CN102053516A - 激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法，按以下的技术方案实现的：激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉中半成品的原料由粘结树脂100重量份、着色剂1-20重量份、脱模剂0.1-15重量份、电荷控制剂0.1-10重量份配比的组分组成，把上述的粘结树脂、着色剂、电荷控制剂及脱模剂按比例在高速混合机内混合均匀，利用挤出机来进行熔融混合，经挤出机挤出压片后，输入球磨机粗粉碎，进一步经过气流粉碎机粉碎分级得到半成品，在半成品中加入外添加剂制成本发明产品。本发明产品的优点是在低温低湿与高温高湿环境下仍保持优异的图像质量，打印的图像耐久性能高，成本较低，适用于多款正电性激光打印机。

Description

激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法

技术领域

本发明涉及激光打印机用正电性碳粉，特别是一种激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法。

背景技术

目前国内市场上激光打印机用正电性碳粉普遍存在的缺点是耐久性差，长期打印出现重影、底灰及全黑版均匀性下降。

发明内容

本发明的目的是克服上述的激光打印机用正电性碳粉存在的缺点，提供一种激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法，使本发明的产品能在低温低湿与高温高湿环境下仍保持优异的图像质量，打印的图像耐久性能高，适用性强。

本发明的目的是按以下的技术方案实现的：

1、本发明的激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉半成品的原料，由下述重量份配比的组分组成：

粘结树脂      100重量份

着色剂        1-20重量份

脱模剂        0.1-15重量份

电荷控制剂    0.1-10重量份

上述的粘结树脂包括：苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、苯乙烯-丙烯酸需共聚树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚氨酯系树脂、乙烯基醚系树脂和N-乙烯系树脂。其中，优选苯乙烯-丙烯酸系共聚树脂、苯乙烯系树脂及聚酯。粘结树脂的酸值在0-20mg KOH/g，优选0-10mg KOH/g，进一步优选0-5mg KOH/g。

上述的着色剂包括：苯胺黑、钛黑、炭黑、乙炔黑及灯炭黑。其中，优选炭黑和苯胺黑，并且优选每100重量份的粘结树脂，着色剂的添加量为1-20重量份，进一步优选为5-15重量份。

上述的脱模剂包括：聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、石蜡、棕榈蜡，褐煤蜡和稻米蜡，优选聚丙烯蜡、石蜡和棕榈蜡。添加脱模剂的目的是提高定影性及防止粘辊反印及拖尾现象出现。优选每100重量份的粘结树脂，脱模剂的添加量为0.5-10重量份，进一步优选为1-5重量份。脱模剂可以是一种或两种以上的组合。

上述的电荷控制剂包括：高级脂肪酸金属盐、烷基酰胺、苯胺黑BK、苯胺黑NB、苯乙烯-丙烯酸系树脂型电控剂及具有季铵盐的树脂或具有碳酸盐的树脂。优选每100重量份的粘结树脂，电荷控制剂的添加量为0.1-10重量份，进一步优选为0.5-5重量份。使用的电荷控制剂能有效提高带电量且起电速度快的特性，使碳粉有良好的耐久性和稳定性。

2、混合、粉碎、分级

把上述的粘结树脂、着色剂、电荷控制剂及脱模剂按上述比例在高速混合机内混合均匀，利用挤出机来进行熔融混合，经挤出机挤出压片后，输入球磨机粗粉碎，进一步经过气流粉碎机粉碎分级得到半成品。按照平均粒径的要求来进行分级，颗粒的体积平均粒径Dv优选4-12μm，进一步优选为7-10μm，并且体积平均粒径与颗粒平均粒径的比值Dv/Dp在1.0-1.3，优选为1-1.25。

3、加入外添加剂

上述半成品中再加入外添加剂制成本发明产品。上述的外添加剂包括：两种二氧化硅微粒和一种脂肪酸金属盐微粒。二氧化硅微粒a的体积平均粒径在10-30nm，二氧化硅微粒b的平均粒径在60-90nm，脂肪酸金属盐的体积平均粒径0.1-0.5μm。二氧化硅微粒a为正电性的，摩擦带电量在10-200μc/g。二氧化硅微粒a为气相疏水性二氧化硅微粒，体积平均粒径在10-30nm，优选每100重量份半成品，二氧化硅微粒a为0.5-1.0重量份。二氧化硅微粒b为疏水性二氧化硅，体积平均粒径在60-90nm。优选每100重量份半成品，二氧化硅微粒b为0.5-1.0重量份。脂肪酸金属盐微粒有硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钾、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸锂。平均粒径在0.1-0.5μm。优选每100重量份半成品，脂肪酸金属盐为0.1-0.5重量份。外添加剂的作用是提高碳粉的流动性和带电性。

本发明产品的打印的图像品质好，耐久性能高，适用性强，成本较低，在低温低湿与高温高湿环境下仍保持优异的图像质量，适用于多款正电性激光打印机，克服了目前国内市场上激光打印机用正电性碳粉普遍存在耐久性差，长期打印出现重影、底灰及全黑版均匀性下降的缺点。

具体实施方式

结合实施例，详细描述本发明。

实施例1：

本发明的激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉半成品的原料，由下述重量份配比的组分组成：

苯乙烯-丙烯酸脂共聚物        100  重量份

炭黑                         7    重量份

低分子聚丙烯                 3    重量份

季铵盐型电荷控制剂           2    重量份

按重量份比例将上述原料在高速混合机内混合均匀，经挤出机挤出压片，球磨机粗粉碎，进一步经过气流粉碎机粉碎分级得到半成品，粒度分布如下：

体积平均粒径Dv        9.56μm

颗粒平均粒径Dp        7.98μm

Dv/Dp                 1.2

≤5μm的体积分数      2％

≥16μm的体积分数     0.3％

按照如下配方，添加外添加剂：

半成品                  100     重量份

二氧化硅微粒            10.8    重量份

二氧化硅微粒            20.6    重量份

硬脂酸锌                0.2     重量份

将上述物料按比例称重，在高速混合机中，频率设定10-40Hz，混合时间3-30min，混合后过50-300目筛制成成品。

实施例2：

本发明的激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉半成品的原料，由下述重量份配比的组分组成：

苯乙烯-丙烯酸脂共聚树脂    60   重量份

聚酯                       40   重量份

炭黑                       7    重量份

低分子聚丙烯               3    重量份

棕榈蜡                     2    重量份

苯丙树脂型电荷控制剂       2    重量份

按重量份比例将上述原料在高速混合机内混合均匀，经挤出机挤出压片，球磨机粗粉碎，进一步经过气流粉碎机粉碎分级得到半成品，粒度分布如下：

体积平均粒径Dv             8.86μm

颗粒平均粒径Dp             7.14μm

Dv/Dp                      1.24

≤5μm的体积分数           5％

≥16μm的体积分数          0.1％

按照如下配方，添加外添加剂：

半成品                    100    重量份

二氧化硅微粒              11.0   重量份

二氧化硅微粒              20.6   重量份

硬脂酸锌                  0.1    重量份

将上述物料按比例称重，在高速混合机中，频率设定10-40Hz，混合时间3-30min，混合后过50-300目筛制成成品。

上述两种实施案得到的产品，在正电性激光打印机打印测试，图像品质指标全部达到国际行业统一标准，特别是图像密度、底灰值及黑版均匀性。并且该碳粉具有长时间稳定的带电量和流动性，能够在长时间打印后保持较高的图像质量，即使在高温高湿情况下也不会有底灰等导致图像质量下降的现象出现，打印耐久性优异，适用于多款正电性激光打印机。

Claims (9)

1.激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法，其特征是：本发明的目的是按以下的技术方案实现的：

a、本发明的激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉半成品的原料，由下述重量份配比的组分组成：

粘结树脂        100重量份

着色剂          1-20重量份

脱模剂          0.1-15重量份

电荷控制剂      0.1-10重量份

b、混合、粉碎、分级

把上述的粘结树脂、着色剂、电荷控制剂及脱模剂按比例在高速混合机内混合均匀，利用挤出机来进行熔融混合，经挤出机挤出压片后，输入球磨机粗粉碎，进一步经过气流粉碎机粉碎分级得到半成品，按照平均粒径的要求来进行分级，颗粒的体积平均粒径Dv优选4-12μm，进一步优选为7-10μm，并且体积平均粒径与颗粒平均粒径的比值Dv/Dp在1.0-1.3，优选为1-1.25；

c、加入外添加剂

上述半成品中再加入外添加剂，外添加剂包括：两种二氧化硅微粒和一种脂肪酸金属盐微粒，二氧化硅微粒a的体积平均粒径在10-30nm，二氧化硅微粒b的平均粒径在60-90nm，脂肪酸金属盐的体积平均粒径0.1-0.5μm，二氧化硅微粒a为正电性的，摩擦带电量在10-200μc/g，二氧化硅微粒a为气相疏水性二氧化硅微粒，体积平均粒径在10-30nm，优选每100重量份半成品，二氧化硅微粒a为0.5-1.0重量份，二氧化硅微粒b为疏水性二氧化硅，体积平均粒径在60-90nm，优选每100重量份半成品，二氧化硅微粒b为0.5-1.0重量份，脂肪酸金属盐微粒有硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钾、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸锂，平均粒径在0.1-0.5μm，优选每100重量份半成品，脂肪酸金属盐为0.1-0.5重量份。

2.根据权利要求1所述的激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法，其特征是：所述的粘结树脂包括：苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、苯乙烯-丙烯酸需共聚树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚氨酯系树脂、乙烯基醚系树脂和N-乙烯系树脂。

3.根据权利要求2所述的激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法，其特征是：所述的粘结树脂优选苯乙烯-丙烯酸系共聚树脂、苯乙烯系树脂及聚酯。

4.根据权利要求1所述的激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法，其特征是：所述的着色剂包括：苯胺黑、钛黑、炭黑、乙炔黑及灯炭黑。

5.根据权利要求4所述的激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法，其特征是：所述的着色剂优选炭黑和苯胺黑。

6.根据权利要求1所述的激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法，其特征是：所述的脱模剂包括：聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、石蜡、棕榈蜡、褐煤蜡和稻米蜡。

7.根据权利要求6所述的激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法，其特征是：所述的脱模剂包括优选聚丙烯蜡、石蜡和棕榈蜡。

8.根据权利要求7所述的激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法，其特征是：所述的脱模剂可以是一种或两种以上的组合。

9.根据权利要求1所述的激光打印机用干式非磁性单组份正电性碳粉的制备方法，其特征是：所述的电荷控制剂包括：高级脂肪酸金属盐、烷基酰胺、苯胺黑BK、苯胺黑NB、苯乙烯-丙烯酸系树脂型电控剂及具有季铵盐的树脂。