專利名稱：導(dǎo)電膠輥及成像裝置的制作方法
導(dǎo)電膠輥及成像裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成像設(shè)備領(lǐng)域，適用于成像設(shè)備如電子照相復(fù)印機(jī)、打印機(jī)和靜電記錄設(shè)備的導(dǎo)電膠輥，尤其是涉及一種具有色粉傳輸功能的導(dǎo)電膠輥，包括電子成像設(shè)備中的顯影輥、清潔輥、充電輥及轉(zhuǎn)印輥。
背景技術(shù)：
近年來，隨著成像領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，成像裝置的小型化、打印速度大幅度提高、高質(zhì)量圖像的形成已經(jīng)在當(dāng)下得到了廣泛的普及。人們經(jīng)過大量的研究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將色粉從傳統(tǒng)的10 μ m降至5 μ m,并且色粉的粒徑大小越均勻，球形度越大，越能滿足上述性倉泛。以往，為了使墨粉帶有足夠的電荷，作為載體重要原件的導(dǎo)電膠輥，期望其具有較高的導(dǎo)電性、電穩(wěn)定性外還要求低硬度、低壓變以及硬度和電阻分布的均勻性。但是要使這么精細(xì)的色粉充有足夠且均勻的電荷，要求其載體膠輥必須具有更低的電阻和電阻分布均勻性。中國專利文獻(xiàn)CN101055455A中提到一種包含至少兩個(gè)硫化橡膠層的膠輥，通過利用兩個(gè)硫化膠層的電阻差和厚度來調(diào)節(jié)膠輥整體的電阻值，以達(dá)到該膠輥在環(huán)境變化中仍然存在穩(wěn)定的電阻值。但是為了達(dá)到更高的電導(dǎo)性，必須要求表層橡膠的厚度非常小，這樣，在單靠膠輥成型和后期研磨加工時(shí)很難達(dá)到，會(huì)造成產(chǎn)品不良率的大大提高，最終造成產(chǎn)品成本的上升。另外，我們知道，電子導(dǎo)電形式主要是以導(dǎo)電通路機(jī)理、隧道效應(yīng)、場發(fā)射效應(yīng)來完成，在不同條件下可能是以某一種或幾種為主要形式存在。當(dāng)導(dǎo)電填料在閾值用量以上時(shí)，導(dǎo)電通路為主要傳導(dǎo)方式，此時(shí)導(dǎo)電 填料的用量存在一個(gè)臨界值-閾值，在閾值范圍內(nèi)，導(dǎo)電填料用量的微小變化都會(huì)導(dǎo)致電阻的顯著變化；當(dāng)導(dǎo)電填料用量較小或外加電壓較小時(shí)，孤立聚集體間隙較大而無法參與導(dǎo)電，熱振動(dòng)電子在導(dǎo)電粒子之間發(fā)生躍遷而形成隧道電流，此時(shí)以隧道效應(yīng)為主；當(dāng)導(dǎo)電填料較少、粒子間內(nèi)部電子很強(qiáng)時(shí)，電子將飛躍聚合物界面壁壘，躍遷到相鄰的導(dǎo)電粒子上，此時(shí)主要以場發(fā)射效應(yīng)為主。在以隧道效應(yīng)或是場發(fā)射效應(yīng)為主的導(dǎo)電形式時(shí)，材料的導(dǎo)電性受外界電壓的變化而變化。因此，當(dāng)基層電阻在105Ω-107Ω時(shí)，由于這個(gè)范圍處于炭黑的閾值內(nèi)，其電阻值很容易受炭黑的分散或是用量的輕微變化而發(fā)生跳躍式變化。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種成本低易加工并且能獲得良好導(dǎo)電性能的導(dǎo)電橡膠輥。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電膠輥，包括金屬軸芯、所述金屬軸芯外包覆的彈性層以及所述彈性層外形成的表層，所述彈性層是由橡膠A及在該橡膠A中填充的至少一種電子導(dǎo)電填料形成；設(shè)定該電子導(dǎo)電填料分別為B、C、……X，則
導(dǎo)電填料B在所述橡膠A中的閾值范圍為:Zb ( B閾< Yb ；導(dǎo)電填料C在所述橡膠A中的閾值范圍是:Z。( Cw^ Y。；導(dǎo)電填料X在所述橡膠A中的閾值范圍是:ZX ( Xw^ Yx ；上述表達(dá)式中，閾值表示該導(dǎo)電填料在質(zhì)量份為100的相應(yīng)基材中分散后測得的
值，Yb、Y。.........Yx分別為導(dǎo)電填料B、C、……X在所述橡膠A中的閾值下限，Zb、Zc.........Zx分別為導(dǎo)電填料B、C、……X在所述橡膠A中的閾值上限；當(dāng)所述導(dǎo)電填料B、C、……X在所述橡膠A中的填充分?jǐn)?shù)分別是b、c、…….X時(shí)，那么b、c、......X應(yīng)滿足如下關(guān)系式:b/Yb+c/Yc+.........x/Yx ^ I。進(jìn)一步地，所述彈性層中的橡膠A內(nèi)填充有0.1-3%的經(jīng)過發(fā)泡硫化而成的發(fā)泡劑。具體地，所述發(fā)泡劑材料孔徑在0.1-90 μ m的范圍。具體地，所述彈性層電阻R滿足:103Ω彡R彡105Ω，所述表層的電阻在IO7Ω-1O16 Ω 范圍內(nèi)；具體地,所述彈性層厚度為所述表層厚度為I μ m_30 μ m。

具體地，所述彈性層外表面包覆的表層是由異氰酸酯、多元醇、擴(kuò)鏈劑生成的分散液中，加入導(dǎo)電填料、潤濕劑和流平劑形成。所述表層的制備方法是:向反應(yīng)釜中依次加入異氰酸酯和多元醇，攪拌反應(yīng)得到異氰酸酯預(yù)聚體后降溫，加入親水性擴(kuò)鏈劑、低沸點(diǎn)溶劑進(jìn)行擴(kuò)鏈，得到聚氨酯分散液，再添加導(dǎo)電填料或抗靜電劑、潤濕劑和流平劑，攪拌混合，得到水性聚氨酯液，由噴涂機(jī)噴涂于膠輥的彈性層表面上，加熱固化而形成。本發(fā)明還提供了一種成像裝置，包括上述所述的導(dǎo)電膠輥。本發(fā)明提供的導(dǎo)電膠輥，由金屬軸芯和金屬軸芯外形成的彈性層以及彈性層外形成的表層構(gòu)成，其中彈性層由在橡膠基材中填充電子導(dǎo)電填料以達(dá)到要求電阻，且填充的導(dǎo)電填料份數(shù)不小于閾值范圍的最大值，故而彈性層的電阻不會(huì)因?yàn)閷?dǎo)電填料的分散和用量的輕微變化而產(chǎn)生大的波動(dòng)。本發(fā)明進(jìn)一步在該彈性層中添加了 0.1-3份的發(fā)泡劑，在硫化成型后為發(fā)泡結(jié)構(gòu)，使之泡孔直徑為0.1-80 μ m,因此該彈性層不會(huì)因?yàn)檫^量添加導(dǎo)電填料而影響膠輥的柔韌度。而表層采用電阻為IO7-1O16Ω的導(dǎo)電涂層，這樣可通過調(diào)節(jié)彈性層與表層的電阻差以滿足膠輥的整體電阻值要求。因此，本發(fā)明提供的導(dǎo)電膠輥，通過對彈性層的導(dǎo)電填料的填充數(shù)進(jìn)行了限定，并進(jìn)一步通過內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)的電阻差來調(diào)節(jié)膠輥的整體阻值，可使得該導(dǎo)電膠輥具有對電壓依賴性小，受環(huán)境變化波動(dòng)小，電阻分布均勻的特點(diǎn)，同時(shí)，彈性層是經(jīng)填充發(fā)泡劑后發(fā)泡而成，因此膠輥不會(huì)因?yàn)閺椥詫哟罅刻畛鋵?dǎo)電填料而使硬度上升，即節(jié)約了材料的成本，又使膠輥整體不失柔軟性，完全能夠滿足膠輥具有良好的電穩(wěn)定性外還要求其低硬度、低壓變以及硬度和電阻分布的均勻性需求。采用上述導(dǎo)電膠輥的成像裝置，打印圖像密度均勻，圖像質(zhì)量好，品質(zhì)高，具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖1為本發(fā)明導(dǎo)電膠輥結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例，僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。目前的導(dǎo)電膠輥產(chǎn)品中，由于電子導(dǎo)電橡膠組合物的導(dǎo)電性受填充在橡膠內(nèi)的炭黑、金屬氧化物、金屬粉末等材料分散性影響較大，特別是當(dāng)填充的導(dǎo)電劑份數(shù)在其閾值范圍內(nèi)時(shí)，導(dǎo)電填料用量的微小變化，都將引起橡膠組合物電阻率的跳躍式變化。因此，近年來，人們更加傾向于使用離子導(dǎo)電的方式來滿足導(dǎo)電膠輥電性能的要求，但是離子導(dǎo)電的方式其電導(dǎo)率隨環(huán)境的變化而波動(dòng)，并且在人們對打印速度和打印質(zhì)量要求逐漸提高，離子導(dǎo)電方式已經(jīng)不能滿足予以導(dǎo)電膠輥更低的電阻要求。參見圖1，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電膠輥，包括金屬軸芯1，金屬軸芯外形成的彈性層2，以及彈性層2外形成的表層3，其中:所述的彈性層2是由橡膠A及在該橡膠A中填充的至少一種電子導(dǎo)電填料形成，若設(shè)定該電子導(dǎo)電填料分別為B、C、……X，那么，導(dǎo)電填料B在所述橡膠A中的閾值范圍為:Zb ( B閾< Yb ；導(dǎo)電填料C在所述橡膠A中的閾值范圍是:Z。( Cw^ Y。；導(dǎo)電填料X在所述橡膠A中的閾值范圍是:ZX ( Xw^ Yx ；上述表達(dá)式中，B w、Cw、Xw分別表示該導(dǎo)電填料B、C、…X在質(zhì)量份為100的相應(yīng)基材中分散后測得的值，Yb、Y?！璝x分別為導(dǎo)電填料B、C、……X在所述橡膠A中的閾值下限，Zb、Zc.........Zx分別為導(dǎo)電填料B、C、……X在橡膠A中的閾值上限；當(dāng)所述導(dǎo)電填料B、C、……X在橡膠A中的填充分?jǐn)?shù)分別是b、C、…….X時(shí)，那么各導(dǎo)電填料中的b、c、......X應(yīng)滿足如下關(guān)系:b/Yb+c/Yc+.... .....x/Yx 彡 I。上述本發(fā)明技術(shù)方案中，為了滿足導(dǎo)電膠輥低電阻、電阻分布均勻的要求，將膠輥金屬軸芯I外的包覆層設(shè)置為彈性層2和表層3的雙層結(jié)構(gòu)，其中彈性層2中填充的導(dǎo)電填料份數(shù)不小于閾值范圍的最大值，這樣彈性層2的主要導(dǎo)電形式以導(dǎo)電通路機(jī)理完成，減小了隧道效應(yīng)和場發(fā)射效應(yīng)的導(dǎo)電形式存在，避免了膠輥電阻受電壓變化而變化。同時(shí)填充的導(dǎo)電填料避開了閾值范圍，因此，彈性層2的電阻不會(huì)因?yàn)閷?dǎo)電填料輕微的變化而出現(xiàn)跳躍式變化，從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。具體地,所述彈性層的厚度在lmm-12mm范圍內(nèi)，厚度若低于上述范圍,直接有損于膠輥的柔軟性，厚度若高于上述范圍，會(huì)導(dǎo)致膠輥強(qiáng)度的下降，影響膠輥的壓縮變形。所述彈性層2基材可以采用丙烯腈-丁二烯橡膠、氫化丙烯腈-丁二烯橡膠、丙烯酸橡膠、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠或表氯醇橡膠等極性橡膠，也可以采用:乙烯-丙烯-二烯共聚物、天然橡膠、丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠或硅橡膠等非極性橡膠，亦或采用上述橡膠中的兩種或兩種以上。本發(fā)明膠輥的彈性層2除了上述橡膠組分外，還可加入其他成分，如:軟化劑:可以為石油系的鏈烷烴油、環(huán)烷烴油或芳香烴油，煤焦油系的煤焦油或古馬隆，脂肪油系的油膏、甘油或蓖麻油，松油系的松焦油、松香或妥爾油，以及合成酯類的鄰苯二甲酸二酯類、脂肪二元酸酯類或磷酸酯類等，所述軟化劑選用上述的一種或一種以上混合,加入量為1-60質(zhì)量份(相對于100質(zhì)量份的橡膠組分)。
填充劑:可以為二氧化硅、陶土、無水硅酸鋁、硅藻土、長石粉、浮石粉、滑石粉、云母粉、硅酸鈣、硅灰石粉、石棉、碳酸鈣、碳酸鎂、白云石粉、硫酸銨、堿式硫酸鋁、硫酸鋇、重晶石粉、硫酸鈣、鋅鋇白、氧化鎂、氧化鋅、氧化鋁、氧化鐵、二氧化鈦、氫氧化鋁、氫氧化鈣、細(xì)煤粉或石墨等以及上述材料經(jīng)過活化改性后產(chǎn)品，加入量為5-80質(zhì)量份(相對于100質(zhì)量份的橡膠組分)。防老劑:可以為醛-胺反應(yīng)生成物、酮-胺反應(yīng)生成物、二芳基仲胺、烷基芳基仲胺、芳香二伯胺、取代酚、硫代雙取代酚、烷撐雙取代酚及多取代酚、多元酚或防護(hù)蠟等，力口入量為0.1-5質(zhì)量份(相對于100質(zhì)量份的橡膠組分)。硫化劑:可以為硫、硒、碲、含硫化合物、過氧化物、醌類、馬來酰亞胺、樹脂類、金屬氧化物、有機(jī)胺類或異氰酸酯等，加入量為0.5-15質(zhì)量份(相對于100質(zhì)量份的橡膠成分)。硫化促進(jìn)劑:可以為二硫代氨基甲酸鹽類、黃原酸鹽類、秋蘭姆類、噻唑類、次磺酰胺類、醛胺類、胍類或硫脲類等。按彈性層2硫化工藝、膠輥制品厚薄的不同可添加0.1到10份(相對于100質(zhì)量份的橡膠組分)?；钚詣?可以包括氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣等金屬氧化物類和硬脂酸、油酸等脂肪酸類,加入量為0.3-20質(zhì)量份(相對于100質(zhì)量份的橡膠組分)。上述彈性層電阻R滿足:IO3 Ω彡R彡IO5 Ω。當(dāng)電阻小于IO3 Ω時(shí)，會(huì)使膠輥整體電阻過低，很容易使電流穿過膠輥，造成荷電量過大而引起的打印密度偏低的現(xiàn)象；當(dāng)電阻大于105ω時(shí)，會(huì)使膠輥整體電阻過高而不易使電流通過，最終造成因墨粉充電過低而造成打印濃度過高。本發(fā)明膠輥在彈性層2中還可填充有0.1-3份經(jīng)過硫化而成的發(fā)泡劑(相對于100質(zhì)量份的橡膠組分)，使彈性層2為發(fā)泡結(jié)構(gòu)，因此膠輥不會(huì)因?yàn)閺椥詫?大量填充導(dǎo)電填料而使硬度上升，既節(jié)約了材料的成本，又使膠輥整體不失柔軟性。其中發(fā)泡劑孔徑在
0.1_90μπι之間，優(yōu)選為10-40μπι。當(dāng)孔徑小于上述范圍，直接有損于膠輥的柔軟性，孔徑若高于上述范圍，一是會(huì)導(dǎo)致膠輥強(qiáng)度的下降，影響膠輥的壓縮變形，二是過大的孔徑很難在彈性層2外表面形成表層。具體實(shí)施中，所述的彈性層2中填充的發(fā)泡劑可以為無機(jī)發(fā)泡劑:如碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氯化銨或亞硝酸鈉等，也可以為有機(jī)發(fā)泡劑:如偶氮氨基苯、偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈、偶氮二甲酸二乙酯、偶氮羧酸鋇、苯磺酰肼二苯磺酰肼醚、對甲苯磺酸肼、甲苯_2，4- 二磺酰肼、苯基-1，3- 二磺酰肼、二亞硝基五亞甲基四胺、N，N' -二甲基-N，N' -二亞硝基對苯二甲酰胺、對甲苯磺酰氨基脲、對，對-氧雙(苯磺酰氨基脲)、縮二脲和脲、對甲苯磺酰迭氮、苯磺酰迭氮、對甲苯磺酰丙酮腙、3，3- 二磺酰肼二苯砜、噻三唑衍生物、三肼基三嗪、三氯氟甲烷或鋅-氨絡(luò)合物等?？梢詾橐陨纤霭l(fā)泡劑中的一種或是幾種并用，還可依情況加入有機(jī)酸、尿素及其衍生物等助發(fā)泡劑。本發(fā)明膠輥對彈性層2填充的導(dǎo)電填料的種類沒有限制，可以為導(dǎo)電炭黑、金屬粉末、金屬氧化物等。為了膠料能有很好的強(qiáng)度和彈性，優(yōu)選為導(dǎo)電炭黑。本發(fā)明膠輥所述表層3為導(dǎo)電涂層，優(yōu)選為水性聚氨酯導(dǎo)電涂層，也可以使用市售品改性后的產(chǎn)品:如Bayhyol PR 240、Bayhyol XP 2470、以及的Bayhyol XP 2655等水性陰離子聚氨酯分散體，在攪拌中向上述水性陰離子聚氨酯分散體中加入導(dǎo)電填料、抗靜電劑、潤濕劑和流平劑等助劑， 從而形成水性聚氨酯導(dǎo)電涂層。或者，向反應(yīng)釜中依次加入2(Γ40%異氰酸酯和5(Γ70%多元醇，攪拌反應(yīng)得到異氰酸酯預(yù)聚體后降溫，加入5 15%親水性擴(kuò)鏈劑、低沸點(diǎn)溶劑進(jìn)行擴(kuò)鏈，得到水性聚氨酯分散液，再添加導(dǎo)電填料3.5-30wt%或抗靜電劑0.5-10被％、潤濕劑和流平劑l_10wt%，攪拌混合，得到水性聚氨酯液，由噴涂機(jī)噴涂于膠輥的彈性層2表面上，加熱固化而形成。具體實(shí)施中，所述的表層3還可以采用添加電子電導(dǎo)劑或離子導(dǎo)電劑的方式使其電阻達(dá)到期望值。優(yōu)選為離子導(dǎo)電劑，由于表層3處于膠輥的最外層，離子導(dǎo)電劑更容易形成均勻的電阻分布。離子導(dǎo)電劑的添加量一般為0.5-10wt%。本發(fā)明提供的膠輥中，所述表層3的電阻值為107-1016Ω，優(yōu)選為108_10ηΩ，更優(yōu)選為IO9-1OkiQ0當(dāng)電阻小于IO7Ω時(shí)，由于彈性層2含有導(dǎo)電填料，具有一定的電阻值，這樣會(huì)使膠輥整體電阻過低，很容易使電流穿過膠輥，造成荷電量過大而引起的打印密度偏低的現(xiàn)象；當(dāng)電阻大于1016Ω時(shí)，表層3電阻過高而不易使電流通過，最終造成因墨粉充電過低而造成打印濃度過高。更具體的，上述表層3厚度最好在1-30 μ m，厚度若高于上述范圍，直接有損于膠輥的柔軟性，以及是膠輥整體電阻偏大，厚度若低于上述范圍，當(dāng)施加在膠輥上的電壓過大時(shí)易造成擊穿。本發(fā)明還提供了一種成像裝置，具有上述所述的導(dǎo)電膠輥，所述導(dǎo)電膠輥可以是顯影輥、清潔輥、充電輥或轉(zhuǎn)印輥。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明導(dǎo)電膠輥的制備做進(jìn)一步詳述。實(shí)施例1將乙烯-丙烯-二烯 共聚物(EPDM) 100份、1#炭黑20份、2#炭黑8份、3#炭黑3份、發(fā)泡劑OBSHl份、石蠟油8份、輕質(zhì)碳酸鈣40份、硫磺1.5份、硫化促進(jìn)劑2.5份，其中1#炭黑在EPDM中的閾值范圍是35 ( 1#炭黑40 ；2#炭黑在EPDM中的閾值范圍是18 ( 2#
炭黑閾< 20 ；3#炭黑在EPDM中的閾值范圍是9彡3#炭黑閾< 10。即:b/Yb+c/Yc+.........x/
Yx=20/40+8/20+3/10=l.2>1。按常規(guī)方法用開放式煉膠機(jī)或是密閉式煉膠機(jī)將其混合均勻，得到橡膠組合物I。然后將橡膠組合物I按外徑為16mm、內(nèi)孔為5mm的標(biāo)準(zhǔn)用擠出機(jī)成型，隨后過微波硫化箱，調(diào)節(jié)微波功率和輸送速度使硫化后發(fā)泡孔徑在20-30 μ m,成型結(jié)束后中間置于金屬軸芯(直徑=6_)，使其形成中間為金屬軸芯，金屬軸芯外為彈性層的預(yù)成型體，將該預(yù)成型體用砂輪將膠輥研磨至直徑為15mm，使其電阻為3.8 X IO4 Ω。作為水性聚氨酯涂層，使用拜耳公司的Bayhyol XP 2655水性陰離子聚氨酯分散體。在攪拌中向上述水性陰離子聚氨酯分散體中加入抗靜電劑8被％、潤濕劑和流平劑5wt%，攪拌混合，從而形成電阻值為109Ω的水性聚氨酯導(dǎo)電涂料。然后由噴涂機(jī)噴噴至研磨好的膠輥表面，厚度控制在5-10 μ m，在120°C條件下加熱固化I小時(shí)即得到本實(shí)施例的導(dǎo)電膠輥輥筒，該輥筒長度為22mm。實(shí)施例2將乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM) 80份、丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR) 20份、1#炭黑19份、2#炭黑5份、3#炭黑3份、發(fā)泡劑OBSHl份、石蠟油8份、輕質(zhì)碳酸鈣40份、硫磺1.5份、硫化促進(jìn)劑2.5份，其中1#炭黑在EPDM:NBR=80:20中的閾值范圍是34彡1#炭黑閾< 38 ;2#炭黑在EPDM:NBR=80:20中的閾值范圍是16 ( 2#炭黑18 ;3#炭黑在EPDM:NBR=80:20中的閾值范圍是7.5彡3#炭黑_彡8.5。即:b/Yb+c/Yc+.........x/
Yx=19/38+5/18+3/8.5=1.13>1。按常規(guī)方法用開放式煉膠機(jī)或是密閉式煉膠機(jī)將其混合均勻，得到橡膠組合物I。然后將橡膠組合物I按外徑為16mm、內(nèi)孔為5mm的標(biāo)準(zhǔn)用擠出機(jī)成型，隨后過微波硫化箱，調(diào)節(jié)微波功率和輸送速度是硫化后發(fā)泡孔徑在20-30 μ m,成型結(jié)束后中間置于金屬軸芯(直徑=6_)，使其形成中間為金屬軸芯，金屬軸芯外為彈性層的預(yù)成型體，將該預(yù)成型體用砂輪將最膠棍研磨至直徑為15mm,使其電阻為2.4X IO4 Ω。作為水性聚氨酯涂層，使用拜耳公司的Bayhyol XP 2655水性陰離子聚氨酯分散體。在攪拌中向上述水性陰離子聚氨酯分散體中加入抗靜電劑8被％、潤濕劑和流平劑5wt%，從而形成電阻值為109Ω的水性聚氨酯導(dǎo)電涂料。然后由噴涂機(jī)噴噴至研磨好的膠輥表面，厚度控制在5-10 μ m，在120°C條件下加熱固化I小時(shí)即得到本實(shí)施例的導(dǎo)電膠輥輥筒，該膠輥輥筒長度為22mm。實(shí)施例3將乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM) 100份、1#炭黑50份、發(fā)泡劑OBSHl份、石蠟油8份、輕質(zhì)碳酸鈣40份、硫磺1.5份、硫化促進(jìn)劑2.5份，其中1#炭黑在EPDM中的閾值范圍是 35 ( 1# 炭黑閾< 40。即:b/Yb+c/Yc+.........x/Yx=50/40=l.25>1。按常規(guī)方法用開放式煉膠機(jī)或是密閉式煉膠機(jī)將其混合均勻，得到橡膠組合物I。然后將橡膠組合物I按外徑為16mm、內(nèi)孔為5mm的標(biāo)準(zhǔn)用擠出機(jī)成型，隨后過微波硫化箱，調(diào)節(jié)微波功率和輸送速度是硫化后發(fā)泡孔徑在20-30 μ m,成型結(jié)束后中間置于金屬軸芯(直徑=6_)，使其形 成中間為金屬軸芯，金屬軸芯外為彈性層的預(yù)成型體，將該預(yù)成型體用砂輪將最膠棍研磨至直徑為15mm,使其電阻為2.3 X IO3 Ω。作為水性聚氨酯涂層，使用拜耳公司的Bayhyol XP 2655水性陰離子聚氨酯分散體。在攪拌中向上述水性陰離子聚氨酯分散體中加入抗靜電劑8被％、潤濕劑和流平劑5wt%，從而形成電阻值為109Ω的水性聚氨酯導(dǎo)電涂料。然后由噴涂機(jī)噴噴至研磨好的膠輥表面，厚度控制在5-10 μ m，在120°C條件下加熱固化I小時(shí)即得到本實(shí)施例的導(dǎo)電膠輥輥筒，該輥筒長度為22mm。對比例I除了橡膠組合物I中的炭黑份數(shù)變?yōu)?1#炭黑18份、2#炭黑5份、3#炭
黑2份，使其電阻為1.5X 106Ω，其它均與實(shí)施例1相同，即:b/Yb+c/Yc+.........x/
Yx=18/40+5/20+2/10=0.9 < I。得到對比例I的導(dǎo)電膠輥。對比例2除了橡膠組合物I中的發(fā)泡孔徑變?yōu)?40-150 μ m,其它均與實(shí)施例1相同，得到對比例2的導(dǎo)電膠輥輥筒。對比例3除了橡膠組合物I中的1#炭黑變?yōu)?8份，使其電阻為1.2 XlO6 Ω，其它均與實(shí)施例3相同，即:b/Yb+c/Yc+.........q/Yx=38/40=0.95 < I。得到對比例3的導(dǎo)電膠輥輥筒。對比例4除了橡膠組合物I中的炭黑份數(shù)變?yōu)?1#炭黑18份、2#炭黑4份、3#炭黑2份，使其電阻為3.1X 106Ω，其它均與實(shí)施例2相同，即b/Yb+c/Y。+.........x/Yx=18/38+4/18+2/8.5=0.93 < 10得到對比例4的導(dǎo)電膠輥輥筒。對比例5除了在形成表層的水性陰離子聚氨酯分散體中加入抗靜電劑的量變?yōu)?2wt%，使其電阻變?yōu)?05Ω外，其它均與實(shí)施例3相同，得到對比例5的導(dǎo)電膠輥輥筒。對比例6除了在形成表層的水性陰離子聚氨酯分散體中加入抗靜電劑的量變?yōu)?wt%，使其電阻變?yōu)?018Ω夕卜，其它均與實(shí)施例3相同，得到對比例6的導(dǎo)電膠輥輥筒。表I導(dǎo)電膠輥的制備
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電膠輥，包括金屬軸芯、所述金屬軸芯外包覆的彈性層以及所述彈性層外形成的表層，其特征在于，所述彈性層是由橡膠A及在該橡膠A中填充的至少一種電子導(dǎo)電填料形成；設(shè)定該電子導(dǎo)電填料分別為B、C、……X，則 導(dǎo)電填料B在所述橡膠A中的閾值范圍為:Zb ( B閾< Yb ； 導(dǎo)電填料C在所述橡膠A中的閾值范圍是:Z。( Cw^ Y。； 導(dǎo)電填料X在所述橡膠A中的閾值范圍是:ZX ( Xw^ Yx ； 上述表達(dá)式中，閾值表示該導(dǎo)電填料在質(zhì)量份為100的相應(yīng)基材中分散后測得的值，Yb>Yc...Yx分別為導(dǎo)電填料B、C、…X在所述橡膠A中的閾值下限,Zb>Zc***Zx分別為導(dǎo)電填料B、C、…X在所述橡膠A中的閾值上限； 當(dāng)所述導(dǎo)電填料B、C、……X在所述橡膠A中的填充分?jǐn)?shù)分別是b、C、".χ時(shí)， 那么b、c、".χ應(yīng)滿足如下關(guān)系式:
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電膠輥，其特征在于，所述彈性層中的橡膠A內(nèi)填充有0.1-3%的經(jīng)過發(fā)泡硫化而成的發(fā)泡劑。
3.如權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電膠輥，其特征在于，所述發(fā)泡劑材料孔徑在0.1-90 μ m的范圍。
4.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電膠`棍，其特征在于，所述彈性層電阻R滿足:IO3 Ω < R < 105Ω。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電膠輥，其特征在于，所述表層的電阻在IO7 Ω-1O16 Ω 范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電膠棍,其特征在于,所述彈性層厚度為所述表層厚度為I μ m-30 μ m。
7.如權(quán)利要求5所述的導(dǎo)電膠輥，其特征在于，所述彈性層厚度為所述表層厚度為 I Ii m-30 μ m。
8.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電膠輥，其特征在于，所述彈性層外表面包覆的表層是由異氰酸酯、多元醇及擴(kuò)鏈劑生成的分散液中，加入導(dǎo)電填料、潤濕劑和流平劑形成。
9.如權(quán)利要求8所述的導(dǎo)電膠輥，其特征在于，所述表層的制備方法是:向反應(yīng)釜中依次加入異氰酸酯和多元醇，攪拌反應(yīng)得到異氰酸酯預(yù)聚體后降溫，加入親水性擴(kuò)鏈劑、低沸點(diǎn)溶劑進(jìn)行擴(kuò)鏈，得到聚氨酯分散液，再添加導(dǎo)電填料或抗靜電劑、潤濕劑和流平劑，攪拌混合，得到水性聚氨酯液，由噴涂機(jī)噴涂于膠輥的彈性層表面上，加熱固化而形成。
10.一種成像裝置，其特征在于:包括權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電膠輥。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電膠輥，包括金屬軸芯、金屬軸芯外包覆的彈性層以及彈性層外形成的表層，所述彈性層是由橡膠A及在該橡膠A中填充的至少一種導(dǎo)電填料形成；其中導(dǎo)電填料在橡膠中的閾值范圍為Zb≤導(dǎo)電填料閾≤Yb；若設(shè)導(dǎo)電填料B、C、…X在橡膠A中的填充分?jǐn)?shù)分別是b、c、…q，則b/Yb+c/Yc+…q/Yx≥1。本發(fā)明提供的導(dǎo)電膠輥，通過對彈性層的導(dǎo)電填料的填充數(shù)進(jìn)行限定，并通過內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)的電阻差來調(diào)節(jié)膠輥的整體阻值，可使導(dǎo)電膠輥對電壓依賴性小，受環(huán)境變化波動(dòng)小，電阻分布均勻，膠輥不會(huì)因?yàn)閺椥詫哟罅刻畛鋵?dǎo)電填料而使硬度上升，即節(jié)約了材料的成本，又使膠輥整體不失柔軟性。本發(fā)明還提供了一種成像裝置，包括所述的導(dǎo)電膠輥。
文檔編號(hào)G03G15/08GK103105761SQ20121057186
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者佟振雙, 孫變, 孟鴻, 李紹昌, 周宏輝, 羊輝 申請人:深圳市樂普泰科技股份有限公司