靜電圖像顯影劑用載體及含有該載體的雙組份顯影劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于靜電圖像顯影用載體及含有該載體的靜電圖像顯影用雙組 份顯影劑。
【背景技術】
[0002] 隨著全彩打印和高速打印的快速發展，以及人們對圖像精細度、圖像可靠度的要 求越來越高，雙組份顯影劑的應用越來越廣泛。作為雙組份顯影劑中的重要成分之一一一 載體，承擔著運輸碳粉以及使得碳粉摩擦帶電的雙重功能，對整個顯影過程起著至關重要 的作用。
[0003] 由于顯影設備常應用于某些極端環境，尤其是高溫高濕環境，從而對顯影劑的耐 候性要求非常高，而在高溫高濕環境下，顯影設備由于定影器的放熱和內部攪拌摩擦的放 熱，其內部溫度往往比室溫還要高出不少，由于碳粉具有低玻璃化轉變溫度和低熔點的特 點，在此惡劣的環境下，往往容易導致碳粉熱融化附著于載體表面，可能會導致載體的失 效，嚴重情況下甚至會導致顯影劑的結塊，從而損壞顯影組件。
[0004] 為了解決該問題，專利CN101211129A提出在包覆層中添加包含有銳鈦礦型結晶 和金紅石型結晶的氧化鈦顆粒，但由于金屬氧化物顆粒的硬度較高，長時間磨損容易導致 碳粉表面的外添脫落造成對載體表面的污染，而且其使用成本也相對較高。雖然有諸多研 發人員為提高極端高溫高濕環境下顯影劑帶電穩定性做了大量工作，但是為解決該極端環 境下顯影劑容易結塊的工作卻很少見到報道。另外，由于化學碳粉的低Tg特性，在極端高 溫高濕環境下，即使溫度提高1-2度，也可能會導致顯影劑結塊，目前載體廠家出廠前的高 溫高濕測試條件一般為30°C，80%，而實際使用環境超過30°C還是比較常見的，如何在更 高的溫度下保持顯影劑的使用性能，此前還沒有類似研究。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種具有在極端高溫高濕環境下 (多30°C，濕度80% )防止碳粉熱融化附著于載體表面導致其失效，甚至嚴重時導致顯影劑 結塊問題的靜電圖像顯影劑用載體。
[0006] 本發明還提供一種包含有上述載體和調色劑的靜電圖像顯影用的雙組份顯影劑。
[0007] 本發明提供的靜電圖像顯影劑用載體，包括載體芯材和涂覆于該載體芯材上的樹 脂包覆層，所述樹脂包覆層包含有大粒徑二氧化硅顆粒。發明人研究發現，在制備包覆層的 分散液時，將大粒徑的二氧化硅顆粒加入，然后再在載體上進行包覆，二氧化硅可在包覆層 表面形成輕微凸起，這種輕微凸起可以有效防止碳粉熱融化后附著于載體表面，從而有效 防止在高溫高濕環境下碳粉在載體表面的熱融化導致的載體失效和更嚴重的顯影劑結塊。 大粒徑二氧化娃顆粒的粒徑優選為0. 1ym-0. 3ym，若粒徑小于0. 1ym，則無法在載體表 面造成有效的凸起，從而不能有效防止碳粉熱融化附著于載體表面，而若粒徑大于0. 3ym， 則會造成載體表面過于粗糙，從而影響載體流動性。
[0008] 本發明提供的靜電圖像顯影劑用載體，其樹脂包覆層中二氧化硅顆粒的含量占包 覆層總質量的〇. 5-2%，若含量低于0. 5%，則無法在載體表面形成充分面積的凸起，從而 影響使用效果，而若含量大于2%，則會造成載體表面過于粗糙，從而影響載體流動性。
[0009] 所述二氧化硅顆粒為優選為疏水性二氧化硅。為了避免高溫高濕環境下二氧化硅 顆粒吸水影響載體帶電量，最好使用疏水性二氧化硅。
[0010] 進一步的，所述二氧化硅顆粒優選為帶正電的二氧化硅顆粒，以制備適用于負電 性碳粉匹配的載體，故載體帶正電，為了不影響載體帶電量，優選使用正電性二氧化硅顆 粒。
[0011] 以載體芯材100 %重量計，所述包覆層重量相對于載體芯材為1-3%，若小于1%， 一方面載體難以獲得充分的耐久性，另一方面也難以獲得合適的電阻，而大于3%，則會導 致載體電阻偏高。
[0012] 本發明提供的靜電圖像顯影劑用載體，優選控制體積電阻率為109-1015QKm。如 果載體體積電阻率小于l〇9Q?cm，因反復使用導致顯影劑中調色劑濃度降低時，電荷可能 注入載體，使得載體自身可能被顯影，而當載體體積電阻率大于1〇 15Q?cm時，可能會對畫 面產生諸如明顯的邊緣效應或假輪廓等不良影響。
[0013] 本發明提供的靜電圖像顯影劑用載體，其體積平均粒徑D50為20ym-60ym。載體 粒徑太大時，在顯影裝置內的碰撞能也相應增大，從而容易導致載體的破裂或破碎，并且使 得調色劑的充電用表面積變小，使調色劑的帶電功能下降，從而導致顯影圖像的細節再現 性降低，無法形成清晰的圖像。而載體粒徑太小時，載體顆粒的均勻性下降，且單個載體的 磁力也會下降，因此可能會發生載體附著和載體顆粒之間的相互粘附。
[0014] 進一步的，樹脂包覆層中含大粒徑二氧化硅顆粒的載體，其樹脂包覆層中除了碳 納米管顆粒，還可以包含其他功能性顆粒，如甲基丙烯酸甲酯顆粒、三聚氰胺顆粒等。這些 添加顆粒更有利于載體在長期使用后依然具有良好的帶電性能，從而保證載體具有良好的 耐久性。
[0015]為了確保載體具有高的耐久性和良好的環境穩定性，需要對載體芯材的表面進行 樹脂層包覆，其目的主要有：防止碳粉成分對載體表面污染（消耗）；避免高溫高濕、低溫低 濕條件下帶電量的波動，保證不同環境下的高清畫質；調整顯影劑的電阻；控制帶電量和 帶電量分布。
[0016] 樹脂包覆層的材料主要為各種高分子樹脂，優選包覆層的樹脂包含丙烯酸系樹 月旨、氟類樹脂、硅樹脂中至少一種。含有丙烯酸系樹脂包覆的載體，由于樹脂層不易脫落，往 往具有良好的耐久性，而氟類樹脂和硅樹脂則因為其具有較低的表面能，使用這些樹脂包 覆的載體在和碳粉摩擦時會減輕碳粉對載體表面的污染，從而延長載體使用壽命。
[0017]為了改善載體的電阻和帶電性能，在包覆層中還可以根據需添加各種功能性粒 子，如用于調整電阻的炭黑、二氧化鈦、二氧化錫、三氧化鋁等導電性顆粒，以及用于改善其 帶電性能的三聚氰胺，丙烯酸樹脂等顆粒，上述功能性粒子添加量可根據實際需要合理選 擇。因載體包覆層厚度很薄，一般在〇. 05-1ym之間，添加顆粒的粒徑一般需使用分散設備 分散至納米級，以確保其性能。
[0018] 載體的包覆設備主要有流化床、捏合機、高速混合機等，包覆方法可按照是否使用 溶劑選擇干式包覆和濕式包覆法，均為現有方法，在此不作詳述。
[0019] 有益效果：
[0020] 在載體的包覆層中引入大粒徑疏水性正電二氧化娃顆粒，可在載體包覆層表面形 成有效凸起狀，且能有效降低包覆層樹脂的表面能，在高溫高濕環境下使用，可有效避免碳 粉因熱融化附著于載體表面而導致的顯影劑失效，甚至嚴重時可能導致的顯影劑結塊，并 且該顯影劑在高溫高濕環境下獲得的圖像精細度高并且可靠性強。
【具體實施方式】
[0021] 實施例1
[0022] 載體芯材的制備：
[0023] 將720g氧化鐵，2