CN100507741C - 导电辊和生产导电辊的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了在芯杆的外周边至少具有一个导电弹性层的导电辊，导电弹性层被炭黑赋予了导电性。导电弹性层是通过至少使主要包括基于聚醚的多元醇的多元醇在含锡量为18.7%或稍少(按重量计)的基于四价有机锡的化合物作为催化剂的情况下与二异氰酸酯进行反应而制成。还提供了生产导电辊的方法。

Description

导电辊和生产导电辊的方法
技术领域
本发明涉及用于向诸如电子照相复印机和打印机或喷墨复印机和打印机之类的图像形成机器的光电导体等等提供均匀的电荷的导电辊。本发明还涉及生产导电辊的方法。
背景技术
将诸如高氯酸锂之类的碱金属盐添加到氨基甲酸乙酯中的离子导电类型的导电辊，迄今为止被用作浇铸氨基甲酸乙酯类型的导电辊。然而，它对于环境的依赖程度很高，原因在于，其电阻随着诸如温度和湿度之类的环境而改变。如此，将导电炭黑添加到氨基甲酸乙酯中的电子导电类型的导电辊正在考虑中(例如，参见日本专利申请公开No.2003-202750(权利要求，等等))。
在电子导电类型的导电辊中，炭黑在聚氨酯橡胶中的均匀分布对于获得满意的图像是必不可少的。然而，在氨基甲酸乙酯的形成过程中，炭黑由于热量而重新聚合随着氨基甲酸乙酯反应而发生。如此，炭黑在氨基甲酸乙酯中的分布会出现差异，从而导致导电辊的电阻值产生不均匀的情况。结果，通过利用导电辊进行打印而获得的打印产品的图像质量会变差。如此，必须在炭黑重新聚合之前使氨基甲酸乙酯固化，从而包含炭黑的移动，以便使炭黑的分布均匀。为此，氨基甲酸乙酯的原材料的温度、用于形成氨基甲酸乙酯的模子的温度，以及用于氨基甲酸乙酯反应的催化剂会改变，从而控制氨基甲酸乙酯反应的速度。
然而，当用于形成氨基甲酸乙酯的模子的温度高时，在此高温条件下形成氨基甲酸乙酯，氨基甲酸乙酯的原材料的粘度由于发热在模子表面的附近降低，从而加快了炭黑的聚合。结果，不能使炭黑均匀分布。另一方面，如果催化剂的量增大，反应快速地进行，会在氨基甲酸乙酯的原材料混合的阶段就开始，结果，这些原材料会变浓。如此，当原材料被装入模子中时，气泡容易被截留，氨基甲酸乙酯被固化，从而产生针孔的可能性增大。总之，很难控制氨基甲酸乙酯反应以便炭黑能够均匀地分布。
发明内容
本发明是在考虑到上文所描述的情况的背景下作出的。本发明的一个目的是通过抑制由于在氨基甲酸乙酯反应的初始阶段氨基甲酸乙酯材料变浓而导致的气泡的截留，还通过在加热时炭黑重新聚合之前使氨基甲酸乙酯固化，从而提供对环境依赖程度最低并且其中的炭黑均匀地分布的导电辊；并提供生产该导电辊的方法。
实现上述目的的本发明的第一方面提供一种在具有光电导体的图像形成设备中使用的导电辊，其在芯杆的外周边具有一个导电弹性层，该导电弹性层被炭黑赋予了导电性，其中，导电弹性层是通过使主要包括基于聚醚的多元醇的多元醇与二异氰酸酯、利用含锡量为18.7％或稍少(按重量计算)的基于四价有机锡的化合物作为催化剂进行反应而制成。
根据第一方面的本发明的导电辊的第二方面，其中，基于有机锡的化合物的重量是基于所述多元醇按重量计为0.001到0.05％。
根据第一或第二方面的本发明的导电辊的第三方面，其中，基于有机锡的化合物是锡原子的附近结合了硫原子的化合物。
根据第一到第三方面中的任何一个方面的本发明的导电辊的第四方面，其中，在导电弹性层的表面上包括表面处理层，该表面处理层通过用至少包含异氰酸酯成分的表面处理溶液来进行表面处理而形成。
根据第四方面的本发明的导电辊的第五方面，其中，表面处理溶液进一步包含炭黑以及从包括丙烯酸系氟类聚合物和丙烯酸系硅类聚合物的组中选择的至少一个聚合物中的至少之一。
根据第一到第五方面中的任何一个方面的本发明的导电辊的第六方面，其中，当向所述导电弹性层施加频率为1Hz的0.2V的交流电压时，电阻分量Zr(Ω)和从阻抗Z(Ω)计算出的容抗分量Zc(Ω)之间的关系满足下列公式：
25≥Zr/Zc≥5
实现上述目的的本发明的第七方面是生产在具有光电导体的图像形成设备中使用的导电辊的方法，该导电辊在芯杆的外周边具有一个导电弹性层，该导电弹性层被炭黑赋予了导电性，该方法包括使主要包括基于聚醚的多元醇的多元醇在存在含锡量为18.7％或稍少(按重量计算)的基于四价有机锡的化合物的情况下与二异氰酸酯进行反应，以制成导电弹性层。
根据第七方面的本发明的生产导电辊的方法的第八方面，其中，基于有机锡的化合物的催化量是基于所述多元醇按重量计为0.001到0.05％。
根据第七或第八方面的本发明的生产导电辊的方法的第九方面，其中，基于有机锡的化合物是锡原子的附近结合了硫原子的化合物。
根据第七到第九方面中的任何一个方面的本发明的生产导电辊的方法的第十方面，其中包括通过用至少包含异氰酸酯成分的表面处理溶液来进行表面处理而在导电弹性层的表面上形成表面处理层的步骤。
根据第十方面的本发明的生产导电辊的方法的第十一方面，其中，表面处理溶液进一步包含炭黑以及从包括丙烯酸系氟类聚合物和丙烯酸系硅类聚合物的组中选择的至少一个聚合物中的至少之一。
根据第七到第十一方面中的任何一个方面的本发明的生产导电辊的方法的第十二方面，其中，当向所述导电弹性层施加频率为1Hz的0.2V的交流电压时，电阻分量Zr(Ω)和从阻抗Z(Ω)计算出的容抗分量Zc(Ω)之间的关系满足下列公式：
25≥Zr/Zc≥5
在本发明中，含锡量为18.7％或稍少(按重量计算)的基于四价有机锡的化合物被用作在主要包括基于聚醚的多元醇的多元醇(其中添加了炭黑作为导电剂)与二异氰酸酯之间进行反应的催化剂。这些特点抑制了由于在氨基甲酸乙酯反应的初始阶段氨基甲酸乙酯材料变浓而导致的气泡的截留，还在加热时炭黑重新聚合之前使氨基甲酸乙酯固化。这样一来，本发明可以提供对环境依赖程度最低并且其中的炭黑均匀地分布的导电辊，并提供生产该导电辊的方法。
本发明的上文所描述的导电辊不同于按以下方式制作的导电辊：在主要包括基于聚醚的多元醇的多元醇与二异氰酸酯之间进行反应的过程中，使用含锡量大于18.7％(按重量计算)的基于四价有机锡的化合物作为催化剂。即，使用含锡量大于18.7％(按重量计算)的基于四价有机锡的化合物的缺点在于，由于在氨基甲酸乙酯反应的初始阶段氨基甲酸乙酯材料变浓而导致气泡截留，从而使炭黑分布不均匀。当如在本发明中那样使用锡含量较少的催化剂时，假设可以在加热时炭黑重新聚合之前使氨基甲酸乙酯固化，阻止气泡由于在反应的初始阶段原材料变浓而被截留。
本发明中使用的催化剂的示例包括NEOSTAN U-340(NITTOKASEI)和NEOSTAN U-360(NITTO KASEI)。当然，这些催化剂不是限制性的，可以使用满足上文所提及的条件并且含锡量为18.7％或稍少(按重量计算)的任何催化剂。由于NEOSTAN U-340和NEOSTAN U-360在锡原子的附近结合了硫原子，优选情况下，它们是含锡量为18.7％或稍少(按重量计算)的基于四价有机锡的化合物，其中，锡原子的附近没有结合硫原子。使用在锡原子的附近结合了硫原子的催化剂被认为会增大对反应的位阻，并进一步使氨基甲酸乙酯的反应速率变慢。因此，气泡的截留进一步被抑制，从而可以获得其中炭黑更均匀地散布的氨基甲酸乙酯。
根据本发明的导电辊的基体是主要包括基于聚醚的多元醇的聚氨酯。优选情况下，聚氨酯是通过使具有2.5/分子或更高的平均官能团数的基于聚醚的多元醇以小于1的NCO/OH摩尔比与具有大于2/分子的平均官能团数的聚异氰酸酯进行反应而获得的热固化聚氨酯。
优选情况下，在本发明的方法中所使用的基于乙醚的聚氨酯是通过使主要包括基于乙醚的多元醇的多元醇与聚异氰酸酯进行反应所获得的所谓的浇铸类型(cast type)的聚氨酯。
与多元醇起反应的异氰酸酯的示例有：作为单质的三官能异氰酸酯，如三苯甲烷三异氰酸酯、三(异氰酸根合苯基)(tris(isocyanatophenyl))硫代磷酸盐和双环庚烷三异氰酸酯，环己烷二异氰酸酯的nurate-改性的聚异氰酸酯的混合物(三聚物：三官能，五聚物：四官能)，以及聚合MDI。此外，也可以使用具有三官能性或更高官能性的聚异氰酸酯和一般双官能性的异氰酸酯化合物的混合物。双官能异氰酸酯化合物的示例有2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、对亚苯基二异氰酸酯(PPDI)、1，5-亚萘基二异氰酸酯(NDI)，以及3，3-二甲基二苯基-4，4′-二异氰酸酯(TODI)，在两端具有这些异氰酸酯的诸如预聚合物之类的改性产物，以及它们的多聚体。
在本发明中可使用的炭黑是没有限制的，例如，可以使用导电炭黑、碳石墨、碳纳米管，等等。
本发明的导电辊在导电弹性层的表面上有整体提供的表面处理层。此表面处理层通过用主要包含溶于有机溶剂的异氰酸酯化合物的表面处理溶液注入导电弹性层的表面，并使注入的溶液固化而形成。如此，整体形成表面处理层，以便从表面向内部变得逐渐稀疏。因此，可以提供一种导电辊，优选情况下，该导电辊作为充电构件，该构件甚至在接触的情况下也不会污染有机光电导体，在电特性方面对环境的依赖程度最低，且调色剂成分的成膜阻力(filming resistance)方面极好。
表面处理溶液可以是包含异氰酸酯化合物作为主要成分的溶液，并可以包括导电性提供剂以及从丙烯酸系氟类聚合物和丙烯酸系硅类聚合物中选择的至少一个聚合物中的至少之一。
作为异氰酸酯化合物，可以有2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、对亚苯基二异氰酸酯(PPDI)、1，5-亚萘基二异氰酸酯(NDI)，以及3，3-二甲基二苯基-4，4′-二异氰酸酯(TODI)，以及如前所述的多聚体和改性产物。
丙烯酸系氟类聚合物和丙烯酸系硅类聚合物是可溶于预定的溶剂的，并可以通过化学方式与异氰酸酯化合物反应时与异氰酸酯化合物结合。丙烯酸系氟类聚合物可以是，例如，具有羟基、烷基或羧基的基于可以溶解于溶剂的氟的聚合物，其示例有丙烯酸酯和丙烯酸氟烷基酯的成块共聚物，以及其衍生物。丙烯酸系硅类聚合物是基于可以溶解于溶剂的硅树脂的聚合物，其示例有丙烯酸酯和硅氧烷丙烯酸盐的成块共聚物，以及其衍生物。
如果在根据本发明的表面处理过程中在表面处理溶液中单独使用这样的聚合物或作为两种或更多种聚合物的混合物，则表面处理溶液中的聚合物优选情况下按重量计为基于异氰酸酯成分的2到3.0％。如果聚合物含量较低，则将炭黑保持在表面处理层中的效果就会降低。如果聚合物含量太高，则异氰酸酯成分的量就会相对降低，有效的表面处理层就不会形成。
在表面处理溶液中，使用炭黑作为导电剂。炭黑的类型没有限制，可以使用KETJENBLACK(Lion Corp.)和TOKABLACK #5500(TOKAI CARBON)等。表面处理溶液中的炭黑优选情况下按重量计为基于异氰酸酯成分的10到40％。如果碳含量按重量计小于10％，则不会显示出有效的导电特征。如果碳含量太高，则会发生诸如剥落之类的不希望发生的问题。
表面处理溶液进一步包含一种溶剂，该溶剂溶解上文所提及的丙烯酸系氟类聚合物或丙烯酸系硅类聚合物，以及异氰酸酯化合物。该溶剂没有限制，可以使用诸如乙酸乙酯、甲基乙基酮(MEK)或甲苯之类的有机溶剂。
对细微的碳末的分散状态的观察得到下列发现：在分散状态稍差的情况下，细微碳末在本地聚集，结果，存在无碳的橡胶区域。存在还是不存在这样的不含碳的橡胶区域对导电性的值的影响很小。然而，在阻抗的容抗分量中发生变化。
也就是说，当施加频率为1Hz的0.2V的交流电压时，从阻抗Z(Ω)计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)之间的关系满足25≥Zr/Zc≥5，优选情况下，为25≥Zr/Zc≥10。本发明的导电辊可以是一层结构或两层结构，如果它具有这样的导电橡胶弹性层。即使它在表面上具有保护层或高电阻层以便防止污染或防止泄漏，当施加频率为1Hz的0.2V的交流电压时，如果保护层或高电阻层下面的橡胶弹性层满足上文所描述的条件，则从阻抗Z(Ω)计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)之间的关系满足25≥Zr/Zc≥5。如果橡胶弹性层包括聚氨酯，且在橡胶弹性层的表面上提供用包含异氰酸酯的表面处理溶液进行表面处理形成的表面处理层，不言而喻，没有表面处理层的橡胶弹性层满足如前所述的条件。然而，在其上提供了表面处理层的橡胶弹性层本身优选情况下是这样的：以便当施加频率为1Hz的0.2V的交流电压时，从阻抗Z(Ω)计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)之间的关系满足25≥Zr/Zc≥5。
根据本发明，通过抑制由于在氨基甲酸乙酯反应的初始阶段氨基甲酸乙酯材料变浓而导致的气泡的截留，还通过在加热时炭黑重新聚合之前使氨基甲酸乙酯固化，可以提供对环境依赖程度最低并且其中的炭黑均匀地分布的导电辊。还可以提供生产导电辊的方法。
附图说明
为对本发明以及其优点有一个比较完整的理解，现在将参考下面结合附图进行的详细说明。
图1是根据本发明的示例1的导电辊的剖面图的放大照片。
图2是根据本发明的示例2的导电辊的剖面图的放大照片。
图3是根据本发明的示例3的导电辊的剖面图的放大照片。
图4是根据比较示例3的导电辊的剖面图的放大照片。
图5是根据比较示例4的导电辊的剖面图的放大照片。
图6是根据比较示例5的导电辊的剖面图的放大照片。
图7是显示了本发明的示例1的未经处理的产品的频率特性的视图。
图8是显示了本发明的示例2的未经处理的产品的频率特性的视图。
图9是显示了本发明的示例3的未经处理的产品的频率特性的视图。
图10是显示了比较示例2的未经处理的产品的频率特性的视图。
图11是显示了比较示例3的未经处理的产品的频率特性的视图。
图12是显示了比较示例4的未经处理的产品的频率特性的视图。
图13是显示了比较示例5的未经处理的产品的频率特性的视图。
具体实施方式
现在将基于下面提供的实施例详细描述本发明。这些实施例中的描述是说明性的，本发明的特点不仅限于下面的描述。
示例1
<生产辊的方法>
将按重量计3份的VULCAN XC(Cabot Corp.)作为导电剂添加到按重量计的100份的作为基于聚醚的多元醇的PP-2000(SANYO CHEMICAL INDUSTRIES)中，并分散，直到达到20μm或更小的粒子大小。将按重量计0.01份的NEOSTAN U-340(双异壬基-3-巯基丙酸二丁基锡，NITTO KASEI)(这是基于四价有机锡的催化剂，锡的含量按重量计为16.5％)作为固化催化剂添加到混合物中。将混合物的温度控制到80℃，然后，在降低的压力下消泡并脱水6小时，以获得A溶液。另外，将按重量计4份的二苯甲烷二异氰酸酯和按重量计12份的Colonate C-HX(Nippon Polyurethane Industry)添加到按重量计20份的SF8427(Dow Corning Toray Silicone)中并与之混合。使混合物在120℃的温度下反应15分钟，并将其温度控制到80℃，以获得B溶液。将A溶液和B溶液混合，并注入预先加热到120℃的且其中具有轴(Φ：8mm，长度：270mm)的模子中。在该模子中，在120℃的温度下将混合物加热60分钟以获得辊，该辊在除了轴的两端部分之外的轴表面上形成了导电聚氨酯层。将所产生的导电辊的表面抛光1.5mm，从而将辊的外径调整到20mm。
<表面处理溶液的制备>
将按重量计的50份的KF-6001(Shin-Etsu Chemical)和按重量计20份的MR400(Nippon Polyurethane Industry)混合在一起，并在120℃的温度下反应15分钟。然后，将反应混合物溶于按重量计180份的乙酸乙酯，利用球磨机将按重量计3份的乙炔黑(DENKI KAGAKU KOGYO)分散在溶液中并混合3小时，以配制表面处理溶液。此溶液的溶解物中的硅氧烷键合单元按重量计大约为60％。
<辊的表面处理>
将上述辊浸到保持在20℃的表面处理溶液中30秒钟，然后，放在保持在100℃的烤箱中加热10个小时，以形成表面处理层。然后，将具有表面处理层的辊作为示例1的导电辊。
示例2
<生产辊的方法>
将按重量计4份的TOKABLACK #5500(TOKAI CARBON)和按重量计3份的VULCAN XC(Cabot Corp.)作为三官能的基于聚醚的多元醇添加到按重量计100份的GP-3000(SANYOCHEMICAL INDUSTRIES)中并分散，直到达到20μm或更小的粒子大小。将按重量计0.01份的NEOSTAN U-340(dibutyltinbisisononyI-3-mercaptop ropionate，NITTO KASEI)(这是基于四价有机锡的催化剂，锡的含量按重量计为16.5％)作为固化催化剂添加到混合物中。将混合物的温度控制到80℃，然后，在降低的压力下消泡并脱水6小时，以获得C溶液。另外，将按重量计11份的Colonate C-HX(Nippon Polyurethane Industry)添加到按重量计25份的Prepolymer Adiprene L100(UNIROYAL)，并与之混合，并将混合物的温度控制到80℃，以获得D溶液。将C溶液和D溶液混合，并将其注入到预先加热到110℃的Φ23mm的铁管模子中，该铁管模子的中间具有轴(Φ：8mm，长度：270mm)，并插入了与模子的内壁表面密切接触的聚丙烯挤压管(外径23mm，厚度0.2mm)。在该模子中，在110℃的温度下将混合物加热120分钟，以获得辊，该辊在除轴的两端部分之外的轴表面上形成了导电聚氨酯层。将所产生的导电辊的表面抛光1.5mm，从而将辊的外径调整到20mm。
<表面处理溶液的制备>
利用球磨机将乙酸乙酯(按重量计100份)，按重量计3份的乙炔黑(DENKI KAGAKU KOGYO)，和按重量计2份的丙烯酸含氟聚合物(NOVAFUSSO，Dainipponshikizai的产品)分散并混合3个小时。然后，将按重量计20份的异氰酸酯化合物(MDI)添加到上述混合物中与之混合，并溶于该混合物中，以配制表面处理溶液。
<辊的表面处理>
将上述辊浸到保持在20℃的表面处理溶液中10秒钟，然后，放在保持在120℃的烤箱中加热1个小时，以形成表面处理层。然后，将具有表面处理层的辊作为示例2的导电辊。
示例3
以与示例2同样的方式生产比较示例3的导电辊，只是添加按重量计0.01份的U-360(dibutyltin bisisooctylthioglycollate，NITTOKASEI)(这是基于四价有机锡的化合物，锡的含量为18.7％)作为固化催化剂而不是添加NEOSTAN U-340。
比较示例1
以与示例1同样的方式生产比较示例1的导电辊，只是添加按重量计0.1份的高氯酸锂而不是添加VULCAN XC。
比较示例2
以与示例1同样的方式生产比较示例2的导电辊，只是添加按重量计0.01份的NEOSTAN U-100(二丁基二锡，NITTO KASEI)(这是基于四价有机锡的化合物，锡的含量为18.8％)作为固化催化剂而不是添加NEOSTAN U-340。
比较示例3
以与示例1同样的方式生产比较示例3的导电辊，只是添加按重量计0.01份的NEOSTAN U-28(辛酸锡，NITTO KASEI)(这是基于二价有机锡的化合物，锡的含量按重量计为28.5％)作为固化催化剂而不是添加NEOSTAN U-340。
比较示例4
以与示例2同样的方式生产比较示例4的导电辊，只是添加按重量计0.01份的NEOSTAN U-100(二丁基二锡，NITTO KASEI)(这是基于四价有机锡的化合物，锡的含量为18.8％)作为固化催化剂而不是添加NEOSTAN U-340。
比较示例5
以与示例2同样的方式生产比较示例5的导电辊，只是添加按重量计0.01份的U-600(bismuth tris(2-ethylhexanoate)：2-ethylhexanoic acid-55-58％：42-45％，NITTO KASEI)(这是基于有机铋的结构)作为固化催化剂而不是添加NEOSTAN U-340。
测试示例1：图像评价
上述示例和比较示例的每一个的导电辊都作为显影辊安装在市场上销售的打印机上。在LL环境(10℃，30％RH)、NN环境(25℃，50％RH)和HH环境(35℃，85％RH)中进行打印，并对所产生的打印产品进行图像评价。结果如表1所示。
表1
 
环境 示例1 示例2 示例3 比较示例1 比较示例2 比较示例3 比较示例4 比较示例5
LL ○ ○ ○ △不充分打印 × ×打印密度变化 △ ×
NN ○ ○ ○ ○ × △ △ ×
HH ○ ○ ○ ×模糊 × △ △ ×
o：满意的图像
△：稍微不能令人满意的图像
×不能令人满意的图像
如表1所示，示例1到3的导电辊对于环境的依赖程度最低。如此，使用这些导电辊作为显影辊制成的打印产品的图像在相应的环境中都获得了良好的评价。
另一方面，比较示例1的导电辊对于环境的依赖程度很高。如此，使用此导电辊作为显影辊制成的打印产品的图像在NN环境中获得了良好的评价，但是，在LL环境中由于打印不充分而获得了“稍微不能令人满意”的评价，在HH环境中由于模糊而获得了“不能令人满意”的评价。
在比较示例2的导电辊的情况下，初期反应速度很高，以至于形成的辊中截留了气泡。如此，使用此导电辊作为显影辊制成的打印产品的图像在所有环境中都获得了“不能令人满意”的评价。
对于比较示例3的导电辊，由于在配制A溶液的过程中的真空脱水步骤中催化剂的蒸发，催化剂(NEOSTAN U-2B)的量减小。随着催化剂量的减少，氨基甲酸乙酯反应的速度变得较慢，以致在氨基甲酸乙酯固化之前由于加热炭黑被聚合。结果，炭黑不均匀地分散。因此，使用此导电辊作为显影辊制成的打印产品的图像在LL环境中由于打印密度的变化而获得了“不能令人满意”的评价，在NN环境和HH环境中获得了“稍微不能令人满意”的评价。
利用聚丙烯挤压管制成比较示例4的导电辊。如此，如比较示例2中的气泡的截留没有发生。然而，在反应的进行过程中，在炭黑被聚氨酯固定之前，花了很长时间。如此，可能由于炭黑的重新聚合，在所有环境下都获得了“稍微不能令人满意”的评价。
对于比较示例5的导电辊，反应速率很慢，以至于发生了炭黑的重新聚合。如此，在所有环境中评价都是“不能令人满意”。
测试示例2：炭黑的分散评价
用显微镜观察示例1到3和比较示例2到5的导电辊的剖面，以评价炭黑在每一个显影辊的表面附近的分散度。结果如表2所示。图1到6显示了示例1到3和比较示例3到5的导电辊的剖面的放大照片。表2
如表2所示，示例1到3的导电辊获得了表示炭黑均匀分散的评价。具体来说，炭黑均匀地分散，如图1到3所示。
另一方面，比较示例2的导电辊涉及针孔的产生，获得了表示炭黑不均匀分散的评价。
比较示例3和4的导电辊获得了表示炭黑的分散稍微不均匀的评价。具体来说，炭黑没有均匀地分散，如图4和5所示。
此外，比较示例5的导电辊获得了表示炭黑的分散不均匀的评价。如图6所示，观察到了大量的由于炭黑的重新聚合而造成的具有碳漏失(carbon dropout)的橡胶区域(即，显示为黑色的区域)。
测试示例3：阻抗测量
通过使用阻抗分析器(Impedance Analyzer IM6e，BHA的产品)测量相应的示例和比较示例(比较示例1除外)的导电辊(这些导电辊将被称为经过处理的产品)，以及在表面处理之前的对应的导电辊(这些导电辊将被称为未经处理的产品)的阻抗特征。测量是这样进行的：在N/N环境中(25℃，50％RH)于辊的两端施加500g的负荷的情况下施加0.2V的电压，在1Hz的交流频率下，从阻抗Z求出电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)之间的比率Zr/Zc。结果如表3所示。图7到13显示了示例1到3和比较示例2到5的频率特性。
表3
上述结果显示了示例1到3的未经处理的产品的Zr/Zc在5到25的范围内，演示了碳的令人满意的分散状态。在比较示例2中，可能由于针孔，Zr/Zc小于5。在比较示例3中，碳由于发热而聚合，结构会大大地发展，如此产生小于5的Zr/Zc。在比较示例4中，可能由于碳的重新聚合，Zr/Zc超过25，说明了分散状态稍差。在比较示例5中，可能由于碳的进一步的重新聚合，Zr/Zc明显超过25，说明了分散状态稍差。对经过表面处理的经处理的产品的表面处理层进行抛光，同样也对阻抗进行测量。确认Zr/Zc的值可与未经处理的产品的Zr/Zc的值相比。
虽然详细描述了本发明的优选实施例，但是应该理解，在不偏离如所附的权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种更改、替换和变更。

Claims (12)

1、一种在具有光电导体的图像形成设备中使用的导电辊，其在芯杆的外周边具有一个导电弹性层，所述导电弹性层被炭黑赋予导电性，
其中，所述导电弹性层是通过使主要包括基于聚醚的多元醇的多元醇与二异氰酸酯在利用含锡量按重量计为18.7％或稍少的基于四价有机锡的化合物作为催化剂的情况下进行反应而制成。
2、根据权利要求1所述的导电辊，其中，所述基于有机锡的化合物的重量是基于所述多元醇按重量计为0.001到0.05％。
3、根据权利要求1所述的导电辊，其中，所述基于有机锡的化合物是锡原子的附近结合了硫原子的化合物。
4、根据权利要求1所述的导电辊，其中，在所述导电弹性层的表面包括表面处理层，所述表面处理层通过用包含异氰酸酯成分的表面处理溶液来进行表面处理而形成。
5、根据权利要求4所述的导电辊，其中，所述表面处理溶液进一步包含以下成分中的至少一个：
炭黑；以及
从包括丙烯酸系氟类聚合物和丙烯酸系硅类聚合物的组中选择的至少一个聚合物。
6、根据权利要求1所述的导电辊，其中，当向所述导电弹性层施加频率为1Hz的0.2V的交流电压时，从阻抗Z(Ω)计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)之间的关系满足下列公式：
25≥Zr/Zc≥5
7、一种用于生产在具有光电导体的图像形成设备中使用的导电辊的方法，该导电辊在芯杆的外周边具有一个导电弹性层，所述导电弹性层被炭黑赋予导电性，该方法包括：
使主要包括基于聚醚的多元醇的多元醇在存在含锡量按重量计为18.7％或稍少的基于四价有机锡的化合物的情况下与二异氰酸酯进行反应，以制成所述导电弹性层。
8、根据权利要求7所述的生产导电辊的方法，其中，所述基于有机锡的化合物的催化量是基于所述多元醇按重量计为0.001到0.05％。
9、根据权利要求7所述的生产导电辊的方法，其中，所述基于有机锡的化合物是锡原子的附近结合了硫原子的化合物。
10、根据权利要求7所述的生产导电辊的方法，进一步包括通过用包含异氰酸酯成分的表面处理溶液来进行表面处理而在所述导电弹性层的表面形成表面处理层的步骤。
11、根据权利要求10所述的生产导电辊的方法，其中，所述表面处理溶液进一步包含以下成分中的至少一个：
炭黑；以及
从包括丙烯酸系氟类聚合物和丙烯酸系硅类聚合物的组中选择的至少一个聚合物。
12、根据权利要求7所述的生产导电辊的方法，其中，当向所述导电弹性层施加频率为1Hz的0.2V的交流电压时，从阻抗Z(Ω)计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)之间的关系满足下列公式：
25≥Zr/Zc≥5。
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