复印机用色调剂和载体双组份显影剂.pdf

本发明涉及复印机中静电成像的双组份显影剂，属物理学中仪表分部的照相类。
    在静电复印机中，按照被复制的文件或根据一影像信号输入，对活动的诸如感光器之类的记录部件进行曝光，便可在该记录部件上产生该被复印文件的静电潜影。在曝光以前，首先充电使该记录部件作好曝光准备，紧接曝光之后，在记录部件上的静电潜影便随之在显影单元显影，按当今的惯例，该显影单元包括一个或一个以上的磁刷，用以携带通常为载体和色调剂为混合物的显影剂，使该记录部件及其上的影像显影。接着，经显影的影像便在转印单元转印到例如一张纸的副本基质上，经过熔固定影，便产生经久不变的副本或复制件。每一种型号的复印机有固定的显影方式，根据显影方式不同，有的采用单组份显影剂，有的采用双组份显影剂。专利91101948.0，“磁性调色剂”和89100938，“用于静电成像的磁性调色剂”都是单组份显影剂。它不适用于施乐复印机，而施乐复印机要求双组份的显影剂，显影剂有诸多技术要求，例球型显影剂接触面大，显影密度大，图象不易拉丝，对显影剂自身和光导体表面磨擦损伤小，能相应提高使用寿命。原有国内生产的显影材料都无法与施乐复印机配套，其主要原因是色调色剂有严重粘热辊的现象，施乐复印机都采用热辊定影，老产品还有其它很多缺陷，如不适宜在刮板清洁的复印机上，容易粘硒鼓，容易粘显影剂，色调剂在显影过程中容易产生异性电荷，引起色调剂严重飞散，污染复印机，降低复印效率。另外，显影剂载体用原料、原先大多数采用片状铁粉，严重影响复印质量。

    本发明的目的是提供静电复印双组份显影剂及其制造方法，这种双组份显影剂用在施乐复印机，具有流动性好、无粘热辊现象，复印件字迹无脱落，图象清晰、无底灰，使用寿命长等特点。

    为实现本发明目的，提供显影剂载体的配方及制造工艺，提供色调剂的配方及制造工艺。色调剂在复印机上使用要求是必须满足不粘热辊，不粘硒鼓，不粘显影剂和带指定电荷等特性，色调剂地基本组成是树脂和碳黑，树脂是苯乙烯和甲基丙烯酸丁脂的共聚体，基本分子式如下：

    树脂在色调剂中所起的作用是粘结剂，经试验粘热辊现象主要原因是树脂采用低分子量共聚体，因为在定影过程中低分子聚合物分解，经热辊失去离型能力，热辊上所粘的图象又转印到复印机上，形成多余的图象使复印机无法工作，同时分子量低的聚合物机械强度很差，易粉碎，在复印过程中由于摩擦和碰撞，使色调剂再度粉碎，成为过细粉，使色调剂失去电性，在复印机中到处飞散，特别容易在光导体和载体表面形成薄膜，使用寿命迅速终止。为克服上述不利因素，树脂应采用机械强度适中，分子量也适中的聚合物，但树脂如果分子量过高，熔点也高，相应的定影温度也要提高，复印机机温也随着上升，对复印机寿命会带来不利因素。在他人发明中，其色调剂所用树脂用二种树脂-苯丁树脂、交联树脂混合及添加剂混合配制而成，本发明是在选用树脂中直接加入交联剂和树脂分子量调节剂，使树脂本身的分子量适中，树脂分子结构成网状型结构。其聚合方法称为本体聚合法，主要特点是聚合过程中无其他反应介质，同时也省略了回收工艺，也省略了单体分离工序，所得的共聚体树脂产品纯度高，具有适中的分子量、熔融温度和机械强度。其配方比为：甲基丙烯酸丁脂：聚丙烯：苯乙烯：二乙烯苯：过氧化叔丁醇＝50∶5∶100∶3∶4（重量份），其中聚丙烯是熔点调节剂，二乙烯苯是交联剂，过氧化叔丁醇是引发剂，它们的比份很少。制造工艺过程是：配料→混合→加温→粉碎→包装，即是将按上述配方将原料配好，放在反应釜内开动反应釜搅拌器，然后加温，升温至120-150℃左右，直到反应釜内聚合物达到所需的粘度，然后把反应釜中聚合物流入盘中，在温度100-130℃条件下恒温4-8小时，所得树脂的分子量在5000-50000，熔融温度在86℃±7℃，含水量在2.5%以下。色调剂另一基本组成是碳黑，它在色调剂中起色素作用，采用压缩性结构的多环芳香族表面的微晶平行碳素化合物，是六角网状配列，平面3-5层重合，内部方向属于不规则，表面微晶含有酸性基团，如羧基、酚羟基、羰基及内酯等各种基团，其比例取决于碳黑制造工艺，碳黑的色素高，可以提高调剂的纯黑度以及碳黑与树脂的亲和性，并使色调剂带电性良好，减少废粉飞散和提高复印效率。色调剂除了上述两个基本组成之外，还掺入适量电荷控制剂，流动性调节剂，因此色调色剂的配方是：树脂：碳黑：酞青兰：二氧化硅＝100∶10∶2∶3（重量份），其中酞青兰是电荷控制剂，二氧化硅是流动性调节剂，色调剂的工艺过程是配料→混合→塑炼→造粒→粗粉碎→细粉碎→分级→包装。即是按上述配方进行配料，将配好的料放入混和器中充分混合，然后将混和均匀的料放入塑炼机中充分塑炼，再后造粒，将粒子放入粗粉碎机中成60-120目的粒子，细粉碎工艺采用全刚玉超音速气流粉碎技术，即是将粗粒子放入超音速粉碎机中进行细粉碎，细粉碎后进行粒子分级，将大于20μm粒径的粒子再行粉碎，小于5μm的粒子进入捕集器，5-20μm的粒子是需要的成品，显影剂载体它包括一个基底和一个涂层，基底是载体芯子，涂层即是芯子周围的涂膜，显影剂载体的性能直接影响显影效果，载体的技术参数包括磁滞回线、磁通密度、球型率、粒度大小、粒度分布、表面电阻材料的元素分析等。复印机定型后要求显影剂的这些参数也是常数，施乐复印机要求载体芯子都是球形铁粉、磁通密度要求严格、有多种材料可以满足使用要求，如纯铁、B系铁氧体、Ni系铁氧体和硅铁等、本发明选用球形四氧化三铁，该材料其磁通密度在200-220EMμ/G（高斯/克）体积电阻率1012-1014（OM-Ω）。涂膜的性能与涂料和涂布工艺有关，它也直接影响到显影剂特性，涂料的机械特性，一般要求抗拉强度为10000-13000PSI（磅/平方英寸），抗弯强度为15000-17000PSI，除机械特性外，还有物理特性，即材料的表面能要小，对色调剂具有抗粘性能，即自滑性材料，如尼龙、聚丙烯、聚苯醚、聚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯以及这些材料的共聚体、混溶体等均能满足，本发明的涂料采用聚砜，显影剂载体的带电量和极性技术指标，带电量的大小和极性取决于材料本身和极性添加剂，一般有这样的规律，载体涂膜后与色调剂相互磨擦，涂层材料失去电子的载体呈正性，反之呈负性，失去和得到电子数量的多少就决定载体带电量的大小，因此载体涂料中除加入涂膜溶剂外还加入电荷调节剂，本可发明中涂膜溶剂采用三氯甲烷，电荷调节剂采用硅烷，所得载体带电量为15MC/G，经过二万次以上的模拟复印后带电量为14-16MC/g，说明带电量技术指标达到稳定要求。由此得到载体的配方是：球形四氧化三铁：聚砜：三氯甲烷：硅烷＝100∶3∶20∶1（重量份）。其工艺过程是：筛选→磁选→涂膜→固膜→筛选→成品，即是将球形四氧化三铁粉在磁力振动筛中进行筛选，将磁性不足的铁粉删掉，磁通密变要求在200-220EMμ/G（高斯/克），体积电阻率1012-1014（CM-Ω），再将选好的铁粉放入流化床涂膜机中涂膜（根据上述涂膜配方），涂好后进行固膜，固膜温度为120-180℃，时间1小时左右，固膜后取出冷却到室温，再用80-320目筛子筛选，就成为载体成品。

    本发明提供的双组份显影剂，具有流动性好，不粘热辊，复印件字迹无脱落，图象清晰、无底灰、使用寿命长等特点。