DE19803107A1 - Process for air separation of toner - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Herstellungsprozeß von Toner einer bestimmten Kornverteilung für die Entwicklung elektrostatisch erzeugter Bilder, insbesondere auf ein Sichtverfahren zur Einstellung der erforderlichen Kornverteilung als Mittel zur Erzielung hervorragender Qualität des Tonerprodukts.The present invention relates to the manufacturing process of a toner certain grain distribution for the development of electrostatically generated images, in particular on a visual procedure to set the required Grain distribution as a means of achieving excellent quality of the toner product.
Die Herstellung von Toner nach dem Stand der Technik umfaßt das Mischen geeigneter Komponenten, das Extrudieren, das Abkühlen und das nachfolgende Zerkleinern. Das zerkleinerte Material wird danach einer Sichtung zugeführt um unerwünschte Partikelfraktionen zu entfernen und ein Produkt mit der erwünschten Partikelgrößenverteilung zu erhalten. Die Partikelgrößenverteilung (PGV) wird normalerweise auf einem Coulter Counter Multisizer von Coulter Electronics, Inc. (USA) gemessen und ist eine Anzahlverteilung. Ziel der Sichtung ist zumeist ein Abtrennen sehr feiner Partikel im Bereich unter 5 µm, manchmal aber auch eine Oberkornbegrenzung oder beides zusammen.The manufacture of prior art toner involves blending suitable components, extruding, cooling and the subsequent Crushing. The shredded material is then subjected to a screening remove unwanted particle fractions and create a product with the desired Obtain particle size distribution. The particle size distribution (PGV) is usually on a Coulter Counter Multisizer from Coulter Electronics, Inc. (USA) measured and is a number distribution. The aim of the sighting is usually a Separation of very fine particles in the range below 5 µm, but sometimes also one Upper grain limit or both together.
Herkömmliche Prozesse benutzen zu diesem Zweck Sichter, wie sie z. B. aus der DE 39 15 641 A1 bekannt sind. Bei einem solchen Sichter, in dem keine gerichtete Produktführung vorliegt, kann sich das schon gesichtete Produkt wieder mit dem Aufgabegut vermischen. Es kommt dabei zu einer Kontamination des Produktes mit unerwünschtem Feingut, was den Erfolg der Sichtung beeinträchtigt. Diese Sichter verfügen zudem nicht über eine ausreichende Dispergierung des Aufgabegutes direkt vor der Sichtzone, so daß es zu Agglomeraten kommen kann, wodurch eigentlich zu feine Partikel in das Grobgut gelangen können. Durch diese Verschmutzung des Produktes mit feinen Partikeln kann es bei der Verwendung als Toner zu Qualitätseinbußen beim Druckbild kommen.Conventional processes use classifiers for this purpose, such as those used for. B. from the DE 39 15 641 A1 are known. With such a sifter in which there is no judged Product management is available, the already viewed product can be used again with the Mix feed material. This leads to contamination of the product with unwanted fines, which affects the success of the sighting. This Sifters also do not have sufficient dispersion of the Feed material directly in front of the viewing zone so that agglomerates can occur whereby actually too fine particles can get into the coarse material. Through this Contamination of the product with fine particles can occur when using it As a toner, the quality of the printed image is reduced.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Prozesses zur Herstellung von Toner, der die oben beschriebenen Probleme löst und es ermöglicht, einen Toner mit einer geforderten, engen Partikelgrößenverteilung möglichst effektiv herzustellen. Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Prozesses, der es ermöglicht den Feinanteil des Produktes zu reduzieren. Desweiteren geht es um einen Prozeß, bei dem sowohl der Feinanteil reduziert als auch das Oberkorn begrenzt werden kann, womit eine enge Partikelgrößenverteilung durch Sichtung mit einer gerichteten Materialführung erreicht wird, wobei das Ausgangsmaterial der Sichtung durch Mischen, Extrudieren und Zerkleinern einer Grundmischung erhalten wurde.The object of the invention is to provide a process for producing Toner that solves the problems described above and enables a toner with a required, narrow particle size distribution as effectively as possible to manufacture. Another task is to provide a process for it enables the fine fraction of the product to be reduced. Furthermore, it is about a process in which both the fine fraction and the top grain are reduced can be limited, whereby a narrow particle size distribution by sighting is achieved with a directed material guide, the starting material the screening by mixing, extruding and crushing a basic mixture was obtained.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß durch eine Streuscheibe eine gleichmäßige Verteilung des Tonerproduktes über den Umfang des Sichterrades erreicht wird, das Tonerprodukt in einer gerichteten Materialführung in Richtung der Schwerkraft durch die Sichtzone geführt wird und zur Steuerung der Verweilzeit des Tonerproduktes Mittel in der Sichtzone vorgesehen sind, die im oberen Bereich der Sichtzone das Tonerprodukt im homogenen Zustand schnell in die Sichtzone einbringen, die im mittleren Bereich der Sichtzone das Tonerprodukt länger verweilen lassen und im anschließenden unteren Bereich der Sichtzone einen zügigen Abtransport des Tonerproduktes aus der Sichtzone ermöglichen.The object of the invention is achieved in that a even distribution of the toner product over the circumference of the classifier wheel is achieved, the toner product in a directional material guide in the direction of Gravity is guided through the viewing zone and to control the dwell time of the toner product means are provided in the viewing zone, in the upper area the toner product in the homogeneous state quickly into the viewing zone bring the toner product in the middle of the field of view longer let it linger and one in the lower area of the visual zone enable rapid removal of the toner product from the viewing zone.
Das Aufgabematerial, von dem Zerkleinerungsprozeß kommend, wird einer oder mehrerer Sichtungen unterzogen, je nachdem ob nur eine Entstaubung oder eine kombinierte Entstaubung/Oberkornbegrenzung gefordert wird. Bei alleiniger Entstaubung erhält man so eine Grobfraktion, die das Produkt darstellt und eine Feinfraktion, die wiederverwertet werden kann. Bei einer kombinierten Entstaubung/Oberkornbegrenzung erhält man eine Feinfraktion, eine Grobfraktion und eine Mittelfraktion, die das Produkt darstellt. Die beiden anderen Fraktionen werden entweder dem Extrudieren oder der Zerkleinerung wieder zugeführt. Bei der Sichtung ist auf eine gleichmäßige Verteilung des Aufgabematerials, eine gerichtete Materialführung während der Sichtung, eine Kontrolle der Verweilzeit und einen zügigen Abtransport des Grobgutes zu achten, um eine scharfe Sichtung zu gewährleisten und eine Kontamination des Sichtgutes zu verhindern.The feed material coming from the crushing process becomes one or subjected to several sightings, depending on whether only one dedusting or one combined dedusting / upper grain limitation is required. With sole Dedusting is obtained as a coarse fraction that represents the product and one Fine fraction that can be recycled. With a combined Dedusting / upper grain limitation gives you a fine fraction, a coarse fraction and a middle fraction representing the product. The other two factions are either fed back to extrusion or comminution. At the sighting is based on an even distribution of the feed material directed material guidance during the screening, a control of the dwell time and to ensure that the coarse goods are removed quickly in order to ensure a clear sighting to ensure and prevent contamination of the visible material.
Zur Erhöhung der zu sichtenden Produktmenge wird eine mehrfache Sichtung ausgeführt. Dabei wird das Grobgut der vorausgegangenen Sichtung erneut einem Sichter aufgegeben und nachgesichtet. Das Feingut kann von jeder Sichtstufe in einem gemeinsamen Filter gesammelt werden. Der Vorteil dieses Vorgehens liegt darin, daß die Beladung weit über den sonst üblichen Bereich von 0,05 bis 03 kg/m3 liegen kann. To increase the amount of product to be sifted, multiple sifting is carried out. The coarse material from the previous sifting is again given to a sifter and checked. The fine material can be collected from each view level in a common filter. The advantage of this procedure is that the loading can be far beyond the usual range of 0.05 to 03 kg / m 3 .
Eine Abschätzung der Gesamtbeladung erfolgt gemäß der Formel:
The total load is estimated according to the formula:
µges = µ1×na mit 1<a<1,6.µ tot = µ 1 × n a with 1 <a <1.6.
Vorzugsweise wird für a der Wert 1,3 gewählt. Damit ergibt sich bei dreifacher Sichtung eine mögliche Beladung von 0,2 bis 0,83. Selbstverständlich ist auch eine mehrfache Sichtung im Bereich von a<1 möglich. Dadurch wird die Produkt qualität bei maximalem Grobgutanfall optimiert.The value 1.3 is preferably chosen for a. This results in triple Sighting a possible loading from 0.2 to 0.83. Of course there is also one multiple sightings in the range of a <1 possible. This will make the product Quality optimized for maximum coarse material.
Erfindungsgemäß kommt ein vertikalachsiger Windsichter zur Anwendung, der eine zentrale Gutaufgabe mit tangentialer, in Höhe des Sichterrotors angeordneter Sichtluftzufuhr, einen feststehenden am Umfang des Sichterrotors in radialem Abstand angeordneten Leitschaufelkranz, einen ringförmigen, durch einen einseitig gelagerten Schaufelrad-Sichterrotor und einem koaxial in radialem Abstand zum Außenumfang des Sichterrotors angeordneten Leitschaufelkranz begrenzten Sichtraum, eine Antriebswelle für den einseitig gelagerten Sichterrotor sowie ein Gehäuse mit Feingut- und Grobgutaustritt aufweist.According to the invention, a vertical-axis air classifier is used, the one central feed with tangential, arranged at the level of the classifier rotor Visual air supply, a fixed one on the circumference of the classifying rotor in radial Spacer vane ring, an annular one through one mounted paddle wheel classifier rotor and a coaxial at a radial distance from The outer circumference of the classifying rotor arranged guide vane ring limited Visual space, a drive shaft for the classifier rotor mounted on one side and a Has housing with fine and coarse material outlet.
Das zu sichtende Gut wird zentral aufgegeben und von einem Streuteller flächig verteilt und über den Außenumfang des Sichterrotors glockenförmig als gleichmäßig verteilter Gutschleier an den Sichterrad-Schaufeln vorbei geführt. Das Sichterrad wird von der Sichtluft von außen nach innen durchströmt und das Feingut in das Innere des Sichterrotors geleitet. Das abgewiesene Grobgut folgt weiter der Schwerkraft und wird von einem ringförmigen Grobgutaustragsraum aufgenommen.The material to be sifted is fed in centrally and spread over a spreading plate distributed and bell-shaped over the outer circumference of the classifying rotor evenly distributed good veil passed past the classifier wheel blades. The The classifying wheel is flowed through by the classifying air from the outside in and that Fine material directed into the interior of the classifier rotor. The rejected coarse material follows gravity continues and is surrounded by an annular coarse material discharge area added.
Die Sichtzone ist von der Sichtluft radial von außen nach innen durchströmt. Durch das rotierende Schaufelrad wird das Grobgut radial nach außen abgewiesen und das Feingut zusammen mit der Sichtluft in das Innere des Sichterrotors transportiert. Das gesichtete Feingut wird sodann in eine axial nach unten führende Richtung umgelenkt und anschließend aus dem Sichterrotor durch die durchbrochene Antriebswelle hindurch ausgetragen.The visible air flows radially from the outside to the inside. By the rotating paddle wheel rejects the coarse material radially outwards and the fine material together with the classifying air into the interior of the classifying rotor transported. The fine material sighted is then led axially downward Redirected direction and then out of the classifier rotor through the broken through drive shaft.
Bei diesem vertikalachsigen Windsichter sind sowohl die mit Durchbrüchen versehene Antriebswelle, der ringförmige zur Antriebswelle koaxial angeordnete Feingutaustragsraum, als auch der ringförmige zur Antriebswelle koaxial angeordnete Grobgutaustragsraum, sowie die Sichterradlagerung auf der selben Seite und unterhalb des Sichterrotors angeordnet.This vertical axis wind sifter has both breakthroughs provided drive shaft, the annular coaxial to the drive shaft Fine material discharge space, as well as the ring-shaped one coaxial with the drive shaft arranged coarse material discharge area, and the classifier wheel storage on the same Arranged side and below the classifier rotor.
Fig. 1 zeigt den verwendeten vertikalachsigen Windsichter. Fig. 1 shows the vertical-axis air classifier used.
Fig. 2 zeigt eine Bauvariante des vertikalachsigen Windsichters. Fig. 2 shows a construction variant of the vertical-axis air classifier.
Fig. 3 zeigt einen Sichtprozeß für das Entstauben. Fig. 3 shows a visual process for dedusting.
Fig. 4 zeigt einen Sichtprozeß für eine kombinierte Grob- und Feinsichtung. Fig. 4 shows a view of process for a combined coarse and fine classification.
Bei einem Sichter gemäß Fig. 1 ist der den Feingutaustragsraum durchdringende Abschnitt der Antriebswelle 2 als durchbrochenes Wellenteil, der Stützeinrichtung 10, ausgebildet und ermöglicht dadurch den Durchtritt des Feingutes aus dem Inneren des Sichterrades 8 in den Feingutaustragsraum 14.In a separator of FIG. 1 is the Feingutaustragsraum the penetrating portion of the drive shaft 2 as a perforated shaft member, the support means 10 is formed and thereby allows the passage of the fine material from the interior of the separator 8 in the Feingutaustragsraum fourteenth
Diese Stützeinrichtung 10 umfaßt dabei die Bodenscheibe 18, die Ringscheibe 17, sowie die strömungsgünstigen Distanzstege 10a und bilden ein Verbindungsglied zwischen Antriebswelle 2 und Sichterrad 8 und die Durchtritte für den Austrag des Feingutes aus dem Inneren des Sichterrades 8.This support device 10 includes the bottom plate 18 , the washer 17 , and the aerodynamic spacers 10 a and form a connecting link between the drive shaft 2 and classifier wheel 8 and the passages for the discharge of the fine material from the inside of the classifier wheel 8 .
Das Sichterrad 8 besteht aus dem Sichterradschaufelkranz 9, der Streuscheibe 16 und der Deckscheibe 15 und ist mit der Stützeinrichtung 10 drehfest verbunden. Diese Verbindung im Bereich der Scheiben 15 und 17 kann lösbar gestaltet sein und z. B. durch gleichmäßig über den Umfang des Sichterrotors angeordnete Schrauben 19 erfolgen.The classifier wheel 8 consists of the classifier wheel vane ring 9 , the lens 16 and the cover plate 15 and is rotatably connected to the support device 10 . This connection in the area of the discs 15 and 17 can be designed releasably and z. B. by screws 19 arranged uniformly over the circumference of the classifying rotor.
Im Bereich der Scheiben 15,17 und dem Gehäuse 1 ist eine mit einem Fluid spülbare Dichtung 20 in axialer Anordnung dargestellt und trennt zuverlässig den Sichtraum 21 von dem Feingutaustrittsraum 14.In the area of the disks 15 , 17 and the housing 1 , a seal 20 that can be flushed with a fluid is shown in an axial arrangement and reliably separates the visible space 21 from the fine material outlet space 14 .
Im axialen Übergangsbereich zwischen Sichterrad 8 und Stützeinrichtung 10 ragt die untere Deckscheibe 15 über den Innendurchmesser der Ringscheibe 17, und damit über die Stützeinrichtung 10 in den Innenraum hinein und bildet somit im Übergangsbereich eine Blende mit Drosselwirkung. In the axial transition area between classifier wheel 8 and support device 10 , the lower cover disk 15 projects beyond the inner diameter of the annular disk 17 , and thus over the support device 10 into the interior, and thus forms an orifice with a throttling effect in the transition area.
Die Gutaufgabe erfolgt auf die Deckscheibe 16 des Sichterrotors 8, die eine Streuscheibe bildet. Der Ringkanal zwischen dem Außendurchmesser des Sichterrades 8 und dem Innendurchmesser des Leitschaufelkranzes 13 bildet über die Höhe des Sichterrades 8 den Sichtraum 21.The good feed takes place on the cover plate 16 of the classifying rotor 8 , which forms a diffusing plate. The annular channel between the outer diameter of the classifying wheel 8 and the inner diameter of the guide vane ring 13 forms the classifying space 21 over the height of the classifying wheel 8 .
Der Sichtraum 21 wird vom Sichtgut in vertikaler Richtung durchströmt. Zur Steuerung sowohl der Sichtgutkonzentration im Sichtraum 21, als auch der Verweilzeit erstreckt sich eine Schneckenwendel 29 nahezu über die gesamte radiale Breite des Sichtraumes 21 und verläuft über die gesamte Höhe des Sichterrades 8 hinweg. In der dargestellten Ausbildung findet eine einzelne Schneckenwendel mit konstanter Steigung Anwendung.The visible material 21 flows through the visible space 21 in the vertical direction. In order to control both the concentration of visible material in the visible space 21 and the dwell time, a screw spiral 29 extends almost over the entire radial width of the visible space 21 and extends over the entire height of the classifying wheel 8 . In the embodiment shown, a single helical screw with a constant pitch is used.
Senkrecht zum Sichtgutstrom verläuft die Sichtluftströmung. Die Sichtluft gelangt dabei vom Sichtlufteintritt 22 horizontal durch den feststehenden Leitschaufelkranz 3 in den Sichterraum 21 und durchströmt ihn senkrecht zum Sichtgutstrom.The sifting air flow runs perpendicular to the sifting material flow. The classifying air from the classifying air inlet 22 passes horizontally through the fixed guide vane ring 3 into the classifying chamber 21 and flows through it perpendicularly to the classifying material flow.
Über den Feingutaustritt 23 wird das gesichtete Feingut mit der Sichtluft axial ausgetragen. Das gesichtete Grobgut wird durch den Grobgutaustragsraum 13 unterhalb des Sichtraumes 21 über den Grobgutaustritt 24 ausgetragen.The fine material sighted is discharged axially with the classifying air via the fine material outlet 23 . The coarse material sighted is discharged through the coarse material discharge space 13 below the viewing space 21 via the coarse material outlet 24 .
Der Grobgut-Austragsring 25 ist fest mit dem Sichterrad 8 verbunden und rotiert innerhalb des Grobgutaustragsraumes 13. Oberhalb des Grobgutaustragsraumes 13 ist der feststehende Rückhaltering 26 angeordnet und mit dem Gehäuse 1 fest verbunden.The coarse material discharge ring 25 is fixedly connected to the classifying wheel 8 and rotates within the coarse material discharge space 13 . The fixed retaining ring 26 is arranged above the coarse material discharge space 13 and is firmly connected to the housing 1 .
Zwischen dem Boden des Grobgutaustragsraumes 13 und dem Grobgut- Austragsring 25 befindet sich der Spalt 27 für die Einleitung der Spülluft 28.Between the bottom of the coarse material discharge space 13 and the coarse material discharge ring 25 there is the gap 27 for the introduction of the scavenging air 28 .
Gemäß Fig. 2 ist die Antriebswelle oberhalb des Sichtrades angeordnet und durchdringt den Produktzuführbereich. Die Materialaufgabe erfolgt zentral von oben durch die ringförmige Aufgabeöffnung 220 auf das Sichtrad 221. Das Material wird nach außen gegen den Prallring 222 geschleudert und so gleichmäßig auf dem Umfang verteilt. Es fällt dann in den Sichtspalt zwischen Schaufelkranz 223 und Sichtrad 221, wo es von der Sichtluft durchspült wird. Die Sichtluft tritt durch das Spiralgehäuse 224 in den Sichtraum, strömt durch das Sichtrad 221 und verläßt den Sichter zusammen mit dem Feingut nach unten in Richtung der Schwerkraft durch den Feingutaustritt 225. Der Schaufelkranz 223 ist mit einer oder mehreren Schneckenwendeln 226 ausgerüstet, um die Verweilzeit des Materials zu steuern. Für verschiedene Sichtaufgaben, z. B. Grob- oder Feinsichtung können auch unterschiedliche Schaufelkränze zur Anwendung kommen.Referring to FIG. 2, the drive shaft is arranged above the classifying wheel and passes through the product supply. The material is fed centrally from above through the ring-shaped feed opening 220 onto the classifying wheel 221 . The material is thrown outwards against the impact ring 222 and is thus distributed evenly over the circumference. It then falls into the viewing gap between the blade ring 223 and the classifying wheel 221 , where it is flushed by the classifying air. The classifying air enters the classifying chamber through the spiral housing 224 , flows through the classifying wheel 221 and leaves the classifier together with the fine material downward in the direction of gravity through the fine material outlet 225 . The blade ring 223 is equipped with one or more screw coils 226 in order to control the dwell time of the material. For various visual tasks, e.g. B. Coarse or fine sighting, different blade rings can also be used.
Ein erfindungsgemäßer Sichtprozeß für das Entstauben, der den oben beschriebenen Sichtertyp beinhaltet, ist in Fig. 3 dargestellt. Die Aufgabe erfolgt dabei von oben durch ein geeignetes Dosierorgan 301. Das Verhältnis von Sichtluftvolumenstrom zu Aufgabemassenstrom sollte im Bereich von 0,05 kg/m3 bis 0,3 kg/m3, vorzugsweise bei 0,1 kg/m3 liegen. Die Sichtluft tritt durch den Sichtlufteintritt 304 in den Sichter 306 ein und wird mittels eines Gebläses 309 durch den Sichter 306 einen optionalen Zyklon 307 und einen Filter 308 gesaugt. Das Gebläse 309 wird so eingestellt, daß an der Außenkante des Sichtrades Luftgeschwindigkeiten im Bereich von 3 m/s bis 7 m/s vorliegen.A screening process according to the invention for dedusting, which includes the screen type described above, is shown in FIG. 3. The task is carried out from above by a suitable metering device 301 . The ratio of sifting air volume flow to feed mass flow should be in the range of 0.05 kg / m 3 to 0.3 kg / m 3 , preferably 0.1 kg / m 3 . The classifying air enters classifier 306 through classifying air inlet 304 and an optional cyclone 307 and filter 308 is drawn through classifier 306 by means of a blower 309 . The blower 309 is adjusted so that air velocities in the range of 3 m / s to 7 m / s are present on the outer edge of the classifying wheel.
Die Umfangsgeschwindigkeiten des Sichtrades bei einer Feinsichtung liegen zwischen 40 m/s und 65 m/s, bei einer Grobsichtung liegen sie vorzugsweise im Bereich von 20 m/s bis 45 m/s. Der hier genannte Prozeß kann entweder mit einem nachgeschaltetem Zyklon 307 und einem Filter 308 oder nur mit einem Filter 308 betrieben werden. Über die Feingutleitung 318 wird das ausgesichtete Feingut zunächst dem Zyklon 307 zugeführt und der wesentliche Teil aus der Sichtluft abgetrennt und kann über den Feingutaustrag 303 ausgetragen werden. Ultrafeine Teilchen, die noch mit der Sichtluft mitgerissen wurden, setzen sich am Filter 308 ab und können nach Absprengung vom Filtermaterial über den Staubaustrag 305 abgeführt werden. Das fertige Produkt wird über den Grobgutaustrag 302 erhalten.The peripheral speeds of the classifying wheel for a fine sighting are between 40 m / s and 65 m / s, for a rough sighting they are preferably in the range of 20 m / s to 45 m / s. The process mentioned here can either be operated with a downstream cyclone 307 and a filter 308 or only with a filter 308 . The selected fine material is first fed to the cyclone 307 via the fine material line 318 and the essential part is separated from the sight air and can be discharged via the fine material discharge 303 . Ultrafine particles that were still entrained with the visible air settle on the filter 308 and can be removed via the dust discharge 305 after being blasted off from the filter material. The finished product is obtained via the coarse material discharge 302 .
Es bietet sich somit gemäß Fig. 3 die Möglichkeit einer einfachen Feinsichtung zum Staubabtrennen, wahlweise kann aber auch eine kombinierte Grobsichtung und Feinsichtung zur gleichzeitigen Entstaubung und Oberkornbegrenzung gemäß Fig. 4 durchgeführt werden. The possibility of it thus provides, according to FIG. 3 for a simple fine classification Staubabtrennen, optionally but also a combined Grobsichtung and fine classification for simultaneous dust removal and top cut can of FIG. 4 are performed.
Fig. 4 zeigt ein solches Anlagenschema für eine kombinierte Grob- und Feinsichtung und eine zweifache Feinsichtung. Fig. 4 shows such a system diagram for a combined rough and fine sighting and a double fine sighting.
Bei der kombinierten Grob- und Feinsichtung wird das Material zunächst einer Feinsichtung analog zu Fig. 3 unterzogen. Das weiterzuverarbeitende Produkt ist das Grobgut aus der ersten Sichtung und wird über die Leitung des ersten Grobgutaustrags 402 der Produktaufgabe des zweiten Sichters 410 zugeführt. In der zweiten Sichtung unterwirft man das Aufgabegut einer Grobsichtung, um das Oberkorn zu begrenzen, d. h. das in der zweiten Sichtung erhaltene Feingut aus dem Zyklon 411 und dem Filter 412 wird jeweils über den Feingutaustrag 416 und dem Staubaustrag 417 erhalten und stellt das eigentliche Produkt dar. Die sehr groben Anteil, deren Korndurchmesser über der gewünschten Oberkorngrenze liegen, werden über den Grobgutaustrag 415 ausgetragen und können verworfen oder z. B. einer erneuten Mahlung zugeführt werden.In the case of the combined rough and fine screening, the material is first subjected to a fine screening analogous to FIG. 3. The product to be processed is the coarse material from the first screening and is fed to the product task of the second classifier 410 via the line of the first coarse material discharge 402 . In the second screening, the feed material is subjected to a rough screening in order to limit the top grain, i.e. the fine material obtained in the second screening from the cyclone 411 and the filter 412 is obtained via the fine material discharge 416 and the dust discharge 417 and represents the actual product The very coarse fraction, whose grain diameter is above the desired upper grain limit, are discharged via the coarse material discharge 415 and can be discarded or z. B. be re-ground.
Durch die Anwendung von Feinsichtung und Grobsichtung in einer Anordnung erübrigt sich ein zwischenzeitliches Abscheiden des Produktes, da es aus dem Grobgutaustrag 402 direkt auf den zweiten Sichter 410 aufgegeben werden kann. Es besteht auch die Möglichkeit zuerst die Grobsichtung durchzuführen und nach Abscheidung des Materials und Aufgabe auf den zweiten Sichter, die Feinsichtung anzuschließen.By using fine sifting and rough sifting in an arrangement, there is no need to separate the product in the meantime since it can be fed directly onto the second sifter 410 from the coarse material discharge 402 . There is also the possibility to carry out the rough screening first and after separating the material and placing it on the second sifter, to connect the fine screening.
Der Anlagenaufbau gemäß Fig. 4 kann in gleicher Weise für eine zweistufige Feinsichtung genutzt werden. Dabei wird jedoch nicht die Mittelfraktion aus dem Feingutaustrag 416 und dem Staubaustrag 417 als Produkt erhalten, sondern das Grobgut aus dem Grobgutaustrag 415 stellt das Produkt dar. Durch die geeignete Wahl der Sichtereinstellungen kann somit eine extreme Entstaubung des Produktes erreicht werden. Dieser Aufbau läßt sich auf eine mehrfache Feinsichtung erweitern, indem man weitere Stufen in analoger Weise hinzufügt.The system structure shown in FIG. 4 can be equally used for a two-stage fine classification. However, it is not the middle fraction from the fine material discharge 416 and the dust discharge 417 that is obtained as the product, but the coarse material from the coarse material discharge 415 represents the product. The appropriate selection of the classifier settings can therefore achieve extreme dust removal from the product. This structure can be extended to multiple fine sightings by adding further stages in an analogous manner.
In den Diagrammen 1 und 2 sind die Partikelgrößen-Verteilungskurven, gemessen mit einem Coulter Counter Multisizer von Coulter Electronics, Inc. (USA) dargestellt. Das Ziel war eine Entstaubung durch möglichst vollständige Abtrennung der Feinanteile unterhalb von 5 µm. Diagrams 1 and 2 show the particle size distribution curves measured with a Coulter Counter Multisizer from Coulter Electronics, Inc. (USA). The goal was to remove dust by separating the fine particles below 5 µm as completely as possible.
Das Ausgangsmaterial weist einen sehr hohen Feingutanteil auf und stellt somit einen Toner minderer Qualität dar. Diagramm 1 zeigt die Produktverbesserung wie sie durch eine erfindungsgemäße zweistufige Feinsichtung gemäß Fig. 4 erreicht wird. Deutlich ist zu erkennen, daß bereits die erste Sichtung den weit überwiegenden Anteil von Feinststauben unter 5 µm abtrennen kann. Durch die folgende zweite Feinsichtung wird der Anteil von Feinststauben nochmals um ca. 50% reduziert. Das fertig gesichtete Produkt weist eine sehr hohe Steilheit knapp über der Trenngrenze von 5 µm auf. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit eine sehr scharfe Trennung erzielt.The starting material has a very high proportion of fine material and thus represents a toner of inferior quality. Diagram 1 shows the product improvement as achieved by a two-stage fine screening according to FIG. 4. It can be clearly seen that the very first sighting can remove the vast majority of fine dust below 5 µm. The following fine screening reduces the proportion of fine dust by another 50%. The finished sighted product has a very high slope just above the separation limit of 5 µm. A very sharp separation is thus achieved by the method according to the invention.
In Diagramm 2 sind die Partikelgrößen-Verteilungskurven einer erfindungsgemäßen Sichtung mit gesteuerter Verweilzeit des Sichtgutes einer Sichtung ohne einer derartigen Steuerung bei Verwendung des gleichen Sichtertyps und gleicher Sichtereinstellungen gegenübergestellt. Durch die Steuerung der Verweilzeit des Sichtgutes in der Sichtzone kann, bei ansonsten gleichen Sichtbedingungen, wesentlich mehr Feinststaub aus dem Sichtgut abgetrennt werden.Diagram 2 compares the particle size distribution curves of a sighting according to the invention with a controlled dwell time of the sighted good of a sighting without such a control when using the same type of sifter and the same sifter settings. By controlling the dwell time of the material to be viewed in the viewing zone, considerably more fine dust can be separated from the material to be viewed, under otherwise identical viewing conditions.
Claims (6)
durch eine Streuscheibe eine gleichmäßige Verteilung des Tonerproduktes über den Umfang des Sichterrades erreicht wird,
das Tonerprodukt in einer gerichteten Materialführung in Richtung der Schwerkraft durch die Sichtzone geführt wird,
zur Steuerung der Verweilzeit des Tonerproduktes Mittel in der Sichtzone vorgesehen sind, die im oberen Bereich der Sichtzone das Tonerprodukt im homogenen Zustand schnell in die Sichtzone einbringen, die im mittleren Bereich der Sichtzone das Tonerprodukt länger verweilen lassen und im anschließenden unteren Bereich der Sichtzone einen zügigen Abtransport des Tonerproduktes aus der Sichtzone ermöglichen,
wobei die Sichtluft mit einer mittleren Geschwindigkeit von 3 bis 7 m/s an der Außenkante des Sichterrades vorbeigeführt wird und der zu sichtende Tonerproduktmassenstrom in einem Verhältnis zum Sichterluftvolumenstrom von 0,05 kg/m3 bis 0,3 kg/m3 gehalten wird.1. A method for air separation of toner for the development of electrostatic images whereby a higher-quality toner product with a narrow grain distribution is obtained from a toner product consisting of powder with a broad grain distribution, characterized in that
a uniform distribution of the toner product over the circumference of the classifier wheel is achieved by means of a diffuser,
the toner product is guided through the viewing zone in a directional direction of gravity in the direction of gravity,
In order to control the dwell time of the toner product, means are provided in the viewing zone which quickly introduce the homogeneous state of the toner product into the viewing zone in the upper region, which allows the toner product to linger longer in the central region of the viewing zone and a rapid one in the subsequent lower region of the viewing zone Enable removal of the toner product from the viewing zone,
wherein the classifying air is guided past the outer edge of the classifying wheel at an average speed of 3 to 7 m / s and the toner product mass flow to be classed is kept in a ratio to the classifying air volume flow of 0.05 kg / m 3 to 0.3 kg / m 3 .
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