静电图像显影剂用载体及含有该载体的双组份显影剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于静电图像显影用载体及含有该载体的静电图像显影用双组 份显影剂。
【背景技术】
[0002] 随着全彩打印和高速打印的快速发展，以及人们对图像精细度、图像可靠度的要 求越来越高，双组份显影剂的应用越来越广泛。作为双组份显影剂中的重要成分之一一一 载体，承担着运输碳粉以及使得碳粉摩擦带电的双重功能，对整个显影过程起着至关重要 的作用。
[0003] 由于显影设备常应用于某些极端环境，尤其是高温高湿环境，从而对显影剂的耐 候性要求非常高，而在高温高湿环境下，显影设备由于定影器的放热和内部搅拌摩擦的放 热，其内部温度往往比室温还要高出不少，由于碳粉具有低玻璃化转变温度和低熔点的特 点，在此恶劣的环境下，往往容易导致碳粉热融化附着于载体表面，可能会导致载体的失 效，严重情况下甚至会导致显影剂的结块，从而损坏显影组件。
[0004] 为了解决该问题，专利CN101211129A提出在包覆层中添加包含有锐钛矿型结晶 和金红石型结晶的氧化钛颗粒，但由于金属氧化物颗粒的硬度较高，长时间磨损容易导致 碳粉表面的外添脱落造成对载体表面的污染，而且其使用成本也相对较高。虽然有诸多研 发人员为提高极端高温高湿环境下显影剂带电稳定性做了大量工作，但是为解决该极端环 境下显影剂容易结块的工作却很少见到报道。另外，由于化学碳粉的低Tg特性，在极端高 温高湿环境下，即使温度提高1-2度，也可能会导致显影剂结块，目前载体厂家出厂前的高 温高湿测试条件一般为30°C，80%，而实际使用环境超过30°C还是比较常见的，如何在更 高的温度下保持显影剂的使用性能，此前还没有类似研究。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种具有在极端高温高湿环境下 (多30°C，湿度80% )防止碳粉热融化附着于载体表面导致其失效，甚至严重时导致显影剂 结块问题的静电图像显影剂用载体。
[0006] 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。
[0007] 本发明提供的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大粒径二氧化硅颗粒。发明人研究发现，在制备包覆层的 分散液时，将大粒径的二氧化硅颗粒加入，然后再在载体上进行包覆，二氧化硅可在包覆层 表面形成轻微凸起，这种轻微凸起可以有效防止碳粉热融化后附着于载体表面，从而有效 防止在高温高湿环境下碳粉在载体表面的热融化导致的载体失效和更严重的显影剂结块。 大粒径二氧化娃颗粒的粒径优选为0. 1ym-0. 3ym，若粒径小于0. 1ym，则无法在载体表 面造成有效的凸起，从而不能有效防止碳粉热融化附着于载体表面，而若粒径大于0. 3ym， 则会造成载体表面过于粗糙，从而影响载体流动性。
[0008] 本发明提供的静电图像显影剂用载体，其树脂包覆层中二氧化硅颗粒的含量占包 覆层总质量的〇. 5-2%，若含量低于0. 5%，则无法在载体表面形成充分面积的凸起，从而 影响使用效果，而若含量大于2%，则会造成载体表面过于粗糙，从而影响载体流动性。
[0009] 所述二氧化硅颗粒为优选为疏水性二氧化硅。为了避免高温高湿环境下二氧化硅 颗粒吸水影响载体带电量，最好使用疏水性二氧化硅。
[0010] 进一步的，所述二氧化硅颗粒优选为带正电的二氧化硅颗粒，以制备适用于负电 性碳粉匹配的载体，故载体带正电，为了不影响载体带电量，优选使用正电性二氧化硅颗 粒。
[0011] 以载体芯材100 %重量计，所述包覆层重量相对于载体芯材为1-3%，若小于1%， 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，而大于3%，则会导 致载体电阻偏高。
[0012] 本发明提供的静电图像显影剂用载体，优选控制体积电阻率为109-1015QKm。如 果载体体积电阻率小于l〇9Q?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1〇 15Q?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。
[0013] 本发明提供的静电图像显影剂用载体，其体积平均粒径D50为20ym-60ym。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。
[0014] 进一步的，树脂包覆层中含大粒径二氧化硅颗粒的载体，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。
[0015]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。
[0016] 树脂包覆层的材料主要为各种高分子树脂，优选包覆层的树脂包含丙烯酸系树 月旨、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。
[0017]为了改善载体的电阻和带电性能，在包覆层中还可以根据需添加各种功能性粒 子，如用于调整电阻的炭黑、二氧化钛、二氧化锡、三氧化铝等导电性颗粒，以及用于改善其 带电性能的三聚氰胺，丙烯酸树脂等颗粒，上述功能性粒子添加量可根据实际需要合理选 择。因载体包覆层厚度很薄，一般在〇. 05-1ym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。
[0018] 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。
[0019] 有益效果：
[0020] 在载体的包覆层中引入大粒径疏水性正电二氧化娃颗粒，可在载体包覆层表面形 成有效凸起状，且能有效降低包覆层树脂的表面能，在高温高湿环境下使用，可有效避免碳 粉因热融化附着于载体表面而导致的显影剂失效，甚至严重时可能导致的显影剂结块，并 且该显影剂在高温高湿环境下获得的图像精细度高并且可靠性强。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1
[0022] 载体芯材的制备：
[0023] 将720g氧化铁，2