CN102053517B - 彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的制备方法，其原料由苯丙树脂50～80重量份、聚酯树脂10～30重量份、色母粒5～20重量份、脱模剂1～10重量份、电荷控制剂0.5～5重量份、外添加剂1～5重量份配比的组分组成。上述的苯丙树脂、聚酯树脂、色母粒、电荷控制剂、脱模剂按上述比例经混合、熔融、挤出压片、粗粉碎，进一步经过气流粉碎机粉碎分级得到半成品，再加入外添加剂制成本发明产品。本发明所生产的单组份正电性彩色碳粉的带电量12～18uc/g，凝集度1％以内，适用于多款彩色打印机和一体机，打印全程未见飞粉，综合性能均优于行业标准，而且价格低廉，满足了国内外兼容耗材厂家的需求。

Description

彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的制备方法

技术领域

本发明涉及彩色激光打印机用正电性彩色碳粉，特别是一种彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的制备方法。

背景技术

目前彩色激光打印机使用的彩色碳粉影像写真方面的解析能力较差，为了提升彩色激光打印机使用的彩色碳粉提高影像写真方面的解析能力，生产厂商纷纷换用新式化学碳粉。制备化学碳粉的方法有：悬浮聚合法(Canon、HP、Brother公司采用)、乳化凝聚法(xerox、Minolta、epson公司采用)、聚酯聚合法(Ricoh公司采用)、相分离聚合法(Sinonar公司采用)。虽然化学碳粉可以得到较好的打印质量，但是由于原材料选择范围窄，生产设备和环保设备投资巨大、耗水量大、碳粉干燥时间过长，致使其生产成本高，无法满足大多数消费者的需求。尤其是悬浮聚合法制备的化学碳粉由于其高度球形化，致使未转印碳粉的清洁变得困难，易于引起底灰。而且化学碳粉粒径小、流动性好，在兼容硒鼓/粉盒打印易出现飞粉现象。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述的彩色激光打印机用正电性彩色碳粉存在的缺点，提供一种彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的制备方法，本发明制备的产品打印图像密度高、均匀性好、底灰量极少、不飞粉、定影牢固，能适应多种款式中速彩色打印机、一体机的需求，且制造技术简单、低碳环保、操作安全、成本低廉。

本发明的目的是按以下的技术方案实现的：

1、本发明的彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的原料，由下述重量份配比的组分组成：

苯丙树脂            50～80  重量份

聚酯树脂            10～30  重量份

色母粒              5～20   重量份

脱模剂              1～10   重量份

电荷控制剂          0.5～5  重量份

外添加剂            1～5    重量份

上述的苯丙树脂软化点为160～180℃，聚酯树脂化点为110～130℃，苯丙树脂和聚酯树脂按1∶0.25～0.5的比例组成，苯丙树脂、聚酯树脂的酸值在0～3mg KOH/g，以达到有效提高单组份正电性彩色碳粉的定影能力、粘辊性能及带电性能。

上述的色母粒由着色剂与苯丙树脂按1∶1～2的比例称重充分混合，经双螺杆挤出机挤出、压片、冷却，粗粉碎制成。其中着色剂包括：C、M、Y粉专用的蓝色、红色1、红色2、黄色有机颜料以及K粉用的炭黑，其中M粉专用的红色1和红色2有机颜料按1∶0.5～1的比例组成，以确保着色剂在混炼过程中分散均匀及色调与OEM接近。

上述的脱模剂是由软化点为80～90℃的石蜡和软化点为130～140℃的聚丙烯蜡按1∶0.5～1比例组成，以有效控制单组份正电性彩色碳粉的熔点及脱模能力。

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重量份的苯丙树脂和聚酯树脂，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。

上述的外添加剂包括：二氧化硅、金属氧化物、钛白粉、硬脂酸盐类超细粉末之一或多种组合，以提高单组份正电性彩色碳粉的流动性、电荷稳定性及保存性能。

2、彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的制备

上述的苯丙树脂、聚酯树脂、色母粒、电荷控制剂、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01.0～1.3，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：二氧化硅、金属氧化物、钛白粉、硬脂酸盐类超细粉末之一或多种组合。

本发明用机械粉碎法生产彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉体积平均粒径Dv在8～8.5μm范围内。

本发明的技术方案实施后，所生产的单组份正电性彩色碳粉的带电量12～18uc/g，凝集度1％以内，用于多款中速彩色打印机、一体机，C粉密度＞1.2、M粉密度＞1.1、Y粉密度＞0.8、K粉密度＞1.4，底灰＜0.08，定影牢固度＞92％，耗粉量＜35mg/p，打印全程未见飞粉，综合性能均优于行业标准，而且价格低廉，满足了国内外兼容耗材厂家的需求。

具体实施方式

结合实施例，详细描述本发明。本发明实施例的彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的原料，由下述重量份配比的组分组成，所述的每1重量份为1千克。

实施例1：

本发明的彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的原料，由下述重量份配比的组分组成：

苯丙树脂       60  重量份

聚酯树脂       15  重量份

石蜡           2   重量份

聚丙烯蜡       1   重量份

电荷控制剂     3   重量份

色母粒C        19  重量份

按比例将原料在高速混合机内混合均匀，经挤出机挤出压片，粗粉碎，进一步经过气流粉碎机粉碎分级得到半成品a，粒度分布如下：

体积平均粒径Dv       8.56μm

≤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a              100  重量份

二氧化硅微粒1    1.0  重量份

二氧化硅微粒2    0.3  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20～40Hz，混合时间3～10min，混合后过100～300目筛制成成品。

实施例2：

苯丙树脂        60  重量份

聚酯树脂        14  重量份

石蜡            2   重量份

聚丙烯蜡        1   重量份

电荷控制剂      3   重量份

色母粒M1        10  重量份

色母粒M2        10  重量份

按比例将原料在高速混合机内混合均匀，经挤出机挤出压片，粗粉碎，进一步经过气流粉碎机粉碎分级得到半成品b，粒度分布如下：

体积平均粒径Dv          8.62μm

≤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b                100  重量份

二氧化硅微粒1          1.5  重量份

二氧化硅微粒2          0.4  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20～40Hz，混合时间3～10min，混合后过100～300目筛制成成品。

实施例3：

苯丙树脂                60  重量份

聚酯树脂                19  重量份

石蜡                    2   重量份

聚丙烯蜡                1   重量份

电荷控制剂              3   重量份

色母粒Y                 15  重量份

按比例将原料在高速混合机内混合均匀，经挤出机挤出压片，粗粉碎，进一步经过气流粉碎机粉碎分级得到半成品c，粒度分布如下：

体积平均粒径Dv              8.65μm

≤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c                     100   重量份

二氧化硅微粒                11.2  重量份

二氧化硅微粒                20.5  重量份

硬脂酸锌                    0.2   重量份

二氧化钛                    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20～40Hz，混合时间3～10min，混合后过100～300目筛制成成品。

实施例4：

苯丙树脂            70   重量份

聚酯树脂            16   重量份

石蜡                2    重量份

聚丙烯蜡            1    重量份

电荷控制剂          3    重量份

炭黑                8    重量份

按比例将原料在高速混合机内混合均匀，经挤出机挤出压片，粗粉碎，进一步经过气流粉碎机粉碎分级得到半成品d，粒度分布如下：

体积平均粒径Dv      8.71μm

≤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d             100     重量份

二氧化硅微粒        11.0    重量份

二氧化硅微粒        20.8    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20～40Hz，混合时间3～10min，混合后过100-300目筛制成成品。

上述四种实施例得到的单组份正电性彩色碳粉在正电性彩色激光打印机(以Brother HL-3040型打印机为例)打印情况如下：

本发明的单组份正电性彩色碳粉上机测试得到的图像品质指标全部达到行业标准，特别是打印整个周期未见飞粉现象，图像密度波动较小，几乎无底灰，而且价格低廉，满足了国内外兼容耗材厂家的需求。

Claims (5)

1.彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的制备方法，其特征是：

（1）、彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的原料，由下述重量份配比的组分组成：

（2）、彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉半成品的制备方法

上述的苯丙树脂、聚酯树脂、色母粒、电荷控制剂、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1～1.25；

（3）、加入外添加剂

上述半成品中再加入外添加剂制成彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉，所述外添加剂为二氧化硅、金属氧化物、钛白粉、硬脂酸盐类超细粉末中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的制备方法，其特征是：所述的苯丙树脂软化点为160～180℃，聚酯树脂软化点为110～130℃，苯丙树脂和聚酯树脂按1：0.25～0.5的比例组成，苯丙树脂、聚酯树脂的酸值在0～3mg KOH/g。

3.根据权利要求1所述的彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的制备方法，其特征是：所述的色母粒由着色剂与苯丙树脂按1：1～2的比例称重充分混合，经双螺杆挤出机挤出、压片、冷却，粗粉碎制成，所述的着色剂为C粉专用蓝色有机颜料，M粉专用红色1、红色2有机颜料，Y粉专用黄色有机颜料，K粉专用炭黑，其中M粉专用的红色1和红色2有机颜料按1：0.5～1的比例组成。

4.根据权利要求1所述的彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的制备方法，其特征是：所述的脱模剂是由软化点为80～90℃的石蜡和软化点为130～140℃的聚丙烯蜡按1：0.5～1比例组成。

5.根据权利要求1所述的彩色激光打印机用单组份正电性彩色碳粉的制备方法，其特征是：所述的电荷控制剂为高级脂肪酸金属盐、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，每100重量份的苯丙树脂和聚酯树脂，电荷控制剂的添加量为0.5～5重量份。