JP4948261B2

JP4948261B2 - Powder crusher

Info

Publication number: JP4948261B2
Application number: JP2007133101A
Authority: JP
Inventors: 雅基坂本; 伸司小栗
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2027-05-18
Also published as: JP2008284485A

Description

本発明は、粉体粉砕装置及び微細粉体の製造方法に関する。 The present invention relates to a powder pulverizing apparatus and a fine powder manufacturing method.

近年ミクロンオーダーの微細粉体のニーズが高まっている。そして、かかるミクロンオーダーの微細粉体の製造装置として対向衝突型の粉体粉砕装置が知られている。 In recent years, there is an increasing need for micron-order fine powders. An opposing collision type powder crusher is known as such a micron-order fine powder manufacturing apparatus.

対向衝突型の粉体粉砕装置は、筒状の粉体粉砕槽を有し、その側壁に複数の噴射ノズルが周方向に間隔をおいてそれぞれ内向きに配設されていると共に、槽内上方に分級機が設けられており、粉体粉砕槽内に仕込まれた粉体を、複数の噴射ノズルから噴射するガスに同伴させ、ガスの合流部において相互に衝突させて粉砕し、分級機によって微細粉体のみを選択的に回収する一方、回収されなかった大きい粒子を粉体粉砕槽内で繰り返し粉砕に供するように構成されている。 The opposed collision type powder pulverizer has a cylindrical powder pulverization tank, and a plurality of injection nozzles are arranged inwardly on the side walls thereof at intervals in the circumferential direction, A classifier is provided, and the powder charged in the powder pulverization tank is entrained by the gas injected from a plurality of injection nozzles and crushed by colliding with each other at the gas junction. While selectively collecting only fine powder, large particles that have not been collected are repeatedly subjected to grinding in a powder grinding tank.

そして、このような粉体粉砕装置について、ミクロンオーダーの微細粉体を効率よく得るための試みが行われている。 For such a powder pulverizer, attempts have been made to efficiently obtain micron-order fine powder.

特許文献１には、複数の噴射ノズル間の空間をなくすために空間閉塞手段を設け、噴射ノズル間の気流の流速の遅い部分をなくすことで、粉体材料を効率良くノズルから噴射される気流で加速衝突させる方法が開示されている。
特開２００４−３５８３６５号公報 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228688 provides a space closing means to eliminate a space between a plurality of injection nozzles, and eliminates a portion where the flow velocity of the airflow between the injection nozzles is slow, thereby efficiently discharging the powder material from the nozzles. A method of accelerating collision is disclosed.
JP 2004-358365 A

本出願の目的は、効率よく微細粉体を製造することができる粉体粉砕装置及び微細粉体の製造方法を提供することである。 An object of the present application is to provide a powder pulverizing apparatus and a fine powder production method capable of efficiently producing a fine powder.

本発明の粉体粉砕装置は、粉体粉砕槽と、各々、該粉体粉砕槽の側壁の槽底から所定高さの位置に相互に間隔をおいて内向きに設けられた複数の噴射ノズルと、を備え、該粉体粉砕槽内の粉体を、該複数の噴射ノズルから噴射するガスに同伴させ、ガスの合流部において相互に衝突させて粉砕するように構成されたものであって、
上記粉体粉砕槽における上記複数の噴射ノズルよりも下側のボトム部が、少なくとも該複数の噴射ノズルのそれぞれの設置位置における該粉体粉砕槽の側壁から該噴射ノズルの噴射口の前方までに対応して閉塞された閉塞部分と、該閉塞部分間の非閉塞部分と、を有する。 A powder pulverization apparatus according to the present invention includes a powder pulverization tank, and a plurality of injection nozzles provided inwardly at a predetermined height from a tank bottom of a side wall of the powder pulverization tank. And the powder in the powder crushing tank is entrained by the gas injected from the plurality of injection nozzles, and collides with each other at the gas merging portion to be pulverized. ,
The bottom part below the plurality of spray nozzles in the powder pulverization tank is at least from the side wall of the powder pulverization tank at the installation position of each of the plurality of spray nozzles to the front of the spray nozzle outlet. Correspondingly occluded portions and unoccluded portions between the occluded portions are provided.

本発明の微細粉体の製造方法は、粉体粉砕槽と、各々、該粉体粉砕槽の側壁の槽底から所定高さの位置に相互に間隔をおいて内向きに設けられた複数の噴射ノズルと、を備えた粉体粉砕装置を用い、該粉体粉砕槽内の粉体を、該複数の噴射ノズルから噴射するガスに同伴させ、ガスの合流部において相互に衝突させて粉砕する微細粉体の製造方法であって、
上記複数の噴射ノズルから噴射するガスの合流後の下降気流を、上記粉体粉砕槽の該複数の噴射ノズルよりも下側のボトム部における相互に隣接する噴射ノズル間に対応する部分に、該部分において該粉体粉砕槽の側壁に向かって流れるように誘導する。 The method for producing fine powder according to the present invention includes a powder pulverization tank, and a plurality of inwardly-spaced spaces spaced apart from each other at a predetermined height from the bottom of the side wall of the powder pulverization tank. A powder pulverizer equipped with an injection nozzle, the powder in the powder pulverization tank is accompanied by a gas injected from the plurality of injection nozzles, and pulverized by colliding with each other at a gas merging portion A method for producing a fine powder,
The descending airflow after the merging of the gas sprayed from the plurality of spray nozzles is transferred to the portion corresponding to the space between the spray nozzles adjacent to each other in the bottom portion below the spray nozzles of the powder pulverization tank. The portion is guided to flow toward the side wall of the powder pulverization tank.

本発明によれば、複数の噴射ノズルから噴射するガスの合流後の下降気流をボトム部における相互に隣接する噴射ノズル間に対応する部分に、その部分において粉体粉砕槽の側壁に向かって流れるように誘導するので、下降気流がボトム部の槽底を巡った後の戻り上昇気流が、粉体粉砕槽の側壁の噴射ノズルの設置位置に対応する部分に沿って上方から降下する粉体を同伴した気流の流れを乱したり、噴射ノズルの噴射口の前に吹き上がることがなく、それらに起因する噴射ノズルの噴射口の前の粉体濃度の低下やガス流速の低下が抑制され、その結果、粉体同士の衝突頻度が高められ、効率よく微細粉体を製造することができる。 According to the present invention, the descending airflow after the merging of the gas sprayed from the plurality of spray nozzles flows toward the portion corresponding to the space between the spray nozzles adjacent to each other in the bottom portion toward the side wall of the powder crushing tank. So that the returning upward airflow after the downward airflow circulates around the bottom of the bottom portion of the powder pulverizes the powder descending from above along the portion corresponding to the installation position of the injection nozzle on the side wall of the powder crushing tank. Without disturbing the flow of the entrained airflow or blowing up before the injection nozzle of the injection nozzle, the decrease in the powder concentration and the gas flow velocity before the injection nozzle of the injection nozzle due to them are suppressed, As a result, the collision frequency between powders is increased, and a fine powder can be produced efficiently.

以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

図１及び２は、本実施形態に係る対向衝突型の粉体粉砕装置１０を示す。この粉体粉砕装置１０は、例えば、トナー材料の粉体から微細粉体のトナーを製造するのに用いられるものである。 1 and 2 show an opposing collision type powder crusher 10 according to the present embodiment. The powder pulverizer 10 is used, for example, for producing fine powder toner from toner material powder.

この粉体粉砕装置１０は、装置本体を構成する粉体粉砕槽１１を備えている。 The powder pulverization apparatus 10 includes a powder pulverization tank 11 constituting the apparatus main body.

粉体粉砕槽１１は、例えば、槽高さが３００〜３０００ｍｍ、及び槽内径が１００〜１０００ｍｍの円筒状に形成されている。 The powder crushing tank 11 is formed in, for example, a cylindrical shape having a tank height of 300 to 3000 mm and a tank inner diameter of 100 to 1000 mm.

粉体粉砕槽１１の側壁には、図示しない粉体供給源から延びる粉体供給部１２が接続されている。粉体供給部１２には、図示しない粉体供給弁機構が設けられており、粉体供給弁機構は図示しない制御部に接続されている。 A powder supply unit 12 extending from a powder supply source (not shown) is connected to the side wall of the powder crushing tank 11. The powder supply unit 12 is provided with a powder supply valve mechanism (not shown), and the powder supply valve mechanism is connected to a control unit (not shown).

この粉体粉砕装置１０は、各々、粉体粉砕槽１１の側壁の槽底から所定高さの下部位置に周方向に相互に間隔をおいて内向きに設けられた複数の噴射ノズル１３を備えている。 The powder pulverization apparatus 10 includes a plurality of injection nozzles 13 that are provided inwardly at intervals from each other in the circumferential direction from a bottom of the side wall of the powder pulverization tank 11 to a lower position at a predetermined height. ing.

噴射ノズル１３の数は、少なくとも２個以上（図２では３個）であり、装置構成の簡略化の観点から、８個以下であることが好ましく、６個以下であることがより好ましく、４個以下であることがさらに好ましい。 The number of the injection nozzles 13 is at least 2 or more (3 in FIG. 2), and is preferably 8 or less, more preferably 6 or less, from the viewpoint of simplifying the apparatus configuration. More preferably, the number is less than or equal to.

複数の噴射ノズル１３のそれぞれは、内径（噴射口径）が例えば３〜２０ｍｍに形成されており、突出長さが例えば槽内径の０．０５〜０．７倍、具体的には２０〜３００ｍｍとなるように粉体粉砕槽１１を貫通して設けられている。なお、噴射ノズル１３は、粉体粉砕槽１１の槽内に突出していない、例えば噴射口が粉体粉砕槽１１の側壁と面一である構成であってもよい。複数の噴射ノズル１３のそれぞれは、粉体粉砕槽１１外の図示しない圧縮ガス源に接続されている。圧縮ガス源は制御部に接続されている。 Each of the plurality of injection nozzles 13 has an inner diameter (injection port diameter) of, for example, 3 to 20 mm, and a protruding length of, for example, 0.05 to 0.7 times the tank inner diameter, specifically 20 to 300 mm. The powder crushing tank 11 is provided so as to be. The injection nozzle 13 may not be protruded into the powder pulverization tank 11, for example, the injection port may be flush with the side wall of the powder pulverization tank 11. Each of the plurality of injection nozzles 13 is connected to a compressed gas source (not shown) outside the powder crushing tank 11. The compressed gas source is connected to the control unit.

複数の噴射ノズル１３は、それらが噴射するガスが粉体粉砕槽１１内で衝突するように配置されている。複数の噴射ノズル１３は、ガスが粉体粉砕槽１１内で衝突する配置であれば、槽底から同一高さに設けられていても、相互に異なる高さに設けられていてもよい。その設置高さは、例えば槽底からノズル径下部までの高さが５０〜５００ｍｍである。 The plurality of injection nozzles 13 are arranged so that the gas injected by them collides in the powder crushing tank 11. The plurality of spray nozzles 13 may be provided at the same height from the tank bottom or at different heights as long as the gas collides in the powder crushing tank 11. The installation height is, for example, 50 to 500 mm from the tank bottom to the lower nozzle diameter.

複数の噴射ノズル１３が噴射するガスの衝突位置は粉体粉砕槽１１の中心軸位置であることが好ましく、その場合、複数の噴射ノズル１３は、槽底から同一高さに設けられていることが好ましく、それに加えて、粉体を均一に衝突させるという観点からは、周方向に等間隔に設けられていることが好ましい。また、複数の噴射ノズル１３が槽底から同一高さに設けられている場合、複数の噴射ノズル１３のそれぞれは、通常はガスの噴射方向が水平方向となるようにセッティングされていればよいが、ガスの鉛直方向流れとガスの水平方向流れとのベクトル和からガスの衝突速度が最大となるように、ガスの噴射方向が水平方向を基準に上下２０°以内、より好ましくは上下１５°以内、さらに好ましくは上下１０°以内となるようにセッティングされていてもよい。 The collision position of the gas injected by the plurality of injection nozzles 13 is preferably the central axis position of the powder crushing tank 11, and in this case, the plurality of injection nozzles 13 are provided at the same height from the tank bottom. In addition, from the viewpoint of causing the powder to collide uniformly, it is preferable that they are provided at equal intervals in the circumferential direction. Further, when the plurality of injection nozzles 13 are provided at the same height from the bottom of the tank, each of the plurality of injection nozzles 13 may normally be set so that the gas injection direction is the horizontal direction. The gas injection direction is within 20 ° up and down with reference to the horizontal direction, and more preferably within 15 ° up and down so that the gas collision speed is maximized from the vector sum of the vertical flow of gas and the horizontal flow of gas. More preferably, it may be set to be within 10 ° in the vertical direction.

この粉体粉砕装置１０は、粉体粉砕槽１１内上方に設けられた分級機１４を備えている。 The powder pulverizing apparatus 10 includes a classifier 14 provided above the powder pulverizing tank 11.

分級機１４は、分級ロータ１５とそれを回転駆動する駆動モータ１６とを有する。 The classifier 14 includes a classifying rotor 15 and a drive motor 16 that rotationally drives the classifying rotor 15.

分級ロータ１５は、一対の円盤が外周部に一定間隔で設けられた多数の羽根で一体に連結された、例えば、外径が５０〜５００ｍｍ及び高さが５０〜５００ｍｍの中空円柱状に形成されている。 The classification rotor 15 is formed in a hollow cylindrical shape having an outer diameter of 50 to 500 mm and a height of 50 to 500 mm, for example, in which a pair of disks are integrally connected by a large number of blades provided on the outer periphery at regular intervals. ing.

分級ロータ１５は、中心軸が粉体粉砕槽１１の中心軸に一致すると共に、下面部が粉体粉砕槽１１内におけるガスの合流部（衝突部）から例えば３００〜１２００ｍｍ上方に位置付けられるように設けられている。 The classification rotor 15 has a central axis that coincides with the central axis of the powder pulverization tank 11, and a lower surface portion that is positioned, for example, 300 to 1200 mm above the gas merging portion (collision part) in the powder pulverization tank 11. Is provided.

粉体粉砕槽１１には、分級ロータ１５の上面部位置において上下を分ける隔壁が設けられて、その上部に上部隔室１１ａが形成されており、その上部隔室１１ａは分級ロータ１５内部に連通している。また、上部隔室１１ａからは粉体回収管１７が延びて図示しない粉体回収部に接続されている。上部隔室１１ａ、粉体回収管１７、又は粉体回収部には吸引機構（例えば、吸引ファン等）が設けられている。吸引機構は制御部に接続されている。 The powder pulverization tank 11 is provided with a partition wall that divides the upper and lower portions at the position of the upper surface portion of the classification rotor 15, and an upper compartment 11 a is formed in the upper part thereof, and the upper compartment 11 a communicates with the inside of the classification rotor 15. is doing. A powder recovery tube 17 extends from the upper compartment 11a and is connected to a powder recovery unit (not shown). A suction mechanism (for example, a suction fan) is provided in the upper compartment 11a, the powder recovery tube 17, or the powder recovery unit. The suction mechanism is connected to the control unit.

そして、この粉体粉砕装置１０では、粉体粉砕槽１１の複数の噴射ノズル１３よりも下側のボトム部１１ｂが、複数の噴射ノズル１３のそれぞれの設置位置における粉体粉砕槽１１の側壁から噴射ノズル１３の噴射口の前方までに対応して閉塞された閉塞部分とその閉塞部分間の非閉塞部分とを有する。 In the powder pulverization apparatus 10, the bottom portion 11 b below the plurality of injection nozzles 13 of the powder pulverization tank 11 is formed from the side wall of the powder pulverization tank 11 at each installation position of the plurality of injection nozzles 13. It has the obstruction | occlusion part obstruct | occluded corresponding to the front of the injection opening of the injection nozzle 13, and the non-occlusion part between the obstruction | occlusion parts.

ボトム部１１ｂは、槽底が中央の最深部に向かうに従って先細りするようなコニカル形状に形成されており、各閉塞部分には閉塞部材１８が設けられている。なお、閉塞部材１８は、ボトム部１１ｂに一体に設けられていても、また、ボトム部１１ｂにネジ止め等により着脱可能に設けられていてもいずれでもよい。閉塞部材１８の着脱が可能であると、原料の粉体の品種替え時等の清掃を容易に短時間で行うことができる。 The bottom portion 11b is formed in a conical shape such that the bottom of the tank is tapered toward the deepest portion in the center, and a closing member 18 is provided at each closing portion. The closing member 18 may be provided integrally with the bottom portion 11b, or may be provided detachably on the bottom portion 11b with screws or the like. If the closing member 18 is detachable, cleaning such as when changing the type of raw material powder can be performed easily in a short time.

閉塞部材１８は、平面視で粉体粉砕槽１１断面を分割するような扇形形状に形成されている。従って、非閉塞部分１９もまた、平面視で粉体粉砕槽１１断面を分割するような扇形形状に形成されている。閉塞部材１８の扇形の中心角は例えば１５〜１５０°であり、図２に示すように、平面視で閉塞部分の中心角と非閉塞部分１９の中心角とが同一で、両者の面積が等しくても、また、変形例１として、図３に示すように、平面視で閉塞部分の中心角の方が非閉塞部分１９の中心角よりも大きく、前者が後者よりも面積が大きくても、さらには、その逆であってもよい。なお、ボトム部１１ｂに設けられる複数の閉塞部材１８は、扇形の中心角が同一であっても、また、相互に異なっていてもいずれでもよいが、粉体を均一に衝突させるという観点からは前者が好ましい。また、変形例２として、図４に示すように、閉塞部材１８は、粉体粉砕槽１１断面を分割した扇形形状よりも小さく、非閉塞部分１９が略等幅の溝状に形成された構成であってもよい。 The closing member 18 is formed in a fan shape that divides the cross section of the powder crushing tank 11 in a plan view. Therefore, the non-occluding portion 19 is also formed in a fan shape that divides the cross section of the powder crushing tank 11 in a plan view. The fan-shaped central angle of the blocking member 18 is, for example, 15 to 150 °. As shown in FIG. 2, the central angle of the closed portion and the central angle of the non-closed portion 19 are the same in plan view, and the areas of both are equal. However, as a modification 1, as shown in FIG. 3, even if the central angle of the closed part is larger than the central angle of the non-closed part 19 in plan view, the former has a larger area than the latter, Furthermore, the reverse may be sufficient. The plurality of closing members 18 provided on the bottom portion 11b may have the same fan-shaped central angle or may be different from each other, but from the viewpoint of causing the powder to collide uniformly. The former is preferred. Further, as a second modification, as shown in FIG. 4, the closing member 18 is smaller than the sector shape obtained by dividing the cross section of the powder pulverization tank 11, and the non-closing portion 19 is formed in a substantially uniform groove shape. It may be.

閉塞部材１８は、外周側の上面が水平面１８ａに形成されていると共に、それに連続して内周側の上面が槽底に向かって傾斜したテーパ面１８ｂに形成されている。水平面１８ａとテーパ面１８ｂとの境界は噴射ノズル１３の噴射口の前方に位置し、平面視で噴射口から境界までの長さは例えば３０〜３００ｍｍであり、槽内径の０．１〜０．４５倍である。但し、これに限られず、変形例３として、図５に示すように、水平面１８ａとテーパ面１８ｂとの境界が噴射ノズル１３の噴射口の位置に一致していてもよい。 The closing member 18 has an upper surface on the outer peripheral side formed on a horizontal surface 18a, and is formed on a tapered surface 18b that is continuously inclined on the upper surface on the inner peripheral side toward the tank bottom. The boundary between the horizontal surface 18a and the tapered surface 18b is located in front of the injection port of the injection nozzle 13, and the length from the injection port to the boundary in a plan view is, for example, 30 to 300 mm. 45 times. However, the present invention is not limited to this, and as a third modification, the boundary between the horizontal surface 18a and the tapered surface 18b may coincide with the position of the injection port of the injection nozzle 13, as shown in FIG.

噴射ノズル１３の噴射口下端とその下方の閉塞部材１８の水平面１８ａの上面（閉塞部分上端）との間の長さは例えば１５〜７５ｍｍであり、粉体粉砕槽１１の槽内径の０．０２〜０．３０倍であることが好ましく、０．０３〜０．２２倍であることがより好ましい。また、変形例４として、図６に示すように、閉塞部材１８に噴射ノズル１３の下部を嵌め込む凹部が形成され、噴射ノズル１３の噴射口下端と閉塞部材１８の水平面１８ａの上面（閉塞部分上端）との位置が一致した構成であってもよい。 The length between the lower end of the injection nozzle 13 and the upper surface of the horizontal surface 18a (the upper end of the closed portion) of the closing member 18 below it is 15 to 75 mm, for example, and is 0.02 of the inner diameter of the powder crushing tank 11. It is preferably ˜0.30 times, more preferably 0.03 to 0.22 times. Further, as a fourth modification, as shown in FIG. 6, a recess for fitting the lower part of the injection nozzle 13 is formed in the closing member 18, and the lower end of the injection nozzle 13 and the upper surface of the horizontal surface 18 a of the closing member 18 (the closed part). The configuration may be such that the position of the upper end) coincides.

閉塞部材１８は、扇形の弧の中間部に噴射ノズル１３が位置付けられるように設けられるが、粉体を均一に衝突させるという観点からは弧の中央に噴射ノズル１３が位置付けられて対称に設けられることが好ましい。 The closing member 18 is provided so that the injection nozzle 13 is positioned in the middle part of the fan-shaped arc, but from the viewpoint of causing the powder to collide uniformly, the injection nozzle 13 is positioned in the center of the arc and provided symmetrically. It is preferable.

閉塞部材１８の全体積、つまり、閉塞部分の全体積の非閉塞部分１９の全容積に対する比（閉塞部分の全体積／非閉塞部分１９の全容積）が０．１〜１２であることが好ましく、０．５〜８であることがより好ましい。 The total volume of the blocking member 18, that is, the ratio of the total volume of the closed portion to the total volume of the non-closed portion 19 (total volume of the closed portion / total volume of the non-closed portion 19) is preferably 0.1-12. More preferably, it is 0.5-8.

ボトム部１１ｂには積載重量を検知する図示しないロードセルが取り付けられている。ロードセルは制御部に接続されている。 A load cell (not shown) for detecting the loaded weight is attached to the bottom portion 11b. The load cell is connected to the control unit.

次に、この粉体粉砕装置１０を用いた微細粉体の製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the fine powder using this powder crusher 10 is demonstrated.

粉体粉砕装置１０の制御部においてメインスイッチをオンにすると、粉体供給弁機構、圧縮ガス源、駆動モータ１６、吸引機構、及びロードセルがそれぞれ動作を開始する。 When the main switch is turned on in the control unit of the powder crusher 10, the powder supply valve mechanism, the compressed gas source, the drive motor 16, the suction mechanism, and the load cell start their operations.

粉体供給弁機構は、開状態となって粉体粉砕槽１１内に原料となる粉体を供給する。原料となる粉体は、体積平均粒径が例えば５０〜５００μｍの樹脂組成物からなるトナー材料等である。 The powder supply valve mechanism is in an open state and supplies powder as a raw material into the powder crushing tank 11. The raw material powder is a toner material made of a resin composition having a volume average particle size of, for example, 50 to 500 μm.

圧縮ガス源は、各噴射ノズル１３に圧縮ガスを送る。各噴射ノズル１３はガスを噴射する。このとき、ガスの平均流速を４００〜５５０ｍ／秒に制御することが好ましい。また、ガスの元圧を０．２〜１．２ＭＰａにすることが好ましい。ガスとしては、例えば、空気、窒素ガス、その他の不活性ガス等を用いる。 The compressed gas source sends compressed gas to each injection nozzle 13. Each injection nozzle 13 injects gas. At this time, it is preferable to control the average gas flow velocity to 400 to 550 m / sec. Moreover, it is preferable that the original pressure of gas shall be 0.2-1.2 MPa. As the gas, for example, air, nitrogen gas, other inert gas, or the like is used.

駆動モータ１６は分級ロータ１５を回転させる。このとき、適当な分級効率が得られるという観点からは、分級ロータ１５の回転速度を２０〜７０ｍ／秒に制御することが好ましい。 The drive motor 16 rotates the classification rotor 15. At this time, it is preferable to control the rotation speed of the classification rotor 15 to 20 to 70 m / sec from the viewpoint of obtaining appropriate classification efficiency.

吸引機構は、粉体粉砕槽１１の上部隔室１１ａから粉体回収部に向かう吸引流を作り出す。 The suction mechanism creates a suction flow from the upper compartment 11a of the powder crushing tank 11 toward the powder recovery unit.

ロードセルはボトム部１１ｂに積載されるものの重量を検知すると共にそれを信号として制御部に送る。 The load cell detects the weight of what is loaded on the bottom part 11b and sends it to the control part as a signal.

制御部は、ロードセルが所定の重量、つまり、粉体のホールドアップ量（例えば３０〜４０ｋｇ）を検知するまでは粉体供給弁機構を開状態とし、その後はロードセルがホールドアップ量の検知を維持するように、粉体供給弁機構を開閉制御する。 The control unit opens the powder supply valve mechanism until the load cell detects a predetermined weight, that is, a powder hold-up amount (for example, 30 to 40 kg), and then the load cell maintains the hold-up amount detection. Thus, the powder supply valve mechanism is controlled to open and close.

以上の動作過程において、複数の噴射ノズル１３から噴射されるガスは、粉体供給弁機構を介して粉体粉砕槽１１内に供給された粉体を同伴し、粉体粉砕槽１１内において合流する。このとき、粉体は、ガスの合流部において相互に衝突して粉砕される。 In the above operation process, the gas injected from the plurality of injection nozzles 13 accompanies the powder supplied into the powder pulverization tank 11 via the powder supply valve mechanism, and merges in the powder pulverization tank 11. To do. At this time, the powder collides with each other at the gas confluence and is pulverized.

合流後のガスは、一部が上昇気流となって粉砕された粉体を分級ロータ１５に運搬する。このとき、粉体は、微細粉体が、分級ロータ１５の回転による遠心力よりも粉体粉砕槽１１の上部隔室１１ａを介する吸引機構による吸引流による吸引力に大きな作用を受け、上部隔室１１ａ及び粉体回収管１７を介して粉体回収部に回収される。その他の粒子は、吸引力よりも遠心力に大きな作用を受けて粉体粉砕槽１１内に弾かれる。 Part of the combined gas is an ascending current, and the pulverized powder is conveyed to the classification rotor 15. At this time, the fine powder is more affected by the suction force of the suction flow by the suction mechanism through the upper compartment 11a of the powder crushing tank 11 than the centrifugal force caused by the rotation of the classification rotor 15, and the upper partition. The powder is recovered in the powder recovery unit through the chamber 11a and the powder recovery tube 17. Other particles are repelled in the powder crushing tank 11 due to the effect of centrifugal force rather than suction force.

上降気流の天井部を巡った後の戻り下降気流は、分級機１４で弾かれた粉体を下方に運搬する。この後、粉体は、再び噴射ノズル１３から噴射されるガスに同伴して粉砕に供される。回収されない粒径の大きい粉体は、このようにして繰り返し粉砕に供される。 The return descending airflow after traveling around the ceiling of the up / down airflow conveys the powder repelled by the classifier 14 downward. Thereafter, the powder is again pulverized by being accompanied by the gas jetted from the jet nozzle 13. The powder having a large particle diameter that is not collected is repeatedly subjected to pulverization in this way.

一方、合流後のガスは、他の一部が粉体を含む下降気流となる。下降気流は、図７に示すように、閉塞部材１８が設けられているために、相互に隣接する噴射ノズル１３間に対応する非閉塞部分１９に、非閉塞部分１９において粉体粉砕槽１１の側壁に向かって流れるように誘導される。このため、下降気流がボトム部１１ｂの槽底を巡った後の戻り上昇気流が、粉体粉砕槽１１の側壁の噴射ノズル１３の設置位置に対応する部分に沿って上方から降下する粉体を同伴した戻り下降気流の流れを乱したり、噴射ノズル１３の噴射口の前に吹き上がることがなく、それらに起因する噴射ノズル１３の噴射口の前の粉体濃度の低下やガス流速の低下が抑制され、その結果、粉体同士の衝突頻度が高められ、効率よく微細粉体を製造することができる。なお、粉体粉砕槽１１中央に対応して閉塞部材１８にテーパ面１８ｂが形成されているので、下降気流の発生自体が閉塞部材１８によって阻害されることはない。 On the other hand, the gas after joining becomes a descending airflow in which the other part contains powder. As shown in FIG. 7, the downdraft is provided in the non-blocking portion 19 corresponding to the space between the adjacent injection nozzles 13 in the non-blocking portion 19 because the blocking member 18 is provided. It is guided to flow toward the side wall. For this reason, the returning rising airflow after the descending airflow circulates around the bottom of the bottom portion 11b causes the powder falling from above along the portion corresponding to the installation position of the injection nozzle 13 on the side wall of the powder crushing tank 11. It does not disturb the flow of the accompanying return descending airflow or blows up before the injection port of the injection nozzle 13, resulting in a decrease in powder concentration or a decrease in gas flow rate before the injection port of the injection nozzle 13 As a result, the collision frequency between powders is increased, and a fine powder can be produced efficiently. In addition, since the tapered surface 18 b is formed on the closing member 18 corresponding to the center of the powder crushing tank 11, the generation of the downdraft itself is not hindered by the closing member 18.

本実施形態では、粉体粉砕槽１１を円筒状の構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、他の形状の構成であってもよい。但し、ガスがスムーズに流れる観点から、本実施形態のような円筒状の粉体粉砕槽１１が好ましい。 In the present embodiment, the powder crushing tank 11 has a cylindrical configuration, but is not particularly limited thereto, and may have a configuration of another shape. However, the cylindrical powder crushing tank 11 as in the present embodiment is preferable from the viewpoint of smoothly flowing the gas.

また、本実施形態では、分級ロータ１５を回転軸が粉体粉砕槽１１の軸方向に一致するように設けた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、分級ロータを回転軸が水平方向に一致するように設けた構成であってもよい。 In the present embodiment, the classifying rotor 15 is provided such that the rotation axis coincides with the axial direction of the powder crushing tank 11, but the present invention is not limited to this, and the classification rotor has a rotation axis as the rotation axis. The structure provided so that it might correspond to a horizontal direction may be sufficient.

また、本実施形態では、分級ロータ１５を有する分級機１４を備えた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、メッシュにより分級する分級機やサイクロン形式の分級機を備えた構成であってもよい。但し、分離効率が高く、しかも、回転速度の設定によって回収する微細粉体の粒径を容易にコントロールできることから、本実施形態のような分級ロータ１５を有する分級機１４が好ましい。 In the present embodiment, the classifier 14 having the classifying rotor 15 is provided. However, the present invention is not particularly limited to this, and the classifier classifying by the mesh or the cyclone type classifier is provided. There may be. However, since the separation efficiency is high and the particle size of the fine powder to be collected can be easily controlled by setting the rotation speed, the classifier 14 having the classification rotor 15 as in this embodiment is preferable.

また、本実施形態では、ボトム部１１ｂの槽底がコニカル形状に形成された構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、平底形状に形成された構成であってもよい。 Further, in the present embodiment, the tank bottom of the bottom portion 11b is formed in a conical shape. However, the configuration is not particularly limited thereto, and a structure formed in a flat bottom shape may be used.

また、本実施形態では、閉塞部材１８を平面視で扇形形状の構成としたが、特にこれに限定するものではなく、ボトム部１１ｂにおける噴射ノズル１３の噴射口の前方に対応する部分を閉塞し、下降気流を隣接する噴射ノズル１３との間に対応する部分に誘導するものであればよい。 In the present embodiment, the closing member 18 has a fan-shaped configuration in plan view. However, the present invention is not particularly limited to this, and a portion of the bottom portion 11b corresponding to the front of the injection nozzle 13 is closed. What is necessary is just to guide a downward airflow to a corresponding part between the adjacent injection nozzles 13.

（試験方法）
試験に用いた原料の粉体、粉体粉砕装置、及びガス噴射条件はそれぞれ以下の通りである。 (Test method)
The raw material powder, the powder crusher, and the gas injection conditions used in the test are as follows.

＜原料の粉体＞
以下の方法を用いて原料粉体を得た。 <Raw material powder>
Raw material powder was obtained using the following method.

−ポリエステルＡ−
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１２８６ｇ、ポリオキシエチレン（２．２）-２，２-ビス（４-ヒドロキシフェニル）プロパン２２１８ｇ、テレフタル酸１６０３ｇ、及びオクチル酸スズ１０ｇを、窒素導入管、脱水管、攪拌器、及び熱電対を装備した５リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、２３０℃で反応率が９０％に達するまで反応させた後、８．３ｋＰａにて所望の軟化点に達するまでさらに反応させて樹脂を得た。得られた樹脂の軟化点は１１１．４℃、ガラス転移点は６８．５℃、酸価は３．２であった。得られた樹脂をポリエステルＡとした。 -Polyester A-
1286 g of polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2218 g of polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 1603 g of terephthalic acid, And 10 g of tin octylate are placed in a 5-liter four-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, and reacted under a nitrogen atmosphere at 230 ° C. until the reaction rate reaches 90%. After that, the resin was further reacted at 8.3 kPa until a desired softening point was reached. The obtained resin had a softening point of 111.4 ° C., a glass transition point of 68.5 ° C., and an acid value of 3.2. The obtained resin was designated as polyester A.

−ポリエステルＢ−
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３３０８ｇ、ポリオキシエチレン（２．２）-２，２-ビス（４-ヒドロキシフェニル）プロパン３４１ｇ、フマル酸７９２ｇ、ハイドロキノン５ｇ、及びオクチル酸スズ１０ｇを、窒素導入管、脱水管、攪拌器、及び熱電対を装備した５リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、１８０℃から２１０℃まで５時間かけて昇温して反応させた後、８．３ｋＰａにてさらに１時間反応させた。その後、無水トリメリット酸４８０ｇを投入し、１時間常圧で反応させた後、８．３ｋＰａにて所望の軟化点に達するまで反応させて樹脂を得た。得られた樹脂の軟化点は１５５．８℃、ガラス転移点は６４．７℃、酸価は３３．２であった。得られた樹脂をポリエステルＢとした。 -Polyester B-
3308 g of polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 341 g of polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 792 g of fumaric acid, 5 g of hydroquinone and 10 g of tin octylate are placed in a 5-liter four-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, and are heated from 180 ° C. to 210 ° C. for 5 hours under a nitrogen atmosphere. The temperature was raised and the reaction was carried out, and the reaction was further carried out at 8.3 kPa for 1 hour. Thereafter, 480 g of trimellitic anhydride was added and reacted at normal pressure for 1 hour, and then reacted at 8.3 kPa until a desired softening point was reached to obtain a resin. The resulting resin had a softening point of 155.8 ° C., a glass transition point of 64.7 ° C., and an acid value of 33.2. The obtained resin was designated as polyester B.

−原料粉体の製造−
ポリエステルＡ７０質量部、ポリエステルＢ３０質量部、着色剤１（ＢＡＳＦ社製商品名：Paliotol Yellow D1155）４．１質量部、着色剤２（大日本インキ社製商品名：Super Magenta R）２．７質量部、カルナウバワックス（加藤洋行社製商品名：Ｃ１）３．５質量部、パラフィンワックス（日本精蝋社製商品名：ＨＮＰ−９）３．０質量部、及び帯電制御剤（日本カーリット社製商品名：ＬＲ−１４７）０．５質量部をヘンシェルミキサーにて混合し、得られた混合物をオープンロール型混練機により混練を行い混練物を得、次いで該混練物を空気中で冷却したのち、ロートプレックス(アルバイン製)にて粗粉砕し、平均粒径５００μｍの粗粉砕物を得た。 -Production of raw material powder-
70 parts by mass of polyester A, 30 parts by mass of polyester B, colorant 1 (trade name: Paliotol Yellow D1155, manufactured by BASF) 4.1 parts by mass, colorant 2 (product name: Super Magenta R, manufactured by Dainippon Ink) 2.7 masses Parts, Carnauba wax (trade name: C1 manufactured by Kato Yoko Co., Ltd.) 3.5 parts by weight, paraffin wax (trade name: HNP-9, manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.), and charge control agent (Nippon Carlit Co., Ltd.) Product name: LR-147) 0.5 part by mass was mixed with a Henschel mixer, and the resulting mixture was kneaded with an open roll kneader to obtain a kneaded product, which was then cooled in air. After that, coarsely pulverized product having an average particle size of 500 μm was obtained by coarsely pulverizing with Rotoplex (manufactured by Albaine).

得られた粗砕物１００質量部、シリカ（日本アエロジル社製商品名：Ｒ９７２）５．０質量部、シリカ２（ワッカー社製商品名：ＨＶＫ２１５０）、シリカ３（ワッカー社製商品名：ＨＤＫＨ１３ＴＸ）１．２質量部をヘンシェルミキサーにて混合して原料粉体を得た。 100 parts by mass of the obtained coarsely crushed product, 5.0 parts by mass of silica (trade name: R972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), silica 2 (product name: HVK2150, manufactured by Wacker Co., Ltd.), silica 3 (product name: HDK H13TX, manufactured by Wacker Co. 1.2 parts by mass were mixed with a Henschel mixer to obtain a raw material powder.

＜粉体粉砕装置＞
対向衝突型の粉体粉砕装置として、ホソカワミクロン社製の２００ＡＦＧを用いた。この粉体粉砕装置は、槽高さ６８５ｍｍ及び槽内径２５０ｍｍの粉体粉砕槽を備え、その粉体粉砕槽に３つの噴射ノズルが設けられ、それらの３つの噴射ノズルが、各々の噴射口径が４．０ｍｍφであり、粉体粉砕槽の側壁の槽底から所定高さの位置に周方向に等間隔（角度間隔１２０°）に内向きに設けられたものである。 <Powder grinding device>
As an opposing collision type powder crusher, 200AFG manufactured by Hosokawa Micron Corporation was used. This powder pulverizer includes a powder pulverization tank having a tank height of 685 mm and a tank inner diameter of 250 mm, and the powder pulverization tank is provided with three injection nozzles, each of which has an injection nozzle diameter. It is 4.0 mmφ, and is provided inwardly at equal intervals in the circumferential direction (angle interval 120 °) at a predetermined height from the bottom of the side wall of the powder crushing tank.

＜ガス噴射条件＞
噴射ノズルから噴射するガスとして空気を用いた。また、噴射ノズル出口におけるガスの平均流速を５１４ｍ／秒に制御すると共に、ガスの元圧を０．７ＭＰａに設定した。さらに、ガスの噴射方向が水平方向に対して０°となるように各噴射ノズルをセッティングした。 <Gas injection conditions>
Air was used as the gas ejected from the ejection nozzle. Moreover, while controlling the average flow velocity of the gas at the outlet of the injection nozzle to 514 m / sec, the original pressure of the gas was set to 0.7 MPa. Further, each injection nozzle was set so that the gas injection direction was 0 ° with respect to the horizontal direction.

（評価方法）
＜微細粉体の体積平均粒径＞
回収した微細粉体の体積平均粒径をコールターカウンターマルチサイザーII（ベックマンコールター社製）を用いて測定した。 (Evaluation methods)
<Volume average particle diameter of fine powder>
The volume average particle diameter of the collected fine powder was measured using a Coulter Counter Multisizer II (manufactured by Beckman Coulter).

＜粉砕処理量＞
回収した微細粉体の重量を生産時間で除して単位時間当たりの粉砕処理量を算出した。 <Crushing amount>
The weight of the collected fine powder was divided by the production time to calculate the pulverization amount per unit time.

（試験評価）
＜実施例１＞
粉体粉砕槽のボトム部に３個の閉塞部材を設けた図２に示すのと同一の粉体粉砕装置を構成し（噴射ノズルの噴射口下端とその下方の閉塞部材の水平面の上面（閉塞部分上端）との間の長さは２１．５ｍｍ（粉体粉砕槽の槽内径の０．０８６倍）、粉体粉砕槽に原料の粉体を供給すると共に分級ロータの回転周速度を３１ｍ／秒に設定して微細粉体を製造した。 (Test evaluation)
<Example 1>
The same powder pulverization apparatus as shown in FIG. 2 in which three closing members are provided at the bottom of the powder pulverizing tank (the lower end of the injection nozzle and the upper surface of the horizontal surface of the closing member below it (blocking) 21.5 mm (0.086 times the inner diameter of the powder crushing tank), the raw material powder is supplied to the powder crushing tank, and the rotational speed of the classification rotor is 31 m / mm. A fine powder was produced at a setting of seconds.

回収された微細粉体は体積平均粒径が７．０μｍであった。また、粉砕処理量は７．５Ｋｇ／ｈｒであった。 The recovered fine powder had a volume average particle size of 7.0 μm. The pulverization amount was 7.5 kg / hr.

＜比較例１＞
閉塞部材を設けず、分級ロータの回転周速度を４０ｍ／秒に設定したことを除いて、実施形態１と同様にして微細粉体を製造した。 <Comparative Example 1>
A fine powder was produced in the same manner as in Embodiment 1 except that the closing member was not provided and the rotational peripheral speed of the classification rotor was set to 40 m / sec.

回収された微細粉体は体積平均粒径が７．０μｍであった。また、粉砕処理量は６．８Ｋｇ／ｈｒであった。 The recovered fine powder had a volume average particle size of 7.0 μm. The pulverization amount was 6.8 kg / hr.

＜実施例２＞
分級ロータの回転周速度を２４ｍ／秒に設定したことを除いて、実施形態１と同様にして微細粉体を製造した。 <Example 2>
A fine powder was produced in the same manner as in Embodiment 1 except that the rotational peripheral speed of the classification rotor was set to 24 m / sec.

回収された微細粉体は体積平均粒径が９．０μｍであった。また、粉砕処理量は１０．７Ｋｇ／ｈｒであった。 The recovered fine powder had a volume average particle size of 9.0 μm. The pulverization amount was 10.7 Kg / hr.

＜比較例２＞
閉塞部材を設けず、分級ロータの回転周速度を３１ｍ／秒に設定したことを除いて、実施形態１と同様にして微細粉体を製造した。 <Comparative example 2>
A fine powder was produced in the same manner as in Embodiment 1 except that the closing member was not provided and the rotational peripheral speed of the classification rotor was set to 31 m / second.

回収された微細粉体は体積平均粒径が９．０μｍであった。また、粉砕処理量は８．９Ｋｇ／ｈｒであった。 The recovered fine powder had a volume average particle size of 9.0 μm. The pulverization amount was 8.9 Kg / hr.

＜試験評価結果＞
表１は、試験評価の結果を示す。 <Test evaluation results>
Table 1 shows the results of the test evaluation.

これによれば、実施例１及び比較例１はいずれも回収された微細粉体の体積平均粒径が７．０μｍであるが、閉塞部材を用いた実施例１の方が閉塞部材を用いていない比較例１よりも生産性が高いことが分かる。同様のことが実施例２及び比較例２からも分かる。 According to this, in Example 1 and Comparative Example 1, the volume average particle diameter of the recovered fine powder is 7.0 μm, but Example 1 using the closing member uses the closing member. It turns out that productivity is higher than the comparative example 1 which is not. The same can be seen from Example 2 and Comparative Example 2.

本発明は、粉体粉砕装置及び微細粉体の製造方法について有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a powder pulverizing apparatus and a fine powder manufacturing method.

実施形態に係る粉体粉砕装置の模式的な断面図である。It is a typical sectional view of a powder crusher concerning an embodiment. （ａ）は本実施形態の粉体粉砕槽の平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるIIB-IIB断面図である。(A) is a top view of the powder crushing tank of this embodiment, (b) is IIB-IIB sectional drawing in (a). （ａ）は本実施形態の変形例１の粉体粉砕槽の平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるIIIB-IIIB断面図である。(A) is a top view of the powder grinding | pulverization tank of the modification 1 of this embodiment, (b) is the IIIB-IIIB sectional drawing in (a). （ａ）は本実施形態の変形例２の粉体粉砕槽の平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるIVB-IVB断面図である。(A) is a top view of the powder grinding | pulverization tank of the modification 2 of this embodiment, (b) is IVB-IVB sectional drawing in (a). （ａ）は本実施形態の変形例３の粉体粉砕槽の平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるVB-VB断面図である。(A) is a top view of the powder grinding | pulverization tank of the modification 3 of this embodiment, (b) is VB-VB sectional drawing in (a). （ａ）は本実施形態の変形例４の粉体粉砕槽の平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるVIB-VIB断面図である。(A) is a top view of the powder grinding | pulverization tank of the modification 4 of this embodiment, (b) is VIB-VIB sectional drawing in (a). 下降気流の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of a downward airflow.

Explanation of symbols

１０粉体粉砕装置
１１粉体粉砕槽
１１ｂボトム部
１３噴射ノズル
１８閉塞部材（閉塞部分）
１９非閉塞部分 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Powder crushing apparatus 11 Powder crushing tank 11b Bottom part 13 Injection nozzle 18 Closure member (blocking part)
19 Non-occluding part

Claims

A powder pulverization tank, and a plurality of spray nozzles provided inwardly spaced from each other at a predetermined height from the bottom of the side wall of the powder pulverization tank. A powder pulverizer configured to pulverize powder in a tank accompanied by gas injected from the plurality of injection nozzles and collide with each other at a gas junction,
The bottom part below the plurality of spray nozzles in the powder pulverization tank is at least from the side wall of the powder pulverization tank at the installation position of each of the plurality of spray nozzles to the front of the spray nozzle outlet. A powder crusher having a closed part correspondingly closed and a non-closed part between the closed parts.

The ratio of the total volume of the closed portion to the total volume of the non-closed portion (total volume of the closed portion / total volume of the non-closed portion) is 0.1 to 12 in the bottom portion. Powder crusher.

The length between the lower end of each of the plurality of injection nozzles and the upper end of the closed portion below the plurality of injection nozzles is 0.02 to 0.30 times the tank inner diameter of the powder crushing tank. The powder crusher described in 1.

A powder pulverization apparatus comprising: a powder pulverization tank; and a plurality of spray nozzles provided inward at intervals from each other at a predetermined height from the bottom of the side wall of the powder pulverization tank The powder in the powder pulverization tank is entrained with the gas injected from the plurality of injection nozzles, and collides with each other at the gas merging portion to pulverize the fine powder,
The descending airflow after the merging of the gas sprayed from the plurality of spray nozzles is transferred to the portion corresponding to the space between the spray nozzles adjacent to each other in the bottom portion below the spray nozzles of the powder pulverization tank. A method for producing a fine powder that is guided so as to flow toward the side wall of the powder pulverization tank in a portion.

The method for producing a fine powder according to claim 4, wherein the powder is a toner material.