專利名稱：用于連續(xù)混合粉劑的裝置及用于生產(chǎn)顯影靜電圖象的上色劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于混合粉劑的裝置，此外，它還涉及像電子攝影、靜電記錄、靜電印刷成象方法中用于顯影靜電圖象的上色劑(toner)的生產(chǎn)工藝。
就粉劑混合裝置而言，已知有容器旋轉(zhuǎn)型混合器、容器固定型混合器、流體化型混合器等。
容器旋轉(zhuǎn)型混合器中使圖5及圖6所示的圓筒或V型容器轉(zhuǎn)動(dòng)。這些裝置是間歇式的，因而實(shí)際上不可能進(jìn)行連續(xù)處理。此外，拌合結(jié)成了較硬塊的粉劑顆粒時(shí)無法輕易地進(jìn)行粉碎。如果粉劑起始物料的物理性質(zhì)差別較大，就無法獲得好的最終混合狀態(tài)。
就容器固定型混合器而言，有一種混合器的結(jié)構(gòu)如圖7所示，攪動(dòng)螺桿的攪動(dòng)葉片繞自轉(zhuǎn)軸作自轉(zhuǎn)的同時(shí)還通過螺桿支撐部件的轉(zhuǎn)動(dòng)而在容器內(nèi)作平面運(yùn)動(dòng)(公轉(zhuǎn));另一種混合器中，通過葉片在混合箱的下部作高速轉(zhuǎn)動(dòng)使粉劑在混合箱中變得流體化，從而進(jìn)行混合，見圖8。
用圖7中所示構(gòu)造的混合器很難粉碎細(xì)顆粒形成的結(jié)塊。
圖8所示的裝置是一種亨舍爾(Henschel)混合器，雖然通過高速旋轉(zhuǎn)的葉片能將結(jié)塊在一定程度上打松，但對較強(qiáng)的結(jié)塊就需要很長時(shí)間。這時(shí)由于顆粒間的相互碰撞粉劑會(huì)生熱，從而可能會(huì)失去自然屬性。用這些裝置，除非將一定量粉劑投放一定容積中并拌合長至幾分鐘至幾小時(shí)，是難以獲得均勻分散的。此種情形下，由于拌合時(shí)間長且顆粒濃度高，會(huì)出現(xiàn)已分散了的顆粒再結(jié)塊的問題。顆粒尺寸缺小及/或粉劑可充電性越強(qiáng)，重結(jié)塊趨勢就越顯著。
既然圖7和圖8所示系統(tǒng)的混合裝置是間歇示的，它們不可能作連續(xù)處理。再有，它們很難在混合容器的所有區(qū)域?qū)崿F(xiàn)均勻拌合。
作為粉劑的例子是一種用于顯影由電子攝影得到的靜電圖象的上色劑。
就電子攝影而言，有很多種方法，如下列專利中所揭示的美國專利2，297，691，日本專利公開號42-23910及43-24748。一般地說，這些方法中都利用一種光敏物質(zhì)，電的潛象以各種方式形成在一種光敏元件上，其后用一種上色劑顯影該潛象并當(dāng)需要時(shí)將該著色象轉(zhuǎn)移到例如紙這樣的轉(zhuǎn)移材料上，然后經(jīng)加熱、加壓、熱壓或溶劑蒸汽而得到一固定的著色象。
在這些方法中使用的上色劑被磨擦充以與將顯影的靜電潛象的極性相對應(yīng)的正電或負(fù)電。
這些顯影方法中所用的上色劑可以是通過混合、磨碎及如果需要的話對包含至少一種粘合樹脂和一種色劑的混合進(jìn)行分級等過程得到的粉狀上色劑，或者是通過聚合作用得到的上色劑，或者是一種膠囊上色劑(capsuletoner)。
上色劑的充電方法有，(1)將電荷注入到可以導(dǎo)電的上色劑上的電荷注入法，(2)利用電場作用下介電極化作用的介電極化法，(3)利用像電暈充電器這樣的裝置將大量充電離子傾注到上色劑顆粒上的離子流充電法，(4)將上色劑和在摩擦起電序中位置與之不同的一種材料進(jìn)行摩擦的摩擦起電法。在它們當(dāng)中，電荷注入法難以將著色象從潛象表面轉(zhuǎn)移到一待固定材料例如紙上，因?yàn)樯仙珓┦菍?dǎo)電的。而在介電極化方法中則難以產(chǎn)生足夠大量的電荷。
另外，在利用離子充電器的起電方法中在將上色劑均勻露暴于離子流時(shí)存在技術(shù)上的困難，從而極難以好的可重復(fù)性控制電荷量。
摩擦起電方法利用電絕緣的上色劑顆粒，可以使上色劑帶有足夠量的電荷且具有可重復(fù)性，因而在目前得到廣泛應(yīng)用。不過，摩擦起電電荷量是正比于摩擦功大小的，在實(shí)際顯象操作中，難于保證上色劑顆粒的摩擦功量總是不變，從而導(dǎo)致電荷過量或短缺，或者會(huì)受到環(huán)境條件的影響，特別是濕度。
上色劑可依附于與之接觸并將摩擦起電電荷賦予之及/或顯象設(shè)備外殼表面載體上。通過逐漸增加所附著的上色劑便可改變載體及外殼的摩擦起電特征值。其結(jié)果是，當(dāng)需要復(fù)制很多份時(shí)，復(fù)制象的質(zhì)量很容易變壞。
為解決這一問題，有人建議在一顯象劑中單獨(dú)加細(xì)顆粒粉狀膠態(tài)硅或另外再加一種功能性材料。例如像日本專利公開號54-16219(對應(yīng)于美國專利3720617)及日本專利懸而未決申請NO.55-120041及53-81127。就是硅本身也得到改進(jìn)，以控制疏水性或可充電性，見日本專利懸而未決申請NO.58-60754，58-186751及59-200252(對應(yīng)于美國專利號4568652)。
然而，普遍采用的添加這些物質(zhì)的方法是簡單地添加，或者利用一混合器，例如圖8所示的亨舍爾(Henschel)混合器或Papenmeier的以幾個(gè)米/秒至40米/秒的圓周速度轉(zhuǎn)動(dòng)的攪動(dòng)葉片進(jìn)行混合。在亨舍爾混合器中，通過固定于中央的轉(zhuǎn)軸上的葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)使有色粒子和添加劑，例如硅，分散，從而一部份添加劑靜電地附著于有色粒子表面，還有一部分以游離態(tài)存在，增加了有色粒子的可流動(dòng)性。但此方法中葉片在中部轉(zhuǎn)軸附近與在其頂端的圓周速度相差很大，而且在轉(zhuǎn)軸部分并無類似葉片的部件，從而在裝置內(nèi)部的攪拌力和分散力在有的地方不同，很容易得到不均勻的分散狀態(tài)。鑒于此原因，附著于有色顆粒表面的硅的狀態(tài)不確定，而且形成了硅在其上分散很差的有色顆粒(上色劑顆粒)。這種硅很容易從有色顆粒上脫落而游離。游離硅在復(fù)制中易消耗掉，從而降低顯象儀器中硅的量，引起有色顆粒流動(dòng)性的下降或影象密度降低，此外結(jié)塊了的游離硅還可能使影象變模糊。
在像亨舍爾混合器結(jié)構(gòu)的混合器中，混合是間歇進(jìn)行的，因而在混合過程中顆粒濃度就很高。要實(shí)現(xiàn)均勻分散的話，一般需要長至幾分鐘至幾十分鐘的時(shí)間。由于這個(gè)原因，原已分散的顆?？赡苤匦陆Y(jié)塊，因?yàn)轭w粒間的摩擦及顆粒與葉片間的摩擦易于生熱，這樣得到的產(chǎn)品是結(jié)了塊的。當(dāng)結(jié)塊混入上色劑中作為最終產(chǎn)品時(shí)，必然降低上色劑質(zhì)量。
另一方面，很長時(shí)間以來也有將粉末狀硅固著于有色顆粒的想法。一種方案是加入粉末狀硅及一種粘合劑，使有色顆粒、色劑、電荷控制物質(zhì)等熔化和攪拌混合物，然后冷卻該混合后產(chǎn)物、粉碎，如果需要的話還要分級，最終成為上色劑。然后，按此法產(chǎn)生的上色劑表面及周圍都存在硅，為得到良好效應(yīng)就必須在熔化和混合過程中加入大量硅。這樣做不僅在生產(chǎn)上帶來相當(dāng)多困難，還可能會(huì)引起固著性的降低，這在熱固著上色劑中尤其明顯。按照該方法，由于存在于上色劑表面的硅的量很少，對影象質(zhì)量中問題的改善仍不能說是充分了，盡管也能有一些改善。關(guān)于硅的添加的例子可見日本專利公開號44-18995，日本專利懸而未決申請NO.51-81623及56-1946。
還有一種將硅分散到有色顆粒表面的方法，其中有色顆粒與硅粉合在一起，經(jīng)混合、加熱到軟化點(diǎn)溫度或更高，以將粉末固著在顆粒的表面上，例子可見日本專利懸而未決申請NO.54-2741及57-125943。然而按此方法存在有色顆粒熔合的可能性。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于充分分散并均勻混合兩種或多種粉末的裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能連續(xù)操作的粉劑混合裝置。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種充分且均勻混合兩種或多種平均顆粒大小為100μm或更小的粉末的裝置。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種解決了前述問題的上色劑生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種用于以高質(zhì)量顯影靜電圖象的上色劑的有效生產(chǎn)工藝。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于連續(xù)混合粉劑的連續(xù)混合裝置，該裝置內(nèi)部殼體有一個(gè)混合室，殼體內(nèi)有一個(gè)轉(zhuǎn)軸，由轉(zhuǎn)軸沿軸向支持的能轉(zhuǎn)動(dòng)的攪動(dòng)葉片，以及固定于所述殼體內(nèi)部的固定葉片，所述攪動(dòng)葉片及固定葉片都有多個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于顯影靜電潛象的上色劑成份的生產(chǎn)工藝，該工藝包括將具有至少一種粘合樹脂和一種色劑的有色顆粒以及一種粉末添加劑投放到一連續(xù)混合裝置，所述連續(xù)混合裝置包括一具有在裝置內(nèi)的混合室，在所述殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)軸，軸向支持于所述轉(zhuǎn)軸的可轉(zhuǎn)動(dòng)攪動(dòng)葉片，及固定于所述殼體內(nèi)部的固定葉片。所述攪動(dòng)葉片及固定葉片都有多個(gè);該工藝還包括拌合有色顆粒及粉狀添加劑以得到上色劑混合物。


圖1A是本發(fā)明連續(xù)混合裝置的一個(gè)例子的示意性剖面圖，圖1B是圖1A中省去了中間部分?jǐn)噭?dòng)葉片及固定葉片的裝置示意圖，圖2A是圖1A中所示裝置中用的攪動(dòng)葉片的正視圖，圖2B是圖1A中所示裝置中用的固定葉片的正視圖，圖5至圖8是現(xiàn)有技術(shù)中混合器示意圖。
圖3給出了利用圖1中所示裝置生產(chǎn)上色劑的流程圖的一個(gè)例子。
圖4是初始混合投放到本發(fā)明的連續(xù)混合裝置中的粉劑的混合裝置的一個(gè)例子的示意圖。
下面參照圖1A及圖1B中的例子介紹本發(fā)明連續(xù)混合裝置。
圖1A及圖1B中所示的連續(xù)混合裝置包括用于構(gòu)成混合室的殼體1，能高速旋轉(zhuǎn)的攪動(dòng)葉片2，固定于殼體上的固定葉片3，沿軸向地支持可轉(zhuǎn)動(dòng)攪動(dòng)葉片的轉(zhuǎn)軸4，投料口5及排料口6。
圖2A是圖1A和圖1B中所示裝置中用的攪動(dòng)葉片2的正視圖，該攪動(dòng)葉片由轉(zhuǎn)盤(最好為園盤)13及安裝在轉(zhuǎn)盤13上的葉片12構(gòu)成。
圖2B是用在圖1A及圖1B中的固定葉片3的正視圖，該固定葉片3由環(huán)形固定盤(最好為園盤)15及安裝在環(huán)形固定盤15上的葉片14構(gòu)成。
在該連續(xù)混合裝置中，沿軸向支持于轉(zhuǎn)軸4上的攪動(dòng)葉片2及固定葉片3有多個(gè)級，粉劑由攪動(dòng)葉片2的高速旋轉(zhuǎn)而得到均勻分散和混合。
待混合粉劑由投料口5投放，經(jīng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的攪動(dòng)葉片2及固定葉片3分散與攪合后，經(jīng)固定葉片3與轉(zhuǎn)軸4之間的間隙送到下一個(gè)區(qū)，再次由攪動(dòng)葉片及固定葉片分散和混合。如圖1A中箭頭所示，粉劑在攪動(dòng)葉片2和固定葉片3之間不斷分散與混合的同時(shí)向前輸送，直至由排料口6從連續(xù)混合裝置中取出。
為在連續(xù)混合裝置中更有效地進(jìn)行攪合，在由連續(xù)混合裝置攪合之前，預(yù)先在例如圖4所示混合裝置中將兩種或多種粉劑進(jìn)行混合將是有效的，以形成大體上分散的狀態(tài)。這樣做能使現(xiàn)有裝置中的攪合產(chǎn)生高度均勻分散的混合物。攪動(dòng)葉片2及固定葉片3的數(shù)目可根據(jù)所要求的混合態(tài)來確定。為得到較好的分散態(tài)，可以采用3級或更多級的攪動(dòng)葉片2及固定葉片3(即各有3個(gè)或更多)以產(chǎn)生3個(gè)或更多個(gè)聯(lián)通攪動(dòng)區(qū)域。
攪動(dòng)葉片2尖部的圓周速度優(yōu)選為20米/秒至100米/秒，更優(yōu)選為30米/秒至80米/秒，以得到更佳的混合態(tài)。
攪動(dòng)葉片2的直徑可以從10到100厘米，最好為15到50厘米。再有，攪動(dòng)葉片2的轉(zhuǎn)數(shù)可在500至10，000轉(zhuǎn)/分，最好為1，000至7，000。
攪合期間的顆粒濃度(每秒投入粉末的量/每秒傳送空氣的量)最好在0.1千克/立方米至20千克/立方米)。
示于圖5至圖8中的現(xiàn)有間歇系統(tǒng)混合器中，混合時(shí)容器內(nèi)的顆粒濃度一般在100千克/立方米或更高。對比之下，在本發(fā)明的連續(xù)混合裝置中，由于混合是以僅為現(xiàn)有技術(shù)中1/5的顆粒濃度連續(xù)進(jìn)行的，混合效率及分散效率都很高，細(xì)粉也很難結(jié)塊。為使現(xiàn)有技術(shù)的間歇系統(tǒng)混合器中的顆粒濃度減小，就要減小投放的量(每次的物料通過量)，這樣，處理能力就極大地減小，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率的降低。
在圖1A所示的本發(fā)明連續(xù)混合裝置中，待混合的混合物穩(wěn)定地通過固定葉片3與轉(zhuǎn)動(dòng)葉片2之間的間隙，每一次通過時(shí)混合物都由轉(zhuǎn)動(dòng)葉片2和固定葉片3進(jìn)行分散和混合，從而得到均勻而充分混合狀態(tài)和分散態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)混合不良。
在本發(fā)明的連續(xù)混合裝置中，混合操作是一次連續(xù)完成的，從而混合時(shí)間可短至幾秒鐘，極大地改善了生產(chǎn)率。
再有，既然混合時(shí)間短，熱生成也就很少，與現(xiàn)有裝置比產(chǎn)生的粉劑熱熔合也少。當(dāng)混合易于熱熔化的物料時(shí)，還可對連續(xù)混合裝置冷卻以防止熱產(chǎn)生。
固定葉片3和轉(zhuǎn)動(dòng)葉片2的形狀不限于圖1A、圖2A及圖2B所示，根據(jù)要處理的粉劑的特性及要得到的混合態(tài)而可以作出各種變化。
本發(fā)明的連續(xù)混合裝置適于混合細(xì)粉劑。特別地，它對均勻混合起始顆粒大小在1μm或更小的超細(xì)粉劑與顆粒大小比之大的粉劑將是有效的。這種超細(xì)顆粒非常容易結(jié)塊，常以結(jié)塊體而很少以起始顆粒的形式存在。為混合這種超細(xì)粉劑和其他粉劑，要求先將結(jié)塊體散開，以進(jìn)行充分分散和均勻混合?，F(xiàn)有技術(shù)中的混合裝置不能令人滿意地散開結(jié)塊體，既使能做到也需要很長時(shí)間。相比之下，在本發(fā)明中的連續(xù)混合裝置中可得到令人滿意的分散，因?yàn)樗捎脭噭?dòng)葉片及固定葉片可靠地進(jìn)行分散，而且是由多級組成的，從而超細(xì)粉劑的結(jié)塊可以散開，得到均勻混合狀態(tài)的混合物。
如上所述，利用根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)混合裝置，粉劑可用攪動(dòng)葉片和固定葉片分多級進(jìn)行可靠地分散和混合。此外，由于顆粒濃度低，粉劑難以再結(jié)塊。另外，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作。
下面，介紹粉劑是一種上色劑時(shí)的情形。
對絕緣上色劑來說，重要的是經(jīng)?？刂颇Σ疗痣娏?。為了既使在不同環(huán)境下也能得到好的著色圖象，以及既使在連續(xù)成象過程中也能得到無異于原始狀態(tài)的好的著色圖象，重要的就在于如何控制上色劑的摩擦起電量。一般地，通過改善上色劑的摩擦起電特性可以增加上色劑的絕對量。特別是，在低濕度環(huán)境下，考慮到過多電荷的存在，必須加一大電場才能將上色劑轉(zhuǎn)移到潛象表面上，從而有使系統(tǒng)加載或通過介電擊穿放電的危險(xiǎn)。
另一方面，如果抑制上色劑的起電量，特別是在高濕度環(huán)境下，得到足夠量的摩擦起電荷就需要一定時(shí)間，并且由非電場力附著于除潛象部份的其他部份的上色劑就會(huì)出現(xiàn)，從而導(dǎo)致著色圖象被污染的問題。
為解決該問題，已知可以在構(gòu)成上色劑的有色顆粒的表面均勻地附著一種添加劑，象硅粉，用以控制摩擦起電特性。此時(shí)，要求硅粉足夠松散而且均勻分散地附著于有色顆粒表面，而且最好是均勻附著于每個(gè)有色顆粒上。
現(xiàn)有技術(shù)中，將有色顆粒與硅粉混合的一個(gè)例子是用圖8所示的混合裝置。使用該裝置時(shí)，很難用葉片進(jìn)行可靠的分散。
在本發(fā)明里，利用圖1A中所示的連續(xù)混合裝置就可以通過充分混合有色顆粒與硅粉而高效率地得到上色劑。
有色顆粒和硅粉由投料口5投放，經(jīng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的攪動(dòng)葉片2和固定葉片3分散和混合，通過固定葉片3及其附近轉(zhuǎn)軸4之間的間隙送往下一個(gè)區(qū)域，在那里再次由攪動(dòng)葉片和固定葉片進(jìn)行分散和混合。如圖1A中的箭頭所示，有色顆粒與硅粉的混合物在攪動(dòng)葉片2和固定葉片3之間被分散和混合的同時(shí)向前輸送，直至由排料口6從連續(xù)混合裝置中取出。
圖3是利用圖1A中連續(xù)混合裝置生產(chǎn)上色劑的一種較優(yōu)系統(tǒng)的流程圖。示于圖3的生產(chǎn)系統(tǒng)有起始物料裝料斗7，振動(dòng)式給料器8、旋流集塵器9、濾塵袋10及鼓風(fēng)機(jī)11。
在連續(xù)混合器中，有色顆粒和添加劑要穿過固定葉片與轉(zhuǎn)動(dòng)葉片之間的間隙，每次穿過時(shí)都得到分散和混合，因而混合效率很高。添加劑是硅時(shí)，硅的結(jié)塊可被可靠地松散開。
再有，為在該裝置中有效地混合有色顆粒和粉末添加劑，在用該裝置混合之前輕輕攪動(dòng)有色顆粒和添加劑是有效的，這樣能將大體分散的添加劑附著于有色顆粒表面。
這時(shí)，能提高連續(xù)混合裝置的混合效率從而得到高質(zhì)量上色劑。作為預(yù)混合器的一個(gè)例子是圖4所示系統(tǒng)的一種裝置(挪塔(Nauta)混合器Hosokawamicron公司制造)。
生產(chǎn)上色劑時(shí)，攪動(dòng)葉片2與固定葉片3的級數(shù)根據(jù)所要求的混合狀態(tài)來確定。最好是采取3級或更多級。攪動(dòng)葉片2尖部的圓周速度較好為20米/秒至100米/秒，最好為30米/秒至80米/秒，以得到較好的混合狀態(tài)。在混合期間顆粒濃度(每秒通過的有色顆粒與粉狀添加劑混合的量/每秒鐘輸送的空氣量)最好在0.1千克/立方米至20千克/立方米之間。
還有，本發(fā)明中所用的有色顆?？梢园蠢缦旅娼榻B的工藝過程得到。用粉碎法獲得有色顆粒時(shí)，先熔化并混合包含至少一種粘合樹脂和一種色劑的混合物，在冷卻之后用一已知的粉碎器進(jìn)行粉碎，如果需要的話再將產(chǎn)品進(jìn)行分級，以使顆粒大小分布均勻。作為顯影用上色劑的有色顆粒的體積平均大小較好為2至20微米。還可采用經(jīng)聚合作用得到的有色顆?；蛘吣z囊狀有色顆粒。
在本發(fā)明的工藝方法中，由于有色顆粒和添加劑的混合是一次通過時(shí)完成的，所以混合時(shí)間可以短至幾秒鐘，從而在很大程度上改善了生產(chǎn)率。因?yàn)榛旌蠒r(shí)間短，產(chǎn)生的熱也就少，從而與現(xiàn)有技術(shù)裝置的例子比幾乎不會(huì)出現(xiàn)熔結(jié)產(chǎn)物，當(dāng)混合易于熔合的物料時(shí)還可對連續(xù)混合器進(jìn)行冷卻以減少熱產(chǎn)生。
以下將參照圖3中所示的裝置流程圖對用于生產(chǎn)上色劑的一種優(yōu)選工藝進(jìn)行介紹。
先將包含至少一種粘合樹脂和一種有色劑的成份熔化和混合，然后混合產(chǎn)物冷卻到固化。固化了的產(chǎn)物經(jīng)粉碎后就成為粉狀的初始物料。如果需要的話，再將粉狀的初始物料分級，便可將所得到的有色顆粒和一種粉狀添加劑，例如硅，投入圖4所示的挪塔混合器以得到初步混合產(chǎn)物。經(jīng)初步混合的產(chǎn)物投入起始物料裝料斗，再經(jīng)由振動(dòng)式給料機(jī)8，通過投料口5投放到連續(xù)混合裝置的殼體1中。初步混合過的混合產(chǎn)物在連續(xù)混合器中被連續(xù)地分散和混合，然后通過排料口6排放出來，由裝備有濾塵袋10和鼓風(fēng)機(jī)11的旋流集塵器9收集，得到最終產(chǎn)物。經(jīng)電子顯微鏡的觀察證實(shí)，硅細(xì)致而均勻地附著在了有色顆粒的表面上了，沒有發(fā)現(xiàn)有結(jié)塊的游離硅存在。
以下參照幾個(gè)例子對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹。
例子中顆粒大小是用TA-Ⅱ型庫爾特(Coulter)計(jì)數(shù)器測得的(孔徑100μ)。
例1苯乙烯-丙烯酸酯型樹酯(平均分子重量大約為300，000)100重量單位磁鐵礦(BET值8平方米/克)60重量單位低分子量聚乙烯2重量單位水楊酸二叔丁酯的鉻配合物2重量單位包含了上述混合物的上色劑起始物料在大約180℃的溫度下熔化和混合大約一小時(shí)，冷卻至固化，先由錘式磨碎機(jī)粗粉碎再由一超聲噴射碾機(jī)(NipponPneumaticKogyo制造)粉碎，得到了重量平均顆粒大小為10.5μm(具有9.3%重量的顆粒大小為5.04μm或更小的顆粒)的粉碎產(chǎn)物。用兩臺(tái)DS分級機(jī)(NipponPneumaticKogyo制造)從所得粉碎產(chǎn)物中去掉細(xì)粉和粗粉，得到體平均顆粒大小為11.5μm(包含0.3%重量的平均顆粒大小為5.04μm或更小的顆粒)的有色顆粒。將所得到的有色顆粒100重量單位和0.3重量單位的細(xì)硅粉投放到圖4所示的挪塔混合器進(jìn)行初步混合。當(dāng)用電子顯微鏡觀察所得到的經(jīng)初步混合的產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)硅的細(xì)粉以結(jié)塊狀態(tài)大體分散。
接著，經(jīng)初步混合的產(chǎn)物按照圖3所示的流程圖得到分散。經(jīng)初步混合的產(chǎn)物投入起始物料裝料斗7，經(jīng)由振動(dòng)式給料器8，通過投料口5而投放到連續(xù)混合機(jī)的殼體1中進(jìn)行混合，混合后粉劑通過排料口6排放出，并由旋流器9收集而得到上色劑產(chǎn)物。
混合是利用15片攪動(dòng)葉片2和14片固定葉片3交替組合成15個(gè)聯(lián)通的攪動(dòng)區(qū)完成，攪動(dòng)葉片2的尖部圓周速度為50米/秒，直徑30厘米，葉片12長8厘米，固定葉片3的外徑為37厘米，內(nèi)徑15厘米，葉片14長9厘米，攪動(dòng)葉片2和固定葉片3間的間隙大約1厘米，攪動(dòng)葉片2尖部與殼體1間的間隙大約3厘米，固定葉片3內(nèi)圓周和轉(zhuǎn)軸4間的間隙大約4厘米，殼體1長大約100厘米，攪動(dòng)葉片的轉(zhuǎn)數(shù)為3200轉(zhuǎn)/分，顆粒濃度為1千克/立方厘米。
粉劑在連續(xù)混合裝置中的停留時(shí)間約2至3秒鐘，每分鐘能得到大約2千克上色劑。
當(dāng)用一電子顯微鏡觀察所得上色劑時(shí)，發(fā)現(xiàn)大多硅細(xì)粉都分散于初始顆粒中，并均勻地附著于有色顆粒表面。沒有發(fā)現(xiàn)有游離硅的結(jié)塊體存在。
所得上色劑投放于佳能公司生產(chǎn)的NP270RE復(fù)印機(jī)中進(jìn)行顯象。結(jié)果得到影象密度為1.3的很好的圖象，幾乎沒有什么模糊，既使在90%RH的高濕度、35℃的大氣溫度下放置10天也未變模糊。
例2在例1中得到的有色顆粒與硅細(xì)粉類似于例1中所述經(jīng)過初步混合后，按圖3所示流程圖進(jìn)行混合。
混合條件是，共五級攪動(dòng)葉片2與固定葉片3(5個(gè)攪動(dòng)葉片)，攪動(dòng)葉片尖部圓周速度為70米/秒，顆粒密度為0.8千克/立方米。粉劑在連續(xù)混合機(jī)中的停留時(shí)間大約1秒。
當(dāng)用電子顯微鏡觀察所得上色劑時(shí)，可以證實(shí)大多硅細(xì)粉都分散于初始顆粒間并均勻地附著于有色顆粒表面。未發(fā)現(xiàn)有游離硅的結(jié)塊體存在。
所得上色劑投入佳能公司生產(chǎn)的NP270RE復(fù)印機(jī)中進(jìn)行顯象，其結(jié)果是得到?jīng)]有模糊的很好的圖象。在90%RH的高濕度、35℃的大氣溫度條件下放置10天后，未見變模糊。
例3苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯(重量比7∶3)共聚物100重量單位磁鐵礦(BET值8平方米/克)65重量單位尼格洛辛2重量單位聚丙烯蠟3重量單位上述成份在160℃下用滾筒式研磨機(jī)混合、熔化和攪拌。冷卻后，混合產(chǎn)物先由錘式研磨機(jī)粗粉碎后再由噴射磨碎機(jī)粉碎，接著用風(fēng)力分級機(jī)分級，得到體平均顆粒大小為12.0微米的著色顆粒。
100重量單位所得有色顆粒與0.4重量單位硅細(xì)粉投入圖4所示挪塔混合機(jī)進(jìn)行初步混合后，再按圖3所示流程圖類似例1地進(jìn)行后續(xù)混合，得到上色劑產(chǎn)物。
混合條件是15級攪動(dòng)葉片2和固定葉片3(15個(gè)攪動(dòng)葉片)，攪動(dòng)葉片尖部的圓周速度為50米/秒，顆粒濃度為1千克/立方米，粉劑在連續(xù)混合機(jī)中的停留時(shí)間大約2至3秒。
當(dāng)用一電子顯微鏡觀察所得上色劑時(shí)可以證實(shí)，大多硅細(xì)粉都分散于初始顆粒間并均勻附著于有色顆粒的表面。未發(fā)現(xiàn)有游離硅的結(jié)塊體。
所得到的上色劑投入佳能NP3525復(fù)印機(jī)中進(jìn)行顯象。結(jié)果是得到影象密度為1.35的很好影象。在90%RH的高濕度、35℃大氣溫度下放置10天后未見變模糊。
比較例1
100重量單位類似于例1所得有色顆粒與0.3重量單位硅細(xì)粉投入圖8所示混合器(混合容器體積為75升)，在攪動(dòng)葉片尖部圓周速度為20米/秒條件下混合3分鐘而得到上色劑。粉劑投入混合劑的時(shí)間、混合時(shí)間及上色劑從混合器取出的時(shí)間一共大約5分鐘。圖8所示混合器中一次物料通過量大約10千克。
當(dāng)用電子顯微鏡觀察所得上色劑時(shí)發(fā)現(xiàn)，硅以未散開狀態(tài)附著于有色顆粒表面，而且可以看到游離硅的結(jié)塊體存在。
所得上色劑投入佳能NP270RE復(fù)印機(jī)的顯象裝置中，與例1所得上色劑相比，模糊很明顯，在90%RH高濕度、35℃大氣溫度下放置10天后會(huì)進(jìn)一步變模糊。
比較例2100重量單位類似于例3所得有色顆粒和0.4重量單位硅細(xì)粉投入圖8所示混合器，在40米/秒圓周速度下混合一分鐘得到上色劑。一次物料生產(chǎn)量大約為10千克。
當(dāng)用電子顯微鏡觀察所得上色劑時(shí)發(fā)現(xiàn)，硅以未散開狀態(tài)附著于有色顆粒表面，此外還見到游離硅的結(jié)塊體存在。
將所得上色劑投入佳能NP3525復(fù)印機(jī)顯象裝置，與例3所得上色劑相比模糊更顯著，在90%RH高濕度、35℃大氣溫度下放置10天后進(jìn)一步變模糊。
根據(jù)以上所述本發(fā)明的工藝過程，利用多級攪動(dòng)葉片，有色顆粒與添加劑可得到可靠混合，從而添加劑以充分分散狀態(tài)均勻地附著于有色顆粒表面，所得上色劑的摩擦起電特性穩(wěn)定，不受環(huán)境條件變化影響，復(fù)印大量張數(shù)時(shí)上色劑質(zhì)量不會(huì)變壞。
在本發(fā)明的工藝方法中，由于添加劑，如硅是以分散于初始顆粒之間的狀態(tài)附著于有色顆粒表面的，那些一旦附著上的添加劑將難于游離下來，因此就有這一優(yōu)點(diǎn)即使上色劑放置很長時(shí)間質(zhì)量也不會(huì)變壞。既然幾乎沒有添加劑結(jié)塊體，如硅或熔結(jié)的有色顆粒產(chǎn)物存在，由此而造成的可能的模糊也就減少了。根據(jù)本發(fā)明的工藝，由于添加劑，如硅能更細(xì)致地分散于有色顆粒表面，將加到有色顆粒中的添加劑的量就可以減少，以降低費(fèi)用。
權(quán)利要求
1.一種用于連續(xù)混合粉劑的連續(xù)混合裝置，包括具有在該裝置內(nèi)的一個(gè)混合室的殼體，在所述殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)軸，沿軸向支持于所述轉(zhuǎn)軸的攪動(dòng)葉片，以及固定于所述殼體內(nèi)的固定葉片，所述攪動(dòng)葉片及固定葉片都有多個(gè)。
2.按照權(quán)利要求1的一種連續(xù)混合裝置，其中攪動(dòng)葉片與固定葉片交錯(cuò)開
3.按照權(quán)利要求1的一種連續(xù)混合裝置，其中每個(gè)攪動(dòng)葉片都包括一轉(zhuǎn)盤和固定于所述轉(zhuǎn)盤上的多個(gè)葉片。
4.按照權(quán)利要求1的一種連續(xù)混合裝置，其中每個(gè)固定葉片都包括一個(gè)固定盤和固定于所述固定盤上的多個(gè)葉片。
5.按照權(quán)利要求1的一種連續(xù)混合裝置，其中攪動(dòng)葉片和固定葉片交替安排，從而在混合室內(nèi)形成多個(gè)聯(lián)通的攪拌區(qū)。
6.按照權(quán)利要求5的一種連續(xù)混合裝置，其中有三個(gè)或更多個(gè)攪拌區(qū)。
7.按照權(quán)利要求3的一種連續(xù)混合裝置，其中攪拌葉片的轉(zhuǎn)盤是園形的，直徑10至100厘米。
8.按照權(quán)利要求7的一種連續(xù)混合裝置，其中攪拌葉片的轉(zhuǎn)盤直徑為15至50厘米。
9.按照權(quán)利要求4的一種連續(xù)混合裝置，其中固定葉片的固定盤為環(huán)形結(jié)構(gòu)。
10.按照權(quán)利要求1的一種連續(xù)混合裝置，其中攪拌葉片有一園形轉(zhuǎn)盤，固定葉片有一環(huán)形固定盤，且攪拌葉片與固定葉片交錯(cuò)，這樣投到混合室的粉劑可以沿折線運(yùn)動(dòng)。
11.按照權(quán)利要求10的一種連續(xù)混合裝置，其中有三個(gè)或更多個(gè)攪拌葉片與固定葉片。
12.一種用于生產(chǎn)顯象靜電潛象的上色劑的工藝方法，包括，將含有至少一種粘合樹脂和一種有色劑的有色顆粒以及一種粉狀添加劑投放到一連續(xù)混合裝置，所述連續(xù)混合裝置包括具有在裝置內(nèi)的一個(gè)混合室的殼體，在所述殼體內(nèi)的一根轉(zhuǎn)軸，沿軸向支持于所述轉(zhuǎn)軸的可轉(zhuǎn)動(dòng)攪動(dòng)葉片，以及固定于所述殼體內(nèi)的固定葉片，所述攪拌葉片及固定葉片都有多個(gè);及混合有色顆粒與粉狀添加劑以得到上色劑。
13.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中攪拌葉片及固定葉片是交錯(cuò)的。
14.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中每個(gè)攪動(dòng)葉片都有一個(gè)轉(zhuǎn)盤和固定于所述轉(zhuǎn)盤上的多個(gè)葉片。
15.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中每個(gè)固定葉片都有一個(gè)固定盤和固定于所述固定盤上的各個(gè)葉片。
16.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中攪拌葉片與固定葉片交錯(cuò)放置，并且在混合室內(nèi)形成了多個(gè)聯(lián)通的攪拌區(qū)。
17.按照權(quán)利要求16的一種工藝方法，其中著三個(gè)或多個(gè)攪拌區(qū)。
18.按照權(quán)利要求14的一種工藝方法，其中攪動(dòng)葉片的轉(zhuǎn)盤是園形的，直徑為10至100厘米。
19.按照權(quán)利要求18的一種工藝方法，其中攪動(dòng)葉片的直徑為15厘米至50厘米。
20.按照權(quán)利要求15的一種工藝方法，其中固定葉片的固定盤是環(huán)形結(jié)構(gòu)。
21.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中攪拌葉片有一園形轉(zhuǎn)盤，固定葉片有一環(huán)形結(jié)構(gòu)的固定盤，攪拌葉片與固定葉片是交錯(cuò)的，從而投放到混合室的粉劑沿折線運(yùn)動(dòng)。
22.按照權(quán)利要求21的一種工藝方法，其中有三組或更多組攪拌葉片與固定葉片。
23.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中攪拌葉片的尖部以20至100米/秒的圓周速度轉(zhuǎn)動(dòng)。
24.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中攪拌葉片的尖部以30至80米/秒的圓周速度轉(zhuǎn)動(dòng)。
25.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中有色顆粒與粉狀添加物的混合物以0.1至20千克/立方米的顆粒濃度投放到混合室中。
26.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中攪拌葉片以500至10，000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
27.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中攪拌葉片以1，000至7，000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
28.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中有色顆粒的體平均顆粒大小為2至20微米，粉狀添加劑是硅細(xì)粉。
29.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中有色顆粒與粉狀添加劑在投放到連續(xù)混合裝置之前先進(jìn)行初步拌合。
30.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中有色顆粒的體平均顆粒大小為2至20微米，粉狀添加劑的初始顆粒大小為1微米或更小。
31.按照權(quán)利要求12的一種工藝方法，其中有色顆粒與粉狀添加劑在混合室中混合時(shí)的停留時(shí)間為幾秒鐘。
全文摘要
一種用于生產(chǎn)顯象靜電潛象的上色劑的工藝方法，包括將含至少一種粘合樹脂和一種色劑的有色顆粒及一種粉狀添加劑投放到一連續(xù)混合裝置中，所述連續(xù)混合裝置包括具有在該裝置內(nèi)的一個(gè)混合室的殼體、在所述殼體內(nèi)的一根轉(zhuǎn)軸、沿軸向支持于所述轉(zhuǎn)軸的可轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌葉片和固定于所述殼體內(nèi)部的固定葉片，其中所述攪拌葉片及固定葉片都有多個(gè)；及混合有色顆粒和粉狀添加劑，得到上色劑。
文檔編號B01F7/00GK1043399SQ8910898
公開日1990年6月27日 申請日期1989年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月7日
發(fā)明者神田仁志, 小林敦子 申請人:佳能株式會(huì)社