专利名称：一种磁性滚轮套管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁性滚轮套管，特别涉及一种使用在事务机及打印机的墨粉盒的磁性滚轮套管。
背景技术：
激光打印机的影像形成装置部份，如图1所示，包括一感光毂11，用以感应光线的轮毂；一布电棒12，设于接近感光毂表面的一侧，用以使感光毂表面分布感应静电；一曝光装置13，设于较远离感光毂及布电棒的另端，可因接收来自影像读取器的讯号而发射雷射光以进行曝光作用，使感光毂表面形成与影像读取器的影像相同的曝光区及非曝光区；一墨粉盒装置14，设于感光毂的另侧，位于曝光装置动作后的后段位置，用以提供碳粉的储放；一磁性滚轮15，其外部套设一显像套管16，设于墨粉盒出口前端，且接近感光毂的位置。当碳粉受到磁性滚轮磁力的吸引而布设于套管16外部表面时，在套管16继续转动而与感光毂11表面带有静电的曝光区感应后，碳粉再被吸附至感光毂表面，经由感光毂11带入转印区，并利用碳粉吸附装置17使与欲印出的字体或图形影像一致的磁粉布列至纸张表面，达到影像的形成。
上述的打印机的影像形成装置，其中磁性滚轮套管的优良与否对于纸张打印的质量有重大的影响。
而一般传统的磁性滚轮套管均存在以下缺失1.套管表面的被覆层在被覆时，会因涂料的流动性、重力等因素而不能均匀分布于套管表面上，容易造成被覆层厚薄不一的情况，而较薄处的涂料涂层极易因为氧气、磨擦等外在因素而快速失去效力。
2.套管表面的被覆层在被覆时不能均匀分布于套管表面上的结果，并导致被覆层干燥后分布不均匀，被覆层之间的性质也不平均且不稳定。
3.套管表面的被覆层容易因外在的轻微磨擦或碰撞，而使得被覆层剥落，造成打印质量低劣及生命周期减短。
有鉴于现有一般磁性滚轮套管有上述缺点，本发明人针对该些缺点研究改进，经长时研究终有本发明产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种墨粉盒的磁性滚轮套管，依本发明的此种墨粉盒的磁性滚轮套管，套管表面的被覆层在被覆时以阶段性控制被覆层的黏结时间，不会因涂料的流动性、重力等因素而不能均匀分布于套管表面的情形，套管表面的被覆层厚薄即可均一。
本发明的次一目的在于依发明的此种墨粉盒的磁性滚轮套管，其套管表面的被覆层因为在被覆时厚薄均一，故干燥后的分布也可极为均匀，被覆层之间的性质不但均匀，也极为稳定。
本发明的再一目的在于依发明的此种墨粉盒的磁性滚轮套管，其被覆组合物涂料具有独特的流动平滑特性，可有效防止被覆层的磨损及套管表面均一平整的功能，其打印质量可提高，套管的生命周期也可增长。
本发明是采用以下技术方案实现的。
一种墨粉盒的磁性滚轮套管，其由一套管基材以及被覆于套管基材上的被覆层所构成；其中，被覆层的被覆组合物包括热固性树脂与热塑性树脂的黏结树脂，人造或天然石墨、导电碳黑、金属粉末与纳米碳管的导电材料，分散剂、去光剂、密着剂、去泡剂的添加剂，以及酮类、酯类、醇类、芳香族类的稀释剂者。
前述的添加剂可加入防沉剂、硬化剂、稳定剂、导电剂的一种或其中的数种。
前述的导电材料可为陶瓷系导电材料或高分子系导电性聚合物。
热塑性树脂可为不饱和聚脂、或丙稀酸树脂、或醇酸树脂。
热固性树脂可为胺基树脂、或酚醛树脂、或环氧树脂。
添加剂的分散剂为聚胺酯化合物，去光剂为聚乙烯蜡浆，密着剂为不含聚硅氧烷树脂型化合物，平滑剂为氟改质丙烯酸酯共聚物，去泡剂为非硅酮高分子聚合物。
防沉剂为聚乙烯蜡，硬化剂为酸性高分子，稳定剂为界面活性剂化合物，导电剂为胺盐化合物。
酮类稀释剂为丙酮或丁酮或两者的混合物。
酯类稀释剂为乙酸乙酯或乙酸乙基甘醇脂或两者的混合物。
醇类稀释剂为乙醇或正丁醇或异丙醇或异丁醇或两者的混合物。
前述的芳香族类稀释剂为苯或二甲苯。
本实用新型与现有技术相比，具有明显的优势和有益的效果本发明与目前磁棒套管的比较；(1)表面粗糙度的比较发明人曾取三种目前市面上所贩售的磁性滚轮套管，多次量测其表面粗糙度，结果发现目前市面上所贩售的磁性滚轮套管，其Ra值均会有所变化，而本发明所得的磁性滚轮套管，其Ra值则在一稳定的区间。(请参图5)(2)打印质量的比较请参图6与图7，两图中左侧的图为本发明的磁性滚轮套管打印的质量，其显示以本发明的磁性滚轮套管打印时，不会有右图以市售磁性滚轮套管打印时的情形。
(3)打印密度与打印张数的比较发明人曾取三种目前市面上所贩售的磁性滚轮套管，测试打印到数万张以后，各个磁性滚轮套管与本发明的打印密度，结果显示本发明的滚轮套管可维持较稳定的打印密度。
从上所述可知，本发明的此种墨粉盒的磁性滚轮套管确实具有优良涂覆均匀性、高强度结合性、高抗磨损消耗性与恰当的涂覆表面粗糙度，而该等功效确实可以改进现有墨粉盒的磁性滚轮套管生命周期短、打印质量不良之弊，具有新颖性和创造性。
图1为打印机磁性滚轮套管的作用原理说明图。
图2为本发明被覆涂料的干燥时间与升温曲线图。
图3为本发明磁性滚轮套管的纵截面图。
图4为本发明磁性滚轮套管的导电材料粉末粒径分布图。
图5为本发明磁性滚轮套管与现有市售样品的表面粗糙度比较图。
图6为本发明磁性滚轮套管与现有市售样品的打印质量比较图。
图7为本发明磁性滚轮套管与现有市售样品的另一个打印质量比较图。
图8为本发明磁性滚轮套管与现有市售样品的打印密度与打印张数比较图。
具体实施例方式
下面结合附图对实施例作详细说明；请参阅图1所示的现有激光打印机的影像形成装置以及其磁性滚轮套管的缺失，已如前所述，此处不再重复叙述。
如图3所示，本发明的此种墨粉盒的磁性滚轮套管，其是由一套管基材1以及被覆于套管基材1上的被覆层2所构成。套管基材1是以可加工成型的金属为其基材，而该金属材料中，例如，铝即为较佳的一种基体材料。
套管基材1的被覆层组合物系以黏结树脂、导电材料、稀释剂及添加剂所组成。其黏结树脂可为热固性树脂(thermosetting resins)、热塑性树脂(thermoplasticresins)。其中，热塑性树脂可为不饱和聚脂(unsaturated polyester)、醇酸树脂(alkydresins)、丙烯酸树脂(共聚物)〔acrylic resins(copolymers)〕；热固性树脂可为胺基树脂(amino resins)、环氧树脂(epoxy resins)、聚氨酯树脂(polyurethane resins)、酚醛树脂(phenol-Aldelyde resins)等；导电材料较佳的为碳黑(carbon black)、碳黑纤维(carbon black fiber)、石墨(graphite)、石墨纤维(graphite fiber)、纳米碳管等碳系(carbon system)导电材料；金属粉末(metal powder)、氧化金属粉末(oxidization metal powder)的金属系(metal system)导电材料；而导电性陶瓷物质(electric conductive ceramics)、氧化锆(Zirconium oxide)等的陶瓷系(ceramicsystem)导电材料或导电性聚合物(electric conductive polymer)、聚苯胺(polyaniline)、聚乙炔(polyacetylene)的高分子系(polymer system)导电性材料也可使用。添加剂可为聚胺脂化合物类分散剂(dispersing agent)，聚乙烯蜡浆类去光剂(dull agent)、不含聚硅氧烷树脂型化合物类压着剂(偶合剂)〔improved paintadhesive agent(coupling agent)〕、氟改质丙烯酸酯共聚物类平滑剂(olip and levelingagent)、非硅酮高分子聚合物类消泡剂(defoaming agent)、聚乙烯蜡类防沉剂(precipitation prevention agent)、酸性高分子类硬化剂(hardening agent)、界面活性剂化合物类稳定剂(stabilizer)、胺盐化合物类导电剂(electric conducting agent)等。稀释剂可为苯(Benzene)、二甲苯(toluene)等芳香族类(Aromatic compounds)、乙醇(ethyl alcohol)、异丙醇(IPA，iso propyl alcohol)、乙丁醇(methyl ethyl carbinol)、异丁醇(IBA，iso butyl alcohol)等醇类(alcohols)；丙酮(acetone)、丁酮(methylethyl ketone)等酮类(ketones)；乙酸乙酯(ethyl acetate)、乙酸乙基甘醇酯等酯类(esters)。
上开被覆层组合物中，热塑性树脂与热固性树脂的百分比为10～50重量份∶5～30重量份。而若以树脂为100份时，导电材料的碳系导电材料为10～85重量份，金属系导电材料为1～10重量份，其余的陶瓷系导电材料、高分子系导电材料为1～5重量份；添加剂的使用，若以树脂为100份时，分散剂为1～10重量份，去光剂为5～25重量份，密着剂为0.01～2重量份，平滑剂为0.01～3重量份，消泡剂为0.01～4重量份，防沉剂为0.2～4重量份，硬化剂为0.5～10重量份，稳定剂为1～15重量份，导电剂为0.01～3重量份；稀释剂中，若以树脂为100份时，酮类为6～35重量份，酯类为3～20重量份，芳香族类为10～40重量份。
被覆组成物中，热塑性树脂系用来以其与基材有高结合度的特性使被覆组成物能够与基材紧密结合；热固性树脂乃可增加被覆层的耐磨度；导电材系以其电阻值为10-5～102欧姆。粒度为9μm以下为宜。添加剂为液态或胶态，其中，分散剂用以使导电材料可均匀分散，不会凝聚；去光剂用以消除树脂的光泽；密着剂用以增进树脂与基材的密着；平滑剂用以使被覆组合物可平滑且厚度均匀；去泡剂用以去除制程中搅拌所产生的气泡，不使被覆层因气泡破裂导致产生针孔；防沉剂用以防止被覆阻成物的沉淀，故可达成使整个被覆组成物均匀分散的效；硬化剂用以辅助树脂的硬化；稳定剂用以防止被覆组成物因为外界因素所导致产生反应的情形；导电剂用以进一步使添加剂不会因至被列导电材料而影响被覆组成物的导电效果。添加剂中，分散剂，去光剂，密着剂，平滑剂，去泡剂为必要，其余则可视情况加入。稀释剂系不但用以降低被覆组成物的黏度，且使被覆组成物在被覆于基材时，维持其阶段制程中的干燥。
实施例(1)被覆涂料的制备本发明的被覆组成物在制备成涂料时，需经过两次搅拌与三次研磨的制程。其中，第一次搅拌时，系先将热塑性树脂，热固性树脂，导电材料的石墨、碳黑、金属粉末、以及分散剂，混合40％以下的稀释剂量，以搅拌机搅拌，此第一次搅拌所需的时间以30～60分钟为宜，搅拌温度控制在40℃以下，搅拌速度为1000～12000rpm，压力则为2大气压力以下；其次，进行第一次研磨，在进行此步骤之前，加入导电材料的纳米碳管及添加剂中的导电剂与平滑剂，研磨时间为120～180分钟，研磨机较佳的为连续分布式研磨分散机。第一次研磨完成后，乃加入的添加剂、稳定剂与去光剂，然后进行第二次研磨，其研磨时间为100～150分钟。第二次研磨完成后，再加入去泡剂、密着剂及防沉剂，进行第三次研磨，其研磨时间为60～120分钟，研磨后的涂料粒子，其粒径乃介于0.1μm～30μm之间，较佳的为1～9μm之间；研磨温度并以控制在35±3℃为宜。第三次研磨后，乃进行第二次搅拌的程序，其时，应加入添加剂的硬化剂，并混合其余的稀释剂，第二次搅拌的时间为30～40分钟为宜。
(2)涂料的被覆本发明的被覆涂料获得后，可利用喷溅法、静电喷涂法、浸渍涂附法、滚筒涂附法等方式将被覆涂料被覆于套管基材上，涂料可被覆多次，每次被覆的涂层厚度为2～4μm，而所被覆的被覆组成物，较佳的厚度为1.5μm～20μm。涂料被覆时，喷涂环境系控制在温度为25±3℃，湿度为65±5％RH，粉尘在10万以下的状况。
(3)被覆层的干燥本发明的套管上被覆涂料后，乃进行干燥，其干燥程序可分为多数个阶段，各个阶段的干燥时间与干燥温度乃如图2所示，分别叙述如下A.第一阶段(室温～100℃的升温段)此阶段系为使所添加的挥发点、沸点低于100℃的酮类、醇类、酯类稀释剂产生作用，致使被覆涂料粒子的内聚力成为最大而可紧密附着于套管基材的表面上，并与套管基材结合，然而，由于温度并不很高，被覆涂料仍可保持其适当的滑动性，使在干燥的同时仍有适当的流动性而使被覆涂层更为均匀。
B.第二阶段(100℃恒温段)使第一阶段发生作用的稀释剂完全挥发，如此，被覆涂料与套管基材的结合更紧密。
C.第三阶段(100～150℃升温段)此阶段系为使所添加的挥发点、沸点低于150℃的醇类、芳香族类稀释剂产生作用，致使被覆涂料粒子的内聚力再增加而可更紧密附着于套管基材的表面上，并与套管基材更加结合，然而，由于温度仍非很高，被覆涂料仍可保持其适当的滑动性，使在干燥的同时仍有适当的流动性而使被覆涂层更为均匀。
D.第四阶段(150℃恒温段)使第三阶段发生作用的稀释剂完全挥发，如此，被覆涂料的材质更坚实。
E.第五阶段(150～200℃的升温段)此阶段系为使所添加的挥发点、沸点低于200℃的酯类稀释剂产生作用，同时添加剂也发生作用，除了先前已发生作用的分散剂、平滑剂与密着剂之外，更去除了被覆涂料的光泽以及气泡。
F.第六阶段(200℃的恒温段)使第五阶段的稀释剂完全挥发，添加剂同时发生作用。
G.第七阶段(200℃～室温降温段)所添加的稀释剂已完全在第一至第六阶段完全挥发，添加剂也发生作用，且涂层已获得均匀分布与结合，故为避免造成被覆层因急速冷却，而有龟裂或过度粗糙及结合不良等情况的发生。
经过七个干燥阶段的变化，即可如图3所示，于套管基材1表面形成均匀的被覆层2。为了提升被覆涂料附着时的平滑，此被覆层2所具有的平滑剂为一种氟改质丙烯酸酯共聚物的高分子流动剂，其具有优良的相溶性及重涂性，可以防止涂层的凹穴、针孔、鱼眼等缺陷的产生，且使涂料获得最佳的流动性及平滑平整性，其与芳香脂族有相溶性，而且，涂料附着时有分阶段性控制黏结时间的稀释剂，其目的在使涂附后能使涂层于干燥的过程中，由稀释剂本质的特性不同及沸点、挥发点不同的关系，能使涂料及所添加的各种原料有一缓冲时间，作一反应结合及达成均匀的涂附功能。至于，添加高导电度的纳米碳管，可减以其它导电材料的添加量，而能有相同的导电度且由于减少其它导电材料的添加量，因而不会降低黏结树脂的结合效果，使涂料与基材有良好的结合性。
需说明，被覆涂料中所混合的导电材料系固体粉末，其粒径分布如图4所示，为1μm～9μm为宜，其含量最高者为导电材料粉末粒径为4μm、5μm与6μm。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种墨粉盒的磁性滚轮套管，其由一套管基材以及被覆于套管基材上的被覆层所构成；其特征在于其中，被覆层的被覆组合物包括热固性树脂与热塑性树脂的黏结树脂，人造或天然石墨、导电碳黑、金属粉末与纳米碳管的导电材料，分散剂、去光剂、密着剂、去泡剂的添加剂，以及酮类、酯类、醇类、芳香族类的稀释剂者。
2.根据权利要求1所述的墨粉盒的磁性滚轮套管，其特征在于其中添加剂可加入防沉剂、硬化剂、稳定剂、导电剂的一种或其中的数种。
3.根据权利要求1所述的墨粉盒的磁性滚轮套管，其特征在于其中导电材料可为陶瓷系导电材料或高分子系导电性聚合物。
4.根据权利要求1所述的墨粉盒的磁性滚轮套管，其特征在于其中热塑性树脂可为不饱和聚脂、或丙稀酸树脂、或醇酸树脂。
5.根据权利要求1所述的墨粉盒的磁性滚轮套管，其特征在于其中热固性树脂可为胺基树脂、或酚醛树脂、或环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的墨粉盒的磁性滚轮套管，其特征在于其中添加剂的分散剂为聚胺酯化合物，去光剂为聚乙烯蜡浆，密着剂为不含聚硅氧烷树脂型化合物，平滑剂为氟改质丙烯酸酯共聚物，去泡剂为非硅酮高分子聚合物。
7.根据权利要求2所述的墨粉盒的磁性滚轮套管，其特征在于其中防沉剂为聚乙烯蜡，硬化剂为酸性高分子，稳定剂为界面活性剂化合物，导电剂为胺盐化合物。
8.根据权利要求1所述的墨粉盒的磁性滚轮套管，其特征在于其中酮类稀释剂为丙酮或丁酮或两者的混合物。
9.根据权利要求1所述的墨粉盒的磁性滚轮套管，其特征在于其中酯类稀释剂为乙酸乙酯或乙酸乙基甘醇脂或两者的混合物。
10.根据权利要求1所述的墨粉盒的磁性滚轮套管，其特征在于其中醇类稀释剂为乙醇或正丁醇或异丙醇或异丁醇或两者的混合物。
11.根据权利要求1所述的墨粉盒的磁性滚轮套管，其特征在于其中芳香族类稀释剂为苯或二甲苯。
全文摘要
本发明公开了一种墨粉盒的磁性滚轮套管，其套管的圆柱形表面被覆一层涂料，此涂料包括一种或一种以上具有与套管基材高结合黏着效果的树脂、一种或一种以上的导电材料、多种能使导电材与树脂能均匀分散及提高二者间键结的添加剂、一种以上能使涂料附着时可分阶段性控制黏结时间的添加剂与稀释剂；由磁性滚轮套管表面被覆该独特的涂料，能够有效提高磁性滚轮套管的生命周期及打印的质量。
文档编号G03G15/08GK1710494SQ200410048258
公开日2005年12月21日 申请日期2004年6月16日 优先权日2004年6月16日
发明者李正隆, 王文义 申请人:晉裕工业股份有限公司