一種高濃度磁性碳粉及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種磁性碳粉及其制備工藝，尤其涉及一種高濃度的磁性碳粉及其制 備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常電子相片的干式顯像法，分為使用含碳粉和載體的雙性分系顯像劑的雙性成 分顯像方式和不使用載體只使用包含碳粉的單性分系顯像劑的單性成分顯像方式。當(dāng)中單 性成分顯像方式是一般能滿足顯像機(jī)的小型化和低價(jià)格，并維修保養(yǎng)也簡單。因上述原因 最近普及使用單性成分顯像方式的復(fù)印機(jī)、打印機(jī)，并印刷速度也明顯提高。
[0003] 為了搬運(yùn)碳粉顆粒，使用含載體顆粒的雙性分系顯像劑的雙性成分顯像方式的碳 粉不同，磁性單性分系碳粉使碳粉顆粒自行的流動(dòng)，對碳粉的移動(dòng)很大的影響。
[0004] 非磁性單性分系碳粉是利用金屬材質(zhì)或塑料等材質(zhì)制作的刮刀，給顯影輥加壓的 方式控制顯影輥上面形成的碳粉附著厚度，雙性分系碳粉是通過和載體的摩擦帶電移動(dòng)碳 粉，但磁性單性分系碳粉和雙性分系碳粉不同，磁性吸引力成為驅(qū)動(dòng)，通過顯影輥順暢的移 動(dòng)碳粉，經(jīng)過控制厚度負(fù)載(刮刀)被產(chǎn)生的摩擦，帶電給碳粉。
[0005] 于是磁性單性分系碳粉，要求控制厚度負(fù)載移動(dòng)流動(dòng)順暢，經(jīng)過長時(shí)間使用表面 磨損的顯影輥，隨著小磁輥表面平滑而產(chǎn)生帶電不均勻和碳粉相互稍結(jié)塊現(xiàn)象，導(dǎo)致顯影 輥的小磁輥表面產(chǎn)生波浪紋，最終打印圖像中有波浪紋污染可能性。
[0006] 于是過去，為了防止長時(shí)間使用的顯影輥的小磁輥表面產(chǎn)生波浪紋，降低碳粉的 流動(dòng)性，并增加碳粉經(jīng)過控制厚度負(fù)載時(shí)受的壓力，想減少波浪紋不良。但這樣的方法必然 導(dǎo)致碳粉的普及不僅惡化，不能得到圖像的均勻濃度，導(dǎo)致圖像不均勻的問題。
[0007] 于是更加需要研發(fā)，經(jīng)過長久使用表面磨損的顯影輥使用時(shí)，將良好的流動(dòng)性供 粉順暢，由均勻的帶電性在顯影輥上部形成均勻的碳粉層，能夠防止顯影輥的小磁輥上部 產(chǎn)生波浪紋導(dǎo)致圖像污染的磁性單性分系碳粉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種能防止碳粉結(jié)塊從而導(dǎo)致影像不均勻的現(xiàn)象并保持 影像濃度，防止影像污染的高濃度磁性碳粉，且能在長時(shí)間使用并已磨損的顯影輥上使用， 并保持較好的流動(dòng)性。
[0009] 本發(fā)明提供了 一種高濃度磁性碳粉，其配方的的技術(shù)方案是:所述磁性碳粉由如 下組分組成，按重量分?jǐn)?shù)比，磁性碳粉母粒子100份、疏水性二氧化硅1~4份、親水性二氧化 硅0.1~1份，以及氧化金屬粉末0.1~2份組成;其中，所述磁性碳粉母粒由如下成分組成，按 重量百分比：磁粉，20~70%;電荷調(diào)節(jié)劑，0.15~4%;離型劑;0.05~5%;樹脂粘合劑，余量。所述 疏水性二氧化硅由比表面積為130~230m 2/g和比表面積為20~80m2/g的疏水性二氧化硅組 成。所述比表面積20~80m 2/g的疏水性二氧化硅與比表面積130~230m2/g的疏水性二氧化硅 含量比為1:1~15。所述親水性二氧化硅的比表面積為200~320m 2/g。所述氧化金屬粉末可以 是氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氧化鈰、氧化鐵、氧化銅、氧化錫顆粒中的一種。所述磁 粉為磁鐵礦，鐵氧化合物或鐵，鈷、鎳、錳的合金或化合物，或強(qiáng)磁性合金，或磁性氧化物粉 末，其中磁粉的粒徑在Ιμπι以下為好。所述電荷調(diào)節(jié)劑為金屬偶氮染料或水楊酸化合物或尼 格洛辛染料或第四級(jí)銨鹽，其中當(dāng)不帶電時(shí)可使用金屬偶氮染料或水楊酸化合物，帶正電 時(shí)，可使用尼格洛辛染料或第四級(jí)銨鹽。離型劑為各種蠟類物質(zhì)或是低分子烯烴樹脂。優(yōu)選 的，低分子烯烴樹脂為聚丙烯、聚乙烯、丙乙烯共聚物。最優(yōu)選的，低分子烯烴樹脂為聚丙烯 共聚物。所述樹脂粘合劑是苯乙烯單體和丙烯酸酯或異丁烯酸酯組成的共聚物，或是聚酯 醋酸乙烯基、聚酯丙酸乙烯基、聚酯酪酸乙烯基、聚乙烯或是聚丙烯的乙烯系列聚合物，或 是苯乙烯丁二烯共聚物，苯乙烯異戊二烯共聚物，或者苯乙烯馬來酸共聚物的苯乙烯系列 共聚物，或是聚酯乙烯基乙醚、聚酯乙烯基酮、聚酯纖維、聚酰胺、聚氨酯、橡膠類、環(huán)氧樹 月旨、聚酯乙烯基、變性松脂、酚醛樹脂等單體或混合物使用。
[0010]本發(fā)明還提供了一種上述磁性碳粉的制備工藝，所述工藝包括如下步驟： (a) :向20~70%份磁粉中加入0.05~5%份離型劑和0.15~4%份電荷調(diào)節(jié)劑，粘合樹脂為 余量進(jìn)行充分混合； (b) :將經(jīng)過步驟(a)處理后的混合成分進(jìn)行高溫?cái)D出分散，粉碎分級(jí)后，篩分得到8.9μ m的碳粉母粒;優(yōu)選的，將母粒粒徑控制在5~30μηι; (c) :向上述碳粉母粒中加入小粒徑的疏水性二氧化硅0.5~1.5重量、大粒徑的疏水性 二氧化硅0.5~2.5重量，親水性二氧化硅0.1~1重量，氧化金屬粉末0.1~2重量，攪拌均勻， 得高濃度磁性碳粉。
[0011]優(yōu)選的技術(shù)方案:在100kg的苯乙稀丙稀樹脂中加入100kg鐵氧化合物，5kg錯(cuò)，2kg 鐵系偶氮染料進(jìn)行混合，并在高溫條件下進(jìn)行擠出分散，具體擠出工藝作為現(xiàn)有技術(shù)，在此 不一一贅述，粉碎分級(jí)后，獲得8.9μπι及以下的碳粉母粒，在往碳粉母粒中加入1.5kg小粒徑 疏水性二氧化硅，〇 . 5kg大粒徑疏水性二氧化硅，0 . lkg親水性二氧化硅，二氧化鈦粉末 2.0kg，混合均勻得高濃度磁性碳粉。
[0012]或:在100kg的苯乙稀丙稀樹脂中加入100kg鐵氧化合物，5kg錯(cuò)，2kg鐵系偶氮染料 進(jìn)行混合，并在高溫條件下進(jìn)行擠出分散，具體擠出工藝作為現(xiàn)有技術(shù)，在此不一一贅述， 粉碎分級(jí)后，獲得8.9μηι及以下的碳粉母粒，在往碳粉母粒中加入1.5kg小粒徑疏水性二氧 化娃，1. 〇kg大粒徑疏水性二氧化娃，0.5kg親水性二氧化娃，二氧化鈦粉末0.5kg，混合均勾 得高濃度磁性碳粉。
[0013]或:在100kg的苯乙稀丙稀樹脂中加入100kg鐵氧化合物，5kg錯(cuò)，2kg鐵系偶氮染料 進(jìn)行混合，并在高溫條件下進(jìn)行擠出分散，具體擠出工藝作為現(xiàn)有技術(shù)，在此不一一贅述， 粉碎分級(jí)后，獲得8.9μηι及以下的碳粉母粒，在往碳粉母粒中加入1.5kg小粒徑疏水性二氧 化娃，1.5kg大粒徑疏水性二氧化娃，1.0kg親水性二氧化娃，二氧化鈦粉末1.0kg，混合均勾 得高濃度磁性碳粉。
[0014] 本發(fā)明采用小粒徑比表面積在20~80m2/g疏水性二氧化硅的目的在于其可以防止 碳粉之間結(jié)塊而導(dǎo)致碳粉顆粒帶電不均勻，其能在碳粉經(jīng)過厚度負(fù)載之后，將碳粉均勻的 鋪展開且提高碳粉的帶電性，其中小粒徑的疏水性二氧化硅的比表面積優(yōu)選的在30~50m 2/
[0015] 而大粒徑的比表面積在130~230m2/g疏水性二氧化硅能提高碳粉的流動(dòng)性，且迅 速的移動(dòng)碳粉控制厚度負(fù)載，從而防止圖像濃度不均勻，其中大粒徑疏水性二氧化硅的比 表面積優(yōu)選的在150~200m2/g。
[0016] 當(dāng)小粒徑疏水性二氧化硅的比表面積在20~80m2/g時(shí)，大粒徑的疏水性二氧化硅 的比表面積低于130或大于230m 2/g會(huì)導(dǎo)致碳粉顆粒的流動(dòng)性下降，從而導(dǎo)致圖像出現(xiàn)斑點(diǎn) 等現(xiàn)象。
[0017] 當(dāng)大粒徑疏水性二氧化硅的比表面積在130~230m2/g時(shí)，小粒徑的疏水性二氧化 硅的比表面積小于20m 2/g時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致碳粉結(jié)塊，圖像出現(xiàn)水波紋裝污染，而小粒徑疏水性 二氧化硅的比表面積超過80m2/g，其能緩和碳粉通過控制厚度負(fù)載時(shí)的壓力，導(dǎo)致缺少摩 擦，從而降低摩擦產(chǎn)生的電荷，引起圖像濃度下降。
[0018] 當(dāng)親水性二氧化硅的比表面積不滿180m2/g時(shí)，碳粉相互結(jié)塊并易于發(fā)生顯影輥 表面水波紋污染，導(dǎo)致打印的圖像也出現(xiàn)水波紋污染，超過320m 2/g時(shí)候，被比表面積小的 疏水性二氧化硅，緩和碳粉通過控制厚度負(fù)載時(shí)的壓力，并缺少摩擦帶電效果導(dǎo)致圖像濃 度下降的問題。
[0019] 將上述兩種粒徑的疏水性二氧化硅和親水性二氧化硅混合使用，可防止磁輥上碳 粉結(jié)塊，并可通過外加添加劑提高碳粉的黑度。
[0020] 氧化金屬粉末的使用量控制在0.1~2個(gè)重量分?jǐn)?shù)比，如低于0.1的重量分?jǐn)?shù)比，將 降低其防止鼓芯污染的效果，超過2的重量分?jǐn)?shù)比，將增加鼓芯磨損現(xiàn)象。
[0021] 本發(fā)明的有益效果在于:碳粉的凝聚度低、流動(dòng)性強(qiáng)，在顯影輥中供應(yīng)順暢，且不 會(huì)結(jié)塊，自行的在顯影輥上形成均勻的碳粉層，且圖像穩(wěn)定，打印時(shí)不會(huì)出現(xiàn)波浪形污染， 圖像密度高，延長顯影輥的耐用時(shí)間。
【具體實(shí)施方式】 [0022] 實(shí)施例1。
[0023]在100kg的苯乙稀丙稀樹脂中加入100kg鐵氧化合物，5kg錯(cuò)，2kg鐵系偶氮染料進(jìn) 行混合，并在高溫條件下進(jìn)行擠出分散，具體擠出工藝作為現(xiàn)有技術(shù)，在此不一一贅述，粉 碎分級(jí)后，獲得8.9μηι及以下的碳粉母粒，在往碳粉母粒中加入0.5kg小粒徑疏水性二氧化 娃，0.5kg大粒徑疏水性二氧化娃，0. lkg親水性二氧化娃，二氧化鈦粉末0.5kg，混合均勾得 高濃度磁性碳粉。
[0024] 實(shí)施例2。
[0025] 同實(shí)施例1，其區(qū)別在于:所述小粒徑疏水性二氧化硅添加量為0.5kg，大粒徑疏水 性二氧化硅添加量為lkg，親水性二氧化硅的添加量為0.5kg，二氧化鈦粉末lkg。
[0026] 實(shí)施例3。
[0027] 同實(shí)施例1，其區(qū)別在于:所述小粒徑疏水性二氧化硅添加量為0.5kg，大粒徑疏水 性二氧化硅添加量為1.5kg，親水性二氧化硅的添加量為1.0kg，