JP3942689B2

JP3942689B2 - トナー製造装置の洗浄方法

Info

Publication number: JP3942689B2
Application number: JP14583197A
Authority: JP
Inventors: 宏宣長崎; 佳文徳久; 泰久大谷
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1997-05-19
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2017-05-19
Also published as: JPH10319638A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナーの製造工程に用いられる混合装置、混練装置、粉砕装置、分級装置及びそれらに付随する配管等のトナー製造装置を洗浄する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トナーは、樹脂、着色剤、帯電制御剤、離型剤及び流動化剤等からなり、代表的な製造方法としてはこれらを混合、混練、粉砕、分級して得る方法や、モノマー、着色剤、帯電制御剤、重合開始剤、分散安定剤等を混合、溶解、分散、重合、乾燥、分級して得る方法等がある。
このようにトナーの製造には多くの工程があり、従って使用する機器も多種多様である。これらの各種装置には、トナー製造の工程でトナー原料の樹脂等の混合物や融着物等が付着する。
トナーの品種切り替え時、及び色替え時等には、生産されるトナーの品質を確保するために、各装置、配管等を洗浄し、付着物を除去する必要がある。
従来これらの装置等の洗浄方法としては、高圧エアー、高圧水等の噴射による方法、あるいは水または有機溶剤等を洗浄剤とした手洗いによる方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
高圧エアー、高圧水等の噴射による洗浄の場合は、労力は低減されるものの、樹脂の融着物のような強固な付着物を完全に除去することは困難である。
また高圧水の場合は使用する水が周辺に飛び散るため、洗浄する装置を周辺装置から隔離して洗浄を行う等の対応が必要である。
【０００４】
水または有機溶剤等を洗浄剤とした手洗いの場合は、人手による洗い及びふき取り作業であり、非常に重労働でありかつ時間もかかる。ブラシ等の道具を用いて洗浄する場合には被洗浄面を傷つける場合もあり、一旦表面に傷がつくと、汚染物が細かい傷の内部に入り込んでしまい更に洗浄に負担がかかるようになる。また、洗浄剤除去のための後洗浄や乾燥、付着物と洗浄剤との分離等が必要となる等の煩雑な手間を要するという問題も有していた。
更に溶剤を使用する場合は衛生上も好ましくなく、コスト的にも負担が大きくなり好ましくない。
【０００５】
加えて、結局のところ、これらいずれの洗浄方法においても、厳密な洗浄を行うには最終的には人手による洗浄が必要であり、洗浄に膨大な時間と労力がかかっているのが実状である。
特に多品種少量品生産設備の場合には品種切り替え頻度が多いため、実際に生産を行っている装置可動時間に対する洗浄時間の比率は非常に大きくなる。
これらのことから短時間、低労力、低コストで洗浄できる方法が望まれている。
【０００６】
特公平４−５１２３３号公報には、低温粉砕装置の洗浄方法にかかる発明が開示されている。この方法は、ドライアイス粒子群を被洗浄面に接触させて樹脂付着物を除去するものであるが、ドライアイス粒子群を原料等と同様に供給し、該装置の運転により生ずる気流に乗って装置内を移動し、その際に被洗浄面に接触させているため、被洗浄面の温度が充分に低い温度でないと被洗浄面に接触する前にドライアイス粒子群が昇華してしまう恐れがある。特公平４−５１２３３号公報では液体窒素で冷却されている。したがって、この方法をトナー製造装置の洗浄に利用するとすれば、装置を冷却したりする必要があり、結局のところ、洗浄時間の短縮化に繋がらない。また被洗浄装置の付着状況に応じて特定の部分を選択的に洗浄することは不可能である。
【０００７】
本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものであり、短時間で容易に洗浄することができ、洗浄剤の回収等の後工程が不要なトナー製造装置の洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討したところ、被洗浄面に対して、ドライアイス粒子群を空気等により高圧噴射することにより、付着物質が効果的に除去されることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、本発明の要旨は、
〔１〕トナー製造装置において、圧縮ガスにより、粒径が２〜５ｍｍのドライアイス粒子群を洗浄剤としてノズルから被洗浄面に直接吹き付けて、該被洗浄面の付着物を除去するトナー製造装置の洗浄方法であって、前記付着物がポリエステル樹脂からなり、ノズル径が５〜３０ｍｍであるノズルを使用し、ノズル１個あたりの圧縮ガスの風量を２．０〜１０．０ｍ³ ／ｍｉｎとする、トナー製造装置の洗浄方法、
〔２〕圧縮ガスの圧力が３×１０⁵ 〜１０×１０⁵ Ｐａである前記〔１〕記載の洗浄方法、
〔３〕ドライアイス粒子群の噴射量がノズル１個あたり１０〜１００ｋｇ／Ｈｒである前記〔１〕又は〔２〕記載の洗浄方法、に関するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のトナー製造装置の洗浄方法は、トナー製造装置において、圧縮ガスにより、ドライアイス粒子群を洗浄剤として被洗浄面に直接吹き付けて、該被洗浄面の付着物を除去することを特徴とする。
【００１１】
本発明の方法により洗浄されるトナー製造装置としては、トナー製造工程において通常用いられるものであれば特に限定されるものではない。トナー製造装置としては、具体的には、混合装置、混練装置、粉砕装置、分級装置及びそれらに付随する配管等が挙げられる。このようなトナー製造装置に、例えば、トナーの原料である樹脂、着色剤、帯電制御剤、離型剤又は流動化剤等、あるいは、これらの混合物や融着物等が付着物として付着する。
【００１２】
本発明において洗浄剤として使用されるドライアイス粒子の形状としては特に限定されるものではないが、例えば、球状、円柱状、直方体状等に成形されたもの、あるいはブロック状等のドライアイスを切削・粉砕したもの等を使用することができる。
【００１３】
また、ドライアイス粒子の粒径は特に限定されるものではなく、付着物の種類や付着の態様、トナー製造装置の種類や大きさ等に応じて適宜選択することができる。好ましくは、０．１ｍｍ〜１０ｍｍであり、より好ましくは０．５〜５ｍｍである。ドライアイス粒子が搬送中に昇華するのを防止する観点からは、ドライアイス粒子の粒径は０．１ｍｍ以上のものが好ましい。一方、ドライアイス粒子の単位重量当たりの洗浄性の低下防止の観点からは、ドライアイス粒子の粒径は１０ｍｍ以下のものが好ましい。一定重量のドライアイス粒子を噴射した場合、粒径が大きくなるにつれて、被洗浄面に対するドライアイス粒子の衝突する面積の割合（ドライアイス単位重量当たりの被洗浄面積）が小さくなり、また、ドライアイス粒子先端が衝突して付着物が剥離するため残りの部分は付着物の剥離には関与しないことから、付着物に直接衝突しないドライアイス粒子の割合が増えるためである。
また、粒径が１０ｍｍ以下の小さなドライアイス粒子を使用することで、手洗浄では困難な非常に細かな部分についても、効果的に洗浄することができる。
【００１４】
ドライアイス粒子群の噴射量は特に限定されるものではなく、付着物の種類や付着の態様、トナー製造装置の種類や大きさ等によって適宜設定されるが、例えば、ノズルを用いて噴射する場合、ノズル１個あたり１０〜１００ｋｇ／Ｈｒが好ましく、２０〜９０ｋｇ／Ｈｒがより好ましく、３０〜８０ｋｇ／Ｈｒが特に好ましい。洗浄力の観点から１０ｋｇ／Ｈｒ以上が好ましく、経済性の観点から１００ｋｇ／Ｈｒ以下が好ましい。
【００１５】
ドライアイス粒子群を吹き付けるための圧縮ガスとしては特に限定されるものではないが、例えば、空気、窒素等のガスが挙げられる。圧縮ガスの圧力及び風量は特に限定されるものではなく、付着物の種類や付着の態様、トナー製造装置の種類や大きさ等によって適宜設定されるが、例えば、ノズルを用いる場合、衝撃力及び経済性から、圧力は３×１０⁵〜１０×１０⁵Ｐａが好ましく、風量はノズル１個あたり２．０〜１０．０ｍ³／ｍｉｎが好ましい。より好ましくは、圧力は４×１０⁵〜８×１０⁵Ｐａであり、風量はノズル１個あたり３．０〜８．０ｍ³／ｍｉｎである。
【００１６】
ドライアイス粒子群を吹き付ける方法としては、ドライアイス粒子群を圧縮ガスにより被洗浄面に直接吹き付けるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ノズルを使用してドライアイス粒子群を吹き付ける方法等が挙げられる。
当該ノズルの形状は特に限定されるものではなく、被洗浄面に合わせて適宜選択して使用することができる。例えば、円形及び多角形断面のもの等がある。
またノズルのノズル径は特に限定されるものではなく、被洗浄面の大きさや形状等によって適宜選択できる。好ましくは５〜３０ｍｍであり、より好ましくは５〜２０ｍｍである。ドライアイス粒子によるノズルの閉塞防止、噴射する際の圧力損失の低減の観点からは、５ｍｍ以上のノズル径を持ったノズルが好ましい。一方、ドライアイス粒子流の線速度が低下し、運動エネルギーが減少することによる洗浄力の低下防止の観点からは、ノズル径は３０ｍｍ以下のものが好ましい。
また、ノズル数は特に限定されず、１個でも複数でも任意に設定することができる。
【００１７】
ドライアイス粒子群を噴射するための装置は特に限定されないが、被洗浄面にドライアイス粒子群を誘導できる構造であって、ガス圧力や風量等を調整できるものが好ましい。例えば、図１あるいは図２に模式的に示される装置が挙げられる。
図１に示す１はドライアイス粒子が貯蔵されるホッパーであり、このホッパー１の下部に供給バルブ（例えばロータリーバルブ）２が設けられている。コンプレッサー３等により加圧されたガス中にドライアイス粒子が供給され、ホース４、ノズル５より噴射される。
また、図２に示すようにコンプレッサー９により加圧されたガスを圧縮ガス供給ホース８、ノズル１０により噴射することにより生じる吸引力によりドライアイス搬送ホース７、吸引ノズル１１を介してホッパー６内のドライアイス粒子が吸引されノズル１０より圧縮ガスとともに噴射される。
このようにして噴射されるドライアイス粒子群は、ノズルを被洗浄面にむけることにより被洗浄面に直接吹き付けられ、付着物の付着した位置に誘導される。
【００１８】
付着物は、ドライアイス粒子群が高圧で衝突することによる衝撃、ドライアイス粒子群を噴射するための高圧ガスの衝撃、及び、衝突したドライアイス粒子の昇華による急激な体積膨張により、被洗浄面より除去される。
吹き付けられたドライアイス粒子により急速に冷却される際にできる、被洗浄面と付着物との熱膨張率の差により、付着物は被洗浄面より剥がれやすくなっており、付着物は容易に被洗浄面より除去される。
このようなドライアイス粒子群による洗浄作用により、効率良く付着物を除去することができる。
【００１９】
洗浄に要する時間は、付着物の種類、付着物の付着の態様、被洗浄面の清浄性の所望の程度等に依存し、特に限定されない。
また、洗浄時は、トナー製造装置は稼働状態であっても良く、停止状態であっても良い。停止状態で洗浄する場合、装置を分解してドライアイスを吹き付けても良く、装置が組み立てられた状態のままで吹き付けても良い。
【００２０】
トナー製造装置の洗浄に使用したドライアイス粒子は、昇華し気体として大気中に放出されるため回収の必要がない。除去された付着物は例えば集塵機等により容易に回収することができる。
また洗浄剤であるドライアイス粒子は金属より柔らかく、被洗浄面を傷つけることが無い。
本発明においては、ノズル等の誘導手段によって、付着物の付着した被洗浄面に直接ドライアイス粒子を吹き付けるため、被洗浄面が高温の場合でも装置を冷却する必要がなく、冷却のためのエネルギーが不要であり、また、冷却待ち時間もなくなり装置の可動時間がアップする。
【００２１】
以上の効果により洗浄時間が大幅に短縮されるため、装置の稼働率がアップし生産性が向上する。
さらに、有機溶剤を用いないため、衛生的に安全性が高い。
【００２２】
【実施例】
以下実施例及び比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例等により何ら限定されるものではない。
なお洗浄する人員は１人とした。
【００２３】
実施例１
ポリエステル樹脂（酸成分としてテレフタル酸、アルコール成分としてポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン）１００重量部、カーボンブラック５重量部からなる混練物５００ｋｇを、ターボミル粉砕機（Ｔ−４００−４ＲＳ：ターボ工業（株）製）で粉砕ローター回転数５５００ｒｐｍ、トナー供給量３０ｋｇ／Ｈｒの条件で粉砕した。粉砕処理終了後の粉砕機の粉砕ローター及びライナー表面には、厚さ１ｍｍ程度の付着物及び融着物がローター及びライナー表面の約６０％にわたって見られた。
図２に示される装置による方法を用いて粉砕機内にドライアイス粒子を供給した。
このローター及びライナー（被洗浄面積１．１２ｍ²）を直径２ｍｍφ、長さ５ｍｍの円柱状のドライアイス粒子を直径２０ｍｍの円形断面のノズル１個を使用して、圧縮ガス圧力５．０６×１０⁵Ｐａ、ノズル１個あたりの圧縮ガス風量３．１ｍ³／ｍｉｎ、ノズル１個あたりのドライアイス粒子噴射量６０ｋｇ／Ｈｒの条件で洗浄した。洗浄は粉砕操作終了から５分後に開始した。洗浄開始時のローターの温度は約４０℃であった。
その結果、被洗浄面に黒い付着物が見られず、また指で触って指に汚れが付着しない状態までに要する洗浄時間は１６分間であった。
【００２４】
比較例１
実施例１と同様のトナー原料を実施例１と同条件で粉砕した後、ローター及びライナーを洗浄した。粉砕ローター及びライナーをまずエアーブロー洗浄（圧力５．０６×１０⁵Ｐａ、ノズル１個あたりの風量３．１ｍ³／ｍｉｎ）し、その後シンナーにより拭き取り洗浄し、付着物及び融着物を取り除いた。
その結果、実施例１と同程度の清浄度に達するまでに要する洗浄時間は１８０分間であった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の洗浄方法により、洗浄時間が大幅に短縮され、また、トナー製造装置の冷却も不要なため、装置の稼働率がアップし生産性の向上が達成され、さらに、低労力、低コストをも実現する。また、ドライアイス粒子は金属より柔らかく被洗浄面を傷つけることはない。また、洗浄剤のドライアイスを回収する等の後工程を設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の洗浄方法に好適に用いられる、ドライアイス粒子群を噴射するための装置を模式的に示した図である。
【図２】図２は、本発明の洗浄方法に好適に用いられる、ドライアイス粒子群を噴射するための装置を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１ホッパー
２バルブ
３コンプレッサー
４ホース
５ノズル
６ホッパー
７ドライアイス搬送ホース
８圧縮ガス供給ホース
９コンプレッサー
１０ノズル
１１吸引ノズル

Claims

トナー製造装置において、圧縮ガスにより、粒径が２〜５ｍｍのドライアイス粒子群を洗浄剤としてノズルから被洗浄面に直接吹き付けて、該被洗浄面の付着物を除去するトナー製造装置の洗浄方法であって、前記付着物がポリエステル樹脂からなり、ノズル径が５〜３０ｍｍであるノズルを使用し、ノズル１個あたりの圧縮ガスの風量を２．０〜１０．０ｍ³ ／ｍｉｎとする、トナー製造装置の洗浄方法。
圧縮ガスの圧力が３×１０⁵ 〜１０×１０⁵ Ｐａである請求項１記載の洗浄方法。
ドライアイス粒子群の噴射量がノズル１個あたり１０〜１００ｋｇ／Ｈｒである請求項１又は２記載の洗浄方法。