmental characteristics of the toner. The following are preferred.
以上のようにして製造されるトナーは、そのままで１成分系の現像剤として用いることができるけれども、さらにトナーにキャリアを混合し、２成分系の現像剤としてもよい。２成分系の現像剤に用いられるキャリアとしては、たとえば、鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉、磁性分含有樹脂キャリアなどの磁性を有する粉体およびガラスビーズなど、ならびにこれらの表面を樹脂などで被覆したものが挙げられる。磁性を有する粉体の被覆に使用できる樹脂としては、たとえば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。 The toner produced as described above can be used as it is as a one-component developer as it is, but a carrier may be further mixed with the toner to form a two-component developer. Carriers used in two-component developers include, for example, iron powder, ferrite powder, nickel powder, magnetic powders such as resin carrier containing magnetic content, glass beads, etc., and their surfaces are coated with resin, etc. The thing which was done is mentioned. Examples of the resin that can be used for coating the magnetic powder include silicone resin, acrylic resin, styrene resin, and fluororesin.
本発明の粉体分散装置を含む粉体処理設備を用いるトナーの製造方法では、粉体生成工程によって結着樹脂および着色剤を含む樹脂粉体を生成した後、粉体生成工程で生成される樹脂粉体を処理してトナーを得る粉体処理工程が行なわれる。この粉体処理工程では、分散工程を経て分級工程が行なわれるので、分級工程において分級すべき樹脂粉体における粉体凝集物の含有率が低い状態で樹脂粉体を分級することができる。したがって、分級工程において所望の粒径よりも大きい粒子を除去するときに、所望の粒径の範囲内である粒子を含む粉体凝集物が所望の粒径よりも大きい粗粉として扱われて除去されることが防止できるので、分級工程後に得られるトナーの量と粉体生成工程において製造される粉体の量との比であるトナーの収率を向上させることができる。 In the toner manufacturing method using the powder processing facility including the powder dispersion apparatus of the present invention, the resin powder containing the binder resin and the colorant is generated in the powder generation process, and then generated in the powder generation process. A powder processing step is performed in which resin powder is processed to obtain toner. In this powder processing step, the classification step is performed after the dispersion step, so that the resin powder can be classified with a low content of the powder aggregate in the resin powder to be classified in the classification step. Therefore, when removing particles larger than the desired particle size in the classification step, the powder aggregate containing particles within the desired particle size range is treated as coarse powder larger than the desired particle size and removed. Therefore, it is possible to improve the toner yield, which is the ratio between the amount of toner obtained after the classification step and the amount of powder produced in the powder production step.
また、分級工程において所望の粒径よりも小さい粒子を除去するときに、粉体に含まれる所望の粒径範囲よりも小さい粒子の凝集物が１個の粒子としてみなされて製品としてのトナーに含まれることが防止されるので、トナー中に含まれる所望の粒径よりも小さい微粉の含有率を低減することができる。トナー中に微粉の含有率が低減されたトナーは、帯電均一性に優れるので、画像かぶりなどの生じない、優れた画像を形成することができる。 In addition, when particles smaller than the desired particle size are removed in the classification step, an aggregate of particles smaller than the desired particle size range contained in the powder is regarded as one particle, and becomes a product toner. Since inclusion is prevented, the content of fine powder smaller than the desired particle size contained in the toner can be reduced. Since the toner in which the content of fine powder in the toner is reduced is excellent in charging uniformity, an excellent image free from image fogging can be formed.
以下本発明の実施例について説明する。実施例および比較例では、次のようにしてトナーを製造した。 Examples of the present invention will be described below. In Examples and Comparative Examples, toners were produced as follows.
〔実施例１〕
以下に示すトナー原料をスーパーミキサー（商品名：ＳＭＶ−２０、株式会社カワタ製）で充分に混合し、得られた混合物を二軸混練機（商品名：ＰＣＭ−３０、株式会社池貝製）によって溶融混練する溶融混練工程を行なった。
[Example 1]
The following toner raw materials are sufficiently mixed with a super mixer (trade name: SMV-20, manufactured by Kawata Co., Ltd.), and the resulting mixture is mixed with a biaxial kneader (trade name: PCM-30, manufactured by Ikekai Co., Ltd.). A melt kneading step for melt kneading was performed.
（トナー原料）
結着樹脂：ポリエステル樹脂（酸価：２１ｍｇＫＯＨ／ｇ）
芳香族系アルコール成分：ビスフェノールＡプロピレンオキサイド、ビスフェノールＡエチレンオキサイド
酸成分：フマル酸、無水トリメリット酸 ８７．５重量部
着色剤：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：１ ５．０重量部
ワックス：無極性パラフィンワックス （ＤＳＣピーク７８℃）６．０重量部
帯電制御剤：サリチル酸の亜鉛化合物 １．５重量部
(Toner raw material)
Binder resin: Polyester resin (acid value: 21 mgKOH / g)
Aromatic alcohol components: bisphenol A propylene oxide, bisphenol A ethylene oxide
Acid component: fumaric acid, trimellitic anhydride 87.5 parts by weight Colorant: C.I. I. Pigment Blue 15: 1 5.0 parts by weight Wax: nonpolar paraffin wax (DSC peak 78 ° C.) 6.0 parts by weight Charge control agent: zinc compound of salicylic acid 1.5 parts by weight
結着樹脂の酸価は次のようにして測定した。ポリエステル樹脂１ｇをテトラヒドロフランに溶解し、指示薬にフェノールフタレイン、滴定液に０．１Ｎ（０．１ｇ／Ｌ）水酸化カリウム（化学式：ＫＯＨ）エタノール溶液を用いて、自動滴定装置（商品名：ＡＴ−５１０、京都電子工業株式会社製）によって電位差滴定を行なった。この電位差滴定において、中和するために使用した水酸化カリウムのｍｇ数を、酸価として固形分換算で算出した。 The acid value of the binder resin was measured as follows. 1 g of polyester resin is dissolved in tetrahydrofuran, phenolphthalein is used as an indicator, and 0.1N (0.1 g / L) potassium hydroxide (chemical formula: KOH) ethanol solution is used as a titrant. -510, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.). In this potentiometric titration, the number of mg of potassium hydroxide used for neutralization was calculated as an acid value in terms of solid content.
また、ワックスのＤＳＣピーク温度は、セイコーインスルメンツ株式会社製のＤＳＣ２００（商品名）を用いて次のようにして測定した。サンプルおよび基準物質を入れた装置の電気炉内の雰囲気（不活性ガス）温度を２０℃から２００℃まで１分間当たり１０℃の割合で昇温させた後、２００℃から２０℃まで降温させる過程を２回繰り返して、２回目の昇温時のサンプル温度を測定した。そして、このサンプル温度と基準物質の温度との差によって吸熱ピークを検出し、吸熱ピーク時の温度をＤＳＣピーク温度とした。 The DSC peak temperature of the wax was measured as follows using DSC200 (trade name) manufactured by Seiko Instruments Inc. The process of increasing the temperature (inert gas) in the electric furnace of the apparatus containing the sample and reference material from 20 ° C. to 200 ° C. at a rate of 10 ° C. per minute and then decreasing from 200 ° C. to 20 ° C. Was repeated twice to measure the sample temperature during the second temperature increase. And the endothermic peak was detected by the difference between the sample temperature and the temperature of the reference material, and the temperature at the endothermic peak was defined as the DSC peak temperature.
次いで、溶融混練工程で得られた溶融混練物を粗粉砕し、ジェット式粉砕機（商品名：ＩＤＳ−２、日本ニューマチック工業株式会社製）によって粉砕し、樹脂粉体を生成する粉砕工程を行なった。このような溶融混練工程と粉砕工程とを含む粉体生成工程後、得られた樹脂粉体を、図５に示す粉体分散装置３１および分級装置（商品名：３１５−ＴＳＰの改造機、ホソカワミクロン株式会社製）を用いて、体積平均粒径が６．０μｍ以上７．５μｍ以下の範囲となるまで分散および分級する分散工程および分級工程を連続的に繰返し行なった。粉体分散装置１による分散条件は以下の通りである。
Next, the melt-kneaded product obtained in the melt-kneading step is roughly pulverized and pulverized by a jet-type pulverizer (trade name: IDS-2, manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.) to produce a resin powder. I did it. After the powder production process including such a melt-kneading process and a pulverizing process, the obtained resin powder is divided into a
粉体分散容器としては、最大内径１０．５ｃｍ、供給口部から排出口部までの長さ２６．７ｃｍ、容積１９６５ｃｍ３の略円筒形状容器を用いた。ただし気体噴射手段から気体を噴射しなかった。網状部材としては、図２に示すような、目開きＸが３．４３ｍｍ、線状体の幅Ｗが０．８ｍｍ、開孔率が６５．８％の網状体を用い、排出口部より粉体流下方向の１．５ｃｍ上流側に設置した。粉体分散容器内への粉体供給手段からの粉体の供給は０．１５ＭＰａの圧縮空気によって行ない、毎時３０ｋｇの粉体を粉体分散容器内に供給した。粉体分散容器内での分散工程終了後、排出口部から収集タンクに粉体を収集し、分級装置で分級工程を行なうバッチ処理を行なった。以上のようにして、実施例１のトナーを製造した。 As the powder dispersion container, a substantially cylindrical container having a maximum inner diameter of 10.5 cm, a length from the supply port portion to the discharge port portion of 26.7 cm, and a volume of 1965 cm 3 was used. However, no gas was injected from the gas injection means. As the mesh member, a mesh member having an opening X of 3.43 mm, a linear member having a width W of 0.8 mm, and an aperture ratio of 65.8% as shown in FIG. It was installed 1.5 cm upstream in the body flow downward direction. The powder was supplied from the powder supply means into the powder dispersion container by compressed air of 0.15 MPa, and 30 kg / hour of powder was supplied into the powder dispersion container. After the dispersion process in the powder dispersion container was completed, the powder was collected from the discharge port into a collection tank, and a batch process was performed in which a classification process was performed with a classification device. The toner of Example 1 was manufactured as described above.
〔実施例２〕
粉体分散容器内に、底面が直径４．０ｃｍの円形状であり、高さが６．５ｃｍの円錐形状の衝突部材を、衝突部材の底面が粉体分散装置の排出口部より粉体流下方向の１．５ｃｍ上流側に位置するようにさらに設置したこと以外は実施例１と同様にして、実施例２のトナーを製造した。
[Example 2]
In the powder dispersion container, the bottom surface is a circular shape having a diameter of 4.0 cm and the height is 6.5 cm, and the bottom surface of the collision member flows down from the discharge port of the powder dispersion device. The toner of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that it was further installed so as to be located 1.5 cm upstream in the direction.
〔実施例３〕
粉体分散容器内に、底面が直径４．０ｃｍの円形状であり、高さが６．５ｃｍの円錐形状の衝突部材を、衝突部材の底面が粉体分散装置の排出口部より粉体流下方向の１．５ｃｍ上流側に位置するように設置し、排出口部と分級装置（商品名：３１５−ＴＳＰの改造機、ホソカワミクロン株式会社製）の投入口部とを装着し、粉体分散装置と分級装置とを連なるようにして設けたこと以外は実施例１と同様にして、実施例３のトナーを製造した。
Example 3
In the powder dispersion container, the bottom surface is a circular shape having a diameter of 4.0 cm and the height is 6.5 cm, and the bottom surface of the collision member flows down from the discharge port of the powder dispersion device. Installed so as to be located 1.5 cm upstream of the direction, equipped with a discharge port and a classification device (product name: 315-TSP modified machine, manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), a powder dispersion device The toner of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the device and the classifier were connected in series.
〔実施例４〕
粉体分散容器内に、底面が直径４．０ｃｍの円形状であり、高さが６．５ｃｍの円錐形状の衝突部材を、衝突部材の底面が粉体分散装置の排出口部より粉体流下方向の１．５ｃｍ上流側に位置するように設置し、排出口部と分級装置（商品名：３１５−ＴＳＰの改造機、ホソカワミクロン株式会社製）の投入口部とを装着し、粉体分散装置と分級装置とを連なるようにして設けるとともに、図５に示す気体噴射手段２４から気体を噴射したこと以外は実施例１と同様にして、実施例４のトナーを製造した。気体噴射手段から樹脂粉体に対して噴射した空気の圧力は、０．６ＭＰａであった。
Example 4
In the powder dispersion container, the bottom surface is a circular shape having a diameter of 4.0 cm and the height is 6.5 cm, and the bottom surface of the collision member flows down from the discharge port of the powder dispersion device. Installed so as to be located 1.5 cm upstream of the direction, fitted with a discharge port and a classification device (trade name: 315-TSP modified machine, manufactured by Hosokawa Micron Corporation), a powder dispersion device The toner of Example 4 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the
〔比較例１〕
粉体生成工程後、得られた樹脂粉体を分散させることなく、０．１５ＭＰａの圧縮空気によって分級装置（商品名：３１５−ＴＳＰの改造機、ホソカワミクロン株式会社製）に粉体を毎時３０ｋｇで供給し、体積平均粒径が６．０μｍ以上７．５μｍ以下の範囲となるまで分級工程を行なったこと以外は実施例１と同様にして、比較例１のトナーを製造した。
[Comparative Example 1]
After the powder production step, the powder is applied to a classification device (trade name: 315-TSP modified machine, manufactured by Hosokawa Micron Corporation) with compressed air of 0.15 MPa without dispersing the obtained resin powder at 30 kg / hour. A toner of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the classification step was performed until the volume average particle diameter was 6.0 μm or more and 7.5 μm or less.
以上のようにして実施例および比較例のトナーの製造における分散工程および分級工程での各条件を表１に示す。 Table 1 shows the conditions in the dispersion step and the classification step in the production of the toners of Examples and Comparative Examples as described above.
以上のようにして製造した実施例および比較例のトナーの体積平均粒径を測定するとともに、トナー中に含まれる微粉の含有率を求め、評価した。体積平均粒径および微粉の含有率は、コールターマルチサイザーＩＩＩ（商品名、コールター株式会社（現ベックマン・コールター株式会社）製）によって得られた粒度分布から算出した。なお、微粉の含有率としては、粒径が４．００μｍ以下の粒子の含有率および粒径が３．１７μｍ以下の粒子の含有率を求めた。 The volume average particle diameters of the toners of Examples and Comparative Examples produced as described above were measured, and the content of fine powder contained in the toner was determined and evaluated. The volume average particle size and the fine powder content were calculated from the particle size distribution obtained by Coulter Multisizer III (trade name, manufactured by Coulter, Inc. (currently Beckman Coulter, Inc.). As the fine powder content, the content of particles having a particle size of 4.00 μm or less and the content of particles having a particle size of 3.17 μm or less were determined.
微粉の含有率についての評価は、粒径が４．００μｍ以下の粒子については、２５．００個数％未満であるものを○（良好）、２５．００個数％以上３０．００個数％未満であるものを△（可）、３０．００個数％以上であるものを×（不可）とした。粒径が３．１７μｍ以下の粒子については、１５．００個数％未満であるものを○（良好）、１５．００個数％以上２０．００個数％未満であるものを△（可）、２０．００個数％以上であるものを×（不可）とした。 As for the evaluation of the content of fine powder, for particles having a particle diameter of 4.00 μm or less, those having a particle size of less than 25.00% are good (good) and are not less than 25.00% and less than 30.00%. Those with Δ (possible) or 30.00% by number or more were marked with × (impossible). As for particles having a particle size of 3.17 μm or less, those having a particle size of less than 15.00% are ◯ (good), particles having a particle size of 15.00% to less than 20.00% are △ (good); Those with 00% by number or more were marked as x (impossible).
また実施例および比較例で製造したトナーの収率について評価した。トナーの収率とは、粉体生成工程において製造される粉体の重量に対する分級工程後に得られるトナーの重量の比率（分級工程後に得られるトナーの重量／粉体生成工程において製造される粉体の重量）である。トナーの収率の評価は、６５．０％以上であるものを○（良好）、６０．０％以上６５．０％未満であるものを△（可）、６０．０％未満であるものを×（不可）とした。 Further, the yields of the toners produced in Examples and Comparative Examples were evaluated. The toner yield is the ratio of the weight of the toner obtained after the classification step to the weight of the powder produced in the powder production step (the weight of the toner obtained after the classification step / the powder produced in the powder production step). Weight). The toner yield is evaluated as ◯ (good) when it is 65.0% or more, △ (good) when it is 60.0% or more and less than 65.0%, or less than 60.0%. X (impossible).
さらに微粉の含有率およびトナーの収率の評価結果から、総合判定を行なった。総合判定では、評価に×および△がなく、特に良好なものを◎、評価に×がなく、△が２つ以内であり良好なものを○、評価に×がなく、△が３つであり実使用上は問題がないものを△、評価に×が１つあり実使用が不可能であるものを×、評価に×が２つ以上あり非常に悪いものを××として評価した。 Further, comprehensive evaluation was performed from the evaluation results of the fine powder content and the toner yield. In the comprehensive judgment, there is no x and △ in the evaluation, especially good one is ◎, there is no x in the evaluation, △ is within 2 and good, ○ is good, there is no x and △ is 3 The evaluation was evaluated as Δ for the case where there was no problem in actual use, × where the evaluation was one and x was impossible, and the evaluation was evaluated as ×, and the evaluation was two or more x and the evaluation was very bad.
実施例および比較例で製造したトナーの体積平均粒径、微粉の含有率およびトナーの収率についての評価ならびに総合評価を表２に示す。 Table 2 shows the evaluation and overall evaluation of the volume average particle diameter, the fine powder content, and the toner yield of the toners produced in Examples and Comparative Examples.
表２に示すように、本発明の粉体分散装置によって分散工程を行なわなかったトナー（比較例１）は、微粉の含有率が高く、収率も低いものであった。 As shown in Table 2, the toner (Comparative Example 1) that was not subjected to the dispersing step by the powder dispersing apparatus of the present invention had a high fine powder content and a low yield.
これに対して、本発明の粉体分散装置を含む粉体処理設備を用いて粉体処理工程を行なったトナー（実施例１〜４）は、微粉の含有率が低く、高い収率でトナーを製造することができた。これらの中でも、網状部材に加えて円錐形状の衝突部材をさらに設けた粉体分散装置を用いて製造されたトナー（実施例２〜４）は、微粉の含有率およびトナーの収率の点においてさらに優れるものであった。また粉体分散装置と分級装置とが連結されない粉体処理設備によって製造されたトナー（実施例１および２）では、分散工程を行なうことによって粉体が粉砕工程直後の粉体に比べて球形に近くなり、表面積が小さくなったので、バッチ処理によっても充分に粉体凝集物の発生を防止することができた。さらに粉体分散装置と分級装置とが連結される粉体処理設備によって製造されたトナー（実施例３および４）は、微粉の含有率を一層低減することができた。また気体噴射手段から気体を噴射する粉体分散装置によって分散工程が行なわれたトナー（実施例４）は、微粉の含有率をさらに低減することができるとともに、トナーの収率もさらに高いものであった。 On the other hand, the toner (Examples 1 to 4) in which the powder processing process was performed using the powder processing equipment including the powder dispersion apparatus of the present invention has a low fine powder content and a high yield. Could be manufactured. Among these, the toners (Examples 2 to 4) manufactured using the powder dispersion device further provided with the conical collision member in addition to the mesh member are in terms of the fine powder content and the toner yield. It was even better. In addition, in the toner (Examples 1 and 2) manufactured by the powder processing equipment in which the powder dispersing device and the classifying device are not connected, the powder is made spherical as compared with the powder immediately after the pulverizing step by performing the dispersing step. Since the surface area became smaller, the generation of powder aggregates could be sufficiently prevented even by batch processing. Further, the toner (Examples 3 and 4) manufactured by the powder processing facility in which the powder dispersing device and the classifying device are connected was able to further reduce the fine powder content. In addition, the toner (Example 4) in which the dispersion process is performed by the powder dispersion device that ejects gas from the gas ejection unit can further reduce the content of fine powder and also has a higher toner yield. there were.
１，２１，３１ 粉体分散装置
２，３３ 粉体分散容器
３ 粉体
３ａ 粒子
３ｂ 粉体凝集物
４，３７ 供給口部
５，３５ 排出口部
６ 流路
６ａ 流路断面
７，２２ 網状部材
８ 粉体流下方向
９ 粉体供給手段
１０ 分級装置
１１ａ 縦線状体
１１ｂ 横線状体
１２ トナー製造装置
１３ 粉体生成装置
１４ 粉体処理設備
２３ 圧縮空気導入方向
２４ 網状部材傾斜方向
３２ 衝突部材
３４ 気体噴射手段
３６ 投入口部
３８ 輸送管
４１ 噴射ノズル
DESCRIPTION OF
Claims (8)
網状に形成される網状部材であって、粉体分散容器内に設けられ、流路断面の少なくとも一部領域に配置される網状部材とを含むことを特徴とする粉体分散装置。 A powder dispersion container in which a supply port for supplying powder and a discharge port for discharging powder are formed, and a flow path for powder to flow from the supply port to the discharge port is formed;
A powder dispersion apparatus comprising: a mesh member formed in a mesh shape; and a mesh member provided in a powder dispersion container and disposed in at least a partial region of a flow path cross section.
粉体の流下方向上流側に向けて先細状であり、かつ尖頭状に形成されることを特徴とする請求項２記載の粉体分散装置。 The powder impact surface of the impact member is
3. The powder dispersing apparatus according to claim 2, wherein the powder dispersing device is tapered toward the upstream side in the flow direction of the powder and has a pointed shape.
粉体分散装置によって分散された粉体を粒径、密度または形状の違いによって分離する分離装置とを含むことを特徴とする粉体処理設備。 A powder dispersion apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A powder processing facility comprising: a separation device for separating powder dispersed by a powder dispersion device according to a difference in particle size, density, or shape.
請求項７記載の粉体処理設備を用いて、粉体生成工程で生成される樹脂粉体を処理してトナーを得る粉体処理工程とを含むことを特徴とするトナーの製造方法。 A powder production step for producing a resin powder containing a binder resin and a colorant;
A method for producing a toner, comprising: using a powder processing facility according to claim 7 to process a resin powder produced in the powder production step to obtain a toner.
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| JP2006003748A Pending JP2007185564A (en) | 2006-01-11 | 2006-01-11 | Apparatus for dispersing powder, equipment for treating powder and method for manufacturing toner |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011110512A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Ricoh Co Ltd | Powder dispersion device, classification apparatus, classification method, and method for manufacturing toner |
| JP2015104429A (en) * | 2013-11-28 | 2015-06-08 | 株式会社サンギ | Powder circulation device |
| KR20230141021A (en) * | 2022-03-31 | 2023-10-10 | 동의대학교 산학협력단 | Dispersing device inside the liquid reservoir containing micro-particles of the liquid dispenser |
| CN117861476A (en) * | 2024-03-13 | 2024-04-12 | 肇庆理士电源技术有限公司 | Lithium battery electrode preparation device capable of preventing agglomeration and uniform feeding and preparation process |
-
2006
- 2006-01-11 JP JP2006003748A patent/JP2007185564A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011110512A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Ricoh Co Ltd | Powder dispersion device, classification apparatus, classification method, and method for manufacturing toner |
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| KR102646026B1 (en) * | 2022-03-31 | 2024-03-08 | 동의대학교 산학협력단 | Dispersing device inside the liquid reservoir containing micro-particles of the liquid dispenser |
| CN117861476A (en) * | 2024-03-13 | 2024-04-12 | 肇庆理士电源技术有限公司 | Lithium battery electrode preparation device capable of preventing agglomeration and uniform feeding and preparation process |
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