CN101182860A - 导电性辊以及具备其的图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

导电性辊具备:轴部件、配置于该轴部件的半径方向外侧的弹性层、和配置于该弹性层的半径方向外侧的至少一层树脂覆盖层,至少与前述弹性层相邻的树脂覆盖层由紫外线固化树脂组成,该紫外线固化树脂通过紫外线照射使包含(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物、(B)(甲基)丙烯酸酯单体以及(C)光聚合引发剂的树脂覆盖层用涂料固化而成,且断裂伸长为80%以上。

Description

导电性辊以及具备其的图像形成装置
技术领域
本发明涉及具有弹性层和树脂覆盖层的导电性辊以及具备该导电性辊的图像形成装置,特别是涉及改善了耐久性的导电性辊以及具备该导电性辊、并可形成良好的图像的图像形成装置。
背景技术
通常,在复印机、传真机、激光束打印机(LBP)等电子照相方式的图像形成装置中,作为显影辊、带电辊、调色剂供应辊、转印辊、给纸辊、清洁辊、定影用加压辊等,多使用辊形状的导电性弹性部件、即导电性辊,该导电性辊通常具备:以长度方向两端部被可旋转支承的方式安装的轴部件、设置于该轴部件的半径方向外侧的一层以上弹性层。此外,该导电性辊为了提高该辊的硬度、控制对调色剂的带电性或附着性、防止弹性层使感光鼓污染等,在上述弹性层的表面还具备树脂覆盖层。
上述导电性辊的轴部件中除了使用铁、不锈钢等金属以外,还使用工程塑料等各种树脂。此外,上述导电性辊的弹性层中使用硅橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、表氯醇橡胶(ECO)、聚氨酯等弹性体,该弹性层通过将弹性体原料注入具有所期望的空腔形状的模具中,并加热固化,从而制得。进而,上述树脂覆盖层通过将由轴部件和弹性层所组成的辊主体浸于含树脂的溶剂系或水系的涂布液中,或者将该涂布液喷涂于辊主体,然后用热或热风干燥固化来形成。这里,树脂覆盖层的形成需要长时间干燥,因此其批量生产需要长的干燥流水线,此外,树脂覆盖层其用途要求具有微妙的导电性和表面状态,但由于干燥流水线内的温度分布和风量等的不均对树脂覆盖层的性能大大产生影响,因而存在品质上的问题。
相对于此,作为不需要长的干燥流水线而形成稳定的品质的树脂覆盖层的方法,提出了如下技术:在辊的弹性层的表面涂布紫外线固化性的树脂涂料,并使该树脂涂料固化,以在弹性层的表面形成由紫外线固化树脂组成的树脂覆盖层(参照日本特开2002-310136号公报)。
但是,将紫外线固化性的树脂涂料紫外线固化而形成的树脂覆盖层,其通常硬度高、不具有充分的伸长特性。为此,将具有该树脂覆盖层的导电性辊用于图像形成装置时,树脂覆盖层在使用中削减、容易产生图像不良。特别是导电性辊的弹性层由发泡体(泡沫)组成时,显著出现树脂覆盖层的削减,在耐久性上存在问题。
发明内容
于是,本发明的目的在于提供一种导电性辊,其在制造工序中不需要长的干燥流水线,具有品质稳定的树脂覆盖层,而且改善了耐久性。此外,本发明的其它目的在于提供使用该导电性辊而可以稳定地形成良好的图像的图像形成装置。
本发明人为了实现上述目的而进行了深入的研究,结果发现,对于在弹性层的表面配置了树脂覆盖层的导电性辊,通过在该树脂覆盖层中使用通过紫外线照射使包含(甲基)丙烯酸酯低聚物、(甲基)丙烯酸酯单体以及光聚合引发剂的涂料组合物固化而成的紫外线固化树脂,可得到树脂覆盖层的伸长特性良好且具有优异的耐久性的导电性辊,从而完成了本发明。
即,本发明的导电性辊具备:轴部件、配置于该轴部件的半径方向外侧的弹性层、和配置于该弹性层的半径方向外侧的至少一层树脂覆盖层,其特征在于,
至少与所述弹性层相邻的树脂覆盖层由紫外线固化树脂组成,该紫外线固化树脂通过紫外线照射使包含(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物、(B)(甲基)丙烯酸酯单体以及(C)光聚合引发剂的树脂覆盖层用涂料固化而成,且断裂伸长为80%以上。
对于本发明的导电性辊而言,为了显现优异的耐久性,优选前述紫外线固化树脂在80%以上的断裂伸长的基础上具有280MPa以下的弹性模量。
对于本发明的导电性辊的适合例子而言,前述树脂覆盖层具有40℃以上的玻璃化转变温度且0.5以下的摩擦系数。此时,导电性辊的打印耐久性进一步提高。
对于本发明的导电性辊而言,所述(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物优选重均分子量为4500以上。
对于本发明的导电性辊的适合例子而言,所述(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物为尿烷系(甲基)丙烯酸酯低聚物。
对于本发明的导电性辊的其它适合例子而言,所述(B)(甲基)丙烯酸酯单体为选自丙烯酰吗啉、甲基丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸异冰片酯以及丙烯酸苯氧乙酯所组成的组中的至少一种。
对于本发明的导电性辊而言,所述(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物与所述(B)(甲基)丙烯酸酯单体的总计中的(B)(甲基)丙烯酸酯单体的含有率为10~60质量%的范围。
对于本发明的导电性辊的适合例子而言,所述树脂覆盖层包含微粒。此时,可得到导电性辊的表面改性效果,可充分改善打印耐久性。
对于本发明的导电性辊的其它适合例子而言,所述树脂覆盖层包含选自含氟树脂和化合物、以及含硅树脂和化合物所组成的组中的至少一种。此时,树脂覆盖层的摩擦力降低,可充分改善导电性辊的打印耐久性。这里,该含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物可以为紫外线固化性,也可为非紫外线固化性。
本发明的导电性辊作为显影辊是特别适合的。
此外,本发明的图像形成装置的特征在于,使用了上述导电性辊。
根据本发明,对于在弹性层的表面配置树脂覆盖层的导电性辊,通过在树脂覆盖层中使用紫外线固化树脂,该紫外线固化树脂通过紫外线照射使包含(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物、(B)(甲基)丙烯酸酯单体以及(C)光聚合引发剂的涂料混合物固化而成,且断裂伸长为80%以上,由此可提供对该覆盖层的削减的耐久性得到改善的导电性辊。另外,所述(B)(甲基)丙烯酸酯单体优选官能团数为1且具有大体积的取代基或极性基的(B)(甲基)丙烯酸酯单体。进而,通过用于树脂覆盖层的紫外线固化树脂的弹性模量为280MPa,耐久性进一步提高。由此,可提供具备该导电性辊并可稳定地形成良好的图像的图像形成装置。
附图说明
图1为本发明的导电性辊的一个例子的截面图。
图2为本发明的图像形成装置的一个例子的部分截面图。
具体实施方式
<导电性辊>
以下,参照附图对本发明的导电性辊进行详细说明。图1为本发明的导电性辊的一个例子的截面图。图示例的导电性辊1具备:轴部件2、配置于该轴部件2的半径方向外侧的弹性层3、以及配置于该弹性层3的半径方向外侧的树脂覆盖层4。另外,图1所示的导电性辊1只具有一层树脂覆盖层4,但本发明的导电性辊可以具有二层以上树脂覆盖层。
本发明的导电性辊的特征在于,至少与弹性层3相邻的树脂覆盖层4由紫外线固化树脂组成,该紫外线固化树脂通过紫外线照射使包含(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物、(B)(甲基)丙烯酸酯单体以及(C)光聚合引发剂的树脂覆盖层用涂料固化而成,且断裂伸长为80%以上。这里,(B)(甲基)丙烯酸酯单体的官能团数为1且具有大体积取代基或极性基时,除了降低上述树脂覆盖层用涂料的粘度以外,可对紫外线固化树脂赋予适度的强韧性和伸长特性。此外,对于本发明的导电性辊而言,由于紫外线固化树脂的断裂伸长为80%以上,因而可解决树脂覆盖层的削减等涉及辊的耐久性的问题。另外,与弹性层相邻的树脂覆盖层以外的层具有80%以上的断裂伸长时,也呈现所期望的效果。
对于本发明的导电性辊而言,通过与弹性层3相邻的树脂覆盖层4的断裂伸长为80%以上、而且弹性模量为280MPa以下,从而可进一步提高耐久性。导电性辊在打印时与感光体等部件直接接触,边适当地夹住边旋转。其结果,应力集中在作为最外层的树脂覆盖层4中。树脂覆盖层4的弹性模量越大,该应力越强。为此,通过使弹性模量为280MPa以下,可防止应力集中到树脂覆盖层4。由此,可进一步解决树脂覆盖层的削减等涉及辊的耐久性的问题。将弹性模量低的树脂覆盖层作为表层时,效果尤为明显。
此外,本发明的导电性辊中的树脂覆盖层,通过其玻璃化转变温度(Tg)为40℃以上且摩擦系数为0.5以下,从而进一步提高该覆盖层的物性。
对于使用导电性辊的图像形成装置而言,随着持续使用,作为导电性辊最外层的树脂覆盖层的表面和调色剂发生变质,导电性辊对调色剂的带电性、调色剂输送性降低,结果,打印耐久性降低。这里,本发明人对打印耐久性的降低进行了详细研究,结果发现树脂覆盖层的摩擦系数的大小是一个原因。从该观点出发,认为导电性辊需要对树脂覆盖层的摩擦系数进行最优化。于是,本发明的导电性辊通过使树脂覆盖层的摩擦系数比现有的导电性辊的树脂覆盖层低且为0.5以下,可进一步提高打印耐久性。树脂覆盖层的摩擦系数超过0.5时,由于强的摩擦力在与调色剂或其它相邻部件等的接触部起作用,因而导电性辊的打印耐久性大大降低。因此,从在与调色剂或其它相邻部件等的接触部起作用的摩擦力的平衡方面出发,树脂覆盖层的摩擦系数优选为0.25~0.5的范围。这里,树脂覆盖层的摩擦系数为如下的值:将导电性辊水平固定,通过贴有被用于密封调色剂的毡的摩擦仪来测定的静止摩擦系数的3点的平均值。另外,作为该摩擦仪,使用新东科学(株)制造的HEIDONTRIBOGEAR MUSE型号941。此外,对于该树脂覆盖层的摩擦系数而言,具体如后述,除了树脂覆盖层的玻璃化转变温度以外,可通过适当选择树脂覆盖层所含的成分、组成等来调整。
进而,本发明的导电性辊优选树脂覆盖层的摩擦系数为0.5以下且玻璃化转变温度(Tg)为40℃以上。作为如上述那样将导电性辊的树脂覆盖层的摩擦系数控制为低值的方法,如下的方法是有效的:含有导入了氟、硅等作为官能团的表面能量低的树脂和/或化合物,或者提高树脂覆盖层的玻璃化转变温度(Tg)。而且,树脂覆盖层的物性以玻璃化转变温度(Tg)为界大大变化,例如,树脂覆盖层的温度超过玻璃化转变温度(Tg)时,其弹性模量急剧下降。为此,对于使用了本发明的导电性辊的图像形成装置而言,树脂覆盖层的玻璃化转变温度(Tg)必须比印刷时的使用温度高,要求为40℃以上,优选为40℃~90℃的范围。另外,该树脂覆盖层的玻璃化转变温度(Tg)可通过适当选择树脂覆盖层所含的成分、组成等来调整,例如,使形成树脂覆盖层所使用的低聚物的分子量降低时,玻璃化转变温度(Tg)变高。
作为本发明的导电性辊的轴部件,只要具有良好的导电性则没有特别限制,例如,可以使用例如铁、不锈钢、铝等金属制的实心体形成的金属芯、将内部打穿成中空的金属制圆筒体等金属制轴、或者良导电性的塑料制轴等。
本发明的导电性辊的弹性层由弹性体形成,可以视需要包含导电剂等其它成分。作为该弹性层中所使用的弹性体,可以列举出聚氨酯、硅橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、天然橡胶(NR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、异戊二烯橡胶(IR)、聚降冰片烯橡胶、丁基橡胶(IIR)、氯丁橡胶(CR)、丙烯酸酯橡胶、表氯醇橡胶(ECO)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)以及它们的混合物等,这些当中,优选聚氨酯。上述弹性层中,上述弹性体可以以非发泡体的形式使用,也可以以发泡体的形式使用。
作为可用于上述弹性层的导电剂,可以列举出电子导电剂、离子导电剂等。作为电子导电剂,可以列举出科琴黑、乙炔黑等导电性炭,SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等橡胶用炭黑,实施了氧化处理等的彩色用炭黑、热解炭黑、天然石墨、人造石墨、锑掺杂氧化锡、ITO、氧化锡、氧化钛、氧化锌等金属氧化物,镍、铜、银、锗等金属,聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔等导电性聚合物,炭晶须、石墨晶须、炭化钛晶须、导电性钛酸钾晶须、导电性钛酸钡晶须、导电性氧化钛晶须、导电性氧化锌晶须等导电性晶须等。相对于100质量份上述弹性体,上述电子导电剂的配合量优选为1~50质量份的范围,更优选为5~40质量份的范围。
另外,作为离子导电剂,可以列举出四乙铵、四丁铵、十二烷基三甲基铵、六癸基三甲基铵、苯甲基三甲基铵、改性脂肪酸二甲基乙基铵等的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氢氟硼酸盐、硫酸盐、乙基硫酸盐、羧酸盐、磺酸盐等铵盐;锂、钠、钾、钙、镁等碱金属、碱土金属的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氢氟硼酸盐、硫酸盐、三氟甲基硫酸盐、磺酸盐等。相对于100质量份上述弹性体,上述离子导电剂的配合量优选为0.01~10质量份的范围,更优选为0.05~5质量份的范围。上述导电剂可以单独使用1种,也可以将2种以上混合使用,也可以组合使用电子导电剂和离子导电剂。
上述弹性层通过混合上述导电剂,其电阻值优选为103~1010Ωcm,更优选为104~108Ωcm。当弹性层的电阻值小于103Ωcm时,电荷会泄漏到感光鼓等中,有时会由于电压而导致导电性辊自身被破坏,如果超过1010Ωcm,就容易产生灰雾现象。
为了根据需要将上述弹性体制成橡胶状物质,上述弹性层可以包含有机过氧化物等交联剂、硫等硫化剂,还可以包含硫化助剂、硫化促进剂、硫化促进助剂、硫化延缓剂等。另外,上述弹性层可以进一步包含填充剂、塑解剂、发泡剂、增塑剂、软化剂、增粘剂、抗粘连剂、分离剂、脱模剂、增量剂、着色剂等橡胶用混合剂。
本发明的导电性辊的弹性层优选由对聚氨酯原料机械搅拌发泡而得到的发泡聚氨酯、即机械发泡法发泡成形的聚氨酯组成。该发泡聚氨酯不使用发泡剂而通过将聚氨酯原料机械搅拌使气泡混入的方法来制造。这里,作为聚氨酯原料,可列举多元醇和多异氰酸酯、或者由多元醇和多异氰酸酯合成的聚氨酯预聚物和链延长剂,可在该聚氨酯原料中进一步添加催化剂、整泡剂以及上述导电剂等。此外,上述发泡聚氨酯中的气泡主要为独立气泡,其发泡倍率和密度可通过空气的进入方式来适当调整。
作为可用作上述发泡聚氨酯原料的多元醇,可列举聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚四亚甲基二醇、聚丁二烯多元醇、环氧丙烷(PO)改性聚丁二烯多元醇以及聚异戊二烯多元醇等。另外,上述聚酯多元醇,可通过例如乙二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、丙二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷等多元醇与己二酸、戊二酸、琥珀酸、癸二酸、庚二酸、辛二酸等多元羧酸反应得到,此外,上述聚醚多元醇可通过例如对乙二醇、丙二醇、甘油等多元醇加成环氧乙烷、环氧丙烷等环氧烷而得到。
作为可用作上述发泡聚氨酯原料的多异氰酸酯,可使用甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、粗制二苯基甲烷二异氰酸酯(天然MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、这些的异氰脲酸酯改性物、碳二亚胺改性物、二醇改性物等。这些多异氰酸酯的使用量优选在该多异氰酸酯的异氰酸酯基(NCO)与上述多元醇的羟基(OH)之比(NCO/OH)为95/100~110/100的范围内适当选择。
可通过一次注入法使上述多异氰酸酯与上述多元醇反应,也可以预先使其与上述多元醇反应制成聚氨酯预聚物后,在催化剂的存在下,使其与链延长剂等反应。另外,所合成的聚氨酯预聚物的NCO基含有率优选为3~30质量%的范围,更优选为5~15质量%的范围,优选适当选择聚氨酯预聚物的合成中的多异氰酸酯和多元醇的使用量,以使聚氨酯预聚物的NCO基含有率在上述范围内。此外,上述链延长剂为连结上述聚氨酯预聚物之间的化合物,具体地说,可列举乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇、三羟甲基丙烷、聚醚多元醇、聚四亚甲基二醇、聚丁二烯多元醇以及聚异戊二烯多元醇等。优选适当选择这些链延长剂的使用量,以使上述聚氨酯预聚物的异氰酸酯基(NCO)与链延长剂的羟基(OH)之比(NCO/OH)在95/100~110/100的范围内。
可用于上述发泡聚氨酯原料的催化剂为用于尿烷化反应的催化剂,具体地说,二月桂酸二丁锡、二醋酸二丁锡、二丁基锡硫代羧酸酯、二丁基锡二马来酸酯、二辛基锡硫代羧酸酯、辛烯酸锡等有机锡化合物;辛烯酸铅等有机铅化合物;三乙胺、二甲基环己基胺等一元胺类;四甲基乙二胺、四甲基丙二胺、四甲基己二胺等二胺类;五甲基二乙三胺、五甲基二丙三胺、四甲基胍等三胺类;三乙二胺、二甲基哌嗪、甲基乙基哌嗪、甲基吗啉、二甲基氨基乙基吗啉、二甲基咪唑等环状胺类;二甲基氨基乙醇、二甲基氨基乙氧基乙醇、三甲基氨基乙基乙醇胺、甲基羟乙基哌嗪、羟乙基吗啉等醇胺类;双(二甲基氨基乙基)醚、乙二醇双(二甲基)氨基丙醚等醚胺类等。这些催化剂当中,优选有机锡化合物。这些催化剂可单独使用一种,也可组合两种以上使用。相对于100质量份上述多元醇或聚氨酯预聚物,上述催化剂的使用量优选为0.001~2.0质量份的范围。
作为可用于上述发泡聚氨酯原料的整泡剂,可列举聚醚改性硅油等硅酮系整泡剂,除此以外,还有离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂等。相对于100质量份上述多元醇或聚氨酯预聚物,该整泡剂的使用量优选为0.5~5.0质量份的范围。
通过将上述弹性体原料、优选为由机械搅拌而使其发泡的聚氨酯原料注入到预先配置有轴部件2的圆筒状模具中,并使其反应固化,可得到在轴部件2的半径方向外侧具有弹性层3的辊主体。
本发明的导电性辊为了提高该辊的硬度、或者控制对调色剂的带电性或附着性、或者降低与感光鼓和层化刮板等的摩擦力、或者防止弹性层对感光鼓等的污染,在上述弹性层的半径方向外侧具备至少一层树脂覆盖层。而且,该树脂覆盖层当中的至少与弹性层相邻的层由紫外线固化树脂组成,该紫外线固化树脂通过紫外线照射使包含(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物、(B)(甲基)丙烯酸酯单体以及(C)光聚合引发剂的树脂覆盖层用涂料固化而得到。另外,对于本发明的导电性辊而言,至少与弹性层相邻的树脂覆盖层由该紫外线固化树脂形成即可,导电性辊具有二层以上树脂覆盖层时,其它树脂覆盖层并不限于此。
上述树脂覆盖层用涂料所使用的(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物为具有1个以上丙烯酰氧基(CH2=CHCOO-)或者甲基丙烯酰氧基(CH2=C(CH3)COO-)的低聚物。该(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物的官能团数并没有特别限制。该(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物可列举尿烷系(甲基)丙烯酸酯低聚物、环氧系(甲基)丙烯酸酯低聚物、醚系(甲基)丙烯酸酯低聚物、酯系(甲基)丙烯酸酯低聚物、聚碳酸酯系(甲基)丙烯酸酯低聚物、氟系(甲基)丙烯酸酯低聚物、硅酮系(甲基)丙烯酸酯低聚物等,这些当中,优选尿烷系(甲基)丙烯酸酯低聚物。上述(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物可通过如下合成:将聚乙二醇、聚氧丙二醇、聚四亚甲基醚二醇、双酚A型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、多元醇与ε-己内酯的加成物等与(甲基)丙烯酸反应,或者将多异氰酸酯化合物与具有羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物尿烷化。
上述尿烷系(甲基)丙烯酸酯低聚物可通过将多元醇、多异氰酸酯化合物与具有羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物尿烷化而得到。此外,作为上述环氧系(甲基)丙烯酸酯低聚物,优选为具有缩水甘油基的化合物与(甲基)丙烯酸的反应产物,更优选为具有苯环、萘环、螺环、二环戊二烯、三环癸烷等环状结构且具有缩水甘油基的化合物与(甲基)丙烯酸的反应产物。进而,上述醚系(甲基)丙烯酸酯低聚物、酯系(甲基)丙烯酸酯低聚物以及聚碳酸酯系(甲基)丙烯酸酯低聚物通过将各自对应的多元醇(聚醚多元醇、聚酯多元醇以及聚碳酸酯多元醇)与(甲基)丙烯酸反应而得到。
上述(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物的分子量没有特别限制,优选重均分子量为4500以上、更优选为6000以上,并且优选该重均分子量为40000以下。这里,该重均分子量为4500以上时,可对树脂覆盖层赋予伸长特性,辊的耐久性被改善。另一方面,重均分子量超过40000时,树脂覆盖层的粘合性降低,操作性降低。
用于上述树脂覆盖层用涂料中的(B)(甲基)丙烯酸酯单体是官能团数为1的单体,通过紫外线照射而固化,而且可对紫外线固化树脂赋予伸长特性。这里,官能团是指丙烯酰氧基(CH2=CHCOO-)或者甲基丙烯酰氧基(CH2=C(CH3)COO-)。如果(B)(甲基)丙烯酸酯单体的官能团数为2以上,则树脂覆盖层的伸长受损,使辊的耐久性恶化。
上述(B)(甲基)丙烯酸酯单体优选除了具有丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基以外,还具有大体积的取代基或极性基。通过(B)(甲基)丙烯酸酯单体具有大体积的取代基或极性基,聚合后的高分子链立体上体积变大,或者高分子链内的极性基相互作用变强,结果高分子的结晶性降低。通常,由于非晶性高分子存在伸长特性比结晶性高分子良好的倾向,因而,可认为上述(B)(甲基)丙烯酸酯单体对赋予伸长特性是有效的。这里,作为大体积的取代基,可列举出具有环状结构或支链状结构的取代基,优选具有环状结构的取代基。作为该环状结构,可为单环式或多环式的任意一种,优选为形成了环的运动受限的坚固的环状结构的物质,更优选为与环状共轭的结构、由三个以上环形成的多环系的交联环式结构等。另外,环状结构可为环式烃,也可为杂环。此外,作为与环状共轭的结构,优选为苯环、萘环、吡啶环等,另一方面,作为由三个以上环形成的多环系的交联环式结构,优选为双环[2.2.1]庚烷环、双环[2.2.1]庚烯环、三环[3.3.1.13,7]癸烷环、三环[5.2.1.02,6]癸烷环等。因此,作为大体积的取代基,具体地说可列举苯氧乙基、异冰片基、降冰片基、降冰片烯基、金刚烷基、三环[5.2.1.02,6]癸基等,这些当中,优选苯氧乙基和异冰片基。另一方面,作为上述极性基,优选包含氮或氧的极性基,进一步优选为氨基、亚氨基、氰基、铵基、酰亚胺基、酰胺基、1,2-亚肼基、偶氮基、重氮基、含氮杂环基、含氧杂环基等,进一步优选为氨基、含氮杂环基以及含氧杂环基。另外,含氮或氧的极性基可进一步包含其它杂原子。这里,作为氨基,优选二烷基氨基、二芳基氨基等。作为二烷基氨基,更优选具有碳原子数1~10的烷基的二烷基氨基,进一步优选二乙氨基、二甲氨基等。另一方面,作为二芳基氨基,更优选显示芳香属性的环的碳原子数为6~10的无取代或具有取代芳基的二芳基氨基,进一步优选二苯基氨基等。此外,作为含氮杂环基,具体地说可列举吗啉基等,作为含氧杂环基,具体地说可列举四氢呋喃基等。
由以上可知,作为上述(B)(甲基)丙烯酸酯单体,具体地说可适当列举丙烯酰吗啉、甲基丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸苯氧乙酯等。另外,(B)(甲基)丙烯酸酯单体可单独使用一种,也可组合二种以上使用。
对于本发明的导电性辊而言,上述树脂覆盖层用涂料可含有上述(B)(甲基)丙烯酸酯单体以外的(D)(甲基)丙烯酸酯单体作为反应性稀释剂。该(D)(甲基)丙烯酸酯单体为具有1个以上丙烯酰氧基(CH2=CHCOO-)或者甲基丙烯酰氧基(CH2=C(CH3)COO-)的单体,可作为树脂覆盖层用涂料中的反应性稀释剂起作用,即,通过紫外线照射而固化,并且可使树脂覆盖层用涂料的粘度降低。该(D)(甲基)丙烯酸酯单体优选官能团数为1.0~10,更优选为1.0~3.5。此外,该(D)(甲基)丙烯酸酯单体的分子量优选为100~2000,更优选为100~1000。
作为上述(D)(甲基)丙烯酸酯单体,可列举,2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异肉豆蔻酯、丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸丁氧乙酯、丙烯酸乙氧基二乙二醇酯、丙烯酸甲氧基二丙二醇酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、三丙烯酸季戊四醇酯等,这些当中,优选为2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯。这些(D)(甲基)丙烯酸酯单体可以单独使用一种,也可以组合2种以上使用。
对于上述树脂覆盖层用涂料而言,(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物、(B)(甲基)丙烯酸酯单体以及可任意含有的(D)(甲基)丙烯酸酯单体的总计中所占的(B)(甲基)丙烯酸酯单体的比例优选为10~60质量%的范围。上述(B)(甲基)丙烯酸酯单体的含有率不足10质量%时,紫外线固化膜中有粘性感,因此,有可能产生摩擦带来的磨耗,另一方面,超过60质量%时,紫外线固化膜中容易残留未反应的单体,未固化成分的渗出成为问题。
上述树脂覆盖层用涂料所使用的(C)光聚合引发剂具有通过照射紫外线而引发上述的(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物、(B)(甲基)丙烯酸酯单体以及(D)(甲基)丙烯酸酯单体的聚合的作用。作为该(C)光聚合引发剂,可以列举出4-二甲基氨基安息香酸、4-二甲基氨基安息香酸酯、2,2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯、乙酰苯二乙基缩酮、烷氧基乙酰苯、苯偶酰二甲缩酮、二苯甲酮以及3,3-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、4,4-二甲氧基二苯甲酮、4,4-二氨基二苯甲酮等二苯甲酮衍生物,苯甲酰基安息香酸烷基酯、双(4-二烷基氨基苯基)酮、苯偶酰和苯偶酰甲基缩酮等苯偶酰衍生物,苯偶姻以及苯偶姻异丁基醚等苯偶姻衍生物,苯偶姻异丙基醚、2-羟基-2-甲基-苯丙酮、1-羟基环己基苯基酮、呫吨酮、噻吨酮以及噻吨酮衍生物、芴、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉丙烷-1-酮、2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(吗啉苯基)-1-丁酮等。这些光聚合引发剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。相对于100质量份上述低聚物和单体的总量,上述树脂覆盖层用涂料中的(C)光聚合引发剂的配合量优选为0.2~5.0质量份的范围。(C)光聚合引发剂的配合量为0.2质量份以下时,引发树脂覆盖层用涂料的紫外线固化的效果小,另一方面,超过0.5质量份时,引发紫外线固化的效果饱和,另一方面,成本变高。
对于上述树脂覆盖层用涂料而言,为了促进(C)光聚合引发剂引发的聚合反应,可以进一步在涂料中添加三乙胺、三乙醇胺等叔胺系光聚合促进剂,三苯基膦等膦系光聚合促进剂,硫二甘醇等硫醚系光聚合促进剂等。相对于100质量份上述低聚物和单体的总量,这些光聚合促进剂的添加量优选为0.01~10质量份的范围。
对于本发明的导电性辊而言,上述树脂覆盖层用涂料优选除了含上述(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物、(B)(甲基)丙烯酸酯单体、(C)光聚合引发剂、任选含有的(D)(甲基)丙烯酸酯单体以及光聚合促进剂以外,还含有导电剂、微粒、阻聚剂等。另外,对于本发明的导电性辊而言,与弹性层相邻的树脂覆盖层以外的树脂覆盖层没有特别限制,可与相邻于弹性层的树脂覆盖层同样,也可不同。
本发明的导电性辊为了提高该辊的硬度、或者控制对调色剂的带电性或附着性、或者降低与感光鼓和层化刮板等的摩擦力、或者防止弹性层使感光鼓等污染,在上述弹性层的外圆周面具备树脂覆盖层。因此,本发明的导电性辊的树脂覆盖层只要具有特定的玻璃化转变温度(Tg)和摩擦系数就没有特别限制,优选含有微粒、紫外线固化树脂、含氟树脂和化合物、以及含硅树脂和化合物,根据需要可包含公知的添加剂。
本发明的导电性辊的树脂覆盖层优选含有微粒。通过在树脂覆盖层中含有微粒,在导电性辊的表面形成适当的微小凹凸,降低了与调色剂、其它相邻部件等的接触部位的面积,其结果,可降低摩擦系数。作为该微粒,优选橡胶或合成树脂制的微粒、炭制的微粒以及硅石系微粒等无机微粒,特别优选硅橡胶、硅氧烷树脂、氟树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯丙烯酸酯、密胺树脂、酚醛树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、玻璃状炭制的微粒以及硅石微粒。这些微粒可单独使用一种,也可混合两种以上使用。另外,上述微粒优选配合到用于形成树脂覆盖层的涂布液中。另外,相对于100质量份构成树脂覆盖层的树脂,该微粒的含量优选为0.1~100质量份的范围,更优选为5~80质量份的范围。
上述微粒优选平均粒径为1~50μm,更优选为3~20μm。另外,该微粒的平均粒径a与树脂覆盖层的厚度b之比(a/b)优选为0.03~5.0的范围,更优选为0.1~5.0的范围。通过将a/b控制在0.03~5.0的范围,能够在树脂覆盖层的表面形成适当的微小凹凸。
本发明的导电性辊的树脂覆盖层优选包含含氟树脂、含氟化合物、含硅树脂以及含硅化合物的至少任意一种。该包含含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物的树脂覆盖层例如通过如下形成:将(1)包含选自可通过紫外线聚合的含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物所组成的组中的至少一种的涂布液、(2)包含选自非紫外线固化性的含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物所组成的组中的至少一种、和可通过紫外线聚合且不含氟和硅的树脂和/或化合物的涂布液、以及(3)包含选自非紫外线固化性的含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物所组成的组中的至少一种、和可通过紫外线聚合的含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物所组成的组中的至少一种的涂布液的任意一种涂布液,涂布到弹性层的外表面,然后紫外线照射,使可通过紫外线聚合的树脂和/或化合物(即,可通过紫外线聚合的含氟树脂和/或化合物、含硅树脂和/或化合物、不含氟和硅的树脂和/或化合物)固化而形成。通过在树脂覆盖层中含有选自含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物所组成的组中的至少一种(可为紫外线固化性,也可为非紫外线固化性),可使树脂覆盖层的摩擦力进一步降低,导电性辊的打印耐久性提高。这里,可通过紫外线聚合的树脂和/或化合物优选具有可通过紫外线聚合的碳碳双键。
上述树脂覆盖层中的氟和硅的总含有率优选为0.1~50质量%的范围,更优选为0.5~30质量%的范围。树脂覆盖层中的氟和硅的总含有率不足0.1质量%时,由于无法充分发挥氟和硅的特性,故打印耐久性不足,超过50质量%时,树脂覆盖层和下层间的密合性变差,或者溶解性、分散性变差。
作为上述具有可通过紫外线聚合的碳碳双键且不含氟和硅的树脂和/或化合物,优选不含氟和硅的(甲基)丙烯酸酯单体和低聚物,可列举例如,尿烷系(甲基)丙烯酸酯、环氧系(甲基)丙烯酸酯、醚系(甲基)丙烯酸酯、酯系(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯系(甲基)丙烯酸酯等的单体以及低聚物。这些(甲基)丙烯酸酯低聚物可如上述那样合成。
作为上述具有可通过紫外线聚合的碳碳双键且含氟的树脂和/或化合物,优选由氟代烯烃类衍生出来的化合物、氟代(甲基)丙烯酸酯类。这些具有可聚合的碳碳双键的含氟树脂和/或化合物,可以是单体,也可以是低聚物,还可以是单体与低聚物的混合物。此外,具有可聚合的碳碳双键的含氟树脂和/或化合物的含氟率,优选为0.05~80质量%的范围,更优选为0.08~80质量%的范围,特别优选为0.1~80质量%的范围。
作为上述由氟代烯烃衍生出来的化合物所使用的氟代烯烃类,优选为1个以上氢原子被氟取代的碳原子数2~12的烯烃类,具体地说,可以列举出氟乙烯[CFH=CH2,含氟率为41质量%]、偏二氟乙烯[CF2=CH2,含氟率为59质量%]、三氟乙烯[CF2=CFH,含氟率为70质量%]、四氟乙烯[CF2=CF2,含氟率为76质量%]、六氟丙烯[CF3CF=CF2,含氟率为76质量%]、(全氟丁基)乙烯[CF3(CF2)3CH=CH2,含氟率为69质量%]、(全氟己基)乙烯[CF3(CF2)5CH=CH2,含氟率为71质量%]、(全氟辛基)乙烯[CF3(CF2)7CH=CH2,含氟率为72质量%]、(全氟癸基)乙烯[CF3(CF2)9CH=CH2,含氟率为73质量%]、氯代三氟乙烯[CF2=CFCl,含氟率为49质量%]、1-甲氧基-(全氟-2-甲基-1-丙烯)[(CF3)2C=CFOCH3,含氟率为63质量%]、1,4-二乙烯基八氟丁烷[CH2=CH-(CF2)4-CH=CH2,含氟率为60质量%]、1,6-二乙烯基十二氟己烷[CH2=CH-(CF2)6-CH=CH2,含氟率为64质量%]、1,8-二乙烯基十六氟辛烷[CH2=CH-(CF2)8-CH=CH2,含氟率为67质量%]等。
另外,作为上述氟代(甲基)丙烯酸酯类,优选一个以上氢原子被氟取代的碳原子数为5~16的(甲基)丙烯酸烷基酯,具体来说,可以列举出丙烯酸2,2,2-三氟乙酯[CF3CH2OCOCH=CH2,含氟率37质量%]、丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯[CF3CF2CH2OCOCH=CH2,含氟率47质量%]、丙烯酸2-(全氟丁基)乙酯[CF3(CF2)3CH2CH2OCOCH=CH2,含氟率54质量%]、丙烯酸3-(全氟丁基)-2-羟基丙酯[CF3(CF2)3CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2,含氟率49质量%]、丙烯酸2-(全氟己基)乙酯[CF3(CF2)5CH2CH2OCOCH=CH2,含氟率59质量%]、丙烯酸3-(全氟己基)-2-羟基丙酯[CF3(CF2)5CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2,含氟率55质量%]、丙烯酸2-(全氟辛基)乙酯[CF3(CF2)7CH2CH2OCOCH=CH2,含氟率62质量%]、丙烯酸3-(全氟辛基)-2-羟基丙酯[CF3(CF2)7CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2,含氟率59质量%]、丙烯酸2-(全氟癸基)乙酯[CF3(CF2)9CH2CH2OCOCH=CH2,含氟率65质量%]、丙烯酸2-(全氟-3-甲基丁基)乙酯[(CF3)2CF(CF2)2CH2CH2OCOCH=CH2,含氟率57质量%]、丙烯酸3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟基丙酯[(CF3)2CF(CF2)2CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2,含氟率52质量%]、丙烯酸2-(全氟-5-甲基己基)乙酯[(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2OCOCH=CH2,含氟率61质量%]、丙烯酸3-(全氟-5-甲基己基)-2-羟基丙酯[(CF3)2CF(CF2)4CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2,含氟率57质量%]、丙烯酸2-(全氟-7-甲基辛基)乙酯[(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2OCOCH=CH2,含氟率64质量%]、丙烯酸3-(全氟-7-甲基辛基)-2-羟基丙酯[(CF3)2CF(CF2)6CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2,含氟率60质量%]、丙烯酸1H,1H,3H-四氟丙酯[CHF2CF2CH2OCOCH=CH2,含氟率为41质量%]、丙烯酸1H,1H,5H-八氟戊酯[CHF2(CF2)3CH2OCOCH=CH2,含氟率为53质量%]、丙烯酸1H,1H,7H-十二氟庚酯[CHF2(CF2)5CH2OCOCH=CH2,含氟率为59质量%]、丙烯酸1H,1H,9H-十六氟壬酯[CHF2(CF2)7CH2OCOCH=CH2,含氟率为63质量%]、丙烯酸1H-1-(三氟甲基)三氟乙酯[(CF3)2CHOCOCH=CH2,含氟率51质量%]、丙烯酸1H,1H,3H-六氟丁酯[CF3CHFCF2CH2OCOCH=CH2,含氟率为48质量%]、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯[CF3CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为34质量%],甲基丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯[CF3CF2CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为44质量%],甲基丙烯酸2-(全氟丁基)乙酯[CF3(CF2)3CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为51质量%]、甲基丙烯酸3-(全氟丁基)-2-羟基丙酯[CF3(CF2)3CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为47质量%]、甲基丙烯酸2-(全氟己基)乙酯[CF3(CF2)5CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为57质量%]、甲基丙烯酸3-(全氟己基)-2-羟基丙酯[CF3(CF2)5CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为53质量%]、甲基丙烯酸2-(全氟辛基)乙酯[CF3(CF2)7CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为61质量%]、甲基丙烯酸3-(全氟辛基)-2-羟基丙酯[CF3(CF2)7CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为57质量%]、甲基丙烯酸2-(全氟癸基)乙酯[CF3(CF2)9CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为63质量%]、甲基丙烯酸2-(全氟-3-甲基丁基)乙酯[(CF3)2CF(CF2)2CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为55质量%]、甲基丙烯酸3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羟基丙酯[(CF3)2CF(CF2)2CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为51质量%]、甲基丙烯酸2-(全氟-5-甲基己基)乙酯[(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为59质量%]、甲基丙烯酸3-(全氟-5-甲基己基)-2-羟基丙基酯[(CF3)2CF(CF2)4CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为56质量%]、甲基丙烯酸2-(全氟-7-甲基辛基)乙酯[(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为62质量%]、甲基丙烯酸3-(全氟-7-甲基辛基)-2-羟基丙酯[(CF3)2CF(CF2)6CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率为59质量%]、甲基丙烯酸1H,1H,3H-四氟丙酯[CHF2CF2CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率51质量%]、甲基丙烯酸1H,1H,5H-八氟戊酯[CHF2(CF2)3CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率51质量%]、甲基丙烯酸1H,1H,7H-十二氟庚酯[CHF2(CF2)5CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率57质量%]、甲基丙烯酸1H,1H,9H-十六氟壬酯[CHF2(CF2)7CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率61质量%]、甲基丙烯酸1H-1-(三氟甲基)三氟乙酯[(CF3)2CHOCOC(CH3)=CH2,含氟率48质量%]、甲基丙烯酸1H,1H,3H-六氟丁酯[CF3CHFCF2CH2OCOC(CH3)=CH2,含氟率46质量%]等。
作为上述具有可通过紫外线聚合的碳碳双键且包含硅的树脂和/或化合物,优选两末端反应性硅油类、单末端反应性硅油类、(甲基)丙烯酰氧烷基硅烷类。另外,作为反应性硅油类,优选为在末端导入了(甲基)丙烯酰基的反应性硅油类。并且,具有可聚合的碳碳双键的含硅树脂和/或化合物的含硅率优选为0.01~40质量%的范围,更优选为0.05~35质量%的范围,特别优选为0.1~30质量%的范围。
作为上述两末端反应性硅油类,可以列举出下式(I):
Figure S2007101871245D00221
(式中,m为重复单元数)所表示的硅油。作为该两末端反应性硅油类,可以使用市售产品,可以使用例如信越化学工业公司制造的商品名为“X-22-164A”(粘度25mm2/s,官能团当量860g/mol)、商品名“X-22-164B”(粘度55mm2/s,官能团当量1630g/mol)、商品名“X-22-164C”(粘度90mm2/s,官能团当量2370g/mol),东丽·道康宁·硅氧烷公司制造的产品编号为“BX16-152B”(粘度40cs/25℃,甲基丙烯酸基当量1300g/mol,25℃下的密度为0.97)、产品编号为“BY16-152”(粘度85cs/25℃,甲基丙烯酸基当量2800g/mol,25℃下的密度为0.97)、产品编号为“BX2-152C”(粘度330cs/25℃,甲基丙烯酸基当量5100g/mol,25℃下的密度为0.97)等。
此外,作为上述单末端反应性硅油类,可以列举出下式(II):
(式中,R1为甲基或丁基,n表示重复单元数)所表示的硅油以及下式(III):
Figure S2007101871245D00232
所表示的硅油。作为该单末端反应性硅油类,可以使用市售产品,例如,可以使用信越化学工业公司制造的商品名“X-24-8201”(粘度25mm2/s,官能团当量2100g/mol)、商品名“X-22-174DX”(粘度60mm2/s,官能团当量4600g/mol)、商品名“X-22-2426”(粘度180mm2/s,官能团当量12000g/mol),东丽·道康宁·硅氧烷公司制造的产品编号“BX16-122A”(粘度5cs/25℃,折射率1.417,25℃下的密度为0.92)等。
另外,作为上述(甲基)丙烯酰氧烷基硅烷类,可列举出3-甲基丙烯酰氧丙基二氯甲基硅烷[CH2=C(CH3)COO(CH2)3SiCl2CH3]、3-丙烯酰氧丙基二甲氧基甲基硅烷[CH2=CHCOO(CH2)3Si(OCH3)2CH3]、3-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷[CH2=CHCOO(CH2)3Si(OCH3)3]、3-甲基丙烯酰氧丙基二甲氧基甲基硅烷[CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)2CH3]、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷[CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3]、3-甲基丙烯酰氧丙基二乙氧基甲基硅烷[CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OC2H5)2CH3]、3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷[CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OC2H5)3]等。作为该(甲基)丙烯酰氧烷基硅烷类,可以使用市售产品,例如可以使用信越化学工业公司制造的产品编号“LS-2080”、“LS-2826”、“LS-2827”、“LS-3375”、“LS-3380”、“LS-4548”、“LS-5118”等。
另一方面,在上述树脂覆盖层中使用选自非紫外线固化性含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物所组成的组中的至少一种时,作为该非紫外线固化性含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物,优选为分散或溶解于涂布液中的物质。其中,作为非紫外线固化性含氟树脂和/或化合物,具体来说,可以列举出含氟(甲基)丙烯酸酯系树脂和/或化合物、含氟烯烃系树脂和/或化合物、含氟醚系树脂和/或化合物、含氟酯系树脂和/或化合物、含氟环氧系树脂和/或化合物、含氟聚氨酯系树脂和/或化合物。另外,作为非紫外线固化性含硅树脂和/或化合物,具体来说,可以列举出具有多个硅氧烷键的含硅(甲基)丙烯酸酯系树脂和化合物、硅氧烷树脂、烷氧基硅烷类及其聚合物。这些非紫外线固化性含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物可以单独使用一种,可以将两种以上混合使用。另外,含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物与弹性层的相容性差、与弹性层的粘合性比不含氟和硅的树脂差,但当在树脂覆盖层中包含选自非紫外线固化性含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物所组成的组中的至少一种、以及不含氟和硅的紫外线固化性树脂时,非紫外线固化性含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物的表面能比不含氟和硅的紫外线固化性树脂的表面能小,因此存在非紫外线固化性含氟和/或硅的树脂和/或化合物偏至树脂覆盖层的表面一侧(即,不接触弹性层的一侧)存在的倾向,结果是,树脂覆盖层的与弹性层接触的一侧的非紫外线固化性含氟和/或含硅树脂和/或化合物的含有率降低,树脂覆盖层与弹性层的粘合性提高。另外,非紫外线固化性含氟和/或含硅树脂和/或化合物偏至树脂覆盖层的表面一侧存在的结果是,树脂覆盖层与调色剂的脱模性提高,且打印耐久性也提高。进而,即使树脂覆盖层中的非紫外线固化性含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物的总含有率减少,也由于非紫外线固化性含氟和/或含硅树脂和/或化合物偏至树脂覆盖层的表面一侧存在,因此能够充分地保持树脂覆盖层与调色剂的脱模性,能够提高树脂覆盖层和弹性层的粘合性,并且能够减少昂贵的含氟树脂和化合物以及含硅树脂和化合物的总含有率。
上述非紫外线固化性含氟树脂和/或化合物的含氟率优选为2~80质量%的范围,更优选为2~70质量%的范围。上述非紫外线固化性含氟树脂和/或化合物的含氟率小于2质量%的话,氟的效果不充分,超过80质量%的话,则存在相容性和分散性的问题。另外,上述非紫外线固化性含硅树脂和/或化合物的含硅率优选为2~70质量%的范围,更优选为2~50质量%的范围。非紫外线固化性含硅树脂和/或化合物的含硅率小于2质量%的话,由于硅含量变低而不能发挥目标性能,超过70质量%的话,则相容性降低,分散性降低,因此不合适。
作为上述非紫外线固化性的含氟(甲基)丙烯酸酯系树脂,可以列举出(甲基)丙烯酸的全氟烷基酯和部分氟代烷基酯、以及通过有机连接基连接有全氟烷基或部分氟代烷基的(甲基)丙烯酸酯等含氟(甲基)丙烯酸酯的均聚物,以及该含氟(甲基)丙烯酸酯与不含氟的(甲基)丙烯酸酯的共聚物等,所述不含氟的(甲基)丙烯酸酯有:烷基酯,如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯等;羟基烷基酯,如(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯等;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等。在该共聚物中,还可以共聚少量的含聚硅氧烷基的(甲基)丙烯酸酯。其中,含氟(甲基)丙烯酸酯中的全氟烷基或部分氟代烷基的碳原子数优选为1~20的范围。另外,作为上述含氟(甲基)丙烯酸酯,优选下式(IV):
Figure S2007101871245D00261
(式中,X为碳原子数1~20的亚烷基、全氟亚烷基或部分氟代亚烷基,且可以是直链状和支链状的任一种,进而也可以是在这些亚烷基、全氟亚烷基以及部分氟代亚烷基中的主链和侧链中插入了氧原子的基团;R2为氢、甲基、氯、氟或氰基)所表示的化合物。其中,从提高树脂覆盖层的耐久性的观点出发,式(IV)中的X优选为碳原子数4以上的亚烷基、全氟亚烷基或部分氟代亚烷基,更优选为碳原子6以上的亚烷基、全氟亚烷基或部分氟代亚烷基,特别优选为-(CH2)2-(CF2)7-。
上述非紫外线固化性的含氟(甲基)丙烯酸酯系树脂可以在分子中具有可进行交联反应的官能团,作为该可进行交联反应的官能团,可以列举出羟基、硫醇基、羧基、氨基、异氰酸酯基、吖丙啶基、缩水甘油基、烷氧基甲硅烷基、硅烷醇基、环碳酸酯基、酸酐基、乙烯基、烯醇醚基、硫醚基、活性酯基、乙酰乙酸基、金属盐、金属氧化物和通过各种嵌段化试剂将这些官能团嵌段化的基团等。作为与这些可进行交联反应的官能团反应的化合物,可以使用分子中具有2个以上反应性官能团的反应性多官能团化合物,作为该反应性官能团,可以列举出与上述可进行交联反应的官能团同样的官能团。作为上述反应性多官能团化合物,从工业有用性的观点出发,优选有机环氧化合物和有机多异氰酸酯化合物。
作为上述有机环氧化合物,可以列举出具有2个以上缩水甘油基的化合物,具体来说,可以列举出乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丙三醇聚缩水甘油醚、二丙三醇聚缩水甘油醚、山梨醇聚缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、二甘油聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚、螺环二醇二缩水甘油醚、各种环氧树脂等。
另外,作为上述有机多异氰酸酯化合物,具体来说,可以列举2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、间亚苯基二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4’-亚联苯基二异氰酸酯、3,3’-二甲氧基-4,4’-亚苯基二异氰酸酯、3,3’-二氯-4,4’-亚联苯基二异氰酸酯、1,5-亚萘基二异氰酸酯、1,5-四氢化亚萘基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、1,6-亚己基二异氰酸酯、亚十二烷基二异氰酸酯、三甲基亚己基二异氰酸酯、1,3-亚环己基二异氰酸酯、1,4-亚环己基二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、氢化亚二甲苯基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯等以及它们的二聚体、三聚体、以及这些化合物的异氰酸酯基被酚类、肟类、醇类、活性亚甲基类、硫醇类、酰胺类、酰亚胺类、胺类、咪唑类、尿素类、氨基甲酸盐类、亚胺类或者亚硫酸盐类部分嵌段化的多异氰酸酯等。
作为上述非紫外线固化性的含氟烯烃系树脂,具体来说,可以列举出聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚氟乙烯、聚氟乙烯醚、氟乙烯醚-四氟乙烯共聚物等。该含氟烯烃系树脂可以通过氟乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、氟乙烯醚等含氟烯烃系单体进行聚合或共聚而得到。
作为上述非紫外线固化性的含硅(甲基)丙烯酸酯系树脂,除了含聚硅氧烷基的(甲基)丙烯酸酯等含硅(甲基)丙烯酸酯的均聚物之外,还可以列举出该含硅(甲基)丙烯酸酯与不含硅的(甲基)丙烯酸酯的共聚物等,所述不含硅的(甲基)丙烯酸酯有:烷基酯,如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯等;羟基烷基酯,如(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯等;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等。在该共聚物中,可以进一步列举出(甲基)丙烯酸酯的全氟烷基酯和部分氟代烷基酯、以及通过有机连接基连接有全氟烷基或部分氟代烷基的(甲基)丙烯酸酯等含氟(甲基)丙烯酸酯少量共聚形成的。另外,作为上述含聚硅氧烷基的(甲基)丙烯酸酯,可以列举出在聚硅氧烷链的一个末端或两个末端通过2价连接基连接有(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯等。
上述非紫外线固化性的硅氧烷树脂为例如水解有机氯硅烷类、并聚合而得到的具有三维网状结构的聚合物,且以甲基三氯硅烷、苯基三氯硅烷等三官能团单体为主要的单体,任意组合二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷等双官能团单体、氯硅烷等单官能团单体而制造的。另外,也可以使用通过对该硅氧烷树脂进行醇酸改性、聚酯改性、环氧改性或苯酚改性等而得到的改性硅氧烷树脂。另外,作为非紫外线固化性含硅树脂和/或化合物,还可以使用烷氧基硅烷(硅酸酯)类的硅酸酯以及它们聚合得到的聚合物,作为这些硅酸酯类,可以列举出硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、以及硅酸丁酯等。这些非紫外线固化性含硅树脂和/或化合物可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
为了赋予导电性,本发明的上述树脂覆盖层用涂料可含有导电剂,作为该导电剂,可列举与可用于上述弹性层的导电剂同样的导电剂。
此外,本发明的树脂覆盖层用涂料可进一步含有阻聚剂。通过添加阻聚剂,可防止紫外线照射前的热聚合。作为阻聚剂,可列举氢醌、氢醌单甲醚、对甲氧基苯酚、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2,6-二-叔丁基-对甲酚、丁基羟基茴香醚、3-羟基苯硫酚、α-亚硝基-β-萘酚、对苯醌、2,5-二羟基-对醌等。此外,相对于100质量份上述低聚物和单体的总量,该阻聚剂的含量优选为0.001~0.2质量份的范围。
对于本发明的导电性辊而言,形成与弹性层相邻的树脂覆盖层的紫外线固化树脂要求断裂伸长为80%以上。紫外线固化树脂的断裂伸长不足80%时,树脂覆盖层的伸长受损,辊的耐久性恶化,结果打印中产生树脂覆盖层的削减。
此外,形成树脂覆盖层的紫外线固化树脂在80%以上的断裂伸长的基础上,使弹性模量为280MPa以下,从而可进一步提高导电性辊的耐久性。弹性模量超过280MPa时,对树脂覆盖层的应力集中,辊的耐久性恶化,其结果,在打印中产生树脂覆盖层的削减。
上述树脂覆盖层的厚度优选合计为0.5μm~200μm的范围。树脂覆盖层的厚度合计不足0.5μm时,配置树脂覆盖层的效果小,超过200μm时,导电性辊的表面变硬,柔软性受损,此外重量也变重,而且需要成本。另外,树脂覆盖层为单层时,厚度为0.5μm~50μm,特别优选为0.8μm~20μm。此外,为多层时,厚度的合计为0.8μm~200μm,特别优选为5μm~20μm,优选各个层的厚度为0.5μm~50μm。
本发明的导电性辊的制作没有特别限制,例如可通过调制包含构成树脂覆盖层的各成分的树脂覆盖层用涂料,并涂布于通过上述方法得到的辊主体的弹性层上,然后紫外线照射,形成树脂覆盖层,由此制作导电性辊。此外,具有二层以上树脂覆盖层的导电性辊可通过反复进行同样的顺序来制作。此时,本发明的导电性辊其制造无需长的流水线,且具有品质稳定的树脂覆盖层。另外,作为将树脂覆盖层用涂料涂布于弹性层和树脂覆盖层的外表面的方法,可列举喷射法、辊涂法、浸渍法、点胶涂布法等。另外,作为紫外线照射中所使用的光源,可以列举出汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、氙灯等。紫外线照射的条件可以根据各种涂料所含的成分和涂布量等适当选择,适当调整照射强度、累计光量等即可。
上述本发明的导电性辊可用作图像形成装置的显影辊、带电辊、调色剂供应辊、转印辊、给纸辊、清洁辊、定影用加压辊等。特别是本发明的导电性辊优选用作显影辊。
<图像形成装置>
本发明的图像形成装置的特征在于具备上述的导电性辊。本发明的图像形成装置除了使用上述导电性辊以外,没有特别限制,可通过公知的方法制造。
以下,参照图2对本发明的图像形成装置进行详细说明。图2为本发明的图像形成装置的一个例子的部分截面图。图示例的图像形成装置具备保持静电潜像的感光鼓5、位于感光鼓5的附近(图中为上方)的使感光鼓5带电的带电辊6、用于供应调色剂7的调色剂供应辊8、配置在调色剂供应辊8和感光鼓5之间的显影辊9、设置在显影辊9的附近(图中为上方)的层化刮板10、位于感光鼓5的附近(图中为下方)的转印辊11、与感光鼓5相邻配置的清洁辊12。另外,本发明的图像形成装置可以进一步具备通常用于图像形成装置中的公知的部件(图中未示出)。
对于图示例的图像形成装置而言,使带电辊6与感光鼓5抵接,在感光鼓5与带电辊6之间施加电压,使感光鼓5带有一定的电位,然后通过曝光机(图中未示出)在感光鼓5上形成静电潜像。接着,沿着图中箭头所示的方向旋转感光鼓5、调色剂供应辊8、显影辊9,调色剂供应辊8上的调色剂7经过显影辊9被送达感光鼓5上。显影辊9上的调色剂7被层化刮板10整理成均匀的薄层,通过显影辊9与感光鼓5边接触边旋转,调色剂7从显影辊9附着到感光鼓5的静电潜像上,将该潜像可视化。附着在潜像上的调色剂7通过转印辊11转印到纸等记录介质上,另外,转印后残留在感光鼓5上的调色剂7被清洁辊12去。其中,对于本发明的图像形成装置而言,通过在例如带电辊6、调色剂供应辊8、显影辊9、转印辊11和清洁辊12的至少任意一个部件中使用具备例如上述的弹性层3和树脂覆盖层4、且具有优异的耐久性的导电性辊1,可稳定地形成优异的图像。
下面,通过列举实施例对本发明进行更详细的说明,但是本发明并受下述实施例任何限定。
首先,基于以下方法制作实施例1~14和比较例1~6中共用的具有弹性层的辊主体。
辊主体的制作
将100质量份异氰酸酯成分,其为被聚醚多元醇预聚化的NCO含有率为6.7%的多元醇改性甲苯二异氰酸酯、和2.0质量份导电性炭黑、21质量份羟基值为37.0mgKOH/g且平均官能团数为3的聚醚多元醇、19质量份羟基值为388mgKOH/g且平均官能团数为3的聚醚多元醇、5质量份羟基值为34mgKOH/g的反应性硅酮整泡剂(聚二甲基硅氧烷/聚环氧乙烷共聚物)、0.3质量份高氯酸钠以及0.2质量份二月桂酸二丁锡混合,制备聚氨酯原料。通过机械发泡法使该聚氨酯原料发泡。向配置有金属轴的模具中注入该发泡聚氨酯原料,从而制作在轴周围具有聚氨酯发泡体的弹性层的辊主体。另外,所得聚氨酯发泡体的发泡倍率为1.6倍。
实施例1~14和比较例1~6
接着,用辊涂器在上述辊主体的表面涂布表1~3所示的配方的树脂覆盖层用涂料,以紫外线照射强度1500mW/cm2照射5秒钟紫外线,得到表面具有紫外线固化树脂覆盖层[厚:20μm]的导电性辊。对所得导电性辊,用下述方法评价辊耐久试验。此外,关于通过紫外线照射使树脂覆盖层用涂料固化而成的紫外线固化树脂的断裂伸长,用下述方法测定。结果示于表1~3。
(1)辊耐久试验
将导电性辊作为显影辊组装到图像形成装置上,印刷5000张后,用下述基准目视判断导电性辊的辊削减的程度。
辊的表面看不到线、或者即便看到也无法确认高差的记为“○”、可清楚地确认辊表面高差的记为“×”。
(2)紫外线固化树脂的断裂伸长
以JIS法塑料膜和片材的拉伸试验方法(JIS K 7127-1989)进行评价。具体地说,在玻璃模具中使树脂涂料紫外线固化,制作树脂板,切成全长20cm、宽1~2.5cm的长条状,作为试样。对于该试样,使夹具间距离为10cm,用拉伸试验机[ORIENTECCo.,LTD制造的STA-1150]记录断裂时的伸长率。
表1
   实施例1   实施例2   实施例3   比较例1   比较例2
树脂覆盖层用涂料 低聚物  UF-8001*1 质量份    60   60   80   60   90
 3002A*2    -   -   -   -   -
单体  AMO*3    15   -   -   -   -
 DE*4    10   5   -   -   -
 IB-XA*5    15   35   -   -   -
 PO-A*6    -   -   20   -   -
 BEPG-A*7    -   -   -   -   10
 1,6HX-A*8    -   -   -   40   -
  引发剂  IRGACURE184D*9    1   1   1   1   1
紫外线固化树脂的断裂伸长(%)玻璃化转变温度(Tg)(℃)摩擦系数弹性模量(MPa) 198620.35180 200550.36160 85350.35160   10750.351200 60450.38400
辊耐久试验  辊削减    ○   ○   ○   ×   ×
表2
    实施例4     实施例5     实施例6     实施例7     实施例8     实施例9     实施例10     比较例3
树脂覆盖层用涂料 低聚物  UV-3000B*10 质量份     50     40     60     60     60     -     -     60
UX-3301*11     -     -     -     -     -     60     80     -
单体  AMO*3     50     60     40     40     20     40     20     -
 DE*4     -     -     10     -     -     -     -     -
 IB-XA*5     -     -     -     -     20     -     -     -
 PO-A*6     -     -     -     -     -     -     -     -
 BEPG-A*7     -     -     10     -     -     -     -     -
 1,6HX-A*8     -     -     -     -     -     -     -     40
引发剂  IRGACURE184D*9 1 1 1 1 1 1 1 1
紫外线固化树脂的断裂伸长(%)玻璃化转变温度(Tg)(℃)摩擦系数弹性模量(MPa) 500350.55250 400380.50230 190350.58180 328300.56200 207430.48180 150500.40200 150250.55180 15350.43250
辊耐久试验  辊削减     ○     ○     ○     ○     ○     ○     ○     ×
表3
    实施例11     实施例12     实施例13     比较例4     比较例5     比较例6     实施例14
树脂覆盖层用涂料 低聚物  UX-3204*12 质量份     50     60     -     90     -     -
 UV-3200B*13     -     -     -     -     100     -
 UV-3310B*14     -     -     60     90     -     -     90
单体  AMO*3     50     40     30     -     -     5
 DE*4     -     -     -     -     -     -
 IB-XA*5     -     -     10     -     -     -
 PO-A*6     -     -     -     -     -     -
 BEPG-A*7     -     -     -     -     -     -
 1,6HX-A*8     -     -     -     10     10     -     10
引发剂  IRGACURE184D*9 1 1 1 1 1 1 1
紫外线固化树脂的断裂伸长(%)玻璃化转变温度(Tg)(℃)摩擦系数弹性模量(MPa) 450350.48250 264300.58190 239700.35250 60700.28350 32150.6880 6050.65350 80550.35340
辊耐久试验  辊削减     ○     ○     ○     ×     ×     ×     △
*1 尿烷丙烯酸酯低聚物、共荣社化学(株)制造、重均分子量:4500
*2 环氧丙烯酸酯低聚物、共荣社化学(株)制造、重均分子量:600
*3 含极性基的丙烯酸酯单体、丙烯酰吗啉、新中村化学工业(株)制造
*4 含极性基的甲基丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、共荣社化学(株)制造
*5 含大体积取代基的丙烯酸酯单体、丙烯酸异冰片酯、共荣社化学(株)制造
*6 含大体积取代基的丙烯酸酯单体、丙烯酸苯氧乙酯、共荣社化学(株)制造
*7 2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、共荣社化学(株)制造
*8 1,6-己二醇二丙烯酸酯、共荣社化学(株)制造
*9 1-羟基环己基苯基酮、西巴特殊化学品公司制造
*10 尿烷丙烯酸酯低聚物、日本合成化学工业(株)制造、重均分子量:18000
*11 尿烷丙烯酸酯低聚物、日本化药(株)制造、重均分子量:8100
*12 尿烷丙烯酸酯低聚物、日本化药(株)制造、重均分子量:11500
*13 尿烷丙烯酸酯低聚物、日本合成化学工业(株)制造、重均分子量:10000
*14 尿烷丙烯酸酯低聚物、日本合成化学工业(株)制造、重均分子量:5000
从表1~表3可知,实施例的导电性辊通过使用如下的树脂覆盖层,即通过紫外线照射使包含官能团数为1且含有大体积的取代基或极性基的(甲基)丙烯酸酯单体(B)的树脂覆盖层用涂料固化而成的断裂伸长为80%以上的紫外线固化树脂所形成的树脂覆盖层,耐久性比比较例的导电性辊更良好。此外,由实施例1、2、8、13、14的结果可知,本发明的导电性辊,将含大体积取代基的(甲基)丙烯酸酯单体与含极性基的(甲基)丙烯酸酯单体组合,辊的耐久性也优异。进而,由实施例6、13的结果可知,本发明的导电性辊还可包含上述(B)(甲基)丙烯酸酯单体以外的(甲基)丙烯酸酯单体。
进而,基于以下方法制作实施例15~33和比较例7~14中共用的具有弹性层的辊主体。
辊主体的制作
将100质量份异氰酸酯成分,其为被聚醚多元醇预聚化的NCO含有率为6.7%的多元醇改性甲苯二异氰酸酯、和2.0质量份导电性炭黑、21质量份羟基值为37.0mgKOH/g且平均官能团数为3的聚醚多元醇、19质量份羟基值为388mgKOH/g且平均官能团数为3的聚醚多元醇、5质量份羟基值为34mgKOH/g的反应性硅酮整泡剂(聚二甲基硅氧烷/聚环氧乙烷共聚物)、0.3质量份高氯酸钠以及0.2质量份二月桂酸二丁锡混合,制备聚氨酯原料。通过机械发泡法使该聚氨酯原料发泡。向配置有金属轴的模具中注入该发泡聚氨酯原料,从而制作在轴周围具有聚氨酯发泡体的弹性层的辊主体。另外,所得聚氨酯发泡体的发泡倍率为1.6倍。
实施例15~33和比较例7~14
接着,用辊涂器在上述辊主体的表面涂布表4~8所示的配方的涂布液,以紫外线照射强度1500mW/cm2照射5秒钟紫外线,得到表面具有树脂覆盖层[厚:20μm]的导电性辊。对所得导电性辊,用下述方法评价打印耐久试验和辊耐久试验。此外,关于树脂覆盖层的玻璃化转变温度(Tg)、摩擦系数和断裂伸长,用下述方法测定。结果示于表4~8。
(1)打印耐久试验
将导电性辊作为显影辊组装到图像形成装置上,进行打印,通过利用带转印的浓度比较来评价在空白部分调色剂向感光鼓的飞翔量。另外,使用Macbeth浓度计,每隔1000张测定相对于0.00的空白部分的相对浓度,将该测定值超过0.20时的打印张数作为耐久的极限张数。此外,耐久的极限张数为8000张以上,则打印耐久性良好。另外,实施例25的导电性辊,辊的表面削减严重,实施例27、28和30的导电性辊,辊的表面剥离严重,因此,在途中中止打印耐久试验,在表中示出此时的打印张数。
(2)辊耐久试验
将导电性辊作为显影辊组装到图像形成装置上,印刷8000张后,用下述基准目视判断导电性辊的表面的削减程度。
辊的表面无法确认削减的记为“○”、辊的表面可确认削减的或者辊表面嵌有条纹的记为“×”。
另外,作为综合的耐久性的判定,打印耐久性试验中耐久的极限张数为8000张以上、辊耐久试验中无法确认辊的表面削减的记为“○”;打印耐久性试验中耐久的极限张数不足8000张、或辊耐久试验中可确认辊的表面削减的记为“×”。
(3)玻璃化转变温度(Tg)
使用树脂覆盖层用涂布液,制作厚0.5mm的膜,通过可调节温度的粘弹测定器算出玻璃化转变温度。
(4)摩擦系数
将导电性辊水平固定,通过贴有被用于密封调色剂的毡的摩擦仪来测定静止摩擦系数的3点平均。另外,作为该摩擦仪,使用新东科学(株)制造的HEIDON TRIBOGEAR MUSE型号:941。
(5)断裂伸长和弹性模量
以JIS法塑料膜和片材的拉伸试验方法(JIS K 7127-1989)进行评价。具体地说,在玻璃模具中使表4~8所示的配方的涂布液紫外线固化,制作相当于树脂覆盖层的树脂板,切成全长20cm、宽1~2.5cm的长条状,作为试样。对于该试样,使夹具间距离为10cm,用拉伸试验机[ORIENTEC Co.,LTD制造的STA-1150]记录断裂时的伸长率。此外,弹性模量通过测定将上述试样拉伸5%时的应力并由该应力和尺寸求得。
表4
  实施例
  16   17   18   19   20   21
树脂覆盖层 涂布液配方 低聚物  UV3200B*1 质量份   60   60   60   60   60   60
 UV3000B*2   -   -   -   -   -   -
 UV3310B*3   -   -   -   -   -   -
 UX3301*4   -   -   -   -   -   -
 UX3204*5   -   -   -   -   -   -
 UF8001*6   -   -   -   -   -   -
 3002A*7   -   -   -   -   -   -
单体  AMO*8   20   20   20   20   20   20
 IBXA*9   20   20   20   20   20   20
 PO-A*10   -   -   -   -   -   -
 DE*11   -   -   -   -   -   -
 BEPG-A*12   5   5   5   5   5   5
 1,6HX-A*13   -   -   -   -   -   -
微粒  CFB101-40*14   10   -   -   10   10   -
 SS20*15   -   -   15   -   -   -
C800*16   -   10   -   -   -   10
 MX500*17   20   -   -   -   20   -
含硅树脂和化合物  X22-2458*18   -   -   -   5   5   5
 X22-1602*19   -   -   -   -   -   -
含氟树脂和化合物  V-3F*20   -   -   -   -   -   -
 FA-108*21   -   -   -   -   -   -
 MODIPERF200*22   -   -   -   -   -   -
光聚合引发剂  IRGACURE184*23   1   1   1   1   1   1
物性 玻璃化转变温度(Tg)(℃)   56   56   56   75   75   70
摩擦系数   0.43   0.39   0.4   0.35   0.35   0.39
断裂伸长(%)   209   230   210   180   180   190
弹性模量(MPa)   210   210   210   160   160   160
评价 打印耐久试验  耐久的极限张数[千张]   8   10   10   8   8   8
辊耐久试验  表面削减   ○   ○   ○   ○   ○   ○
综合评定   ○   ○   ○   ○   ○   ○
表5
  实施例
  22     23     24     25     26     27
树脂覆盖层 涂布液配方 低聚物 UV3200B*1 质量份   60     60     60     -     -     -
UV3000B*2   -     -     -     -     -     -
UV3310B*3   -     -     -     60     60     -
UX3301*4   -     -     -     -     -     -
UX3204*5   -     -     -     -     -     -
UF8001*6   -     -     -     -     -     60
3002A*7   -     -     -     -     -     -
单体 AMO*8   20     20     20     20     20     -
IBXA*9   20     20     20     -     -     -
PO-A*10   -     -     -     10     10     -
DE*11   -     -     -     10     10     -
BEPG-A*12   5     5     5     5     5     -
1,6HX-A*13   -     -     -     -     -     40
微粒 CFB101-40*14   -     10     -     -     -     -
SS20*15   15     -     -     -     -     -
C800*16   -     -     -     -     -     -
MX500*17   -     20     20     -     -     -
含硅树脂和化合物 X22-2458*18   5     5     -     -     5     -
X22-1602*19   -     -     -     -     -     -
含氟树脂和化合物 V-3F*20   -     -     -     -     -     -
FA-108*21   -     -     -     -     -     -
MODIPERF200*22   -     -     -     -     -     -
光聚合引发剂 IRGACURE184*23   1     1     1     1     1     1
物性 玻璃化转变温度(Tg)(℃)   70     60     56     70     70     68
摩擦系数   0.43     0.35     0.46     0.32     0.28     0.38
断裂伸长(%)   190     180     210     290     120     10
弹性模量(MPa)   160     160     210     250     210     1200
评价 打印耐久试验 耐久的极限张数[千张]   10     8     8     6     8     10
辊耐久试验 表面削减   ○     ○     ○     ○     ○     ×
综合评定   ○     ○     ○     ○     ×     ×
表6
  实施例
  28   29   30   31   32
涂布液配方 低聚物 UV3200B*1 质量份   -   -   -   -   -
UV3000B*2   -   -   -   -   -
UV3310B*3   -   -   -   -   -
UX3301*4   -   -   -   -   -
UX3204*5   -   -   -   -   -
UF8001*6   60   60   60   60   60
3002A*7   -   -   -   -   20
单体 AMO*8   -   -   15   15   -
IBXA*9   -   -   15   15   -
PO-A*10   -   -   -   -   10
DE*11   -   -   10   10   -
BEPG-A*12   -   -   -   -   -
1,6HX-A*13   40   40   -   -   -
微粒 CFB101-40*14   -   -   10   10   10
SS20*15   -   -   -   -   -
C800*16   -   -   -   -   -
MX500*17   -   -   -   -   -
  含硅树脂和化合物 X22-2458*18   5   -   -   5   -
X22-1602*19   -   -   -   -   -
  含氟树脂和化合物 V-3F*20   -   -   -   -   -
FA-108*21   -   5   -   -   -
MODIPERF200*22   -   -   -   -   -
  光聚合引发剂 IRGACURE184*23   1   1   1   1   1
物性   玻璃化转变温度(Tg)(℃)   68   68   62   70   50
  摩擦系数   0.38   0.38   0.35   0.28   0.34
  断裂伸长(%)   10   10   200   110   120
  弹性模量(MPa)   1200   1200   180   170   300
评价 打印耐久试验 耐久的极限张数[千张]   6   6   8   10   10
辊耐久试验 表面削减   ×   ×   ○   ○   △
综合评定   ×   ×   ○   ×   ×
表7
  实施例     比较例
  33   34     7     8     9
涂布液配方   低聚物  UV3200B*1   质量份   -   -     60     60     60
 UV3000B*2   -   -     -     -     -
 UV3310B*3   -   -     -     -     -
 UX3301*4   60   -     -     -     -
 UX3204*5   -   -     -     -     -
 UF8001*6   -   60     -     -     -
 3002A*7   -   -     -     -     -
  单体  AMO*8   40   -     20     20     20
 IBXA*9   -   -     20     20     20
 PO-A*10   -   -     -     -     -
 DE*11   -   -     -     -     -
 BEPG-A*12   -   40     5     5     5
 1,6HX-A*13   -   -     -     -     -
微粒  CFB101-40*14   -   -     10     10     10
 SS20*15   -   -     -     -     -
 C800*16   -   -     -     -     -
 MX500*17   -   -     -     -     -
  含硅树脂和化合物  X22-2458*18   -   -     -     -     -
 X22-1602*19   -   -     -     5     -
  含氟树脂和化合物  V-3F*20   -   -     -     -     5
 FA-108*21   -   -     -     -     -
 MODIPERF200*22   -   -     -     -     -
  光聚合引发剂  IRGACURE184*23   1   1     1     1     1
  玻璃化转变温度(Tg)(℃)   50   70     56     70     40
  摩擦系数   0.40   0.37     0.62     0.55     0.58
  断裂伸长(%)   220   40     210     180     220
  弹性模量(MPa)   200   1200     210     160     160
评价 打印耐久试验  耐久的极限张数[千张]   7   10     6     8     8
辊耐久试验  表面削减   ○   ×     ○     ○     ○
综合评定   ○   ○     ×     ×     ×
表8
  比较例
  10   11     12     13   14
涂布液配方 低聚物   UV3200B*1 质量份   60   60     -     -   -
  UV3000B*2   -   -     60     60   -
  UV3310B*3   -   -     -     -   -
  UX3301*4   -   -     -     -   -
  UX3204*5   -   -     -     -   60
  UF8001*6   -   -     -     -   -
  3002A*7   -   -     -     -   -
单体   AMO*8   20   20     40     40   40
  IBXA*9   20   20     -     -   -
  PO-A*10   -   -     -     -   -
  DE*11   -   -     -     -   -
  BEPG-A*12   5   5     -     -   -
  1,6HX-A*13   -   -     -     -   -
微粒   CFB101-40*14   10   10     10     10   -
  SS20*15   -   -     -     -   -
  C800*16   -   -     -     -   -
  MX500*17   -   -     -     -   -
含硅树脂和化合物   X22-2458*18   -   -     -     5   -
  X22-1602*19   -   -     -     -   -
含氟树脂和化合物   V-3F*20   -   -     -     -   -
  FA-108*21   5   -     -     -   -
  MODIPERF200*22   -   5     -     -   -
光聚合引发剂   IRGACURE184*23   1   1     1     1   1
物性 玻璃化转变温度(Tg)(℃)   60   50     30     45   30
摩擦系数   0.58   0.63     0.56     0.53   0.58
断裂伸长(%)   190   210     500     300   450
弹性模量(MPa)   160   160     180     160   180
评价 打印耐久试验   耐久的极限张数[千张]   6   6     6     6   6
辊耐久试验   表面削减   ○   ○     ○     ○   ○
综合评定   ×   ×     ×     ×   ×
*1 尿烷丙烯酸酯低聚物、日本合成化学工业(株)制造、重均分子量:10000
*2 尿烷丙烯酸酯低聚物、日本合成化学工业(株)制造、重均分子量:18000
*3 尿烷丙烯酸酯低聚物、日本合成化学工业(株)制造、重均分子量:5000
*4 尿烷丙烯酸酯低聚物、日本化药(株)制造、重均分子量:8100
*5 尿烷丙烯酸酯低聚物、日本化药(株)制造、重均分子量:11500
*6 尿烷丙烯酸酯低聚物、共荣社化学(株)制造、重均分子量:4500
*7 环氧丙烯酸酯低聚物、共荣社化学(株)制造、重均分子量:600
*8 含极性基的丙烯酸酯单体、丙烯酰吗啉、新中村化学工业(株)制造
*9 含大体积取代基的丙烯酸酯单体、丙烯酸异冰片酯、共荣社化学(株)制造
*10 含大体积取代基的丙烯酸酯单体、丙烯酸苯氧乙酯、共荣社化学(株)制造
*11 含极性基的甲基丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、共荣社化学(株)制造
*12 2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、共荣社化学(株)制造
*13 1,6-己二醇二丙烯酸酯、共荣社化学(株)制造
*14 聚氨酯微粒、大日本油墨化学工业(株)制造
*15 硅胶、日本二氧化硅工业(株)制造
*16 聚氨酯微粒、根上工业(株)制造
*17 丙烯酸酯微粒、总研化学(株)制造
*18 有机硅丙烯酸酯、信越有机硅制造
*19 有机硅丙烯酸酯、信越有机硅制造
*20 丙烯酸三氟乙酯、大阪有机化学工业(株)制造
*21 丙烯酸全氟辛基乙酯、共荣社化学(株)制造
*22 氟化嵌段共聚物、日本油脂(株)制造
*23 1-羟基环己基苯基酮、西巴特殊化学品公司制造
由表4~8可知,实施例的导电性辊由于玻璃化转变温度(Tg)为40℃以上且摩擦系数为0.5以下,因而将该导电性辊作为显影辊组装而成的图像形成装置可长期良好地形成图像。

Claims (9)

1.导电性辊,其具备:轴部件、配置于该轴部件的半径方向外侧的弹性层、和配置于该弹性层的半径方向外侧的至少一层树脂覆盖层而成,其特征在于,
至少与所述弹性层相邻的树脂覆盖层由紫外线固化树脂组成,该紫外线固化树脂通过紫外线照射使包含(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物、(B)(甲基)丙烯酸酯单体以及(C)光聚合引发剂的树脂覆盖层用涂料固化,且断裂伸长为80%以上。
2.根据权利要求1所述的导电性辊,其特征在于,所述树脂覆盖层的玻璃化转变温度(Tg)为40℃以上且摩擦系数为0.5以下。
3.根据权利要求1所述的导电性辊,其特征在于,所述(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物的重均分子量为4500以上。
4.根据权利要求1所述的导电性辊,其特征在于,所述(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物为尿烷系(甲基)丙烯酸酯低聚物。
5.根据权利要求1所述的导电性辊,其特征在于,所述(B)(甲基)丙烯酸酯单体为选自丙烯酰吗啉、甲基丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸异冰片酯以及丙烯酸苯氧乙酯所组成的组中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的导电性辊,其特征在于,所述(A)(甲基)丙烯酸酯低聚物与所述(B)(甲基)丙烯酸酯单体的总计中的(B)(甲基)丙烯酸酯单体的含有率为5~60质量%的范围。
7.根据权利要求1所述的导电性辊,其特征在于,所述树脂覆盖层包含微粒。
8.根据权利要求1或7所述的导电性辊,其特征在于,所述树脂覆盖层进一步包含选自含氟树脂和化合物、以及含硅树脂和化合物所组成的组中的至少一种。
9.图像形成装置,其使用权利要求1~8任一项所述的导电性辊。
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