文档介绍：该【气流分粒器，气流分粒方法，调色剂生产方法及装置的制作方法 】是由【开心果】上传分享，文档一共【61】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【气流分粒器，气流分粒方法，调色剂生产方法及装置的制作方法 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。气流分粒器,气流分粒方法,调色剂生产方法及装置的制作方法
专利名称:气流分粒器,气流分粒方法,调色剂生产方法及装置的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种利用附壁效应的气流分粒器和分粒方法,特别是一种可有效分离含有至少50%(按颗粒数目计算)最大重量平均粒度为20-μm的分选进料粉末的气流分粒器和分粒方法。
本发明还涉及一种用于生产静电成像用的调色剂的系统(装置(系统)),该调色剂具有预定粒度,这是通过包含粘合树脂的固体颗粒的有效粉碎和分粒而得到的,本发明特别涉及一种生产静电成像用调色剂的系统,其中调色剂含有至少50%(按颗粒数目计算)的最大重量平均粒度为20μm的颗粒。
为了粉末分粒,已有人提出过各种气流分粒器和分粒方法。这些分粒器中有一种使用旋转叶片的分粒器和一种没有活动零件的分粒器。后一种分粒器还可包括一种固定壁离心分粒器和一种惯性力分粒器。
利用惯性力的分粒器的实例可以包括由洛夫勒·F(Loffler,F·)()在“粉末技术D-2(1981)研讨会”中提出的分粒机;;以及由欧柯达,S(Okuda,S)和雅索柯尼,
J(Yasukuni,J)在“粉末技术′81,771研讨会(1981)”中提出的一种分粒器。
图17是利用惯性力的普通分粒器的剖视图。在
图17所示的实施例中,粉末材料和高速气流一起通过送料管16的开口喷射进分粒器101中,同时引入一股与上述喷射气流相交的气流,因而借助弯曲气流的离心力作用分成粗粉末,中等粒度粉末和细粉末,所述弯曲气流沿附壁块26流动,随后由锥边17和18分离,从而实现多级分粒。
送进的粉末材料通过送料管16瞬时地送入分粒器,并在分粒区分粒,从分粒区排出,因此,重要的是送进的粉末材料要能在到达进料管16和分粒区的进口时分成离散的颗粒。在通向分粒区的锥形矩形管16b之前的管形段16a的侧视图示于
图18,而其立体图示于
图19。管形段16a基本呈长方体,流过管形段16a的粉末倾向于与管壁平行地直线流动。上部气流由箭头A表示,下部气流由箭头B表示,各气流互不妨碍,也不相互混合,而是与管壁平行地流动,向着附壁块喷射。如果送进的粉末从上侧送入,则上部气流A主要会有轻的细粉末,下部气流B主要含有重的粗粉末,各自的颗粒独立地流动,因而形成不好的弥散性。送料管16进入分粒区的开口设置在距附壁块表面的一定高度上。如果所述开口太窄,则容易阻碍粗颗粒。如果所述开口太宽,通过开口的流动速度被降低,导致弥散性不良,或导致不同沉降曲线,而且粗粉末易于扰乱细粉末流,因而限制了增加分粒精度。另外,已经观察到下述倾向,即对含有大比例的
20μm或更大的粗颗粒的粉末的分粒中显著降低分粒精度。特别是当锥形管16b的开口设置在较高位置上时,上述现象更为显著。因此,目前综合考虑阻塞的可能性和分粒的精度,一般开口的大小为3-10mm。当粉末中粉尘浓度较高时,上述难点更为突出。如果在颗粒充分弥散后将粉末送入分粒区,那么可进行理想的分粒,但是,如果粉尘浓度高,那么颗粒的弥散就不易充分,使分粒精度下降,因而造成从进料的粉末除去细粉末部分时产量下降,或者说,使细粉末的量增加。因此,问题在于这限制了分粒器的生产率。
另外,近年来,复印机和打印机对一直要求较高成像质量和较高清晰度影像,因而,对作为显影剂的调色剂提出了严格的性能要求。因此,对调色剂的粒度要求更小,而且对粒度分布要求更为严格,不能含有粗颗粒。
静电成像的调色剂一般含有将其固着于传递一接受材料如纸上的粘合树脂,向调色剂提供颜色的各种颜料,向调色剂颗粒充电的充电控制剂和/或使调色剂构成单一成分的显影剂(如日本专利申请公开文件JP-A54-42141号和JP-A55-18656号所述)的各种磁性材料,以及可选择使用的增加剂如脱模剂和增流剂等。调色剂一般可通过下述方法生产,其中,上述材料经过干燥混合,由普通混捏装置如辊式破碎机或挤压机熔化混捏,冷却固化,由喷射气流雾化器或机械冲击粉
碎机进行粉末化,以及由各种气动分粒器进行分粒,以便形成具有需要粒度的颗粒。然后可将上述颗粒与流动性改善剂,润滑剂等一起进行干燥混合。为了形成双成分显影剂,将上述调色剂与各种磁性载体进行混合。
为了以上述方式制得细调色剂颗粒,一般采用图37所示流程度代表的方法。
现参阅图37,较粗的粉末化的材料连续或断续地送至第一分粒装置,主要具有高规定范围的粒度的粗颗粒的分离出的粗粉末送入粉末化装置,以便进一步粉末化,并循环至第一分粒装置。
其余的具有规定粒度范围内的颗粒和低于规定粒度范围的颗粒的细的调色剂粉末产品被送至第二分粒装置被分为中等粒度的粉末和细粉末,上述中等粒度的粉末主要具有规定粒度范围内的颗粒,上述细粉末主要具有低于规定范围的颗粒。
为了使含有粘合树脂的调色剂粉末化可以使用各种类型的粉末化装置,一直主要使用的是喷射气流粉碎机,特别是冲击式气流粉碎机。
在利用高压气体如喷射气流的冲击式气流粉碎机中,送入的粉末由喷射气流输送,并通过加速管的出口
445喷射,以便使冲击在与加速管的出口445相对放置的冲击件443的冲击表面上,因而借助冲击作用粉碎送入的粉末。
更具体来说,在图38所示的冲击式气流粉碎机中,冲击件443相对于加速管446的出口445设置,加速管连接于高压供送喷嘴,输送的粉末通过与加速管446的中间部分相连通的输送粉末进口440吸入加速管446,并与高压气流一起被喷射而冲击在冲击件443的冲击表面441上,从而借助冲击能量而被粉碎。
但是,在图38所示的冲击式气流粉碎机中,粉末材料进口440设置在加速管446的中部,因此,被吸入加速管的粉末材料在紧靠进口440的一点上借助从高压气源喷嘴447喷射的高压气流改变其流向,而朝向加速管446的出口,并被迅速加速而弥散入高压气流中。在这种状态中,被粉碎材料中较粗的颗粒,由于惯性,在加速管的下部气流中流动,而较细颗粒在上部气流中流动,因此,这两种颗粒并没有充分地弥散,而是分成上、下气流局部集中地冲击在相对的冲击件上。因此,倾向于降低粉碎效率,降低粉碎机的性能。
在冲击表面441的附近容易出现被粉碎材料的粉尘高浓度的局部区域,因此,如果被粉碎材料含有低温熔化的物质如树脂,那么,被粉碎的材料容易熔化粘合形成粗颗粒,即易于烧结。如果被粉碎的材料具有磨料的性质,那么,冲击件的冲击表面和加速管易于磨损因此冲击件必须经常更换。这就需要改进以便进行连续和稳定的生产。
在日本专利申请公开文件JP-A1-254266号中提出了一种具有冲击面的圆锥形冲击件,其锥顶角为110-175度,在日本实用新型申请公开文件1-148740号中提出了一种冲击件,在其中心线上的一部分处的冲击表面上具有凸起。具有上述冲击件的粉碎机可以缓解在冲击面附近粉尘浓度的局部增加,因此,被粉碎材料的熔化粘合成粗颗粒的烧结现象可得到一定程度的缓解,使粉碎效率得到一定的增加。但是仍需要进一步得到改进。
例如,为了制得重量平均粒度为8μm并含有容积百分比为1%或更低的粒度最大为4μm的颗粒的调色剂,为将送进的材料粉碎并分粒至规定的重量平均粒度,已经有人使用粉碎装置,如冲击式气流分粒器,这种分粒器具有除去粗粉末部分的分粒机构,在除去粗粉末之后再利用另一分粒装置从被粉碎的材料分出细粉末部分,从而得到需要的中等粒度的粉末产品。
这里,重量平均粒度是以使装有100μm的孔的库特(Coulter)数器测得的数据为基础的。(上述计数器“TA-Ⅱ”可从美国CoulterElectronix公司购买)。
上述普通方法的一个问题是,因为用于除去细粉末部分的第二分粒装置必须供给完全没有超过规定粒度的粗颗粒的颗粒,所以粉碎装置的
负荷变大,限制了其生产能力。为完全除去上述超过规定粒度的粗颗粒,不可避免地要进行过度的粉碎,因此,易于因设置除去细粉末部分的第二分粒装置而降低产量。
为了上述除去细粉末部分的第二分粒装置,曾提出过各种气流分粒器和分粒方法。如上所述,这些分粒器可以包括使用旋转叶片的分粒器和没有活动零件的分粒器。后一种分粒器又可包括固定壁离心分粒器和利用惯性力的分粒器,其实例在上面已经说明。
普通的系统既使可以获得精确的粒度分布,但一般包括复杂的步骤,分粒效率低,生产效率低,生产成本高。当规定的粒度低时上述倾向更为显著。
美国专利第4,844,349号提出了一种生产调色剂的方法和装置,使用一个第一分粒装置,一个粉碎装置和一个作为第二分粒装置的多级分粒装置。但是仍需要研制一种系统(方法和装置),用于更稳定更有效地生产重量平均粒度最大为8μm的调色剂。
本发明的一个目的是一种解决上述问题的粉末材料的气流分粒装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种适用于生产静电成像的调色剂的气流分粒的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种气流分粒的装置和方法,用于有效地从具有重量平均粒度最大为
10μm的调色剂粉末送料中回收具有严格粒度分布的调色剂颗粒。
本发明的另一个目的是提供一种气流分粒的装置和方法,用于有效地从具有重量平均粒度最大为8μm的调色剂粉末送料中回收具有严格粒度分布的调色剂颗粒。
本发明的另一个目的是提供一种生产静电成像用调色剂的方法,这种调色剂含有20μm或更小的颗粒数目的百分比至少为50%,并可解决普通方法中的上述问题。
本发明的另一个目的是提供一种有效生产静电成像用调色剂的装置(系统)。
本发明的另一个目的是提供一种有效生产具有精确粒度分布的静电成像用调色剂的装置(系统)。
本发明的另一个目的是提供一种有效地和高产量地生产具有精确的粒度分布的粉末产品(作为调色剂用)的方法和装置(系统),其中,被分粒的固体颗粒是经过熔化混捏一种包括粘合树脂,颜料和添加剂的混合物,冷却后,再粉碎混捏产物而得到的。
本发明的另一个目的是提供一种有效地生产重量平均粒度最大为10μm,最好重量平均粒度最大为8μm的静电成像用调色剂的方法和装置(系统)。
按照本发明,一种气流分粒器具有一个气流分粒装置,用于借助作用在颗粒上的惯性力,以及由于在分粒室中的附壁效应作用在弯曲气流上的离心力而将送料粉末至少分成一粗粉末部分和一细粉末部分,
以及一个通入分粒室的送料管,用于将送料粉末输入分粒室,其中,送料管设有一混合区,用于混合送料粉末及伴送气流的上部流和下部流,上部流和下部流分别在送料管中流动。
按照本发明的另一个方面,一种使送料粉末分粒的方法包括将送料粉末和气体一起送入送料管,以形成送料粉末和伴送气流的上部流和下部流,分别在送料管中流动,使上部流和下部流改变方向以便将上部流和下部流混合,以每秒50至300米的速度与伴送气流一起并在其作用下将送料粉末喷射入分粒区,以及在作用于被喷射的送料粉末颗粒上的惯性力和由于附壁效应而形成的弯曲气流的离心力的作用下,将送料粉末至少分成一粗粉末部分和一细粉末部分。
按照本发明的另一个方面,一种生产调色剂的方法具有以下步骤将至少含有粘合树脂和颜料的混合物熔化混捏成混捏产物,使混捏产物冷却,将冷却的混捏产物压碎形成压碎产物,通过第一分粒装置将压碎产物分成粗粉末和细粉末,通过冲击式气流粉碎装置将粗粉末粉碎成细粉末,将细粉末循环至第一分粒装置并将来自第一分粒装置的细粉末送至第二分粒装置,以及使细粉末分粒从而回收构成静电成像用调色剂的中等粒度粉末,其中所述冲击式气流粉碎装置具有一个用于输送和加速与压缩气流一起送来的粗粉末的加速管,一个用于粉碎粗粉末的粉碎室,一个设置在加速管后端附近的,用于将粗粉末送入加速管的粗粉末进口,以及一个具有一个对着加速管出口且设置在粉碎室中的冲击表面的冲击件
;所述粉碎室具有一个侧壁和一个形成加速管出口的进口壁,所述侧壁的作用是使借助在冲击件上的冲击而粉碎的粗粉末的粉碎产物进一步粉碎,所述冲击件设置在分粒室内,因此,使冲击的周缘以最小的距离L1与粉碎室的侧壁间隔开,并以最小的距离L2与粉碎室的进口壁间隔开,使L1<L2;
所述第二分粒装置具有一分粒室和一条通向并通入分粒室中的送料管;
所述来自第一分粒装置的细粉末作为送料粉末与气体一起送入送料管,形成送料粉末和伴送气流的上部流和下部流,分别流过送料管;
使上部流和下部流改变流动方向以便相互混合;
送料粉末与伴送气流一起并在其作用下以每秒50至300米的速度喷射入分粒室;
在作用于被喷射的送料粉末的颗粒上的惯性力和由于附壁效应产生的弯曲气流的离心力的作用下,送料粉末至少被分成一粗粉末部分,一中等粉末部分和一细粉末部分;
主要具有粒度超过规定范围的颗粒的粗粉末部分在第一分粒区被回收,中等粉末部分主要具有规定范围内的粒度,细粉末部分主要具有低