CN101835604B - 导电性橡胶部件 - Google Patents

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CN101835604B CN200880114643.1A CN200880114643A CN101835604B CN 101835604 B CN101835604 B CN 101835604B CN 200880114643 A CN200880114643 A CN 200880114643A CN 101835604 B CN101835604 B CN 101835604B
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Abstract

本发明提供电阻值的变化小、电阻值在长时间内稳定的导电性橡胶部件。在赋予橡胶底材导电性的导电性弹性层的表层部具备通过浸渗含有实施过分散处理的碳黑和异氰酸酯化合物的表面处理液而形成的表面处理层。

Description

导电性橡胶部件
技术领域
本发明涉及特别适合静电复印式复印机和打印机或喷粉式(toner-jet-type)复印机以及打印机等的成像装置所使用的充电辊(charge-imparting roller)、转印辊(image-transfer oller)、显影辊(developmentroller)、供粉辊(toner-supply roller)、清洁辊等导电辊，刮板、转印带等的导电性橡胶部件。 
背景技术
静电复印式复印机和打印机等成像装置的导电性橡胶部件通过碳黑等被赋予导电性，但电阻值的变化或电阻值的变化成为问题。需说明的是，导电性橡胶部件表面电阻值的变化或电阻值的变化是成像时的白斑等的原因。 
因此，本申请人提出如下显影辊，所述显影辊在通过碳黑赋予导电性的弹性层表面设置有通过含有异氰酸酯的表面处理液进行表面处理而获得的表面处理层，从设置有该表面处理层的表面开始向内部电阻值逐渐减弱地倾斜(参照专利文献1)。专利文献1中所记载的显影辊通过形成倾斜了的倾斜电阻层，电阻值的变化小，所述倾斜使得形成有表面处理层区域的碳黑的结构被从表面开始向内部缓缓切断，使电阻值缓缓减小。 
但是，当使用未掺混碳黑的表面处理液形成表面处理层时，将弹性层中碳黑的结构通过异氰酸酯的浸渗来切断，由此可形成比所需要的电阻值高的电阻。另外，当使用掺混碳黑的表面处理液形成表面处理层时，无法通过表面处理液均匀形成碳黑的结构，电阻值可能会出现变化。 
专利文献1：日本特开2003-202750号公报 
发明内容
发明所需要解决的课题
鉴于上述情况，本发明的课题在于：提供电阻值的变化小，电阻值在长时间内稳定的导电性橡胶部件。 
解决课题的方法
解决上述课题的本发明的第1实施方式为导电性橡胶部件，其特征在于，在赋予橡胶底材导电性的导电性弹性层的表面具备通过浸渗含有实施过分散处理的碳黑和异氰酸酯化合物的表面处理液而形成的表面处理层。 
本发明的第2实施方式为第1实施方式中记载的导电性橡胶部件，其特征在于，上述分散处理是通过分散剂进行的处理或通过酸·碱进行的处理。 
本发明的第3实施方式为第1实施方式中记载的导电性橡胶部件，其特征在于，在上述分散剂是选自高分子分散剂和表面活性剂中的至少一种。 
本发明的第4实施方式为第1～3中任一项的实施方式中记载的导电性橡胶部件，其特征在于，当载荷由100g向500g变化时，在各种载荷下用100V电压测定的电阻值的最大值(Rmax)和最小值(Rmin)的比(Rmax/Rmin)不足5。 
本发明的第5实施方式为第1～4中任一项的实施方式中记载的导电性橡胶部件，其特征在于，当载荷由100g向500g变化时，在100V外加电压(印加電压applied voltage)下测定的电阻值的最大值(Rmax)和最小值(Rmin)的比(Rmax/Rmin)不足5。 
本发明的第6实施方式为第1～5中任一项的实施方式中记载的导电性橡胶部件，其特征在于，所述部件为辊状、桨叶状或带状。 
发明的效果 
根据本发明，可通过浸渗含有实施过分散处理的碳黑和异氰酸酯化合物的表面处理液从而形成表面处理层，由此异氰酸酯化合物和实施过分散处理的碳黑浸渗到导电性弹性层的内部，从导电性弹性层的表层部的表面开始向内部缓缓地切断导电通路，同时均匀地形成新的导电通路，获得电阻值的变化小、电阻值在长时间内稳定的导电性橡胶部件。 
附图说明
[图1]说明本发明的导电性橡胶部件的表层部状态的示意图。 
[图2]说明试验例1的测定方法的图。 
[图3]表示试验例4的结果的图。 
[图4]表示试验例5的结果的图。 
符号说明 
10导电辊 
11金属杆(芯金metal shaft) 
12导电性弹性层 
12A导电性赋予剂 
12a导电通路 
13表面处理层 
13A碳黑 
13a导电通路 
13B异氰酸酯化合物 
实施发明的最佳方式 
本发明的导电性橡胶部件如下：在赋予橡胶底材导电性的导电性弹性层的表面部具备通过浸渗含有实施过分散处理的碳黑和异氰酸酯化合物的表面处理液而形成的表面处理层，将实施过分散处理 的碳黑和异氰酸酯化合物浸渗到导电性弹性层的内部，从导电性弹性层的表层部的表面开始向内部缓缓地切断导电通路，同时形成新的导电通路。 
采用图1对上述导电性橡胶部件进行说明。需说明的是，图1是说明本发明的导电性橡胶部件的表层部状态的示意图。 
本发明的表面处理液至少含有实施过分散处理的碳黑、异氰酸酯化合物和有机溶剂。这里所说的分散处理是指提高碳黑相对于表面处理液的分散性的处理，是指不仅提高相对于表面处理液所含有的有机溶剂的分散性，也提高相对于异氰酸酯化合物的分散性的处理。即，分散处理是指提高碳黑相对于溶剂的分散性和碳黑相对于异氰酸酯化合物的亲和性和分散性的处理。实施过分散处理的碳黑不会像以往那样碳黑之间出现凝集，而是均匀分散于异氰酸酯化合物和有机溶剂中。 
若使上述表面处理液浸渗导电性弹性层，则如图1(a)所示，由于表面处理液中的有机溶剂，导电性弹性层12的表层部分膨润，导电性弹性层12中的导电性赋予剂12A的链被从表面开始向内部切断，同时异氰酸酯化合物13B和碳黑13A均匀地填充于上述切断部分中。此时，如图1(c)所示，实施过分散处理的碳黑13A相对于异氰酸酯化合物13B的亲和性良好，可防止碳黑13A之间的凝集。因此，不同于现有使用含有未处理碳黑的表面处理液形成的导电性橡胶部件的表层部(表面处理层)，在碳黑13A均匀分散于异氰酸酯化合物13B的状态下，异氰酸酯化合物13B和碳黑13A浸渗于本发明的导电性橡胶部件的表层部(表面处理层13)。 
因此，如图1(b)所示，在本发明的导电性弹性层12的表层部形成由导电性赋予剂12A形成的导电通路12a和由表面处理液的碳黑13B形成的导电通路13a，但导电通路13a不像以往那样偏重于部分地形成，而是均匀地形成。另外，全部导电通路(12a和13a)的密度在导电性弹性层12的表面一侧增高，结果在表层部设置倾斜电阻 层。 
由于导电通路13a通过不凝集的碳黑13A以均匀的状态形成于表层部，所以本发明的导电性橡胶部件不会出现电阻值局部升高或降低，电阻值的变化少。导电性橡胶部件优选在进纸10000张后在100V外加电压下测定的电阻值的最大值(Rmax)和最小值(Rmin)的比(Rmax/Rmin)不足5。 
另外，实施过分散处理的碳黑13A不凝集而均匀地分散于异氰酸酯化合物13B中，从而易于浸渗导电性弹性层12的内部。因此，本发明的导电性橡胶部件的表层部(表面处理层13)与现有的使用含有未处理碳黑的表面处理液形成的表层部(表面处理层13)相比，导电通路13a可形成到内部。因此，本发明的导电性橡胶部件可抑制因使用时形成变形(ニツプdeformation)而产生的表面电阻值变化，使电阻值在长时间内稳定。导电性橡胶部件优选在载荷由100g向500g变化时，在各种载荷下用100V外加电压测定的电阻值的最大值(Rmax)和最小值(Rmin)的比(Rmax/Rmin)不足5。 
另外，使用含有实施过分散处理的碳黑的表面处理液形成的导电性橡胶部件不存在因碳黑的添加量增加而电阻值急剧降低之虞。即，本发明的导电性橡胶部件可容易地得到所需要的电阻值。 
如上所述，本发明所使用的表面处理液至少含有实施过分散处理的碳黑、异氰酸酯化合物和有机溶剂。 
碳黑无特殊限定，只要是通常作为导电辊等的导电性赋予剂所使用的碳黑即可。例如可列举出槽法碳黑、炉黑、科琴黑、乙炔黑等，上述物质可单独使用或多种合用。另外，碳黑的平均一次粒径无有特殊限定，但若考虑到相对于表面处理液的分散性，通常优选5～200nm左右，更优选10～100nm左右。 
作为碳黑的分散处理，可列举出使用分散剂进行的处理或使用酸·碱进行的处理，也可采用上述两种方法进行处理。 
作为分散剂，例如可列举出通常作为高分子分散剂使用的分散 剂或表面活性剂，上述分散剂可单独使用或合用。上述分散剂优选具有氮或氧等供电子性原子的物质、具有氨基或亚氨基等碱性官能团的物质。这是因为具有氮或氧等供电子性原子的物质、具有氨基或亚氨基等碱性官能团的物质相对于异氰酸酯化合物的亲和性良好。另外，分散剂数均分子量优选为500～10万，更优选500～5万，特别优选500～10000。这是由于通过使分散剂的数均分子量在上述范围内，实施过分散处理的碳黑易于浸渗于导电性弹性层的内部的缘故。若数均分子量大于10万，则碳黑难以浸渗至导电性弹性层的内部，所以不优选。 
作为高分子分散剂，可使用热增塑性树脂类分散剂和热固化性树脂类分散剂中的任一种，作为热固化性树脂，可列举出聚氨基甲酸酯类、丙烯酸酯类、聚酰亚胺类、醇酸类、环氧类、不饱和聚酯类、密胺类、酚类等树脂，作为热增塑性树脂，可列举出丙烯酸酯类、氯化乙烯类、氯化乙烯醋酸乙烯类共聚物类、聚氨基甲酸酯类、聚酰胺类、聚碳酸酯类等树脂。 
另外，在热固化性树脂类分散剂和热增塑性树脂类分散剂中的任一种中，特别优选聚聚氨基甲酸酯树脂类分散剂。这是由于其相对于异氰酸酯化合物的亲和性更好的缘故。需说明的是，所谓聚聚氨基甲酸酯类树脂是指主链中具有多个氨基甲酸酯键的高分子化合物，例如可列举出二异氰酸酯化合物和二醇化合物反应得到的物质。 
另外，也可优选使用由显示亲水性的聚环氧乙烷和显示亲油性的聚环氧丙烷共聚形成的聚乙二醇-聚丙二醇单甲基丙烯酸酯。这是由于其相对于异氰酸酯化合物的亲和性良好、分散性优异的缘故。需说明的是，可通过聚合度来控制聚乙二醇-聚丙二醇单甲基丙烯酸酯与多种异氰酸酯化合物的亲和性。作为聚乙二醇-聚丙二醇单甲基丙烯酸酯，例如可列举出Blemmer PEP系列(日本油脂株式会社)、Blemmer AEP系列(日本油脂株式会社)。 
作为表面活性剂，可使用两性表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的任一种，但优选非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。这是由于可提高润湿性、进一步提高碳黑的分散性和分散稳定性的缘故。 
作为非离子表面活性剂，例如可列举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯衍生物、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物、脱水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、乙炔二醇、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基苯基醚改性硅酮等硅酮类表面活性剂、氟类表面活性剂等。 
作为阴离子表面活性剂，例如可列举出脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐、烷基芳基磺酸盐、烷基萘磺酸盐、二烷基磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、烷基二芳基醚二磺酸盐、烷基磷酸盐、聚氧乙烯烷基芳基醚硫酸盐、萘磺酸福尔马林缩合物、聚氧乙烯烷基磷酸酯盐、硼酸甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯等。 
通过分散剂进行处理的方法无特殊限定，例如可列举出如下方法：适当掺混碳黑、上述分散剂和分散介质(有机溶剂)等，于5～70℃左右搅拌混合1～50小时，在溶解于分散介质的状态下得到实施过分散处理的碳黑。另外，还可列举出如下方法：将异氰酸酯化合物等与碳黑、分散剂、分散介质(有机溶剂)一同掺混，通过搅拌混合得到含有实施过分散处理的碳黑和异氰酸酯化合物的表面处理液。 
上述碳黑通过酸·碱进行的处理是指采用酸处理和碱处理中的至少一种进行的处理，也可采用酸处理和碱处理两者进行处理。作为酸处理，例如可列举出如下方法：在高温气氛下使碳黑与空气接触以进行反应的空气氧化法，常温下与氮氧化物或臭氧反应的方法，在高温下的空气氧化后在低温下进行臭氧氧化的方法，将碳黑浸渍于硝酸或过氧化氢水等酸性溶液的液相氧化处理法等。另外，作为碱处理，例如可列举出浸渍于氢氧化钠或胺等碱性溶液的方法。说明的是，从相对于异氰酸酯化合物的亲和性的观点出发，更优选碱处理。因此，当采用酸处理和碱处理的两方时，优选在酸处理后进行碱处理。
作为碳黑的分散处理，当采用通过分散剂进行的处理和通过酸·碱进行的处理的两方时，优选在通过酸·碱进行处理后在碳黑中添加分散剂。这是由于通过酸·碱进行处理后相对于分散剂的亲和性·分散性提高的缘故。 
作为异氰酸酯化合物，可列举出甲苯2，6-二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、萘1，5-二异氰酸酯(NDI)和3，3-二甲基二苯基-4，4′-二异氰酸酯(TODI)等异氰酸酯化合物，以及上述物质的多聚体和改性体，由多元醇和异氰酸酯形成的预聚物等。 
另外，表面处理液中亦可含有选自丙烯酸氟类聚合物、丙烯酸硅酮类聚合物和聚醚类聚合物中的至少1种聚合物。 
在这里，聚醚类聚合物优选可溶于有机溶剂的聚合物，或优选具有活性氢、可与异氰酸酯化合物反应而化学结合的聚合物。所述聚醚类聚合物优选具有羟基，这种聚合物的实例包括多元醇或二醇。另外，聚醚类聚合物优选具有烯丙基的聚合物。此外，聚醚类聚合物的数均分子量优选为300～1000。这是为了赋予表面处理层弹性，所以优选。另外，就上述聚醚而言，具有双末端的化合物比仅具有单末端的化合物更适合。 
作为上述聚醚类聚合物，例如可列举出聚亚烷基二醇单甲基醚、聚亚烷基二醇二甲基醚、烯丙基化聚醚、聚亚烷基二醇二元醇(ポリアルキレングリコ一ルジオ一ルpolyalkylene glycol diol)、聚亚烷基二醇三元醇(ポリアルキレングリコ一ルトリオ一ルpolyalkyleneglycol triol)等。 
如上所述，通过在表面处理液中添加聚醚类聚合物，可提高表面处理层的柔软性和强度，结果不存在所希望的导电性橡胶部件的表面磨损或与之相连接的感光体表面损伤之虞。 
表面处理液中所使用的丙烯酸酯氟类聚合物和丙烯酸酯硅酮类聚合物是可溶于规定溶剂且可与异氰酸酯化合物反应而化学结合的聚合物。丙烯酸酯氟类聚合物是具有例如羟基、烷基或羧基的溶剂可溶性氟类聚合物，例如可列举出丙烯酸酯和丙烯酸氟化烷酯的嵌段聚合物或其衍生物等。另外，丙烯酸酯硅酮类聚合物是溶剂可溶性的硅酮类聚合物，例如可列举出丙烯酸酯和丙烯酸硅氧烷酯的嵌段聚合物或其衍生物等。 
另外，就表面处理液中的丙烯酸酯氟类聚合物和丙烯酸酯硅酮类聚合物而言，相对于100质量份的异氰酸酯化合物，优选使丙烯酸酯氟类聚合物和丙烯酸酯硅酮类聚合物的总量达到2～30质量份。若少于2质量份，则将碳黑等保持于表面处理层中的效果减小。另一方面，若聚合物量过多，则存在充电辊的电阻值升高、放电性降低的问题，或相对而言异氰酸酯化合物减少从而无法形成有效地表面处理层的问题。 
有机溶剂只要是可溶解异氰酸酯化合物的有机溶剂则无特殊限定，但优选与分散剂的亲和性高的有机溶剂。例如可列举出醋酸乙酯、甲乙酮(MEK)、甲苯等。 
另外，在实施分散处理前的状态下，相对于异氰酸酯化合物，表面处理液中所使用的碳黑优选为55％质量以下。这是由于若碳黑过多，则产生脱落、物性降低等问题，或有电阻值易升高之虞，所以不优选。 
导电性弹性层通过在橡胶底材中掺混导电性赋予剂赋予导电性。所述底材只要根据用途进行选择即可，例如可列举出聚聚氨基甲酸酯、表氯醇橡胶、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、苯乙烯橡胶(SBR)及其掺和物等。 
作为导电性赋予剂，可列举出碳黑、金属粉等电子导电性赋予材料、离子导电性赋予材料及其混合物等，优选碳黑。碳黑的种类 无特殊限定，例如可列举出科琴黑、Toka Black(ト一力ブラツク)、炉黑、乙炔黑等。另外，作为离子导电性赋予材料，可列举出有机盐类、无机盐类、金属络合物、离子性液体等。作为有机盐类、无机盐类，可列举出高氯酸锂、季铵盐、三氟醋酸钠等。另外，作为金属络合物，可列举出卤化铁-乙二醇等，具体而言，可列举出日本专利第3655364号公报记载的二乙二醇-氯化铁络合物等。另一方面，离子性液体是室温下为液体的熔融盐，也称为常温熔融盐，特别是熔点为70℃以下、优选30℃以下的熔融盐。具体而言，可列举出日本特开2003-202722号公报中记载的1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-丁基-3-乙基咪唑鎓三氟甲基磺酰基亚胺等。 
需说明的是，导电性弹性体通过在上述橡胶底材、导电性赋予剂材料中掺混适当硫化剂等加热固化而形成。 
使导电性弹性层浸渗表面处理液的方法可以是将导电性弹性层浸渍于表面处理液的方法或通过喷雾等涂布表面处理液的方法。浸渍于表面处理液的时间、通过喷雾喷涂的次数或表面处理液的量只要适当调节即可。表面处理层通过在使导电性弹性层浸渗表面处理液后固化而形成。通过使表面处理液浸渗·固化于导电性弹性层的表层部，将表面处理层和导电性弹性层一体地设置。 
需说明的是，形成有表面处理层的导电性橡胶部件的防止调色剂成分等附着的性能大幅提高，而且阻断从导电性弹性层内部渗到表面的污染物质的所谓防渗色效果也得到提高，感光体等的污染性优异。 
本发明的导电性橡胶部件特别适合用于例如静电复印式复印机和打印机或喷粉式复印机和打印机所使用的充电辊、转印辊、显影辊、供粉辊、清洁辊等导电辊，刮板，转印带等。 
以下基于实施例对本发明进行说明，但下述实施例的说明仅属于示例，本发明的构成不受以下说明限定。 
(实施例1) 
<导电性弹性层的形成> 
在100质量份的表氯醇橡胶(Epichlomer CG-102，Daiso Co.，Ltd.制)中掺混作为导电材料的0.3质量份的三氟醋酸钠、5质量份的氧化锌(ZnO)、作为硫化剂的2质量份的2-巯基咪唑啉(Accel-22)，用辊式混合机(roll mixer)捏合，在直径6mm的金属轴表面挤压成型，研磨加工成直径14mm，在轴表面形成包含表氯醇橡胶的导电性弹性层，制得未处理辊1。 
<碳黑的分散处理> 
使用球磨机将20质量份的乙炔黑、1.5质量份的聚乙二醇-聚丙二醇单甲基丙烯酸酯(重均分子量1500)(在表中记为“分散剂A1”)、78.5质量份的醋酸丁酯于50℃分散混合3小时，制得碳黑分散液1。 
<表面处理层的形成> 
在100质量份的醋酸乙酯中掺混20质量份的二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯(MDI)、25质量份的碳黑分散液1，用球磨机分散混合3小时，制得表面处理液。将未处理辊1在保持于23℃的表面处理液中浸渍30秒，用保持于120℃的烘箱加热1小时，形成表面处理层，制得实施例1的导电辊。 
(实施例2) 
除了使用聚氧乙烯烷基胺(重均分子量3000)(在表中记为“分散剂B”)代替聚乙二醇-聚丙二醇单甲基丙烯酸酯(重均分子量1500)外，与实施例1同样操作制得实施例2的导电辊。 
(实施例3) 
除了在碳黑的分散处理中使用预先实施过碱处理的乙炔黑外，与实施例1同样操作制得实施例3的导电辊。需说明的是，所述乙 炔黑如下制得：于80℃在2M的氢氧化钠溶液中放置15分钟后，用纯水洗涤，于120℃干燥4小时。 
(实施例4) 
除了在碳黑的分散处理中使用炉黑代替乙炔黑外，与实施例1同样操作制得实施例4的导电辊。 
(实施例5) 
<导电性弹性层的形成> 
在属于3官能聚醚类多元醇的100质量份的GP-3000(三洋化成社制)中添加4质量份的Toka Black#5500(Tokai Carbon Co.，Ltd.制)和3质量份的VALCAN XC(Cabot社制)，分散至粒度达到20μm以下的程度，将温度调节为80℃后，进行脱水操作，制得A液。 
另一方面，在25质量份的预聚物Adiprene L100(Uniroyal社制)中添加·混合11质量份的Coronate C-HX(Nippon PolyurethaneIndustry Co.，Ltd.制)，将温度调节为80℃，制得B液。将所述A液和B液混合，制得橡胶辊。研磨上述导电辊的表面，调整至规定的外径，制得未处理辊2。 
<表面处理层的形成> 
在100质量份的醋酸乙酯中掺混20质量份的二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯(MDI)、25质量份的碳黑分散液1，用球磨机分散混合3小时，制得表面处理液。将未处理辊2在保持于23℃的表面处理液中浸渍30秒，用保持于120℃的烘箱加热1小时，形成表面处理层，制得实施例5的导电辊。 
(实施例6) 
除了在碳黑的分散处理中使用聚乙二醇-聚丙二醇单甲基丙烯酸酯(重均分子量12000)(在表中记为“分散剂A2”)代替聚乙二醇-聚丙二醇单甲基丙烯酸酯(重均分子量1500)外，与实施例1同样操作制得 实施例6的导电辊。 
(实施例7) 
除了在碳黑的分散处理中使用聚乙二醇-聚丙二醇单甲基丙烯酸酯(重均分子量20000)(在表中记为“分散剂A3”)代替聚乙二醇-聚丙二醇单甲基丙烯酸酯(重均分子量1500)外，与实施例1同样操作制得实施例7的导电辊。 
(实施例8) 
除了在碳黑的分散处理中使用科琴黑代替乙炔黑，使用聚乙二醇单丙烯酸酯(重均分子量3000)(在表中记为“分散剂C”)代替聚乙二醇-聚丙二醇单甲基丙烯酸酯(重均分子量1500)外，与实施例5同样操作制得实施例8的导电辊。 
(实施例9) 
<导电性弹性层的形成> 
在70质量份的中高氰基型丁腈橡胶、30质量份的表氯醇橡胶(Epichlomer CG-102，Daiso Co.，Ltd.制)中分别添加作为导电材料的5质量份的乙炔黑(电气化学社制)、1质量份的四乙铵高氯酸盐(关东化学社制)、5质量份的油膏(サブfactice)(Brown PR，Tenma FacticeMfg.Co.，Ltd.制)、1.5质量份的Sanceler TET(三新化学工业社制)、1.5质量份的Sanceler CZ(三新化学工业社制)、1.0质量份的硫磺，用辊式混合机捏合，研磨加工成直径14mm，在轴表面形成包含表氯醇橡胶的导电性弹性层，制得未处理辊3。 
<表面处理层的形成> 
在100质量份的醋酸乙酯中掺混20质量份的二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯(MDI)、5质量份的乙炔黑、0.5质量份的聚氧乙烯-聚氧丙烯-烷基醚(重均分子量3000)(在表中记为“分散剂D”)，用球磨机分散混合3小时，制得表面处理液。将未处理辊3在保持于23℃的表面处 理液中浸渍30秒，用保持于120℃的烘箱加热1小时，形成表面处理层，制得实施例9的导电辊。 
(实施例10) 
除了在表面处理层的形成中使用预先实施过酸处理以及碱处理的科琴黑外，与实施例9同样操作制得实施例10的导电辊。需说明的是，所述科琴黑如下制得：于80℃在2M的硝酸中放置15分钟后，用纯水洗涤，于120℃干燥4小时然后于80℃在2M的氢氧化钠溶液中放置15分钟后，用纯水洗涤，于120℃干燥4小时。 
(比较例1) 
在100质量份的醋酸乙酯中掺混20质量份的二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯(MDI)、5质量份的未处理的乙炔黑，用球磨机分散混合3小时，制得表面处理液。将所述表面处理液保持于23℃，将未处理辊1浸渍30秒后，用保持于120℃的烘箱加热1小时，形成表面处理层，制得比较例1的导电辊。 
(比较例2) 
除了不使用聚乙二醇单丙烯酸酯(重均分子量3000)外，与实施例8同样操作，制得比较例2的导电辊。 
(比较例3) 
<涂布层的形成> 
除了使用聚氨基甲酸酯涂料(NeoRez R-940，楠本化成社制)代替20质量份的二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯(MDI)形成30μm的涂布层外，与实施例8同样操作，制得比较例3的导电辊。 
(比较例4) 
除了不使用聚氧乙烯-聚氧丙烯-烷基醚(重均分子量3000)外，与 实施例9同样操作，制得比较例4的导电辊。 
(试验例1)电阻测定 
为评价各实施例和比较例的导电辊1根中的轴向和圆周方向的变化，如图2所示，在导电辊的导电性弹性层12的表面接合电极宽度为2mm的不锈钢电极51，使其与金属杆11之间的辊旋转，同时测定该位置的电阻值。在长度方向的6个位置进行测定，计算出辊整体电阻值的均值。另外，将辊整体电阻值的最大值(Rmax)、最小值(Rmin)和最大值与最小值的比(Rmax/Rmin)作为电阻值变化。结果如表1所示。 
(试验例2)图像评价 
将各实施例和比较例的导电辊作为充电辊，安装在市售激光打印机(LP-8600FX：EPSON社制)上。启动所述激光打印机，在LL环境(10℃×20％RH)和HH环境(30℃×85％RH)下进行印刷，进行印刷物的图像评价。需说明的是，当图像良好时评价为○，当图像为普通时评价为△，当图像不好时评价为×。“图像不好”是指观察到浓度斑(濃度ムラ)或劣化等的状态。结果如表1所示。 
(试验例3)连续印刷试验 
将各实施例和比较例的导电辊作为充电辊，安装在市售激光打印机(LP-8600FX：EPSON社制)上，在HH环境(35℃×85％RH)下连续印刷10000张后，进行印刷物的图像评价、电阻值测定。结果如表1所示。需说明的是，将图像良好的印刷物评价为○，将图像为普通的印刷物评价为△，将图像不好的印刷物评价为×。需说明的是，“图像不好”是指观察到浓度斑或劣化等的状态。结果如表1所示。 
(试验例4)辊的载荷依赖性 
对于实施例8、9和比较例2、3的导电辊，测定当载荷变化为100g、200g、300g、400g、500g时的电阻值。在NN环境(23℃、55％RH)下，在由SUS304板构成的电极部件上放置导电辊，在辊的两端施加各种载荷的状态下，施加30秒的100V外加电压，然后使用ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A(Advan Test社制)测定金属杆和电极部件之间的电阻值。另外，在圆周方向每次旋转45°，在旋转方向上测定8个位置，根据结果计算出电阻值的最大值与最小值的比(Rmax/Rmin)。结果如表2和图3所示。需说明的是，在实施例9中，对相对于20质量份的异氰酸酯，碳黑的掺混量为11质量份的辊进行了测定。 
(试验例5)辊的碳黑添加量依赖性 
对于实施例9和比较例4的导电辊，测定相对于20质量份的异氰酸酯，使碳黑的掺混量变化为1、3、5、7、9、11质量份时的电阻值。电阻值的测定与试验例4同样进行，根据结果计算出电阻值的平均值。需说明的是，测定时的载荷为100g。结果如表3、图4所示。 
[表1] 
Figure GPA00001127727500171
[表2] 
Figure GPA00001127727500181
[表3] 
Figure GPA00001127727500182
(试验结果的总结) 
使用通过数均分子量为3000以下的分散剂进行处理的碳黑的实施例1～5和8～9的导电辊的任一个在进纸10000张后图像评价仍良好。另外，实施例1～5和8～9的导电辊在进纸10000张后的电阻值变化仅为2.3以下，变化小。通过数均分子量为12000以上的分散剂进行处理的实施例6和7的导电辊在进纸10000张后的图像评价为普通，但仍足够使用，电阻值变化也小。使用进行过酸·碱处理的碳黑的实施例10的图像评价良好，电阻值变化小。 
与之相对的是，就使用未处理的碳黑的比较例1的导电辊而言，由于碳黑的分散状态差，或无法形成良好的导电通路，所以与实施例1～7的导电辊相比，电阻值高。另外，进纸10000张后的电阻值升高，电阻值变化也大。使用未处理的碳黑的比较例2、4的导电辊也同样，由于碳黑的分散状态差，或无法形成良好的导电通路，所以与实施例8、9的导电辊相比，电阻值高，进纸10000张后的电阻值的变化也大。 
另外，确认了实施例8～9和比较例2～3的导电辊的载荷依赖性，结果发现实施例8和9的导电辊因载荷而造成的电阻值变化小，而比较例2因载荷而造成的电阻值变化大。就使用通过分散剂进行处理的碳黑形成涂布层的比较例3的导电辊而言，虽然载荷依赖性小，但进纸10000张后的电阻值变化大，可见该导电辊表面出现裂痕。 
由上述结果可知，在赋予橡胶底材导电性的导电性弹性层的表层部具备通过浸渗含有实施过分散处理的碳黑和异氰酸酯化合物的表面处理液而形成的表面处理层的导电辊的电阻值变化小，电阻值在长时间内稳定。 
另外，对实施例9的导电辊的碳黑添加量依赖性进行了确认，结果发现随着碳黑添加量的增加，电阻值缓慢下降。另外，当碳黑添加量为11质量份时，对载荷依赖性进行了确认，结果发现电阻值的变化小。 
另一方面，对比较例4的导电辊的碳添加量依赖性进行了确认，结果发现当碳的添加量由5质量份变为7质量份时，可见电阻值急剧降低(即逾渗现象バ一コレ一シヨン現象percolation)。需说明的是，当碳添加量为9质量份、11质量份时的电阻值因检测限的缘故无法测定。 
由上述结果可知，即使增加实施过分散处理的碳黑的添加量，导电辊的电阻值也无急剧降低之虞，所以易于将导电辊制成所需要的电阻值。另外，通过掺混分散剂，即使增加实施过分散处理的碳黑的添加量，导电辊的电阻值也无急剧降低之虞，所以易于将导电辊制成所需要的电阻值。 

Claims (4)

1.导电性橡胶部件，其特征在于，在赋予橡胶底材导电性的导电性弹性层的表层部具备通过浸渗含有实施过分散处理的碳黑和异氰酸酯化合物的表面处理液而形成的表面处理层，所述分散处理是通过选自高分子分散剂和表面活性剂中的至少一种的分散剂进行的处理或通过酸·碱进行的处理。
2.权利要求1的导电性橡胶部件，其特征在于，在进纸10000张后，在100V外加电压下测定的电阻值的最大值(Rmax)和最小值(Rmin)的比(Rmax/Rmin)不足5。
3.权利要求1的导电性橡胶部件，其特征在于，当载荷由100g向500g变化时，在各载荷下用100V电压测定的电阻值的最大值(Rmax)和最小值(Rmin)的比(Rmax/Rmin)不足5。
4.权利要求1的导电性橡胶部件，其特征在于，所述部件为辊状、桨叶状或带状。
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