[发明专利]静电图像显影剂用载体及双组份显影剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于静电图像显影用载体和静电图像显影用双组份显影剂。

背景技术

随着显影设备高速化和全彩化的发展，双组份显影设备得到了长足发展，其中载体作为双组份显影剂的重要组成部分，主要承担了运输碳粉和使得碳粉摩擦起电的功能，其性能对显影性能的好坏起着关键性的作用。载体是由铁氧体形成的载体芯材和包覆于其表面的树脂包覆层所组成，为了获得合适的电特性，在包覆层中往往添加了一些功能性粒子，以调整载体的电阻和带电性能。作为调整电阻的功能性粒子，以添加炭黑居多，但是由于炭黑本身具有黑色颜料的性质，在彩色显影设备显影的过程中因载体长期摩擦使得包覆层剥落，同时炭黑也会一起脱落，从而随着碳粉一起转印至纸张上，会造成混色尤其是黄色部分被污染的缺陷。而且由于炭黑的添加量一般在5%以上，很多情况下会添加至10%以上，使用如此大量的炭黑会使得彩色图像被污染的现象进一步加剧。减少炭黑的用量或者不使用炭黑，可以有效解决图像色彩的污染问题，但是这种情况会导致载体的电阻增加，当显影剂中使用这种高电阻的载体输出大面积图像时容易出现严重的边缘效应，即图像中心密度浅而图像边缘密度深的现象。

为了解决炭黑可能污染彩色图像的问题，有些厂家选择以没有颜色或颜色较浅的金属氧化物，如氧化钛，氧化铝，氧化锡等，替代炭黑作为电阻调整颗粒，但是由于其导电性能与炭黑存在一定差异，往往需要添加较大的量才可达到所需的性能，这样一方面会影响树脂的均一性，从而容易导致长时间使用时树脂更易从载体芯材表面脱落，而影响载体的耐久性；另一方面由于其硬度较高，分散于包覆层树脂表面的部分可能直接和碳粉接触，从而容易损坏碳粉，导致显影图像的劣化。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种具有高导电性能及增强性能、碳纳米管的添加量少、耐久性好的静电图像显影剂用载体。

本发明还提供一种包含有上述载体和调色剂的静电图像显影用的双组份显影剂。

一种静电图像显影剂用载体，包括载体芯材和涂覆于该载体芯材上的树脂包覆层，所述树脂包覆层包含有碳纳米管颗粒。

所述树脂包覆层中碳纳米管颗粒的含量为0.5-4wt%。

所述碳纳米管颗粒为单壁管或多壁管。

所述单壁管的碳纳米管为管径为1-5nm。

所述多壁管的碳纳米管为内径为1.5-15nm，外径为2.5-30nm。

所述载体芯材上的树脂包覆层的膜厚为0.3μm-3μm。

所述树脂包覆层中含有丙烯酸系树脂、氟类树脂、硅树脂中的至少一种。

所述载体的体积电阻率为10⁹-10¹⁵Ω　cm，体积平均粒径D50为20μm-60μm。

一种双组份显影剂，含有上述静电图像显影剂用载体和调色剂，从而使得该显影剂具有优异的显影性能和良好的耐久性。

发明人现有具有导电性能的材料进行深入研究，发现了一种从未在碳粉领域使用的导电材料——碳纳米管，碳纳米管上碳原子的p电子形成大范围的离域π键，由于共轭效应显著，其结构与石墨的片层结构类似，具有很好的电学性能，除了具有优异的导电性能，碳纳米管还有非凡的力学性质。理论计算表明，碳纳米管应具有极高的强度和极大的韧性。由于碳纳米管中碳原子间距短、单层碳纳米管的管径小，使得结构中的缺陷不易存在，因此单层碳纳米管的杨氏模量据估计可高达5太帕，其强度约为钢的100倍，而密度却只有钢的1/6。并且碳纳米管具有独特的增强作用，添加了碳纳米管的复合材料，其强度将得到大幅度提高。由于具有增强性能的功能性材料，树脂包覆层中往往只需添加很少量的碳纳米管即可达到理想的导电性能，并且由于其特殊的增强性能，如果能添加入载体的包覆层，一方面可以在使用很少量碳纳米管的情况下即可达到所需的导电性能，同时又可借助其增强性能提高载体的耐久性。虽然从成本的角度来考虑，炭黑比起碳纳米管具有价格优势，但是由于只需添加很少量的碳纳米管即可达到所需效果，从这个角度来看，选择碳纳米管替代常用的炭黑并不会额外增加成本，甚至可能比炭黑更具优势，而且由于其较低的添加量也大大降低了树脂包覆层剥落时对彩色图像的污染程度，并且由于其增强性能，使得树脂包覆层本身难以剥落，从而也减轻了污染。

经发明人研究发现：树脂包覆层中含碳纳米管的载体，其中碳纳米管的管径范围为：单壁碳纳米管为1-5nm，多壁碳纳米管内径为1.5-15nm，外径为2.5-30nm。在此范围内，可使得载体获得最佳的电性能和合适的耐久性。