墨粉的组成和分类树 脂:起固着作用(定影)磁性材料:颜料(黑色)C C A :摩擦带电作用 石 蜡:助 剂(工艺需要)气相二氧化硅:增加流动性、增强稳定性二、 墨粉的分类复印机墨粉的分类方法很多,大致如下:按带电的极性可以分为:正电粉(模拟复印机碳粉)和负电粉(数码复印机碳粉)按磁性 能可以分为:有磁粉(佳能复印机)和非磁粉(东芝碳粉)按组份可以分为:单组份(佳 能、施乐)和双组分(东芝、理光、柯尼卡美能达)三、 评价墨粉品质的几大要素决定一种型号的碳粉的综合品质主要考虑以下六个因素:黑度、底灰、定着度、分辨率、 废粉率、鬼影这些因素相互关联,又相互影响,下面就影响这些因素的原因作相关阐述 黑度黑度值的计算是黑度值测试器先发射一定数量强光束,射到待测图形,再反射回到黑度值测 试器,计算其被吸收的光束,再通过固定的计算程式得出的值碳粉的黑度值不是越高打印 效果越好的,国际的黑度值标准(即原装OEM)为1.3为了达到各种行业的不同需要, 公司碳粉的平均黑度值一般控制在1.4左右底灰底灰是用黑度测试器测试复印样张中没有字样的空白处的黑度值在一般情况下,原装 OEM碳粉的底灰值为0.001-0.03,大于0.006时,目测的结果就会感觉复印样张有点脏。
影响底灰值的原因主要是碳粉的电性能和磁性能不同型号的复印机要求碳粉的电磁性一般 不一样的这也是我们强调专粉专用的一个原因另外,由于复印机其它因素也会造成底灰 正品墨粉的底灰控制在0.005以下定影牢固度定影牢固度指的是附着在纸张表面的碳粉熔化后渗透到纤维的能力树脂的优劣是影响墨粉 定影牢固度的一个主要因素分辨率分辨率是指每英寸所能打印的点(DPI)碳粉颗粒的粗细会直接影响到分辨率目前, 碳粉的分辨率主要有300DPI、600DPI、1200DPI,而分辨率在1200DPI的HP1200、 HP4100两种型号打印机对碳粉的要求是相当高的废粉率废粉率是指一定量碳粉在正常复印中产生的废粉所占的比例废粉率直接影响到一定量的碳 粉所复印的张数标准要求墨粉的废粉率小于10%重影就是在文字(或其他图案)的正下方(走纸方向)出现一个与其一样的文字(或图案),但 是密度值(黑度)要比其低很多一般在定影过程或转印过程时形成1、 当墨粉的主要原材料之一树脂的分子量分布不好时,墨粉进入定影系统时,部分会粘在 定影辊上,当定影辊再次与介质相遇时,会将这些墨粉转移到介质上面,并定影形成鬼影;2、 大家知道,OPC感光鼓上的墨粉不会100%的被转移到介质上面,残留的粉将被刮 粉刀收集到废粉仓内,而当刮粉刀老化或磨损时,残留的粉不会被刮干净,这样,当再次与 介质接触时又会被转移到介质上形成重影。
以上谈的是影响打印质量的6个因素,如果从打印样张美观的角度出发,我们还得考虑碳 粉的光亮度,即打印样张字样黑的同时也发亮碳粉的生产工艺碳粉(TONER)是静电复印机和激光打印机的主要耗材之一由树脂、 颜料、添加剂等成份组成其加工与制造涉及到超细加工、化工、复合材料等学科的内容, 是世界上公认的高科技产品自静电复印技术问世以来,随着信息技术和办公自动化的快速发展,激光打印机、静电复印 机的大量使用,要求影印品有更高的分辨率、更适宜的显影密度需要碳粉具有好的粒形、 较细的粒径、窄的粒度分布、以及合适的摩擦带电性能湿法显影因其耗材保存性繁锁而被淘汰,干法显影获得广泛应用,其显影系统分为单组份和 双组份显影双组份显影具有高的分辨率、耐环境能力,在工程复印、彩色复印、高速复印 上应用普遍单组份显影近年来发展迅猛,许多大公司也推出了一系列应用单组分技术的产 品,如数码复印机、激光打印机以及多功能复合机彩色复印机随着成本的降低,正逐步被 客户所接受碳粉有一定的通用性,给批量生产,提高碳粉质量,降低碳粉制造成本提供了 条件真对不同的需求,碳粉生产向精细化、彩色化、高速化方向发展目前碳粉制造主要采用 粉碎法 和聚合法聚合法 聚合法是一种精细化学碳粉技术,它包括(悬浮聚合、乳液聚合、装入微胶囊、分 散聚合、压缩聚合、化学粉碎)。
聚合碳粉技术已经存在多年,其主要发展的历程:1972年出现首例聚合碳粉专利权在70年代和80年代获得广泛提高1993年出现首例 商业单色碳粉1998年出现首例商业彩色碳粉聚合法在液相中完成,可制造出具有较低的熔融温度的碳粉,可满足现代技术对节能和环保 的要求通过调节分散剂的用量、搅拌速度、聚合时间和溶液的浓度来控制碳粉粒子粒径, 达到成分均一、颜色好、透明度高聚合法制造出来的碳粉具有完好的粒形、较细的粒径、 较窄的粒度分布和较好的流动性可满足高速、高分辨率、彩色等现代化印刷技术的要求 聚合碳粉的工艺流程:树脂单体、颜料、分散剂、其它试剂一超声分散一水、分散剂一 充分搅拌一聚合一洗涤一过滤分离一干燥一后处理一成品 聚合碳粉应用广泛,因成本高,目前主要集中应用在彩色碳粉生产上聚合碳粉因其投资大,一般投资额在几亿元左右目前只有少数国际大公司拥有生产能力: 日本的CANON公司、KONICAMINOLTA公司,美国的FUJI-XEROX 公司等企业都有 生产能力,但彩色碳粉的需求低于预期,目前各大公司都没有满负荷生产粉碎法目前碳粉加工行业大量采用的是粉碎法制作碳粉,粉碎法可以生产适用干式静电复 印的碳粉:包括双组份碳粉和单组份碳粉(含磁性、非磁性两种)。
因其显影过程、带电机 理不同,其成分配料比例也不尽相同粉碎法整个生产过程流程材料选用一材料检验一配料一预混一混炼挤出一粉碎 分级一后处理一成品一检验一分装粉碎法生产碳粉的注意事项防止杂质污染碳粉,静电显影过程对碳粉的要求很高,碳粉中 混有杂质会直接损坏影印品质量碳粉颗粒之间以及颗粒和器壁之间的碰撞和摩擦会产生极 强的静电效应,静电现象严重时会影响安全操作,甚至造成更严重的后果,应考虑必要的防 静电措施碳粉会粘附积聚器壁,长期的积聚必将影响流畅的正常作业,甚至导致通道的狭 窄乃至阻塞,要有必要的清理措施碳粉中主要是有机物质,存在粉尘爆炸的可能和隐患, 不可掉以轻心碳粉的主要指标参数及其检测方法碳粉的主要指标参数带电量(色调剂荷质比)色调剂与 载体饱和磨擦所带的电量以色调剂的荷质比表示,单位为gc/g一般其公称值由色调剂 生产企业规定,极限偏差为±30%与载体匹配成显影剂后带电量应符合显影剂的要求 而其公称值的确定,目前常用的作法是测OEM样板,但因为样板的限制,和测试载体的 选用,往往较难确定,进而也较难准确定出可以满足使用要求的带电量范围,只能总结出一 个参考范围所以,包括有些色调剂生产厂家和使用企业,都采用实际上机使用,再根据影 印品的品质来做最终判断。
软化点在规定条件下,等速升温加热定量的色调剂,使之熔化从喷嘴流出,当色调剂流出 量为二分之一时的温度为软化点,单位为C一般由色调剂生产企业规定公称值,其极限 偏差为±6 °C影响软化点的主要是色调剂中的树脂原料而其对产品的使用则主要影响 定影性能熔融指数在规定的条件下,每秒流出喷嘴的碳粉量与软化点所表征的同一种色调剂性能 单位为ML/S粒度体积分布色调剂各级粒度范围的体积百分数分布粒度中径是指色调剂粒度体积百分 数累计分布中其累计值一半所对应的粒径单位为gM粒度体积分布的要求为:5gM以 下R5.0% ; 20gM以上R7.5%而中径值通常由色调剂生产企业确定,其极限偏差为 ±1.0gM.这是因为粒径太小的色调剂带电量高,吸附在载体上的力偏大,基本不参与显 影,而粒径偏大的色调剂又会产生影印缺陷,如黑板中出现较明显的白点.这两方面都 应控制在合适的范围复印品品质 主要包括图像密度、底灰、分辨率、层次及定影牢固度等所使用的标准版包 括综合板、全黑板、全白板、感色板、倍率板、网线及密度不均匀性板、漏印版、感光体表 面缺陷板常用的为前四种一般,图像密度取最低值,沱1.00,而底灰取最大值三0.02, 分辨率 沱3.6L/mm,层次沱4级,定影牢固度(经磨擦后复印品图像密度下降率)在 温度沱15 C时M 10%,在温度M 15 C时M 20%。
在物性指标不完善的情况下, 对色调剂通过采用复印品品质作为判定依据的方法最可*,也最常用松装密度 指在松装状态下,以单位体积色调剂的质量表示色调剂的松装密度一般由生产 企业规定公称值,其极限偏差为±10%该指标的偏差大小可从另一个角度考核色粉的粒 径分布流动性指在规定条件下色调剂颗粒间可分散程度以通过振动筛的色调剂重量百分比(% )表示一般由生产企业规定公称值,其极限偏差为±20%结块温度在控制温度下,经过规定时间后,对色调剂是否产生结块进行评价国标规定必 须在45 C,保湿24小时不结块碳粉的检测方法带电量测试原理:色调剂与载体磨擦时,各自产生量值相等、极性相反 的电荷采用吹气分离法将色调剂从载体上分离,然后通过测量载体上的带电量,即可得出 色调剂的带电量,色粉带电量数值与载体相同但极性相反测试仪器:吹气法带电量测试仪、压缩氮气或干燥净化的压缩空气、卧式滚动混合器、感 量高于或等于0.001g的天平、金属网软化点测试原理:选用流量测定法即在规定条件下,等速升温加热一定量的色调剂试样, 使试样熔融并在柱塞的压力下从喷嘴流出,根据测试仪绘制的时间柱塞行程曲线,选定柱塞 下降高度为1/2时,测试仪指示的温度,为该试样的软化点。
测试仪器:流量测试仪(主要由加热体、自动测量控制装置、记录装置等组成)、成型机(压 力为 9.8~19.6Mpa )、天平(感量 0.01g )粒度分布测试原理:采用电感应方法(库尔特原理)将试样均匀分散在电导液中,借助 真空作用,使其通过微孔管管壁上特有的一个微孔在微孔管内外的电导液中浸放一对电极, 接通电路,使微孔周围形成一个电感应区域当每个粒子通过微孔时,电路便产生与之相应 的电脉冲信号该信号的大小取决于通过粒子体积的大小,而与其它因素无关将不规则形 状的试样粒子理想化为相同体积的球状粒子,由此近似地计算出试样粒子的粒径对通过微 孔的试样粒子逐个计数,同时根据体积信号的大小,区分出试样粒子在各级中的分布,显示 和计算出试样的个数、个数粒度分布、体积粒度分布及其他参数测试仪器:电感应方法的粒度分析仪、超声波分散器松装密度测试原理:色调剂通过滤网按一定高度自由落下并弃满一个已知容积的量杯,在 松装状态下,一单位体积色调剂的质量表示色调剂的松装密度测试仪器:松装密度测试仪、天平(感量0.01g )流动性测试原理:色调剂流动性的大小与规定条件下振动筛的筛下量成正比,由筛下量可 直接计算色流动性。
测试仪器:试验筛、电磁振筛机结块温度测试原理:在控制温度下,经过规定时间检查色调剂有无结块考核在运输储存 中,或局部处理条件下,或装入机器粉盒中,色调剂因周围温度上升而发生结块时的温度 测试仪器:电热鼓风恒温箱、温度计、称量皿、天平激光打印机用墨粉的研究进展1引言墨粉又称色粉、碳粉、色调剂,英文名称toner,是 用于静电复印和激光打印等电摄影显影过程中的主要耗材,它是以树脂、颜料、荷电添加剂 等成分为主要原料的高技术复合产物,其生产制备涉及到超细粉体加工、复合材料、化工 等领域的内容,是世界上公认的高技术产品随着信息技术和办公自动化的发展,静电复印机、激光打印机和机等设备已经成为信息 传播的主要工具,因而对于墨粉的需求量也越来越大1999年激光打印机和静电复印机所 使用的墨粉总值就达24亿元[3],2003年国内墨粉年需求量约6600吨,2005年需 求量将达9223吨(数据来源:日本三井化学),并且随着社会向信息化和网络化的发展, 其市场需求将越来越大目前世界。