CN116535786A - 用于打印机或复印机的定影膜及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于打印机或复印机的定影膜及其制备方法和用途，涉及打印技术领域；所述定影膜包括硅胶层以及包覆在硅胶层的薄膜管；所述薄膜管包括由内而外依次设置的内层和面层，所述内层具有若干微孔；所述内层包括：水溶性无机盐：5‑8％，α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷：10‑16％，交联剂：15‑22％，含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液：余量，基于所述内层的总质量。本申请提供的聚四氟乙烯薄膜管具有优异的粘合性能以及耐磨性能，从而使得定影膜具有优异的耐撕性和耐磨性能。
Description
技术领域
本申请涉及打印技术领域，具体涉及一种用于打印机或复印机的定影膜及其制备方法和用途。
背景技术
随着激光打印机或复印机中定影装置技术发展，对打印质量和清晰度提出了更高的要求，其中主要涉及定影膜的改进。以前的定影膜都是将聚四氟乙烯管薄膜管包覆在硅胶层上，需要机械力对聚四氟乙烯管薄膜管表面平整加工，工艺复杂，制造成本高。且由于机械力存在不均匀造成定影膜不光滑，而且要对聚四氟乙烯管薄膜管的内面进行蚀刻加工以提高粘合力。但蚀刻加工需要采用采用化学浸蚀处理等手段，会造成环境污染，同时聚四氟乙烯的粘合力也存在不足。
中国专利CN100594056C公开了一种可熔性聚四氟乙烯管状膜及其制造方法，其通过在底层涂料中掺混有水溶性无机盐，超声波水洗后因无机盐的溶解而形成有微孔，从而避免采用化学浸蚀等手段。但由于底层涂料中无机盐的掺混，极易造成乳液的不稳定，因此还需要掺混聚乙烯醇、聚乙二醇、水性聚丙烯酸乳液或聚乙烯吡咯烷酮以改善和提高涂料乳液的稳定性。但本发明人通过实验得出，采用上述方法制备得到的聚四氟乙烯管薄膜的粘合力较差，导致定影膜的耐撕性和耐磨性能较差。
基于此，本申请提出一种耐撕性和耐磨性能更好的定影膜。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本申请提供了一种用于打印机或复印机的定影膜及其制备方法和用途，本申请提供的定影膜具有优异的耐撕性和耐磨性能。
为实现上述目的，本申请提出以下技术方案：
第一方面，本申请提供了一种用于打印机或复印机的定影膜，所述定影膜包括硅胶层以及包覆在硅胶层的薄膜管；
其中，所述薄膜管包括由内而外依次设置的内层和面层，所述内层具有若干微孔；
所述内层包括：
水溶性无机盐：5-8％，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷：10-16％，交联剂：15-22％，含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液：余量，基于所述内层的总质量。
本申请提供的定影膜中，聚四氟乙烯薄膜管通过在内层涂料中掺混有水溶性无机盐，超声波水洗后因无机盐的溶解而形成有微孔。并通过采用含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液和α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在交联剂的作用下进行交联，不仅能改善无机盐的掺混造成的乳液不稳定的问题，还能提高内层的粘合力和耐磨性能；其原理推测可能为：通过将纳米二氧化硅粒子均匀混入聚四氟乙烯中，在偶联剂的作用下纳米粒子嵌入聚四氟乙烯中，以嵌入的纳米粒子为基础，利用交联剂的作用，含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液在交联剂的作用下，与α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷互相结合形成网状结构，该网状结构能提高内层涂料乳液的稳定性，同时还能进一步改善聚四氟乙烯自身粘合性能差的缺陷，从而提高了聚四氟乙烯薄膜管内层的粘结性能和耐磨性，使得定影膜具有优异的耐撕性和耐磨性能。
上述聚四氟乙烯薄膜管装入定影膜上不需要使用专用的设备，手动即可以套上，生产效率大大提升，同时定影膜的耐撕性和耐磨性也大大提高。
本申请的方案无需对聚四氟乙烯管薄膜的内面进行蚀刻加工即可得到粘合性能优异的聚四氟乙烯薄膜管，同时无需掺混聚乙烯醇、聚乙二醇、水性聚丙烯酸乳液或聚乙烯吡咯烷酮以改善和提高内层涂料乳液的稳定性。
具体地，在本申请中，所述含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液的制备方法，包括：
在聚四氟乙烯粉料、水和煤油中加入纳米二氧化硅，再加入偶联剂后混合均匀，得到含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液；
其中，聚四氟乙烯粉料、水、煤油、偶联剂和纳米二氧化硅的质量比为(60-70)：(10-20)：(15-30)：(3-5)：(5-8)；
所述偶联剂为硅烷偶联剂。
作为本申请优选的技术方案，所述含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液的制备方法中，可采用本领域现有已知的设备和方法进行制备。例如，采用二氧化硅改性聚四氟乙烯高速分散机。
作为本申请优选的技术方案，上述制备过程中的温度为40-80℃，混合时间为1-3h，混合后可静置3-5h。
作为本申请优选的技术方案，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
作为本申请优选的技术方案，所述纳米二氧化硅的粒径为30-50nm，更优选为40nm。
本申请中若干所述微孔由附着在内层上的水溶性无机盐溶解后形成。
本申请中对交联剂没有做特殊限定，所述交联剂主要起到交联固化作用。
进一步地，所述交联剂为戊二醛。
作为本申请优选的技术方案，所述水溶性无机盐选自氯化钠和/或氯化钾。更优选为氯化钠。
本申请中对聚四氟乙烯粉料的来源不做特殊限定，其可采用本领域已知的任何方法制备而成，也可直接通过市购得到。
本申请中对硅胶层以及聚四氟乙烯薄膜管的面层的组成无特殊限定。
其中，硅胶层为本领域常用的硅胶层，可通过常规技术进行制备或直接购买得到。
在其中一个实施例中，所述面层包括：
聚全氟乙丙烯乳液：10-20％，聚四氟乙烯乳液：余量，基于所述面层的总质量。
作为本申请优选的技术方案，所述面层还包括：
石墨：5-10％，基于所述面层的总质量。
本申请可通过引入石墨控制面层的导热系数。
本申请中对聚四氟乙烯乳液、聚全氟乙丙烯乳液的来源不做特殊限定，其可采用本领域已知的任何方法制备而成，也可直接通过市购得到。优选地，本申请中聚四氟乙烯乳液购自上海俱佳塑胶原料有限责任公司产的美国杜邦DISP 30聚四氟乙烯分散乳液，聚全氟乙丙烯乳液购自山东东岳神舟的DS603聚全氟乙丙烯乳液。
作为本申请优选的技术方案，所述内层的厚度为10-15μm，所述面层的厚度为15-35μm。
本申请中，上述各组分的用量可根据上述限定进行调整，例如：
内层中水溶性无机盐的用量包括但不限于：5％、5.2％、5.4％、5.5％、5.6％、5.8％、6％、6.2％、6.4％、6.5％、6.6％、6.8％、7％、7.2％、7.3％、7.4％、7.5％、7.6％、7.7％、7.8％、7.9％、8％等。
内层中α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的用量包括但不限于：10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％等。
内层中交联剂的用量包括但不限于：15％、15.5％、16％、17％、17.8％、18％、18.6％、19％、19.4％、20％、21％、21.5％、22％等。
面层中各组分的用量可以为：
面层中聚全氟乙丙烯乳液的用量包括但不限于：10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、17.8％、18％、18.6％、19％、19.4％、20％等。
面层中石墨的用量包括但不限于5％、5.2％、5.4％、5.5％、5.6％、5.8％、6％、6.2％、6.4％、6.5％、6.6％、6.8％、7％、7.2％、7.3％、7.4％、7.5％、7.6％、7.7％、7.8％、7.9％、8％、8.5％、9％、9.2％、9.4％、9.5％、9.6％、9.8％、10％等，基于所述面层的总质量。
本申请的聚四氟乙烯薄膜管可以通过本领域已知的任何合适的方法制备。例如，可使用本领域中常用的喷涂或浸涂来制备。具体为：
按比例将内层的各组分混合，得到内层涂料，将内层涂料涂布到基材外表面上形成内层涂层；
按比例将面层的各组分混合，得到面层涂料；
待内层涂层干燥后，将所述面层涂料涂布到内层涂层上形成面层涂层；
待面层涂层干燥后，加热使内层涂层和面层涂层塑化成膜；
将塑化膜从基材外表面脱出后，经超声波水洗，使内层内壁的水溶性无机盐溶解于水中，干燥后得到面层光滑、内层具有若干微孔的聚四氟乙烯薄膜管。
进一步地，将聚四氟乙烯薄膜管套设在硅胶层表面，即可得到定影膜。
本申请的混合过程，可采用常规的搅拌机进行混合。
本申请中对涂料进行涂布以及干燥的方法不作出具体限定，例如，可采用本领域中常用的喷涂或浸涂，干燥可采用自然干燥或加热至80-90℃进行干燥。
作为本申请优选的技术方案，喷涂方法可以采用喷涂，例如静电喷涂、气流喷涂或无气喷涂等。优选为采用静电喷涂机实现静电喷涂。
作为本申请优选的技术方案，所述基材为铝合金管。
作为本申请优选的技术方案，塑化成膜的加热温度为300-350℃。
本申请中不对超声波水洗的参数作出具体限定，一般情况下，在功率密度≥0.8W/cm2，温度40-50℃下进行水洗。
第二方面，本申请提供了如第一方面所述的定影膜在打印机或复印机中的用途。
具体地，由于水溶性无机盐在溶解后能在内层形成微孔，且内层本申请具有较好的粘合性能和耐磨性，使得本申请的聚四氟乙烯薄膜管能更好地包覆在硅胶层上，且长时间使用后不会出现和脱落和裂纹现象。从而使得定影膜具有优异的耐撕性和耐磨性能。
与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
本申请提供的定影膜中，聚四氟乙烯薄膜管通过在内层涂料中掺混有水溶性无机盐，超声波水洗后因无机盐的溶解而形成有微孔。并通过采用含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液和α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在交联剂的作用下进行交联，不仅能改善无机盐的掺混造成的乳液不稳定的问题，还能提高内层的粘合力和耐磨性能；其原理推测可能为：通过将纳米二氧化硅粒子均匀混入聚四氟乙烯中，在偶联剂的作用下纳米粒子嵌入聚四氟乙烯中，以嵌入的纳米粒子为基础，利用交联剂的作用，含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液在交联剂的作用下，与α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷互相结合形成网状结构，该网状结构能提高内层涂料乳液的稳定性，同时还能进一步改善聚四氟乙烯自身粘合性能差的缺陷，从而提高了聚四氟乙烯薄膜管内层的粘结性能和耐磨性，使得定影膜具有优异的耐撕性和耐磨性能。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下将描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本申请实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请实施例。如在本申请实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
本申请的上述原料均可通过市购得到，或可根据本领域已知的任何方法制备而成。
实施例1：
制备含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液
上述含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液的制备方法，包括：
在聚四氟乙烯粉料、水和煤油中加入纳米二氧化硅(粒径40nm)，再加入硅烷偶联剂KH560，采用二氧化硅改性聚四氟乙烯高速分散机混合均匀，混合温度40℃，混合时间为2.5h，得到含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液；
其中，聚四氟乙烯粉料、水、煤油、偶联剂和纳米二氧化硅的质量比为65：15：30：4：6。
实施例2：
制备实验组与对照组
在本实施例中，分别制备了具有下述配方组成的聚四氟乙烯薄膜管，其中薄膜管1-6为本申请的实验组，薄膜管7-8为对照组，具体组成如表1-2所示。
表1：薄膜管1-6的组分及用量(％)
表2：薄膜管7-8的组分及用量(％)
上述表1和表2中，内层和面层的总质量均为100％。上述内层和面层的厚度分别为15μm和30μm。含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液为实施例1的含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液。
上述薄膜管1-8的制备方法，包括以下步骤：
按比例将内层的各组分充分搅拌混合，反应完全后得到内层涂料，将铝合金管插入静电喷涂机固定棒上，在自转速度30rpm，静电电压8KV下，喷盘中心与工件距离为25cm，用计量方法控制内层涂层的厚度为15μm，并自然干燥；
按比例将面层的各组分混合，反应完全后得到面层涂料；在与涂布内层同样的工艺条件下，用静电喷涂机涂布在上述自然干燥的内层涂层表面，用计量方法控制面层涂层的厚度为30μm，并自然干燥；
待面层涂层干燥后，加热至320℃使内层涂层和面层涂层塑化成膜；
将塑化膜从基材外表面脱出后，经超声波水洗(功率密度0.8W/cm2，温度45℃下)，使内层内壁的水溶性无机盐溶解于水中，干燥后得到面层光滑、内层具有若干微孔的聚四氟乙烯薄膜管。
实施例3：
定影膜1-8的性能验证
先在不锈钢基材上形成相同厚度的硅胶层，然后在硅胶层上包覆实施例2制备得到的薄膜管1-8，对应得到定影膜1-8并验证对应的性能，具体包括附着力性能测试以及上机打印测试。其中：
附着力性能测试参照GB/T9286-1998；
上机打印测试为：
用包裹好的调节辊分别装配到相同的激光打印机或复印机上试验，在相同条件下打印5000份后取下压力辊，检查薄膜管与硅橡胶之间是否有无脱层和裂纹。
测试结果如表3所示。
表3：测试结果
| 测试组 | 附着力 | 是否有无脱层和裂纹 |
| 定影膜1 | 5B | 无脱层、无裂纹 |
| 定影膜2 | 5B | 无脱层、无裂纹 |
| 定影膜3 | 5B | 无脱层、无裂纹 |
| 定影膜4 | 5B | 无脱层、无裂纹 |
| 定影膜5 | 5B | 无脱层、无裂纹 |
| 定影膜6 | 5B | 无脱层、无裂纹 |
| 定影膜7 | 3B | 无脱层、无裂纹 |
| 定影膜8 | 2B | 轻微脱层、有裂纹 |
根据表3的测试结果可得，定影膜1-6不仅具有优异的粘合性能，且在使用多次后还不会出现脱层和裂纹现象。其原因是：通过在内层涂料中掺混有水溶性无机盐，超声波水洗后因无机盐的溶解而形成有微孔。并通过采用含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液和α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在交联剂的作用下进行交联，不仅能改善无机盐的掺混造成的乳液不稳定的问题，还能提高内层的粘合力和耐磨性能；其原理推测可能为：通过将纳米二氧化硅粒子均匀混入聚四氟乙烯中，在偶联剂的作用下纳米粒子嵌入聚四氟乙烯中，以嵌入的纳米粒子为基础，利用交联剂的作用，含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液在交联剂的作用下，与α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中互相结合形成网状结构，该网状结构能提高内层涂料乳液的稳定性，同时还能进一步改善聚四氟乙烯自身粘合性能差的缺陷，从而提高了聚四氟乙烯薄膜管内层的粘结性能和耐磨性，使得定影膜具有优异的耐撕性和耐磨性能。
本申请的方案无需对聚四氟乙烯管薄膜的内面进行蚀刻加工即可得到粘合性能优异的聚四氟乙烯薄膜管。对比定影膜3和定影膜7，当将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷替换为水性聚丙烯酸乳液时，定影膜7的附着力显著降低，说明本申请采用聚四氟乙烯和α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在交联剂的作用下互相结合形成的网状结构，能进一步改善聚四氟乙烯自身粘合性能差的缺陷，从而提高了聚四氟乙烯薄膜管的粘结性能，使得定影膜具有优异的耐撕性能。
进一步地，定影膜8中的薄膜管在缺少α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷时，定影膜8的粘合能力显著下降，且在使用后会出现轻微脱层、有裂纹等现象，说明聚四氟乙烯和α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在交联剂的作用下互相结合形成的网状结构，不仅能改善聚四氟乙烯自身粘合性能差的缺陷，还能提高耐磨性。
综上所述，并通过采用含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液和α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在交联剂的作用下进行交联，不仅能改善无机盐的掺混造成的乳液不稳定的问题，还能提高内层的粘合力和耐磨性能；其原理推测可能为：通过将纳米二氧化硅粒子均匀混入聚四氟乙烯中，在偶联剂的作用下纳米粒子嵌入聚四氟乙烯中，以嵌入的纳米粒子为基础，利用交联剂的作用，含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液在交联剂的作用下，与α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中互相结合形成网状结构，该网状结构能提高内层涂料乳液的稳定性，同时还能进一步改善聚四氟乙烯自身粘合性能差的缺陷，从而提高了聚四氟乙烯薄膜管内层的粘结性能和耐磨性，使得定影膜具有优异的耐撕性和耐磨性能。
以上对本申请实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本申请实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种用于打印机或复印机的定影膜，其特征在于，所述定影膜包括硅胶层以及包覆在硅胶层的薄膜管；
其中，所述薄膜管包括由内而外依次设置的内层和面层，所述内层具有若干微孔；
所述内层包括：
水溶性无机盐：5-8％，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷：10-16％，交联剂：15-22％，含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液：余量，基于所述内层的总质量。
2.根据权利要求1所述的用于打印机或复印机的定影膜，其特征在于，所述含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液的制备方法，包括：
在聚四氟乙烯粉料、水和煤油中加入纳米二氧化硅，再加入偶联剂后混合均匀，得到含有纳米二氧化硅的聚四氟乙烯乳液；
其中，聚四氟乙烯粉料、水、煤油、偶联剂和纳米二氧化硅的质量比为(60-70)：(10-20)：(15-30)：(3-5)：(5-8)；
所述偶联剂为硅烷偶联剂。
3.根据权利要求1所述的用于打印机或复印机的定影膜，其特征在于，所述水溶性无机盐选自氯化钠和/或氯化钾。
4.根据权利要求1所述的用于打印机或复印机的定影膜，其特征在于，若干所述微孔由所述水溶性无机盐溶解后形成。
5.根据权利要求1所述的用于打印机或复印机的定影膜，其特征在于，所述交联剂为戊二醛。
6.根据权利要求1所述的用于打印机或复印机的定影膜，其特征在于，所述面层包括：
聚全氟乙丙烯乳液：10-20％，聚四氟乙烯乳液：余量，基于所述面层的总质量。
7.根据权利要求6所述的用于打印机或复印机的定影膜，其特征在于，所述面层还包括：
石墨：5-10％，基于所述面层的总质量。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的用于打印机或复印机的定影膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
按比例将内层的各组分混合，得到内层涂料，将内层涂料涂布到基材外表面上形成内层涂层；
按比例将面层的各组分混合，得到面层涂料；
待内层涂层干燥后，将面层涂料涂布到内层涂层上形成面层涂层；
待面层涂层干燥后，加热使内层涂层和面层涂层塑化成膜；
将塑化膜从基材外表面脱出后，经超声波水洗，使内层内壁的水溶性无机盐溶解于水中，干燥后得到面层光滑、内层具有若干微孔的聚四氟乙烯薄膜管；
将聚四氟乙烯薄膜管套设在硅胶层表面。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述基材为铝合金管；
所述加热的温度为300-350℃。
10.如权利要求1-7任一项所述的定影膜在打印机或复印机中的用途。
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