静电复印墨粉颗粒形貌对性能的影响

第 卷增刊 年 月 有 色 矿 、 冶 一 名 】 叱 文章编号 一 助 习印 一 一 静电复印墨粉颗粒形貌对性能的影响 ‘ 孟繁荣 , 盖 国胜 清华大学 材料系粉体研究室 , 北京 摘 英 采用 观察墨粉硕粒的形状与分布情况 , 分析墨粉的顺粒形貌与墨粉印刷质量的关系 。 结 果表明 墨粉顺粒的形状接近球形 、粒径分布窄且接近 , 则墨粉的印刷质量好 。 其主要原 因是当墨粉顺粒的形状接近球形时 , 在静电印刷过程中颗粒带电均匀 , 因此墨粉顺粒在纸张表 面定位准确性好 , 所得的印刷线条质量好 。 所以对墨粉颗粒进行球形化处理可提高墨粉的使用 性能 。 关锐词 墨粉 顺粒形貌 带电 球形化 性能 中图分类号 文献标识码 墨粉是用于静电复印、激光打印等电摄影显影过程的主 要耗材。 随着信息技术和办公自动化的发展 , 静电复印机 、激 光打印机和传真机等设备已经成为信息传播的主要工具 , 因 而对于墨粉的需求量也越来越大 , 并且随着社会向信息化和 网络化的发展 , 其市场需求将越来越大。 根据电摄影显影过 程的要求 , 合格墨粉必须具备以下三个基本条件 合格的 粒度特性 , 平均粒径在 产 左右 , 分布范围窄 适宜的 热学性能 , 玻璃化转变温度在 一 ℃之间 , 软化点在 一 ℃之间 适宜的带电量及电荷分布 , 不同的显影机构 要求荷电量在 一 。 。 之间不等〔’ 。 目前 , 国内墨粉 的制备方法主要是采用“ 混熔法” , 其基本流程是将已合成 的具有特定热光性能的树脂和颜料、内添加剂等混熔、挤出, 冷却之后进行粉碎和分级 , 最后将粒径合格的产品加入外添 加剂 , 高速混合得到成品。 近年来 , 随着信息技术和办公自动化的发展 , 激光打印机 和静电复印机的大量使用 , 要求显影剂具有更高的分辨率、更 适宜的固结温度和显影密度 而目前国内墨粉生产中采用的 “ 混熔法”得到的墨粉颖粒形状不规则且粒径分布宽。 本文主 要比较不同墨粉的颗粒形状粒径分布和墨粉静电印刷质量的 关系 , 从而讨论顺粒形状和粒径分布对墨粉的影响口 实验与结果分析 实验样品 本实验的样品为购得的五种墨粉 , 其情况如下 样品一 散装墨粉一 样品二 散装墨粉二 样品三 散装 墨粉三 样品四 墨粉 样品五 枷 墨粉。 在这五种样品中样品五质量最好 , 其次依次是样品四、样 品三 、样品二和样品一 。 实验样品分析 分别这五种墨粉样品的 分析 , 图 至 为五种样品 的顺粒照片。 由图 可以看出 , 此种墨粉的颖粒大小分布不均匀 , 顺粒 形状不规则 , 大部分颖粒存在尖角, 且顺粒的表面存在明显的 缺陷。 由图 可以看出, 此种墨粉的颖粒大小分布不均匀 , 颗粒 形状不规则 , 大部分顺粒存在尖角 , 顺粒的表面存在缺陷。 由图 可以看出 , 顺粒粒径分布均匀性较差 , 颖粒形状不 规则, 部分颗粒存在明显的棱角, 且多数顺粒表面缺陷严重。 由图 可以看出 , 颖粒粒径分布均匀性及部分顺粒钝化 情况较差 , 部分颗粒存在锐角, 顺粒表面存在缺陷且球形化较 — 一 函劫样品四的 照片 差。 由图 可以看出 , 颗粒粒径分布较均匀 , 颗粒尺寸在 至 收稿 期 一 一 作老简介 孟萦荣 , 主要从事粉体材料研究。 增刊 孟繁荣等 静电复印墨粉顺粒形貌对性能的影响 脚之间 , 单个颗粒表面圆滑棱角且接近圆球形 , 但部分颗 粒表面存在缺陷。 田 祥苗立的 脱斤 综合墨粉的性能和墨粉颗粒的形貌我们可以得出 , 墨粉 颖粒的粒径分布、顺粒形状和颗粒表面形貌在很大程度上决 定了墨粉的性能。 墨粉顺粒的粒径分布越均匀、形状越接近 球形、表面缺陷越少则墨粉的性能越好。 墨粉的颗粒形状决定了顺粒表面的静电分布情况 , 根据 孤立导体带静电公式〔 呜〕 签黔滩次口二 — 任意导体 奋瓜笼 橇〔爹 产 , , , , , , , 二‘ 、 十 万 」一 ‘ 一 吸佣囚苛坪 匕 我们可以得出 对于任意形状的孤立带电导体 , 某一点的 电荷密度总是和该点的曲率 的 次方成正比 即声 ’ 其 中 为决定于颖粒形状的正数 。 由顺粒表面电荷密度与曲 率的关系可知 , 孤立导体表面曲率大的地方电荷密度远大于 平面或凹面的电荷密度 , 从而使颖粒表面的电荷会在尖角部 分集中。 对于静电复印墨粉 , 当墨粉颖粒为非球形时电荷会 在尖角部分集中, 这将造成以下几方面间题 当墨粉在静 电力作用下附着在纸张上时 , 会造成顺粒尖端和纸面接触 , 从 而使墨粉顺粒与纸张的附着力低 , 导致印刷后容易出现掉墨 的现象 墨粉尖端与纸张接触 , 在热处理过程中会有部分 颖粒发生倒动 , 从而使印刷后的线条出现空点和毛刺。 由以 上论述不难得出 , 控制墨粉顺粒为球形将会提高墨粉的附着 能力和印刷密度。 墨粉的粒径分布对墨粉的性能有很大影响 , 大量实验证 明墨粉顺粒的最佳粒径是 阿 , 当墨粉顺粒的粒径过大时 , 静电力无法克服颖粒重力的影响使墨粉无法附着到纸张的表 面 , 使印刷线条出现空点。 当墨粉顺粒的粒径过小时 , 顺粒所 带电荷过少 , 受多种因素的影响颗粒无法附着在纸张表面 , 出 现飞灰。 综上所述 , 墨粉的颗粒特性是决定其性能的重要指标 , 工 业生产通过“ 混熔法”制备的墨粉存在着粒度分布不均匀 、颖 粒形状不规则的缺点。 通过粉体加工方法对“混熔法”制备的 墨粉进行后续处理 , 可有效的控制墨粉颖粒的粒径分布 在 处较窄分布 , 同时可把不规则的颗粒处理成球形。 所 以对墨粉进行后处理可很大程度上提高墨粉的性能 。 结 论 通过对墨粉的颗粒形貌和性能的分析 , 可得出以下结论 墨粉颖粒的形状和粒径分布直接关系到墨粉的印刷 质量 , 墨粉颗粒的形状接近球形、粒径分布窄且接近 , 则 墨粉的印刷质量好。 墨粉颗粒的形状接近球形时 , 在静电印刷过程中颗 粒带电均匀 , 因此墨粉颗粒在纸张表面定位准确性好 , 所得的 印刷线条质量好 参考文献 〔 」 拍 啤 】 一 柳 咚 , , 胜 」 杨 俊 , 张 强 色粉研究的现状及发展趋势【 复印 , 一 〔 杨 波 任意形状带电孤立导体表面电荷分布定理 〔〕山东理 工大学学报 , , 〔 叶禹卿 孤立带电椭球导体的电荷面密度与表面 曲率的关系 北京教育学院学报 , , 仃泊 , 比 , 吃 , , 州 浏卿 ’ , 乙 扣 , 上接第 页 由此可见 , 两者的反应速率相差很大。 华一新〔 等研究了软锰矿的微波还原与传统还原 , 结果表 明, 微波还原的速率比传统的还原速率副反多。 期垃用 徽波技术除了在以上应用外, 还在矿物焙烧 , 川 、活性炭再 生〔 一 ’、矿物粉体干操 ” , 、制备纳米产品〔 , 侧和化验 一 等方面也有应用。 结 论 由于微波的独特性能, 在矿业中的应用越来越广泛 , 应用领域 不断拓宽。 参考文献 〔 徽波碎矿节能降耗口 金属矿山渭刃 , 乃 〕 凡施尤伊 徽波在矿业中的应用 〕矿业工程澎刃 , 一 」刘全军 , 熊燕琴 徽波在铁矿石选择性磨细中的应用机理研究【 云南 冶金 望刀 一龙 〕岳铁兵等 徽彼助磨作用浅析 中国非金属矿工业导刊 洲乃 , 增刊 即一叨 』 七 记 凡 叹卜, 旧 七曰日 州政 也杯因 巧目出吨 , 以旧 山叮 臾列 , 刃 【 」 残 五两 仪跃 戊洲司 民州口 , 只盈 , 乃 【 伟安 , 湿法冶金 〕姚 〔 彭金辉 , 刘纯用 , 中国有色金属学报 兜 , 」 扭 汕 曰记 认 闭心 , ‘ 、 耐 川刃成卿初 姗 , 夕矢】, 刀 【 〕华一新 , 徐养粮 梁建华 , 软锰矿在徽波场中的反应机理研究【 〕男 【川 范学莲 等 徽波烧结原理与研究现状田 粉末冶金 刀绍, 刃一 【 张颖 , 等 活性炭再生技术的发展口 化学世界 , 期 , 一 【”」蒋文举 , 等 徽波处理对活性炭孔隙结构的影响 粉末化学与工业 , 即以 一洲 , 江 该 , 等 徽披改性活性炭的吸附性能【 〕环境污染治理技术与设 备, 加以 , 一肠 · 巧 严 平 , 等 真空徽波低温干燥技术探讨口〕能像研究与信息 , 月乃 , 洲 一别 【 范兴祥 等 徽波辐射干燥单水氢载化理的研究 轻金属渭】妇 一 〔 」重吉澳 , 张文民 用徽波加热制备纳米确酸钻球粒口 化学通报 姚 , 艾 【 〕戴长虹 , 等 八人 纳米徽粉的徽波合成〔 物理化学学报 佼拓 仓坦一 〕韩 恺 国夕吩析仪器 期 , 肠 〔龙 〕杨 方编译 国夕盼析仪器 〕姚 , 匆 「 」 吮娜团 耐 , 九翅 曰 , , 皮玉, 绍 乃努 刀 」 圈 巴创谓 九过 即 臾趁, 匆 二关叼 刀 】罗方若 , 等 徽波制样的应用〔 理化检验 一 化学分册 加以 , , 一 位