[发明专利]一种激光打印机彩色墨粉的制备工艺

说明书

本发明涉及一种制备激光打印机彩色墨粉的方法，其方法是将可聚合染料与树脂单体在有机溶剂中共聚，得到的有色树脂溶液再加入脱模剂和电荷调节剂后，通过喷雾造粒设备制备出激光打印机用彩色墨粉。此方法工艺相对简单，不产生废水，而且过程中的有机溶剂可回收利用，降低了生产成本。无废液排放，工艺更环保。直接将可聚合染料分子化学键结合于树脂中，克服了颜料粒子在分散体系难相容的问题，染料以分子状态存在于色粉中，完全能消除无色粒子，使墨粉色彩鲜艳、有光泽度，起电速度快，带电量高，打印、复印色泽和分辨率高。

技术领域

本发明涉及一种激光打印机彩色墨粉的制备工艺。

背景技术

激光打印彩色墨粉是彩色激光打印机的主要消耗品，近10年以来获得广泛应用。随着打印速度的不断提高和用户对打印质量要求日益严格，在相当一部分市场，化学合成彩色墨粉代替传统的物理研磨墨粉已经成为行业发展的必然趋势。优良的打印品质要求碳粉有以下一些特点：颗粒小，粒径分布窄，化学组份均匀，适应乳液聚合的整个过程，对外界环境条件适应性强。目前，传统的物理法墨粉生产是熔融法，其生产过程包括混合、融合固化、研磨、分级、后处理等。然而，该方法有如下缺点1)颗粒大。加长研磨工艺时间可减小粒径，但是成本高。2)大小不均匀，颗粒形状不规则，粒径分布宽，可控性差。多次分离可使粒径均匀，但是同时产生大量废料(无回收工序20％，有回收5％)。3)墨粉组份分布不均匀，不能适应高速EP过程。4)得到的墨粉流动性差，不能适应高速打印。

自从Fuji Xeror公司上世纪末发明物理共混法制备墨粉以来，乳液聚合法作为最重要的一个分支，一直占主导地位。聚合法将单体、颜料、蜡以及添加剂均匀分散后，混合在反应釜中，采用聚合的方法直接制备彩粉，无需像传统方法进行进一步分级。这种方法所得碳粉粒径较小(小于6微米)，粒子为理想的球形，化学组分分布均匀，使得打印质量得到了改善，减少了单页打印碳粉用量，并且提高打印速度。但该方法也存在一些缺陷：1)色光不鲜艳。主要原因是因为该技术使用颜料颗粒。色光灰暗是颜料的最大缺点。颜料粒子是分子集聚体，在色光鲜艳度上难以达到喷墨系统的单分子染料水平。2)分辨度不高。这是因为该技术使用微米级粒子所致。减小颗粒粒径，将加大设备的操作难度。3)技术难度高。纳米级的聚合乳液，特别是纳米级的颜料分散体系稳定性差，制备难、技术要求高。本发明使用喷雾造粒设备制备彩色墨粉。与国外的乳液聚合-颜料分散-石蜡融合法的色粉技术相比，有如下优势：1)色光艳丽：染料以分子状态存在于色粉中，发色率通常高3-5倍，色光艳丽，可与喷墨打印的效果媲美，从根本上克服了常规色粉颜料粒子色光灰暗的弊端； 2)体系“相容”：带有可聚合基团的染料分子共价结合于树脂中、与树脂体系“相容”，克服了颜料粒子在分散体系中难相容的问题，完全能消除无色粒子，提高产品品质；3)干燥时间短，热利用率高：将液体雾化为非常微小的雾滴，具有很大的比表面积，能显著减少干燥时间；4)操作简单，产品质量指标可控：利用喷雾干燥设备，操作简单，整个过程废粉及废液可回收利用，降低了生产成本。产品质量可以通过改变操作条件来控制，所得墨粉球形度达96％以上，且均一性较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有工艺的不足，省掉了颜料的纳米分散和稳定化问题，利用喷雾造粒设备，使碳粉制备工艺更简化，更易于产业化。

本发明解决上述技术问题，采用的技术方案是：(1)有色树脂溶液的制备：引发剂0.5～ 5份，单体10.0～50.0份，带有可聚合基团的染料3-6份，其余为溶剂，混合均匀，在60～ 100℃条件下聚合反应10～24个小时后，降温冷却备用；(2)喷雾造粒原料配置：电荷调节剂0.001～0.05重量份、脱模剂0.01～0.10重量份，其余为有色树脂溶剂，混合均匀； (3)墨粉制备方法：采用离心盘式喷雾干燥或气流式喷雾干燥对墨粉原料液进行喷雾造粒；(4)最后，加入外添加剂并进行均匀混合，得到彩色墨粉。