一种用于激光蓝图机的墨粉及制造方法

摘要

本发明提供一种用于激光蓝图机的墨粉，由以下重量百分比的配比组成：聚酯树脂为60% 至80%，苯乙烯丙烯酸树脂为10% 至30%；酞菁蓝为1% 至10%，酞菁红为0.1% 至4%，脱模剂为2%至5%，电荷控制剂为1%至3%，聚酯树脂的玻璃转化温度Tg为40℃至55℃，软化温度T1/2为80℃至110℃；苯乙烯丙烯酸树脂的玻璃转化温度Tg为50℃至70℃，软化温度T1/2为120℃至140℃。本发明提供的墨粉的在定影过程中，性能优良，定影牢固、无重影，且定影温度较低，降低能源消耗。

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光蓝图机的打印材料，具体涉及通过聚酯树脂改性的激光蓝图机的墨粉以及制造方法。

背景技术

蓝图在机械、建筑等领域的研发设计工作中应用相当广泛，蓝图图纸在档案的存放过程中，具有保存时间长的优点，并且能够避免图纸遭到非法修改。

传统的蓝图制造工艺是是先用工程机打印黑色硫酸图，再用晒图机晒制蓝图。此方法不仅效率低，而且成本高，同时因在晒制蓝图时需使用氨水，会污染环境、危害操作工人健康。传统蓝图的制造工艺的出图环节多，容易造成人力、物力资源浪费，同时易造成数据丢失。另外，晒图纸与耗材保质期较短，很容易产生直接报废致使成本增加。传统晒图机需要大功率排风设施，排风机、管道不易安装，占用办公空间大，且需要独立空间操作。

此外，传统的蓝图制造工艺还存在以下的问题，占用人员多：传统晒图机一般需要2至3名操作人员进行操作，造成人员与时间浪费；环保性能差：传统晒图机再好的排风设施也杜绝不了氨气泄漏，对办公环境影响极大；耗能比较高：一般中高端机型耗电功率均在4000瓦以上，并且中高端机器还需三相电源；长图输出：中高端的晒图机在长图输出时一般不能多张输出；使用周期短：由于各晒图机厂商更新产品较快，到后期配件短缺，导致资源浪费。

基于此，人们开始使用激光蓝图工程机进行蓝图的制作的技术方案，相对于传统的蓝图制作工艺，激光蓝图工程在蓝图的制造过程中克服了传统晒图机存在的诸多缺陷，市场前景十分广阔。

根据实践经验，影响激光蓝图工程机的一个重要因素取决于墨粉材料的性能，现有技术中，应用于激光蓝图机的墨粉的性能仍然具有较大的提升空间。申请号为CN 201410187679.X的中国发明专利申请公开了一种激光蓝图工程机墨粉及其制备方法。该墨粉主要是采用蓝色有机颜料、苯乙烯丙烯酸树脂、聚丙烯蜡、电荷调节剂、二甲基二氯硅烷和六甲基二硅氮烷等原料经混合，再经过挤制成片状、粉碎成碎片、粉碎成碎粉、粉碎成粉末和过筛等步骤而制成。现有的墨粉主要缺点在于所用树脂的玻璃转化温度在70℃至75℃之间，软化温度在T1/2在130℃至135℃之间。显然，墨粉的软化温度过高：一方面，较高的软化温度必将消耗大量能源，在我国日益突出的环境问题的背景下，十分有必要降低工业生产中所消耗的能源；另一方面，墨粉在纸张上的定影过程的一个重要参数为定影温度，而定影温度与墨粉的玻璃转化温度以及软化温度密切相关，玻璃转化温度在70℃至75℃之间，软化温度在T1/2在130℃至135℃之间的墨粉会出现定影不牢固、重影等问题，并且墨粉还在一定程度上损坏打印机。

有鉴于此，现有技术中用于激光蓝图工程机的墨粉的性能需要进一步优化，以寻找更加合乎工业生产的墨粉的组份和配比。此外，现有技术中，在墨粉的制造过程中，制造方法也有待于进一步优化，以使本领域技术人员能够更加容易地制造出用于激光蓝图工程机的墨粉，提升成品的稳定性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种用于激光蓝图工程机的墨粉。本发明的另一目的是提供一种用于激光蓝图工程机的墨粉的制造方法。

一种用于激光蓝图机的墨粉，由以下重量百分比的配比组成：聚酯树脂为60% 至80%，苯乙烯丙烯酸树脂为10% 至30%；酞菁蓝为1% 至10%，酞菁红为0.1% 至4%，脱模剂为2%至5%，电荷控制剂为1%至3%，聚酯树脂的玻璃转化温度Tg为40℃至55℃，软化温度T1/2为80℃至110℃；苯乙烯丙烯酸树脂的玻璃转化温度Tg为50℃至70℃，软化温度T1/2为120℃至140℃。

采取上述方案，本发明提供的墨粉的玻璃转化温度Tg为45℃至70℃，软化温度T1/2为85℃至120℃，这种温度的墨粉在定影过程中，性能优良，定影牢固、无重影。定影温度较低，降低能源消耗，组份之间配比合理。另外，对于激光蓝图工程机而言，蓝图显色具有特殊性，因此，墨粉中酞菁蓝和酞菁红的加入量和两者之间的比例关系尤为重要，本发明的酞菁蓝重量百分比控制在1%至10%的范围内，而酞菁红的重量百分比控制在0.1%至4%的范围内，这样可以得到显色合理的墨粉。

一个优选的方案是，酞菁蓝与酞菁红的重量百分比的比例在9比1至6比4的范围内。

采取上述方案，能够进一步优化墨粉在制作蓝图后的颜色显示效果。

一个优选的方案是，聚酯树脂的玻璃转化温度Tg为45℃至50℃，软化温度T1/2为90℃至100℃；苯乙烯丙烯酸树脂的玻璃转化温度Tg为55℃至60℃，软化温度T1/2为125℃至130℃。

采取上述方案，墨粉的定影温度得到进一步优化，墨粉性能得到进一步提升，定影效果十分牢固，无重影现象。

一个优选的方案是，聚酯树脂选用线性聚酯树脂或低交联度的聚酯树脂，聚酯树脂为二元羧酸与二元醇或二元酚反应得到的聚酯，其中的二元羧酸为邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸或琥珀酸，的二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、已二醇或环己二醇，二元酚为对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚或二萘酚。

苯乙烯丙烯酸树脂包括至少一种下列物质：苯乙烯丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯甲酯丙烯酸丁酯共聚物。

一个优选的方案是，脱模剂包括至少一种下列物质：聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、棕榈蜡、微晶蜡、米蜡或脂肪酸蜡。

一个优选的方案是，电荷控制剂包括至少一种下列物质;季铵盐化合物、苯胺黑化合物、由铝、铁或铬络合物构成的染料、三苯甲烷颜料、含有氨基的聚合物化合物、含氟聚合物化合物。

一种用于激光蓝图机的墨粉的制造方法，包括以下步骤：将聚酯树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、酞菁蓝、酞菁红、脱模剂以及电荷控制剂放入高速混合机中混合得到第一混合物；第一混合物通过双螺杆挤出机进行熔融混炼挤出为第二混合物，熔融混炼的熔体温度控制在100℃至150℃，且双螺杆挤出机进行熔融混炼挤出的过程需要重复至少一次；第二混合物在快速冷却后，通过破碎而得到粒径为0.1毫米至1毫米的第三混合物；第三混合物通过气流粉碎机进一步粉碎后得到平均粒径D50低于15微米的基础颗粒，基础颗粒中粒径大于5微米的颗粒的百分比数量在75%以上；基础颗粒、第一疏水性气相二氧化硅、第二疏水性气相二氧化硅放入到高速混合机中进行混合得到第四混合物，其中第一疏水性气相二氧化硅的平均粒径D50为14纳米，第一疏水性气相二氧化硅的加入的重量为基础颗粒重量的0.3%至0.5%，第二疏水性气相二氧化硅的平均粒径D50为7纳米，第二疏水性气相二氧化硅的加入量为基础颗粒重量的0.6%至1.0%；第四混合物在筛分机上进行筛分得到用于激光蓝图机的墨粉；用于激光蓝图机的墨粉的各组分的重量百分比的配比为：聚酯树脂为60%至80%，苯乙烯丙烯酸树脂为10%至30%，酞菁蓝为1%至10%，酞菁红为0.1%至4%，脱模剂为2%至5%，电荷控制剂为1%至3%，聚酯树脂的玻璃转化温度Tg为40℃至55℃，软化温度T1/2为80℃至110℃；苯乙烯丙烯酸树脂的玻璃转化温度Tg为50℃至70℃，软化温度T1/2为120℃至140℃；用于激光蓝图机的墨粉的玻璃转化温度Tg为45℃至70℃，软化温度T1/2为85℃至120℃。

采取上述方案，本发明提供的制造方法过程详细、操作简便。在第二混合物的制造过程中，因聚酯树脂和苯乙烯丙烯酸树脂是两种不同类型的树脂，两者搭配使用时，在熔融混炼时较难混炼均匀，因此本发明的技术方案采用至少两次得混炼方法而提高混炼的均匀性。基础颗粒的平均粒径D50低于15微米，且基础颗粒中粒径大于5微米的颗粒的百分比数量在80%以上。虽然，现有技术中已经记载了二氧化硅作为墨粉添加剂的技术方案，但是本发明引入了气相二氧化硅，并且气相二氧化硅优选为两种类型的粒径大小，分别是第一疏水性气相二氧化硅和第二疏水性气相二氧化硅，并且经过反复实验后寻找到以下优化的技术方案，即第一疏水性气相二氧化硅的平均粒径D50为14纳米，第一疏水性气相二氧化硅的加入的重量为基础颗粒重量的0.3%至0.5%，第二疏水性气相二氧化硅的平均粒径D50为7纳米，第二疏水性气相二氧化硅的加入量为基础颗粒重量的0.6%至1.0%。

一个优选的方案是，高速混合机采用亨舍尔高速混合机，在快速冷却过程中，使用鼓风机进行冷却，在快速冷却后进行的破碎过程采用锤式粗碎机进行。

一个优选的方案是，在得到第一混合物的过程中，混合时间为5分钟左右，且转速为950rpm；基础颗粒、第一疏水性气相二氧化硅、第二疏水性气相二氧化硅混合得到第四混合物的过程中，转速为1900rpm。

一个优选的方案是，基础颗粒的粒径D50在8微米至10微米；第一疏水性气相二氧化硅的加入量为基础颗粒重量的0.4%；第二疏水性气相二氧化硅的加入量为基础颗粒重量的0.8%。

采取上方方案，经过实验后，基础颗粒的粒径进一步优化为粒径D50在8微米至10微米，而第一疏水性气相二氧化硅和第二疏水性气相二氧化硅的加入量也得到了进一步的优化。

附图说明

图1是本发明的实施例用于激光蓝图机的墨粉的制造方法的流程图。

具体实施方式

本发明的聚酯树脂选用线性聚酯树脂或低交联度的聚酯树脂，聚酯树脂为二元羧酸与二元醇或二元酚反应得到的聚酯，其中的二元羧酸为邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸或琥珀酸，二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、已二醇或环己二醇，二元酚为对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚或二萘酚。

苯乙烯丙烯酸树脂包括至少一种下列物质：苯乙烯丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯甲酯丙烯酸丁酯共聚物。

脱模剂包括至少一种下列物质：聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、棕榈蜡、微晶蜡、米蜡或脂肪酸蜡。

电荷控制剂包括至少一种下列物质：季铵盐化合物、苯胺黑化合物、由铝、铁或铬络合物构成的染料、三苯甲烷颜料、含有氨基的聚合物化合物、含氟聚合物化合物。

第一实施例

如图1所示，制作本实施例的墨粉时，首先执行步骤S1，将100质量份的邻苯二甲酸乙二醇酯共聚物、30质量份的苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物、6质量份的酞菁蓝、4质量份的酞菁红、4质量份的聚丙烯蜡以及2质量份的电荷控制剂，一共6种物料放入到亨舍尔高速混合机中混合得到第一混合物，高速混合机的转速为950rpm，时间是5分钟。

然后执行步骤S2，第一混合物通过双螺杆挤出机进行熔融混炼挤出为第二混合物，熔融混炼的熔体温度控制在100℃，步骤S2重复一次。

然后执行步骤S3,第二混合物在经过鼓风机快速冷却后，通过锤式粗碎机破碎而得到粒径为0.1毫米至1毫米的第三混合物。

下一步执行步骤S4,第三混合物通过气流粉碎机进一步粉碎后得到平均粒径D50为10微米的基础颗粒，基础颗粒中粒径大于5微米的颗粒的百分比数量是80%。

最后执行步骤S5,基础颗粒、第一疏水性气相二氧化硅、第二疏水性气相二氧化硅放入到亨舍尔高速混合机中进行混合得到第四混合物，转速为1900rpm，混合时间8分钟，其中第一疏水性气相二氧化硅的平均粒径D50为14纳米，第一疏水性气相二氧化硅的加入的重量为基础颗粒重量的0.4%，第二疏水性气相二氧化硅的平均粒径D50为7纳米，第二疏水性气相二氧化硅的加入量为基础颗粒重量的0.8%。第四混合物在200目的超声振动筛分机上进行筛分得到用于激光蓝图机的墨粉。

本实施例中,邻苯二甲酸乙二醇酯共聚物的Tg为40℃，软化温度T1/2为80℃,苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物的玻璃转化温为Tg为50℃，软化温度T1/2为120℃,墨粉的玻璃转化温度Tg为45℃，软化温度T1/2为85℃。

第二实施例

制作本实施例的墨粉时，首先将100质量份的聚酯树脂、25质量份的苯乙烯丙烯酸树脂、9质量份的酞菁蓝、1质量份的酞菁红、4质量份的聚丙烯蜡以及2质量份的电荷控制剂，放入到亨舍尔高速混合机中混合得到第一混合物，转速为950rpm，时间5分钟。

然后，第一混合物通过双螺杆挤出机进行熔融混炼挤出为第二混合物，且双螺杆挤出机进行熔融混炼挤出过程需要重复一次，熔融混炼的熔体温度控制在150℃。第二混合物在经过鼓风机快速冷却后，通过锤式粗碎机破碎而得到粒径为0.1毫米至1毫米的第三混合物。

第三混合物通过气流粉碎机进一步粉碎后得到平均粒径D50为10微米的基础颗粒，基础颗粒中粒径大于5微米的颗粒的百分比数量是75%。基础颗粒、第一疏水性气相二氧化硅、第二疏水性气相二氧化硅放入到亨舍尔高速混合机中进行混合得到第四混合物，转速为1900rpm，混合时间8分钟，其中第一疏水性气相二氧化硅的平均粒径D50为14纳米，第一疏水性气相二氧化硅的加入的重量为基础颗粒重量的0.4%，第二疏水性气相二氧化硅的平均粒径D50为7纳米，第二疏水性气相二氧化硅的加入量为基础颗粒重量的0.8%。第四混合物在200目的超声振动筛分机上进行筛分得到用于激光蓝图机的墨粉。

本实施例中，邻聚酯树脂的Tg为55℃，软化温度T1/2为110℃。苯乙烯丙烯酸酯共聚物的玻璃转化温为Tg为70℃，软化温度T1/2为140℃。墨粉的玻璃转化温度Tg为65℃，软化温度T1/2为120℃。

第三实施例

制作本实施例的墨粉时，将100质量份的聚酯树脂、14质量份的苯乙烯丙烯酸树脂、4质量份的酞菁蓝、0.5质量份的酞菁红、4质量份的聚丙烯蜡以及2质量份的电荷控制剂，放入到亨舍尔高速混合机中混合得到第一混合物，转速为950rpm，时间为5分钟。

第一混合物通过双螺杆挤出机进行熔融混炼挤出为第二混合物，且双螺杆挤出机进行熔融混炼挤出过程需要重复一次，熔融混炼的熔体温度控制在110℃。第二混合物在经过鼓风机快速冷却后，通过锤式粗碎机破碎而得到粒径为0.1毫米至1毫米的第三混合物。

第三混合物通过气流粉碎机进一步粉碎后得到平均粒径D50为8微米的基础颗粒，基础颗粒中粒径大于5微米的颗粒的百分比数量是80%。基础颗粒、第一疏水性气相二氧化硅、第二疏水性气相二氧化硅放入到亨舍尔高速混合机中进行混合得到第四混合物，转速为1900rpm，混合时间为8分钟，其中第一疏水性气相二氧化硅的平均粒径D50为14纳米，第一疏水性气相二氧化硅的加入的重量为基础颗粒重量的0.4%，第二疏水性气相二氧化硅的平均粒径D50为7纳米，第二疏水性气相二氧化硅的加入量为基础颗粒重量的0.8%。第四混合物在200目的超声振动筛分机上进行筛分得到用于激光蓝图机的墨粉。

本实施例中，聚酯树脂的Tg为45℃，软化温度T1/2为90℃。苯乙烯丙烯酸树脂的玻璃转化温为Tg为60℃，软化温度T1/2为130℃。墨粉的玻璃转化温度Tg为51℃，软化温度T1/2为97℃。

第四实施例

制作本实施例的墨粉时，将100质量份的对苯二甲酸丁二醇酯共聚物、17质量份的苯乙烯丙烯酸甲酯共聚物、3质量份的酞菁蓝、0.5质量份的酞菁红、4质量份的聚丙烯蜡以及2质量份的电荷控制剂，放入到亨舍尔高速混合机中混合得到第一混合物，转速为700rpm，时间为10分钟。

第一混合物通过双螺杆挤出机进行熔融混炼挤出为第二混合物，且双螺杆挤出机进行熔融混炼挤出过程需要重复一次，熔融混炼的熔体温度控制在105℃。第二混合物在经过鼓风机快速冷却后，通过锤式粗碎机破碎而得到粒径为0.1毫米至1毫米的第三混合物。

第三混合物通过气流粉碎机进一步粉碎后得到平均粒径D50为8微米的基础颗粒，基础颗粒中粒径大于5微米的颗粒的百分比数量是85%。基础颗粒、第一疏水性气相二氧化硅、第二疏水性气相二氧化硅放入到亨舍尔高速混合机中进行混合得到第四混合物，转速为2000rpm，混合时间6分钟，其中第一疏水性气相二氧化硅的平均粒径D50为14纳米，第一疏水性气相二氧化硅的加入的重量为基础颗粒重量的0.3%，第二疏水性气相二氧化硅的平均粒径D50为7纳米，第二疏水性气相二氧化硅的加入量为基础颗粒重量的0.6%。第四混合物在200目的超声振动筛分机上进行筛分得到用于激光蓝图机的墨粉。

本实施例中，对苯二甲酸丁二醇酯共聚物的Tg为47℃，软化温度T1/2为97℃,苯乙烯丙烯酸甲酯共聚物的玻璃转化温为Tg为60℃，软化温度T1/2为130℃,墨粉的玻璃转化温度Tg为51℃，软化温度T1/2为100℃。