專利名稱：導(dǎo)電橡膠輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)電橡膠輥如帶電輥、顯影輥或轉(zhuǎn)印輥，該導(dǎo)電橡膠輥適用于成像裝置例如以復(fù)印裝置、打印機(jī)或傳真裝置為代表的電子照相裝置或者靜電記錄裝置。
背景技術(shù)：
電子照相法的成像裝置如復(fù)印裝置或打印機(jī)，已使用將調(diào)色劑沉積到靜電潛像上并將該調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)如轉(zhuǎn)印紙上，由此獲得印刷物的方法。更具體地，將感光部件在其表面上均勻帶電，然后暴露于借助光學(xué)系統(tǒng)投射的圖像下使暴露部分中的靜電荷消散，由此形成潛像。隨后，沉積調(diào)色劑以形成調(diào)色劑圖像(顯影)，接著將該調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄介質(zhì)如轉(zhuǎn)印紙上，由此形成印刷物。
為使感光部件表面均勻帶電，已知一種接觸帶電法將對其施加電壓(例如1至2kV)的帶電部件借助預(yù)定的壓力與該感光部件接觸，由此使該感光部件帶電至預(yù)定電勢。與其它接觸帶電方法如刷子帶電法或葉片帶電法相比，在該方法中，普遍使用帶電輥，因?yàn)樗軌蛉菀讓?shí)現(xiàn)與感光部件均勻接觸，這是在接觸帶電法中實(shí)現(xiàn)均勻帶電的關(guān)鍵因素并且可借助兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓柱形部件來實(shí)現(xiàn)。
為在與感光部件接觸中達(dá)到均勻且滿意的可帶電性能，在帶電輥與感光部件之間的接觸中，要求這種帶電輥具有大且均勻的接觸區(qū)域(輥隙寬度)。為此目的，還要求該帶電輥具有合適的硬度(低硬度)。此外，由于帶電輥在接觸中變形，因此要求其具有抗擠壓力的足夠恢復(fù)性能。另一方面，為將所需的偏壓施于帶電輥上，要求該帶電輥具有低體積電阻率并且必須加以調(diào)節(jié)以具有所需的電流值。此外，在帶電輥電不均勻的情況下，反映此電不均勻性的感光部件上的帶電密度變得不均勻。因此，要求帶電輥具有預(yù)定的電阻率并且是電均勻的。這樣對于與感光部件直接接觸的帶電輥，就要求各種物理性能。
此外，在用作帶電輥的橡膠輥中，其體積電阻率必須在1×105至1×1010Ω·cm的預(yù)定半導(dǎo)體范圍內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)該所需導(dǎo)電性，已通過加入并分散導(dǎo)電填料如炭黑的方法，或者選擇本身具有導(dǎo)電性的橡膠的方法生產(chǎn)帶電輥。在加入并分散導(dǎo)電填料的方法中，電特性甚至受填料量的微小波動或者填料的分散狀態(tài)和取向影響。因此，在捏合的批料與批料之間，甚至在同一批料的輥與輥之間趨于產(chǎn)生該性能波動。此外，在該方法中獲得的輥顯示對施加的電壓的明顯依賴性，并且難以獲得穩(wěn)定的體積電阻率。另一方面，在使用導(dǎo)電橡膠材料的方法中，這種波動幾乎遇不到并且所需的導(dǎo)電性可容易調(diào)節(jié)并以穩(wěn)定方式獲得。為此，隨著產(chǎn)品要求更高的性能，最近使用導(dǎo)電橡膠的輥增加。
這種導(dǎo)電橡膠一般可為丙烯腈-丁二烯橡膠、基于表氯醇的橡膠或者丙烯酸類橡膠。其中，已知基于表氯醇的橡膠是一種低電阻聚合物。
作為基于表氯醇的橡膠，已知表氯醇均聚物。還已知表氯醇-環(huán)氧乙烷共聚物、表氯醇-烯丙基縮水甘油醚共聚物和表氯醇-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚共聚物。這種基于表氯醇的橡膠具有這樣一種性能可通過改變構(gòu)成該橡膠的環(huán)氧乙烷的共聚比例控制電阻，并且已經(jīng)知道體積電阻率隨著共聚比例變高而變低。
然而，例如用于制備低體積電阻率的導(dǎo)電橡膠輥的具有高環(huán)氧乙烷共聚比例的表氯醇基橡膠很難以穩(wěn)定方式提供所需性能的導(dǎo)電橡膠輥。這是因?yàn)樵谀承┣闆r下，這種表氯醇基橡膠當(dāng)用于制備輥時(shí)，對于不同批次的輥性能產(chǎn)生明顯波動，同時(shí)不能實(shí)現(xiàn)輥體積電阻率的足夠降低，還導(dǎo)致在硫化之后不穩(wěn)定的輥橡膠硬度并且會導(dǎo)致異常低電流值的輥。在低電流值下，輥難以達(dá)到所需的充電性能，并且當(dāng)引入電子照相成像裝置時(shí)，不能穩(wěn)定地提供滿意的圖像。同樣在高硬度下，當(dāng)與感光部件接觸時(shí)不能確保足夠的輥隙寬度，并且甚至?xí)谄渖显斐善茐?。這些在展現(xiàn)導(dǎo)電橡膠輥所需的性能中是致命的缺陷。
為解決這些缺陷，日本專利申請?zhí)亻_No.2000-063656公開了一種用作低電阻導(dǎo)電橡膠輥的半導(dǎo)體材料的包括醚類共聚物的可硫化材料，其已硫化的物質(zhì)在23℃和50％RH下顯示體積電阻率1×105至2×107Ω·cm和環(huán)境依賴性2.5或更低。
然而，用該材料制備的導(dǎo)電橡膠輥，盡管的確顯示導(dǎo)電性在上述電阻值范圍內(nèi)，但是在不同批次的材料之間呈現(xiàn)導(dǎo)電性的明顯波動，并且作為用于成像裝置的導(dǎo)電橡膠輥的實(shí)用性差。
此外，為獲得合適硬度的導(dǎo)電橡膠輥，經(jīng)常將增塑劑加入表氯醇基橡膠中。然而，當(dāng)增塑劑為在表氯醇基橡膠中慣用的一種時(shí)，在與感光部件長時(shí)間接觸時(shí)它會從導(dǎo)電輥中滲出，造成其局部劣化(污染感光部件)，由此不利地影響圖像再現(xiàn)。因此對可用增塑劑的種類和其摻混量進(jìn)行了限制。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述困難作出了本發(fā)明，因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供導(dǎo)電橡膠輥，該橡膠輥不存在諸如導(dǎo)電性變劣或者硬度增加這樣的缺陷、具有均勻的電特性和低硬度，并且耐永久壓縮應(yīng)變優(yōu)良。
本發(fā)明提供具有導(dǎo)電金屬芯和在其上設(shè)置的包括表氯醇基橡膠的導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層的導(dǎo)電橡膠輥，其中表氯醇基橡膠為選自表氯醇-環(huán)氧乙烷共聚物和表氯醇-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物的至少一種共聚物；表氯醇基橡膠中的環(huán)氧乙烷單元含量為40至90mol％，按表氯醇基橡膠計(jì)；導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層具有熱量(焓ΔH)5mJ/mg或更低，通過差示掃描量熱法(DSC)測量并通過在-20至150℃范圍內(nèi)出現(xiàn)的峰顯示。
本發(fā)明可獲得具有低電阻和所需電特性而不損害其它特性如導(dǎo)電性或硬度，同時(shí)具有低硬度和優(yōu)良的耐永久壓縮應(yīng)變的導(dǎo)電橡膠輥。


圖1為顯示本發(fā)明導(dǎo)電橡膠輥的一個(gè)實(shí)施方案的橫截面示意圖；和圖2為顯示本發(fā)明導(dǎo)電橡膠輥的另一實(shí)施方案的橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明。
本發(fā)明的橡膠輥由導(dǎo)電金屬芯和包括表氯醇基橡膠的并且設(shè)置于該導(dǎo)電金屬芯上的導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層構(gòu)成。該表氯醇基橡膠為選自表氯醇-環(huán)氧乙烷共聚物和表氯醇-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物的至少一種共聚物。該表氯醇基橡膠中的環(huán)氧乙烷單元含量為40至90mol％，按表氯醇基橡膠計(jì)。導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層具有熱量(焓ΔH)5mJ/m g或更低，通過差示掃描量熱法(DSC)測量并通過在-20至150℃范圍內(nèi)出現(xiàn)的峰顯示。這種結(jié)構(gòu)可提供具有低體積電阻率、所需電流值和合適的橡膠彈性的導(dǎo)電橡膠輥。具有在差示掃描量熱法(DSC)中在-20至150℃范圍內(nèi)不顯示峰的導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層的導(dǎo)電橡膠輥是更優(yōu)選的。導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層的DSC特性由用作橡膠層原料的表氯醇基橡膠本身的那些特性控制。在其生產(chǎn)批料中表氯醇基橡膠的波動誘導(dǎo)熱量(焓ΔH)0至5mJ/mg，對交聯(lián)橡膠層測量。若熱量超過5mJ/mg，則源于構(gòu)成表氯醇基橡膠的環(huán)氧乙烷鏈的結(jié)晶性可能影響交聯(lián)橡膠層的物理性能，因此導(dǎo)致異常高硬度。此外，這種結(jié)晶性限制分子鏈的自由度，導(dǎo)致諸如增加的體積電阻率和劣化的耐永久壓縮應(yīng)變這樣的缺陷。
此外，在本發(fā)明中，表氯醇基橡膠優(yōu)選具有熱量(焓ΔH)15mJ/mg或更低，通過差示掃描量熱法(DSC)測量并通過在0至70℃范圍內(nèi)出現(xiàn)的峰顯示。使用在此范圍內(nèi)的表氯醇基橡膠可提供具有低體積電阻率、所需電流值和合適的橡膠彈性的導(dǎo)電橡膠輥。為以穩(wěn)定方式實(shí)現(xiàn)降低的體積電阻率和橡膠彈性，更優(yōu)選選擇具有熱量12mJ/mg或更低的表氯醇基橡膠。另一方面，若熱量超過15mJ/mg，從實(shí)際的觀點(diǎn)出發(fā)不是優(yōu)選的，原因在于構(gòu)成表氯醇基橡膠的環(huán)氧乙烷鏈可能變?yōu)榻Y(jié)晶體而影響導(dǎo)電橡膠輥的特性，如此不適宜地導(dǎo)致更高體積電阻率和更高硬度。
為用其中環(huán)氧乙烷單元含量為40至90mol％的具有上述熱量(焓ΔH)15mJ/mg或更低的表氯醇基橡膠獲得導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層，合適地調(diào)節(jié)表氯醇基橡膠的合成溫度。更高的合成溫度趨于提供更大的熱量。這可能是因?yàn)榫酆衔镦溤诰酆线^程中變得更長以及構(gòu)成聚合物鏈的單元的無規(guī)性變低，由此導(dǎo)致環(huán)氧乙烷部分的區(qū)段形成(局部結(jié)晶化)。因此，影響表氯醇基橡膠電特性的環(huán)氧乙烷部分的遷移性受到限制，如此導(dǎo)致更低的導(dǎo)電性能和更高的硬度。另一方面，更低的合成溫度誘導(dǎo)更慢的聚合反應(yīng)，以獲得合適長度和無規(guī)性的聚合物鏈，如此可能阻礙上述區(qū)段形成，并提供優(yōu)良的導(dǎo)電性和硬度。
構(gòu)成本發(fā)明導(dǎo)電橡膠輥的導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層包括表氯醇基橡膠。該表氯醇基橡膠包括選自表氯醇-環(huán)氧乙烷共聚物和表氯醇-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物的至少一種共聚物。表氯醇-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物是特別優(yōu)選的。因?yàn)樗m合用于調(diào)節(jié)體積電阻率。此外，導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層可包括已知的表氯醇基化合物。該化合物的例子包括如下表氯醇均聚物；表氯醇-環(huán)氧乙烷共聚物；表氯醇-烯丙基縮水甘油醚共聚物；和表氯醇-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚共聚物。
其中，含環(huán)氧乙烷作為構(gòu)成單元的聚合物可容易獲得相當(dāng)?shù)偷碾娮瑁⑶铱赏ㄟ^與另一聚合物摻混提供所需電阻值。然而，對于共混物，表氯醇基橡膠在不阻礙表氯醇基橡膠的體積電阻率特性范圍內(nèi)優(yōu)選構(gòu)成主要組分。此外，導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層中所含的表氯醇基橡膠優(yōu)選含烯丙基縮水甘油醚作為構(gòu)成單元。這是因?yàn)橄┍s水甘油醚包含不飽和鍵，如此使得可用基于硫的硫化劑(硫或者給硫化合物)進(jìn)行硫化并減少對硫化方法和生產(chǎn)條件的限制。此外，可改進(jìn)耐熱軟化變劣和耐臭氧性。
表氯醇-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物可以取決于共聚比例的各種類型獲得，但在本發(fā)明中，環(huán)氧乙烷構(gòu)成單元在表氯醇基橡膠中占40至90mol％。低于40mol％的環(huán)氧乙烷構(gòu)成單元量難以實(shí)現(xiàn)所需的體積電阻率。另一方面，其量超過90mol％，則由于環(huán)氧乙烷結(jié)晶，不適宜地增加體積電阻率和硬度。在每一情況下，環(huán)氧乙烷構(gòu)成單元量更優(yōu)選為65至85mol％。該量低于65mol％將難以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明希望的電阻足夠降低，而該量超過85mol％則不能完全控制結(jié)晶性，因此不能以穩(wěn)定方式達(dá)到本發(fā)明的效果，但通過對材料和配方進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，這兩個(gè)范圍都是實(shí)際可用的。
在本發(fā)明的導(dǎo)電橡膠輥中，對構(gòu)成表氯醇基橡膠的表氯醇單元無特殊限制，只要它在不對體積電阻率、硬度和工作性能造成有害影響的范圍內(nèi)即可。具體地，它優(yōu)選8至58mol％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選13至33mol％的范圍內(nèi)。更少量的表氯醇構(gòu)成單元不能阻止環(huán)氧乙烷鏈結(jié)晶化，而更大量的該構(gòu)成單元則促進(jìn)表氯醇本身結(jié)晶化，因此這兩種情況都會導(dǎo)致更高的體積電阻率和更高的硬度。
在本發(fā)明導(dǎo)電橡膠輥中，對構(gòu)成表氯醇基橡膠的烯丙基縮水甘油醚單元無特殊限制，只要它在不對體積電阻率、硬度和工作性能造成有害影響的范圍內(nèi)即可。具體地，它優(yōu)選為2至12mol％的范圍內(nèi)。該量低于2mol％可能阻礙用基于硫的硫化劑(硫或者給硫化合物)進(jìn)行硫化。同時(shí)該量超過12mol％則可能因熱引起硬化變劣，因此喪失橡膠彈性并變脆。
在本發(fā)明的導(dǎo)電橡膠輥中，導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層除了上述表氯醇基橡膠外，還可包括各種橡膠材料或聚合物材料。對該橡膠材料無特殊限制，只要它包含上述表氯醇基橡膠作為主要組分即可。例如，可以使用單一表氯醇基橡膠或其與一種或多種其它聚合物的共混物。這種聚合物的例子包括乙烯-丙烯二烯烴橡膠、氨基甲酸乙酯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、硅橡膠、氯丁橡膠、丁二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、天然橡膠、丁基橡膠和丙烯酸類彈性體。
此外，在本發(fā)明導(dǎo)電橡膠輥中，用于導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層的橡膠組合物除了上述組分外還可合適地包含其它添加劑。這些添加劑的例子包括離子導(dǎo)電劑、硫化劑、硫化促進(jìn)劑、增強(qiáng)劑如炭黑、填料、抗老化劑和加工助劑。對離子導(dǎo)電劑無特殊限制，可為各種鹽例如Li+或Na+的金屬鹽，如LiClO4、LiCF3、LiSO3、LiBF4、LiN(CF3SO3)2或NaClO4，或如下季銨鹽高氯酸四乙基銨、高氯酸四丁基銨、氯化四甲基銨、氯化四乙基銨、氯化四丁基銨、溴化四甲基銨、溴化四丙基銨和碘化四甲基銨。
這些離子導(dǎo)電劑可單獨(dú)使用或以其兩種或多種組合使用。
對硫化劑無特殊限制，只要在其中使用時(shí)對制造過程或者成像裝置不造成有害影響即可。用于表氯醇基橡膠的硫化劑除硫外還可為有機(jī)過氧化物交聯(lián)劑、三嗪-硫醇硫化劑或2，3-二甲基喹喔啉硫化劑。本發(fā)明的效果可通過用任一硫化方法制備的橡膠輥達(dá)到，但有機(jī)過氧化物交聯(lián)劑限制制造方法，因?yàn)樗谘醮嬖谙率褂美щy。在使用三嗪-硫醇硫化劑或2，3-二甲基喹喔啉情況下，將酸俘獲劑加入橡膠組合物中以防止因在硫化時(shí)生成的氯化氫抑制硫化，這種加入會影響硫化特性和耐永久壓縮應(yīng)變。此外，通常顯示快速焦燒和不良貯存穩(wěn)定性的此類硫化劑會在制造過程中產(chǎn)生問題。用硫硫化在橡膠硫化中是最普遍的，并且考慮到成本和制造過程可優(yōu)選使用。
還可使用硫化促進(jìn)劑。這種硫化促進(jìn)劑可為已知用于橡膠的那些，例如苯并噻唑如2-巰基苯并噻唑或二苯并噻唑基二硫化物，亞磺酰胺如N-環(huán)己基-2-苯并噻唑基亞磺酰胺或N-叔丁基-2-苯并噻唑基亞磺酰胺，秋蘭姆如二硫化四乙基秋蘭母、一硫化四甲基秋蘭母或四硫化二亞戊基秋蘭母，或二硫代氨基甲酸鹽。該促進(jìn)劑可單獨(dú)使用或者以其兩種或多種組合使用。
在使用增強(qiáng)劑的情況下，可使用各種等級的炭黑，如SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、GPF、SRF、FT或MT等級。還可以使用導(dǎo)電炭黑如KETJENBLACK EC-600JD和EC-300J(商標(biāo)名，由Ketjenblack International Corp.制造)或乙炔黑，該增強(qiáng)劑可單獨(dú)使用或者以其兩種或多種組合使用。
填料可為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、二氧化硅、碳酸鎂或粘土，其可單獨(dú)使用或以其兩種或多種組合使用。
導(dǎo)電橡膠輥可通過使用金屬模具的方法、將以管狀擠出的橡膠組合物硫化然后將其擠壓到金屬芯上的方法，或用未硫化橡膠覆蓋金屬芯然后將其硫化的方法來生產(chǎn)。用于生產(chǎn)導(dǎo)電橡膠輥的方法可在考慮加工性能、成本、以及尺寸精度和用作構(gòu)成成像裝置的部件所需的物理和電特性下任意選取。最近，考慮到實(shí)現(xiàn)緊湊和連續(xù)生產(chǎn)線，用未硫化橡膠覆蓋金屬芯然后將其硫化的方法優(yōu)于使用金屬模具的方法或者將硫化管擠壓到金屬芯上的方法。
對將導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層層壓到金屬芯上的方法無特殊限制，但為實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)線并降低制造成本的目的，優(yōu)選如下方法。在一種優(yōu)選的方法中，將未硫化的橡膠組合物用擠出機(jī)擠出，同時(shí)將金屬芯連續(xù)穿過擠出機(jī)的十字頭口模，由此將橡膠組合物布置到金屬芯周邊上成為輥狀。另一可能的方法是將未硫化的原料橡膠組合物擠成管狀，然后將其切割為預(yù)定長度并將涂有粘結(jié)劑的金屬芯擠壓其中。
硫化可通過已知方法如熱空氣烘箱硫化、遠(yuǎn)紅外硫化或蒸汽硫化進(jìn)行。還可有效使用將位于金屬芯周邊上的未硫化橡膠層放入金屬模具腔內(nèi)并進(jìn)行硫化的方法。此外，可在不影響金屬芯的抗腐蝕效果或者粘結(jié)力下任意改變硫化條件如時(shí)間和溫度，因此可自由設(shè)計(jì)制造過程。
同樣優(yōu)選的是，在導(dǎo)電橡膠輥的外周邊上通過用多異氰酸酯交聯(lián)至少一種多醇形成聚氨酯層。甚至在多醇和多異氰酸酯在橡膠層外周邊上交聯(lián)時(shí)，一旦上述摻混組分自橡膠層少量滲出，也可防止它們滲過通過用多異氰酸酯交聯(lián)而形成的氨基甲酸乙酯層。
如上所述，能夠均勻達(dá)到低電阻和低硬度的本發(fā)明導(dǎo)電輥，可特別優(yōu)選用作要求使感光部件均勻帶電的帶電輥。
實(shí)施例下面本發(fā)明將通過其實(shí)施例進(jìn)一步描述，但本發(fā)明絲毫不受這些實(shí)施例限制，其中“份數(shù)”是指重量份。
制備表氯醇基橡膠所需組成比的表氯醇基橡膠通過常規(guī)溶液聚合法，按表1中給出的單體組成比使用環(huán)氧乙烷、表氯醇和烯丙基縮水甘油醚獲得。此外，具有不同結(jié)晶性的橡膠通過設(shè)置在聚合反應(yīng)器(高壓釜)中的加熱器的溫度控制，由此控制聚合反應(yīng)進(jìn)度來制備。
制備橡膠組合物將如下組分在關(guān)閉的捏合機(jī)和打開的輥中捏合，由此獲得未硫化的橡膠組合物通過上述方法獲得的表氯醇基橡膠(A至G)100份氧化鋅[商品名Zinc Oxide Jis2，由Hakusui Tech Co.制造]5份硬脂酸[商品名硬脂酸S，由Kao Corp.制造]1份炭黑[商品名Asahi #15，由Asahi Carbon Co.制造] 5份碳酸鈣[商品名Silver W，由Shiraishi Kogyo Co.制造]40份增塑劑[癸二酸聚酯，商品名Polycizer P-202，由Dai-Nippon Inks and Chemical Ltd.制造] 5份離子導(dǎo)電劑[季銨鹽，商品名KS-555，由Kao Corp.制造]2份二苯并噻唑基二硫化物[商品名NOCCELER DM，由OuchiShinko Kagaku Co.制造] 1份一硫化四甲基秋蘭母[商品名NOCCELER TS，由OuchiShinko Kagaku Co.制造] 1份硫[商品名Sulfax 200S，由Tsurumi Chemical Co.制造]1份制備導(dǎo)電橡膠輥(單層輥)將未硫化的橡膠組合物通過擠出機(jī)擠出，同時(shí)將外徑6mm和長度250mm的預(yù)先涂布粘結(jié)劑的金屬芯連續(xù)通過十字頭口模，以使該金屬輥被未硫化橡膠涂布。然后將該金屬芯在180℃的熱空氣烘箱中加熱1小時(shí)以獲得具有交聯(lián)橡膠層的未拋光橡膠輥。接著將兩端上的橡膠層通過在自兩端距離10mm處施加切刀刀片剝離掉。然后將其安置于裝有拋光磨石GC80的拋光機(jī)上并在轉(zhuǎn)速2,000rpm和加料速率500m/min的拋光條件下拋光至外徑9mm，由此獲得例如圖1中所示的導(dǎo)電橡膠輥(1)，其中標(biāo)號1表示導(dǎo)電橡膠輥，1a表示導(dǎo)電芯金屬和1b表示導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層(表氯醇橡膠層)。
制備導(dǎo)電橡膠輥(具有表面氨基甲酸乙酯層的雙層帶電輥)使用氧化鋯珠粒(平均顆粒尺寸0.5mm)作為分散介質(zhì)，通過水平砂磨三次，將如下組分的混合物進(jìn)行分散。
ε-己內(nèi)酯-改性丙烯酸系多醇溶液(稀釋溶劑MEK(甲乙酮)，固含量20wt％，羥基值50) 100份導(dǎo)電氧化錫 20份將珠粒通過過濾自分散體中分離，并加入亞己基二異氰酸酯(HDI)以使OH/NCO＝1.0，由此獲得用于表面層的涂布液體。
然后將該用于表面層的涂布液體浸涂到導(dǎo)電橡膠輥(1)的導(dǎo)電彈性層上并在150℃下在熱空氣循環(huán)干燥器中干燥1小時(shí)。干燥后，表面層(氨基甲酸乙酯層)具有厚度30μm。將如此獲得的導(dǎo)電輥稱為導(dǎo)電輥(2)(具有表面氨基甲酸乙酯層的雙層帶電輥參見圖2，其中標(biāo)號2表示導(dǎo)電輥，2a表示導(dǎo)電芯金屬，2b表示導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層(表氯醇橡膠層)和2c表示表面層(氨基甲酸乙酯層))。
測量/評估按照如下方式測量和評估物理性能。
表氯醇基橡膠和導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層的差示掃描量熱法(DSC)測量用差示掃描量熱計(jì)DSC6200(由SII Nanotechnology Ltd.制造)，由通過在如下條件下溫度升高而獲得的峰面積計(jì)算表氯醇基橡膠和導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層的熱量溫度范圍-20至150℃溫度升高速率10℃/min未硫化橡膠組合物的門尼粘度門尼粘度[ML1+4/100℃]按照J(rèn)ISK6300-1995在100℃下用L-形轉(zhuǎn)子測量。
硬度硬度按照J(rèn)ISK-6253測量。
永久壓縮應(yīng)變率永久壓縮應(yīng)變率用一大測試片(直徑29mm，厚度12.5mm)，按照J(rèn)ISK-6262，在70℃和壓縮25％的條件下放置22小時(shí)后測量。
導(dǎo)電橡膠輥(1)的電阻該輥的電阻按照如下方式測量。首先，將導(dǎo)電橡膠輥(1)在23℃和53％RH的環(huán)境中放置12小時(shí)。然后在施加于輥軸總荷載1kg下將其擠壓至一外徑30mm的鋁鼓，并通過在該軸與鋁鼓之間施加電壓200V進(jìn)行測量。
圖像評估將上面獲得的導(dǎo)電橡膠輥(2)作為帶電輥安裝在處理盒中(將該輥與直徑30mm的感光部件在平行位置處在輥兩端上荷載5N下加壓接觸)。然后將其裝入電子照相裝置(Laser Shot LBP-470，由Canon Corp.制造)中并用于打印，將獲得的圖像進(jìn)行視覺評估。將獲得的圖像分級為A優(yōu)良圖像，B顯示一定不均勻性但實(shí)際上可接受的圖像，和C缺陷圖像。
實(shí)施例1至4對具有如下所述表氯醇基橡膠和導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層的導(dǎo)電橡膠輥給出結(jié)果
表氯醇基橡膠表氯醇-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元聚合物；環(huán)氧乙烷單元65至85mol％；表氯醇基橡膠的熱量(在差示掃描量熱法中在0至70℃范圍內(nèi)獲得的峰)15mJ/mg或更低；導(dǎo)電橡膠輥的交聯(lián)橡膠層的熱量(在差示掃描量熱法中在-20至150℃范圍內(nèi)獲得的峰)5mJ/mg或更低。
在實(shí)施例1至3中，導(dǎo)電橡膠輥的硬度和電特性優(yōu)良，并且獲得的圖像也優(yōu)良，無任何缺陷。實(shí)施例4顯示與實(shí)施例1至3相比的更高硬度和降低的電特性，如此引起對獲得的圖像的一定影響，但實(shí)際上可足夠接受。
實(shí)施例5對具有如下所述表氯醇基橡膠和導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層的導(dǎo)電橡膠輥給出結(jié)果表氯醇基橡膠表氯醇-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元聚合物；環(huán)氧乙烷單元46mol％；表氯醇基橡膠的熱量(在差示掃描量熱法中在0至70℃范圍內(nèi)獲得的峰)15mJ/mg或更低；導(dǎo)電橡膠輥的交聯(lián)橡膠層的熱量(在差示掃描量熱法中在-20至150℃范圍內(nèi)獲得的峰)5mJ/mg或更低。
在實(shí)施例1至5中，實(shí)施例5因其較低的環(huán)氧乙烷單元含量而顯示最小的輥電流值，但顯示最低硬度和滿意的耐永久壓縮應(yīng)變。因此認(rèn)為只要可滿足用于成像裝置的方法中所要求的電特性，就足夠可用。
比較例1至2對具有如下所述表氯醇基橡膠和導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層的導(dǎo)電橡膠輥給出結(jié)果表氯醇基橡膠表氯醇-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元聚合物；表氯醇基橡膠的熱量(在差示掃描量熱法中在0至70℃范圍內(nèi)獲得的峰)超過15mJ/mg；導(dǎo)電橡膠輥的交聯(lián)橡膠層的熱量(在差示掃描量熱法中在-20至150℃范圍內(nèi)獲得的峰)超過5mJ/mg。
各比較例1和2明顯顯示硬度增加和電特性降低。此外，當(dāng)安裝在處理盒中并用于圖像打印時(shí)，各自都不提供滿意的圖像，并且對實(shí)際使用被評估為差。
表1

權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電橡膠輥，該導(dǎo)電橡膠輥包括導(dǎo)電金屬芯；和包括表氯醇基橡膠并設(shè)置在該導(dǎo)電金屬芯上的導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層；其中表氯醇基橡膠為選自由表氯醇-環(huán)氧乙烷共聚物和表氯醇-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物組成的組中的至少一種共聚物；表氯醇基橡膠中的環(huán)氧乙烷單元含量為40至90mol％，按表氯醇基橡膠計(jì)；和導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層具有以焓ΔH表示的熱量為5mJ/mg或更低，通過差示掃描量熱法測量并通過在-20至150℃范圍內(nèi)出現(xiàn)的峰來表示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電橡膠輥，其中表氯醇基橡膠具有以焓ΔH表示的熱量為15mJ/mg或更低，通過差示掃描量熱法測量并通過在0至70℃范圍內(nèi)出現(xiàn)的峰來表示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電橡膠輥，其中所述的表氯醇基橡膠的熱量為12mJ/mg或更低。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電橡膠輥，其中表氯醇基橡膠為表氯醇-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物；和環(huán)氧乙烷單元含量為65至85mol％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電橡膠輥，其中導(dǎo)電橡膠輥為帶電輥。
全文摘要
一種導(dǎo)電橡膠輥，該導(dǎo)電橡膠輥由導(dǎo)電金屬芯和包括表氯醇基橡膠的導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層構(gòu)成，其中表氯醇基橡膠為選自表氯醇－環(huán)氧乙烷共聚物和表氯醇－環(huán)氧乙烷－烯丙基縮水甘油醚三元共聚物的至少一種共聚物。該表氯醇基橡膠中的環(huán)氧乙烷單元含量為40至90mol％，且導(dǎo)電交聯(lián)橡膠層具有以焓ΔH表示的熱量為5mJ/mg或更低，通過差示掃描量熱法DSC測量并通過在－20至150℃范圍內(nèi)出現(xiàn)的峰顯示。
文檔編號G03G15/16GK1862406SQ200610075789
公開日2006年11月15日 申請日期2006年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月9日
發(fā)明者山田晃久, 橋本正幸, 原田倫宏, 日向美穗子 申請人:佳能化成株式會社