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CN111085417A - 一种负电性多层opc鼓的加工方法 - Google Patents

一种负电性多层opc鼓的加工方法 Download PDF

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CN111085417A CN201911315070.5A CN201911315070A CN111085417A CN 111085417 A CN111085417 A CN 111085417A CN 201911315070 A CN201911315070 A CN 201911315070A CN 111085417 A CN111085417 A CN 111085417A
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张培兴
葛美珍
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Abstract

本发明揭示了一种负电性多层OPC鼓的加工方法，包括如下步骤：S1、取分散剂、防沉剂以及钛白粉，加入酚醛树脂或丙烯酸树脂或尼龙树脂的一种或几种混合物的醇溶液中，制取得到电荷阻挡层材料溶液；S2、分别配制电荷产生层材料溶液以及电荷传输层材料溶液；S3、对素管进行预处理，随后在素管表面按序依次涂覆镀膜，使素管表面由内向外依次形成电荷阻挡层、电荷产生层以及电荷传输层；S4、对素管进行阶梯式烘烤，随后取出老化，得到OPC鼓成品。本发明对OPC鼓上所涂覆的电荷阻挡层材料进行了改性，提高了材料溶液的触变性能、使之在镀膜厚度较厚时具备良好的流挂性能，从而在电荷阻挡层厚度增加时保证了后续镀膜的均匀性。

Description

一种负电性多层OPC鼓的加工方法
技术领域
本发明涉及一种OPC鼓及其相应的加工方法，尤其涉及一种负电性多层OPC鼓的加工方法，属于有机光导体技术领域。
背景技术
有机光导体（Organic Photoconductor，OPC）是一种广泛应用于激光打印、数码复印等行业的重要材料，OPC鼓是将OPC材料涂覆在导电铝筒表面而形成一种光电转换器件，其特点是在黑暗处是绝缘体，能维持一定的静电荷,当一定波长的光照射后，变成导体，并通过铝基释放电荷，最终形成静电潜像。作为激光打印系统的心脏部件，OPC鼓的表面状态对激光打印系统的使用效果有着直接的影响，其直接决定着激光打印机或复印机能否正常工作运转、能否输出高质量无瑕疵的稿件。
在现有的OPC鼓加工过程中，基材素管因其金属特性，在拉拔及车床加工的过程中，其表面极易出现裂纹、针孔以及不规则的螺纹线。受其影响，在后续涂覆无底色光导体系列产品时，部分产品易出现击穿、出点以及衍射图纹，从而影响稿件的输出质量。
针对这一问题，目前业内的解决方案是增加OPC鼓表面电荷阻挡层（UCL）的厚度，并以此覆盖素管表面的切削纹路和素管表面拉拔产生的针孔和裂纹等。但是在实际的应用过程，技术人员发现，由于目前的电荷阻挡层材料的流挂性能较为一般，增加OPC鼓表面电荷阻挡层的厚度将会导致产品后续镀膜的均匀性不佳，从而对产品的使用效果产生影响。
综上所述，如何提供一种全新的OPC鼓的加工方法，以保证所加工的OPC鼓产品的良率，并大幅提升OPC鼓表面涂层的耐电压击穿性能，也就成为本领域内技术人员所亟待解决的问题。
发明内容
鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种负电性多层OPC鼓的加工方法，包括如下步骤：
S1、取分散剂、防沉剂以及钛白粉，分别加入酚醛树脂或丙烯酸树脂或尼龙树脂的一种或几种混合物的醇溶液中进行球磨分散，制取得到电荷阻挡层材料溶液；
S2、分别配制电荷产生层材料溶液以及电荷传输层材料溶液；
S3、对素管进行预处理，随后在素管表面按序依次涂覆电荷阻挡层材料溶液、电荷产生层材料溶液以及电荷传输层材料溶液，使素管表面由内向外按序依次形成电荷阻挡层、电荷产生层以及电荷传输层；
S4、将经过涂覆镀膜处理后的素管送入干燥设备内进行阶梯式烘烤，烘烤完成后取出老化，得到OPC鼓成品。
优选地，S1包括如下步骤：
取一定量的分散剂、防沉剂以及钛白粉，分别加入酚醛树脂或丙烯酸树脂或尼龙树脂的一种或几种混合物的醇溶液中球磨分散3~6小时，制取得到固体份含量为10%~20%的电荷阻挡层材料溶液；
在所述电荷阻挡层材料溶液中，分散剂含量占电荷阻挡层材料溶液的0.5%~2%，防沉剂含量占溶液中固体份的1%~10%。
优选地，所述分散剂为含碱性颜料亲和基团和羟基的嵌段共聚体分散剂或含碱性颜料亲和基和丙烯酸酯共聚物。
优选地，所述分散剂为HX-4011分散剂或KMT-3016分散剂。
优选地，所述防沉剂为亲极性高纯有机改性硅酸盐矿或Magnabrite防沉剂。
优选地，在S2中配制电荷产生层材料溶液，包括如下步骤：
将电荷发生材料和粘合树脂按照1：10～1：50的质量比混合，在常温条件下进行球磨分散，配制成电荷产生材料溶液；
其中，所述电荷发生材料为有机颜料，所述粘合树脂为酚醛树脂、缩醛树脂、丙烯酸树脂、氰酸树脂、醇酸树脂的一种或几种的混合物，分散溶剂为酯类酮类或醇类的一种或几种的混合物。
优选地，在S2中配制电荷传输层材料溶液，包括如下步骤：
将粘合剂树脂、电子产生材料、空穴传输材料的混合物，按照1：1～1：10的固体份比溶解配制成电荷传输材料溶液；
其中，溶剂为芳香烃类、酮类、卤代烃、石油醚类中的任意一种或几种的混合溶剂，所述粘合剂树脂为聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯腈树脂、酚醛树脂、共聚合芳烃类树脂的一种或几种的混合物。
优选地，S3包括如下步骤：
S31、对经过切削的基材素管进行酸碱洗、清除素管表面的油污及其他杂质，随后对素管进行烘干；
S32、在所述素管表面涂覆电荷阻挡层材料溶液、使所述素管表面形成电荷阻挡层，所述电荷阻挡层的厚度为1um ~10um；
S33、在所述电荷阻挡层表面涂覆电荷产生层材料溶液、使所述电荷阻挡层表面形成电荷产生层；
S34、在所述电荷产生层表面涂覆电荷传输层材料溶液、使所述电荷产生层表面形成电荷传输层。
优选地，S4包括如下步骤：
将经过涂覆镀膜处理后的素管送入隧道式净化烘箱内进行阶梯式烘烤，烘烤温度为120℃~135℃、烘烤时间为1h~3h，烘烤完成后取出，随后老化24h~48h，得到OPC鼓成品。与现有技术相比，本发明的优点主要体现在以下几个方面：
本发明所述的一种负电性多层OPC鼓的加工方法，对其上所涂覆的电荷阻挡层材料进行了改性，提高了电荷阻挡层材料溶液的触变性能、使之在镀膜厚度较厚时具备良好的流挂性能，从而在OPC鼓表面电荷阻挡层的厚度增加时有效地控制后续镀膜的均匀性。
由本发明的方法所制得的OPC鼓成品，其耐电压击穿性能得到了明显地提升，加工难度、加工成本显著降低。同时，因其上微小次品点所导致的产品报废率也大幅降低、产品良率显著提升。
此外，本发明的加工方法步骤明晰，操作流程规范性高，各加工企业可依其进行批量作业；还可以以本发明的方案为依据进行拓展延伸，将该方法进一步推广到其他类型的OPC鼓的加工过程中，具有十分广阔的应用前景。
以下便对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
具体实施方式
本发明提供了一种负电性多层OPC鼓的加工方法，包括如下步骤。
S1、取分散剂、防沉剂以及钛白粉，分别加入酚醛树脂或丙烯酸树脂或尼龙树脂的一种或几种混合物的醇溶液中进行球磨分散，制取得到电荷阻挡层材料溶液。
这一步骤的具体操作如下，取一定量的分散剂、防沉剂以及钛白粉，分别加入酚醛树脂或丙烯酸树脂或尼龙树脂的一种或几种混合物的醇溶液中球磨分散3~6小时，制取得到固体份含量为10%~20%的电荷阻挡层材料溶液。
在所述电荷阻挡层材料溶液中，分散剂含量占电荷阻挡层材料溶液的0.5%~2%，防沉剂含量占溶液中固体份的1%~10%。所述分散剂为含碱性颜料亲和基团和羟基的嵌段共聚体分散剂或含碱性颜料亲和基和丙烯酸酯共聚物。在本方案中，所述分散剂优选为含胺基和酯基的嵌段共聚物。所述防沉剂优选为亲极性高纯有机改性硅酸盐矿或Magnabrite防沉剂。
需要特别说明的是，经过上述方法配制出的电荷阻挡层材料溶液，其保存周期明显加长、更利于加工企业的日常应用。
S2、分别配制电荷产生层材料溶液以及电荷传输层材料溶液。
其中，对于电荷产生层材料溶液的配制，具体操作如下，
将电荷发生材料和粘合树脂按照1：10～1：50的质量比混合，在常温条件下进行球磨分散，配制成电荷产生材料溶液；
其中，所述电荷发生材料为有机颜料，所述粘合树脂为酚醛树脂、缩醛树脂、丙烯酸树脂、氰酸树脂、醇酸树脂的一种或几种的混合物，分散溶剂为酯类酮类或醇类的一种或几种的混合物。
对于电荷传输层材料溶液的配制，具体操作如下，
将粘合剂树脂、电子产生材料、空穴传输材料的混合物，按照1：1～1：10的固体份比溶解配制成电荷传输材料溶液；
其中，溶剂为芳香烃类、酮类、卤代烃、石油醚类中的任意一种或几种的混合溶剂，所述粘合剂树脂为聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯腈树脂、酚醛树脂、共聚合芳烃类树脂的一种或几种的混合物。
S3、对素管进行预处理，随后在素管表面按序依次涂覆电荷阻挡层材料溶液、电荷产生层材料溶液以及电荷传输层材料溶液，使素管表面由内向外按序依次形成电荷阻挡层、电荷产生层以及电荷传输层。这一步骤的具体操作包括：
S31、对经过切削的基材素管进行酸碱洗、清除素管表面的油污及其他杂质，随后在120℃~135℃的温度下对素管进行烘干；
S32、在所述素管表面涂覆电荷阻挡层材料溶液、使所述素管表面形成电荷阻挡层（UCL），需要特别说明的是，所述电荷阻挡层的厚度为1um ~10um；
S33、在所述电荷阻挡层表面涂覆电荷产生层材料溶液、使所述电荷阻挡层表面形成电荷产生层；
S34、在所述电荷产生层表面涂覆电荷传输层材料溶液、使所述电荷产生层表面形成电荷传输层。
S4、将经过涂覆镀膜处理后的素管送入干燥设备内进行阶梯式烘烤，烘烤完成后取出老化，得到OPC鼓成品。
这一步骤的具体操作如下，将经过涂覆镀膜处理后的素管送入隧道式净化烘箱内进行阶梯式烘烤，烘烤温度为120℃~135℃、烘烤时间为1h~3h，烘烤完成后取出，随后老化24h~48h，得到OPC鼓成品。
为了印证上述方法所加工出的OPC鼓成品使用效果优异，还可以采用相关设备和操作进行产品测试。具体为，采用HIOKI电阻测试仪测试OPC鼓成品表面涂层的耐击穿电压；装配驱动齿轮安装打印测试，并进行寿命、曝光、常温高湿、低温低湿等相关环境测试。
以下便结合两个具体实施实例对上述技术方案进行说明。
实施例一，将HX-4011分散剂、HX-9120防沉剂和钛白粉加入酚醛树脂的醇溶液中球磨分散5小时，制取得到固体份为15%的电荷阻挡层材料溶液，其中分散剂占溶液的1%，防沉剂占溶液固体份的4%。由上述操作制得的电荷阻挡层材料溶液的保存期达到40天、相对于常规溶液20天的保存期得到明显延长。
预处理后的素管分别涂覆镀膜形成电荷阻挡层、电荷产生层以及电荷传输层，其中，所述电荷阻挡层的厚度为8um。随后将素管送入隧道式净化烘箱，由程序控温进行阶梯式烘烤，烘烤时间2h，烘烤温度控制在125±5℃。烘烤完成后，将素管取出老化36h后进行测试。
测试结果为，涂层耐高压2400V，且在有针孔等次品点时不会出现击穿线等现象，相比常规OPC鼓产品耐高压1600V有明显改善。装配安装后打印测试稿件层次清晰，色泽均匀，黑度1.40，曝光、常温高湿、低温低湿等相关环境测试亦表现合格。
实施例二，将KMT-3016分散剂、Magnabrite防沉剂和钛白粉加入丙烯酸树脂的醇溶液中球磨分散5小时，制取得到固体份为15%的电荷阻挡层材料溶液，其中分散剂占溶液的1%，防沉剂占溶液固体份的5%。由上述操作制得的电荷阻挡层材料溶液的保存期达到45天、相对于常规溶液20天的保存期得到明显延长。
预处理后的素管分别涂覆镀膜形成电荷阻挡层、电荷产生层以及电荷传输层，其中，所述电荷阻挡层的厚度为10um。随后将素管送入隧道式净化烘箱，由程序控温进行阶梯式烘烤，烘烤时间3h，烘烤温度控制在125±5℃。烘烤完成后，将素管取出老化36h后进行测试。
测试结果为，涂层耐高压2800V，且在有针孔等次品点时不会出现击穿线等现象，相比常规OPC鼓产品耐高压1600V有明显改善。装配安装后打印测试稿件层次清晰，色泽均匀，黑度1.40，曝光、常温高湿、低温低湿等相关环境测试亦表现合格。
本发明所述的一种负电性多层OPC鼓的加工方法，对其上所涂覆的电荷阻挡层材料进行了改性，提高了电荷阻挡层材料溶液的触变性能、使之在镀膜厚度较厚时具备良好的流挂性能，从而在OPC鼓表面电荷阻挡层的厚度增加时有效地控制后续镀膜的均匀性。
由本发明的方法所制得的OPC鼓成品，其耐电压击穿性能得到了明显地提升，加工难度、加工成本显著降低。同时，因其上微小次品点所导致的产品报废率也大幅降低、产品良率显著提升。
此外，本发明的加工方法步骤明晰，操作流程规范性高，各加工企业可依其进行批量作业；还可以以本发明的方案为依据进行拓展延伸，将该方法进一步推广到其他类型的OPC鼓的加工过程中，具有十分广阔的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种负电性多层OPC鼓的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、取分散剂、防沉剂以及钛白粉，分别加入酚醛树脂或丙烯酸树脂或尼龙树脂的一种或几种混合物的醇溶液中进行球磨分散，制取得到电荷阻挡层材料溶液；
S2、分别配制电荷产生层材料溶液以及电荷传输层材料溶液；
S3、对素管进行预处理，随后在素管表面按序依次涂覆电荷阻挡层材料溶液、电荷产生层材料溶液以及电荷传输层材料溶液，使素管表面由内向外按序依次形成电荷阻挡层、电荷产生层以及电荷传输层；
S4、将经过涂覆镀膜处理后的素管送入干燥设备内进行阶梯式烘烤，烘烤完成后取出老化，得到OPC鼓成品。
2.根据权利要求1所述的一种负电性多层OPC鼓的加工方法，其特征在于，S1包括如下步骤：
取一定量的分散剂、防沉剂以及钛白粉，分别加入酚醛树脂或丙烯酸树脂或尼龙树脂的一种或几种混合物的醇溶液中球磨分散3~6小时，制取得到固体份含量为10%~20%的电荷阻挡层材料溶液；
在所述电荷阻挡层材料溶液中，分散剂含量占电荷阻挡层材料溶液的0.5%~2%，防沉剂含量占溶液中固体份的1%~10%。
3.根据权利要求1或2任一所述的一种负电性多层OPC鼓的加工方法，其特征在于：所述分散剂为含碱性颜料亲和基团和羟基的嵌段共聚体分散剂或含碱性颜料亲和基和丙烯酸酯共聚物。
4.根据权利要求1或2任一所述的一种负电性多层OPC鼓的加工方法，其特征在于：所述分散剂为HX-4011分散剂或KMT-3016分散剂。
5.根据权利要求1或2任一所述的一种负电性多层OPC鼓的加工方法，其特征在于：所述防沉剂为亲极性高纯有机改性硅酸盐矿或Magnabrite防沉剂。
6.根据权利要求1所述的一种负电性多层OPC鼓的加工方法，其特征在于，在S2中配制电荷产生层材料溶液，包括如下步骤：
将电荷发生材料和粘合树脂按照1：10～1：50的质量比混合，在常温条件下进行球磨分散，配制成电荷产生材料溶液；
其中，所述电荷发生材料为有机颜料，所述粘合树脂为酚醛树脂、缩醛树脂、丙烯酸树脂、氰酸树脂、醇酸树脂的一种或几种的混合物，分散溶剂为酯类酮类或醇类的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种负电性多层OPC鼓的加工方法，其特征在于，在S2中配制电荷传输层材料溶液，包括如下步骤：
将粘合剂树脂、电子产生材料、空穴传输材料的混合物，按照1：1～1：10的固体份比溶解配制成电荷传输材料溶液；
其中，溶剂为芳香烃类、酮类、卤代烃、石油醚类中的任意一种或几种的混合溶剂，所述粘合剂树脂为聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯腈树脂、酚醛树脂、共聚合芳烃类树脂的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种负电性多层OPC鼓的加工方法，其特征在于，S3包括如下步骤：
S31、对经过切削的基材素管进行酸碱洗、清除素管表面的油污及其他杂质，随后对素管进行烘干；
S32、在所述素管表面涂覆电荷阻挡层材料溶液、使所述素管表面形成电荷阻挡层，所述电荷阻挡层的厚度为1um ~10um；
S33、在所述电荷阻挡层表面涂覆电荷产生层材料溶液、使所述电荷阻挡层表面形成电荷产生层；
S34、在所述电荷产生层表面涂覆电荷传输层材料溶液、使所述电荷产生层表面形成电荷传输层。
9.根据权利要求1所述的一种负电性多层OPC鼓的加工方法，其特征在于，S4包括如下步骤：
将经过涂覆镀膜处理后的素管送入隧道式净化烘箱内进行阶梯式烘烤，烘烤温度为120℃~135℃、烘烤时间为1h~3h，烘烤完成后取出，随后老化24h~48h，得到OPC鼓成品。
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