CN102566342A

CN102566342A - 缺陷碳粉的改良处理方法

Info

Publication number: CN102566342A
Application number: CN2012100051413A
Authority: CN
Inventors: 于普海; 汤付根
Original assignee: Zhuhai Simeiya Powdered Carbon Co Ltd
Current assignee: Zhuhai Simeiya Powdered Carbon Co Ltd; ICMI (CHINA) Ltd
Priority date: 2012-01-09
Filing date: 2012-01-09
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种缺陷碳粉的改良处理方法，在缺陷碳粉中添加处理剂搅拌混合均匀，所述处理剂包括表面改性处理的二氧化钛和钛酸锶中的至少一种、表面改性处理的二氧化硅，其中缺陷碳粉的重量份数为95.5份-99.8份、所述表面改性处理的二氧化钛的重量份数为0.1份-1.8份、所述表面改性处理的二氧化硅为0.1份-2.8份、所述钛酸锶的重量份数为0.02份-1.5份。本发明针对现有技术中碳粉存在缺陷而造成显影辊两端积粉、打印脏边的缺陷，提供一种改善缺陷碳粉物性、解决显影辊两端积粉问题的缺陷碳粉的改良处理方法。

Description

缺陷碳粉的改良处理方法

技术领域

本发明涉及一种碳粉的处理方法，尤其涉及一种缺陷碳粉的改良处理方法。

背景技术

近年来，彩色打印机的使用越来越普及，由于彩色打印机所使用的原装碳粉成本较高，使得不少用户的需求受到限制，为了满足更多物美价廉产品的需求，通用耗材生产企业都纷纷投入到兼容碳粉的研究之中，相继有不同产品问世，相应的兼容碳粉应用的也相对较多，但在实际使用中发现：部分兼容碳粉质量不过关，在打印过程中会存在显影辊两端积粉的现象。例如三星CLP-300系列的彩色打印机，体积小，受广大用户喜欢，但所使用的兼容碳粉中CY/MG/YL色彩在打印时在显影辊两端积粉的情况较为严重，在样张上显示两边有色彩“脏边”现象，另外，还有一些碳粉由于受潮等原因，也造成显影辊两端积粉、打印质量不好，这些碳粉都是或多或少存在缺陷的碳粉。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中有些碳粉存在缺陷而造成显影辊两端积粉、打印脏边的缺陷，提供一种改善缺陷碳粉物性、解决显影辊两端积粉问题的缺陷碳粉的改良处理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种缺陷碳粉的改良处理方法，在缺陷碳粉中添加处理剂搅拌混合均匀，所述处理剂包括表面改性处理的二氧化钛和钛酸锶中的至少一种、表面改性处理的二氧化硅，其中缺陷碳粉的重量份数为96.5份～99.8份、所述表面改性处理的二氧化钛的重量份数为0.1份～1.8份、所述表面改性处理的二氧化硅为0.1份～2.8份、所述钛酸锶的重量份数为0.02份～1.5份。

所述处理剂还包括重量份数为0.2份～1.5份的润滑剂。

所述表面改性处理的二氧化硅为带负电的改性二氧化硅或带正电的改性二氧化硅，所述带负电的改性二氧化硅的重量份数为0.3份～2.8份，所述带正电的改性二氧化硅的重量份数为0.1份～1.5份。

所述带负电的改性二氧化硅的带电量为-30～-800uc/g；所述带正电的改性二氧化硅的带电量为30～500uc/g。

所述带负电的改性二氧化硅的粒径为5～150nm；所述带正电的改性二氧化硅的粒径为7～150nm。

所述表面改性处理的二氧化硅是经聚二甲基硅烷或六甲基二硅氮烷表面处理的二氧化硅。

所述表面改性处理的二氧化钛是经反应性硅油进行表面处理的二氧化钛。

所述表面改性处理的二氧化钛的粒径为50～300nm、带电量为-20～-90uc/g。

所述润滑剂为脂肪酸金属盐。

将缺陷碳粉和处理剂放入到可调速的混合机中，先低速混合一次到两次，混合速度为700～800转/min，每次混合时间为1～3min、间停20s～120s；再高速混合一次到两次，混合速度为1400～1600转/min，每次混合时间为1～3min、间停20s～120s，过筛后得到改良碳粉。

本发明在现有的缺陷碳粉中添加处理剂混合均匀，通过添加剂改善现有碳粉的特性，即通过添加表面改性处理的二氧化硅来控制碳粉的流动性在一个合适范围、通过添加二氧化钛和钛酸锶中的至少一种来保持碳粉带电量在一定范围的稳定，这样就通过控制碳粉流动性和带电量来克服碳粉缺陷、解决了显影辊积粉问题。

具体实施方式

实施例1、CLP-300一个测试外购兼容碳粉样品YL色测试，打印150页时，样张的右边出现“脏边”现象，列印P200页时“脏边”现象变重，P300页“脏边”现象很重，拆卸碳粉盒后发现显影辊端部毛毡处及显影辊下、上面仓口处有大量碳粉存在，显影辊表面、显影仓外面胶件亦表面飘有YL色碳粉。

上述缺陷碳粉进行物理性质分析，结果如下：

Q/M(uc/g)	MVD(μm )	P5(％)	COE(％)
				-30.79	7.52	62	2.7

其中：Q/M是带电量；

MVD：即D50，指体积累计分布为50％时的颗粒粒径，单位微米(μm)；

P5：指颗粒分布中当粒径大于5微米的体积百分比；

COE：即流动性一种表示方法，指专门仪器单位时间工作后，留在筛网上碳粉量的百分比。百分比越小，流动性就越好。

COE的测试方法：专门的测试仪器上有三个密度不同的筛网，从上到下分别是100目、200目、300目，将20g碳粉放最上面100目筛网上，筛网固定好后启动仪器，一分钟后，分别磅重各筛网上余有碳粉重量，按下面公式计算出COE。

公式：COE＝(A1/20*100％+A2/20*60％+A3/20*20％)*100％

A1是待测碳粉在测流动性仪器100目筛网的余留的重量，单位：g

A2是待测碳粉在测流动性仪器200目筛网的余留的重量；单位：g

A3是待测碳粉在测流动性仪器300目筛网的余留的重量；单位：g

根据以上几组物性，粒度MVD是不能改变的因素，MVD相对有些偏小，影响积粉主要是带电量(Q/M)和流动性(COE)，从MVD和P5知细小碳粉颗粒相对较多，电量相对过高。流动性COE过大。

取上述缺陷碳粉97.8份、聚二甲基硅烷PDMS表面改性处理的二氧化硅0.8份(粒径100～150nm、带负电、带电量-400uc/g、经反应性硅油表面改性处理的二氧化钛1.0份(粒径200～250nm、带负电、带电量-80uc/g)、硬脂酸锌0.4份(粒径100～300nm)。

依次将上述物料放到混合机中，在低速混合1.0min，停1min高速条件下混合1min，完成后再循环一回(混合的环境要求：湿度小于70％，温度不高于25度；)再低速混合一次，混合速度为750转/min，混合时间为1min、间停60s后再高速混合一次，混合速度为1500转/min，混合时间为1min、间停60s后，最后过筛得到改良碳粉A。

将碳粉A进行打印测试和物性分析：

列印到500页时，打印样张没有脏边，列印到550页时，边部非打印区偶尔有几点碳粉出现，但可接受。

改良碳粉A物性如下：

Q/M(uc/g)	MVD(μm)	P5(％)	COE(％)
				-23.17	7.53	62	6.9

对上述碳粉A进行再次改良处理：

取改良碳粉A 99.85份、六甲基二硅氮烷(HMDZ)表面改性处理的二氧化硅0.1份(粒径100～150nm、带正电、带电量100uc/g)、钛酸锶0.05份(粒径200～350nm)。

依次将上述物料放到混合机中，在低速混合1.0min，停1min高速条件下混合1min，完成后再循环一回，先低速混合一次，混合速度为780转/min，混合时间为1min、间停60s后再高速混合一次，混合速度为1580转/min，混合时间为1min、间停60s后，最后过筛得到改良碳粉B。(混合的环境要求：湿度小于70％，温度不高于25度；)将改良碳粉B进行打印测试和物性分析：

列印550页无异常，显影仓上现表面粘附碳粉较少，满足品质要求。

检测后的特性如下：

Q/M(uc/g)	MVD(μm)	P5(％)	COE(％)
				-22.04	7.52um	62	6.1

从上述数据可知：加带正电的表面改性处理的二氧化硅，利用正负相引的原理，与碳粉中″较小颗粒″负电颗粒吸附结合/或中和参与转印，解决了部分小颗粒飘落，在显影辊两端积粉的问题。

实施例2、一款CY色、CLP-300的兼容实验碳粉，在列印50页以后，文字版出现右边脏边，有越打印越重的趋势。

.此款碳粉物理性质分析结果如下：

Q/M(uc/g)	MVD(μm)	P5(％)	COE(％)
				-32.9	8.7	85.1	22.7

分析：MVD相对较大，粒度分布较窄，带电量和流动性(COE)可以进行改进。

选择碳粉样品98.15份、HMDZ表面改性处理二氧化硅0.3份(粒径8.4～50nm、带电量负-150uc/g、反应性硅油表面改性处理的二氧化钛1.2份(粒径80～200nm、带负电、带电量为-80uc/g)、钛酸锶0.05份(粒径200～350nm)、硬脂酸锌0.3份(粒径100～300nm)。

依次将上述物料放到混合机中，在低速混合3min，混合速度为700转/min，停20s再低速1min，停120s；高速条件下混合2min，混合速度为1400转/min，间停120s后，再高速混合2min，停100s，最后过筛得到改良碳粉C。(混合的环境要求：湿度小于70％，温度不高于25度)

改良碳粉C列印测试P50页，测试页正常，列印到P400页，测试页均正常；物性测得如下：

Q/M(uc/g)	MVD(μm)	P5(％)	COE(％)
				-20.05	8.7	85.0	7.4

通过添加表面改性处理的二氧化硅控制其分布来改善碳粉流动性，并且通过二氧化钛和钛酸锶来保持碳粉的带电量在一定范围的稳定，使得碳粉绝大多数被转印，不会残留到显影辊两端，即解决显影辊积粉问题。

实施例3、有一款CY色、CLP-300的兼容碳粉客户退货的碳粉，在列印100页以后，全色版不均匀，并有脏边现象；

对此款碳粉物理性质分析结果如下：

Q/M(uc/g)	MVD(μm)	P5(％)	COE(％)
				-15.6	9.32	87	25.1

分析：

1，对测试过的显影仓拆盒观察，显影辊表面粉层不均匀，显影辊两端底部有积粉存在；

2，物性分析MVD相对较大，粒度分布较窄，带电量和流动性(COE)影响均匀度。

选择该碳粉样品96.5份、聚二甲基硅烷PDMS表面改性处理的二氧化硅1.2份(粒径8.4～20nm、带负电、带电量为-120uc/g)、HMDZ表面改性处理的二氧化硅0.8份(粒径150nm、带负电、带电量为-50uc/g)，HMDZ表面改性处理二氧化硅0.5份(粒径70nm，带正电、带电量为+70，反应性硅油表面改性处理的二氧化钛0.8份(粒径130～150nm、带电量-90uc/g)、硬脂酸锌0.2份(粒径250nm)。

依次将上述物料放到混合机，，在低速混合3min，混合速度为800转/min，停20s再低速1min，停120s；高速条件下混合2min，混合速度为1600转/min，，间停120s后，再高速混合2min，停100s，最后过筛得到改良碳粉D。(混合的环境要求：湿度小于70％，温度不高于25度)

改良碳粉D列印测试P50页，测试页正常无脏边，测试页列印到P200页均正常、无脏边；物性测得如下：

Q/M(uc/g)	MVD(μm)	P5(％)	COE(％)
				-22.12	8.72	86.8	7.8

通过添加表面改性处理的二氧化硅控制其分布来改善碳粉流动性，并且通过二氧化钛和钛酸锶来稳定碳粉的带电量在一定范围的稳定，可解决因显影辊积粉而导致显影辊上粉不均匀打印不良。

实施例4、有一款MG色、CLP-300的兼容碳粉因放置时间过长，导致碳粉受潮，列印30-50页时全色版有时不均匀，稿面并有漂粉现象；

对此款碳粉物理性质分析结果如下：

Q/M(uc/g)	MVD(μm)	P5(％)	COE(％)
				-15.8	8.5	83	12.6

分析：1，带电量过低导致转印率偏低，废粉过多，拆开测试过的显影仓，显影辊两侧有明显积粉，下胶件也有粉堆积。

选择碳粉样品99.7份、HMDZ表面改性处理二氧化硅0.2份(粒径8.4nm、带负电、带电量为-800uc/g)，二氧化钛0.1份，带负电，(粒径130～150nm、带电量-90uc/g)

依次将上述物料放到混合机中，在低速混合3min，混合速度为750转/min，停20s再低速1min，停120s；高速条件下混合2min，混合速度为1400转/min，，间停120s后，再高速混合2min，停100s，最后过筛得到改良碳粉E。(混合的环境要求：湿度小于70％，温度不高于25度)

改良碳粉E列印测试P50页，测试页正常、无脏边，列印到P300页，测试页均正常、无脏边。物性测得如下：

Q/M(uc/g)	MVD(μm)	P5(％)	COE(％)
				-19.8	8.7	83	9.1

通过添加表面改性处理的二氧化硅控制带电量，在一定范围内可解决因碳粉因带电量低而打印不良。

实施例5、缺陷碳粉的改良处理方法：选择碳粉样品97.5份、HMDZ表面改性处理二氧化硅2.8份(粒径5～100nm、带负电、带电量为-30uc/g)、反应性硅油表面改性处理的二氧化钛0.1份(粒径130～150nm、带电量-90uc/g)、钛酸锶0.02份。

依次将上述物料放到混合机中，在低速混合3min，混合速度为700转/min，停20s再低速1min，停120s；高速条件下混合2min，混合速度为1400转/min，间停120s后，再高速混合2min，停100s，最后过筛得到改良碳粉F。(混合的环境要求：湿度小于70％，温度不高于25度)

改良碳粉F列印测试P50页，测试页正常，列印到P400页，测试页均正常。

实施例6、缺陷碳粉的改良处理方法：选择该碳粉样品96.5份、聚二甲基硅烷PDMS表面改性处理的二氧化硅1.2份(粒径5～100nm、带正电、带电量为120uc/g)，反应性硅油表面改性处理的二氧化钛1.8份(粒径130～150nm、带电量-90uc/g)、硬脂酸锌0.2份(粒径250nm)钛酸锶1.5份。

依次将上述物料放到混合机中，在低速混合3min，混合速度为700转/min，停20s再低速1min，停120s；高速条件下混合2min，混合速度为1400转/min，间停120s后，再高速混合2min，停100s，最后过筛得到改良碳粉G。(混合的环境要求：湿度小于70％，温度不高于25度)

改良碳粉G列印测试P50页，测试页正常，无脏边，列印到P400页，测试页均正常。

以上实施例说明，根据碳粉的物性，通过本发明的方法可以对缺陷碳粉进行改良，并可以解决CLP-300兼容粉显影辊两边积粉的问题。

Claims

1.一种缺陷碳粉的改良处理方法，其特征在于，在缺陷碳粉中添加处理剂搅拌混合均匀，所述处理剂包括表面改性处理的二氧化钛和钛酸锶中的至少一种、表面改性处理的二氧化硅，其中缺陷碳粉的重量份数为96.5份～99.8份、所述表面改性处理的二氧化钛的重量份数为0.1份～1.8份、所述表面改性处理的二氧化硅为0.1份～2.8份、所述钛酸锶的重量份数为0.02份～1.5份。

2.根据权利要求1所述的缺陷碳粉的改良处理方法，其特征在于，所述处理剂还包括重量份数为0.2份～1.5份的润滑剂。

3.根据权利要求1或2所述的缺陷碳粉的改良处理方法，其特征在于，所述表面改性处理的二氧化硅为带负电的改性二氧化硅或带正电的改性二氧化硅，所述带负电的改性二氧化硅的重量份数为0.3份～2.8份，所述带正电的改性二氧化硅的重量份数为0.1份～1.5份。

4.根据权利要求3所述的缺陷碳粉的改良处理方法，其特征在于，所述带负电的改性二氧化硅的带电量为-30～-800uc/g；所述带正电的改性二氧化硅的带电量为30～500uc/g。

5.根据权利要求3所述的缺陷碳粉的改良处理方法，其特征在于，所述带负电的改性二氧化硅的粒径为5～150nm；所述带正电的改性二氧化硅的粒径为7～150nm。

6.根据权利要求1或2所述的缺陷碳粉的改良处理方法，其特征在于，所述表面改性处理的二氧化硅是经聚二甲基硅烷或六甲基二硅氮烷表面处理的二氧化硅。

7.根据权利要求1或2所述的缺陷碳粉的改良处理方法，其特征在于，所述表面改性处理的二氧化钛是经反应性硅油进行表面处理的二氧化钛。

8.根据权利要求1或2所述的缺陷碳粉的改良处理方法，其特征在于，所述表面改性处理的二氧化钛的粒径为50～300nm、带电量为-20～-90uc/g。

9.根据权利要求2所述的缺陷碳粉的改良处理方法，其特征在于，所述润滑剂为脂肪酸金属盐。

10.根据权利要求1或2所述的缺陷碳粉的改良处理方法，其特征在于，将所述缺陷碳粉和所述处理剂放入到可调速的混合机中，先低速混合一次到两次，混合速度为700～800转/min，每次混合时间为1～3min、间停20s～120s；再高速混合一次到两次，混合速度为1400～1600转/min，每次混合时间为1～3min、间停20s～120s，最后过筛得到改良碳粉。