[發明專利]一種低溫定影彩色碳粉及其制備方法

在審

• 申請號: 202010001627.4
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111025867A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 張秀山;吳校榮
• 申請（專利權）人: 珠海思美亞碳粉有限公司
• 主分類號: G03G9/08
• 分類號: G03G9/08
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 楊杰;林永協

本發明涉及靜電顯影技術領域，具體是一種低溫定影彩色碳粉，該碳粉按重量份計包括20至40份的聚乙烯丙烯酸樹脂、50至65份的聚酯樹脂、3至8份的著色劑、1至3份的電荷控制劑、3至6份的脫模劑以及0.5至5份的表面改性劑，此外該碳粉還包括占聚乙烯丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、著色劑、電荷控制劑和脫模劑總重量0.3％至1.5％的納米金屬氧化物或納米二氧化硅。本發明還包括一種上述低溫定影彩色碳粉的制備方法，該方法在進行氣流粉碎前向粗碎顆粒中添加少量的納米金屬氧化物或納米二氧化硅，能夠明顯降低其表面能和附著力，隨后的粉碎分級環節碳粉顆粒不易附著在分級輪上造成結塊。

技術領域

本發明涉及靜電顯影技術領域，具體是一種低溫定影彩色碳粉及其制備方法。

背景技術

打印復印機在定影階段加熱碳粉需要消耗較多能源，而當節能減排概念引入打印復印領域后，人們首先想到的就是通過降低打印復印機的定影溫度來減少能源消耗，于是T1/2(活塞行程的最低點和最高點的1/2點的溫度，也叫軟化點溫度)低于120℃的低溫定影彩色碳粉便應運而生了，這種碳粉能夠同時滿足節能和高速打印方面的需求。

目前原裝碳粉廠多采用化學合成法制備低溫定影彩色碳粉，相比傳統物理粉碎法可以將碳粉顆粒做得更小、蠟含量做得更高，因而碳粉的光澤性也更好。但是化學法合成法所需的設備投入極大，生產過程中會產生大量污水，而污水處理費用又會疊加到生產成本中，因此化學合成低溫定影彩色碳粉的定價普遍偏高，市場接受度有限。而采用常規的物理粉碎法制備低溫定影彩色碳粉會面臨極大的困難，主要是因為氣流粉碎環節碳粉中的樹脂成分容易受熱軟化，進而在分級環節導致碳粉結塊，結塊的碳粉會粘覆在分級輪上影響分級，同時帶來一定的損耗。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種可采用常規的物理粉碎法進行制備的低溫定影彩色碳粉。

本發明的第二目的在于提供一種上述低溫定影彩色碳粉的制備方法。

為實現上述第一目的，本發明提供一種低溫定影彩色碳粉，按重量份計包括20至40份的聚乙烯丙烯酸樹脂、50至65份的聚酯樹脂、3至8份的著色劑、1至3份的電荷控制劑、3至6份的脫模劑以及0.5至5份的表面改性劑。

低溫定影彩色碳粉還包括占聚乙烯丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、著色劑、電荷控制劑和脫模劑總重量的0.3％至1.5％的納米金屬氧化物或納米二氧化硅。

由上述方案可見，上述低溫定影彩色碳粉以特定比例復配聚乙烯丙烯酸樹脂和聚酯樹脂作為粘合樹脂，可將碳粉的軟化點控制在120℃以下，并將Tg(玻璃化溫度)控制在50℃以上，保證產品的低溫定影特性，并有效防止產品在貯運過程中發生結塊。另外該復配粘合樹脂還有助于擴大碳粉的定影溫度范圍以適應不同環境條件下的打印。上述表面改性劑在碳粉制備過程的最終混合步驟中添加，主要起到增加碳粉流動性和調節電量的作用。

碳粉制備過程中，在對由聚乙烯丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、著色劑、電荷控制劑和脫模劑制成的粗碎顆粒進行氣流粉碎前，向粗碎顆粒中添加少量的納米金屬氧化物或納米二氧化硅就能明顯降低其表面能和附著力，隨后的粉碎分級環節碳粉顆粒不易附著在分級輪上造成結塊，也就使得低溫熔融的碳粉粉碎分級工藝具備了可行性。

進一步的方案是，納米金屬氧化物為粒徑在7nm至30nm范圍內的氧化鋁、氧化鋅、氧化鈰、二氧化鋯或二氧化鈦，納米二氧化硅為粒徑在7nm至30nm范圍內的二氧化硅。

由上可見，上述粒徑范圍的兩類氧化物顆粒較小，對于粗碎顆粒可起到較好的降低表面能及附著力的效果，上述幾種金屬氧化物的納米材料較為常見和易得，顏色上多為白色或淺色，對于彩色碳粉的顏色干擾較小。

進一步的方案是，表面改性劑為粒徑在7nm至500nm范圍內的二氧化硅、二氧化鈦或鈦酸鍶。

進一步的方案是，著色劑的粒度在0.6μm以下。