專利名稱：電子成像墨粉的制備工藝及其墨粉顆粒球形化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子成像用顯影劑也稱墨粉的制備工藝及其墨粉顆粒球形化裝置。
背景技術(shù)：
在已知的如激光打印、數(shù)字式復(fù)印的電子成像原理中，一般都是利用感光鼓上感光涂層在黑暗處絕緣、光照射時(shí)導(dǎo)電的特性，預(yù)先在感光鼓表面充電，再用激光照射需成像的位置使之與未經(jīng)照射處產(chǎn)生電位差，形成由電荷構(gòu)成的“潛像”，同時(shí)墨粉顆粒在顯影輥內(nèi)磁場的作用下被磁化因而被吸附在顯影輥上，并隨著顯影輥套筒的轉(zhuǎn)動(dòng)而翻騰并與出粉刀摩擦因而帶有靜電，這些帶有適當(dāng)電性、電量的墨粉顆粒，被感光鼓上“潛像”處的背壓(電性相反的電場)吸附在感光鼓上形成圖像，再被紙后強(qiáng)度更大的轉(zhuǎn)印電場吸附在紙上，經(jīng)定影部件加壓加熱后固著于紙上，形成印品。未被轉(zhuǎn)印的殘余墨粉由刮粉刀清除，進(jìn)入廢粉倉或重新回到粉倉。
目前已知的墨粉制備方法多是將粘結(jié)樹脂、磁性材料、荷電控制劑及添加劑等混合，然后熔融、混煉捏合、粗粉碎、超細(xì)粉碎、分級、表面改性，制成墨粉。中國專利申請?zhí)枮?4119044.7、名稱為“靜電復(fù)印、絕緣型、磁性、干式、單組分、正電性顯影劑”的發(fā)明專利申請公開說明書中提到墨粉的加工工藝，就是采取將粘接樹脂、磁性材料、荷電調(diào)節(jié)劑等用高速混合機(jī)混合，用擠壓式混煉機(jī)熔融混煉，然后冷卻、壓片、粉碎，再用氣流粉碎機(jī)粉碎并進(jìn)行風(fēng)力分級，最后按0.3％比例在分級品中加入外添加劑即加入疏水性二氧化硅，充分混合即可。采用上述工藝制備的墨粉真密度≤1.4g/cm3，顆粒形狀不規(guī)則，比表面積大，易因起靜電而團(tuán)聚，所以分級精度難以保證，分級設(shè)備負(fù)荷高。并因顆粒構(gòu)造中有尖銳部分，因而難以使墨粉的摩擦起電性能保持一致，并使得顆粒易于團(tuán)聚從而降低了墨粉的流散性，進(jìn)而影響墨粉的耐候性及印品質(zhì)量如圖像密度、底灰、分辨力、圖像均勻度，不能適應(yīng)高速打印或高速復(fù)印過程的需要。并會(huì)對感光鼓、磁輥、出粉刀、刮粉刀、充電輥、定影膜造成較嚴(yán)重的磨損。由于墨粉顆粒結(jié)塊溫度≤60℃、強(qiáng)度差，加之顆粒還必須保持一定的電磁性能，故很難用沖擊、研磨、溶劑表面溶解等常規(guī)整形方法改善顆粒形狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)了的電子成像墨粉的制備工藝，利用該工藝使制得的墨粉的顆粒球形化，能適應(yīng)高速打印或復(fù)?。槐景l(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種使墨粉顆粒趨于球形化的墨粉顆粒球形化裝置。
為達(dá)到上述第一個(gè)目的，本發(fā)明在現(xiàn)有制作墨粉的工藝基礎(chǔ)上增加了一道整形工序，在包括原料混合、混煉捏合、粉碎，分級、表面改性工序的基礎(chǔ)上采取將粉碎所得到的且粒徑在0.5～20μm的微粒經(jīng)熱風(fēng)沸騰整形后再進(jìn)行分級。
制作墨粉的原料由粘結(jié)樹脂、磁性材料、荷電控制劑及添加劑組成。
上述粘結(jié)樹脂可以是苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物、磁性材料可以是四氧化三鐵、荷電控制劑可以是水楊酸金屬絡(luò)合物，添加劑可以是聚乙烯低分子蠟、碳黑或聚丙烯蠟。
微粒整形在墨粉顆粒球形化裝置內(nèi)進(jìn)行，使用的熱風(fēng)溫度在70℃～100℃間，流化的粉塵在空氣中的含量在40g～80g/升。
墨粉顆粒球形化裝置內(nèi)的熱風(fēng)流量控制在25m3～40m3/分鐘。
為達(dá)到上述另一個(gè)目的，本發(fā)明所提出的裝置的筒體內(nèi)腔下部為流化床、頂部設(shè)有碰撞輪；筒體的底部設(shè)有冷風(fēng)進(jìn)口，冷風(fēng)進(jìn)口也是出料口，中部設(shè)有切向熱風(fēng)進(jìn)口，進(jìn)料口和出風(fēng)口設(shè)置在筒體的上部，其中出風(fēng)口設(shè)置有分離器和除塵器并通過管道與引風(fēng)機(jī)連接。
上述碰撞輪為鼠籠式碰撞輪，分離器為旋風(fēng)式分離器，除塵器為布袋式除塵器。
上述碰撞輪的轉(zhuǎn)速在400～5000轉(zhuǎn)/分鐘。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，由本發(fā)明所提供的制備工藝而得到的墨粉，因其顆粒形狀球形化，所以墨粉顆粒具有小的比表面積，從而具有更好的流散性與耐候性，滿足高速打印或復(fù)印的要求。由于墨粉顆粒不易團(tuán)聚，進(jìn)而減輕分級設(shè)備的負(fù)荷，提高分級精度，減輕墨粉顆粒對感光鼓、顯影輥、出粉刀、刮粉刀、充電輥、定影膜的磨損。由本發(fā)明所提供的墨粉顆粒球形化裝置結(jié)構(gòu)簡單，投資低。本發(fā)明以較簡單的工藝和裝置解決了高速打印或復(fù)印墨粉的制造，且墨粉的成本低。


圖1為制備工藝流程圖；圖2為墨粉顆粒球形化裝置結(jié)構(gòu)示圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1粘結(jié)樹脂、磁性材料、荷電控制劑分別為苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物、四氧化三鐵粉末、水楊酸金屬絡(luò)合物，添加劑可以是聚乙烯低分子蠟、碳黑或聚丙烯蠟。本實(shí)施例由58份玻璃化溫度55℃～75℃、軟化點(diǎn)102℃～200℃的苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物、38份粒徑≤1μm的四氧化三鐵粉末、1份水楊酸金屬絡(luò)合物、3份聚乙烯低分子蠟混成的原料，在高速混合機(jī)上混勻，再用同向雙螺桿混煉機(jī)混煉、捏合、并用熱切粒機(jī)或冷切粒機(jī)或?qū)伿铰膸浩瑱C(jī)造粒或片，用錘片式粉碎機(jī)粗略粉碎，然后用對撞式流化床氣流粉碎機(jī)超細(xì)粉碎，得到粒徑在0.5～20μm的微粒，由墨粉顆粒球形化裝置進(jìn)行顆粒整形。圖2所示的墨粉顆粒球形化裝置為流化床加熱裝置，其筒體內(nèi)腔下部為流化床1-1、頂部設(shè)有碰撞輪2，碰撞輪的轉(zhuǎn)速在在400～5000轉(zhuǎn)/分鐘，碰撞輪的轉(zhuǎn)速過慢，效率低，如轉(zhuǎn)速過高，顆粒容易撞碎，所以一般選擇2500～5000轉(zhuǎn)；筒體1的底部設(shè)有冷風(fēng)進(jìn)口同時(shí)也是出料口1-2，中部設(shè)有切向熱風(fēng)進(jìn)口1-3，進(jìn)料口1-4和出風(fēng)口1-5設(shè)置在筒體的上部，其中出風(fēng)口1-5設(shè)置有旋風(fēng)分離器3和布袋除塵器4并通過管道2與引風(fēng)機(jī)6連接。本實(shí)施例控制流化濃度60g/升、熱風(fēng)溫度95℃、流量32m3/分鐘、碰撞輪的轉(zhuǎn)速3600轉(zhuǎn)/分鐘，得到的球形化顆粒再用慣性分級機(jī)分級，并對分級所得的4μm以下顆粒含量不超過3％的粉體，用常規(guī)表面改性劑如疏水性二氧化硅改性，即得墨粉成品。常規(guī)表面改性劑可以是納米級表面改性劑。
墨粉顆粒球形化裝置工作原理如下粉料在下落過程中受到從冷風(fēng)進(jìn)口處進(jìn)入的冷風(fēng)吹托上升并流化，流化后又受到切向進(jìn)入的熱風(fēng)加熱，顆粒構(gòu)造中的尖銳部分受熱熔融并向幾何中心收縮為非尖銳結(jié)構(gòu)。當(dāng)顆粒上升至受到高速碰撞輪的撞擊后下落即受到切向熱風(fēng)的作用，沿機(jī)體內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)下落。由于下落至熱風(fēng)進(jìn)口下后受到冷空氣的冷卻，故并無互相粘連現(xiàn)象出現(xiàn)。至出料口，即為球形化，無尖銳結(jié)構(gòu)的顆粒。此過程中崩落的過細(xì)顆粒則被引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓吸至旋風(fēng)分離器分離。未能被旋風(fēng)分離器分離的則由布袋除塵器收集。
實(shí)施例2將58份苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物、38份粒徑在1μm以下的鐵氧體粉末、1份水楊酸金屬絡(luò)合物、3份聚乙烯低分子蠟，經(jīng)混合、混煉捏合、粉碎、顆粒整形、分級，改性得到墨粉。顆粒整形時(shí)控制流化濃度80g/升、熱風(fēng)溫度95℃、流量32m3/分、碰撞輪轉(zhuǎn)速3600轉(zhuǎn)/分。
實(shí)施例3將58份苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物、38份粒徑在1μm以下的鐵氧體粉末、1份水楊酸金屬絡(luò)合物的原料、3份聚乙烯低分子蠟，經(jīng)混合、混煉捏合、粉碎、顆粒整形、分級，改性得到墨粉。顆粒整形時(shí)控制流化濃度40g/升、熱風(fēng)溫度80℃、流量32m3/分、碰撞輪轉(zhuǎn)速3600轉(zhuǎn)/分。
實(shí)施例4將58份苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物、38份粒徑在1μm以下的鐵氧體粉末、1份水楊酸金屬絡(luò)合物、3份聚乙烯低分子蠟，經(jīng)混合、混煉捏合、粉碎、顆粒整形、分級，改性得到墨粉。顆粒整形時(shí)控制流化濃度60g/升、熱風(fēng)溫度95℃、流量32m3/分、碰撞輪轉(zhuǎn)速2700轉(zhuǎn)/分。
實(shí)施例5將58份苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物、38份粒徑在1μm以下的鐵氧體粉末、1份水楊酸金屬絡(luò)合物、3份聚乙烯低分子蠟，經(jīng)混合、混煉捏合、粉碎、顆粒整形、分級，改性得到墨粉。顆粒整形時(shí)控制流化濃度60g/升、熱風(fēng)溫度95℃、流量32m3/分、碰撞輪轉(zhuǎn)速4500轉(zhuǎn)/分。
上述實(shí)施例中墨粉組份的配比，可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)墨粉組份的配比變化。
權(quán)利要求
1.一種用于電子成像用墨粉的制備工藝，包括將制作墨粉的原料混合、混煉捏合、粉碎，分級、表面改性工序，其特征在于將粉碎所得到的且粒徑在0.5～20μm的微粒經(jīng)熱風(fēng)沸騰整形后進(jìn)行分級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電子成像用墨粉的制備工藝，其特征在于制作墨粉的原料由粘結(jié)樹脂、磁性材料、荷電控制劑及添加劑組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電子成像用墨粉的制備工藝，其特征在于上述粘結(jié)樹脂可以是苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物、磁性材料可以是四氧化三鐵、荷電控制劑可以是水楊酸金屬絡(luò)合物、添加劑可以是聚乙烯低分子蠟、碳黑或聚丙烯蠟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于電子成像用墨粉的制備工藝，其特征在于微粒整形在墨粉顆粒球形化裝置內(nèi)進(jìn)行，使用的熱風(fēng)溫度在70℃～150℃間，流化的粉塵在空氣中的含量在40g～80g/升。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于電子成像用墨粉的制備工藝，其特征在于墨粉顆粒球形化裝置內(nèi)的熱風(fēng)流量控制在25m3/分～40m3/分。
6.一種墨粉顆粒球形化裝置，其特征在于該裝置的筒體(1)內(nèi)腔下部為流化床(1-1)、頂部設(shè)有碰撞輪(2)；筒體(1)的底部設(shè)有冷風(fēng)進(jìn)口也是出料口(1-2)，中部設(shè)有切向熱風(fēng)進(jìn)口(1-3)，進(jìn)料口(1-4)和出風(fēng)口(1-5)設(shè)置在筒體的上部，其中出風(fēng)口(1-5)設(shè)置有分離器(3)和除塵器(4)并通過管道(2)與引風(fēng)機(jī)(6)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的墨粉顆粒球形化裝置，其特征在于碰撞輪(2)為鼠籠式碰撞輪，分離器(3)為旋風(fēng)式分離器，除塵器(4)為布袋式除塵器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的墨粉顆粒球形化裝置，其特征在于碰撞輪的轉(zhuǎn)速在每分鐘400～5000轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
一種電子成像墨粉的制備工藝，采取原料混合、混煉捏合、粉碎，所得到的粒徑在0.5～20μm的微粒經(jīng)熱風(fēng)沸騰整形后分級、表面改性。一種使墨粉顆粒趨于球形化的墨粉顆粒球形化裝置，筒體內(nèi)腔下部為流化床、頂部設(shè)有碰撞輪；筒體的底部設(shè)有冷風(fēng)進(jìn)口也是出料口，中部設(shè)有切向熱風(fēng)進(jìn)口，進(jìn)料口和出風(fēng)口設(shè)置在筒體的上部，其中出風(fēng)口設(shè)置有分離器和除塵器并通過管道與引風(fēng)機(jī)連接。由本發(fā)明制備工藝而得到的墨粉，因其顆粒形狀球形化，所以墨粉顆粒具有小的比表面積，從而具有更好的流散性與耐候性，且不易團(tuán)聚，進(jìn)而減輕分級設(shè)備的負(fù)荷，提高分級精度，減輕墨粉顆粒對感光鼓、顯影輥、出粉刀、刮粉刀、充電輥、定影膜的磨損，滿足高速打印或復(fù)印的要求。
文檔編號G03G9/08GK1614517SQ200310106250
公開日2005年5月11日 申請日期2003年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者范炳洪, 陳一凡, 劉高波 申請人:常州市圖納墨粉技術(shù)有限公司