[0001] 本发明涉及电子打印成像技术领域， 特别涉及一种改性碳粉及其制备方法、 碳 粉盒。

背景技术

[0002] 5见有的平面打印机一般包括两大类， 激光打印机和喷墨打印机， 激光打印机相 较于喷墨打印机具备打印速度快、 打印成本低等优点， 因此被广泛地应用于办 公场所， 特别是近年来彩色激光打印的普及， 激光打印的市场越来越大， 而激 光打印机所使用的原装碳粉往往价格较高， 限制了用户的使用。

[0003] 通用耗材企业生产的兼容耗材因其价格低廉受 到广大用户的青睐， 但是研究人 员在对惠普 M102a/ M104a/ M106w打印机使用的兼容碳粉盒 CF217A/218A/233A 碳粉盒进行打印测试时发现， 这类兼容碳粉盒打印过程中经常出现黑块和重 影 的问题， 这样一来， 兼容碳粉盒中还有碳粉的情况下就无法继续使 用了， 甚至 出现在打印的开始阶段就出现黑块和重影的问 题， 导致兼容碳粉盒无法使用， 不仅间接提高了用户的使用成本， 而且造成了浪费和环境污染等问题。

发明概述

技术问题

[0004] 本发明的主要目的是提供一种解决打印出现黑 块和重影问题的改性碳粉。

[0005] 本发明的另一目的是提供上述改性碳粉的制备 方法。

[0006] 本发明的再一目的是提供一种碳粉盒。

[0007] 技术解决手段

[0008] 为了实现上述主要目的， 本发明提供一种改性碳粉， 包括普通碳粉和添加剂， 其中， 普通碳粉的带电量为 -38.8pC/g至 -20.7pC/g; 添加剂包括 PMMA、 氧化铝 和二氧化钛， PMMA的粒径为 100nm至 350nm， 氧化铝的粒径为 lOOnm至 400nm ， 二氧化钛的粒径为 200nm至 500nm; 以重量份数计， 普通碳粉为 89.7至 99.5份 ， PMMA为 0.2至 0.3份， 氧化铝为 0至 0.5份， 二氧化钛为 0.2至 0.7份。 [0009] 一个优选的方案是， 普通碳粉的带电量为 -24.2pC/g; 普通碳粉为 99.5份， PMM

A为 0.3份， 二氧化钛为 0.2份。

[0010] 另一个优选的方案是， 普通碳粉的带电量为 -38.8pC/g; 普通碳粉为 89.7份， PM MA为 0.3份， 氧化铝为 0.5份， 二氧化钛为 0.5份。

[0011] 再一个优选的方案是， 普通碳粉的带电量为 -20.7pC/g; 普通碳粉为 99.0份， PM

MA为 0.2份， 氧化铝为 0.1份， 二氧化钛为 0.7份。

[0012] 为了实现上述另一目的， 本发明提供一种改性碳粉的制备方法， 其中， 改性碳 粉包括普通碳粉和添加剂， 普通碳粉的带电量为 -38.8pC/g至 -20.7pC/g _; 添加剂 包括 PMMA、 氧化铝和二氧化钛， PMMA的粒径为 100nm至 350nm， 氧化铝的粒 径为 100nm至 400nm， 二氧化钛的粒径为 200nm至 500nm; 以重量份数计， 普通 碳粉为 89.7至 99.5份， PMMA为 0.2至 0.3份， 氧化铝为 0至 0.5份， 二氧化钛为 0.2 至 0.7份； 制备方法包括： 将普通碳粉和添加剂放入可调速的混合机中， 先低速 混合 40秒至 60秒， 混合速度为 17Hz至 23Hz， 停止 60秒； 然后高速混合 40秒至 60 秒， 混合速度为 60Hz至 70Hz， 停止 90秒； 混合后的改性碳粉的带电量为 -18.6^C/ g至 -13.6^C/g。

[0013] 一个优选的方案是， 普通碳粉的带电量为 -24.2pC/g， 普通碳粉为 99.5份， PMM

A为 0.3份， 二氧化钛为 0.2份； 将普通碳粉和添加剂放入可调速的混合机中， 先 低速混合 60秒， 混合速度为 17Hz至 23Hz， 停止 60秒； 然后高速混合 60秒， 混合 速度为 60Hz至 70Hz， 停止 90秒； 混合后的改性碳粉的带电量为 -13.6pC/g。

[0014] 另一个优选的方案是， 普通碳粉的带电量为 -38.8pC/g， 普通碳粉为 89.7份， PM MA为 0.3份， 氧化铝为 0.5份， 二氧化钛为 0.5份； 将普通碳粉和添加剂放入可调 速的混合机中， 先低速混合 40秒， 混合速度为 17Hz至 23Hz， 停止 60秒； 然后高 速混合 90秒， 混合速度为 60Hz至 70Hz， 停止 90秒； 再低速混合 60秒， 混合速度 为 17Hz至 23Hz， 停止 60秒； 最后高速混合 90秒， 混合速度为 60Hz至 70Hz， 停止 90秒； 混合后的改性碳粉的带电量为 - 18.6pC/g。

[0015] 再一个优选的方案是， 普通碳粉的带电量为 -20.7pC/g， 普通碳粉为 99.0份， PM MA为 0.2份， 氧化铝为 0.1份， 二氧化钛为 0.7份； 将普通碳粉和添加剂放入可调 速的混合机中， 先低速混合 40秒， 混合速度为 17Hz至 23Hz， 停止 60秒； 然后高 速混合 90秒， 混合速度为 60Hz至 70Hz， 停止 90秒； 再低速混合 60秒， 混合速度 为 17Hz至 23Hz， 停止 60秒； 最后高速混合 90秒， 混合速度为 60Hz至 70Hz， 停止 90秒； 混合后的改性碳粉的带电量为 - 17.3pC/g。

[0016] 进一步的方案是， 控制混合环境的湿度小于 70%， 温度不高于 30°C。

[0017] 为了实现上述再一目的， 本发明提供一种碳粉盒， 包括用于盛装碳粉的粉仓， 粉仓内装有上述改性碳粉。

问题的解决方案

发明的有益效果

有益效果

[0018] 本发明的有益效果是： 通过向普通碳粉中加入合适的添加剂， 可有效降低碳粉 的带电量， 从而获得带电量低的改性碳粉， 从而解决打印黑块和重影的问题。 本发明通过原材料的选择和混合工艺配合， 制备出成像质量好的改性碳粉。 发明实施例

本发明的实施方式

[0019] 本发明使用的物料中， PMMA （即聚甲基丙烯酸甲酯） 的粒径为 100nm至 350n m, 氧化铝的粒径为 lOOnm至 400nm， 二氧化钛的粒径为 200nm至 500nm。

[0020] 实施例一

[0021] 研究人员将型号 CF217A兼容碳粉盒在 M102a的打印机上进行打印测试时发现

， 在打印起始时就出现了重影现象。 所谓重影是指打印输出的稿件上， 一段文 字或图片， 在下一个显影周期再次以稍浅的颜色深度出现 ， 从而影响到打印稿 件的清晰度。

[0022] 在对 CF217A兼容碳粉盒内的普通碳粉 A进行物性测试， 得到以下数据： Q/M=- 24.2^iC/g , MVD=9.33pm。 其中， Q/M为带电量； MVD是粒径的一种表示方法， MVD值也即 D50值， 它的物理意义是粒径大于它的颗粒占 50%， 粒径小于它的颗 粒也占 50%， D50又称平均粒径。

[0023] 解决方案：

[0024] 1、 取上述普通碳粉 A 99.5份 （以重量份数计， 下同） ， PMMA 0.3份， 二氧化 钛 0.2份。

[0025] 2、 将上述物料放入混合机中， 先低速混合 60秒， 停 60秒后， 再高速混合 60秒

， 停 90秒； 其中， 低速混合的混合速度为 17Hz至 23Hz， 高速混合的混合速度为 6 0Hz至 70Hz。 混合过程中控制混合环境的湿度小于 70%， 温度不高于 30°C。

[0026] 3、 混合完成后， 将混合物料用 200目筛网过筛， 得到改性碳粉 A。

[0027] 将改性碳粉 A加入干净的 CF217A粉盒中， 放入 M102a打印机中测试， 原来的在 开始就出现重影的现象消失了， 继续测试整个寿命 2000页， 也没有出现重影的 问题。

[0028] 在对改性碳粉 A进行物性测试后发现， 改性碳粉 A的 Q/M=-13.6pC/g， MVD=9.3 0[xm。

[0029] 由普通碳粉 A和改性碳粉 A的物性数据对比可以看出： 改性碳粉 A的带电量降低 了， 平均粒径变化不大。 通过向有缺陷的普通碳粉 A中添加 PMMA和二氧化钛， 并通过调整混合工艺， 可有效降低碳粉的带电量， 从而获得打印效果良好的改 性碳粉 A。

[0030] 实施例二

[0031] 研究人员将型号 CF218A兼容碳粉盒在 M104a的打印机上进行打印测试时发现

， 在打印起始时就出现了黑块和重影现象。 所谓黑块是指打印输出的稿件上， 打印的内容被随机出现的黑斑所遮盖， 造成打印信息缺失的一种打印质量问题

[0032] 在对 CF218A兼容碳粉盒内的普通碳粉 B进行物性测试， 得到以下数据： Q/M=- 38.8 [xC/g， M VD=7.56 [xm。

[0033] 解决方案：

[0034] 1、 取上述普通碳粉 B 89.7份， PMMA 0.3份， 氧化铝 0.5份， 二氧化钛 0.5份。

[0035] 2、 将上述物料放入混合机中， 按照低速混合 40秒， 停 60秒； 高速混合 90秒， 停 90秒； 低速混合 60秒， 停 60秒； 高速混合 90秒， 停 90秒的顺序进行混合； 其 中， 低速混合的混合速度为 17Hz至 23Hz， 高速混合的混合速度为 60Hz至 70Hz。 混合过程中控制混合环境的湿度小于 70%， 温度不高于 30°C。

[0036] 3、 混合完成后， 将混合物料用 200目筛网过筛， 得到改性碳粉 B。 [0037] 将改性碳粉 B加入干净的 CF218A粉盒中， 放入 M104a打印机中测试， 原来的在 开始就出现黑块和重影的现象消失了， 继续测试整个寿命 2000页， 后期 1700页 左右出现轻微重影， 未出现其他的打印质量问题， 打印质量可以接受。

[0038] 在对改性碳粉 B进行物性测试后发现， 改性碳粉 B的 Q/M=-18.6pC/g， MVD=7.5 4 _[ xm。

[0039] 由普通碳粉 B和改性碳粉 B的物性数据对比可以看出： 普通碳粉 B由于本身的粒 径较小， 引起的摩擦带电量过高， 改性碳粉 B的带电量降低了， 平均粒径变化不 大。 通过向有缺陷的普通碳粉 B中添加 PMMA、 氧化铝和二氧化钛， 并通过调整 混合工艺， 可有效降低碳粉的带电量， 从而获得打印效果良好的改性碳粉 B。

[0040] 实施例三

[0041] 研究人员将型号 CF233A兼容碳粉盒在 M106w的打印机上进行打印测试时发现

， 在打印中后期出现了黑块和重影现象。

[0042] 在对 CF233A兼容碳粉盒内的普通碳粉 C进行物性测试， 得到以下数据： Q/M=- 20.7^iC/g , MVD=8.79pm。

[0043] 解决方案：

[0044] 1、 取上述普通碳粉 C 99.0份， PMMA 0.2份， 氧化铝 0.1份， 二氧化钛 0.7份。

[0045] 2、 将上述物料放入混合机中， 按照低速混合 40秒， 停 60秒； 高速混合 90秒， 停 90秒； 低速混合 60秒， 停 60秒； 高速混合 90秒， 停 90秒的顺序进行混合； 其 中， 低速混合的混合速度为 17Hz至 23Hz， 高速混合的混合速度为 60Hz至 70Hz。 混合过程中控制混合环境的湿度小于 70%， 温度不高于 30°C。

[0046] 3、 混合完成后， 将混合物料用 200目筛网过筛， 得到改性碳粉 C。

[0047] 将改性碳粉 C加入干净的 CF233A粉盒中， 放入 HP-M106w打印机中测试， 测试 整个寿命 2000页， 未出现黑块和重影的问题。

[0048] 在对改性碳粉 C进行物性测试后发现， 改性碳粉 C的 Q/M=-17.3pC/g， MVD=7.5 4 _[ xm。

[0049] 由普通碳粉 C和改性碳粉 C的物性数据和打印结果对比可以看出： 普通碳粉 C的 带电量不稳定， 后期带电量升高导致黑块和重影问题， 改性碳粉 C的带电量降低 了， 且打印过程中带电量稳定。 通过向有缺陷的普通碳粉 C中添加 PMMA、 氧化 铝和二氧化钛， 并通过调整混合工艺， 可有效降低碳粉的带电量， 并稳定带电 量， 从而获得打印效果良好的改性碳粉 C。

[0050] 本发明还提供一种碳粉盒， 碳粉盒内设置有用于盛装碳粉的粉仓， 在粉仓内装 有本发明实施例一、 二或三的改性碳粉。

[0051] 本发明的技术构思并不仅限于上述实施例， 还可以依据本发明的构思得到许多 不同的具体方案， 如对各物料的配比进行简单调整、 对混合时搅拌的速度及时 间进行简单调整等等， 此等微小改变以及等效变换均应包含在权利要 求所述范 围之内。

[0052] 工业应用性

[0053] 本发明的改性碳粉， 通过在带电量较高的缺陷碳粉中加入 PMMA、 氧化铝、 二 氧化钛添加剂， 并通过调整混合工艺， 可有效降低碳粉的带电量， 将获得的改 性碳粉装入碳粉盒中进行打印测试， 打印效果良好， 可有效的解决打印黑块和 重影问题。 本发明的改性碳粉可应用在兼容碳粉盒 CF217A/218A/233A中。