流体噴射ノズル、粉砕装置およびトナー製造方法
【課題】十分な速度の流体を噴射することのできる流体噴射ノズル、粉砕装置およびトナー製造方法を提供する。
【解決手段】スロート部５１の半径をｒ０、供給部５３のスロート部５１からＬ離れた位置における半径をｒとしたとき、（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°の関係が成立するように、供給部５３が設定されている。また、同様に、加速部５２のスロート部５１からＬ１離れた位置における半径をｒ１としたとき、（ｒ１−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°の関係が成立するように、加速部５２が設定されている。
【解決手段】スロート部５１の半径をｒ０、供給部５３のスロート部５１からＬ離れた位置における半径をｒとしたとき、（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°の関係が成立するように、供給部５３が設定されている。また、同様に、加速部５２のスロート部５１からＬ１離れた位置における半径をｒ１としたとき、（ｒ１−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°の関係が成立するように、加速部５２が設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射ノズル、粉砕装置およびトナー製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ミクロンオーダーの粉体材料を製造する流動層式粉砕装置が知られている。流動層式粉砕装置は、流体噴射ノズルたる複数の粉砕ノズル、粉砕室、回転式分級装置によって構成されている。かかる流動層式粉砕装置においては、粉砕室の中央部に向かって、流体である圧縮ガスが噴射されるよう、各粉砕ノズルが配置されている。粉砕室に供給された粉体材料は粉砕ノズルから噴射される圧縮ガスによって粉砕室中央部に向けて加速される。この粉砕室中央部に向けて加速された粉体材料同士が、粉砕室中央部で衝突し粉砕作用を受ける。粉砕された粉体材料は、粉砕室内中央部で発生する上昇気流によって粉砕室の上方に設けられた回転式分級装置へ搬送される。そして、所望の粒径以下の粉体材料は、回転式分級装置によって回収され、所望の粒径以上の粉体材料は、再び粉砕室へ投入され、粉砕作用を受ける。
【０００３】
従来の流動層式粉砕装置においては、所望の粒径を得るためには粉砕室内部でのくり返し粉砕が必要であり、粉砕効率を低下させる原因の一つになっていた。
【０００４】
特許文献１には、粉砕ノズルから噴射される圧縮ガスの速度を高めて、粉砕効率を高める粉砕装置が記載されている。
特許文献１に記載の粉砕ノズルは、圧縮空気を供給する圧縮ガス供給ノズルと、圧縮ガス供給ノズルから供給された圧縮ガスを加速させるための加速管とを有している。そして、加速管の拡がり角θを数°としている。加速管をこのような形状にすることで、圧縮ガスの進行方向に対して垂直にノズルを切断したときの断面積が最小の部分であるスロート部を通過した圧縮ガスを、加速管で良好に加速させることができ、粉砕ノズルから噴射される圧縮ガスの速度を高めることができる。その結果、粉砕ノズルから噴射される圧縮ガスによって加速される粉体材料の衝突エネルギーが上昇し、１回の衝突粉砕で所望の粒径を得ることができ、粉砕効率を高めることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５２３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者らの鋭意研究の結果、特許文献１に記載の粉砕ノズルよりもさらに十分な速度が得られるノズル条件を見出した。すなわち、特許文献１に記載の粉砕ノズルは、上記スロート部へ圧縮ガスが流れる箇所のノズル条件については、何ら検討されていないため、上記スロート部へ圧縮ガスが流れる過程で圧力損失が生じて、圧縮ガスが失速していた。その結果、スロート部における圧縮ガスの速度が十分でなく、加速管で圧縮ガスが良好に加速されても十分な速度に到達することができない。このため、粉砕ノズルから噴射される圧縮ガスが、十分な速度が得られなかった。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、十分な速度の流体を噴射することのできる流体噴射ノズル、粉砕装置およびトナー製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、流体を噴射するための流体噴射ノズルであって、流体の進行方向に対して垂直にノズルを切断したときの断面積が最小となるノズル断面の半径をｒ０、該最小ノズル断面からノズル上流側および下流側へ向かって水平距離Ｌ離れた地点におけるノズル断面の半径をｒとした場合、下記式を満たすことを特徴とするものである。
（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の流体噴射ノズルにおいて、前記流体がガスであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、ガス噴射ノズルを複数備え、該複数のノズルから噴射されるガス同士が被粉砕物を伴って衝突するよう配置されている粉砕装置において、前記ガス噴射ノズルとして請求項１に記載の流体噴射ノズルを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３に記載の粉砕装置において、粉砕物を分級するための分級装置を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３または４に記載の粉砕装置を用いてトナー原料混練物を粉砕することを特徴とするものである。
なお、上記流体とは、気体、液体、粉体などの流動性を有する物質のことである。
【０００９】
本発明によれば、流体の進行方向に対して垂直にノズルを切断したときの断面積が最小となるノズル断面の半径をｒ０、最小ノズル断面からノズル上流側および下流側へ向かって水平距離Ｌ離れた地点におけるノズル断面の半径をｒとしたとき、（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°を満たすことで、流体噴射ノズル内の流体の速度低下を抑制できることを見出した。ノズル断面積が最小の部分（スロート部）から流体の進行方向上流側の部分を上記条件を満たすようにしたので、ノズル断面積が最小の部分（スロート部）へ流体が流入するときに圧力損失が生じるのを抑制することができ、ノズル断面積が最小の部分（スロート部）に流入する流体の速度低下を抑制することができる。また、ノズル断面積が最小の部分（スロート部）から流体の進行方向下流側の部分も上記条件を満たすようにしたので、ノズル断面積が最小の部分（スロート部）から流体の進行方向下流側の部分で流体を良好に加速することができる。これにより、流体噴射ノズルから噴射される流体の速度を従来よりも高めることができ、速度が十分高められた流体を流体噴射ノズルから噴射することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、十分な速度の流体を噴射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の流体噴射ノズルを用いた粉砕装置の一例について説明する。
図１は、本実施形態の流動層式粉砕装置１００の概略説明図である。
図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
図１に示すように流動層式粉砕装置１００は、３つの粉砕ノズル５ａ〜５ｃ、粉砕室４、回転式分級装置たるロータ３などを備えている。
【００１２】
粉砕室４の側壁には、粉体材料が供給される供給管１が設けられている。この供給管１には、不図示の粉体材料供給装置が接続されており、所定量の粉体材料が供給管１を介して粉砕室４へ供給される。粉砕室４の供給管１よりも下方の位置は、図２に示すように、円周方向等間隔で３箇所に粉砕ノズル取り付け穴を有しており、各粉砕ノズル取り付け穴に粉砕ノズル５ａ、５ｂ、５ｃの噴射口が粉砕室４の中央部を向くように取り付けられている。粉砕室４の上部には、回転式分級装置であるロータ３が設けられている。このロータ３には、排気管２が接続されており、この排気管２には、不図示の吸引手段が接続されている。
【００１３】
粉砕室４の形状に制限はないが、粉体材料を均一に供給し均一に粉砕することができるという観点から、通常は円筒状が好ましい。又、粉砕室４の大きさにも制限はないが、多量の粉体材料を効率的に粉砕できるという観点から、内径１００〜１０００［ｍｍ］、高さ３００〜３０００［ｍｍ］が好ましい。また、内径３００〜９００［ｍｍ］、高さ７００〜２７００［ｍｍ］がより好ましく、内径５００〜８００［ｍｍ］、高さ１０００〜２５００［ｍｍ］が更に好ましい。
【００１４】
本実施形態においては、流体噴射ノズルたる粉砕ノズル５を３個設けているが、粉砕ノズル５は、複数あればよい。しかし、粉砕ノズル５の数が多すぎると、装置の製作が煩雑となり、製造誤差などによりかえって粉砕効率が低下するおそれがある。よって、粉砕ノズル５の数は、２〜８個、より好ましくは２〜６個、さらに好ましくは、３〜４個である。粉砕ノズル５の数が１つであると、粉体材料を伴った圧縮空気同士を一次衝突させることができず、十分な粉砕効果が得られない。
【００１５】
図２に示すように、各粉砕ノズル５ａ〜５ｃは、噴射される圧縮空気どうしが粉砕室４の中心軸上で衝突するように、粉砕室４の縦方向の中心軸を中心とする同心円上に設けることが好ましい。但し、本明細書において、圧縮空気どうしが粉砕室４の中心軸上で衝突するとは、粉砕室４の中心軸上付近で衝突することを含む意味である。
【００１６】
各粉砕ノズル５ａ〜５ｃの噴射口は、水平方向を基準にして上下２０°以内を向いていることが好ましく、上下１５°以内を向いていることがより好ましく、上下１０°以内を向いていることが更に好ましい。噴射口の向きが、上下２０°を超えると、粉砕効率が悪くなる虞がある。なお、粉砕ノズルの詳細については、後述する。
【００１７】
図１に示すように、ロータ３は粉砕室４の上部に設けられていることが好ましい。ロータ３が粉砕室４の上部に設けられていると、粉砕された微粉と粗粉を粉砕室４から直接ロータ３内部に流入させて、微粉と粗粉とに遠心分級することができる。ロータ３は、１個である必要はなく、図３に示すように、水平方向に２個取り付け、これらのロータ３１、３２の中心部と排気管２を連接するようにしてロータ３１、３２からそれぞれ所望の粒径の粉体材料を回収するようにしても良い。
【００１８】
次に、本実施形態の特徴点である粉砕ノズル５について具体的に説明する。
図４は、粉砕ノズル５の断面図である。図５は、粉砕ノズル５を、噴射口５２ａ側から見た図である。
図５に示すように流体噴射ノズルたる粉砕ノズル５は、略中央部に、流体たる圧縮空気を噴射する噴射口５２ａを備えた流路管５００がひとつ設けられている。
図４に示すように、流路管５００は、不図示のコンプレッサーにより加圧された気体が供給される空気供給口５３ａを備えた供給部５３と、ノズル断面積が最小の部分であるスロート部５１と、スロート部５１で圧縮された圧縮空気を膨張させながら加速する加速部５２とを有している。
【００１９】
スロート部５１の断面積は、最も小さくなっており、供給部５３の断面積は、空気供給口５３ａに向かうにつれて、大きくなっている。また、加速部５２の断面積も噴射口５２ａに向かうにつれ断面積が大きくなっている。このような形状とすることで、空気供給口５３ａから供給された圧縮空気は、スロート部５１へ向かうにつれて加速され、スロート部５１で音速まで加速される。スロート部５１で音速まで加速された圧縮空気は、加速部５２で圧縮空気が膨張しながら超音速にまで加速され、噴射口５２ａから超音速の圧縮空気が噴射される。
【００２０】
また、図４に示すように、スロート部５１の半径をｒ０、供給部５３のスロート部５１からＬ離れた位置における半径をｒとしたとき、（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°の関係が成立するように、供給部５３が設定されている。また、同様に、加速部５２のスロート部５１からＬ１離れた位置における半径をｒ１としたとき、（ｒ１−ｒ０）≦Ｌ１ｔａｎ３５°の関係が成立するように、加速部５２が設定されている。
【００２１】
上記のような関係が成立するよう供給部５３を構成することによって、供給部５３からスロート部５１へ向けて圧縮空気が流れる過程で、圧力損失などによって圧縮空気の速度を低下させることがない。その結果、圧縮空気を良好に加速することができ、スロート部５１で音速にまで確実に加速させることができる。また、上記のような関係が成立するよう加速部５２を構成することによって、スロート部５１で音速まで加速された圧縮空気が、噴射口５２ａから噴射されるまでの間に、圧力損失などによって圧縮空気の速度を低下させることがない。その結果、スロート部５１から噴射口５２ａまでの間で、圧縮空気を確実に超音速にまで加速することができる。
【００２２】
また、スロート部５１の半径ｒ０は、１．５〜１０［ｍｍ］にするのが好ましい。スロート部５１の半径を大きくすると、噴射口５２ａから噴射される風量が増加し、粉砕室４に大量の圧縮空気が流入する。本実施形態においては、不図示の吸引手段によって排出管２を介して粉砕室４内の気体を吸引しているが、スロート部５１の半径が１０［ｍｍ］を超えると、吸引の限界を超えてしまう。その結果、粉砕室４に流れ込む圧縮空気の量が吸引量よりも多くなり、粉砕室４の内部圧力が高まり、回転式分級装置で目的の分級ができなくなるばかりでなく、装置の破損などの不具合が生じてしまうこともある。また、スロート部５１の半径ｒ０が、１．５［ｍｍ］未満であると、噴射口５２ａから噴射される風量が減少するため、単位時間あたりに粉砕される粉体材料の量が少なくなるばかりでなく、粉体材料同士の衝突確率も減少することから、粉砕効率が低下する。
【００２３】
また、空気供給口５３ａからスロート部５１までの距離は、１０〜１００［ｍｍ］が好ましい。１０［ｍｍ］よりも短いと、空気供給口５３ａから供給された圧縮空気を十分加速できない。一方、１００［ｍｍ］を超えても大きな問題はないが、ノズル全体が大きくなりメリットはない。
【００２４】
流路管５００の断面形状に制限はないが、通常円形状であるが楕円形状でも構わない。但し、流路管５００から噴射される気流の分布を流路管５００の中心から均一にさせるという観点と、加工が容易であるという観点から、円形状であることが好ましい。
【００２５】
また、図６に示すように、流路管５００を複数設けてもよい。粉砕ノズル５は、１〜６個の流路管５００で構成されていることが好ましく、１〜５個の流路管５００で構成されていることがより好ましく、１〜４個の流路管５００で構成されていることが更に好ましい。一方、流路管５００の数が多すぎると、高速気流同士の干渉により気流が乱れ、粉砕効率がかえって低下する虞がある。
【００２６】
粉砕ノズル５に供給する圧縮空気の元圧力は０．２〜１．０［ＭＰａ］に設定することが好ましい。元圧力がかかる範囲内であれば、所望する粉砕効率が得られるが、元圧力が０．２［ＭＰａ］未満の場合は、圧縮空気の圧力が低すぎて、粉体材料を衝突粉砕できない虞がある。一方、１．０［ＭＰａ］を超える場合は、粉体材料が所望の粒子径よりも小さくなる割合が多くなるという過粉砕状態になることや、粉砕ノズル内部の流れに衝撃波が発生し、速度ロスを生じる場合がある。
【００２７】
また、上述においては、スロート部５１に向かうにつれて減少する断面積の減少量は、一定であるが、図７に示すように、スロート部５１に向かうにつれて断面積の減少量が増加するよう供給部５３を構成してもよい。また、図８に示すように、スロート部５１に向かうにつれて断面積の減少量が減少するよう供給部５３を構成してもよい。
【００２８】
一方、図７と同様、スロート部５１に向かうにつれて断面積の減少量が増加するよう供給部５３を構成しても、図９に示すように、スロート部５１からＬ離れた位置における（ｒ−ｒ０）が、Ｌｔａｎ３５°を越えている部分があると、圧縮空気が供給部５３からスロート部５１へ流れる過程で圧力損失による速度低下がおき、圧縮空気が供給部５３からスロート部５１へ流れる過程で圧縮空気を十分に加速することができない。よって、スロート部５１における圧縮空気の流速を十分な流速にすることができず、噴出口５２ａから噴射される圧縮空気が十分な流速を得ることができない。その結果、粉体材料を十分に加速させることができず、十分な粉砕効率が得られない。
【００２９】
本発明者らは、供給部５３が（ｒ−ｒ０）＝Ｌｔａｎ４０°の関係を満たす粉砕ノズルと、供給部５３が（ｒ−ｒ０）＝Ｌｔａｎ３５°の関係を満たす粉砕ノズルと、供給部５３が（ｒ−ｒ０）＝Ｌｔａｎ３０°の関係を満たす粉砕ノズルと、図１０に示す従来の粉体ノズルとについて、数値解析を行った。その結果、供給部５３が（ｒ−ｒ０）＝Ｌｔａｎ３５°となっている粉砕ノズルは、図１０の粉体ノズルに比べて、噴射された空気の速度が約１１％上昇することがわかった。また、供給部５３が（ｒ−ｒ０）＝Ｌｔａｎ３０°となっている粉砕ノズルは、図１０の粉体ノズルに比べて、噴射された空気の速度が約１３％上昇することがわかった。一方、（ｒ−ｒ０）＝Ｌｔａｎ４０°となっている粉砕ノズルについては、速度の上昇が１０％未満であることもわかった。過去の本発明者らの実験、および数値解析結果から噴射された速度が１０％以上上昇すると、粉砕効率が向上することを見出しており、噴射された速度が従来に比べて１０％以上上昇する（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°とすることで、従来よりも粉砕効率を向上させることができる。
【００３０】
次に、上記粉砕装置１００を用いた粉体材料の粉砕方法について説明する。
まず、不図示の粉体材料供給装置から供給管１を介して、所定量の粉体材料が粉砕室４へ供給される。次に、複数の粉砕ノズル５から圧縮空気を噴射し、粉砕室４に供給された粉体材料を粉砕室中央部に向けて加速させ、粉体材料を粉砕室４の中で一次衝突させて、粉砕する。粉砕室内の空気は、不図示の吸引手段によって排出管２から吸引されており、この吸引作用により、粉砕室内では、上昇気流が生じている。粉砕室４の中央部で一次衝突した粉体材料は、この上昇気流によって粉砕室４の上部の回転するロータ３に流入する。ロータ３に流入した粉体材料は、ロータ３により遠心分級され、微粉の粉体材料は、ロータ３の回転中心軸と同軸上に設けられた排出管２へ吸引され粉砕室４から排出される。一方、粗粉の粉体材料は、ロータ３の遠心力によってロータ３の外側に導かれ粉砕室４の壁面を沿って下方に導かれ、再び粉砕作用を受ける。 そして、排出管２から排出された粉体材料に相当する量の粉体材料を適宜供給することにより、連続粉砕が行われる。
【００３１】
上記ロータ３の回転周速度は、２０〜７０［ｍ／ｓ］が好ましい。回転周速度がかかる範囲内であれば、所望する分級効率を得られるが、２０［ｍ／ｓ］であれば分級効率が低下する虞がある。一方、７０［ｍ／ｓ］を越える場合は、ロータ３による遠心力が大きくなりすぎ、吸引ファン等の吸引手段により回収されるべき粉体材料が再び粉砕室４に戻り、粉砕作用を受けることとなり、粉体材料が所望の粒子径よりも小さくなる割合が多くなるという過粉砕状態になる虞がある。
【００３２】
本実施形態においては、各粉砕ノズル５の流路管５００は、先の図４に示したような形状をしている。その結果、圧力損失がなく、圧縮空気が良好に加速される。その結果、粉砕ノズル５から噴射される圧縮空気の速度が、十分な速度となっており、噴射された圧縮空気の流れに導かれる粉体粒子同士の衝突エネルギーを十分に得ることができる。その結果、粉体材料を効率良く加速、衝突させることができ、粉砕室４での粉砕効率を向上させることができる。
【００３３】
本実施形態の粉砕装置１００及び粉砕方法は、粉砕装置１００を構成している粉砕ノズル５の簡易な設備変更により粉砕効率の向上を図ることができ、所望の粒径範囲であって、誤差の少ない、シャープな分布の粒子を高効率に粉砕することができる。また、本実施形態の粉砕装置１００および粉砕方法は、樹脂、農薬、化粧品、顔料など粒径がミクロン単位の微粉状製品の製造用に、極めて有効に適用できるものである。特に、以下に説明するトナーの製造方法に好適である。
【００３４】
（トナーの製造方法）
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも粉砕工程を含み、溶融混練工程、分級工程、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。粉砕工程は、上述した粉砕装置を用いて行われる。なお、その他の工程としては、分級工程で分級されたトナーに最終的にトナー製品とするための後述する外添剤をトナー表面に付与させる混合工程のことである。
【００３５】
＜溶融混練工程＞
溶融混練工程は、トナー材料を混合し、混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する工程である。溶融混練機としては、例えば、一軸又は二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所製のＫＴＫ型二軸押出機、東芝機械社製のＴＥＭ型押出機、浅田鉄工社製のＫＣＫ混練機、池貝鉄工所製のＰＣＭ型二軸押出機、Ｂｕｓｓ社製のコニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
【００３６】
トナー材料は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。以下に、トナー材料に含有する各材料について、具体的に説明する。
【００３７】
−結着樹脂−
結着樹脂としては、例えばスチレン、クロロスチレン等のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類、などの単独重合体、又は共重合体などが挙げられる。
特に代表的な結着樹脂としては、例えばポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３８】
−着色剤−
着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３９】
着色剤の色としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、黒色用のもの、カラー用のもの、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
黒色用のものとしては、例えばファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）類、銅、鉄（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１１）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料、などが挙げられる。
マゼンタ用着色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、３９、４０、４１、４８、４８：１、４９、５０、５１、５２、５３、５３：１、５４、５５、５７、５７：１、５８、６０、６３、６４、６８、８１、８３、８７、８８、８９、９０、１１２、１１４、１２２、１２３、１６３、１７７、１７９、２０２、２０６、２０７、２０９、２１１；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９；Ｃ．Ｉ．バットレッド１、２、１０、１３、１５、２３、２９、３５などが挙げられる。
シアン用着色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントブルー２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、１７、６０；Ｃ．Ｉ．バットブルー６；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４５、又フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を１〜５個置換した銅フタロシアニン顔料、グリーン７、グリーン３６などが挙げられる。
イエロー用着色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、２３、５５、６５、７３、７４、８３、９７、１１０、１５１、１５４、１８０；Ｃ．Ｉ．バットイエロー１、３、２０、オレンジ３６などが挙げられる。
【００４０】
着色剤のトナー材料における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１〜１５質量％が好ましく、３〜１０質量％がより好ましい。含有量が１質量％未満であると、トナーの着色力の低下が見られ、１５質量％を超えると、トナー中での顔料の分散不良が起こり、着色力の低下、及びトナーの電気特性の低下を招くことがある。
【００４１】
着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして使用してもよい。樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、スチレン又はその置換体の重合体、スチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４２】
スチレン又はその置換体の重合体としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリｐ−クロロスチレン樹脂、ポリビニルトルエン樹脂などが挙げられる。前記スチレン系共重合体としては、例えば、スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などが挙げられる。
【００４３】
マスターバッチは、マスターバッチ用樹脂と、着色剤とを高せん断力をかけて混合又は混練させて製造することができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を添加することが好ましい。また、いわゆるフラッシング法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができ、乾燥する必要がない点で好適である。フラッシング法は、着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合又は混練し、着色剤を樹脂側に移行させて水分及び有機溶剤成分を除去する方法である。混合又は混練には、例えば三本ロールミル等の高せん断分散装置が好適に用いられる。
【００４４】
−離型剤−
離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素等のワックス類が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４５】
カルボニル基含有ワックスとしては、例えば、ポリアルカン酸エステル、ポリアルカノールエステル、ポリアルカン酸アミド、ポリアルキルアミド、ジアルキルケトンなどが挙げられる。前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、１，１８−オクタデカンジオールジステアレートなどが挙げられる。ポリアルカノールエステルとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどが挙げられる。ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミドなどが挙げられる。ポリアルキルアミドとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリルアミドなどが挙げられる。ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトンなどが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
前記ポリオレフィンワッックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどが挙げられる。
長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックスなどが挙げられる。
【００４６】
離型剤のトナーにおける含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０〜４０質量％が好ましく、３〜３０質量％がより好ましい。
含有量が、４０質量％を超えると、トナーの流動性が悪化することがある。
【００４７】
−帯電制御剤−
帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、有色材料を用いると色調が変化することがあるため、無色乃至白色に近い材料が好ましく、例えば、トリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４８】
帯電制御剤は、市販品を使用してもよく、市販品としては、例えば、第四級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（いずれもオリエント化学工業社製）、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（いずれも保土谷化学工業株式会社製）、第四級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（いずれもヘキスト社製）；ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット株式会社製）；キナクリドン、アゾ系顔料；スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等を有する高分子系の化合物などが挙げられる。
帯電制御剤は、マスターバッチと共に溶融混練させた後、溶解乃至分散させてもよく、トナーの各成分と共に有機溶剤に直接、溶解乃至分散させる際に添加してもよく、あるいはトナー粒子製造後にトナー表面に固定させてもよい。
【００４９】
帯電制御剤のトナーにおける含有量としては、結着樹脂の種類、添加剤の有無、分散方法等により異なり、一概に規定することができないが、例えば、結着樹脂１００質量部に対し、０．１〜１０質量部が好ましく、０．２〜５質量部がより好ましい。含有量が０．１質量部未満であると、帯電制御性が得られないことがあり、１０質量部を超えると、トナーの帯電性が大きくなりすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させて、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や画像濃度の低下を招くことがある。
【００５０】
−その他の成分−
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸などが挙げられる。
【００５１】
外添剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、シリカ微粒子、疎水化されたシリカ微粒子、脂肪酸金属塩（例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど）；金属酸化物（例えばチタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど）又はこれらの疎水化物、フルオロポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、疎水化されたシリカ微粒子、チタニア粒子、疎水化されたチタニア微粒子、が好適に挙げられる
【００５２】
＜粉砕工程＞
粉砕工程は、上述した溶融混練工程で溶融混練されたトナー原料混練物を冷却し、これをハンマーミルで粗粉砕した粉体材料たるトナー原料混練物を、本実施形態の粉砕装置１００を用いて粉砕を行う工程である。
【００５３】
＜分級工程＞
粉砕装置１００のロータ３は、所望の粒径以下の粉砕物を回収するためのものであるため、ロータ３により回収されたトナー（粉砕物）には、小さすぎるものも含まれている。このため、分級工程を実施して小さすぎるものを除去する。
分級工程は、少なくとも１つの分級機と、少なくとも１つのサイクロンとを用いて粗粉分級および微粉分級を行う工程であり、分級工程で用いられる分級機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、気流式分級機、機械式分級機などが挙げられる。
気流式分級機としては、例えば日本ニューマチック工業株式会社製のＤＳ分級機、日鉄鉱業株式会社製のエルボージェット分級機などが挙げられる。
機械式分級機としては、例えば、ホソカワミクロン株式会社製のＴＳＰ分級機、日清エンジニアリング株式会社製のターボクラシファイアーなどが挙げられる。
【００５４】
（トナー）
上述したトナーの製造方法により製造されるトナーは、粒径４．０［μｍ］以下の微粉含有率が１５［個数％］以下であることが好ましく、０〜１０［個数％］がより好ましい。また、粒径１２．７［μｍ］以上の粗粉含有率が５．０［質量％］以下であることが好ましく、０〜２．０［質量％］がより好ましい。また、トナーの体積平均粒径は５．０〜１２．０［μｍ］が好ましい。ここで、粒度分布及び体積平均粒径は、例えば、粒度測定器粒度測定器（コールターカウンターＴＡ−ＩＩ、コールターマルチサイザーＩＩ、又はコールターマルチサイザーＩＩＩ、ベックマンコールター社製）を用いて測定することができる。
【００５５】
次に、実施例１、２および比較例１、２を用いて本発明を詳細に説明する。
【００５６】
（実施例１）
実施例１の粉砕装置は、図１に示す態様の粉砕装置であり、粉砕室内径約６００［ｍｍ］、粉砕装置の高さ約１０００［ｍｍ］となっている。また、実施例１の粉砕装置は、噴射口５２ａが水平方向を基準にして０°を向くように、粉砕室４の壁に沿って、等間隔（当角度）に３個の粉砕ノズル５が設けられている。実施例１の粉砕装置に用いられる粉砕ノズル５は、先の図４、図５に示す構成であり、スロート部５１の半径ｒ０が６．５［ｍｍ］、空気供給口５３ａの半径が約１０［ｍｍ］、噴射口５２ａの半径が約８．３［ｍｍ］である。また、スロート部５１から噴射口５２ａまでの距離が約４５［ｍｍ］、スロート部５１から空気供給口５３ａまでの距離が約３０［ｍｍ］である。
また、実施例１の粉砕装置においては、粉砕ノズル５に供給する圧縮空気の元圧力０．５５［ＭＰａ］、ロータ３の回転周速度を４５［ｍ／ｓ］に設定している。
【００５７】
（実施例２）
実施例２は、粉砕ノズル５の形状以外は、実施例１の粉砕装置と同様の構成である。実施例２の粉砕装置に用いられる粉砕ノズル５の流路管５００は、図４と同様な形状を有しており、スロート部５１の半径が、５．６［ｍｍ］、空気供給口５３ａの半径が約９［ｍｍ］、噴射口５２ａの半径が約７．５［ｍｍ］である。また、スロート部５１から噴射口５２ａまでの距離が約４５［ｍｍ］、スロート部５１から空気供給口５３ａまでの距離が約３０［ｍｍ］である。また、実施例２の粉砕装置に用いられる粉砕ノズル５は、先の図６に示したような一つのノズルに流路管５００を四つ設けたものである。
実施例２の粉砕装置も、粉砕ノズル５に供給する圧縮空気の元圧力０．５５［ＭＰａ］、ロータ３の回転周速度を４５［ｍ／ｓ］に設定している。
【００５８】
（比較例１）
比較例１は、粉砕ノズル５の流路管５００の形状以外は、実施例１の粉砕装置と同様の構成である。比較例１の粉砕装置に用いられる粉砕ノズル５の流路管５００は、図１０に示す形状となっている。すなわち、供給部５３の断面積が一定となっており、スロート部５１付近における（ｒ−ｒ０）が、Ｌｔａｎ３５°よりも大きくなっている。なお、加速部５２の形状は、実施例１と同様である。また、スロート部５１の半径ｒ０は約６．５［ｍｍ］、空気供給口８３ａの半径は約１０［ｍｍ］、噴射口５２ａの半径は約８．３［ｍｍ］である。また、スロート部５１から噴射口５２ａまでの距離は約２５［ｍｍ］、スロート部５１から空気供給口５３ａまでの距離は約３０［ｍｍ］である。また、粉砕ノズル５に供給する圧縮空気の元圧力は０．６０［ＭＰａ］、ロータ３の回転周速度は４５［ｍ／ｓ］に設定している。
【００５９】
（比較例２）
比較例２は、粉砕ノズル５に供給する圧縮空気の元圧力は０．５５［ＭＰａ］に設定した以外は、比較例１と同じ構成である。
【００６０】
上記実施例１、２、比較例１、２の粉砕装置を用いて、スチレンーアクリル共重合体樹脂８５重量部とカーボンブラック１５重量部の混合物を溶融混練、冷却し、これをハンマーミルで粗粉砕した粉体材料の粉砕を行なった。その結果を表１に示す。なお、表１に示す体積粒径の測定および粒度分布の測定は、以下のように行った。
【００６１】
＜体積平均粒径及び粒度分布の測定＞
体積平均粒径及び粒度分布の測定は、コールターカウンター法により測定した。コールターカウンター法による粒子の体積平均粒径及び粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ、コールターマルチサイザーＩＩ、又はコールターマルチサイザーＩＩＩ（いずれも、ベックマンコールター社製）があり、これらを用いて粒径及び粒度分布を測定した。
まず、電解水溶液１００〜１５０ｍＬ中に分散剤として界面活性剤（アルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍＬ加えた。ここで、電解液として１級塩化ナトリウムを用いて１質量％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。次いで、測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、粉体の体積を測定して、体積分布を算出した。得られた分布から、粉体の体積平均粒径及び粒度分布を求めた。
チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とした。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１からわかるように、実施例１、２、比較例１、２とも粉砕装置から回収された粉砕物の特性（体積粒径、４μｍ以下微粉含有率、１６μｍ以上粗粉含有率）に大きな差が見られない。しかし、比較例２を見ると粉砕処理量が、実施例１、２に比べて著しく低下していることがわかる。一方、比較例２よりも粉砕圧力（粉砕ノズルに供給する圧縮空気の元圧力）を０．０５［ＭＰａ］上げた比較例１は、実施例１、２と同様な粉砕処理量が得られていることがわかる。これは、比較例１においては、供給部５３が図１０に示すような形状をしており、供給部５３のスロート部５１近傍における（ｒ−ｒ０）が、Ｌｔａｎ３５°を越えている。その結果、圧縮空気が供給部５３からスロート部５１へ流入する過程で圧力損失がおき、供給部５３で圧縮空気の速度が失速し、スロート部５１における圧縮空気が十分な速度にまで加速されなかったと考えられる。その結果、噴射口５２ａから噴射された圧縮空気の速度が十分でなく、粉体材料を十分に加速できず、十分な衝突エネルギーが得られず、衝突粉砕によって、微粉に粉砕できる量が実施例１、２に比べて少なくなり、粉砕処理量が少なくなったと考えられる。このため、供給部５３が図１０に示すような形状のときは、比較例１に示すように、実施例１、２に比べて粉砕圧力（粉砕ノズルに供給する圧縮空気の元圧力）を０．０５［ＭＰａ］上げなければ、噴射口５２ａから噴射される圧縮空気が十分な速度にならず、衝突粉砕によって、微粉に粉砕できる量を実施例１と同じにできない。
【００６４】
一方、実施例１、２においては、供給部５３の形状が、（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°を満たしているので、圧縮空気が供給部５３からスロート部５１へ流入する過程で圧力損失がおきず、供給部５３で圧縮空気の速度が失速することがない。よって、スロート部５１における圧縮空気が十分な速度にまで加速させることができる。その結果、比較例１よりも低い粉砕圧力でも噴射口５２ａから十分な速度の圧縮空気を噴射することができ、粉体材料を十分に加速でき、十分な衝突エネルギーを得ることができる。その結果、比較例１よりも低い粉砕圧力でも高い粉砕効率を実現できる。
【００６５】
また、実施例２は、実施例１よりも粉砕処理量が多いことがわかる。これは、実施例２の粉砕ノズル５は、複数の流路管を有しているため、実施例１よりも多くの粉体材料を加速することができ、多くの粉体材料を衝突させることができた結果、粉砕効率が向上し、実施例１よりも粉砕処理量が多くなったと考えられる。
【００６６】
以上、実施例１、２、比較例１、２からわかるように、供給部５３の形状が（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°の条件を満たすことによって、同一エネルギーの圧縮空気を用いた場合、粉砕に使用されるエネルギーを有効に導き出すことが可能となり、粉砕効率を向上できる。
【００６７】
以上、本実施形態によれば、図４に示すように、粉砕ノズルをガス移動方向に対して垂直に切ったとき、最も断面積が小さい部分であるスロート部の半径をｒ０、スロート部から圧縮空気進行方向上流に距離Ｌ離れた箇所の供給部の半径をｒとしたとき、（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°を満たすよう構成した。
このように構成することによって、圧縮空気が供給部５３からスロート部５１へ流入する過程で圧力損失による圧縮空気の速度低下を抑制することができる。これにより、加速部に十分な速度に加速した圧縮空気を流入させることができ、噴射口から噴射する圧縮空気を十分な速度にすることができる。
【００６８】
また、図４に示すように、スロート部から圧縮空気進行方向下流に距離Ｌ１離れた箇所の加速部の半径をｒ１としたとき、（ｒ１−ｒ０）≦Ｌ１ｔａｎ３５°を満たすよう構成した。このように構成することによって、圧縮空気がスロート部から噴射口まで流れる過程で圧力損失による圧縮空気の速度低下を抑制することができる。これにより、噴射口から噴射する圧縮空気を十分な速度にすることができる。
【００６９】
また、粉砕装置の粉砕ノズルとして、図４に示した粉砕ノズルを用いることにより、粉砕効率を向上させることができる。
【００７０】
また、粉砕ノズルを８個以下にすることによって、製造誤差などによる粉砕効率の低下が発生する可能性を抑制することができる。
【００７１】
また、上述の粉砕装置を用いて粉体材料を粉砕することにより、効率よく粉体材料を所望の粒径に粉砕することができる。
【００７２】
さらに、上述の粉砕装置を用いてトナーを製造することによって、効率よく所望の粒径のトナーを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本実施形態の流動層式粉砕装置の概略説明図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図。
【図３】ロータを２個設けた態様の粉砕装置の要部概略構成図。
【図４】粉砕ノズルの断面図。
【図５】粉砕ノズルを噴射口側から見た図。
【図６】流路管を４つ備えた粉砕ノズルを噴射口側から見た図。
【図７】粉砕ノズルの第１の変形を示す断面図。
【図８】粉砕ノズルの第２の変形を示す断面図。
【図９】本発明の構成を備えていない粉砕ノズルを示す断面図。
【図１０】比較例１、２の粉砕装置に用いられる粉砕ノズルの断面図。
【符号の説明】
【００７４】
２：排出管
３：ロータ
４：粉砕室
５：粉砕ノズル
５１：スロート部
５２：加速部
５３：供給部
５００：流路管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射ノズル、粉砕装置およびトナー製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ミクロンオーダーの粉体材料を製造する流動層式粉砕装置が知られている。流動層式粉砕装置は、流体噴射ノズルたる複数の粉砕ノズル、粉砕室、回転式分級装置によって構成されている。かかる流動層式粉砕装置においては、粉砕室の中央部に向かって、流体である圧縮ガスが噴射されるよう、各粉砕ノズルが配置されている。粉砕室に供給された粉体材料は粉砕ノズルから噴射される圧縮ガスによって粉砕室中央部に向けて加速される。この粉砕室中央部に向けて加速された粉体材料同士が、粉砕室中央部で衝突し粉砕作用を受ける。粉砕された粉体材料は、粉砕室内中央部で発生する上昇気流によって粉砕室の上方に設けられた回転式分級装置へ搬送される。そして、所望の粒径以下の粉体材料は、回転式分級装置によって回収され、所望の粒径以上の粉体材料は、再び粉砕室へ投入され、粉砕作用を受ける。
【０００３】
従来の流動層式粉砕装置においては、所望の粒径を得るためには粉砕室内部でのくり返し粉砕が必要であり、粉砕効率を低下させる原因の一つになっていた。
【０００４】
特許文献１には、粉砕ノズルから噴射される圧縮ガスの速度を高めて、粉砕効率を高める粉砕装置が記載されている。
特許文献１に記載の粉砕ノズルは、圧縮空気を供給する圧縮ガス供給ノズルと、圧縮ガス供給ノズルから供給された圧縮ガスを加速させるための加速管とを有している。そして、加速管の拡がり角θを数°としている。加速管をこのような形状にすることで、圧縮ガスの進行方向に対して垂直にノズルを切断したときの断面積が最小の部分であるスロート部を通過した圧縮ガスを、加速管で良好に加速させることができ、粉砕ノズルから噴射される圧縮ガスの速度を高めることができる。その結果、粉砕ノズルから噴射される圧縮ガスによって加速される粉体材料の衝突エネルギーが上昇し、１回の衝突粉砕で所望の粒径を得ることができ、粉砕効率を高めることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５２３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者らの鋭意研究の結果、特許文献１に記載の粉砕ノズルよりもさらに十分な速度が得られるノズル条件を見出した。すなわち、特許文献１に記載の粉砕ノズルは、上記スロート部へ圧縮ガスが流れる箇所のノズル条件については、何ら検討されていないため、上記スロート部へ圧縮ガスが流れる過程で圧力損失が生じて、圧縮ガスが失速していた。その結果、スロート部における圧縮ガスの速度が十分でなく、加速管で圧縮ガスが良好に加速されても十分な速度に到達することができない。このため、粉砕ノズルから噴射される圧縮ガスが、十分な速度が得られなかった。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、十分な速度の流体を噴射することのできる流体噴射ノズル、粉砕装置およびトナー製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、流体を噴射するための流体噴射ノズルであって、流体の進行方向に対して垂直にノズルを切断したときの断面積が最小となるノズル断面の半径をｒ０、該最小ノズル断面からノズル上流側および下流側へ向かって水平距離Ｌ離れた地点におけるノズル断面の半径をｒとした場合、下記式を満たすことを特徴とするものである。
（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の流体噴射ノズルにおいて、前記流体がガスであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、ガス噴射ノズルを複数備え、該複数のノズルから噴射されるガス同士が被粉砕物を伴って衝突するよう配置されている粉砕装置において、前記ガス噴射ノズルとして請求項１に記載の流体噴射ノズルを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３に記載の粉砕装置において、粉砕物を分級するための分級装置を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３または４に記載の粉砕装置を用いてトナー原料混練物を粉砕することを特徴とするものである。
なお、上記流体とは、気体、液体、粉体などの流動性を有する物質のことである。
【０００９】
本発明によれば、流体の進行方向に対して垂直にノズルを切断したときの断面積が最小となるノズル断面の半径をｒ０、最小ノズル断面からノズル上流側および下流側へ向かって水平距離Ｌ離れた地点におけるノズル断面の半径をｒとしたとき、（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°を満たすことで、流体噴射ノズル内の流体の速度低下を抑制できることを見出した。ノズル断面積が最小の部分（スロート部）から流体の進行方向上流側の部分を上記条件を満たすようにしたので、ノズル断面積が最小の部分（スロート部）へ流体が流入するときに圧力損失が生じるのを抑制することができ、ノズル断面積が最小の部分（スロート部）に流入する流体の速度低下を抑制することができる。また、ノズル断面積が最小の部分（スロート部）から流体の進行方向下流側の部分も上記条件を満たすようにしたので、ノズル断面積が最小の部分（スロート部）から流体の進行方向下流側の部分で流体を良好に加速することができる。これにより、流体噴射ノズルから噴射される流体の速度を従来よりも高めることができ、速度が十分高められた流体を流体噴射ノズルから噴射することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、十分な速度の流体を噴射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の流体噴射ノズルを用いた粉砕装置の一例について説明する。
図１は、本実施形態の流動層式粉砕装置１００の概略説明図である。
図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
図１に示すように流動層式粉砕装置１００は、３つの粉砕ノズル５ａ〜５ｃ、粉砕室４、回転式分級装置たるロータ３などを備えている。
【００１２】
粉砕室４の側壁には、粉体材料が供給される供給管１が設けられている。この供給管１には、不図示の粉体材料供給装置が接続されており、所定量の粉体材料が供給管１を介して粉砕室４へ供給される。粉砕室４の供給管１よりも下方の位置は、図２に示すように、円周方向等間隔で３箇所に粉砕ノズル取り付け穴を有しており、各粉砕ノズル取り付け穴に粉砕ノズル５ａ、５ｂ、５ｃの噴射口が粉砕室４の中央部を向くように取り付けられている。粉砕室４の上部には、回転式分級装置であるロータ３が設けられている。このロータ３には、排気管２が接続されており、この排気管２には、不図示の吸引手段が接続されている。
【００１３】
粉砕室４の形状に制限はないが、粉体材料を均一に供給し均一に粉砕することができるという観点から、通常は円筒状が好ましい。又、粉砕室４の大きさにも制限はないが、多量の粉体材料を効率的に粉砕できるという観点から、内径１００〜１０００［ｍｍ］、高さ３００〜３０００［ｍｍ］が好ましい。また、内径３００〜９００［ｍｍ］、高さ７００〜２７００［ｍｍ］がより好ましく、内径５００〜８００［ｍｍ］、高さ１０００〜２５００［ｍｍ］が更に好ましい。
【００１４】
本実施形態においては、流体噴射ノズルたる粉砕ノズル５を３個設けているが、粉砕ノズル５は、複数あればよい。しかし、粉砕ノズル５の数が多すぎると、装置の製作が煩雑となり、製造誤差などによりかえって粉砕効率が低下するおそれがある。よって、粉砕ノズル５の数は、２〜８個、より好ましくは２〜６個、さらに好ましくは、３〜４個である。粉砕ノズル５の数が１つであると、粉体材料を伴った圧縮空気同士を一次衝突させることができず、十分な粉砕効果が得られない。
【００１５】
図２に示すように、各粉砕ノズル５ａ〜５ｃは、噴射される圧縮空気どうしが粉砕室４の中心軸上で衝突するように、粉砕室４の縦方向の中心軸を中心とする同心円上に設けることが好ましい。但し、本明細書において、圧縮空気どうしが粉砕室４の中心軸上で衝突するとは、粉砕室４の中心軸上付近で衝突することを含む意味である。
【００１６】
各粉砕ノズル５ａ〜５ｃの噴射口は、水平方向を基準にして上下２０°以内を向いていることが好ましく、上下１５°以内を向いていることがより好ましく、上下１０°以内を向いていることが更に好ましい。噴射口の向きが、上下２０°を超えると、粉砕効率が悪くなる虞がある。なお、粉砕ノズルの詳細については、後述する。
【００１７】
図１に示すように、ロータ３は粉砕室４の上部に設けられていることが好ましい。ロータ３が粉砕室４の上部に設けられていると、粉砕された微粉と粗粉を粉砕室４から直接ロータ３内部に流入させて、微粉と粗粉とに遠心分級することができる。ロータ３は、１個である必要はなく、図３に示すように、水平方向に２個取り付け、これらのロータ３１、３２の中心部と排気管２を連接するようにしてロータ３１、３２からそれぞれ所望の粒径の粉体材料を回収するようにしても良い。
【００１８】
次に、本実施形態の特徴点である粉砕ノズル５について具体的に説明する。
図４は、粉砕ノズル５の断面図である。図５は、粉砕ノズル５を、噴射口５２ａ側から見た図である。
図５に示すように流体噴射ノズルたる粉砕ノズル５は、略中央部に、流体たる圧縮空気を噴射する噴射口５２ａを備えた流路管５００がひとつ設けられている。
図４に示すように、流路管５００は、不図示のコンプレッサーにより加圧された気体が供給される空気供給口５３ａを備えた供給部５３と、ノズル断面積が最小の部分であるスロート部５１と、スロート部５１で圧縮された圧縮空気を膨張させながら加速する加速部５２とを有している。
【００１９】
スロート部５１の断面積は、最も小さくなっており、供給部５３の断面積は、空気供給口５３ａに向かうにつれて、大きくなっている。また、加速部５２の断面積も噴射口５２ａに向かうにつれ断面積が大きくなっている。このような形状とすることで、空気供給口５３ａから供給された圧縮空気は、スロート部５１へ向かうにつれて加速され、スロート部５１で音速まで加速される。スロート部５１で音速まで加速された圧縮空気は、加速部５２で圧縮空気が膨張しながら超音速にまで加速され、噴射口５２ａから超音速の圧縮空気が噴射される。
【００２０】
また、図４に示すように、スロート部５１の半径をｒ０、供給部５３のスロート部５１からＬ離れた位置における半径をｒとしたとき、（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°の関係が成立するように、供給部５３が設定されている。また、同様に、加速部５２のスロート部５１からＬ１離れた位置における半径をｒ１としたとき、（ｒ１−ｒ０）≦Ｌ１ｔａｎ３５°の関係が成立するように、加速部５２が設定されている。
【００２１】
上記のような関係が成立するよう供給部５３を構成することによって、供給部５３からスロート部５１へ向けて圧縮空気が流れる過程で、圧力損失などによって圧縮空気の速度を低下させることがない。その結果、圧縮空気を良好に加速することができ、スロート部５１で音速にまで確実に加速させることができる。また、上記のような関係が成立するよう加速部５２を構成することによって、スロート部５１で音速まで加速された圧縮空気が、噴射口５２ａから噴射されるまでの間に、圧力損失などによって圧縮空気の速度を低下させることがない。その結果、スロート部５１から噴射口５２ａまでの間で、圧縮空気を確実に超音速にまで加速することができる。
【００２２】
また、スロート部５１の半径ｒ０は、１．５〜１０［ｍｍ］にするのが好ましい。スロート部５１の半径を大きくすると、噴射口５２ａから噴射される風量が増加し、粉砕室４に大量の圧縮空気が流入する。本実施形態においては、不図示の吸引手段によって排出管２を介して粉砕室４内の気体を吸引しているが、スロート部５１の半径が１０［ｍｍ］を超えると、吸引の限界を超えてしまう。その結果、粉砕室４に流れ込む圧縮空気の量が吸引量よりも多くなり、粉砕室４の内部圧力が高まり、回転式分級装置で目的の分級ができなくなるばかりでなく、装置の破損などの不具合が生じてしまうこともある。また、スロート部５１の半径ｒ０が、１．５［ｍｍ］未満であると、噴射口５２ａから噴射される風量が減少するため、単位時間あたりに粉砕される粉体材料の量が少なくなるばかりでなく、粉体材料同士の衝突確率も減少することから、粉砕効率が低下する。
【００２３】
また、空気供給口５３ａからスロート部５１までの距離は、１０〜１００［ｍｍ］が好ましい。１０［ｍｍ］よりも短いと、空気供給口５３ａから供給された圧縮空気を十分加速できない。一方、１００［ｍｍ］を超えても大きな問題はないが、ノズル全体が大きくなりメリットはない。
【００２４】
流路管５００の断面形状に制限はないが、通常円形状であるが楕円形状でも構わない。但し、流路管５００から噴射される気流の分布を流路管５００の中心から均一にさせるという観点と、加工が容易であるという観点から、円形状であることが好ましい。
【００２５】
また、図６に示すように、流路管５００を複数設けてもよい。粉砕ノズル５は、１〜６個の流路管５００で構成されていることが好ましく、１〜５個の流路管５００で構成されていることがより好ましく、１〜４個の流路管５００で構成されていることが更に好ましい。一方、流路管５００の数が多すぎると、高速気流同士の干渉により気流が乱れ、粉砕効率がかえって低下する虞がある。
【００２６】
粉砕ノズル５に供給する圧縮空気の元圧力は０．２〜１．０［ＭＰａ］に設定することが好ましい。元圧力がかかる範囲内であれば、所望する粉砕効率が得られるが、元圧力が０．２［ＭＰａ］未満の場合は、圧縮空気の圧力が低すぎて、粉体材料を衝突粉砕できない虞がある。一方、１．０［ＭＰａ］を超える場合は、粉体材料が所望の粒子径よりも小さくなる割合が多くなるという過粉砕状態になることや、粉砕ノズル内部の流れに衝撃波が発生し、速度ロスを生じる場合がある。
【００２７】
また、上述においては、スロート部５１に向かうにつれて減少する断面積の減少量は、一定であるが、図７に示すように、スロート部５１に向かうにつれて断面積の減少量が増加するよう供給部５３を構成してもよい。また、図８に示すように、スロート部５１に向かうにつれて断面積の減少量が減少するよう供給部５３を構成してもよい。
【００２８】
一方、図７と同様、スロート部５１に向かうにつれて断面積の減少量が増加するよう供給部５３を構成しても、図９に示すように、スロート部５１からＬ離れた位置における（ｒ−ｒ０）が、Ｌｔａｎ３５°を越えている部分があると、圧縮空気が供給部５３からスロート部５１へ流れる過程で圧力損失による速度低下がおき、圧縮空気が供給部５３からスロート部５１へ流れる過程で圧縮空気を十分に加速することができない。よって、スロート部５１における圧縮空気の流速を十分な流速にすることができず、噴出口５２ａから噴射される圧縮空気が十分な流速を得ることができない。その結果、粉体材料を十分に加速させることができず、十分な粉砕効率が得られない。
【００２９】
本発明者らは、供給部５３が（ｒ−ｒ０）＝Ｌｔａｎ４０°の関係を満たす粉砕ノズルと、供給部５３が（ｒ−ｒ０）＝Ｌｔａｎ３５°の関係を満たす粉砕ノズルと、供給部５３が（ｒ−ｒ０）＝Ｌｔａｎ３０°の関係を満たす粉砕ノズルと、図１０に示す従来の粉体ノズルとについて、数値解析を行った。その結果、供給部５３が（ｒ−ｒ０）＝Ｌｔａｎ３５°となっている粉砕ノズルは、図１０の粉体ノズルに比べて、噴射された空気の速度が約１１％上昇することがわかった。また、供給部５３が（ｒ−ｒ０）＝Ｌｔａｎ３０°となっている粉砕ノズルは、図１０の粉体ノズルに比べて、噴射された空気の速度が約１３％上昇することがわかった。一方、（ｒ−ｒ０）＝Ｌｔａｎ４０°となっている粉砕ノズルについては、速度の上昇が１０％未満であることもわかった。過去の本発明者らの実験、および数値解析結果から噴射された速度が１０％以上上昇すると、粉砕効率が向上することを見出しており、噴射された速度が従来に比べて１０％以上上昇する（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°とすることで、従来よりも粉砕効率を向上させることができる。
【００３０】
次に、上記粉砕装置１００を用いた粉体材料の粉砕方法について説明する。
まず、不図示の粉体材料供給装置から供給管１を介して、所定量の粉体材料が粉砕室４へ供給される。次に、複数の粉砕ノズル５から圧縮空気を噴射し、粉砕室４に供給された粉体材料を粉砕室中央部に向けて加速させ、粉体材料を粉砕室４の中で一次衝突させて、粉砕する。粉砕室内の空気は、不図示の吸引手段によって排出管２から吸引されており、この吸引作用により、粉砕室内では、上昇気流が生じている。粉砕室４の中央部で一次衝突した粉体材料は、この上昇気流によって粉砕室４の上部の回転するロータ３に流入する。ロータ３に流入した粉体材料は、ロータ３により遠心分級され、微粉の粉体材料は、ロータ３の回転中心軸と同軸上に設けられた排出管２へ吸引され粉砕室４から排出される。一方、粗粉の粉体材料は、ロータ３の遠心力によってロータ３の外側に導かれ粉砕室４の壁面を沿って下方に導かれ、再び粉砕作用を受ける。 そして、排出管２から排出された粉体材料に相当する量の粉体材料を適宜供給することにより、連続粉砕が行われる。
【００３１】
上記ロータ３の回転周速度は、２０〜７０［ｍ／ｓ］が好ましい。回転周速度がかかる範囲内であれば、所望する分級効率を得られるが、２０［ｍ／ｓ］であれば分級効率が低下する虞がある。一方、７０［ｍ／ｓ］を越える場合は、ロータ３による遠心力が大きくなりすぎ、吸引ファン等の吸引手段により回収されるべき粉体材料が再び粉砕室４に戻り、粉砕作用を受けることとなり、粉体材料が所望の粒子径よりも小さくなる割合が多くなるという過粉砕状態になる虞がある。
【００３２】
本実施形態においては、各粉砕ノズル５の流路管５００は、先の図４に示したような形状をしている。その結果、圧力損失がなく、圧縮空気が良好に加速される。その結果、粉砕ノズル５から噴射される圧縮空気の速度が、十分な速度となっており、噴射された圧縮空気の流れに導かれる粉体粒子同士の衝突エネルギーを十分に得ることができる。その結果、粉体材料を効率良く加速、衝突させることができ、粉砕室４での粉砕効率を向上させることができる。
【００３３】
本実施形態の粉砕装置１００及び粉砕方法は、粉砕装置１００を構成している粉砕ノズル５の簡易な設備変更により粉砕効率の向上を図ることができ、所望の粒径範囲であって、誤差の少ない、シャープな分布の粒子を高効率に粉砕することができる。また、本実施形態の粉砕装置１００および粉砕方法は、樹脂、農薬、化粧品、顔料など粒径がミクロン単位の微粉状製品の製造用に、極めて有効に適用できるものである。特に、以下に説明するトナーの製造方法に好適である。
【００３４】
（トナーの製造方法）
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも粉砕工程を含み、溶融混練工程、分級工程、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。粉砕工程は、上述した粉砕装置を用いて行われる。なお、その他の工程としては、分級工程で分級されたトナーに最終的にトナー製品とするための後述する外添剤をトナー表面に付与させる混合工程のことである。
【００３５】
＜溶融混練工程＞
溶融混練工程は、トナー材料を混合し、混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する工程である。溶融混練機としては、例えば、一軸又は二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所製のＫＴＫ型二軸押出機、東芝機械社製のＴＥＭ型押出機、浅田鉄工社製のＫＣＫ混練機、池貝鉄工所製のＰＣＭ型二軸押出機、Ｂｕｓｓ社製のコニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
【００３６】
トナー材料は、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。以下に、トナー材料に含有する各材料について、具体的に説明する。
【００３７】
−結着樹脂−
結着樹脂としては、例えばスチレン、クロロスチレン等のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類、などの単独重合体、又は共重合体などが挙げられる。
特に代表的な結着樹脂としては、例えばポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３８】
−着色剤−
着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３９】
着色剤の色としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、黒色用のもの、カラー用のもの、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
黒色用のものとしては、例えばファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）類、銅、鉄（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１１）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料、などが挙げられる。
マゼンタ用着色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、３９、４０、４１、４８、４８：１、４９、５０、５１、５２、５３、５３：１、５４、５５、５７、５７：１、５８、６０、６３、６４、６８、８１、８３、８７、８８、８９、９０、１１２、１１４、１２２、１２３、１６３、１７７、１７９、２０２、２０６、２０７、２０９、２１１；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９；Ｃ．Ｉ．バットレッド１、２、１０、１３、１５、２３、２９、３５などが挙げられる。
シアン用着色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントブルー２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、１７、６０；Ｃ．Ｉ．バットブルー６；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４５、又フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を１〜５個置換した銅フタロシアニン顔料、グリーン７、グリーン３６などが挙げられる。
イエロー用着色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、２３、５５、６５、７３、７４、８３、９７、１１０、１５１、１５４、１８０；Ｃ．Ｉ．バットイエロー１、３、２０、オレンジ３６などが挙げられる。
【００４０】
着色剤のトナー材料における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１〜１５質量％が好ましく、３〜１０質量％がより好ましい。含有量が１質量％未満であると、トナーの着色力の低下が見られ、１５質量％を超えると、トナー中での顔料の分散不良が起こり、着色力の低下、及びトナーの電気特性の低下を招くことがある。
【００４１】
着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして使用してもよい。樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、スチレン又はその置換体の重合体、スチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４２】
スチレン又はその置換体の重合体としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリｐ−クロロスチレン樹脂、ポリビニルトルエン樹脂などが挙げられる。前記スチレン系共重合体としては、例えば、スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などが挙げられる。
【００４３】
マスターバッチは、マスターバッチ用樹脂と、着色剤とを高せん断力をかけて混合又は混練させて製造することができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を添加することが好ましい。また、いわゆるフラッシング法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができ、乾燥する必要がない点で好適である。フラッシング法は、着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合又は混練し、着色剤を樹脂側に移行させて水分及び有機溶剤成分を除去する方法である。混合又は混練には、例えば三本ロールミル等の高せん断分散装置が好適に用いられる。
【００４４】
−離型剤−
離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素等のワックス類が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４５】
カルボニル基含有ワックスとしては、例えば、ポリアルカン酸エステル、ポリアルカノールエステル、ポリアルカン酸アミド、ポリアルキルアミド、ジアルキルケトンなどが挙げられる。前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、１，１８−オクタデカンジオールジステアレートなどが挙げられる。ポリアルカノールエステルとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどが挙げられる。ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミドなどが挙げられる。ポリアルキルアミドとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリルアミドなどが挙げられる。ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトンなどが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
前記ポリオレフィンワッックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどが挙げられる。
長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックスなどが挙げられる。
【００４６】
離型剤のトナーにおける含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０〜４０質量％が好ましく、３〜３０質量％がより好ましい。
含有量が、４０質量％を超えると、トナーの流動性が悪化することがある。
【００４７】
−帯電制御剤−
帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、有色材料を用いると色調が変化することがあるため、無色乃至白色に近い材料が好ましく、例えば、トリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４８】
帯電制御剤は、市販品を使用してもよく、市販品としては、例えば、第四級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（いずれもオリエント化学工業社製）、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（いずれも保土谷化学工業株式会社製）、第四級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（いずれもヘキスト社製）；ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット株式会社製）；キナクリドン、アゾ系顔料；スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等を有する高分子系の化合物などが挙げられる。
帯電制御剤は、マスターバッチと共に溶融混練させた後、溶解乃至分散させてもよく、トナーの各成分と共に有機溶剤に直接、溶解乃至分散させる際に添加してもよく、あるいはトナー粒子製造後にトナー表面に固定させてもよい。
【００４９】
帯電制御剤のトナーにおける含有量としては、結着樹脂の種類、添加剤の有無、分散方法等により異なり、一概に規定することができないが、例えば、結着樹脂１００質量部に対し、０．１〜１０質量部が好ましく、０．２〜５質量部がより好ましい。含有量が０．１質量部未満であると、帯電制御性が得られないことがあり、１０質量部を超えると、トナーの帯電性が大きくなりすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させて、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や画像濃度の低下を招くことがある。
【００５０】
−その他の成分−
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸などが挙げられる。
【００５１】
外添剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、シリカ微粒子、疎水化されたシリカ微粒子、脂肪酸金属塩（例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど）；金属酸化物（例えばチタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど）又はこれらの疎水化物、フルオロポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、疎水化されたシリカ微粒子、チタニア粒子、疎水化されたチタニア微粒子、が好適に挙げられる
【００５２】
＜粉砕工程＞
粉砕工程は、上述した溶融混練工程で溶融混練されたトナー原料混練物を冷却し、これをハンマーミルで粗粉砕した粉体材料たるトナー原料混練物を、本実施形態の粉砕装置１００を用いて粉砕を行う工程である。
【００５３】
＜分級工程＞
粉砕装置１００のロータ３は、所望の粒径以下の粉砕物を回収するためのものであるため、ロータ３により回収されたトナー（粉砕物）には、小さすぎるものも含まれている。このため、分級工程を実施して小さすぎるものを除去する。
分級工程は、少なくとも１つの分級機と、少なくとも１つのサイクロンとを用いて粗粉分級および微粉分級を行う工程であり、分級工程で用いられる分級機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、気流式分級機、機械式分級機などが挙げられる。
気流式分級機としては、例えば日本ニューマチック工業株式会社製のＤＳ分級機、日鉄鉱業株式会社製のエルボージェット分級機などが挙げられる。
機械式分級機としては、例えば、ホソカワミクロン株式会社製のＴＳＰ分級機、日清エンジニアリング株式会社製のターボクラシファイアーなどが挙げられる。
【００５４】
（トナー）
上述したトナーの製造方法により製造されるトナーは、粒径４．０［μｍ］以下の微粉含有率が１５［個数％］以下であることが好ましく、０〜１０［個数％］がより好ましい。また、粒径１２．７［μｍ］以上の粗粉含有率が５．０［質量％］以下であることが好ましく、０〜２．０［質量％］がより好ましい。また、トナーの体積平均粒径は５．０〜１２．０［μｍ］が好ましい。ここで、粒度分布及び体積平均粒径は、例えば、粒度測定器粒度測定器（コールターカウンターＴＡ−ＩＩ、コールターマルチサイザーＩＩ、又はコールターマルチサイザーＩＩＩ、ベックマンコールター社製）を用いて測定することができる。
【００５５】
次に、実施例１、２および比較例１、２を用いて本発明を詳細に説明する。
【００５６】
（実施例１）
実施例１の粉砕装置は、図１に示す態様の粉砕装置であり、粉砕室内径約６００［ｍｍ］、粉砕装置の高さ約１０００［ｍｍ］となっている。また、実施例１の粉砕装置は、噴射口５２ａが水平方向を基準にして０°を向くように、粉砕室４の壁に沿って、等間隔（当角度）に３個の粉砕ノズル５が設けられている。実施例１の粉砕装置に用いられる粉砕ノズル５は、先の図４、図５に示す構成であり、スロート部５１の半径ｒ０が６．５［ｍｍ］、空気供給口５３ａの半径が約１０［ｍｍ］、噴射口５２ａの半径が約８．３［ｍｍ］である。また、スロート部５１から噴射口５２ａまでの距離が約４５［ｍｍ］、スロート部５１から空気供給口５３ａまでの距離が約３０［ｍｍ］である。
また、実施例１の粉砕装置においては、粉砕ノズル５に供給する圧縮空気の元圧力０．５５［ＭＰａ］、ロータ３の回転周速度を４５［ｍ／ｓ］に設定している。
【００５７】
（実施例２）
実施例２は、粉砕ノズル５の形状以外は、実施例１の粉砕装置と同様の構成である。実施例２の粉砕装置に用いられる粉砕ノズル５の流路管５００は、図４と同様な形状を有しており、スロート部５１の半径が、５．６［ｍｍ］、空気供給口５３ａの半径が約９［ｍｍ］、噴射口５２ａの半径が約７．５［ｍｍ］である。また、スロート部５１から噴射口５２ａまでの距離が約４５［ｍｍ］、スロート部５１から空気供給口５３ａまでの距離が約３０［ｍｍ］である。また、実施例２の粉砕装置に用いられる粉砕ノズル５は、先の図６に示したような一つのノズルに流路管５００を四つ設けたものである。
実施例２の粉砕装置も、粉砕ノズル５に供給する圧縮空気の元圧力０．５５［ＭＰａ］、ロータ３の回転周速度を４５［ｍ／ｓ］に設定している。
【００５８】
（比較例１）
比較例１は、粉砕ノズル５の流路管５００の形状以外は、実施例１の粉砕装置と同様の構成である。比較例１の粉砕装置に用いられる粉砕ノズル５の流路管５００は、図１０に示す形状となっている。すなわち、供給部５３の断面積が一定となっており、スロート部５１付近における（ｒ−ｒ０）が、Ｌｔａｎ３５°よりも大きくなっている。なお、加速部５２の形状は、実施例１と同様である。また、スロート部５１の半径ｒ０は約６．５［ｍｍ］、空気供給口８３ａの半径は約１０［ｍｍ］、噴射口５２ａの半径は約８．３［ｍｍ］である。また、スロート部５１から噴射口５２ａまでの距離は約２５［ｍｍ］、スロート部５１から空気供給口５３ａまでの距離は約３０［ｍｍ］である。また、粉砕ノズル５に供給する圧縮空気の元圧力は０．６０［ＭＰａ］、ロータ３の回転周速度は４５［ｍ／ｓ］に設定している。
【００５９】
（比較例２）
比較例２は、粉砕ノズル５に供給する圧縮空気の元圧力は０．５５［ＭＰａ］に設定した以外は、比較例１と同じ構成である。
【００６０】
上記実施例１、２、比較例１、２の粉砕装置を用いて、スチレンーアクリル共重合体樹脂８５重量部とカーボンブラック１５重量部の混合物を溶融混練、冷却し、これをハンマーミルで粗粉砕した粉体材料の粉砕を行なった。その結果を表１に示す。なお、表１に示す体積粒径の測定および粒度分布の測定は、以下のように行った。
【００６１】
＜体積平均粒径及び粒度分布の測定＞
体積平均粒径及び粒度分布の測定は、コールターカウンター法により測定した。コールターカウンター法による粒子の体積平均粒径及び粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ、コールターマルチサイザーＩＩ、又はコールターマルチサイザーＩＩＩ（いずれも、ベックマンコールター社製）があり、これらを用いて粒径及び粒度分布を測定した。
まず、電解水溶液１００〜１５０ｍＬ中に分散剤として界面活性剤（アルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍＬ加えた。ここで、電解液として１級塩化ナトリウムを用いて１質量％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。次いで、測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、粉体の体積を測定して、体積分布を算出した。得られた分布から、粉体の体積平均粒径及び粒度分布を求めた。
チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とした。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１からわかるように、実施例１、２、比較例１、２とも粉砕装置から回収された粉砕物の特性（体積粒径、４μｍ以下微粉含有率、１６μｍ以上粗粉含有率）に大きな差が見られない。しかし、比較例２を見ると粉砕処理量が、実施例１、２に比べて著しく低下していることがわかる。一方、比較例２よりも粉砕圧力（粉砕ノズルに供給する圧縮空気の元圧力）を０．０５［ＭＰａ］上げた比較例１は、実施例１、２と同様な粉砕処理量が得られていることがわかる。これは、比較例１においては、供給部５３が図１０に示すような形状をしており、供給部５３のスロート部５１近傍における（ｒ−ｒ０）が、Ｌｔａｎ３５°を越えている。その結果、圧縮空気が供給部５３からスロート部５１へ流入する過程で圧力損失がおき、供給部５３で圧縮空気の速度が失速し、スロート部５１における圧縮空気が十分な速度にまで加速されなかったと考えられる。その結果、噴射口５２ａから噴射された圧縮空気の速度が十分でなく、粉体材料を十分に加速できず、十分な衝突エネルギーが得られず、衝突粉砕によって、微粉に粉砕できる量が実施例１、２に比べて少なくなり、粉砕処理量が少なくなったと考えられる。このため、供給部５３が図１０に示すような形状のときは、比較例１に示すように、実施例１、２に比べて粉砕圧力（粉砕ノズルに供給する圧縮空気の元圧力）を０．０５［ＭＰａ］上げなければ、噴射口５２ａから噴射される圧縮空気が十分な速度にならず、衝突粉砕によって、微粉に粉砕できる量を実施例１と同じにできない。
【００６４】
一方、実施例１、２においては、供給部５３の形状が、（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°を満たしているので、圧縮空気が供給部５３からスロート部５１へ流入する過程で圧力損失がおきず、供給部５３で圧縮空気の速度が失速することがない。よって、スロート部５１における圧縮空気が十分な速度にまで加速させることができる。その結果、比較例１よりも低い粉砕圧力でも噴射口５２ａから十分な速度の圧縮空気を噴射することができ、粉体材料を十分に加速でき、十分な衝突エネルギーを得ることができる。その結果、比較例１よりも低い粉砕圧力でも高い粉砕効率を実現できる。
【００６５】
また、実施例２は、実施例１よりも粉砕処理量が多いことがわかる。これは、実施例２の粉砕ノズル５は、複数の流路管を有しているため、実施例１よりも多くの粉体材料を加速することができ、多くの粉体材料を衝突させることができた結果、粉砕効率が向上し、実施例１よりも粉砕処理量が多くなったと考えられる。
【００６６】
以上、実施例１、２、比較例１、２からわかるように、供給部５３の形状が（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°の条件を満たすことによって、同一エネルギーの圧縮空気を用いた場合、粉砕に使用されるエネルギーを有効に導き出すことが可能となり、粉砕効率を向上できる。
【００６７】
以上、本実施形態によれば、図４に示すように、粉砕ノズルをガス移動方向に対して垂直に切ったとき、最も断面積が小さい部分であるスロート部の半径をｒ０、スロート部から圧縮空気進行方向上流に距離Ｌ離れた箇所の供給部の半径をｒとしたとき、（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°を満たすよう構成した。
このように構成することによって、圧縮空気が供給部５３からスロート部５１へ流入する過程で圧力損失による圧縮空気の速度低下を抑制することができる。これにより、加速部に十分な速度に加速した圧縮空気を流入させることができ、噴射口から噴射する圧縮空気を十分な速度にすることができる。
【００６８】
また、図４に示すように、スロート部から圧縮空気進行方向下流に距離Ｌ１離れた箇所の加速部の半径をｒ１としたとき、（ｒ１−ｒ０）≦Ｌ１ｔａｎ３５°を満たすよう構成した。このように構成することによって、圧縮空気がスロート部から噴射口まで流れる過程で圧力損失による圧縮空気の速度低下を抑制することができる。これにより、噴射口から噴射する圧縮空気を十分な速度にすることができる。
【００６９】
また、粉砕装置の粉砕ノズルとして、図４に示した粉砕ノズルを用いることにより、粉砕効率を向上させることができる。
【００７０】
また、粉砕ノズルを８個以下にすることによって、製造誤差などによる粉砕効率の低下が発生する可能性を抑制することができる。
【００７１】
また、上述の粉砕装置を用いて粉体材料を粉砕することにより、効率よく粉体材料を所望の粒径に粉砕することができる。
【００７２】
さらに、上述の粉砕装置を用いてトナーを製造することによって、効率よく所望の粒径のトナーを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本実施形態の流動層式粉砕装置の概略説明図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図。
【図３】ロータを２個設けた態様の粉砕装置の要部概略構成図。
【図４】粉砕ノズルの断面図。
【図５】粉砕ノズルを噴射口側から見た図。
【図６】流路管を４つ備えた粉砕ノズルを噴射口側から見た図。
【図７】粉砕ノズルの第１の変形を示す断面図。
【図８】粉砕ノズルの第２の変形を示す断面図。
【図９】本発明の構成を備えていない粉砕ノズルを示す断面図。
【図１０】比較例１、２の粉砕装置に用いられる粉砕ノズルの断面図。
【符号の説明】
【００７４】
２：排出管
３：ロータ
４：粉砕室
５：粉砕ノズル
５１：スロート部
５２：加速部
５３：供給部
５００：流路管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を噴射するための流体噴射ノズルであって、
流体の進行方向に対して垂直にノズルを切断したときの断面積が最小となるノズル断面の半径をｒ０、該最小ノズル断面からノズル上流側および下流側へ向かって水平距離Ｌ離れた地点におけるノズル断面の半径をｒとした場合、下記式を満たすことを特徴とする流体噴射ノズル。
（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射ノズルにおいて、
前記流体がガスであることを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項３】
ガス噴射ノズルを複数備え、該複数のノズルから噴射されるガス同士が被粉砕物を伴って衝突するよう配置されている粉砕装置において、
前記ガス噴射ノズルとして請求項１に記載の流体噴射ノズルを用いたことを特徴とする粉砕装置。
【請求項４】
請求項３に記載の粉砕装置において、
粉砕物を分級するための分級装置を備えたことを特徴とする粉砕装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の粉砕装置を用いてトナー原料混練物を粉砕することを特徴とするトナーの製造方法。
【請求項１】
流体を噴射するための流体噴射ノズルであって、
流体の進行方向に対して垂直にノズルを切断したときの断面積が最小となるノズル断面の半径をｒ０、該最小ノズル断面からノズル上流側および下流側へ向かって水平距離Ｌ離れた地点におけるノズル断面の半径をｒとした場合、下記式を満たすことを特徴とする流体噴射ノズル。
（ｒ−ｒ０）≦Ｌｔａｎ３５°
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射ノズルにおいて、
前記流体がガスであることを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項３】
ガス噴射ノズルを複数備え、該複数のノズルから噴射されるガス同士が被粉砕物を伴って衝突するよう配置されている粉砕装置において、
前記ガス噴射ノズルとして請求項１に記載の流体噴射ノズルを用いたことを特徴とする粉砕装置。
【請求項４】
請求項３に記載の粉砕装置において、
粉砕物を分級するための分級装置を備えたことを特徴とする粉砕装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の粉砕装置を用いてトナー原料混練物を粉砕することを特徴とするトナーの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−９９６３９（Ｐ２０１０−９９６３９Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７５９３４（Ｐ２００８−２７５９３４）
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]