(57)【要約】【課題】粉砕機内部の乱流の発生を抑制することで、所望粒径の粉砕物を回収する効率を上げることが出来る流動槽型ジェット粉砕機の提供。【解決手段】原料が流動する粉砕室、該粉砕室の中に原料を衝突させるための高速ジェット気流ノズルおよび上部に粉砕された一定の大きさ以下の粒子を取り込む回転式分級機を少なくとも備えた流動槽型ジェット粉砕機において、粉砕室上部を仕切る仕切部材を設けたことを特徴とする流動槽型ジェット粉砕機。【選択図】　　　図２
2004121958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料が流動する粉砕室、該粉砕室の中に原料を衝突させるための高速ジェット気流ノズルおよび上部に粉砕された一定の大きさ以下の粒子を取り込む回転式分級機を少なくとも備えた流動槽型ジェット粉砕機において、粉砕室上部を仕切る仕切部材を設けたことを特徴とする流動槽型ジェット粉砕機。
【請求項２】
仕切部材の設置位置が、分級機の分級ローター間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の流動槽型ジェット粉砕機。
【請求項３】
仕切部材が、分級機による分級ローターによる気流の干渉を防止する大きさ（縦、横）を有することを特徴とする請求項１または２記載の流動槽型ジェット粉砕機。
【請求項４】
仕切部材の厚さが、その両端が隣り合う分級ローターに接しない厚さであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の流動槽型ジェット粉砕機。
【請求項５】
仕切部材表面が、耐腐食性があり、低粘着性および低摩擦抵抗の樹脂で覆われていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の流動槽型ジェット粉砕機。
【請求項６】
仕切部材の側面形状が、粉砕機上部および／または側面内壁面への接合部近傍で曲面または多角形の形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の流動槽型ジェット粉砕機。
【請求項７】
仕切部材は、その取り付け位置が変更可能、または取り外し可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の流動槽型ジェット粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は微粒子製造方法、特にトナー製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉砕機内部に仕切り板を設けることで過粉砕の防止した粉砕機がある（例えば、特許文献１参照）。
粉砕槽内に整流機能を有した衝突板をもうけ分級機能を向上させた粉砕機がある（例えば、特許文献２参照）。
粉砕機内の状態を検知し装置を制御することで、最適条件を手軽に設定できる手段（過粉砕防止）を有する粉砕機がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
粉砕機内の状態を検知し装置を制御することで、粉砕粒度の均一化、シャープな分布を得る手段（過粉砕防止）を有する粉砕機がある（例えば、特許文献４参照）。
粉砕効率を向上させる手段（原材料供給制御）を有する粉砕機がある（例えば、特許文献５参照）。
粉砕効率を向上させる手段（過粉砕防止、乱流制御）を有する粉砕機がある（例えば、特許文献６参照）。
【０００４】
図４に示すものは一般的な流動槽型ジェット粉砕機で、該流動槽型ジェット粉砕機は粉砕室とジェットノズル、分級機からなり、コンプレッサーで空気を圧縮、音速ジェット気流としてノズルから出し、原材料を対面衝突もしくは衝突板に当てることによって粉砕し微粒子化する。粉砕でできた微粒子はジェット気流によって流動し、粉砕室上部へと運ばれ、上部に設置された分級機により粗分を分級されて回収される。分級機のローターの直径は大きいものより小さいもののほうが分級精度がよい。しかし、直径が小さければ処理能力が低下してしまう。そこで、効率を上げるために複数の分級機を搭載している場合が多い。複数の分級機を搭載した場合、それぞれのローターによる気流の干渉により、槽内の気流が乱れて、スムーズに微粒子が分級機に取り込まれなく粉砕効率が上がらないもしくは過粉砕による超微粒子の増加といった問題があった。
【０００５】
上記問題を解決する方法として、では粉砕室を２重構造とし、粉砕物を分級機に導く通路と、分級粗粉を粉砕部に導く通路に分け、所望粒径の粉砕物が効率的に分級機に取り込まれ、過粉砕を防止する方法がある（例えば、特許文献７参照）。
しかしこの方法では、装置の内部構造が複雑になり、コスト高、メンテナンス性の低下などが起こる。また、効率を上げるために分級機を複数設置する場合にも同様の問題がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１５１２６号公報
【特許文献２】
特開平６−２５４４２７号公報
【特許文献３】
特開平０６−２８５３８６号公報
【特許文献４】
特開平０８−２１５５９９号公報
【特許文献５】
特第２９０４４０４号公報
【特許文献６】
特開平１１−０７０３４０号公報
【特許文献７】
特開２０００−１５１２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
流動槽型ジェット粉砕機（カウンタージェットミル）、例えば図１に示すものは、一般的に粉砕室に原料を供給し、コンプレッサー７により加圧された気体を、複数設置された粉砕ノズル６からジェット噴射させることにより原料を衝突板に当てるか、または原料どうしを衝突させ粉砕し微粒子を製造する。その粉砕物は流動化して舞上がり上部にある分級機５によって分級され排出口３より搬出される。通常、分級機は生産効率を上げるために複数配置されている。しかし、複数のローターを持つ場合、近接した分級機間で、それぞれのローターの回転によって起こる気流が干渉し、粉砕機内部に乱流が発生する。乱流が発生すると、粉砕機内部に安定した気流が生まれず、本来ならば回収されるべき粒径を持つ粉砕物が回収されずに再び粉砕部位に戻され、過粉砕されてしまう。これにより微粉発生量が増加し、品質の低下や粉砕処理能力の低下が起き、問題となっている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原料が流動する粉砕室、該粉砕室の中に原料を衝突させるための高速ジェット気流ノズルおよび上部に粉砕された一定の大きさ以下の粒子を取り込む回転式分級機を少なくとも備えた流動槽型ジェット粉砕機（カウンタージェットミル方式）において、粉砕室上部を仕切る仕切部材を設けたことを特徴とする流動槽型ジェット粉砕機を提供することにより、前記問題を解決することができた。
すなわち、上記課題を解決する手段として、前記粉砕機内部に仕切部材をとりつけ、粉砕機内部の乱流の発生を抑制することで、所望粒径の粉砕物を回収する効率を上げることが出来るようになる。
【０００９】
前記仕切部材の設置位置は、分級機による分級ローターによる気流の干渉を防止し、内部の気流が整えられ、粉砕物がよどみ無く分級機取り込められるような粉砕室上部の位置に設置される。そのような仕切部材の設置位置としては、複数の分級ローターを有する分級機を使用する場合、分級ローター間に設置するのが好ましい。
【００１０】
前記仕切部材の大きさおよび形状も前記のような目的を達成できるものであれば、前記仕切部材の大きさ、および形状は特に限定されないが、分級機への粉砕物の回収流が阻害されない形状および寸法を有している必要がある。そのような大きさおよび形状でない場合、例えば仕切部材が分級ローターよりも小さい場合、それぞれの分級ローターが発生する気流同士が干渉を引き起こし、前記仕切部材の目的が十分に達成し得ない。
また、前記仕切部材の大きさとしては、仕切部材の上端部は粉砕機内壁まで、または分級ローター上端部以上で、下端部は分級機ローター最下部以下の長さをもつものが挙げられ、仕切部材は、その両端が隣り合う分級ローターに接しない厚さである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の粉砕機の構成の一例を図２に基づいて説明する。
被粉砕物を原料投入口２から粉砕槽１に投入する。被粉砕物は、コンプレッサー７で加圧され粉砕ノズル６からジェット気流として噴出された気体によって互いに衝突され、粉砕される。粉砕物は流動し、上部に設置され、モーター４で駆動され負圧に制御された分級機の分級ローター５によって所望の粒径以下の粉砕物が回収され粉砕物排出口３から排出される。仕切部材８は分級機の分級ローター５の間に設置され、該仕切部材８の外端部は粉砕槽１の上部および／または側面の内壁面に接合される。ただし、仕切部材８は、粉砕槽１の内壁面以外の他の構成部材に接合して維持されてもよい。
前記仕切部材は図６のように曲面を構成して粉砕槽１の内壁面に接合する場合、装着する仕切部材の粉砕機内壁面への接合面近傍の側部形状を図６のように曲面形状、あるいは多角形にすると、デッドスペースや、気流の局所的対流の発生による粉砕物の滞留、堆積が起こりにくく、滞留物の剥離、再粉砕による超微粒子の発生などを防ぐことができる。さらに、前記仕切部材のとりつけ位置を変更可能とすることで粉砕原料の性質や種類に対応することができるだけでなく、仕切部材を取り外すことにより清掃作業が簡易になるので好ましい。
【００１２】
図２の（ｂ）は直線Ａで粉砕機を切ったときの上部から眺めた図である。図２では２基の分級機を備えたものであるが、本願発明は図３のように３基の分級機を持ったもの、又はそれ以上の数の分級機を持ったものにも適用される。また図４のように分級機が垂直に設置されたものにも適用される。
【００１３】
前記仕切部材としては、耐腐食性があり、低粘着性および低摩擦抵抗の樹脂たとえばフッ素樹脂、ＰＴＦＥ（テフロン（Ｒ））、ＰＦ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラルフルオロエチレン−エチレン共重合体）をコーティングすると、粉砕物の付着が起こりにくく、付着物の剥離による再粉砕による超微粒子の増加を防止できるとともに、機内の清掃性も向上する。
【００１４】
装着する仕切部材のコーティングに、例えば電気抵抗値１０３〜１０１６Ω・ｃｍ、体積抵抗値１０３〜１０１６Ω・ｃｍの範囲、好ましくは前記のそれぞれの電気抵抗値が１０６〜１０９Ω・ｃｍであるフッ素樹脂であるＰＴＦＥ（テフロン（Ｒ））、ＰＦ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラルフルオロエチレン−エチレン共重合体）を、取り付け部材および流動槽型ジェット粉砕機内面にコーティングすると、電子写真に用いられるトナーのような帯電性のあるものの部材への付着を防止することができる。
【００１５】
【実施例】
実施例１
３基の分級ローターを持つ流動槽型ジェット粉砕機内部に図５のように分級ローター間にＷ＝２０ｍｍ、Ｈ＝３２０ｍｍ、Ｄ＝４００ｍｍの仕切部材を隙間が無くなるよう３個配置した。分級ローターは直径Ｒ＝３１０ｍｍ。また、仕切部材および粉砕機内部はフッ素樹脂でコーティングし、仕切部材と粉砕機壁面は図６のように側面、上面ともに曲面で接合している。この粉砕機を用い、ポリエステル樹脂７５重量％とスチレンアクリル共重合樹脂１０重量％とカーボンブラック１５重量％の混合物をロールミルにて溶融混練し、冷却固化した後ハンマーミルで粗粉砕したトナー原料を、粉砕エアー圧力０．６Ｍｐａ分級ローター３で周速４５ｍ／ｓで粉砕したところ重量平均粒径６．５μｍで４μｍ以下微粉含有率が個数平均で４８ＰＯＰ．％、１６μｍ以上粗粉含有率が重量平均で１．０Ｖｏｌ％のトナーを得ることができた。その際の粉砕能力は粉砕供給エアー流量（ｍ３／ｍｉｎ）に対し、５５ｇ／ｍ３であった。仕切部材にはトナーの付着は無かった。この粒径測定に際してはコールターカウンター社のマルチサイザーを用いた。
【００１６】
実施例２
実施例１と同条件を仕切部材にコーティングを施さず実施。重量平均粒径６．５μｍで４μｍ以下微粉含有率が個数平均で４９ＰＯＰ．％、１６μｍ以上粗粉含有率が重量平均で１．０Ｖｏｌ％のトナーを得ることができた。その際の粉砕能力は粉砕供給エアー流量（ｍ３／ｍｉｎ）に対し、５４ｇ／ｍ３であった。また、仕切部材にはトナー粉砕物が付着していた。
【００１７】
実施例３
実施例１と同条件を仕切部材の接合面に曲面加工を施さずに実施。重量平均粒径６．４μｍで４μｍ以下微粉含有率が個数平均で４９ＰＯＰ．％、１６μｍ以上粗粉含有率が重量平均で１．０Ｖｏｌ％のトナーを得ることができた。その際の粉砕能力は粉砕供給エアー流量（ｍ３／ｍｉｎ）に対し、５４ｇ／ｍ３であった。また、仕切部材にはトナー粉砕物は付着していない。
【００１８】
実施例４
実施例１と同条件を仕切部材の長さＨを分級機ローター直径Ｒ＝３１０ｍｍより短い、Ｈ＝２８０ｍｍにし、実施。重量平均粒径６．３μｍで４μｍ以下微粉含有率が個数平均で５２ＰＯＰ．％、１６μｍ以上粗粉含有率が重量平均で１．０Ｖｏｌ％のトナーを得ることができた。その際の粉砕能力は粉砕供給エアー流量（ｍ３／ｍｉｎ）に対し、５１ｇ／ｍ３であった。また、仕切部材にはトナー粉砕物は付着していない。
【００１９】
比較例１
同一の混練品と粉砕分級条件を用い、仕切部材を装着していない流動槽型ジェット式粉砕機で粉砕を行ったところ、重量平均粒径６．７μｍで４μｍ以下微粉含有率が個数平均で５５ＰＯＰ．％、１６μｍ以上粗粉含有率が重量平均で１．０Ｖｏｌ％のトナーを得ることができた。その際の粉砕能力は粉砕供給エアー流量（ｍ３／ｍｉｎ）に対し、５０ｇ／ｍ３であった。
実施例の方が微粉含有量は少なく、粉砕能力が高い結果となった。実験条件を表１に、結果を表２に示す。
【００２０】
【表１】
2004121958.tif 000003
【００２１】
【表２】
2004121958.tif 000004
【００２２】
【発明の効果】
１．請求項１、２、３
複数の分級ローターによる気流の干渉を防止し、内部の気流が整えられ、粉砕物がよどみ無く分級機に取り込められるようになり、分級効率があがると同時に、原料の過粉砕を防ぎ、微分含有率の少ない粉砕物を得ることができる。
２．請求項４
複数の分級ローターによる気流の干渉を防止し、内部の気流が整えられ、粉砕物がよどみ無く分級機に取り込められるようになり、分級効率があがると同時に、原料の過粉砕を防ぎ、微分含有率の少ない粉砕物を得ることができる。
３．請求項５
粉砕物の付着が起こりにくくなり、付着物の剥離、その再粉砕による超微粒子の増加を防止できるとともに、機内の清掃性も向上する。
４．請求項６
デッドスペースによる粉砕物の滞留、堆積が起こりにくく、滞留物の剥離、再粉砕による超微粒子の発生などを防ぐことができる。
５．請求項７
部材のとりつけ位置を変更可能とすることで粉砕原料の性質や種類に対応すること、また、部材を取り外すことにより清掃作業が簡易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の流動層型ジェットミルの構成を説明した図である。
【図２】本発明の流動層型ジェットミルの構成を説明した図である。
（ａ）流動槽型ジェットミル（分級ローター２基、横型）
（ｂ）（ａ）図の直線Ａにおける断面図
【図３】本発明の流動層型ジェットミルの他の構成を説明した図である。
（ａ）流動層型ジェット粉砕機（分級ローター３基、横型）の概略縦断面図
（ｂ）（ａ）図の直線Ａにおける断面図
【図４】本発明の流動層型ジェットミルの他の構成を説明した図である。
（ａ）流動層型ジェット粉砕機（分級ローター３基、縦型）の概略縦断面図
（ｂ）（ａ）図の直線Ａにおける断面図
【図５】本発明の流動層型ジェットミルの仕切り板とローター構成を説明した図である。
【図６】本発明の流動層型ジェットミルの仕切部材の粉砕機側面の内壁面への接合状態を示す図である。
【符号の説明】
１．流動層型ジェット粉砕機
２．原料投入口
３．粉砕分級物排出口
４．モーター
５．分級ローター
６．粉砕ノズル
７．コンプレッサー
８．仕切部材
９．粉砕機側面
１０．粉砕機上面
【図１】
2004121958.tif 000005
【図２】
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【図３】
2004121958.tif 000007
【図４】
2004121958.tif 000008
【図５】
2004121958.tif 000009
【図６】
2004121958.tif 000010