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    重庆时时彩计划稳赚: 静电图像显影剂用载体及双组份显影剂.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410147777.0

    申请日:

    2014.04.14

    公开号:

    CN103941558A

    公开日:

    2014.07.23

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G03G 9/113申请公布日:20140723|||实质审查的生效IPC(主分类):G03G 9/113申请日:20140414|||公开
    IPC分类号: G03G9/113; G03G9/08 主分类号: G03G9/113
    申请人: 湖北鼎龙化学股份有限公司
    发明人: 朱顺全; 刘敏; 兰泽冠
    地址: 430057 湖北省武汉市经济技术开发区东荆河路1号
    优先权:
    专利代理机构: 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 代理人: 涂洁
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410147777.0

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.07.13|||2014.08.20|||2014.07.23

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种静电图像显影剂用载体及双组份显影剂,解决了现有载体的包覆层耐久性差、容易脱落,存在污染等问题。所述载体包括载体芯材和涂覆于该载体芯材上的树脂包覆层,所述树脂包覆层包含有碳纳米管颗粒。所述双组份显影剂含有上述静电图像显影剂用载体和调色剂。本发明载体具有高导电性能及增强性能、碳纳米管的添加量少,载体耐久性好,提高了载体性能的同时,控制了生产成本。本发明双组份显影剂具有优异的显影性能和良好的耐久性,更加有利于避免打印过程中树脂包覆层脱落造成的对彩色图像的污染。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种静电图像显影剂用载体,包括载体芯材和涂覆于该载体芯材上的树脂包覆层,其特征在于,所述树脂包覆层包含有碳纳米管颗粒。

    2.  如权利要求1所述的静电图像显影剂用载体,其特征在于,所述树脂包覆层中碳纳米管颗粒的含量为0.5-4wt%。

    3.  如权利要求1或2所述的静电图像显影剂用载体,其特征在于,所述碳纳米管颗粒为单壁管或多壁管。

    4.  如权利要求3所述的静电图像显影剂用载体,其特征在于,所述单壁管的碳纳米管为管径为1-5nm。

    5.  如权利要求3所述的静电图像显影剂用载体,其特征在于,所述多壁管的碳纳米管为内径为1.5-15nm,外径为2.5-30nm。

    6.  如权利要求1所述的静电图像显影剂用载体,其特征在于,所述载体芯材上的树脂包覆层的膜厚为0.3μm-3μm。

    7.  如权利要求1所述的静电图像显影剂用载体,其特征在于,所述树脂包覆层中含有丙烯酸系树脂、氟类树脂、硅树脂中的至少一种。

    8.  如权利要求1所述的静电图像显影剂用载体,其特征在于,所述载体的体积电阻率为109-1015Ω cm,体积平均粒径D50为20μm-60μm。

    9.  一种双组份显影剂,其特征在于,含有权利要求1-8任一项所述的静电图像显影剂用载体和调色剂。

    说明书

    说明书静电图像显影剂用载体及双组份显影剂
    技术领域
    本发明涉及一种用于静电图像显影用载体和静电图像显影用双组份显影剂。
    背景技术
    随着显影设备高速化和全彩化的发展,双组份显影设备得到了长足发展,其中载体作为双组份显影剂的重要组成部分,主要承担了运输碳粉和使得碳粉摩擦起电的功能,其性能对显影性能的好坏起着关键性的作用。载体是由铁氧体形成的载体芯材和包覆于其表面的树脂包覆层所组成,为了获得合适的电特性,在包覆层中往往添加了一些功能性粒子,以调整载体的电阻和带电性能。作为调整电阻的功能性粒子,以添加炭黑居多,但是由于炭黑本身具有黑色颜料的性质,在彩色显影设备显影的过程中因载体长期摩擦使得包覆层剥落,同时炭黑也会一起脱落,从而随着碳粉一起转印至纸张上,会造成混色尤其是黄色部分被污染的缺陷。而且由于炭黑的添加量一般在5%以上,很多情况下会添加至10%以上,使用如此大量的炭黑会使得彩色图像被污染的现象进一步加剧。减少炭黑的用量或者不使用炭黑,可以有效解决图像色彩的污染问题,但是这种情况会导致载体的电阻增加,当显影剂中使用这种高电阻的载体输出大面积图像时容易出现严重的边缘效应,即图像中心密度浅而图像边缘密度深的现象。
    为了解决炭黑可能污染彩色图像的问题,有些厂家选择以没有颜色或颜色较浅的金属氧化物,如氧化钛,氧化铝,氧化锡等,替代炭黑作为电阻调整颗粒,但是由于其导电性能与炭黑存在一定差异,往往需要添加较大的量才可达到所需的性能,这样一方面会影响树脂的均一性,从而容易导致长时间使用时树脂更易从载体芯材表面脱落,而影响载体的耐久性;另一方面由于其硬度较高,分散于包覆层 树脂表面的部分可能直接和碳粉接触,从而容易损坏碳粉,导致显影图像的劣化。
    发明内容
    本发明的目的是为了解决上述技术问题,提供一种具有高导电性能及增强性能、碳纳米管的添加量少、耐久性好的静电图像显影剂用载体。
    本发明还提供一种包含有上述载体和调色剂的静电图像显影用的双组份显影剂。
    一种静电图像显影剂用载体,包括载体芯材和涂覆于该载体芯材上的树脂包覆层,所述树脂包覆层包含有碳纳米管颗粒。
    所述树脂包覆层中碳纳米管颗粒的含量为0.5-4wt%。
    所述碳纳米管颗粒为单壁管或多壁管。
    所述单壁管的碳纳米管为管径为1-5nm。
    所述多壁管的碳纳米管为内径为1.5-15nm,外径为2.5-30nm。
    所述载体芯材上的树脂包覆层的膜厚为0.3μm-3μm。
    所述树脂包覆层中含有丙烯酸系树脂、氟类树脂、硅树脂中的至少一种。
    所述载体的体积电阻率为109-1015Ω cm,体积平均粒径D50为20μm-60μm。
    一种双组份显影剂,含有上述静电图像显影剂用载体和调色剂,从而使得该显影剂具有优异的显影性能和良好的耐久性。
    发明人现有具有导电性能的材料进行深入研究,发现了一种从未在碳粉领域使用的导电材料——碳纳米管,碳纳米管上碳原子的p电子形成大范围的离域π键,由于共轭效应显著,其结构与石墨的片层结构类似,具有很好的电学性能,除了具有优异的导电性能,碳纳米管还有非凡的力学性质。理论计算表明,碳纳米管应具有极高的强度和极大的韧性。由于碳纳米管中碳原子间距短、单层碳纳米管的管径 小,使得结构中的缺陷不易存在,因此单层碳纳米管的杨氏模量据估计可高达5太帕,其强度约为钢的100倍,而密度却只有钢的1/6。并且碳纳米管具有独特的增强作用,添加了碳纳米管的复合材料,其强度将得到大幅度提高。由于具有增强性能的功能性材料,树脂包覆层中往往只需添加很少量的碳纳米管即可达到理想的导电性能,并且由于其特殊的增强性能,如果能添加入载体的包覆层,一方面可以在使用很少量碳纳米管的情况下即可达到所需的导电性能,同时又可借助其增强性能提高载体的耐久性。虽然从成本的角度来考虑,炭黑比起碳纳米管具有价格优势,但是由于只需添加很少量的碳纳米管即可达到所需效果,从这个角度来看,选择碳纳米管替代常用的炭黑并不会额外增加成本,甚至可能比炭黑更具优势,而且由于其较低的添加量也大大降低了树脂包覆层剥落时对彩色图像的污染程度,并且由于其增强性能,使得树脂包覆层本身难以剥落,从而也减轻了污染。
    经发明人研究发现:树脂包覆层中含碳纳米管的载体,其中碳纳米管的管径范围为:单壁碳纳米管为1-5nm,多壁碳纳米管内径为1.5-15nm,外径为2.5-30nm。在此范围内,可使得载体获得最佳的电性能和合适的耐久性。
    碳纳米管在树脂包覆层中的含量为为0.5-4wt%。如果碳纳米管含量小于0.5%,载体的电阻将偏高,且难以获得充分的耐久性,而如果碳纳米管的含量大于4wt%,载体的电阻将偏低,且会带来成本的上升。
    所述树脂包覆层的膜厚为0.3μm-3μm。若膜厚小于0.3μm,一方面载体难以获得充分的耐久性,另一方面也难以获得合适的电阻。而膜厚若大于3μm,则会导致载体电阻偏高。
    所述树脂包覆层中含碳纳米管的载体,其体积电阻率为109-1015Ω cm。如果载体体积电阻率小于109Ω cm,因反复使用导致显影剂中调色剂浓度降低时,电荷可能注入载体,使得载体自身可能被显 影,而当载体体积电阻率大于1015Ω cm时,可能会对画面产生诸如明显的边缘效应或假轮廓等不良影响。
    本发明所涉及的树脂包覆层中含碳纳米管的载体,优选包覆层树脂包含丙烯酸系树脂、氟类树脂、硅树脂中至少一种。含有丙烯酸系树脂包覆的载体,由于树脂层不易脱落,往往具有良好的耐久性,而氟类树脂和硅树脂则因为其具有较低的表面能,使用这些树脂包覆的载体在和碳粉摩擦时会减轻碳粉对载体表面的污染,从而延长载体使用寿命。
    本发明所涉及的树脂包覆层中含碳纳米管的载体,其体积平均粒径D50为20μm-60μm。载体粒径太大时,在显影装置内的碰撞能也相应增大,从而容易导致载体的破裂或破碎,并且使得调色剂的充电用表面积变小,使调色剂的带电功能下降,从而导致显影图像的细节再现性降低,无法形成清晰的图像。而载体粒径太小时,载体颗粒的均匀性下降,且单个载体的磁力也会下降,因此可能会发生载体附着和载体颗粒之间的相互粘附。
    进一步的,树脂包覆层中含碳纳米管的载体,其树脂包覆层中除了碳纳米管颗粒,还可以包含其他功能性颗粒,如甲基丙烯酸甲酯颗粒、三聚氰胺颗粒等。这些添加颗粒更有利于载体在长期使用后依然具有良好的带电性能,从而保证载体具有良好的耐久性。
    为了确保载体具有高的耐久性和良好的环境稳定性,需要对载体芯材的表面进行树脂层包覆,其目的主要有:防止碳粉成分对载体表面污染(消耗);避免高温高湿、低温低湿条件下带电量的波动,保证不同环境下的高清画质;调整显影剂的电阻;控制带电量和带电量分布。
    因载体包覆层厚度很薄,一般在0.05-1μm之间,添加颗粒的粒径一般需使用分散设备分散至纳米级,以确保其性能。
    载体的包覆设备主要有流化床、捏合机、高速混合机等,包覆方 法可按照是否使用溶剂选择干式包覆和湿式包覆法,均为现有方法,在此不作详述。
    有益效果:
    本发明载体具有高导电性能及增强性能、碳纳米管的添加量少,载体耐久性好,提高了载体性能的同时,控制了生产成本。本发明双组份显影剂有优异的显影性能和良好的耐久性,更加有利于避免打印过程中树脂包覆层脱落造成的对彩色图像的污染。
    具体实施方式
    实施例1
    载体芯材的制备
    将720g氧化铁,230g氧化锰,50g氧化镁分散于1000g水中,添加5g聚丙烯酸分散剂,使用砂磨机将该混合料研磨至平均粒径1微米左右,再加入15g聚乙烯醇作为粘合剂,使用喷雾造粒设备得到10~80微米的造粒粉。将该造粒份投入电炉中,使用850℃进行预烧结,烧结完毕后将烧结炉加入1000g水中,添加5g聚丙烯酸分散剂,再次使用砂磨机将该混合料研磨至平均粒径1微米左右,再加入15g聚乙烯醇作为粘合剂,使用喷雾造粒设备得到10-80微米的造粒粉。将该造粒份投入电炉中,使用1240℃进行二次烧结。将该烧结料进行破碎、分级,筛分,得到36微米左右的载体芯材。
    碳纳米管的分散
    将40g聚甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯树脂(MMA/St=4/1)溶于360g甲苯中,添加入0.8g碳多壁碳纳米管(内径为1.5-15nm,外径为2.5-30nm),使用超声在室温处理1小时,得到含碳纳米管的树脂分散液。
    载体的包覆
    将2KG载体芯材投入2L捏合机内,开启搅拌,慢慢倒入含多壁碳纳米管的树脂分散液,升温至70度,搅拌半小时后,抽真空除去甲 苯溶剂。倒出载体,使用200目筛网进行筛分以除去大颗粒,再用气流分级机进行分级除去小颗粒,得到平均粒径为37微米的载体。
    实施例2
    除了使用1.6g多壁碳纳米管,其他条件同实施例1。
    实施例3
    除了使用1.2g多壁碳纳米管,所述树脂更换聚三氟甲基丙烯酸甲酯,其他条件同实施例1。
    实施例4
    除了使用0.4g多壁碳纳米管,其他条件同实施例1。
    实施例5
    除了使用0.2g多壁碳纳米管,其他条件同实施例1。
    实施例6
    除了使用砂磨机研磨多壁碳纳米管,其他条件同实施例1。
    实施例7
    除了使用单壁碳纳米管(管径为1-5nm)替代多壁碳纳米管,其他条件同实施例4。
    比较例1
    除了使用炭黑VX-72替代碳多壁纳米管,其他条件同实施例1。
    比较例2
    除了使用2g炭黑VX-72替代多壁碳纳米管,其他条件同实施例1。
    比较例3
    除了使用4g炭黑VX-72替代多壁碳纳米管,其他条件同实施例1。
    体积电阻率的测定
    测试方法参考标准JB/T9437-1999,测试结果见表一。
    表一碳纳米管和炭黑添加量与载体体积电阻率的关系

    从表一可以看出,随着碳纳米管和炭黑添加量的增加,载体的电阻都能降低,而碳纳米管对电阻的影响明显比炭黑更为显著。
    将8份碳粉和92份载体混合并搅拌得到显影剂,在打印机上输出标准测试页,评价显影剂的图像色彩污染、边缘效应,耐久性(电阻和带电量的变化),评价结果见表二。
    边缘效应的评价:输出大面积图像测试页,比较图像中心部分与边缘部分的密度差异。
    A:优秀,没有差异
    B:良好,轻微差异
    C:一般,可以接受的差异
    D:差,不可接受的差异
    图像污染性的评价:输出大面积图像测试页,使用色差计X-Rite测量分别测试初始,然后测试在显影仓中搅拌1小时后输出同样图像的测试页面,颜色污损按以下标准评价。
    ΔE=E-E’
    E=(L2+a2+b2)1/2
    A:ΔE≤2
    B:2<ΔE≤5
    C:ΔE>5
    耐久性的评价:
    带电量耐久性的评价:在打印测试前通过带电量测试仪(KYOCERA Chemical Corporation制造的TB-203)测试显影剂的带电量(Q0)作为初始带电量。输出100000张标准测试页后先通过吸气法除去回收显影剂中的碳粉,再按8份碳粉和92份打印回收载体的比例混合显影剂,测得打印100000张后的显影剂的带电量(Q1)。比较Q1和Q0的差异。
    电阻值耐久性的评价:测试初始电阻值R0,输出100000张标准测试页后按照上述方法分离除去碳粉,测试回收载体的电阻值R1,比较LgR1和LgR0的差异。
    表二评价结果

    从表二的评价结果可以看出可以看出,包覆层中碳纳米管的载体比 起添加炭黑的载体,更加有利于避免打印过程中包覆层脱落造成的对彩色图像的污染,而且从打印10万张以上载体带电量和电阻的评价结果可以看出,添加碳纳米管的载体比添加炭黑的载体,性能更加稳定,从而具有更加良好的耐久性。

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    静电 图像 显影剂 载体 双组份
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