熔融法制备激光打印机墨粉及墨粉的检测方法讲解.docx

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熔融法制备激光打印机墨粉及墨粉的检测方法讲解

熔融法制备激光打印机墨

粉及墨粉的检测方法

引言

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墨粉是所有采用静电成像过程的静电复印机、激光打印机和传真机的基木构成部分，习惯称之为耗材，主要应用于黑白复印和打印，它是以树脂、颜料、荷电剂、右蜡、磁粉、外添剂等成分为主要原料的复合产物。

我国墨粉量需求巨大，2005年已达到9000t,市场需求量平均以8%到9%的速率增长。

国内的墨粉生产厂家除为打印机生产厂商代工外，大部分从事兼容性墨粉的

牛产。

引言

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兼容性墨粉是指山非打印机生产厂商出品的，能够单独并且能够和原装墨粉混合在某一型号打印机上使用的墨粉。

因兼容性墨粉售价便宜且其品质已非常接近原装墨粉，故其销量逐年上升，市场前景广阔。

因兼容性墨粉牛产厂家不具有原装粉配方，故其工作关键是研制出与原装粉品质接近的配方及生产工艺。

1.2定影的演化过程

墨粉在定影时的变化

1.1打印机的打印过程

1.3墨粉的分类

冃前，使用最普遍的墨粉大致可分为两类:

一是双组分墨粉;二是单组分墨粉。

双组份墨粉是用微小的色调剂颗粒与较大颗粒的载体（以磁铁粉、塑料珠和玻璃珠为原料制成的，其屮以铁磁粉最为常用）配合而成，单组份墨粉不含有载体。

单组份墨粉较双组份墨粉有打印设备简单、转印率高、鹿灰小、造价祂宜等蒋点，目前击場上的双组份墨粉占有率正逐年下降。

两种墨粉的SEM照片如下图所示。

1.3.1双组分墨粉和单组分墨粉的SEM照片

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1.3.2单组分墨粉与双组分墨粉显影方式的区别

1.3.3色调剂中各组分的功能和含量

组分类型

双组分或单组分非磁性

单组分磁性粉

树脂

70-90%

40-65%

磁粉

0%

30-50%

颜料

0-6%

0-6%

石蜡

2-10%

2-10%

荷电剂

0.1-3.0%

0.1-3.0%

外添剂

0.1-3.0%

0.1-3.0%

1.3.3色调剂中各组分的功能和含量

各组分腮

”，…旨在墨粉中所占比例约为80%,实际上墨粉就是一种被染了色的热熔性树脂,它的作川是在图像定影的过程将黑粉屮的各种成分通过加热、加压固定在纸上。

0此屈脂的性能对墨粉的质扯和稳性是至关重要的,通常丿H于制作墨粉的树脂是选用粘合性能和热熔性能好、化学稳定性的合成树脂，如内烯酸类2苯乙烯类，酚醛树脂等等；

（2）磁粉：

是墨粉在磁场屮能矽被吸引；⑶颜料:

颜料在墨粉屮所占比例约为10%,主耍起着色作丿K一般在墨粉中常采用碳黑作为着色材料,其化学

1.4墨粉的主要生产工艺

墨粉的牛产工艺主耍冇熔融法和聚合法。

柳M足联12介成好的栉丿圳与麹料欣荷|匕剂等渥合旳匀前踏融撚福出、冷却、験碎.超细粉詠、乃级滋麻再加入一些能股愛tt流动性的外部添加剂混合而得到制成品。

该法匚艺成熟［操作参数相对稳定，是当前l2经产业化的传统方法,冃前仍是我国工业化生产眾粉的打印产品的黑度、底灰主耍方法。

熔融法屮树脂.石蜡、荷电剂等组分的研究已比较充分，H前研究的关键领域在外添剂的添加，外添

聚合法是指将单体原料、颜料等添加剂一起混合加入到反应器中,采用聚合的方法血接制得跟粉的颗粒状成品。

山于它足在颜料颗粒的或使蔽了能犧恢在树脂進体屮而更2k靠。

同时，战粉颗粒的A小及外形的控制是通过化学反应來调节的，所以无需粉碎匚序便町以得到制成品0

2熔融法工艺流程及检测

配料T混炼T压片T粗粉碎T气流磨T分级T加入外添T高速混合T得到制品粉。

2.4色调剂中各组分的位置

石蜡

碳黑

2.5墨粉的检测

墨粉需要检测的内容有：

粒度检测、带电量检测、软化点和熔融指数检测、黑度值测量、底灰测量、定影牢固度检测、分辨率检测、废粉率计算、耗粉量计算、不均匀度检测等。

结果与讨论

二氧化硅含量对带电量、黑度、底灰的影响

3.1

26-I

2e-

24-

2C-

18-

200“00008001000'20C1201900180020CO

混舍时间劲

3.1二氧化硅含量对带电量、黑度、底灰的影响

外添剂是影响墨粉带电量的关键，以二氧化硅对墨粉的影响为例。

由上图可以看出墨粉的带电量随混合时间先增高然后逐渐降低，随二氧化硅含量增高的变化是先增高然后降低。

测试条件：

温度18°C,和对湿度41%o

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3.1二氧化硅含量对带电量、黑度、底灰的影响

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15-

14-

12-

It-

06041.0121.416IB302224

0.014-1

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3.1二氧化硅含量对带电量、黑度、底灰的影响

由上图可以看出，墨粉的黑度值和底灰值都随二氧化硅含量的增加而增加，根据黑度和底灰的变化关系，根据对墨粉黑度和底灰的要求可以得出，在二氧化硅含量为「8%时，能得到最好的打印品质。

结合二氧化硅含量对墨粉的影响，可以先通过测试带电量得出需添加的含量范围再打印检测，以减少工作量。

3.2兼容性测试结果

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粒度®m）

软化占八八

（°C）

融指

仃0・

怖1/

S）

底灰

黑度

耗粉

g/n

定影牢固度

Dso

W5.

04

M20.

13

白制粉

12.0

3

1.22

%

2.68%

135.0

2.65

^0.0

1

1.25

2.2

好

原装

粉

15.3

5

0.11

%

30.24

%

13L6

6.78

W0.0

1

1.23

2.9

好

混合粉

13.4

2

6.73

%

17.86

%

134.7

4.73

W0.0

1

1.25

2.5

好

3.2兼容性测试结果

兼容性的好坏是一种墨粉能否拥有良好市场的关键，以墨粉206130568为例，其兼容性测试结杲见上表。

兼容性测试结杲：

（1）原装粉与自制粉在交替换粉的复印过程中没有出现异常，兼容性良好；

（2）原装粉与自制粉相比，粒度与耗粉量偏大、融指偏高、复印品质量相当。

3.3打印寿命测试

墨粉的打印寿命测试为了检验墨粉的长期打印性能，以墨206130568粉为例，打印测试结果如表3・2。

实验环境：

温度：

20r；相对湿度：

70±5%0平均耗粉量：

2・2g/百张。

废粉率：

8.7%o打印表现：

打C|J19000张，黑度良好无下降趋势；稿件干净，定影&好；未出现粘鼓等其他异常。

实验结论：

自制粉在LBP3000机原装盒上表现良好。

综合稿黑度Q

3.4高低温实验测试结果

测试项A

常温

（199/43%湿度）

同温同湿（30°C/80%度）

低温低湿（10°C/25%湿度）

底灰

无

前20张综合稿仃较人颗粒底灰，300张后抽稿稍仃灰。

无

拖尾

无

稍有

无

分辨率

600

600

600

其它现象

黑稿上有人白点

首张黑稿人门点小门点较多，后人口点减少，小门点600张消失。

首张人门点较多，眉减少,

UIIO

综上所述，墨粉的制造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。

墨粉的检测也涉及到电磁学、化工科学等多个学科，曲于各个打印机制造商所制造的打印机打印方式不同，适应各种打印机型号的墨粉的组分以及组分含量也各不相同，制造与原装墨粉性质相似，兼容性良好的墨粉需耍人量的经验和实验。

以上内容只是墨粉的基未制造方法及检测方法，是墨粉西己方研制的基础，这些数据虽然只是我们积累的一小部分，但是笔者希望这些数据和方法能为未来的墨粉配方设计共组提供帮助。