Способ производства частиц и устройство для производства частиц

Способ производства частиц и устройство для производства частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу производства частиц и устройству для производства частиц.

Известный уровень техники

Недавно был предложен способ производства тонера, который включает плавление термопластичной смолы и приведение расплавленной смолы в контакт со сжимающей текучей средой, за которым следует перемешивание расплавленной смолы и сжимающей текучей среды при помощи обычной статической мешалки с целью уменьшения вязкости расплавленной смолы, снижение давления полученной смеси, приводящее к ее расширению, и, тем самым, производство тонера (см. PTL 1). В соответствии с этим, предложенным способом тонер может быть произведен при низких затратах энергии.

Однако, в том случае, когда текучие среды с различной вязкостью, такие как расплавленная смола и жидкий диоксид углерода, перемешивают с использованием статической мешалки, как в случае PTL 1, трудно достичь гомогенного перемешивания этих текучих сред. Что касается статической мешалки, известна статическая мешалка, представляющая собой смешивающий элемент в трубчатом корпусе. Этот смешивающий элемент не имеет движущихся частей и снабжен множеством отражательных пластин, которые установлены вдоль осевого направления с осью трубы в центре. В такой статической мешалке текучая среда перемешивается путем разделения, переворачивания и опрокидывания смешивающим элементом, установленным в трубе, по мере того, как текучая среда перемещается внутри трубчатого корпуса. Что касается статической мешалки другого типа, известна мешалка, в которой роль смешивающего элемента выполняет большое количество пластин в форме ячеек, образованных небольшими многоугольными камерами, установленных так, что они перекрывают друг друга.

В такой статической мешалке текучая среда перемешивается, будучи разбрасываемой, переворачиваемой и закручиваемой по мере того, как текучая среда последовательно движется через небольшие камеры в трубе от центральной части трубы к наружной стороне и от наружной стороны к центральной части трубы.

Однако, когда термопластичную смолу, представляющую собой очень вязкую текучую среду, и сжимающую текучую среду, представляющую собой маловязкую текучую среду, пропускают через статическую мешалку, сжимающая текучая среда проходит через пространство между смешивающим элементом и трубчатым элементом, не претерпевая перемешивающего действия со стороны смешивающего элемента. В результате эти две текучие среды могут не быть гомогенно перемешанными. Следовательно, сжимающая текучая среда недостаточно растворяется в термопластичной смоле, так что вязкость термопластичной смолы снижается недостаточно. Даже когда полученная смесь расширяется при снижении давления, диаметры образующихся частиц становятся большими, например, от нескольких сот микрометров до нескольких миллиметров, гранулометрический состав становится широким из-за слияния частиц, и образуются волокнистые продукты. Следовательно, существует проблема, заключающаяся в сложности производства большого количества однородных частиц, имеющих малый диаметр.

Существуют меры противодействия описанному выше неадекватному перемешиванию, например, придание смешивающему элементу сложной структуры и удлинение мешалки. Однако эти меры противодействия не являются эффективным способом предотвращения прохождения сжимающей текучей среды, которая представляют собой маловязкую текучую среду, насквозь, следовательно, имеются проблемы, такие как увеличение гидравлического сопротивления при перемешивании, укрупненное устройство и увеличение объема работ по промывке.

Следовательно, имеется потребность в способе производства, обеспечивающем производство частиц с узким гранулометрическим составом и малым диаметром, в котором термопластичную смолу, которая является очень вязкой текучей средой, и сжимающую текучую среду, представляющую собой маловязкую текучую среду, приводят в контакт с образованием расплава, расплав подвергают струйной обработке с образованием частиц.

Список цитируемых документов

Патентная литература

PTL 1: Патент Японии (JP-B) №4113452

Сущность изобретения

Техническая задача

Настоящее изобретение направлено на способ производства частиц, обеспечивающий эффективное производство частиц с узким гранулометрическим составом.

Решение поставленной задачи

В качестве средства решения поставленной задачи способ производства частиц по настоящему изобретению включает:

приведение сжимающей текучей среды и прессуемого пластического материала в контакт друг с другом с использованием многоступенчатой микромешалки с разделенным потоком с целью производства, тем самым, расплава прессуемого пластического материала, в котором растворена сжимающая текучая среда; и

струйная обработка расплава прессуемого пластического материала с образованием частиц,

при этом прессуемый пластический материал представляет собой смолу с карбонильной структурой -С(=O)-, и

при этом вязкость расплава составляет 500 мПа·с или меньше при измерении в условиях по температуре и давлению, имеющихся во время струйной обработки расплава прессуемого пластического материала.

Преимущества изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает решение указанных выше задач в данной области и предоставляет способ производства частиц, обеспечивающий эффективное производство частиц с узким гранулометрическим составом.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлен график зависимости температуры стеклования прессуемого пластического материала от давления.

На фиг. 2 представлена фазовая диаграмма, поясняющая состояние вещества в зависимости от температуры и давления.

На фиг. 3 представлена фазовая диаграмма, задающая диапазон сжимающей текучей среды.

На фиг. 4 представлена схема, поясняющая один из примеров устройства для производства частиц, предназначенного для использования в способе производства частиц по настоящему изобретению.

На фиг. 5 представлена схема, поясняющая другой пример устройства для производства частиц, предназначенного для использования в способе производства частиц по настоящему изобретению.

Фиг. 6А представляет собой схематичный вид сверху, поясняющий один из примеров многоступенчатой микромешалки с разделенным потоком.

Фиг. 6B представляет собой схематичный вид спереди, поясняющий один из примеров многоступенчатой микромешалки с разделенным потоком.

Фиг. 6С представляет собой схематичный увеличенный вид части X фиг. 6B.

Фиг. 6D представляет собой схематичный увеличенный вид двухтрубчатой смесительной камеры 101 фиг. 6С.

Описание вариантов осуществления изобретения

Способ производства частиц и устройство для производства частиц

Способ производства частиц по настоящему изобретению включает стадию плавления и стадию гранулирования и, если нужно, может дополнительно включать другие стадии.

Устройство для производства частиц включает плавильную секцию и грануляционную секцию и, если нужно, может дополнительно включать другие секции.

Способ производства частиц по настоящему изобретению может быть надлежащим образом реализован при помощи устройства для производства частиц по настоящему изобретению. Стадия плавления может быть надлежащим образом проведена в плавильной секции. Стадия гранулирования может быть надлежащим образом проведена в грануляционной секции. Упомянутые выше другие стадии могут быть надлежащим образом проведены в упомянутых выше других секциях.

Стадия плавления и плавильная секция

Стадия плавления заключается в приведении в контакт друг с другом сжимающей текучей среды и прессуемого пластического материала при помощи многоступенчатой микромешалки с разделенным потоком с целью производства расплава прессуемого пластического материала, в котором растворена сжимающая текучая среда. Стадию плавления надлежащим образом осуществляют в плавильной секции.

Термин «расплав прессуемого пластического материала» означает прессуемый пластический материал в пластифицированном и/или ожиженном состоянии с увеличением объема, когда прессуемый пластический материал контактирует со сжимающей текучей средой.

Прессуемый пластический материал

Прессуемый пластический материал представляет собой материал с такими характеристиками, что его температура стеклования уменьшается при приведении в контакт со сжимающей текучей средой при приложении давления. Более конкретно, прессуемый пластический материал - это материал, пластифицирующийся при приложении давления без приложения тепла.

Прессуемый пластический материал пластифицируется при температуре, которая меньше температуры стеклования (Tg) прессуемого пластического материала при атмосферном давлении, например, когда к прессуемому пластическому материалу прикладывается давление путем приведения его в контакт со сжимающей текучей средой.

На фиг. 1 представлен график зависимости температуры стеклования (вертикальная ось) полистирола, как одного из примеров прессуемого пластического материала, от давления (горизонтальная ось) в присутствии диоксида углерода, как одного из примеров сжимающей текучей среды. Как показано на фиг. 1, температура стеклования полистирола и давление взаимосвязаны, и градиент этой зависимости отрицательный. Точно также, для других материалов можно построить график, отражающий зависимость температуры стеклования от давления. Когда градиент зависимости отрицательный, материал является прессуемым пластическим материалом. Градиент изменяется в зависимости от типа, состава и молекулярного веса прессуемого пластического материала.

Например, когда прессуемый пластический материал представляет собой полистирольную смолу, градиент равен -9°C/МПа; когда прессуемый пластический материал представляет собой стирол-акриловую смолу, градиент равен -9°C/МПа; когда прессуемый пластический материал представляет собой некристаллическую полиэфирную смолу, градиент равен -8°C/МПа; когда прессуемый пластический материал представляет собой кристаллический полистирол, градиент равен -2°C/МПа; когда прессуемый пластический материал представляет собой полиольную смолу, градиент равен -8°C/МПа; когда прессуемый пластический материал представляет собой уретановую смолу, градиент равен -7°C/МПа; когда прессуемый пластический материал представляет собой полиакрилатную смолу, градиент равен -11°C/МПа; и когда прессуемый пластический материал представляет собой поликарбонатную смолу, градиент равен -10°C/МПа.

Градиент может быть определен следующим образом. А именно, измеряют температуру стеклования прессуемого пластического материала, например, при помощи калориметра высокого давления С-80, производства SETARAM Instrumentation, в котором прикладывается различное давление; градиент определяют на основании результатов этого измерения. При описанном измерении образец помещают в измерительную ячейку высокого давления, затем ячейку продувают диоксидом углерода, после чего прикладывают давление, чтобы при заданном давлении измерить температуру стеклования образца. Кроме того, градиент может быть определен на основании изменения температуры стеклования, когда давление изменяют от атмосферного давления (0,1 МПа) до 10 МПа.

Градиент изменения температуры стеклования относительно давления надлежащим образом подбирают в зависимости от предназначения равным, помимо прочего, но предпочтительно, 1°C/МПа или менее, более предпочтительно, -5°C/МПа или менее, еще более предпочтительно, -10°C/МПа или менее. Нижний предел градиента не имеет практических ограничений. Когда градиент составляет более -1°C/МПа, пластификация при приложении давления без приложения тепла недостаточна, и расплав обладает слишком большой вязкостью, следовательно, из него трудно изготовить частицы.

Прессуемый пластический материал надлежащим образом выбирают в зависимости от предназначения, помимо прочего, но предпочтительно, такой прессуемый пластический материал, вязкость которого меньше 500 мПа·с при давлении 30 МПа или менее. Следует отметить, что в этом случае прессуемый пластический материал может иметь вязкость менее 500 мПа·с при давлении 30 МПа или менее, если к нему подведено тепло, соответствующее температуре плавления прессуемого пластического материала или меньше при атмосферном давлении.

В качестве прессуемого пластического материала может быть использована смола с карбонильной структурой -С(=O)-.

Смола с карбонильной структурой -С(=O)- обладает высоким сродством со сжимающей текучей средой и оказывает сильное пластифицирующее действие. Хотя конкретный принцип еще не известен, считается, что причина ее высокой реакционной способности следующая. В карбонильной структуре -С(=O)- кислород с высокой электроотрицательностью связан с углеродом π-связью, электрон п-связи сильно притягивается к кислороду, таким образом, кислород обладает отрицательной полярностью, а углерод - положительной полярностью, что ведет к высокой реакционной способности. Более того, в том случае, когда сжимающей текучей средой является диоксид углерода, такая смола и диоксид углерода обладают сильным сродством, так как карбонильная структура -С(=O)- подобна структуре диоксида углерода.

Смолу с карбонильной структурой -С(=O)- надлежащим образом подбирают в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, к ее примерам относятся полиэфирная смола, уретановая смола, полиольная смола, полиамидная смола, канифоль, модифицированная канифоль и терпеновая смола. Они могут быть использованы по отдельности или в сочетании. Из них особенно предпочтительны полиэфирная смола и уретановая смола.

Полиэфирную смолу надлежащим образом подбирают в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, к ее примерам относятся модифицированная полиэфирная смола, немодифицированная полиэфирная смола, некристаллическая полиэфирная смола, кристаллическая полиэфирная смола и полимер молочной кислоты.

Полимер молочной кислоты подбирают в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, к его примерам относятся L-форма, D-форма или рацемическая смесь мономеров полимера молочной кислоты, стереокомплексный полимер молочной кислоты и блок-сополимер на основе молочной кислоты.

Уретановую смолу подбирают в зависимости от назначения без каких-либо ограничений.

Также могут быть использованы другие смолы, отличные от смолы, имеющей карбонильную структуру -С(=O)-.

К примерам указанных других смол относятся: сополимер на основе стирола, например, сополимер стирол-метилакрилат, сополимер стирол-этилакрилат, сополимер стирол-бутилакрилат, сополимер стирол-октилакрилат, сополимер стирол-метилметакрилат, сополимер стирол-этилметакрилат, сополимер стирол-бутилметакрилат, сополимер стирол-α-хлорметилметакрилат, сополимер стирол-акрилонитрил, сополимер стирол-винилметилкетон, сополимер стирол-изопрен, сополимер стирол-акрилонитрил-инден, сополимер стирол-малеиновая кислота, сополимер стирол-сложный эфир малеиновой кислоты; полиметилметакрилат, полибутилметакрилат, поливинилхлорид и поливинилацетат; и полимер одного мономера (например, винилпропионат, (мет)акриламид, винилметиловый эфир, винилэтиловый эфир, винилизобутиловый эфир, винилметилкетон и N-винилпирролидон), сополимер, образованный из двух или нескольких мономеров и их смесь.

Вязкость расплава прессуемого пластического материала, измеренная в условиях по температуре и давлению, имеющихся во время струйной обработки расплава, составляет 500 мПа·с или меньше, предпочтительно, 150 мПа·с или меньше.

Когда его вязкость больше 500 мПа·с, это слишком большая вязкость, следовательно, распылительная сушка расплава с образованием частиц затруднена.

Под температурой и давлением во время струйной обработки расплава прессуемого пластического материала понимается температура и давление расплава, подаваемого в распылительное сопло во время струйной обработки расплава на стадии гранулирования.

Вязкость может быть измерена, например, путем загрузки в ячейку высокого давления образца, образованного из прессуемого пластического материала и сжимающей текучей среды (диоксид углерода высокого давления), и осуществления измерения при помощи вибрационного вискозиметра (XL/7 производства Hydramotion Ltd.) при температуре и давлении во время струйной обработки расплава прессуемого пластического материала (например, 120°C, 5 МПа). Для измерения вязкости образец помещают в измерительный блок и создают для образца условия по температуре и давлению, соответствующие струйной обработке расплава прессуемого пластического материала (например, 120°C, 5 МПа). Когда вязкость образца становится постоянной, эту вязкость фиксируют как вязкость при этих температуре и давлении.

В соответствии со способом производства частиц по настоящему изобретению, другие компоненты, отличные от прессуемого пластического материала, могут быть использованы в сочетании с ним в зависимости от свойств, пригодности для обработки и т.д. частиц, подлежащих изготовлению.

Указанные другие компоненты надлежащим образом подбирают в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, к их примерам относятся краситель, поверхностно-активное вещество, диспергирующее вещество, разделительное средство, средство регулирования заряда.

Краситель

Краситель используют тогда, когда подлежащие изготовлению частицы являются цветными частицами. Краситель надлежащим образом подбирают из известных красок и пигментов в зависимости от назначения без каких-либо ограничений.

К примерам пигментов относятся сажа, нигрозин, сурьма в тонком порошке, нафтон желтый S, ганза желтый (10G, 5G, G), кадмий желтый, желтый оксид железа, желтая охра, желтый хром, титановый желтый, полиазо желтый, масляный желтый, ганза желтый (GR, A, RN, R), пигмент желтый L, бензидиновый желтый (G, GR), желтый прочный (NCG), желтый прочный вулкан (5G, R), краситель тартразиновый, хинолиновый желтый, антраценовый желтый BGL, изоиндолиновый желтый, крокус, свинцовый сурик, оксид свинца, свинец красный, кадмий красный, кадмий ртутный красный, сурьма красная, красный прочный 4R, паранитроанилин красный, физер красный, парахлорортонитроанилиновый красный, литоль алый прочный G, бриллиантовый алый прочный, бриллиантовый кармин BS, красный прочный (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), алый прочный VD, рубиновый прочный вулкан В, бриллиантовый алый G, литоль рубиновый GX, красный прочный F5R, бриллиантовый кармин 6B, пигмент алый 3B, бордо 5B, толуидиновый каштановый, бордо прочный F2K, бордо гелио BL, бордо 10B, BON каштановый светлый, BON каштановый средний, краситель эозиновый, краситель родаминовый В, краситель родаминовый Y, краситель ализариновый, тиоиндиго красный В, тиоиндиго каштановый, масляный красный, хинакридоновый красный, пиразолоновый красный, полиазо красный, хром ярко-красный, бензидин оранжевый, перинон оранжевый, масляный оранжевый, кобальт синий, лазурь железная сухая, краситель щелочной голубой, переливчатый синий, виктория голубая, не содержащий металла фталоцианиновый синий, фталоцианиновый синий, небесно-голубой прочный, индантрен синий (RS, BC), индиго, ультрамарин синий, железо синее, антрахиноновый синий, фиолетовый прочный В, метиловый фиолетовый, кобальт пурпурный, марганец фиолетовый, диоксановый фиолетовый, антрахиноновый фиолетовый, хром зеленый, цинк зеленый, оксид хрома, зелень Гинье, изумрудная зелень, пигмент зеленый В, нафтол зеленый В, зеленый золотой, краситель кислотный зеленый, краситель малахитовый зеленый, фталоцианиновый зеленый, антрахиноновый зеленый, оксид титана, гидроцинкит и литопон. Они могут быть использованы по отдельности или в сочетании.

Краситель подбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, к их примерам относятся сольвентный желтый (6, 9, 17, 31, 35, 100, 102, 103, 105), сольвентный оранжевый (2, 7, 13, 14, 66), сольвентный красный (5, 16, 17, 18, 19, 22, 23, 143, 145, 146, 149, 150, 151, 157, 158), сольвентный фиолетовый (31, 32, 33, 37), сольвентный синий (22, 63, 78, 83-86, 191, 194, 195, 104), сольвентный зеленый (24, 25) и сольвентный коричневый (3, 9). Они могут быть использованы по отдельности или в сочетании.

Кроме того, что касается красителя, могут использоваться коммерческие продукты. Коммерческий продукт подбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, к их примерам относятся: красители Aizen SOT, такие как желтый 1, 3, 4, оранжевый 1, 2, 3, алый 1, красный 1, 2, 3, коричневый 2, синий 1, 2, фиолетовый 1, зеленый 1, 2, 3 и черный 1, 4, 6, 8 (производства Hodogaya Chemical Co., Ltd.); красители Sudan, такие как желтый 146, 150, оранжевый 220, красный 290, 380, 460 и синий 670 (производства BASF); Diaresin желтый 3G, F, H2G, HG, НС, HL, Diaresin оранжевый HS, G, Diaresin красный GG, S, HS, А, К, Н5 В, Diaresin фиолетовый D, Diaresin синий J, G, N, K, P, H3G, 4G, Diaresin зеленый С и Diaresin коричневый А (производства Mitsubishi Chemical Industries, Ltd.); масляные краски желтая 3G, GG-S, #105, оранжевая PS, PR, #201, алая #308, красная 5 В, коричневая GR, #416, зеленая BG, #502, синяя BOS, IIN и черная НВВ, #803, ЕВ, ЕХ (производства Orient Chemical Industries, Ltd.); Sumiplast синий GP, OR, Sumiplast красный FB, 3B и Sumiplast желтый FL7G, GC (производства Sumitomo Chemical Co., Ltd.); и Kayaron Polyester черный EX-SF300, Kayaset красный В и Kayaset синий A-2R (производства Nippin Kayaku Co., Ltd.). Они могут быть использованы по отдельности или в сочетании.

Количество красителя выбирают надлежащим образом в зависимости от степени окрашивания без каких-либо ограничений, но предпочтительно его количество составляет от 1 мас. части до 50 масс. частей на 100 масс. частей прессуемого пластического материала.

Сжимающая текучая среда

Сжимающую текучую среду выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений при условии, что она находится в состоянии текучей среды при приложении давления, к ее примерам относятся надкритическая текучая среда, докритическая текучая среда и жидкость.

К примерам сжимающей текучей среды относятся надкритический диоксид углерода, жидкий диоксид углерода, газообразный метан, надкритический метан, газообразный этан, надкритический этан, надкритический пропан, жидкий пропан, газообразный пропан, надкритический бутан, жидкий бутан и газообразный бутан. Они могут быть использованы по отдельности или в сочетании. Среди них особенно предпочтительными являются текучие среды, содержащие диоксид углерода, такие как надкритический диоксид углерода, докритический диоксид углерода и жидкий диоксид углерода.

Надкритическая текучая среда и докритическая текучая среда

Надкритическая текучая среда представляет собой текучую среду с промежуточными между газом и жидкостью параметрами, она характеризуется быстрым массопереносом и теплопередачей, малой вязкостью и может непрерывно значительно изменять плотность, диэлектрическую постоянную, растворимость, свободный объем и т.п. при изменении температуры и давления. Поскольку надкритическая текучая среда обладает чрезвычайно малым поверхностным натяжением по сравнению с органическими растворителями, надкритическая текучая среда может повторять мельчайшие шероховатости поверхности, при этом поверхность смачивается надкритической текучей средой.

Надкритическую текучую среду выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, однако является предпочтительным, чтобы надкритическая текучая среда обладала низкой критической температурой и низким критическим давлением. Кроме того, надкритическую текучую среду выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений при условии, что она присутствует в виде жидкости высокого давления или газа высокого давления при температуре и давлении, лежащих в диапазонах, близлежащих к критической точке.

Примеры надкритической текучей среды или докритической текучей среды включают монооксид углерода, диоксид углерода, монооксид азота, аммиак, азот, метан, этан, пропан, н-бутан, изобутан, н-пентан, изопентан и хлортрифторметан. Среди них предпочтителен диоксид углерода, поскольку его критическое давление и критическая температура составляют, соответственно, 7,3 МПа и 31°C, следовательно, диоксид углерода легко переходит в надкритическое состояние, является невоспламеняющимся и безопасным, легко получаем и может быть рециркулирован, так как легко превращается в газ при возвращении к атмосферному давлению, кроме того, нет необходимости сушить полученные частицы, жидкие отходы при их производстве не образуются, а полученные частицы не содержат остаточных мономеров.

Надкритическая текучая среда или докритическая текучая среда могут быть использованы по отдельности или в смеси из двух или более компонентов. Кроме того, органический растворитель, такой как спирт (например, метанол, этанол и пропанол), кетон (например, ацетон и метилэтилкетон), толуол, этилацетат и тетрагидрофуран, могут быть добавлены в надкритическую текучую среду или докритическую текучую среду в качестве азеотропообразователя (сорастворителя).

Жидкая текучая среда

Жидкую текучую среду выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, к ее примерам относятся жидкий диоксид углерода, жидкий метан, жидкий этан, жидкий пропан и жидкий бутан. Они могут быть использованы по отдельности или в смеси из двух или более компонентов. Из них предпочтителен жидкий диоксид углерода, так как он не воспламеняем и безопасен в обработке.

Поскольку эта сжимающая текучая среда легко отделяется от целевого продукта, ее использование является крупным достижением в производстве частиц, при котором не используют воду или органический растворитель, в отличие от традиционного способа, а также мало воздействие на окружающую среду.

Сжимающая среда, используемая в способе производства частиц по настоящему изобретению, поясняется фигурами 2 и 3.

На фиг. 2 представлена фазовая диаграмма, поясняющая состояние вещества в зависимости от температуры и давления. На фиг. 3 представлена фазовая диаграмма, задающая диапазон сжимающей текучей среды. Параметры сжимающей текучей среды таковы, что она характеризуется быстрым массопереносом и теплопередачей, малой вязкостью и может непрерывно значительно изменять плотность, диэлектрическую постоянную, растворимость, свободный объем и т.п.при изменении температуры и давления. Поскольку сжимающая текучая среда обладает чрезвычайно малым поверхностным натяжением по сравнению с органическими растворителями, сжимающая текучая среда может повторять мельчайшие шероховатости поверхности, при этом поверхность смачивается сжимающей текучей средой. Кроме того, сжимающая текучая среда легко отделяется от продукта, такого как тонер, при возвращении давления к атмосферному, следовательно, сжимающая текучая среда не остается в продукте, в отличие от органического растворителя. Следовательно, способ производства частиц позволяет снизить воздействие на окружающую среду в процессе производства по сравнению с производством, в котором используют воду или органический растворитель.

Сжимающая текучая среда соответствует состоянию вещества в любой из областей (1), (2) и (3) на фиг. 3 и фазовой диаграмме фиг. 2. Известно, что в этих областях вещество обладает очень большой плотностью, а его характеристики отличаются от имеющих место при нормальной температуре и атмосферном давлении. Следует отметить, что вещество, соответствующее области (1), является надкритической текучей средой. Надкритическая текучая среда - это текучая среда, которая существует в форме неконденсирующейся очень плотной текучей среды при температуре и давлении, превышающих пределы (критические точки), при которых газ и жидкость могут сосуществовать, не конденсируется даже при сжатии и находится в этом состоянии при критической температуре или выше и критическом давлении (Pc) или выше. Кроме того, вещество, соответствующее области (2) - это жидкость, что означает сжиженный газ, полученный путем сжатия вещества, существующего в форме газа при нормальной температуре (25°C) и атмосферном давлении (1 атм). Кроме того, вещество, соответствующее области (3) - это газ, но в контексте настоящего изобретения это газ высокого давления, давление которого составляет 1/2 Pc или выше. В том случае, когда сжимающей текучей средой является диоксид углерода, это давление выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, однако предпочтительно, оно составляет 3,7 МПа или более, более предпочтительно, 5 МПа или более, еще более предпочтительно, 7,4 МПа (критическое давление) или более.

Многоступенчатая микромешалка с разделенным потоком

Многоступенчатая микромешалка с разделенным потоком представляет собой устройство, предназначенное для гомогенного перемешивания сжимающей текучей среды с прессуемым пластическим материалом, которые подают по отдельности, с образованием расплава, в котором сжимающая текучая среда гомогенно растворена в прессуемом пластическом материале.

В многоступенчатой микромешалке с разделенным потоком имеется камера разделения потока сжимающей текучей среды, двухтрубчатая смесительная камера, камера соединения суженных потоков, первая разделенная месильная камера и вторая разделенная месильная камера, кроме того, если нужно, могут присутствовать другие элементы.

Камера разделения потока сжимающей текучей среды

Камера разделения потока сжимающей текучей среды представляет собой элемент, предназначенный для разделения сжимающей текучей среды на множество каналов потока в виде труб круглого сечения после того, как сжимающая текучая среда поступает в многоступенчатую микромешалку с разделенным потоком. Их форму, структуру, материал и размер выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений.

Их материал выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, к примерам материала относятся металл, такой как нержавеющая сталь, алюминий, железо, и материал на основе хрома.

Внутренний диаметр каждого из каналов потока в виде труб круглого сечения выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, однако предпочтительно он составляет 1 мм или меньше.

Количество каналов потока в виде труб круглого сечения камеры разделения потока сжимающей текучей среды выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, однако предпочтительно оно составляет от 10 до 100, более предпочтительно от 20 до 80.

Двухтрубчатая смесительная камера

Двухтрубчатая смесительная камера представляет собой элемент, имеющийся в том же количестве, что и количество разделенных потоков в камере разделения потока сжимающей текучей среды, устанавливаемый по потоку после камеры разделения потока сжимающей текучей среды; имеющий двухтрубчатую структуру, образованную внутренней трубой, в которую втекает сжимающая текучая среда, и наружной трубой, окружающей внутреннюю трубу, в которую втекает прессуемый пластический материал; и предназначенный для перемешивания сжимающей текучей среды и прессуемого пластического материала с образованием суженного потока. Ее форму, структуру, материал и размер выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений.

Ее материал выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, к примерам материала относятся металл, такой как нержавеющая сталь, алюминий, железо, и материал на основе хрома.

Внутренний диаметр внутренней трубы и внутренний диаметр наружной трубы выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, однако предпочтительно оба они составляют 1 мм или меньше.

Камера соединения суженных потоков

Камера соединения суженных потоков представляет собой элемент, устанавливаемый по потоку после двухтрубчатой смесительной камеры и предназначенный для соединения суженных потоков, образованных во множестве двухтрубчатых смесительных камер, с получением смешанного потока. Ее форму, структуру и материал выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений.

Ее материал выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, к примерам материала относятся металл, такой как нержавеющая сталь, алюминий, железо, и материал на основе хрома.

Первая разделенная месильная камера

Первая разделенная месильная камера представляет собой элемент, устанавливаемый по потоку после камеры соединения суженных потоков, включающий множество каналов потока в виде труб круглого сечения, которые разделяют первую разделенную месильную камеру, и по каждому из которых протекает смешанная текучая среда. Ее форму, структуру и материал выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений.

Ее материал выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, к примерам материала относятся металл, такой как нержавеющая сталь и железо.

Внутренний диаметр канала потока в виде труб круглого сечения первой разделенной месильной камеры выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, однако предпочтительно, он составляет 1 мм или меньше.

Количество отдельных каналов потока в виде труб круглого сечения первой разделенной месильной камеры выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, однако предпочтительно оно составляет от 20 до 150, более предпочтительно от 30 до 130.

Вторая разделенная месильная камера

Вторая разделенная месильная камера представляет собой элемент, включающий каналы потока в виде труб круглого сечения, количество которых не идентично количеству каналов потока в виде труб круглого сечения первой разделенной месильной камеры, и которые устанавливают в положениях, не соосных каналам потока в виде труб круглого сечения первой разделенной месильной камеры.

Ее форму, структуру и материал выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений.

Ее материал выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, к примерам материала относятся металл, такой как нержавеющая сталь и железо.

Внутренний диаметр канала потока в виде труб круглого сечения второй разделенной месильной камеры выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений, однако предпочтительно он составляет 1 мм или меньше.

Количество отдельных каналов потока в виде труб круглого сечения второй разделенной месильной камеры выбирают надлежащим образом в зависимости от назначения без каких-либо ограничений при условии, что оно не идентично количеству отдельных каналов потока в виде труб круглого сечения первой разделенной месильной камеры, а каналы потока в виде труб круглого сечения расположены не соосно каналам потока первой разделенной месильной камеры. Количество отдельных каналов потока, предпочтительно составляет от 20 до 150, более предпочтительно от 30 до 130.

Многоступенчатая микромешалка с разделенным потоком может иметь такую конструкцию, что перемешивание в первой разделенной месильной камере и перемешивание во второй разделенной месильной камере осуществляют многократно с целью повышения эффективности перемешивания.

Предпочтительно, для достижения гомогенного перемешивания прессуемого пластического материала и сжимающей текучей среды соединяют множество многоступенчатых микромешалок с разделенным потоком.

Другие элементы

К другим элементам относятся, например, корпус высокого давления, в котором камера разделения потока сжимающей текучей среды, двухтрубчатая смесительная камера, камера соединения суженных потоков, первая разделенная месильная камера и вторая разделенная месильная камера, образующие многоступенчатую микромешалку с разделенным потоком, используются при высоком давлении.

В том случае, когда производимые частицы прессуемого пластического материала являются цветными частицами, сначала краситель помещают в резервуар высокого