專利名稱：激光打印機、復印機廢棄碳粉的回收再生方法
技術領域：
本發明涉及一種激光打印機、復印機廢棄碳粉的回收再生方法。
背景技術：
碳粉是激光打印機和復印機的顯影材料，顆粒大多在10微米以下，一般儲存在可 更換的粉盒內。除打印過程中產生少量廢粉外，粉盒在完成使用壽命后，還會有一些剩余碳 粉殘存在粉盒的儲粉容器內。特別是各打印機廠商發明了計數芯片后，剩余碳粉的殘存量 變得更大了，有些甚至接近50%。這就造成了巨大的浪費，并且給環境造成極大污染。為了 解決這一問題，目前已經有一些專利涉及到了這些廢棄碳粉的再生。專利號為01127963. X的專利《復印機廢棄墨粉處理工藝》披露了把廢棄碳粉通過 熱裂解制成燃油的方法，但是該工藝處理成本很高，沒有經濟效益。專利號為200410(^6639. 3的專利《被廢棄的激光打印機和復印機用粉末色調劑 的再生方法》提出了一種對廢棄碳粉的再生利用的方法。其工藝包括低溫干燥、摩擦干洗、 分選，之后把得到的廢棄碳粉作為原材料，按照正常的機械法生產碳粉的工藝進行處理，雖 然處理出來的碳粉打印品質得到提升，但是其工藝過于復雜，而且分選工藝會造成小顆粒 的廢棄碳粉無法回收利用，仍然會對環境造成一定的污染。另外，機械法生產碳粉本身也會 產生很多不可利用的小顆粒碳粉。申請號為200810(^6880. 4的專利《廢棄墨粉的分類方法及分類后的再生利用方 法》提出了一種對廢棄碳粉的分類方法和再生利用方法。其中分類方法將碳粉按照體積平 均粒徑的大小(共5級)、磁性或非磁性、熔融指數，以及是廢棄碳粉還是碳粉工廠產生的微 粉進行了分類。但是其分類過于復雜，并且其按照熔融指數區分該碳粉用于高速機還是低 速機的方法，并不完全準確。該專利還對分類后的碳粉給出了不同的處理方法，但是只對體 積平均粒徑在5微米以上的磁性廢棄碳粉給出了有效的再生方法，5微米以下的則只是加 以利用，而并非再生，大大降低了廢棄碳粉的利用價值。該專利的再生方法包含以下工藝 風選、篩選、干洗、充磁、整形、精細分級、表面處理。其處理工藝較為復雜，并且由于在處理 過程中將非磁性的碳粉分離出去了，所以非磁性碳粉沒有回收利用，而目前市場價格高昂 的彩色打印機或復印機碳粉，絕大多數是非磁性的，這使得該專利的經濟效益大大降低了。專利號為ZL20041001M90. 9的專利《電子照相成像設備用碳粉再生方法》給出了 一種經過篩分、精選、分級、添加、過篩、包裝等過程，對廢碳粉進行再生的方法。該方法主要 針對的是單色(即黑色)打印機廢粉進行回收，對于彩色碳粉則完全不適用。因為彩色打印 機的廢碳粉往往是不同顏色混合在一起了，跟正常彩色打印機洋紅、天藍、黃、黑四種顏色 相差都非常大。如果依照該專利將廢碳粉以25-85%的添加量與成品碳粉混合，得到的最終 產品將完全不能符合正常打印的要求。另外，該專利沒有涉及碳粉的干燥處理，而回收的碳 粉常常存在受潮的問題，如果不進行干燥處理就使用該專利所述的方法進行再生，往往無 法達到預期效果。還有，該專利也以分級的方法對小顆粒碳粉進行了剔除處理，仍然沒有做 到完全利用。再就是因為需要將廢碳粉與成品碳粉按比例混合，一旦做出來的產品不合格，不但沒有使廢碳粉得到利用，反而使得本來可以正常使用的碳粉變成了不能用的碳粉，經 濟上不合算。綜上所述，現有的碳粉回收技術存在工藝復雜、回收過程繁瑣、回收成本高、回收 效果差的技術缺陷。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種工藝簡易、回收成 本較低、回收效果好的激光打印機、復印機廢棄碳粉的回收再生方法。本發明所采用的技術方案是本發明包括以下步驟
回收集中步驟對激光打印機和/或激光復印機的廢棄碳粉進行回收、集中； 干燥步驟對回收的廢棄碳粉進行干燥，所述干燥步驟中采用加熱干燥方式和/或抽 真空干燥方式，采用加熱干燥方式時，加熱的溫度低于碳粉的玻璃化溫度；
表面改性處理步驟在高速混合機內對回收的廢棄碳粉進行表面改性處理，所述表面 改性處理步驟在高速混合機上完成，并加入表面改性添加劑，所述表面改性添加劑采用二 氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、硬脂酸的金屬鹽、氟類聚合物粉末、顏料、電荷控制劑、硅油中的 一種或幾種的組合；
篩分步驟對所述表面改性處理步驟中所生成的半成品碳粉進行篩分，去除混合所產 生的結塊，從而得到可正常使用的碳粉。按重量百分比，所述表面改性添加劑的添加量為0. 1 5. 0%。進一步，本發明還包括分選步驟，所述分選步驟在所述回收集中步驟之后，所述分 選步驟中采用振動篩去除回收碳粉中摻入的雜物。如果所回收的碳粉目視不存在過多雜 質，則可省略所述分選步驟。本發明還包括特性測試步驟，所述特性測試步驟在所述分選步驟之后，在所述特 性測試步驟中對所述回收集中步驟收集的碳粉的顆粒粒徑分布、熔融指數、軟化點、玻璃化 溫度、體積電阻率、帶電量特性、含水量、流動性進行測試，并根據測試結果綜合判斷碳粉可 適用的機器型號。如果所回收的碳粉所適用的機器型號明確，則可省略所述特性測試步驟。本發明的有益效果是本發明主要包括回收集中步驟、干燥步驟、表面改性處理步 驟、篩分步驟，在具體回收實施中，工藝較簡易，能夠快速實現對廢棄碳粉的回收，與現有技 術相比，本發明的工藝步驟得到有效簡化，并且回收針對性強，回收效果好，回收過程中無 需添加正常碳粉。經回收后得到的碳粉能達到與原裝碳粉同等的打印品質。
具體實施例方式本發明包括以下步驟
回收集中步驟對激光打印機和/或激光復印機的廢棄碳粉進行回收、集中；干燥步 驟對回收的廢棄碳粉進行干燥，回收的碳粉由于長期未加保護任意存放，通常存在受潮的 現象，嚴重影響碳粉的打印品質，所以必須加以干燥，所述干燥步驟中可以采用加熱干燥方 式或抽真空干燥方式，或者兩者兼有的干燥方式等，在采用加熱干燥方式時必須注意控制 加熱的溫度低于碳粉的玻璃化溫度，以避免碳粉結塊；表面改性處理步驟使用高速混合 機對回收的廢棄碳粉進行表面改性處理，所述表面改性處理步驟在高速混合機上完成，并加入表面改性添加劑，所述表面改性添加劑采用二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、硬脂酸的金 屬鹽、氟類聚合物粉末、顏料(如磁粉、炭黑等)、電荷控制劑、硅油中的一種或幾種的組合， 本步驟的主要作用在于提高回收碳粉的摩擦帶電量，以及環境適應能力，同時還具有提高 碳粉流動性、轉印率、可清潔性，以及對碳粉顆粒進行隔離避免團聚的效果，另外還可以屏 蔽回收碳粉中一些微小顆粒的雜質所產生的影響，磁性粉中加入磁粉還能提高碳粉的磁性 能，以及色密度等，以上表面改性添加劑在實際加入的時候應該根據被處理的回收碳粉的 需要進行選擇，可以使用一種，也可以使用兩種或以上進行組合。按重量百分比，所述表面 改性添加劑的添加量為0. 1 5. 0% ；篩分步驟對所述表面改性處理步驟中所生成的半成 品碳粉進行篩分，去除混合所產生的結塊，所述篩分步驟中可以使用120目或者更大目數 的超聲波振動篩進行篩分，也可以使用旋風篩、普通振動篩或其它篩分裝置進行過篩，篩分 步驟主要目的是去除高速混合過程中產生的結塊。本發明所涉及的廢棄碳粉是指激光打印機或復印機粉盒在使用壽命結束后，其儲 粉容器中所剩余的碳粉，廢粉是指激光打印機或復印機工作過程中，從粉盒的儲粉容器中 轉移到感光鼓上，但是并沒有進一步從感光鼓上轉印到打印介質(一般為紙)上，而是沾在 感光鼓上，并最終被緊貼感光鼓的清潔刮刀清潔下來進入廢粉儲存器的碳粉。由于廢粉通 常存在帶電量偏低、粒徑偏小、內部成分不均勻等缺陷，所以其含量越低打印品質越易控 制，回收過程中應盡量避免將廢粉混入剩余碳粉中。如果經目視發現回收碳粉的顏色與正 常碳粉存在明顯偏差，則說明其中的廢粉過多，將無法進行回收。剩余碳粉回收過程中，還有一個重要原則就是應該盡量按照打印機型號的不同對 其剩余碳粉進行分類回收。除非不同型號的碳粉在各項理化指標上都比較接近，并且其對 應的不同型號打印機在打印速度、定影溫度、顯影偏壓等指標上比較接近，才可以放到一起 進行回收。在實際回收過程中，根據需要，本發明還包括分選步驟，所述分選步驟在所述回收 集中步驟之后，所述分選步驟中采用振動篩去除回收碳粉中摻入的雜物，所述分選步驟中 可以使用100目或更大目數的超聲波振動篩進行，也可以使用旋風篩、普通振動篩等其它 分選裝置進行分選。主要目的是去除回收碳粉中有可能存在的紙屑、注塑件等體積較大的 雜物。如果能確保回收過程中不存在體積較大的雜物摻入，則所述分選步驟可以省略。針對不能明確型號的碳粉，在回收時，本發明還包括特性測試步驟，所述特性測試 步驟在所述分選步驟之后，在所述特性測試步驟中對所述分選步驟后的碳粉的顆粒粒徑分 布、熔融指數、軟化點、玻璃化溫度、帶電量特性、含水量、流動性進行測試，以明確碳粉所適 用的機器型號。其中，顆粒粒徑分布由電阻法顆粒計數器，或其它能測試顆粒大小并予以統 計的儀器進行測試。熔融指數使用熔融指數儀進行測試。軟化點使用專業的軟化點測試儀 器進行測試。玻璃化溫度使用DSC或其它專業儀器進行測試。帶電量使用帶法拉第筒的帶 電量測試儀進行測量。體積電阻率、含水量、流動性使用相關專業儀器進行測試。以上各測 試項目所用的儀器也可以是其它可替代的儀器。下面通過實例來進一步說明本發明，但本發明并不受實例限制。實施例一
將HP^OO剩余碳粉按照紅黃藍黑四種顏色進行分類回收，因為回收過程得到嚴 格控制，所以該剩余碳粉無需進行分選處理，經測試其含水量也符合要求，所以直接取紅色碳粉1公斤，按照重量百分比，所述表面改性添加劑的添加量為0. 12%，其中加入小粒徑的 二氧化硅8. 0g，加入大粒徑的二氧化硅4. 0g，在高速混合機內高低速交錯混合約6分鐘。然 后將所得碳粉使用200目振動篩進行篩分處理。處理前的碳粉色密度偏低，而且有嚴重的 漏粉現象，根本無法正常使用。處理后的各項打印指標都合格，下面是具體測試數據 加粉量 平均色密度 平均底灰 頁產量(5%覆蓋率) 79.4g1. 260. 0022422
實施例二
將只按照紅黃藍黑四色進行回收，但是不清楚各型號碳粉所占的比例的HP系列 回收碳粉進行前述各項理化參數的檢測，并與數據庫里已知可適用打印機型號的碳粉的理 化參數進行對比，確認其與Samsung CLP300碳粉的理化參數較為接近。取紅色樣品粉一共 公斤，先用200目超聲波振動篩進行前述分選步驟，然后進行真空干燥，再根據其各項理化 參數與樣品Samsung CLP300碳粉的差值，以及Samsung CLP300打印機本身的特點，以及該 回收碳粉進行實際打印時的打印品質，按照重量百分比，本實例中，所述表面改性添加劑的 添加量為0. 15%，其中加入小粒徑的二氧化硅5. 0g，加入大粒徑的二氧化硅10. 0g，在高速 混合機內高低速交錯混合約6分鐘。然后將所得碳粉使用200目振動篩進行篩分處理。處 理前的碳粉在Samsung CLP300打印機上打印色密度偏低，廢粉量偏大，而且有嚴重的不均 勻現象，根本無法正常使用。處理后的各項打印指標都合格，下面是具體測試數據 加粉量 平均色密度 平均底灰 頁產量(5%覆蓋率) 50. Og1. 190.0051457
實施例三
將實施例二所述紅色回收碳粉1公斤，先檢測各項理化參數，然后用200目超聲波 振動篩進行篩分。根據其各項理化參數，及其與HP4600原裝碳粉的差值，加入小粒徑的二 氧化硅10. 0g，加入大粒徑的二氧化硅8. 0g，在高速混合機內高低速交錯混合約6分鐘。然 后將所得碳粉使用200目振動篩進行篩分處理。處理前的碳粉在HP4600打印機上打印底 灰偏高，色密度偏低，而且有嚴重的飛粉現象，根本無法正常使用。處理后的各項打印指標 都合格，下面是具體測試數據
加粉量 平均色密度 平均底灰頁產量(5%覆蓋率)
178. 7g1. 220.0068219
本發明可廣泛應用于激光打印機、復印機廢棄碳粉的回收領域。
權利要求
1.一種激光打印機、復印機廢棄碳粉的回收再生方法，其特征在于包括以下步驟 回收集中步驟對激光打印機和/或激光復印機的廢棄碳粉進行回收、集中；干燥步驟 對回收的廢棄碳粉進行干燥，所述干燥步驟中采用加熱干燥方式和/或抽真空干燥方式， 采用加熱干燥方式時，加熱的溫度低于碳粉的玻璃化溫度；表面改性處理步驟在高速混 合機內對回收的廢棄碳粉進行表面改性處理，所述表面改性處理步驟在高速混合機上完 成，并加入表面改性添加劑，所述表面改性添加劑采用二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、硬脂酸 的金屬鹽、氟類聚合物粉末、顏料、電荷控制劑、硅油中的一種或幾種的組合；篩分步驟 對所述表面改性處理步驟中所生成的半成品碳粉進行篩分，去除混合所產生的結塊。
2.根據權利要求1所述的激光打印機、復印機廢棄碳粉的回收再生方法，其特征在于 按重量百分比，所述表面改性添加劑的添加量為0. 1 5. 0%。
3.根據權利要求1所述的激光打印機、復印機廢棄碳粉的回收再生方法，其特征在于 所述篩分步驟中采用超聲波振動篩或旋風篩或普通振動篩。
4.根據權利要求1或2或3所述的激光打印機、復印機廢棄碳粉的回收再生方法，其特 征在于它還包括分選步驟，所述分選步驟在所述回收集中步驟之后，所述分選步驟中采用 振動篩去除回收碳粉中摻入的雜物。
5.根據權利要求4所述的激光打印機、復印機廢棄碳粉的回收再生方法，其特征在于 它還包括特性測試步驟，所述特性測試步驟在所述分選步驟之后，在所述特性測試步驟中 對所述分選步驟后的碳粉的顆粒粒徑分布、熔融指數、軟化點、玻璃化溫度、帶電量特性、體 積電阻率、含水量、流動性進行測試，以明確碳粉所適用的機器型號。
全文摘要
本發明公開了一種激光打印機、復印機廢棄碳粉的回收再生方法，旨在提供一種工藝簡易、回收成本較低、回收效果好的激光打印機、復印機廢棄碳粉的回收再生方法。本發明包括以下步驟回收集中步驟，對激光打印機和/或激光復印機的廢棄碳粉進行回收、集中；干燥步驟，對回收的廢棄碳粉進行干燥；表面改性處理步驟，使用高速混合機對回收的廢棄碳粉進行表面改性處理；篩分步驟，對所述表面改性處理步驟中所生成的半成品碳粉進行篩分，去除混合所產生的結塊。本發明可廣泛應用于激光打印機、復印機廢棄碳粉的回收領域。
文檔編號G03G9/08GK102103353SQ201110029808
公開日2011年6月22日 申請日期2011年1月27日 優先權日2011年1月27日
發明者胡新建 申請人:珠海益泛數碼科技有限公司