CN1862413A - 一种用于打印机的橡胶磁辊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁辊及其制备方法，尤其涉及一种用于打印机的橡胶磁辊及其制备方法；一种用于打印机的橡胶磁辊，其特征在于包括下列重量百分比的成分：磁粉：78～95％，聚乙烯：2～10％；热熔胶：1～6％，增塑剂：0～4％(不包括0)偶联剂0.1～3％；1.利用本发明的成分及制备方法制备的用于打印机的磁辊可以采用各种磁力图案形成多个磁极，产品的使用寿命长，制备工艺特别简单；2.利用本发明的成分及制备方法在制备过程中可以乡城异性磁场取向制造出来的用于打印机的磁辊是高性能的，操作性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁辊及其制备方法，尤其涉及一种用于打印机的橡胶磁辊及其制备方法
背景技术
打印机的磁辊在其表面形成多个磁极，封入旋转自如的圆筒状套筒内，在显影过程中，它将粉仓中的碳粉吸引到其表面，在出粉刀的控制下，形成一特定厚度的碳粉层，并使碳粉与磁辊表面摩擦，使碳粉带上一定量的摩擦电荷。通过AC/DC叠加电压的作用，使碳粉在磁套上振动并转移到OPC。典型的磁辊包括一个圆柱性永磁体，在永磁体外表面上有大量的磁极，并有一个固定于该圆柱体永磁体的轴。一般的磁辊由一种磁性粉末和树脂的化合物混合构成，该磁辊的制造方法为：将铁氧体粉末和一种聚合物材料(通常是橡胶或者树脂)相混合而制备成一种混合物将该装入到一个注模成型模具中，并施加磁力，在模具中冷却并固化该圆柱形的树脂粘结的磁体，将由该圆柱形的树脂粘结的磁体和轴组成的已经完全磁化的坯体取出，将整个坯体按适当的各向异性的方向进行磁化，从而圆柱形的树脂粘结磁体上形成磁极，即得到磁辊，使用这种方法由于磁辊中铁含量较高一般会引起模具磨损，而且该方法制成的整体型磁辊难以采用各种磁力图案形成多个磁极。
因此后来有人想到采用两个或两个以上磁片粘结固定在轴上来制造磁辊如中国专利申请(03145107.1)该专利申请在用外周面和侧面的一部分限制至少两个磁片的粘贴位置后，从内周面侧在磁片和磁片的粘接面上涂布粘接剂，将磁片块粘接固定在轴上，形成磁辊。该方法虽然能形成多个磁极但是由于采用粘接的方法不仅造成产品的使用寿命较短，用于打印机硒鼓时，硒鼓里产生大量废粉，原材料消耗较大，环保性能较差而且粘接工艺特别复杂，造成产品成本的提高、从而使得产品在市场上失去竞争力。
发明内容
本发明通过合理调整磁辊的成分及其含量从而解决了现有技术采用整体性制造方法得到的磁辊难以采用各种磁力图案形成多个磁极，以及采用粘接的方法造成产品的使用寿命较短，用于打印机硒鼓时，硒鼓里产生大量废粉，原材料消耗较大，环保性能较差工艺特别复杂的缺点。
本发明还提供了一种用于打印机的橡胶磁辊的制备方法。
本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的：一种用于打印机的橡胶磁辊，其特征在于包括下列重量百分比的成分：
磁粉：78～95％， 聚乙烯：2～10％；
热熔胶：1～6％， 增塑剂：0～4％(不包括0)
偶联剂0.1～3％。
由于该磁辊形状怪异，无法用压延切割方法满足其形状要求，而常规的挤出成型性能又不达标，而聚乙烯韧性较足，高温时又形成脆性，无法形成异性磁场取向。本发明人通过长期研究新型成分，并经多次试验，最终选定热熔胶作为添加剂，该成分在常温下较硬，温度升高时会软化。在150℃成熔融状态，刚好适合磁场取向要求，于是在配方中加入了重量百分比1～6％热熔胶，通过炼胶、粉碎挤出后，放入成型模具，然后通过加温、保温、，并外加、磁场，使其沿磁场方向定向排列，然后经冷却，回到常温，既能形成异性磁场取向，又能保证其硬度要求。
在上述的用于打印机的橡胶磁辊，所述成分的优化重量百分比为：
磁粉：85～90％， 聚乙烯：5～8％；
热熔胶：1～4％， 增塑剂：0～2％(不包括0)
偶联剂0.5～2％。
上述成分是对本发明用于打印机的橡胶磁辊的优化和限制。
作为优选，所述的磁粉为所述的磁粉为钡铁氧体磁粉、锶铁氧体磁粉中的一种。
作为优选，所述的聚乙烯为氯化聚乙烯；氯化聚乙烯(CPE)是高密度聚乙烯(HDPE)的氯化改性产物，CPE的氯含量应在35-38％之间。由于CPE具有优良的耐候性、耐寒性、耐燃性、耐油性、抗冲击性(CPE为弹性体)和化学稳定性，CPE已成为较好的抗冲增韧改性剂。
作为优选，所述的热熔胶为为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐三元共聚物为高压本体聚合，其共聚单体的含量为：7-35％；熔体流动指数0.3-320g/10mn。
在上述的用于打印机的橡胶磁辊中，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或对苯二甲酸二辛酯中的一种或两种。其中邻苯二甲酸二辛酯DioctylPhthalate(简称DOP)分子式：C24H38O4，分子量：390.62，DOP具有增塑效率高；挥发度小；耐紫外光强；耐水抽出；迁移性小；耐寒性好；柔软性；电性能好等优点；所以该增塑剂是一种良好的塑料增塑剂，最适合用于氯化聚乙烯，对苯二甲酸二辛酯Dioctyl Terephalate(简称DOTP)分子式：C24H38O4，分子量：390.56，该成分具有良好的电性能和耐寒性，挥发性小。作为优选，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
在上述的用于打印机的橡胶磁辊中，所述的偶联剂为所述的偶联剂为钛酸脂偶联剂或硅烷偶联剂中的一种或两种。由于磁粉是亲水性物质，聚乙烯是亲油性物质，两者之间的交联必须由偶联剂来完成；其中所述的硅烷偶联剂主要有长链烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、Y-氯丙基三乙氧基硅烷、双-[Y-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅、Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲基氧硅烷、Y-巯丙基三甲氧基硅烷等物质；所述的钛酸脂偶联剂主要有钛酸酯偶联剂(NDZ-101)、钛酸酯偶联剂(NDZ-102)、钛酸酯偶联剂(NDZ-105)、钛酸酯偶联剂(NDZ-130)、钛酸酯偶联剂(NDZ-201)、钛酸酯偶联剂(NDZ-311)、钛酸酯偶联剂(NDZ-311w)、钛酸酯偶联剂(NDZ-401)等物质。
一种用于打印机的橡胶磁辊的制备方法，其特征在于由以下步骤组成：
(1)配料：先将磁粉与偶联剂按比例称好，投入混料机搅拌3～10分钟，再投入热熔胶，增塑剂，聚乙烯后继续搅拌2～5分钟；
(2)炼胶、粉碎：把开炼机的辊距调至0.5～1.5mm，将上述搅拌后的混合料投入辊筒翻炼3～6min；将炼好的胶片投入粉碎机粉碎1～8分钟，粉碎后颗粒的大小为1～8mm；
(3)挤出：把粉碎好的颗粒料投入挤出机挤出，挤出温度一般控制在：加料段50～100℃，熔融段60～120℃，出料段50～120℃，挤出机的转速一般控制在15～25r/min；
(4)成型取向、切割：把挤出的磁辊放入成型模具，在100～200℃内保温18～25min，并外加7000Gs磁场，使其在熔融状态下沿磁场方向取向；成型取向后切割成成品；
(5)充磁：把切好的成品放在充磁夹具上，外加220V～260V充磁电压充磁。
作为优选，所述的步骤(1)中先将磁粉与偶联剂按比例称好，投入混料机搅拌5min，再投入热熔胶，增塑剂，聚乙烯继续搅拌3min。
作为优选，所述的步骤(2)开炼机的辊距调至0.8～1.0mm，将上述搅拌后的混合料投入辊筒翻炼4min；将炼好的胶片投入粉碎机粉碎3～5时间，粉碎后颗粒的大小为2～5mm。
作为优选，所述的步骤(3)中挤出温度一般控制在：加料段60～80℃，熔融段60～80℃，出料段60～100℃，挤出机的转速一般控制在20r/min。
作为优选，所述的步骤(4)中把挤出的磁辊放入成型模具，在120～150℃内保温20min。
作为优选，所述的步骤(5)中外加充磁电压为240V
因此本发明具有以下优点：
1、利用本发明的成分及制备方法制备的用于打印机的磁辊可以采用各种磁力图案形成多个磁极，产品的使用寿命长，制备工艺特别简单；
2、利用本发明的成分及制备方法在制备过程中可以乡城异性磁场取向制造出来的用于打印机的磁辊是高性能的，操作性好。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明；但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1按照表1的成份，配料：先把磁粉与偶联剂按比例称好，投入混料机混好，高速搅拌3min，再投入其它成分继续混合5min，目的是先使磁粉与偶联剂偶联好，再与其它辅材充分结合。
炼胶：把开炼机的辊距调至0.5mm，投入辊筒翻炼6min，等胶片基本均匀割下备用。
粉碎：把炼好的胶片投入粉碎机粉碎8分钟，筛网大小为∮2mm，粉碎后颗粒的大小为1mm。
挤出：把粉碎好的颗粒料投入挤出机挤出，挤出温度一般控制在：加料段为50℃，熔融段为60℃，出料段50℃，转速一般控制在25r/min。
成型取向：把挤出的磁辊放入成型模具，在100℃内保温25min，并外加7000Gs磁场，使其在熔融状态下沿磁场方向取向。
切割：调整好切割刀具，按客户要求尺寸切割成成品。
充磁：把切好的产品放在充磁夹具上，按客户要求的角度放置好，并外加220V充磁电压放电充磁。
检测、包装：用磁性材料自动测试仪对产品的磁性能及磁夹角、跳动度分别进行检测，符合要求，包装入库。所得磁辊的性能列于表2。
表1：基本成份
| 成分 | 成份1 | 成份2 |
| 钡铁氧体磁粉氯化聚乙烯(CPE)热熔胶邻苯二甲酸二辛酯(DOP)对苯二甲酸二辛酯(DOTP)钛酸脂偶联剂硅烷偶联剂 | 78106411 | 858421 |
表2：磁辊产品的性能
| 性能检测 | 成份1 | 成份2 |
| 长度方向的最大磁偏移的大小(mT)表面磁场(GS) | +3800 | +5820 |
实施例2按照表3的成份，配料：先把磁粉与偶联剂按比例称好，投入混料机混好，高速搅拌5min，再投入其它成分继续混合3min，目的是先使磁粉与偶联剂偶联好，再与其它辅材充分结合。
炼胶：把开炼机的辊距调至0.8mm，投入辊筒翻炼4min，等胶片基本均匀割下备用。
粉碎：把炼好的胶片投入粉碎机粉碎5分钟，筛网大小为∮5mm，粉碎后颗粒的大小为4mm
挤出：把粉碎好的颗粒料投入挤出机挤出，挤出温度一般控制在：加料段70℃，熔融段80℃，出料段80℃，转速一般控制在20r/min。
成型取向：把挤出的磁辊放入成型模具，在120℃内保温20min，并外加7000Gs磁场，使其在熔融状态下沿磁场方向取向。
切割：调整好切割刀具，按客户要求尺寸切割成成品。
充磁：把切好的产品放在充磁夹具上，按客户要求的角度放置好，并外加240V充磁电压放电充磁。
检测、包装：用磁性材料自动测试仪对产品的磁性能及磁夹角、跳动度分别进行检测，符合要求，包装入库。所得磁辊的性能列于表4。
表3：基本成份
| 成分 | 成份1 | 成份2 |
| 锶铁氧体磁粉氯化聚乙烯(CPE)热熔胶邻苯二甲酸二辛酯(DOP)对苯二甲酸二辛酯(DOTP)钛酸脂偶联剂硅烷偶联剂 | 876320.51.5 | 90540.50.5 |
表4：磁辊产品的性能
| 性能检测 | 成份1 | 成份2 |
| 长度方向的最大磁偏移的大小(mT)表面磁场(GS) | -1810 | +1820 |
实施例3按照表5的成份，配料：先把磁粉与偶联剂按比例称好，投入混料机混好，高速搅拌10min，再投入其它成分继续混合2min，目的是先使磁粉与偶联剂偶联好，再与其它辅材充分结合。
炼胶：把开炼机的辊距调至1.5mm，投入辊筒翻炼3min，等胶片基本均匀割下备用。
粉碎：把炼好的胶片投入粉碎机粉碎1分钟，筛网大小为∮10mm，粉碎后颗粒大小为8mm。
挤出：把粉碎好的颗粒料投入挤出机挤出，挤出温度一般控制在：加料段100℃，熔融段120℃，出料段120℃，转速一般控制在15r/min。
成型取向：把挤出的磁辊放入成型模具，在200℃内保温18min，并外加7000Gs磁场，使其在熔融状态下沿磁场方向取向。
切割：调整好切割刀具，按客户要求尺寸切割成成品。
充磁：把切好的产品放在充磁夹具上，按客户要求的角度放置好，并外加260V充磁电压放电充磁。
检测、包装：用磁性材料自动测试仪对产品的磁性能及磁夹角、跳动度分别进行检测，符合要求，包装入库。所得磁辊的性能列于表6。
表5：基本成份
| 成分 | 成份1 | 成份2 |
| 锶铁氧体磁粉氯化聚乙烯(CPE)热熔胶邻苯二甲酸二辛酯(DOP)对苯二甲酸二辛酯(DOTP)钛酸脂偶联剂硅烷偶联剂 | 90810.50.40.1 | 952110.30.7 |
表6：磁辊产品的性能
| 性能检测 | 成份1 | 成份2 |
| 长度方向的最大磁偏移的大小(mT)表面磁场(GS) | -3800 | -5810 |
本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
Claims (14)
1.一种用于打印机的橡胶磁辊，其特征在于包括下列重量百分比的成分：
磁粉：78～95％， 聚乙烯：2～10％；
热熔胶：1～6％， 增塑剂：0～4％(不包括0)
偶联剂0.1～3％。
2.根据权利要求1所述的一种用于打印机的橡胶磁辊，其特征在于包括下列重量百分比的成分：
磁粉：85～90％， 聚乙烯：5～8％；
热熔胶：1～4％， 增塑剂：0～2％(不包括0)
偶联剂0.5～2％。
3、根据权利要求1或2所述的一种用于打印机的橡胶磁辊，其特征在于所述的磁粉为钡铁氧体磁粉、锶铁氧体磁粉中的一种。
4、根据权利要求1或2所述的一种用于打印机的橡胶磁辊，其特征在于所述的聚乙烯为氯化聚乙烯。
5、根据权利要求1或2所述的一种用于打印机的橡胶磁辊，其特征在于所述的热熔胶为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
6、根据权利要求1或2所述的一种用于打印机的橡胶磁辊，其特征在于所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或对苯二甲酸二辛酯中的一种或两种。
7、根据权利要求6所述的一种用于打印机的橡胶磁辊，其特征在于所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
8、根据权利要求1或2所述的一种用于打印机的橡胶磁辊，其特征在于所述的偶联剂为钛酸脂偶联剂或硅烷偶联剂中的一种或两种。
9、一种用于打印机的橡胶磁辊的制备方法，其特征在于由以下步骤组成：
(1)配料：先将磁粉与偶联剂按比例称好，投入混料机搅拌3～10分钟，再投入热熔胶，增塑剂，聚乙烯后继续搅拌2～5分钟；
(2)炼胶、粉碎：把开炼机的辊距调至0.5～1.5mm，将上述搅拌后的混合料投入辊筒翻炼3～6min；将炼好的胶片投入粉碎机粉碎1～8分钟，粉碎后颗粒的大小为1～8mm；
(3)挤出：把粉碎好的颗粒料投入挤出机挤出，挤出温度一般控制在：加料段50～100℃，熔融段60～120℃，出料段50～120℃，挤出机的转速一般控制在15～25r/min；
(4)成型取向、切割：把挤出的磁辊放入成型模具，在100～200℃内保温18～25min，并外加7000Gs磁场，使其在熔融状态下沿磁场方向取向；成型取向后切割成成品；
(5)充磁：把切好的成品放在充磁夹具上，外加220V～260V充磁电压充磁。
10、根据权利要求9所述的一种用于打印机的橡胶磁辊的制备方法，其特征在于所述的步骤(1)中先将磁粉与偶联剂按比例称好，投入混料机搅拌5min，再投入热熔胶，增塑剂，聚乙烯继续搅拌3min。
11、根据权利要求9或10所述的一种用于打印机的橡胶磁辊的制备方法，其特征在于所述的步骤(2)开炼机的辊距调至0.8～1.0mm，将上述搅拌后的混合料投入辊筒翻炼4min；将炼好的胶片投入粉碎机粉碎3～5时间，粉碎后颗粒的大小为2～5mm。
12、根据权利要求9或10所述的一种用于打印机的橡胶磁辊的制备方法，其特征在于所述的步骤(3)中挤出温度一般控制在：加料段60～80℃，熔融段60～80℃，出料段60～100℃，挤出机的转速一般控制在20r/min。
13、根据权利要求9或10所述的一种用于打印机的橡胶磁辊的制备方法，其特征在于所述的步骤(4)中把挤出的磁辊放入成型模具，在120～150℃内保温20min。
14、根据权利要求9或10所述的一种用于打印机的橡胶磁辊的制备方法，其特征在于所述的步骤(5)中外加充磁电压为240V。
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