非磁性色調(diào)劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電子照相成像設(shè)備用打印耗材及其制備方法，特別涉及一種非磁 性色調(diào)劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電子照相成像設(shè)備包括復(fù)印機、激光打印機及多功能一體機等，其基本工作過程 可以分為充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、定影、及清潔六個步驟。
[0003] 如圖1所示，充電步驟為充電輥4對感光鼓6表面進(jìn)行均勻地充電；曝光步驟為利 用感光鼓6的表面的光導(dǎo)特性，激光掃描系統(tǒng)3產(chǎn)生的激光束31使感光鼓6的表面曝光， 在感光鼓6的表面上形成靜電潛像；顯影步驟為粉倉中的色調(diào)劑顆粒1隨著顯影輥10的旋 轉(zhuǎn)而被出粉刀2擠壓摩擦帶上電荷，且在顯影輥10的表面上形成厚薄均勻的色調(diào)劑層，帶 電荷的色調(diào)劑顆粒在電場力的作用下從顯影輥10的表面轉(zhuǎn)移至感光鼓6的表面的被曝光 區(qū)域；轉(zhuǎn)印步驟為通過轉(zhuǎn)印輥9對紙張7充與色調(diào)劑顆粒所帶相反的電荷，紙張上的電荷將 吸附于感光鼓6的表面上的色調(diào)劑顆粒吸引至紙張上；定影步驟為通過上定影輥81與下壓 力輥82的作用，利用熱量及壓力使色調(diào)劑顆粒融化并滲入紙張的纖維中；清潔步驟為清潔 刮刀5將殘留于感光鼓6的表面上的色調(diào)劑顆粒清除，形成廢粉11收納于廢粉倉中。
[0004] 色調(diào)劑作為電子照相成像設(shè)備的打印耗材，在許多情況下，其含有母粒及添加至 該母粒外的外添加劑，其中，母粒主要由樹脂與著色劑構(gòu)成。在打印過程中，未被轉(zhuǎn)印至紙 張上的色調(diào)劑顆粒將作為廢粉被收納于廢粉倉中，在處理盒被遺棄或再生后，廢粉進(jìn)入生 態(tài)環(huán)境中，容易對環(huán)境產(chǎn)生不利影響，且降低對處理盒中色調(diào)劑的利用率。
[0005] 為了對廢粉倉中的廢粉進(jìn)行再利用，提高處理盒的頁產(chǎn)量，本申請人在公開日為 2012年7月4日，公布號為CN102540844A的中國發(fā)明專利申請中公開了一種可回收廢粉的 處理盒，由于處理盒在廢粉倉與粉倉之間設(shè)有一循環(huán)通道，使收納于廢粉倉中的廢粉循環(huán) 回粉倉中進(jìn)行再次打印利用，從而使處理盒的頁產(chǎn)量得到提高，降低了廢粉量。但是，由于 循環(huán)使用的色調(diào)劑經(jīng)過多次出粉刀的擠壓、多次充電、多次顯影等原因而使其帶電性能、疏 水性能及摩擦性能逐漸劣化，在打印過程容易出現(xiàn)粘出粉刀、粘感光鼓及粘充電輥的現(xiàn)象， 在打印的稿件上容易出現(xiàn)色密度衰減及底灰現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的主要目的是提供一種非磁性色調(diào)劑； 本發(fā)明的另一目的是提供上述非磁性色調(diào)劑的制備方法。
[0007] 為了實現(xiàn)上述主要目的，本發(fā)明提供的非磁性色調(diào)劑包括100重量份的色調(diào)劑母 粒及外添加劑，該外添加劑包括0. 5-1. 5重量份粒徑為7納米-20納米的小粒徑疏水性二 氧化硅，1. 0-2. 0重量份粒徑為50納米-200納米的大粒徑疏水性二氧化硅，0. 5-1. 5重量 份的導(dǎo)電性二氧化鈦，0-1. 〇重量份的疏水性二氧化鈦，〇-〇. 3重量份的氧化鋁，0-0. 3重量 份的硬脂酸鋅。
[0008] 由以上方案可見，通過在色調(diào)劑母粒外添加適量的大粒徑疏水性二氧化硅、小粒 徑疏水性二氧化硅及導(dǎo)電性二氧化鈦，改善非磁性色調(diào)劑的疏水性能、流動性能及充電性 能，加入疏水性二氧化鈦及硬脂酸鋅，改善制備得到的非磁性色調(diào)劑的充電性能、流動性能 及摩擦性能，減少在可回收廢粉處理盒中循環(huán)擠壓、充電及顯影過程中出現(xiàn)粘出粉刀、粘感 光鼓及粘充電輥的現(xiàn)象，使在常溫常濕條件下打印出的稿件的色密度效果好及底灰現(xiàn)象不 明顯；由于是非磁性色調(diào)劑，其不存在磁性顯影劑由于長期存儲而導(dǎo)致磁性性能降低，影響 打印效果，改善長期存儲性能及提高頁產(chǎn)量。上述組分的組合以及各組分的上述重量份數(shù) 范圍，是通過大量試驗確定的，上述組合以及重量份數(shù)范圍使制備成的非磁性色調(diào)劑具有 良好的打印性能。
[0009] 具體的方案為上述色調(diào)劑母粒的組分包括100重量份的苯丙樹脂，3-6重量份的 著色劑，2-4重量份的脫模劑及2-3重量份的電荷控制劑。
[0010] 更具體的方案為非磁性色調(diào)劑的組分包括100重量份的色調(diào)劑母粒，1. 5重量份 的小粒徑疏水性二氧化硅，1. 0重量份的大粒徑疏水性二氧化硅，1. 0重量份的疏水性二氧 化鈦，0. 5重量份的導(dǎo)電性二氧化鈦，0. 3重量份的氧化鋁，0. 3重量份的硬脂酸鋅；其中，色 調(diào)劑母粒的組分包括100重量份的本丙樹脂，6重量份的著色劑，4重量份的脫模劑及3重 量份的電荷控制劑。該組分的組合及各組分的重量份數(shù)使制備出的非磁性色調(diào)劑在低溫低 濕、常溫常濕及高溫高濕的打印環(huán)境均具有良好的打印性能。
[0011] 一種優(yōu)選的方案為上述組分中，疏水性二氧化鈦的粒徑為7納米-20納米，導(dǎo)電性 二氧化鈦的粒徑為50納米-500納米，氧化鋁的粒徑為7納米-50納米，硬脂酸鋅的粒徑為 20納米-100納米。使非磁性色調(diào)劑更容易制備及具有良好的打印性能。
[0012] 另一種優(yōu)選的方案為上述非磁性色調(diào)劑的體積分布中直徑值為8微米-12微米， 顆粒數(shù)目分布中，大于5微米的顆粒數(shù)目百分比為60%-90%。
[0013] 為了實現(xiàn)上述另一目的，本發(fā)明提供一種用于制備包括色調(diào)劑母粒及外添加劑的 非磁性色調(diào)劑的制備方法包括以下步驟：（1)混合步驟，按重量份數(shù)，將100份的苯丙樹 脂，3-6份的著色劑，2-4份的脫模劑及2-3份的電荷控制劑在高速混合機中以400轉(zhuǎn)/分 鐘-1200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速混合2分鐘-6分鐘，形成母粒原料混合物；（2)熔融混煉步驟，母 粒原料混合物經(jīng)雙螺桿混煉機在110攝氏度-140攝氏度的溫度下熔融混煉成混煉物；（3) 冷卻步驟，將混煉物冷卻至室溫；（4)粉碎分級步驟，冷卻后的混煉物經(jīng)粉碎成顆粒，并從 這些顆粒中分級出體積分布中直徑值為5微米-12微米的色調(diào)劑母粒；（5)添加混合篩選 步驟，按重量份數(shù)，在100份的色調(diào)劑母粒中加入0. 5-1. 5份粒徑為7納米-20納米的小粒 徑疏水性二氧化硅，1. 0-2. 0份粒徑為50納米-200納米的大粒徑疏水性二氧化硅，0-1. 0 份的疏水性二氧化鈦，0. 5-1. 5份的導(dǎo)電性二氧化鈦，0-0. 3份的氧化鋁及0-0. 3份的硬脂 酸鋅并在高速混合機中以600轉(zhuǎn)/分鐘-1200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速混合3分鐘-6分鐘，并從混 合物中篩選出體積分布中直徑值為8微米-12微米，顆粒數(shù)目分布中，大于5微米的顆粒數(shù) 目百分比為60%-90%的非磁性色調(diào)劑。使用該方法制備出的非磁性色調(diào)劑具有良好充電性 能、疏水性能、流動性能及摩擦性能，減少在可回收廢粉處理盒中循環(huán)擠壓、充電及顯影過 程中出現(xiàn)粘出粉刀、粘感光鼓及粘充電輥的現(xiàn)象，使在常溫常濕條件下打印出的稿件的色 密度效果好及底灰現(xiàn)象不明顯。
[0014] -個具體的方案為在上述粉碎分級步驟中，從顆粒中分級出體積分布中直徑為8 微米-12微米的色調(diào)劑母粒；在添加混合篩選步驟中，在篩選出的非磁性色調(diào)劑中，顆粒數(shù) 目分布中，大于5微米的顆粒數(shù)目百分比為75%。
[0015] 另一個具體的方案為上述粉碎分級步驟包括以下工序：（1)粗粉碎工序，先將冷 卻后的混煉物經(jīng)粗粉碎成粒徑小于1毫米的大顆粒；（2)細(xì)粉碎工序，大顆粒經(jīng)細(xì)粉碎而得 到色調(diào)劑母粒。
[0016] 再一個具體的方案為在上述組分中，疏水性二氧化鈦的粒徑為7納米-20納米，導(dǎo) 電性二氧化鈦的粒徑為50納米-500納米，氧化錯的粒徑為7納米-50納米，硬脂酸鋅的粒 徑為20納米-100納米。
[0017] 優(yōu)選的方案為上述母粒原料混合物由100重量份的粘結(jié)樹脂，6重量份的著色劑， 4重量份的脫模劑及3重量份的電荷控制劑混合而成；在添加混合篩選步驟中，在100重量 份的色調(diào)劑母粒中添加1. 5重量份的小粒徑疏水性二氧化硅，I. 0重量份的大粒徑疏水性 二氧化硅，I. 0重量份的疏水性二氧化鈦，0. 5重量份的導(dǎo)電性二氧化鈦，0. 3重量份的氧化 鋁及0.3重量份的硬脂酸鋅。
【附圖說明】
[0018] 圖1是現(xiàn)有電子照相成像設(shè)備的打印過程示意圖； 圖2是本發(fā)明非磁性色調(diào)劑制備方法的流程圖。
[0019] 以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實施方式】
[0020] 本發(fā)明非磁性色調(diào)劑的以下各實施例中的色調(diào)劑母粒由苯丙樹脂、著色劑、脫模 劑及電荷控制劑構(gòu)成。在制備好色調(diào)劑母粒后，在色調(diào)劑母粒外至少添加粒徑為7納米-20 納米的小粒徑疏水性二氧化硅，粒徑為50納米-200納米的大粒徑疏水性二氧化硅及導(dǎo)電 性二氧化鈦，有效地提高非磁性色調(diào)劑的疏水性能及帶電性能，避免在可回收廢粉處理盒 中循環(huán)進(jìn)行擠壓、顯影及充電過程中流動性與充電性的劣化，導(dǎo)電性二氧化鈦的粒徑優(yōu)選 為50納米