磁性碳粉的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型的磁性碳粉，其包括母體顆粒和外添加，母體顆粒包括粘合劑樹(shù)脂、脫模劑、著色劑和電荷控制劑，外添加劑被添加到母體調(diào)色劑顆粒的表面，外添加劑包括平均初級(jí)顆粒直徑為約30至約100nm的負(fù)電荷型大微粒二氧化硅、鈦酸鍶和硬脂酸鈣。該磁性碳粉具有改進(jìn)的熔合性能和圖像光澤，同時(shí)由于色彩化而保證了重疊圖像的耐久性。
【專利說(shuō)明】磁性碳粉
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及靜電顯影【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種新型的磁性碳粉。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，廣泛使用例如激光打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等電子照相圖像處理裝置。所述裝置如下所述形成所需的圖像:使用激光在感光體上形成潛像，利用電勢(shì)差將調(diào)色劑傳送至感光體上的潛像，然后將圖像轉(zhuǎn)印至印刷介質(zhì)，例如紙。
[0003]近來(lái)，例如用于電子照相的激光束打印機(jī)(LBP)、多功能機(jī)、彩色復(fù)印機(jī)等成像裝置得到廣泛使用，并需要提高所述裝置的圖像質(zhì)量。不同于單色激光打印機(jī)，彩色激光打印機(jī)使用四種基本色彩的調(diào)色劑(青色、品紅色、黃色和黑色)實(shí)現(xiàn)了各種顏色。例如，品紅色和黃色一起使用來(lái)實(shí)現(xiàn)紅色。因而，彩色激光打印機(jī)形成的圖像調(diào)色劑層厚于單色激光打印機(jī)形成的圖像調(diào)色劑層。彩色打印機(jī)需要高于單色激光打印機(jī)的熔合性能，以在調(diào)色劑圖像上保持較厚的顯影劑層的熔合性能(fusing properties)。
[0004]出于環(huán)境問(wèn)題的考慮而降低用紙量以及滿足用戶的需求，對(duì)雙面打印存在很大的需求。與單面打印相比，雙面打印由于熱偏移而污染背面的風(fēng)險(xiǎn)以及使熔合單元(fusingunit)發(fā)生各種夾紙堵塞的風(fēng)險(xiǎn)較高。為解決這些問(wèn)題，將脫模劑捏合并分散到調(diào)色劑中。然而，在選擇合適的捏合條件以及脫模劑類型方面存在許多的困難。
[0005]在單色印刷的情況下，無(wú)光澤印刷是優(yōu)選的，以防止由于刺眼而造成的眼睛疲勞以及便于復(fù)制。然而，由于對(duì)圖形和實(shí)像印刷的期望隨著色彩化而提高，因而對(duì)例如相片等高光澤印刷的需求日益增加。
[0006]在許多具有聞光澤的調(diào)色劑中，耐久性和圖像質(zhì)量隨著使用時(shí)間的增加而劣化。已進(jìn)行了許多嘗試來(lái)克服這些問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了提供一種新型的磁性碳粉，其具有改進(jìn)的熔合性能和圖像光澤，同時(shí)由于色彩化而保證了重疊圖像的耐久性。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新型的磁性碳粉，其包括母體顆粒和外添加，母體顆粒包括粘合劑樹(shù)脂、脫模劑、著色劑和電荷控制劑，外添加劑被添加到母體調(diào)色劑顆粒的表面，外添加劑包括平均初級(jí)顆粒直徑為約30至約IOOnm的負(fù)電荷型大微粒二氧化硅、鈦酸鍶和硬脂酸鈣。
[0009]其中，粘合劑樹(shù)脂的實(shí)例包括苯乙烯類共聚物，例如聚苯乙烯、聚對(duì)氯苯乙烯、聚α -甲基苯乙烯、苯乙烯-氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸α -氯甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-馬來(lái)酸共聚物、以及苯乙烯-馬來(lái)酸酯。
[0010]其中，電荷控制劑包括負(fù)電性電荷控制劑和正電性電荷控制劑。
[0011]其中，所述脫模劑選用乙烯蠟、聚丙烯蠟、米蠟、微晶蠟、石蠟、費(fèi)托蠟、氧化聚乙烯蠟、巴西棕櫚蠟、褐煤酸酯蠟、脫酸巴西棕櫚蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、月桂酸鈣、硬脂酸鎂或科萊恩。
[0012]其中，著色劑為黑色的磁性材料，磁性材料具體可以包括四氧化三鐵、Y-三氧化二鐵、磁鐵礦粉末、氧化鋅鐵、氧化釔鐵、氧化鈣鐵、氧化釓鐵、氧化銅鐵、氧化鉛鐵、氧化鎳鐵、氧化釹鐵、氧化鋇鐵、氧化鎂鐵、氧化錳鐵、氧化鑭鐵、鐵粉、鈷粉和鎳粉等。本發(fā)明優(yōu)選四氧化三鐵或Y-三氧化二鐵。
[0013]其中，所述母體顆粒中，粘合劑樹(shù)脂100重量份，脫模劑0.1-10重量份，著色劑10-20重量份，電荷控制劑0.1-10重量份。
[0014]其中，基于100重量份的母體顆粒，所述大微粒二氧化硅的量為0.1至3.5重量份。
[0015]其中，基于100重量份的母體顆粒，所述鈦酸鍶的重量份為1-3重量份。
[0016]基于100重量份的母體顆粒，所述硬脂酸鈣的重量份為0.4-1.0重量份。
[0017]本發(fā)明還提供了上述磁性碳粉的制備方法，具體為:
[0018]第一步，把上述的粘結(jié)樹(shù)脂、著色劑、電荷控制劑及脫模劑按上述比例在高速混合機(jī)內(nèi)混合均勻，利用擠出機(jī)來(lái)進(jìn)行熔融混合，經(jīng)擠出機(jī)擠出壓片后，輸入球磨機(jī)粗粉碎，進(jìn)一步經(jīng)過(guò)氣流粉碎機(jī)粉碎分級(jí)得到半成品。按照平均粒徑的要求來(lái)進(jìn)行分級(jí)，顆粒的體積平均粒徑Dv優(yōu)選4-12 μ m,進(jìn)一步優(yōu)選為7-10 μ m,并且體積平均粒徑與顆粒平均粒徑的比值 Dv/Dp 在 1.0-1.3，優(yōu)選為 1-1.25 ；
[0019]第二步，上述半成品中再加入外添加劑制成本發(fā)明產(chǎn)品。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021]本發(fā)明提供的新型的磁性碳粉，其具有改進(jìn)的熔合性能和圖像光澤，同時(shí)由于色彩化而保證了重疊圖像的耐久性。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下采用實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0023]本發(fā)明提供了一種新型的磁性碳粉，其包括母體顆粒和外添加，母體顆粒包括粘合劑樹(shù)脂、脫模劑、著色劑和電荷控制劑，外添加劑被添加到母體調(diào)色劑顆粒的表面，外添加劑包括平均初級(jí)顆粒直徑為約30至約IOOnm的負(fù)電荷型大微粒二氧化硅、鈦酸鍶和硬脂酸鈣。
[0024]粘合劑樹(shù)脂的實(shí)例包括苯乙烯類共聚物，例如聚苯乙烯、聚對(duì)氯苯乙烯、聚α -甲基苯乙烯、苯乙烯-氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸α -氯甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-馬來(lái)酸共聚物、以及苯乙烯-馬來(lái)酸酯。其它粘合劑樹(shù)脂包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、以及它們的共聚物、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、環(huán)氧樹(shù)脂、聚乙烯醇縮丁醛樹(shù)脂、松香、改性松香、萜樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、脂族烴或脂環(huán)族烴樹(shù)脂、芳族石油樹(shù)脂、氯化石蠟和石蠟，等等，或它們的混合物。在這些樹(shù)脂中，聚酯樹(shù)脂具有優(yōu)異的熔合性能和透明度，適合用于彩色顯影劑。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，粘合劑樹(shù)脂主要由高粘度聚酯樹(shù)脂和低粘度聚酯樹(shù)脂的共混物組成。與低粘度聚酯樹(shù)脂的值相比，高粘度聚酯樹(shù)脂優(yōu)選具有較高的重均分子量、高凝膠含量、較高的酸值和較高玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度。
[0025]電荷控制劑包括負(fù)電性電荷控制劑和正電性電荷控制劑；所述的負(fù)電性電荷控制劑為有機(jī)金屬絡(luò)合物或螯合物；所述正電性電荷控制劑為苯胺黑及其改性產(chǎn)物、脂肪酸金屬鹽或含有季胺鹽的鎗鹽，如三丁基苯甲基銨-1-羥基-4-萘酚磺酸鹽以及四丁基銨四氟硼酸鹽。
[0026]所述脫模劑選用乙烯蠟、聚丙烯蠟、米蠟、微晶蠟、石蠟、費(fèi)托蠟、氧化聚乙烯蠟、巴西棕櫚蠟、褐煤酸酯蠟、脫酸巴西棕櫚蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、月桂酸鈣、硬脂酸鎂或科萊恩。
[0027]著色劑為黑色的磁性材料，磁性材料具體可以包括四氧化三鐵、Y -三氧化二鐵、磁鐵礦粉末、氧化鋅鐵、氧化釔鐵、氧化鈣鐵、氧化釓鐵、氧化銅鐵、氧化鉛鐵、氧化鎳鐵、氧化釹鐵、氧化鋇鐵、氧化鎂鐵、氧化錳鐵、氧化鑭鐵、鐵粉、鈷粉和鎳粉等。本發(fā)明優(yōu)選四氧化二鐵或Y-二氧化二鐵。
[0028]所述母體顆粒中，粘合劑樹(shù)脂100重量份，脫模劑0.1-10重量份，著色劑10-20重量份，電荷控制劑0.1-10重量份。
[0029]基于100重量份的母體顆粒，所述大微粒二氧化硅的量為0.1至3.5重量份。
[0030]基于100重量份的母體顆粒，所述鈦酸鍶的重量份為1-3重量份。
[0031]基于100重量份的母體顆粒，所述硬脂酸鈣的重量份為0.4-1.0重量份。
[0032]本發(fā)明還提供了上述磁性碳粉的制備方法，具體為:
[0033]第一步，把上述的粘結(jié)樹(shù)脂、著色劑、電荷控制劑及脫模劑按上述比例在高速混合機(jī)內(nèi)混合均勻，利用擠出機(jī)來(lái)進(jìn)行熔融混合，經(jīng)擠出機(jī)擠出壓片后，輸入球磨機(jī)粗粉碎，進(jìn)一步經(jīng)過(guò)氣流粉碎機(jī)粉碎分級(jí)得到半成品。按照平均粒徑的要求來(lái)進(jìn)行分級(jí)，顆粒的體積平均粒徑Dv優(yōu)選4-12 μ m,進(jìn)一步優(yōu)選為7-10 μ m,并且體積平均粒徑與顆粒平均粒徑的比值 Dv/Dp 在 1.0-1.3，優(yōu)選為 1-1.25 ；
[0034]第二步，上述半成品中再加入外添加劑制成本發(fā)明產(chǎn)品。
[0035]實(shí)施例1磁性碳粉的制備
[0036]把IOOg粘結(jié)樹(shù)脂聚苯乙烯、15g著色劑四氧化三鐵、3g電荷控制劑三丁基苯甲基銨-1-羥基-4-萘酚磺酸鹽及3g脫模劑乙烯蠟按上述比例在高速混合機(jī)內(nèi)混合均勻，利用擠出機(jī)來(lái)進(jìn)行熔融混合，經(jīng)擠出機(jī)擠出壓片后，輸入球磨機(jī)粗粉碎，進(jìn)一步經(jīng)過(guò)氣流粉碎機(jī)粉碎分級(jí)得到半成品。按照平均粒徑的要求來(lái)進(jìn)行分級(jí)，顆粒的體積平均粒徑DvS μ m,并且體積平均粒徑與顆粒平均粒徑的比值Dv/Dp在1.1，取100g上述半成品中再加入3g平均初級(jí)顆粒直徑為50nm的二氧化硅、2g鈦酸鍶、0.Sg硬脂酸鈣作為外添加劑制成本發(fā)明產(chǎn)品。
[0037]圖像評(píng)價(jià)方法
[0038]基于L/L和H/H條件下的運(yùn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)測(cè)量熔合性能、光澤度以及耐久性進(jìn)行圖像評(píng)價(jià)。
[0039]用于評(píng)價(jià)的打印機(jī)
[0040]輸出模式:單程模式
[0041]處理速度:125mm/sec
[0042]熔合裝置溫度:180°C
[0043]熔合性能的評(píng)價(jià)
[0044]在低溫低濕條件下(10±1°C /10±2RH% ),通過(guò)測(cè)量帶模式(taping mode)中打印機(jī)每種顏色的密實(shí)圖像(solid image),來(lái)評(píng)價(jià)熔合性能,并表示為百分比。
[0045]帶模式:將膠粘帶(Scotch810,由3M公司制造)附著于印刷圖像，然后使500g的擺錘在被粘附的膠粘帶上往復(fù)三次，并使膠粘帶以180°的角度與圖像分離。得到分離后的圖像濃度相對(duì)于初始圖像濃度的百分比。
[0046]光澤度的評(píng)價(jià)
[0047]在低溫低濕的條件下(10土 1°C /10±2RH% )，使用光澤計(jì)，以60°的角度，評(píng)價(jià)CMYK混合黑色圖像(印刷圖像)的光澤度。
[0048]測(cè)定一次熔合循環(huán)之后的圖像(熔合裝置旋轉(zhuǎn)一圈之后的熔合圖像)其右部、中部和左部的光澤度，并得到平均值。
[0049]光澤計(jì):Micro_TR1-gloss,BYK 制造。
[0050]耐久性的評(píng)價(jià)
[0051]在H/H條件下，通過(guò)測(cè)定密實(shí)圖像損失發(fā)生的時(shí)間，來(lái)評(píng)價(jià)耐久性。
[0052]H/H條件:溫度30~35°C，相對(duì)濕度80~85 %
[0053]圖像:對(duì)于每種顏色，5%覆蓋度的圖像
[0054]圖像損失是一種感官測(cè)試，是指隨著壽命試驗(yàn)的進(jìn)行，密實(shí)圖像底部因調(diào)色劑物理性質(zhì)的改變(充電量和表面性質(zhì)的改變，流動(dòng)性的下降)而變薄的現(xiàn)象。
[0055]評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
[0056]2,000張或以下具有圖像損失一不合格
[0057]2，000~4，000張具有圖像損失一可接受
[0058]4, 000張或以上不具有圖像損失一良好
[0059]評(píng)價(jià)結(jié)果
[0060]表1
[0061]
【權(quán)利要求】
1.一種新型的磁性碳粉，其特征在于:包括母體顆粒和外添加，母體顆粒包括粘合劑樹(shù)脂、脫模劑、著色劑和電荷控制劑，外添加劑被添加到母體調(diào)色劑顆粒的表面，外添加劑包括平均初級(jí)顆粒直徑為約30至約IOOnm的負(fù)電荷型大微粒二氧化硅、鈦酸鍶和硬脂酸鈣。
2.如權(quán)利要求1所述的磁性碳粉，其特征在于:粘合劑樹(shù)脂的實(shí)例包括苯乙烯類共聚物，例如聚苯乙烯、聚對(duì)氯苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、苯乙烯-氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸α -氯甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-馬來(lái)酸共聚物、以及苯乙烯-馬來(lái)酸酯。
3.如權(quán)利要求1或2所述的磁性碳粉，其特征在于:電荷控制劑包括負(fù)電性電荷控制劑和正電性電荷控制劑。
4.如權(quán)利要求1至3所述的磁性碳粉，其特征在于:所述脫模劑選用乙烯蠟、聚丙烯蠟、米蠟、微晶蠟、石蠟、費(fèi)托蠟、氧化聚乙烯蠟、巴西棕櫚蠟、褐煤酸酯蠟、脫酸巴西棕櫚蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、月桂酸鈣、硬脂酸鎂或科萊恩。
5.如權(quán)利要求1至4所述的磁性碳粉，其特征在于:著色劑為黑色的磁性材料，磁性材料具體可以包括四氧化三鐵、Y -三氧化二鐵、磁鐵礦粉末、氧化鋅鐵、氧化釔鐵、氧化鈣鐵、氧化釓鐵、氧化銅鐵、氧化鉛鐵、氧化鎳鐵、氧化釹鐵、氧化鋇鐵、氧化鎂鐵、氧化錳鐵、氧化鑭鐵、鐵粉、鈷粉和鎮(zhèn)粉等。本發(fā)明優(yōu)選四氧化二鐵或Y-二氧化二鐵。
6.如權(quán)利要求1至5所述的磁性碳粉，其特征在于:所述母體顆粒中，粘合劑樹(shù)脂100重量份，脫模劑0.1-10重量份，著色劑10-20重量份，電荷控制劑0.1-10重量份。
7.如權(quán)利要求1至6所述的磁性碳粉，其特征在于:基于100重量份的母體顆粒，所述大微粒二氧化硅的量為0.1至3.5重量份。
8.如權(quán)利要求1至7所述的磁性碳粉，其特征在于:基于100重量份的母體顆粒，所述鈦酸鍶的重量份為1-3重量份。
9.如權(quán)利要求1至8所述的磁性碳粉，其特征在于:基于100重量份的母體顆粒，所述硬脂酸鈣的重量份為0.4-1.0重量份。
10.權(quán)利要求1至9所述磁性碳粉的制備方法，其特征在于: 第一步，把上述的粘結(jié)樹(shù)脂、著色劑、電荷控制劑及脫模劑按上述比例在高速混合機(jī)內(nèi)混合均勻，利用擠出機(jī)來(lái)進(jìn)行熔融混合，經(jīng)擠出機(jī)擠出壓片后，輸入球磨機(jī)粗粉碎，進(jìn)一步經(jīng)過(guò)氣流粉碎機(jī)粉碎分級(jí)得到半成品。按照平均粒徑的要求來(lái)進(jìn)行分級(jí)，顆粒的體積平均粒徑Dv優(yōu)選4-12 μ m,進(jìn)一步優(yōu)選為7-10 μ m,并且體積平均粒徑與顆粒平均粒徑的比值Dv/Dp 在 1.0-1.3，優(yōu)選為 1-1.25 ； 第二步，上述半成品中再加入外添加劑制成本發(fā)明產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】G03G9/097GK103543621SQ201310452767
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】劉超 申請(qǐng)人:劉超