TWI483088B

TWI483088B - 顯像組成物

Info

Publication number: TWI483088B
Application number: TW097132540A
Authority: TW
Inventors: Jian Sheng Haung; Keui Ying Chiu
Original assignee: Trend Tone Imaging Inc
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2015-05-01
Also published as: TW201009523A

Description

顯像組成物

本發明係關於一種顯像組成物，尤指一種適用於靜電潛像顯影之顯像組成物，俾能應用於黑白或全彩的影印機及雷射印表機之顯像組成物。

隨著電腦及周邊設備的發展和普及，影印機及雷射印表機已成為常見之列印設備之一。其中，影印機及雷射印表機皆有屬於一種雙成分顯像系統，係利用靜電潛像顯影將圖像顯示出來。

一般之雙成分顯像系統係在顯影器中裝設載體及碳粉粒子，透過摩擦後使顯像劑中的碳粉帶靜電，再經雙成分顯像系統中帶與碳粉相反電性之感光鼓與碳粉之靜電吸附後，形成碳粉圖像。然而，在常用之雙成分顯像系統之影印機及雷射印表機中，經連續列印之後，碳粉在顯像劑中之濃度會有所變化，導致碳粉摩擦帶電量的改變。由於靜電潛像顯影與碳粉帶電量有極密切的關係，因此若碳粉摩擦帶電量改變，則會造成列印品質劣化。為了要維持長時間列印的列印品質，一般而言，影印機及雷射印表機會自動調整佈電電壓及磁棒偏壓來維持長時間列印的列印品質。

雖透過調整佈電電壓及磁棒偏壓可維持列印品質，然而，若能同時改善顯像劑中碳粉摩擦帶電量之穩定度，更能使列印品質更加提升。美國專利第2003/0186154號係提供一種載體及使用其之顯影劑，其載體表面具有一包含丙烯酸樹脂及矽樹脂之表面塗佈層，以改善載體表面不均勻度，而提升長時間列印之列印品質。美國專利第5,554,477號係提供一種顯影系統，其透過一具有較高導電度之載體，而在經過長時間列印之後仍可維持極高的導電鍍。此外，美國專利第5,702,858號係提供一種顯影劑，其具有較高的荷電性及流動性，而能提升影像品質及密度。

目前雖然已有許多研究試圖改善長時間列印之列印品質，然而現今碳粉產業中所使用的碳粉，其表面形狀大多為不規則形，因此在與載體摩擦時，碳粉表面與載體表面的接觸面積較低，故碳粉表面的帶電量也較低。若能從碳粉表面形狀進行改善，勢必能維持碳粉表面的帶電量。如此，即使經過長時間列印，仍能維持碳粉帶電量之穩定性，進而達到改善列印品質的目的。

本發明之主要目的係在提供一種顯像組成物，藉由改變碳粉形狀以提升碳粉摩擦帶電量之穩定度，俾能維持長時間列印之列印品質。

為達成上述目的，本發明係提供一種顯像組成物，包括：載體、以及碳粉組成物。其中碳粉組成物包含碳粉粒子，且碳粉粒子之圓度係大於或等於0.95。

其中，「圓度(roundness)」之定義，係指碳粉粒子實際輪廓相對於理想圓的徑向偏移量，亦即相對於同一圓心之最大半徑與最小半徑的比值來表示。

由於本發明之碳粉粒子之圓度係大於或等於0.95，因此，相較於習知顯像組成物中之碳粉粒子，其表面的形狀較規則。此外，由於本發明之碳粉粒子形狀接近圓形，故可提高碳粉粒子的表面與載體接觸的面積。經長時間列印之後，即使顯像組成物中碳粉濃度減少，仍能保持碳粉粒子表面與載體之間具有較大的接觸面積，進而維持碳粉的摩擦帶電量。故本發明是藉由碳粉形狀的改變，達到提升顯像組成物中碳粉摩擦帶電量的穩定度之目的。

在本發明之顯像組成物中，載體為一磁性粒子，且此磁性粒子可為至少一種選自由磁鐵礦(magnetite)、鐵粉(iron powder)、鋼(steel)、亞鐵鹽(ferrite)、磁性氧化鐵(magnetic iron oxide)、及其混合物所組成之群組。此外，本發明之顯像組成物之載體含量並無特殊限制，較佳為，載體含量為顯像組成物總重量之90~99重量百分比。此外，本發明之顯像組成物之碳粉粒子含量並無特殊限制，較佳為，碳粉粒子含量為顯像組成物總重量之1~10重量百分比。

在本發明之顯像組成物中，碳粉組成物更可包含一樹脂，此樹脂可為至少一種選自由苯乙稀-丙烯酸共聚合物樹脂、聚酯樹脂、苯乙烯-丁二醯共聚合物樹脂、及其混合物所組成之群組。較佳為，在本發明之顯像組成物中，碳粉組成物之樹脂係為聚酯樹脂。此外，本發明之碳粉組成物之樹脂含量並無特殊限制，較佳為，樹脂含量為碳粉組成物總重量之60~93重量百分比。

本發明之顯像組成物中，碳粉組成物更可包含一電荷控制劑。其中，此電荷控制劑可包含一金屬錯化合物。在本發明之本發明之顯像組成物中，電荷控制劑之含量並無特殊限制，較佳為，電荷控制劑含量為碳粉組成物總重量之0.5~5重量百分比。

本發明之顯像組成物中，碳粉組成物更可包含一色料。其中，此色料可為碳黑、磁鐵粉末、或顏料。在本發明之顯像組成物中，碳粉組成物之色料含量並無特殊限制，較佳為，色料之含量為碳粉組成物總重量之3~20重量百分比。

再者，本發明之顯像組成物中，碳粉組成物更可包含一潤滑劑。其中，此潤滑劑可為至少一種選自由聚丙烯蠟、聚乙烯蠟、米蠟、棕梠蠟、聚酯蠟、石蠟所組成之群組。在本發明之顯像組成物中，碳粉組成物之潤滑劑含量並無特殊限制，較佳為，潤滑劑之含量為碳粉組成物總重量之1~8重量百分比。

在本發明之顯像組成物中，本發明之碳粉組成物更可包含一無機外添加劑。在本發明之顯像組成物中，碳粉組成物之外添加劑可為至少一種選自由鈦酸鍶、氧化鍶、氧化鈦、氧化鋁、氧化鈰、氧化矽、及其混合物所組成之群組。同時，外添加劑之含量並無特殊限制，較佳為，外添加劑含量為碳粉組成物總重量之0.1~3重量百分比。

此外，本發明之顯像組成物，其係使用習知之傳統製程或化學製備方法方法製程。較佳為，本發明之顯像組成物之製備方法包括下列步驟：(A)提供一載體、一碳粉粒子；(B)將樹脂、色料、電荷控制劑、潤滑劑等組成以Henschel mixer混合均勻，以押出機將這些混合物混練之，再以jet mill將混練物磨成6~8um的碳粉粒子，利用表面處理設備將碳粉粒子的表面處理成不同的圓度，最後再以Henschel mixer將碳粉粒子與無機外添加劑混合均勻，製得一碳粉組成物；(C)以ball mill均勻混合載體、碳粉組成物，以製得一顯像組成物；其中此顯像組成物中碳粉粒子圓度係大於或等於0.95。

再者，於本發明之顯像組成物中，於步驟(B)後更可選擇性的添加電荷控制劑或無機外添加劑。藉由改變添加電荷控制劑或無機外添加劑的種類及重量百分比，可幫助維持本發明顯像組成物中之碳粉粒子帶電量。

以下具體實施例中，本發明顯像組成物主要包括一載體、以及一碳粉組成物，其中，碳粉組成物包含碳粉粒子。同時，載體係為磁性粒子，而碳粉組成物更包含一樹脂、色料、電荷控制劑、潤滑劑、及無機外添加劑等。此外，本發明之重點為其所使用之碳粉粒子圓度係大於或等於0.95。

此外，除非有特別說明，否則本發明實施例中所使用的份數或百分比皆以重量為單位。

實施例1

首先，將93重量百分比之聚酯樹脂、4重量百分比之碳黑、1重量百分比之電荷控制劑、以及2重量百分比之潤滑劑均勻混合得一混合物。再以雙軸押出機混練此混合物，接著再以jet mill將混練物磨成6~8um的碳粉粒子，利用表面處理設備將碳粉粒子的表面處理成不同的圓度，最後再以Henschel mixer將碳粉粒子與1重量百分比之氧化矽均勻混合之、以得到最後的碳粉粒子，再以ball mill均勻混合載體、碳粉粒子即可製得一顯像組成物。在此，藉由調整表面處理設備，可控制本實施例顯像組成物之碳粉粒子之圓度。在本實施例中，碳粉粒子之圓度約為0.957。此外，本實施例之顯像組成物中碳粉粒子之重量百分比(T/C)為1%。

實施例2

本實施例之製備方法與實施例1大致相同。在本實施例之顯像組成物中，碳粉粒子之圓度約為0.957，且碳粉粒子之重量百分比(T/C)為3%。

實施例3

本實施例之製備方法與實施例1大致相同。在本實施例之顯像組成物中，碳粉粒子之圓度約為0.957，且碳粉粒子之重量百分比(T/C)為5%。

實施例4

本實施例之製備方法與實施例1大致相同。在本實施例之顯像組成物中，碳粉粒子之圓度約為0.957，且碳粉粒子之重量百分比(T/C)為7%。

實施例5

本實施例之製備方法與實施例1大致相同。除了碳粉粒子經表面處理後製得之顯像組成物的碳粉粒子之圓度約為0.964，且碳粉粒子之重量百分比(T/C)為1%。

實施例6

本實施例之製備方法與實施例5大致相同。在本實施例之顯像組成物中，碳粉粒子之圓度約為0.964，且碳粉粒子之重量百分比(T/C)為3%。

實施例7

本實施例之製備方法與實施例5大致相同。在本實施例之顯像組成物中，碳粉粒子之圓度約為0.964，且碳粉粒子之重量百分比(T/C)為5%。

實施例8

本實施例之製備方法與實施例5大致相同。在本實施例之顯像組成物中，碳粉粒子之圓度約為0.964，且碳粉粒子之重量百分比(T/C)為7%。

比較例1

本實施例之製備方法與實施例1大致相同，除了研磨後製得之顯像組成物的碳粉粒子之圓度約為0.911。且碳粉粒子之重量百分比(T/C)為1%。

比較例2

本實施例之製備方法與比較例1大致相同。在本比較例之顯像組成物中，碳粉粒子之圓度約為0.911，且碳粉粒子之重量百分比(T/C)為3%。

比較例3

本實施例之製備方法與比較例1大致相同。在本比較例之顯像組成物中，碳粉粒子之圓度約為0.911，且碳粉粒子之重量百分比(T/C)為5%。

比較例4

本實施例之製備方法與比較例1大致相同。在本比較例之顯像組成物中，碳粉粒子之圓度約為0.957，且碳粉粒子之重量百分比(T/C)為7%。

實驗例：測量碳粉粒子摩擦帶電量

將上述實施例1－8、及比較例1－4製備之顯像組成物分別置ball mill中混合均勻、混合時間為10分鐘，混合轉速為70rpm，取0.3~0.5gm混合好的顯像組成物，置於於一法拉第籠(Faraday cage)中，以bowl－off方式，測量顯像組成物中碳粉粒子之摩擦帶電量(q/m)。實驗結果如下表1所示：

圖1係為實施例1~8及比較例1~4中，碳粉重量百分比(T/C)與摩擦帶電量(q/m)之關係圖。如圖1所示，當碳粉粒子圓度為0.957時(實施例1~4)或為0.964時(實施例5~8)，其摩擦帶電量之變化較平穩。反觀比較例1~4，其碳粉粒子圓度為0.911，其摩擦帶電量會隨著顯像組成物中碳粉粒子之重量百分比不同而有明顯的變化。

綜上所述，本發明之顯像組成物，由於碳粉粒子之形狀更接近圓形，能提升碳粉粒子與載體之接觸面積，使碳粉粒子之摩擦帶電量可維持穩定的狀況。因此，本發明之顯像組成物，可改善因碳粉表面不規則而導致顯像組成物中碳粉濃度越高摩擦帶電量會越低的情形。因此，本發明之顯像組成物，其碳粉粒子之摩擦帶電量較不受碳粉粒子濃度之影響，故更能維持長時間列印之列印品質。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

圖1係本發明之碳粉粒子重量百分比與摩擦帶電量之關係圖。

Claims

一種顯像組成物，包括：載體，該載體係為一磁性粒子；以及碳粉組成物，其包含碳粉粒子；其中，該碳粉粒子之圓度係大於或等於0.95。
如申請專利範圍第1項所述之顯像組成物，其中該磁性粒子係至少一種選自由磁鐵礦、鐵粉、鋼、亞鐵鹽、磁性氧化鐵、及其混合物所組成之群組。
如申請專利範圍第1項所述之顯像組成物，其中該碳粉組成物更包含一樹脂。
如申請專利範圍第3項所述之顯像組成物，其中該樹脂係至少一種選自由苯乙稀-丙烯酸共聚合物樹脂、聚酯樹脂、苯乙烯-丁二醯共聚合物樹脂、及其混合物所組成之群組。
如申請專利範圍第1項所述之顯像組成物，其中該載體含量為該顯像組成物總重量之90~99重量百分比。
如申請專利範圍第1項所述之顯像組成物，其中該碳粉粒子含量為該顯像組成物總重量之1~10重量百分比。
如申請專利範圍第1項所述之顯像組成物，其更包含一電荷控制劑。
如申請專利範圍第7項所述之顯像組成物，其中該電荷控制劑包含一金屬錯化合物。
如申請專利範圍第7項所述之顯像組成物，其中該電荷控制劑含量為該碳粉組成物總重量之0.5~5重量百分比。
如申請專利範圍第1項所述之顯像組成物，其中，該碳粉組成物更包含一無機外添加劑。
如申請專利範圍第10項所述之顯像組成物，其中該無機外添加劑係至少一種選自由鈦酸鍶、氧化鍶、氧化鈦、氧化鋁、氧化鈰、氧化矽、及其混合物所組成之群組。
如申請專利範圍第10項所述之顯像組成物，其中該無機外添加劑含量為該碳粉組成物總重量之0.1~3重量百分比。
如申請專利範圍第1項所述之顯像組成物，其中，該碳粉組成物更包含一潤滑劑。
如申請專利範圍第13項所述之顯像組成物，其中該潤滑劑係至少一種選自由聚丙烯蠟、聚乙烯蠟、米蠟、棕梠蠟、聚酯蠟、石蠟所組成之群組。
如申請專利範圍第13項所述之顯像組成物，其中該潤滑劑含量為該碳粉組成物總重量之1~8重量百分比。
如申請專利範圍第1項所述之顯像組成物，其中，該碳粉組成物更包含一色料。
如申請專利範圍第16項所述之顯像組成物，其中該色料係為一碳黑、磁鐵粉末、或顏料。
如申請專利範圍第16項所述之顯像組成物，其中該色料含量為該碳粉組成物總重量之3~20重量百分比。