CN102103353A - 激光打印机、复印机废弃碳粉的回收再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光打印机、复印机废弃碳粉的回收再生方法，旨在提供一种工艺简易、回收成本较低、回收效果好的激光打印机、复印机废弃碳粉的回收再生方法。本发明包括以下步骤：回收集中步骤，对激光打印机和/或激光复印机的废弃碳粉进行回收、集中；干燥步骤，对回收的废弃碳粉进行干燥；表面改性处理步骤，使用高速混合机对回收的废弃碳粉进行表面改性处理；筛分步骤，对所述表面改性处理步骤中所生成的半成品碳粉进行筛分，去除混合所产生的结块。本发明可广泛应用于激光打印机、复印机废弃碳粉的回收领域。

Description

激光打印机、复印机废弃碳粉的回收再生方法

技术领域

本发明涉及一种激光打印机、复印机废弃碳粉的回收再生方法。

背景技术

碳粉是激光打印机和复印机的显影材料，颗粒大多在10微米以下，一般储存在可更换的粉盒内。除打印过程中产生少量废粉外，粉盒在完成使用寿命后，还会有一些剩余碳粉残存在粉盒的储粉容器内。特别是各打印机厂商发明了计数芯片后，剩余碳粉的残存量变得更大了，有些甚至接近50%。这就造成了巨大的浪费，并且给环境造成极大污染。为了解决这一问题，目前已经有一些专利涉及到了这些废弃碳粉的再生。

专利号为01127963.X的专利《复印机废弃墨粉处理工艺》披露了把废弃碳粉通过热裂解制成燃油的方法，但是该工艺处理成本很高，没有经济效益。

专利号为200410026639.3的专利《被废弃的激光打印机和复印机用粉末色调剂的再生方法》提出了一种对废弃碳粉的再生利用的方法。其工艺包括低温干燥、摩擦干洗、分选，之后把得到的废弃碳粉作为原材料，按照正常的机械法生产碳粉的工艺进行处理，虽然处理出来的碳粉打印品质得到提升，但是其工艺过于复杂，而且分选工艺会造成小颗粒的废弃碳粉无法回收利用，仍然会对环境造成一定的污染。另外，机械法生产碳粉本身也会产生很多不可利用的小颗粒碳粉。

申请号为200810026880.4的专利《废弃墨粉的分类方法及分类后的再生利用方法》提出了一种对废弃碳粉的分类方法和再生利用方法。其中分类方法将碳粉按照体积平均粒径的大小（共5级）、磁性或非磁性、熔融指数，以及是废弃碳粉还是碳粉工厂产生的微粉进行了分类。但是其分类过于复杂，并且其按照熔融指数区分该碳粉用于高速机还是低速机的方法，并不完全准确。该专利还对分类后的碳粉给出了不同的处理方法，但是只对体积平均粒径在5微米以上的磁性废弃碳粉给出了有效的再生方法，5微米以下的则只是加以利用，而并非再生，大大降低了废弃碳粉的利用价值。该专利的再生方法包含以下工艺：风选、筛选、干洗、充磁、整形、精细分级、表面处理。其处理工艺较为复杂，并且由于在处理过程中将非磁性的碳粉分离出去了，所以非磁性碳粉没有回收利用，而目前市场价格高昂的彩色打印机或复印机碳粉，绝大多数是非磁性的，这使得该专利的经济效益大大降低了。

专利号为ZL200410015490.9的专利《电子照相成像设备用碳粉再生方法》给出了一种经过筛分、精选、分级、添加、过筛、包装等过程，对废碳粉进行再生的方法。该方法主要针对的是单色（即黑色）打印机废粉进行回收，对于彩色碳粉则完全不适用。因为彩色打印机的废碳粉往往是不同颜色混合在一起了，跟正常彩色打印机洋红、天蓝、黄、黑四种颜色相差都非常大。如果依照该专利将废碳粉以25-85%的添加量与成品碳粉混合，得到的最终产品将完全不能符合正常打印的要求。另外，该专利没有涉及碳粉的干燥处理，而回收的碳粉常常存在受潮的问题，如果不进行干燥处理就使用该专利所述的方法进行再生，往往无法达到预期效果。还有，该专利也以分级的方法对小颗粒碳粉进行了剔除处理，仍然没有做到完全利用。再就是因为需要将废碳粉与成品碳粉按比例混合，一旦做出来的产品不合格，不但没有使废碳粉得到利用，反而使得本来可以正常使用的碳粉变成了不能用的碳粉，经济上不合算。

综上所述，现有的碳粉回收技术存在工艺复杂、回收过程繁琐、回收成本高、回收效果差的技术缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简易、回收成本较低、回收效果好的激光打印机、复印机废弃碳粉的回收再生方法。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括以下步骤：

回收集中步骤：对激光打印机和/或激光复印机的废弃碳粉进行回收、集中；

干燥步骤：对回收的废弃碳粉进行干燥，所述干燥步骤中采用加热干燥方式和/或抽真空干燥方式，采用加热干燥方式时，加热的温度低于碳粉的玻璃化温度；

表面改性处理步骤：在高速混合机内对回收的废弃碳粉进行表面改性处理，所述表面改性处理步骤在高速混合机上完成，并加入表面改性添加剂，所述表面改性添加剂采用二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、硬脂酸的金属盐、氟类聚合物粉末、颜料、电荷控制剂、硅油中的一种或几种的组合；

筛分步骤：对所述表面改性处理步骤中所生成的半成品碳粉进行筛分，去除混合所产生的结块，从而得到可正常使用的碳粉。

按重量百分比，所述表面改性添加剂的添加量为0.1～5.0%。

进一步，本发明还包括分选步骤，所述分选步骤在所述回收集中步骤之后，所述分选步骤中采用振动筛去除回收碳粉中掺入的杂物。如果所回收的碳粉目视不存在过多杂质，则可省略所述分选步骤。

本发明还包括特性测试步骤，所述特性测试步骤在所述分选步骤之后，在所述特性测试步骤中对所述回收集中步骤收集的碳粉的颗粒粒径分布、熔融指数、软化点、玻璃化温度、体积电阻率、带电量特性、含水量、流动性进行测试，并根据测试结果综合判断碳粉可适用的机器型号。如果所回收的碳粉所适用的机器型号明确，则可省略所述特性测试步骤。

本发明的有益效果是：本发明主要包括回收集中步骤、干燥步骤、表面改性处理步骤、筛分步骤，在具体回收实施中，工艺较简易，能够快速实现对废弃碳粉的回收，与现有技术相比，本发明的工艺步骤得到有效简化，并且回收针对性强，回收效果好，回收过程中无需添加正常碳粉。经回收后得到的碳粉能达到与原装碳粉同等的打印品质。

具体实施方式

本发明包括以下步骤：

回收集中步骤：对激光打印机和/或激光复印机的废弃碳粉进行回收、集中；     干燥步骤：对回收的废弃碳粉进行干燥，回收的碳粉由于长期未加保护任意存放，通常存在受潮的现象，严重影响碳粉的打印品质，所以必须加以干燥，所述干燥步骤中可以采用加热干燥方式或抽真空干燥方式，或者两者兼有的干燥方式等，在采用加热干燥方式时必须注意控制加热的温度低于碳粉的玻璃化温度，以避免碳粉结块；     表面改性处理步骤：使用高速混合机对回收的废弃碳粉进行表面改性处理，所述表面改性处理步骤在高速混合机上完成，并加入表面改性添加剂，所述表面改性添加剂采用二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、硬脂酸的金属盐、氟类聚合物粉末、颜料（如磁粉、炭黑等）、电荷控制剂、硅油中的一种或几种的组合，本步骤的主要作用在于提高回收碳粉的摩擦带电量，以及环境适应能力，同时还具有提高碳粉流动性、转印率、可清洁性，以及对碳粉颗粒进行隔离避免团聚的效果，另外还可以屏蔽回收碳粉中一些微小颗粒的杂质所产生的影响，磁性粉中加入磁粉还能提高碳粉的磁性能，以及色密度等，   以上表面改性添加剂在实际加入的时候应该根据被处理的回收碳粉的需要进行选择，可以使用一种，也可以使用两种或以上进行组合。按重量百分比，所述表面改性添加剂的添加量为0.1～5.0%；     筛分步骤：对所述表面改性处理步骤中所生成的半成品碳粉进行筛分，去除混合所产生的结块，所述筛分步骤中可以使用120目或者更大目数的超声波振动筛进行筛分，也可以使用旋风筛、普通振动筛或其它筛分装置进行过筛，筛分步骤主要目的是去除高速混合过程中产生的结块。

本发明所涉及的废弃碳粉是指激光打印机或复印机粉盒在使用寿命结束后，其储粉容器中所剩余的碳粉，废粉是指激光打印机或复印机工作过程中，从粉盒的储粉容器中转移到感光鼓上，但是并没有进一步从感光鼓上转印到打印介质（一般为纸）上，而是沾在感光鼓上，并最终被紧贴感光鼓的清洁刮刀清洁下来进入废粉储存器的碳粉。由于废粉通常存在带电量偏低、粒径偏小、内部成分不均匀等缺陷，所以其含量越低打印品质越易控制，回收过程中应尽量避免将废粉混入剩余碳粉中。如果经目视发现回收碳粉的颜色与正常碳粉存在明显偏差，则说明其中的废粉过多，将无法进行回收。

剩余碳粉回收过程中，还有一个重要原则就是应该尽量按照打印机型号的不同对其剩余碳粉进行分类回收。除非不同型号的碳粉在各项理化指标上都比较接近，并且其对应的不同型号打印机在打印速度、定影温度、显影偏压等指标上比较接近，才可以放到一起进行回收。

在实际回收过程中，根据需要，本发明还包括分选步骤，所述分选步骤在所述回收集中步骤之后，所述分选步骤中采用振动筛去除回收碳粉中掺入的杂物，所述分选步骤中可以使用100目或更大目数的超声波振动筛进行，也可以使用旋风筛、普通振动筛等其它分选装置进行分选。主要目的是去除回收碳粉中有可能存在的纸屑、注塑件等体积较大的杂物。如果能确保回收过程中不存在体积较大的杂物掺入，则所述分选步骤可以省略。

针对不能明确型号的碳粉，在回收时，本发明还包括特性测试步骤，所述特性测试步骤在所述分选步骤之后，在所述特性测试步骤中对所述分选步骤后的碳粉的颗粒粒径分布、熔融指数、软化点、玻璃化温度、带电量特性、含水量、流动性进行测试，以明确碳粉所适用的机器型号。其中，颗粒粒径分布由电阻法颗粒计数器，或其它能测试颗粒大小并予以统计的仪器进行测试。熔融指数使用熔融指数仪进行测试。软化点使用专业的软化点测试仪器进行测试。玻璃化温度使用DSC或其它专业仪器进行测试。带电量使用带法拉第筒的带电量测试仪进行测量。体积电阻率、含水量、流动性使用相关专业仪器进行测试。以上各测试项目所用的仪器也可以是其它可替代的仪器。

下面通过实例来进一步说明本发明，但本发明并不受实例限制。

实施例一

将HP2600剩余碳粉按照红黄蓝黑四种颜色进行分类回收，因为回收过程得到严格控制，所以该剩余碳粉无需进行分选处理，经测试其含水量也符合要求，所以直接取红色碳粉1公斤，按照重量百分比，所述表面改性添加剂的添加量为0.12%，其中加入小粒径的二氧化硅8.0g，加入大粒径的二氧化硅4.0g，在高速混合机内高低速交错混合约6分钟。然后将所得碳粉使用200目振动筛进行筛分处理。处理前的碳粉色密度偏低，而且有严重的漏粉现象，根本无法正常使用。处理后的各项打印指标都合格，下面是具体测试数据：

加粉量      平均色密度      平均底灰      页产量（5%覆盖率）

79.4g           1.26              0.002            2422

实施例二

将只按照红黄蓝黑四色进行回收，但是不清楚各型号碳粉所占的比例的HP系列回收碳粉进行前述各项理化参数的检测，并与数据库里已知可适用打印机型号的碳粉的理化参数进行对比，确认其与Samsung CLP300碳粉的理化参数较为接近。取红色样品粉一共公斤，先用200目超声波振动筛进行前述分选步骤，然后进行真空干燥，再根据其各项理化参数与样品Samsung CLP300碳粉的差值，以及Samsung CLP300打印机本身的特点，以及该回收碳粉进行实际打印时的打印品质，按照重量百分比，本实例中，所述表面改性添加剂的添加量为0.15%，其中加入小粒径的二氧化硅5.0g，加入大粒径的二氧化硅10.0g，在高速混合机内高低速交错混合约6分钟。然后将所得碳粉使用200目振动筛进行筛分处理。处理前的碳粉在Samsung CLP300打印机上打印色密度偏低，废粉量偏大，而且有严重的不均匀现象，根本无法正常使用。处理后的各项打印指标都合格，下面是具体测试数据：

加粉量     平均色密度      平均底灰      页产量（5%覆盖率）

50.0g          1.19              0.005            1457

实施例三

将实施例二所述红色回收碳粉1公斤，先检测各项理化参数，然后用200目超声波振动筛进行筛分。根据其各项理化参数，及其与HP4600原装碳粉的差值，加入小粒径的二氧化硅10.0g，加入大粒径的二氧化硅8.0g，在高速混合机内高低速交错混合约6分钟。然后将所得碳粉使用200目振动筛进行筛分处理。处理前的碳粉在HP4600打印机上打印底灰偏高，色密度偏低，而且有严重的飞粉现象，根本无法正常使用。处理后的各项打印指标都合格，下面是具体测试数据：

加粉量     平均色密度     平均底灰       页产量（5%覆盖率）

178.7g         1.22             0.006            8219

本发明可广泛应用于激光打印机、复印机废弃碳粉的回收领域。

Claims (5)

1.一种激光打印机、复印机废弃碳粉的回收再生方法，其特征在于：包括以下步骤： 回收集中步骤：对激光打印机和/或激光复印机的废弃碳粉进行回收、集中； 干燥步骤：对回收的废弃碳粉进行干燥，所述干燥步骤中采用加热干燥方式和/或抽真空干燥方式，采用加热干燥方式时，加热的温度低于碳粉的玻璃化温度； 表面改性处理步骤：在高速混合机内对回收的废弃碳粉进行表面改性处理，所述表面改性处理步骤在高速混合机上完成，并加入表面改性添加剂，所述表面改性添加剂采用二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、硬脂酸的金属盐、氟类聚合物粉末、颜料、电荷控制剂、硅油中的一种或几种的组合； 筛分步骤：对所述表面改性处理步骤中所生成的半成品碳粉进行筛分，去除混合所产生的结块。

2.根据权利要求1所述的激光打印机、复印机废弃碳粉的回收再生方法，其特征在于：按重量百分比，所述表面改性添加剂的添加量为0.1～5.0%。

3.根据权利要求1所述的激光打印机、复印机废弃碳粉的回收再生方法，其特征在于：所述筛分步骤中采用超声波振动筛或旋风筛或普通振动筛。

4.根据权利要求1或2或3所述的激光打印机、复印机废弃碳粉的回收再生方法，其特征在于：它还包括分选步骤，所述分选步骤在所述回收集中步骤之后，所述分选步骤中采用振动筛去除回收碳粉中掺入的杂物。

5.根据权利要求4所述的激光打印机、复印机废弃碳粉的回收再生方法，其特征在于：它还包括特性测试步骤，所述特性测试步骤在所述分选步骤之后，在所述特性测试步骤中对所述分选步骤后的碳粉的颗粒粒径分布、熔融指数、软化点、玻璃化温度、带电量特性、体积电阻率、含水量、流动性进行测试，以明确碳粉所适用的机器型号。