專利名稱：一種磁性滾輪套管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁性滾輪套管，特別涉及一種使用在事務(wù)機(jī)及打印機(jī)的墨粉盒的磁性滾輪套管。
背景技術(shù)：
激光打印機(jī)的影像形成裝置部份，如圖1所示，包括一感光轂11，用以感應(yīng)光線的輪轂；一布電棒12，設(shè)于接近感光轂表面的一側(cè)，用以使感光轂表面分布感應(yīng)靜電；一曝光裝置13，設(shè)于較遠(yuǎn)離感光轂及布電棒的另端，可因接收來自影像讀取器的訊號而發(fā)射雷射光以進(jìn)行曝光作用，使感光轂表面形成與影像讀取器的影像相同的曝光區(qū)及非曝光區(qū)；一墨粉盒裝置14，設(shè)于感光轂的另側(cè)，位于曝光裝置動作后的后段位置，用以提供碳粉的儲放；一磁性滾輪15，其外部套設(shè)一顯像套管16，設(shè)于墨粉盒出口前端，且接近感光轂的位置。當(dāng)碳粉受到磁性滾輪磁力的吸引而布設(shè)于套管16外部表面時，在套管16繼續(xù)轉(zhuǎn)動而與感光轂11表面帶有靜電的曝光區(qū)感應(yīng)后，碳粉再被吸附至感光轂表面，經(jīng)由感光轂11帶入轉(zhuǎn)印區(qū)，并利用碳粉吸附裝置17使與欲印出的字體或圖形影像一致的磁粉布列至紙張表面，達(dá)到影像的形成。
上述的打印機(jī)的影像形成裝置，其中磁性滾輪套管的優(yōu)良與否對于紙張打印的質(zhì)量有重大的影響。
而一般傳統(tǒng)的磁性滾輪套管均存在以下缺失1.套管表面的被覆層在被覆時，會因涂料的流動性、重力等因素而不能均勻分布于套管表面上，容易造成被覆層厚薄不一的情況，而較薄處的涂料涂層極易因為氧氣、磨擦等外在因素而快速失去效力。
2.套管表面的被覆層在被覆時不能均勻分布于套管表面上的結(jié)果，并導(dǎo)致被覆層干燥后分布不均勻，被覆層之間的性質(zhì)也不平均且不穩(wěn)定。
3.套管表面的被覆層容易因外在的輕微磨擦或碰撞，而使得被覆層剝落，造成打印質(zhì)量低劣及生命周期減短。
有鑒于現(xiàn)有一般磁性滾輪套管有上述缺點(diǎn)，本發(fā)明人針對該些缺點(diǎn)研究改進(jìn)，經(jīng)長時研究終有本發(fā)明產(chǎn)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種墨粉盒的磁性滾輪套管，依本發(fā)明的此種墨粉盒的磁性滾輪套管，套管表面的被覆層在被覆時以階段性控制被覆層的黏結(jié)時間，不會因涂料的流動性、重力等因素而不能均勻分布于套管表面的情形，套管表面的被覆層厚薄即可均一。
本發(fā)明的次一目的在于依發(fā)明的此種墨粉盒的磁性滾輪套管，其套管表面的被覆層因為在被覆時厚薄均一，故干燥后的分布也可極為均勻，被覆層之間的性質(zhì)不但均勻，也極為穩(wěn)定。
本發(fā)明的再一目的在于依發(fā)明的此種墨粉盒的磁性滾輪套管，其被覆組合物涂料具有獨(dú)特的流動平滑特性，可有效防止被覆層的磨損及套管表面均一平整的功能，其打印質(zhì)量可提高，套管的生命周期也可增長。
本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
一種墨粉盒的磁性滾輪套管，其由一套管基材以及被覆于套管基材上的被覆層所構(gòu)成；其中，被覆層的被覆組合物包括熱固性樹脂與熱塑性樹脂的黏結(jié)樹脂，人造或天然石墨、導(dǎo)電碳黑、金屬粉末與納米碳管的導(dǎo)電材料，分散劑、去光劑、密著劑、去泡劑的添加劑，以及酮類、酯類、醇類、芳香族類的稀釋劑者。
前述的添加劑可加入防沉劑、硬化劑、穩(wěn)定劑、導(dǎo)電劑的一種或其中的數(shù)種。
前述的導(dǎo)電材料可為陶瓷系導(dǎo)電材料或高分子系導(dǎo)電性聚合物。
熱塑性樹脂可為不飽和聚脂、或丙稀酸樹脂、或醇酸樹脂。
熱固性樹脂可為胺基樹脂、或酚醛樹脂、或環(huán)氧樹脂。
添加劑的分散劑為聚胺酯化合物，去光劑為聚乙烯蠟漿，密著劑為不含聚硅氧烷樹脂型化合物，平滑劑為氟改質(zhì)丙烯酸酯共聚物，去泡劑為非硅酮高分子聚合物。
防沉劑為聚乙烯蠟，硬化劑為酸性高分子，穩(wěn)定劑為界面活性劑化合物，導(dǎo)電劑為胺鹽化合物。
酮類稀釋劑為丙酮或丁酮或兩者的混合物。
酯類稀釋劑為乙酸乙酯或乙酸乙基甘醇脂或兩者的混合物。
醇類稀釋劑為乙醇或正丁醇或異丙醇或異丁醇或兩者的混合物。
前述的芳香族類稀釋劑為苯或二甲苯。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有明顯的優(yōu)勢和有益的效果本發(fā)明與目前磁棒套管的比較；(1)表面粗糙度的比較發(fā)明人曾取三種目前市面上所販?zhǔn)鄣拇判詽L輪套管，多次量測其表面粗糙度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)目前市面上所販?zhǔn)鄣拇判詽L輪套管，其Ra值均會有所變化，而本發(fā)明所得的磁性滾輪套管，其Ra值則在一穩(wěn)定的區(qū)間。(請參圖5)(2)打印質(zhì)量的比較請參圖6與圖7，兩圖中左側(cè)的圖為本發(fā)明的磁性滾輪套管打印的質(zhì)量，其顯示以本發(fā)明的磁性滾輪套管打印時，不會有右圖以市售磁性滾輪套管打印時的情形。
(3)打印密度與打印張數(shù)的比較發(fā)明人曾取三種目前市面上所販?zhǔn)鄣拇判詽L輪套管，測試打印到數(shù)萬張以后，各個磁性滾輪套管與本發(fā)明的打印密度，結(jié)果顯示本發(fā)明的滾輪套管可維持較穩(wěn)定的打印密度。
從上所述可知，本發(fā)明的此種墨粉盒的磁性滾輪套管確實具有優(yōu)良涂覆均勻性、高強(qiáng)度結(jié)合性、高抗磨損消耗性與恰當(dāng)?shù)耐扛脖砻娲植诙?，而該等功效確實可以改進(jìn)現(xiàn)有墨粉盒的磁性滾輪套管生命周期短、打印質(zhì)量不良之弊，具有新穎性和創(chuàng)造性。
圖1為打印機(jī)磁性滾輪套管的作用原理說明圖。
圖2為本發(fā)明被覆涂料的干燥時間與升溫曲線圖。
圖3為本發(fā)明磁性滾輪套管的縱截面圖。
圖4為本發(fā)明磁性滾輪套管的導(dǎo)電材料粉末粒徑分布圖。
圖5為本發(fā)明磁性滾輪套管與現(xiàn)有市售樣品的表面粗糙度比較圖。
圖6為本發(fā)明磁性滾輪套管與現(xiàn)有市售樣品的打印質(zhì)量比較圖。
圖7為本發(fā)明磁性滾輪套管與現(xiàn)有市售樣品的另一個打印質(zhì)量比較圖。
圖8為本發(fā)明磁性滾輪套管與現(xiàn)有市售樣品的打印密度與打印張數(shù)比較圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對實施例作詳細(xì)說明；請參閱圖1所示的現(xiàn)有激光打印機(jī)的影像形成裝置以及其磁性滾輪套管的缺失，已如前所述，此處不再重復(fù)敘述。
如圖3所示，本發(fā)明的此種墨粉盒的磁性滾輪套管，其是由一套管基材1以及被覆于套管基材1上的被覆層2所構(gòu)成。套管基材1是以可加工成型的金屬為其基材，而該金屬材料中，例如，鋁即為較佳的一種基體材料。
套管基材1的被覆層組合物系以黏結(jié)樹脂、導(dǎo)電材料、稀釋劑及添加劑所組成。其黏結(jié)樹脂可為熱固性樹脂(thermosetting resins)、熱塑性樹脂(thermoplasticresins)。其中，熱塑性樹脂可為不飽和聚脂(unsaturated polyester)、醇酸樹脂(alkydresins)、丙烯酸樹脂(共聚物)〔acrylic resins(copolymers)〕；熱固性樹脂可為胺基樹脂(amino resins)、環(huán)氧樹脂(epoxy resins)、聚氨酯樹脂(polyurethane resins)、酚醛樹脂(phenol-Aldelyde resins)等；導(dǎo)電材料較佳的為碳黑(carbon black)、碳黑纖維(carbon black fiber)、石墨(graphite)、石墨纖維(graphite fiber)、納米碳管等碳系(carbon system)導(dǎo)電材料；金屬粉末(metal powder)、氧化金屬粉末(oxidization metal powder)的金屬系(metal system)導(dǎo)電材料；而導(dǎo)電性陶瓷物質(zhì)(electric conductive ceramics)、氧化鋯(Zirconium oxide)等的陶瓷系(ceramicsystem)導(dǎo)電材料或?qū)щ娦跃酆衔?electric conductive polymer)、聚苯胺(polyaniline)、聚乙炔(polyacetylene)的高分子系(polymer system)導(dǎo)電性材料也可使用。添加劑可為聚胺脂化合物類分散劑(dispersing agent)，聚乙烯蠟漿類去光劑(dull agent)、不含聚硅氧烷樹脂型化合物類壓著劑(偶合劑)〔improved paintadhesive agent(coupling agent)〕、氟改質(zhì)丙烯酸酯共聚物類平滑劑(olip and levelingagent)、非硅酮高分子聚合物類消泡劑(defoaming agent)、聚乙烯蠟類防沉劑(precipitation prevention agent)、酸性高分子類硬化劑(hardening agent)、界面活性劑化合物類穩(wěn)定劑(stabilizer)、胺鹽化合物類導(dǎo)電劑(electric conducting agent)等。稀釋劑可為苯(Benzene)、二甲苯(toluene)等芳香族類(Aromatic compounds)、乙醇(ethyl alcohol)、異丙醇(IPA，iso propyl alcohol)、乙丁醇(methyl ethyl carbinol)、異丁醇(IBA，iso butyl alcohol)等醇類(alcohols)；丙酮(acetone)、丁酮(methylethyl ketone)等酮類(ketones)；乙酸乙酯(ethyl acetate)、乙酸乙基甘醇酯等酯類(esters)。
上開被覆層組合物中，熱塑性樹脂與熱固性樹脂的百分比為10～50重量份∶5～30重量份。而若以樹脂為100份時，導(dǎo)電材料的碳系導(dǎo)電材料為10～85重量份，金屬系導(dǎo)電材料為1～10重量份，其余的陶瓷系導(dǎo)電材料、高分子系導(dǎo)電材料為1～5重量份；添加劑的使用，若以樹脂為100份時，分散劑為1～10重量份，去光劑為5～25重量份，密著劑為0.01～2重量份，平滑劑為0.01～3重量份，消泡劑為0.01～4重量份，防沉劑為0.2～4重量份，硬化劑為0.5～10重量份，穩(wěn)定劑為1～15重量份，導(dǎo)電劑為0.01～3重量份；稀釋劑中，若以樹脂為100份時，酮類為6～35重量份，酯類為3～20重量份，芳香族類為10～40重量份。
被覆組成物中，熱塑性樹脂系用來以其與基材有高結(jié)合度的特性使被覆組成物能夠與基材緊密結(jié)合；熱固性樹脂乃可增加被覆層的耐磨度；導(dǎo)電材系以其電阻值為10-5～102歐姆。粒度為9μm以下為宜。添加劑為液態(tài)或膠態(tài)，其中，分散劑用以使導(dǎo)電材料可均勻分散，不會凝聚；去光劑用以消除樹脂的光澤；密著劑用以增進(jìn)樹脂與基材的密著；平滑劑用以使被覆組合物可平滑且厚度均勻；去泡劑用以去除制程中攪拌所產(chǎn)生的氣泡，不使被覆層因氣泡破裂導(dǎo)致產(chǎn)生針孔；防沉劑用以防止被覆阻成物的沉淀，故可達(dá)成使整個被覆組成物均勻分散的效；硬化劑用以輔助樹脂的硬化；穩(wěn)定劑用以防止被覆組成物因為外界因素所導(dǎo)致產(chǎn)生反應(yīng)的情形；導(dǎo)電劑用以進(jìn)一步使添加劑不會因至被列導(dǎo)電材料而影響被覆組成物的導(dǎo)電效果。添加劑中，分散劑，去光劑，密著劑，平滑劑，去泡劑為必要，其余則可視情況加入。稀釋劑系不但用以降低被覆組成物的黏度，且使被覆組成物在被覆于基材時，維持其階段制程中的干燥。
實施例(1)被覆涂料的制備本發(fā)明的被覆組成物在制備成涂料時，需經(jīng)過兩次攪拌與三次研磨的制程。其中，第一次攪拌時，系先將熱塑性樹脂，熱固性樹脂，導(dǎo)電材料的石墨、碳黑、金屬粉末、以及分散劑，混合40％以下的稀釋劑量，以攪拌機(jī)攪拌，此第一次攪拌所需的時間以30～60分鐘為宜，攪拌溫度控制在40℃以下，攪拌速度為1000～12000rpm，壓力則為2大氣壓力以下；其次，進(jìn)行第一次研磨，在進(jìn)行此步驟之前，加入導(dǎo)電材料的納米碳管及添加劑中的導(dǎo)電劑與平滑劑，研磨時間為120～180分鐘，研磨機(jī)較佳的為連續(xù)分布式研磨分散機(jī)。第一次研磨完成后，乃加入的添加劑、穩(wěn)定劑與去光劑，然后進(jìn)行第二次研磨，其研磨時間為100～150分鐘。第二次研磨完成后，再加入去泡劑、密著劑及防沉劑，進(jìn)行第三次研磨，其研磨時間為60～120分鐘，研磨后的涂料粒子，其粒徑乃介于0.1μm～30μm之間，較佳的為1～9μm之間；研磨溫度并以控制在35±3℃為宜。第三次研磨后，乃進(jìn)行第二次攪拌的程序，其時，應(yīng)加入添加劑的硬化劑，并混合其余的稀釋劑，第二次攪拌的時間為30～40分鐘為宜。
(2)涂料的被覆本發(fā)明的被覆涂料獲得后，可利用噴濺法、靜電噴涂法、浸漬涂附法、滾筒涂附法等方式將被覆涂料被覆于套管基材上，涂料可被覆多次，每次被覆的涂層厚度為2～4μm，而所被覆的被覆組成物，較佳的厚度為1.5μm～20μm。涂料被覆時，噴涂環(huán)境系控制在溫度為25±3℃，濕度為65±5％RH，粉塵在10萬以下的狀況。
(3)被覆層的干燥本發(fā)明的套管上被覆涂料后，乃進(jìn)行干燥，其干燥程序可分為多數(shù)個階段，各個階段的干燥時間與干燥溫度乃如圖2所示，分別敘述如下A.第一階段(室溫～100℃的升溫段)此階段系為使所添加的揮發(fā)點(diǎn)、沸點(diǎn)低于100℃的酮類、醇類、酯類稀釋劑產(chǎn)生作用，致使被覆涂料粒子的內(nèi)聚力成為最大而可緊密附著于套管基材的表面上，并與套管基材結(jié)合，然而，由于溫度并不很高，被覆涂料仍可保持其適當(dāng)?shù)幕瑒有?，使在干燥的同時仍有適當(dāng)?shù)牧鲃有远贡桓餐繉痈鼮榫鶆颉?br>
B.第二階段(100℃恒溫段)使第一階段發(fā)生作用的稀釋劑完全揮發(fā)，如此，被覆涂料與套管基材的結(jié)合更緊密。
C.第三階段(100～150℃升溫段)此階段系為使所添加的揮發(fā)點(diǎn)、沸點(diǎn)低于150℃的醇類、芳香族類稀釋劑產(chǎn)生作用，致使被覆涂料粒子的內(nèi)聚力再增加而可更緊密附著于套管基材的表面上，并與套管基材更加結(jié)合，然而，由于溫度仍非很高，被覆涂料仍可保持其適當(dāng)?shù)幕瑒有裕乖诟稍锏耐瑫r仍有適當(dāng)?shù)牧鲃有远贡桓餐繉痈鼮榫鶆颉?br>
D.第四階段(150℃恒溫段)使第三階段發(fā)生作用的稀釋劑完全揮發(fā)，如此，被覆涂料的材質(zhì)更堅實。
E.第五階段(150～200℃的升溫段)此階段系為使所添加的揮發(fā)點(diǎn)、沸點(diǎn)低于200℃的酯類稀釋劑產(chǎn)生作用，同時添加劑也發(fā)生作用，除了先前已發(fā)生作用的分散劑、平滑劑與密著劑之外，更去除了被覆涂料的光澤以及氣泡。
F.第六階段(200℃的恒溫段)使第五階段的稀釋劑完全揮發(fā)，添加劑同時發(fā)生作用。
G.第七階段(200℃～室溫降溫段)所添加的稀釋劑已完全在第一至第六階段完全揮發(fā)，添加劑也發(fā)生作用，且涂層已獲得均勻分布與結(jié)合，故為避免造成被覆層因急速冷卻，而有龜裂或過度粗糙及結(jié)合不良等情況的發(fā)生。
經(jīng)過七個干燥階段的變化，即可如圖3所示，于套管基材1表面形成均勻的被覆層2。為了提升被覆涂料附著時的平滑，此被覆層2所具有的平滑劑為一種氟改質(zhì)丙烯酸酯共聚物的高分子流動劑，其具有優(yōu)良的相溶性及重涂性，可以防止涂層的凹穴、針孔、魚眼等缺陷的產(chǎn)生，且使涂料獲得最佳的流動性及平滑平整性，其與芳香脂族有相溶性，而且，涂料附著時有分階段性控制黏結(jié)時間的稀釋劑，其目的在使涂附后能使涂層于干燥的過程中，由稀釋劑本質(zhì)的特性不同及沸點(diǎn)、揮發(fā)點(diǎn)不同的關(guān)系，能使涂料及所添加的各種原料有一緩沖時間，作一反應(yīng)結(jié)合及達(dá)成均勻的涂附功能。至于，添加高導(dǎo)電度的納米碳管，可減以其它導(dǎo)電材料的添加量，而能有相同的導(dǎo)電度且由于減少其它導(dǎo)電材料的添加量，因而不會降低黏結(jié)樹脂的結(jié)合效果，使涂料與基材有良好的結(jié)合性。
需說明，被覆涂料中所混合的導(dǎo)電材料系固體粉末，其粒徑分布如圖4所示，為1μm～9μm為宜，其含量最高者為導(dǎo)電材料粉末粒徑為4μm、5μm與6μm。
最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種墨粉盒的磁性滾輪套管，其由一套管基材以及被覆于套管基材上的被覆層所構(gòu)成；其特征在于其中，被覆層的被覆組合物包括熱固性樹脂與熱塑性樹脂的黏結(jié)樹脂，人造或天然石墨、導(dǎo)電碳黑、金屬粉末與納米碳管的導(dǎo)電材料，分散劑、去光劑、密著劑、去泡劑的添加劑，以及酮類、酯類、醇類、芳香族類的稀釋劑者。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墨粉盒的磁性滾輪套管，其特征在于其中添加劑可加入防沉劑、硬化劑、穩(wěn)定劑、導(dǎo)電劑的一種或其中的數(shù)種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墨粉盒的磁性滾輪套管，其特征在于其中導(dǎo)電材料可為陶瓷系導(dǎo)電材料或高分子系導(dǎo)電性聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墨粉盒的磁性滾輪套管，其特征在于其中熱塑性樹脂可為不飽和聚脂、或丙稀酸樹脂、或醇酸樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墨粉盒的磁性滾輪套管，其特征在于其中熱固性樹脂可為胺基樹脂、或酚醛樹脂、或環(huán)氧樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墨粉盒的磁性滾輪套管，其特征在于其中添加劑的分散劑為聚胺酯化合物，去光劑為聚乙烯蠟漿，密著劑為不含聚硅氧烷樹脂型化合物，平滑劑為氟改質(zhì)丙烯酸酯共聚物，去泡劑為非硅酮高分子聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的墨粉盒的磁性滾輪套管，其特征在于其中防沉劑為聚乙烯蠟，硬化劑為酸性高分子，穩(wěn)定劑為界面活性劑化合物，導(dǎo)電劑為胺鹽化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墨粉盒的磁性滾輪套管，其特征在于其中酮類稀釋劑為丙酮或丁酮或兩者的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墨粉盒的磁性滾輪套管，其特征在于其中酯類稀釋劑為乙酸乙酯或乙酸乙基甘醇脂或兩者的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墨粉盒的磁性滾輪套管，其特征在于其中醇類稀釋劑為乙醇或正丁醇或異丙醇或異丁醇或兩者的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墨粉盒的磁性滾輪套管，其特征在于其中芳香族類稀釋劑為苯或二甲苯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種墨粉盒的磁性滾輪套管，其套管的圓柱形表面被覆一層涂料，此涂料包括一種或一種以上具有與套管基材高結(jié)合黏著效果的樹脂、一種或一種以上的導(dǎo)電材料、多種能使導(dǎo)電材與樹脂能均勻分散及提高二者間鍵結(jié)的添加劑、一種以上能使涂料附著時可分階段性控制黏結(jié)時間的添加劑與稀釋劑；由磁性滾輪套管表面被覆該獨(dú)特的涂料，能夠有效提高磁性滾輪套管的生命周期及打印的質(zhì)量。
文檔編號G03G15/08GK1710494SQ200410048258
公開日2005年12月21日 申請日期2004年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月16日
發(fā)明者李正隆, 王文義 申請人:晉裕工業(yè)股份有限公司