CN101872139B - 导电辊 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无需使热塑性弹性体组合物的挤压速度降低或使挤压温度升高、全部由单一的上述热塑性弹性体组合物形成、且通过挤压成型在其外周面形成无凸条剥离等的规定的良好凹凸形状的导电辊。本发明的导电辊(1),使用具备在挤出口的内周面沿圆周方向交替地设置有多个凹部和凸部的模具的挤压成型机,将热塑性弹性体组合物挤压成型为筒状而制成,与所述凹部及凸部相对应的多个凸条(7)和凹槽(8)沿圆周方向交替地设置于外周面(6),所述热塑性弹性体组合物含有在混合树脂中使橡胶成分动态交联的弹性体组合物、离子导电性导电剂和所述两者的相溶化剂,且相对于所述橡胶成分100质量份配合有1.5质量份以上且16质量份以下的丙烯酸改性聚四氟乙烯。

Description

导电辊
技术领域
本发明涉及能够在例如激光打印机等电子照相装置中作为用于将形成于感光体或像载体表面的调色剂图像转印到纸表面的转印辊等而使用的导电辊。
背景技术
在激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置、或它们的复合机等电子照相装置中,在使感光体表面一样带电的状态下进行曝光,在上述表面形成与形成图像对应的静电潜像(带电工序→曝光工序),通过使预先带电的调色剂选择性附着而将上述静电潜像显影成调色剂图像之后(显影工序),将上述调色剂图像转印到纸(包括塑料膜等,以下同)的表面(转印工序),进而使其定影(定影工序),由此在上述纸的表面形成了图像。
另外,就例如全色对应的电子照相装置而言,在上述转印工序中,蓝绿色、品红色、黄色及黑色的各种颜色用感光体的表面发生分色而形成各种颜色的调色剂图像,依次按照与纸表面重叠的方式转印该调色剂图像,形成全色图像;或按照与像载体表面重叠的方式临时转印上述各种颜色的调色剂图像而形成全色的调色剂图像,然后将上述调色剂图像转印到纸表面,形成全色图像。
在上述各工序当中,就带电工序、显影工序当中调色剂的带电过程、及向静电潜像的附着过程、转印工序、进而在将调色剂图像转印到纸表面之后除去在感光体、像载体的表面残留的调色剂的清洁工序等而言,总称为具有导电性乃至半导电性的辊(以下有时总称为“导电辊”)被广泛使用。
例如在向上述感光体或像载体、与作为转印辊的导电辊之间施加规定电压的状态下,在两者之间通纸,从而可以使在上述感光体或像载体的表面形成的调色剂图像,通过与转印辊之间的静电力而转印到纸表面。
作为上述导电辊,以往使用的是由被交联(硫化)的橡胶的多孔体形成,在上述橡胶中配合了导电性碳等具有电子导电性的填充剂、或使用作为橡胶本身就具有离子导电性的橡胶而赋予了导电性的材料等。
但是,由被交联的橡胶形成的导电辊,限于能够再循环的用途。例如除了进行粉碎而用作树脂、橡胶等填充剂、增量剂等以外,未见合适的用途。为此,由于近来可以通过加热使其再熔融而成型为任意形状,所以在研究使用不限于像上述交联橡胶那样能够再循环的用途的热塑性弹性体组合物来形成导电辊。
例如专利文献1~3中,均是在热塑性树脂和/或热塑性弹性体中使橡胶进行动态交联而得到的弹性体组合物中添加离子导电性导电剂,得到赋予了离子导电性的热塑性弹性体组合物,使用该热塑性弹性体组合物形成导电辊。详细而言,将对上述热塑性弹性体组合物进行挤压成型而得到的筒状体切成规定的长度,插入金属制的轴(shaft),并且研磨外周面而构成导电辊。
在将导电辊用作例如电子照相装置的转印辊等与纸直接接触的部位的辊而反复持续用于形成图像时,随着图像形成张数的增加,纸中所含的增量剂、填充剂等作为所谓的纸粉从纸脱落而附着于上述导电辊的外周面,有在上述外周面缓慢蓄积的趋势。
以往,由被交联的橡胶的多孔体形成的转印辊的情况下,上述纸粉大多数通过在外周面露出的开口而进入到多孔体的内部,所以即便纸粉有些许蓄积,也几乎不会直接影响到形成图像等。
但是,对上述热塑性弹性体组合物进行挤压成型而得到的导电辊为非多孔体,由于其外周面与由上述多孔体形成的辊不同,是平滑的,所以在纸粉稍微蓄积时,蓄积的纸粉容易从上述外周面再次附着在感光体、像载体等表面上。而且纸粉为不定形,与调色剂相比粒径明显大,这样在大多数情况下,具有与调色剂不同的带电特性,所以如果发生上述再附着,形成图像上容易发生由纸粉导致的所谓黑点、白斑(白抜け)的图像缺陷。
在专利文献4中,记载了制造在导电性的轴外周借助导电性的基层设置有由热塑性树脂形成的导电性层的导电辊时,使用具备在挤出口(口金)的内周面沿圆周方向交替地设置有多个凹部和凸部的模具的挤压成型机,将上述导电层挤压成型为筒状,由此将上述导电层的外周面形成为与上述凹部及凸部对应的多个凸条和凹槽沿圆周方向交替地设置的形状。
在专利文献4中制造的导电辊,主要在带电工序中被用作使感光体的表面带电的带电辊,之所以使其外周面为凹凸形状,是因为在通过接触带电法使感光体的表面一样带电时,会防止静电音的发生或防止调色剂的熔接特性的恶化。但是,由于上述凹槽内能够摄入纸粉,所以在将上述导电辊用作转印辊等时,认为能够抑制由已蓄积的纸粉的再附着导致的图像缺陷的发生。
因此,考虑将上述凹凸形状用于先前说明的由热塑性弹性体组合物形成的导电辊。但是,上述热塑性弹性体组合物,与专利文献4中记载的热塑性树脂(在热塑性树脂中虽含有作为单体的热塑性弹性体,但不含有上述热塑性弹性体组合物)相比,由于在挤压成型时与模具的挤出口之间的摩擦较大,所以特别容易发生所谓凸条的部分不会顺畅地从挤出口挤出而从导电辊的外周面剥离的问题,存在所谓无法形成在上述外周面具有规定的良好凹凸形状的导电辊的问题。
考虑了如下对策:使挤压速度降低、或提高挤压温度而使热塑性弹性体组合物的流动性改善。但是,在前者的情况下,为了防止凸条的剥离等,必须大幅度降低挤压速度,此时存在所谓导电辊的生产率显著降低的问题。
另外,在后者的情况下,为了防止凸条的剥离等,必须使挤压温度大幅升高,此时构成热塑性弹性体组合物的各成分会发生劣化,存在所谓导电辊的柔软性、耐磨耗性、耐久性等大幅度降低的问题。
为此,在专利文献4记载的发明中,将导电辊制成先前说明那样的基层和导电性层的层叠结构,基层由发泡或非发泡的导电性橡胶、或导电性聚氨酯泡沫形成且确保良好的柔软性,并且导电性层尽管不如基层柔软,但容易挤压成型,由容易通过上述挤压成型形成规定的良好凹凸形状的上述热塑性树脂形成。
然而,在形成所述层叠结构的情况下,存在制造工序增加而相应地导电辊的生产率降低,难以调整基层和导电性层的物性、厚度的问题。
专利文献1:特开2004-51829号公报
专利文献2:特开2004-269854号公报
专利文献3:特开2008-45031号公报
专利文献4:特开平8-74835号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种导电辊,其不会使热塑性弹性体组合物的挤压速度降低或使挤压温度升高,全部由单一的上述热塑性弹性体组合物形成,且通过挤压成型而在其外周面形成没有凸条剥离等的规定的良好凹凸形状。
本发明是一种导电辊,其特征在于,使用具备在挤出口的内周面沿圆周方向交替地设置有多个凹部和凸部的模具的挤压成型机,将热塑性弹性体组合物挤压成型为筒状而制成,与上述凹部及凸部对应的多个凸条和凹槽沿圆周方向交替地设置于外周面,
上述热塑性弹性体组合物含有:
(1)将选自二烯系橡胶、及乙丙橡胶中的至少1种橡胶成分的交联物和石蜡系油,分散于苯乙烯系热塑性弹性体和聚丙烯的混合树脂中而得到的弹性体组合物,
(2)具有氟基及磺酰基的阴离子和锂的盐,
(3)环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油基醚共聚物,
(4)选自乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、及乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少1种、及
(5)相对于上述橡胶成分100质量份为1.5质量份以上且16质量份以下的丙烯酸改性聚四氟乙烯;
上述凸条的最高点和凹槽的最低点之间的径向高低差为100μm以上,且相邻凸条的最高点间的圆周方向的间距为800μm以下。
根据本发明,在形成导电辊的热塑性弹性体组合物中以上述规定的比例配合的丙烯酸改性聚四氟乙烯,其功能是在挤压成型时提高上述热塑性弹性体组合物的熔融张力,并且使其与模具的挤出口之间的摩擦降低。
为此,可以通过挤压成型制造如下所示的导电辊,所述导电辊无需使挤压速度降低或使挤压温度升高,全部由单一的热塑性弹性体组合物形成,在外周面形成没有凸条剥离等的规定的良好凹凸。
需要说明的是,在通常的挤压成型中,作为使熔融树脂和模具的挤出口之间的摩擦降低而发挥功能的成分,公知有非改性的通常的聚四氟乙烯。
但是,就该非改性的聚四氟乙烯而言,使用以在热塑性树脂和/或热塑性弹性体中使橡胶动态交联的弹性体组合物为主体的热塑性弹性体组合物,通过挤压成型制造在外周面形成有上述范围内的微细的凹凸的导电辊时,无法得到与丙烯酸改性聚四氟乙烯等同的效果。
之所以丙烯酸改性聚四氟乙烯会发挥上述的特异效果,考虑是因为通过配合上述(1)~(5)的成分并在加热下进行捏合而制备热塑性弹性体组合物时的剪切力,上述丙烯酸改性聚四氟乙烯被原纤化,在上述热塑性弹性体组合物中构成微细的纤维状的网络,所以与非改性的聚四氟乙烯相比,使熔融张力增加的功能出色,并且通过该功能与聚四氟乙烯本来具有的使其与模具的挤出口之间的摩擦降低功能的协同效应,从而可以在挤压成型时进一步确实可靠地防止凸条剥离等。
在本发明中,之所以将丙烯酸改性聚四氟乙烯的配合比例限定为相对于橡胶成分100质量份为1.5质量份以上且16质量份以下,是基于以下的理由。
即,当配合比例低于上述范围时,不会得到由于配合了丙烯酸改性聚四氟乙烯而得到的先前说明的效果,无法通过挤压成型而在外周面形成没有凸条剥离等的规定的良好凹凸。
另一方面,即便配合比例超出上述范围,也不会得到额外的效果,不仅如此,导电辊的柔软性会降低,硬度升高,相对于纸的摩擦系数会降低,其结果,在用作例如转印辊等时,有可能在送纸方面发生缺陷等
另外,在本发明中,之所以将导电辊的外周面的凹凸形状中的凸条的最高点和凹槽的最低点之间的径向高低差限定为100μm以上,是基于以下的理由。
即,当高低差低于上述范围时,能够进入到上述凹槽内的纸粉的量、及纸粉的大小受到限制,所以无法得到由设置上述凹凸形状引起的在先前所说明的抑制纸粉的再附着和与其相伴随的发生图像缺陷的效果。
另外,之所以将相邻凸条的最高点间的圆周方向的间距限定为800μm以下,是基于以下的理由。
例如在将本发明的导电辊用作转印辊时,向其与感光体或像载体之间施加电压而发生的静电力,会产生基于上述凹凸形状的强弱差异。即,在夹持感光体或像载体和纸而相接触的凸条的部分,静电力增强,在远离上述感光体或像载体的凹槽的部分,静电力减弱。
如果上述间距为800μm以下,由于相邻凸条的强静电力的重叠,而补充凹槽的静电力,能使上述静电力的强弱差异减小,所以对形成图像几乎没有影响。
但是,在间距超出上述范围的情况下,基于凹凸形状的静电力的强弱差异增大,从感光体或像载体转印到纸表面的调色剂图像会发生目视可见的浓度不均。
凸条及凹槽可以在导电辊的外周面形成为螺旋线状,但优选与轴向平行设置。
在以螺旋线状设置凸条及凹槽的情况下,即便相邻凸条的最高点间在圆周方向的间距为上述范围内,基于静电力的强弱差异的浓度不均会因形成图像的种类而明显。与此相对,在与轴向平行地设置凸条及凹槽的情况下,可以使上述浓度不均更进一步不明显。
成为热塑性弹性体组合物的基础的(1)的弹性体组合物,优选通过如下所示的动态交联进行制备,即,对含有未交联的橡胶成分、石蜡系油和混合树脂的混合物边加热、边捏合,而使橡胶交联。
由此,由于能够使橡胶的交联物在混合树脂中更微细且均匀地分散,所以可以得到具有均匀特性的热塑性弹性体组合物,进而可以得到导电辊。
热塑性弹性体组合物,优选相对于橡胶成分100质量份,含有:
50质量份以上且250质量份以下的石蜡系油,
10质量份以上且150质量份以下的混合树脂,
0.01质量份以上且10质量份以下的具有氟基及磺酰基的阴离子和锂的盐,
1质量份以上且20质量份以下的环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油基醚共聚物,
1质量份以上且20质量份以下的选自乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、及乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少1种,以及
1.5质量份以上且16质量份以下的丙烯酸改性聚四氟乙烯。
根据本发明,可以提供如下的导电辊:无需使热塑性弹性体组合物的挤压速度降低或使挤压温度升高,全部由单一的上述热塑性弹性体组合物形成,且通过挤压成型在其外周面形成了没有凸条剥离等的规定的良好凹凸形状。
附图说明
图1是表示本发明的导电辊的实施方式的一例的整体、且将其一部分放大的立体图。
图2是将图1的例子的导电辊的一部分进一步放大的侧视图。
图3是说明通过挤压成型形成图1的例子的导电辊的一道工序、且将一部分放大表示的立体图。
符号说明:1-导电辊,2-辊主体,3-通孔,4-轴,5-筒状体,6-外周面,7-凸条,8-凹槽,9-挤出口,10-内周面,11-凹部,12-凸部,h-高低差,w-间距。
具体实施方式
<热塑性弹性体组合物>
成为本发明的导电辊的基础的热塑性弹性体组合物,含有:
(1)使选自二烯系橡胶、及乙丙橡胶中的至少1种橡胶成分的交联物与石蜡系油,分散于苯乙烯系热塑性弹性体和聚丙烯的混合树脂中而得到的弹性体组合物,
(2)具有氟基及磺酰基的阴离子和锂的盐,
(3)环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油基醚共聚物,
(4)选自乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、及乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少1种、及
(5)相对于上述橡胶成分100质量份为1.5质量份以上且16质量份以下的丙烯酸改性聚四氟乙烯。
其中,(1)的弹性体组合物,可以通过如下所述的动态交联来制备,所述动态交联是对含有选自二烯系橡胶及乙丙橡胶中的至少1种未交联的橡胶成分、石蜡系油和混合树脂的混合物边加热、边捏合,而使橡胶交联。
作为二烯系橡胶,可以举出例如天然橡胶(NR),异戊二烯橡胶(IR),丁二烯橡胶(BR),苯乙烯-丁二烯共聚橡胶(SBR),氯戊二烯橡胶(CR),丙烯腈-丁二烯共聚橡胶(NBR)等。另外,作为乙丙橡胶,可以举出例如乙烯-丙烯共聚橡胶(EPM),乙烯-丙烯-二烯共聚橡胶(EPDM)等。作为橡胶成分,可以单独使用上述橡胶的任意1种,也可以并用2种以上。
特别优选EPDM。就EPDM而言,主链由饱和烃构成且不含双键,因此即便长时间暴露于高浓度臭氧气氛、含有紫外线的光照射等环境下,也难以发生主链的断开。因此,可以提高导电辊的耐臭氧性、耐紫外线性、耐热性等。EPDM优选单独使用,但也可以并用EPDM和其他橡胶成分,此时,优选EPDM占全部橡胶成分的比例为50质量%以上,特别优选80质量%以上。
石蜡系油的功能在于,在使橡胶成分动态交联时使混合物容易捏合,起到使上述橡胶成分的交联物更微细且均匀地分散于混合树脂中的软化剂的功能,并且具有提高用含有上述弹性体组合物的热塑性弹性体组合物形成的导电辊的柔软性,使得先前说明的送纸方面的缺陷等难以发生的功能。
作为石蜡系油,可以任意使用从矿油(原油)精制且原料油为石蜡系的各种石蜡系油。
关于石蜡系油的配合比例,相对于橡胶成分100质量份优选为50质量份以上且250质量份以下,特别优选80质量份以上且120质量份以下。
当石蜡系油的配合比例低于上述范围时,有可能无法充分获得由配合了上述石蜡系油产生的先前已说明的效果。另外,即便配合比例超出上述范围,也无法获得额外的效果,不仅如此,过剩的石蜡系油会渗出到导电辊的表面(洇渗:bleed),有可能污染感光体、像载体的表面,或将纸污染。
混合树脂当中的苯乙烯系热塑性弹性体,具有在维持热塑性弹性体组合物的热塑性的同时对导电辊赋予良好柔软性的功能。作为上述苯乙烯系热塑性弹性体,可以举出例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS),苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS),苯乙烯-乙烯/丙烯共聚物(SEP),苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS),苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS),苯乙烯-乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯共聚物(SEEPS)等的1种或2种以上。
其中,优选SEP、SEPS、SEBS、及SEEPS,特别优选SEEPS。这些苯乙烯系热塑性弹性体的主链由饱和烃构成且不含双键,所以柔软且压缩永久变形小,而且耐久性也出色。另外,不会在动态交联时与交联剂发生反应而交联,所以可以对热塑性弹性体组合物赋予良好的热塑性。进而不会在动态交联时妨碍橡胶成分的交联,所以可以对导电辊赋予良好的橡胶弹性。
与苯乙烯系热塑性弹性体一起构成混合树脂的聚丙烯,具有提高热塑性弹性体组合物在挤压成型时的加工性的功能。作为上述聚丙烯,除了仅使丙烯聚合的均聚物型以外,还可以举出为了改善上述均聚物型聚丙烯的低温脆性等而使其与若干量的乙烯等其他烯烃共聚而得到的无规或嵌段共聚物型的各种聚丙烯的1种或2种以上。
关于至少含有上述聚丙烯及苯乙烯系热塑性弹性体的混合树脂的配合比例,相对于橡胶成分100质量份,优选为10质量份以上且150质量份以下,特别优选50质量份以上且100质量份以下。
在混合树脂的配合比例低于上述范围时,作为热塑性成分的混合树脂的量过少,所以有可能无法对热塑性弹性体组合物赋予良好的热塑性。另外,也有可能无法使通过动态交联而发生交联的橡胶成分良好地分散于混合树脂中。另一方面,在混合树脂的配合比例超出上述范围的情况下,橡胶成分的量相对减少,所以有可能无法对导电辊赋予良好的橡胶弹性。
另外,相对于苯乙烯系热塑性弹性体100质量份的聚丙烯的配合比例,优选为1质量份以上且100质量份以下,特别优选30质量份以上且50质量份以下。
在聚丙烯的配合比例低于上述范围时,有可能无法充分获得因配合上述聚丙烯而产生的、先前已说明的在挤压成型时提高热塑性弹性体组合物的加工性的效果。另外,在聚丙烯的配合比例超出上述范围的情况下,苯乙烯系热塑性弹性体的量相对减少,导电辊的柔软性降低,有可能发生送纸方面的缺陷等。
在使橡胶成分动态交联的情况下,向上述各成分的混合物中添加使上述橡胶成分交联的交联剂。作为交联剂,优选树脂交联剂。
树脂交联剂是可以通过加热等使橡胶成分发生交联反应的合成树脂,具有如下优点:不会像普通的硫交联系(硫和硫化促进剂等的并用系统)那样起霜,且可以使交联后的橡胶成分的压缩永久变形、物性的降低减小,能够提高耐久性。
另外,通过树脂交联剂,与硫交联系相比,可以缩短交联时间。为此,在2轴挤压机内对例如上述未交联的橡胶成分、石蜡系油、混合树脂、及树脂交联剂边加热、边捏合,使其动态交联,并进行挤压,而连续制造(1)的弹性体组合物时,能够在滞留于上述2轴挤压机内的短时间内,进行动态交联。
作为上述树脂交联剂,可以举出例如酚醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、三嗪-甲醛缩合物、六甲氧基甲基-三聚氰胺树脂等,特别优选酚醛树脂。
作为酚醛树脂,可以举出例如通过苯酚、烷基苯酚、甲酚、二甲苯酚或间苯二酚等酚类,与甲醛、乙醛或糠醛等醛类的反应而合成的各种酚醛树脂。也可以使用在酚醛树脂的醛单位上结合有至少一个卤原子的卤化酚醛树脂。
特别是通过在苯的邻位或对位结合有烷基而成的烷基苯酚与甲醛的反应而得到的烷基苯酚-甲醛树脂,与橡胶成分的相溶性出色,且富于反应性,可以使交联反应的开始时间较早,所以优选。
作为烷基苯酚-甲醛树脂的烷基,可以举出碳原子数为1~10的烷基,例如甲基、乙基、丙基或丁基等。另外,烷基苯酚-甲醛树脂的卤化物也适合使用。
进而,使硫化-对叔丁基苯酚和醛类发生加成缩合而得到的改性烷基酚醛树脂、烷基苯酚-硫化物树脂也可以作为树脂交联剂使用。
关于树脂交联剂的配合比例,相对于橡胶成分100质量份,优选为2质量份以上且20质量份以下,特别优选5质量份以上且15质量份以下。
当树脂交联剂的配合比例低于上述范围时,交联变得不充分,因而有可能无法对导电辊赋予良好的橡胶弹性。另一方面,在树脂交联剂的配合比例超出上述范围的情况下,橡胶成分会变得过硬,所以导电辊的柔软性降低,有可能发生送纸方面的缺陷等。
为了适当进行动态交联,可以在混合物中添加交联活化剂。作为交联活化剂,可以举出金属氧化物,例如氧化锌、碳酸锌等。特别优选氧化锌(锌华)。
关于交联活化剂的配合比例,相对于橡胶成分100质量份,优选为0.5质量份以上且10质量份以下,特别优选1质量份以上且5质量份以下左右。
对动态交联的条件没有特别限定,例如在先前说明的使用2轴挤压机的动态交联中,优选在上述2轴挤压机的进料斗到出口为止的大致中间部等设置的混合部的平均温度为160℃以上且250℃以下,时间为1分钟以上且20分钟以下左右。
上述(2)的具有氟基及磺酰基的阴离子和锂的盐(以下会简称为“锂盐”),作为对热塑性弹性体组合物赋予离子导电性的离子导电性导电剂发挥功能。即,氟基及磺酰基均具有吸电子性,所以阴离子被稳定化,锂离子示出更高的解离度。为此,添加少量就可以对热塑性弹性体组合物赋予良好的离子导电性。
作为构成上述锂盐的具有氟基及磺酰基的阴离子,可以举出例如氟烷基磺酸离子、双(氟烷基磺酰)亚胺离子、三(氟烷基磺酰)甲基化物离子等。
作为含有上述阴离子的(2)的锂盐,可以举出例如CF3SO3Li、C4F9SO3Li、(CF3SO2)2NLi、(C2F5SO2)2NLi、(C4F9SO2)(CF3SO2)NLi、(FSO2C6F4)(CF3SO2)NLi、(C8F17SO2)(CF3SO2)NLi、(CF3CH2OSO2)2NLi、(CF3CF2CH2OSO2)2NLi、(HCF2CF2CH2OSO2)2NLi、〔(CF3)2CHOSO22NLi、(CF3SO2)3CLi、(CF3CH2OSO2)3CLi等的1种或2种以上。
特别优选CF3SO3Li(三氟甲烷磺酸锂)、(CF3SO2)2NLi〔双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂〕。
关于锂盐的配合比例,相对于橡胶成分100质量份,优选0.01质量份以上且10质量份以下,特别优选0.5质量份以上且2质量份以下。
在锂盐的配合比例低于上述范围时,有可能无法对热塑性弹性体组合物赋予良好的离子导电性。另外,即便超出上述范围,也不会获得额外的添加效果,不仅如此,过剩的锂盐会渗出到导电辊的表面,有可能污染感光体、像载体的表面。
就上述锂盐而言,优选预先以规定的比例与(3)的环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基甘油醚共聚物(以下会简称为“EO-PO-AGE共聚物”)配合,来制备混合物,然后将上述混合物与(1)的弹性体组合物及其他相配合,加热下进行捏合,制备热塑性弹性体组合物。
由此,源自锂盐的离子通过EO-PO-AGE共聚物中的环氧乙烷单元及环氧丙烷单元而被稳定化,所以能使上述锂盐作为离子导电性导电剂而很好地发挥功能。特别是环氧乙烷单元,在上述稳定化的功能方面出色。
可以使EO-PO-AGE共聚物发生交联。
即,向与(1)的弹性体组合物及其他相配合前的EO-PO-AGE共聚物、及锂盐中,进一步配合交联剂、交联助剂等,制备混合物,将上述混合物与(1)的弹性体组合物及其他相配合,在加热下进行捏合,来制备热塑性弹性体组合物,同时能通过上述交联剂、交联助剂等的功能使EO-PO-AGE共聚物进行动态交联。
另外,也可以在预先加热下捏合上述混合物而使EO-PO-AGE共聚物交联之后,与(1)的弹性体组合物及其他相配合,在加热下进行捏合,来制备热塑性弹性体组合物。
EO-PO-AGE共聚物,优选环氧乙烷单元的含有率为65摩尔%以上且95摩尔%以下。
在环氧乙烷单元的含有率低于上述范围时,不会充分获得先前说明的、通过上述环氧乙烷单元而产生的使源自锂盐的离子稳定化的效果。另外,在含有率超出上述范围的情况下,上述环氧乙烷单元发生结晶化,仍无法充分获得使源自锂盐的离子稳定化的效果。为此,有可能在任何情况下都无法使锂盐作为离子导电性导电剂而很好地发挥功能。
上述EO-PO-AGE共聚物,优选烯丙基缩水甘油基醚单元的含有率为1摩尔%以上且10摩尔%以下。
在上述烯丙基缩水甘油基醚单元的含有率低于上述范围时,EO-PO-AGE共聚物和锂盐一起渗出到导电辊的表面,已渗出的锂盐有可能会污染感光体、像载体的表面。另外,在含有率超出上述范围的情况下,EO-PO-AGE共聚物的抗拉强度、疲劳特性、耐屈曲性等降低,有可能影响导电辊的耐久性等。
另外,关于EO-PO-AGE共聚物,如果考虑防止上述渗出和与其相伴随的对感光体、像载体的表面的污染等,优选数均分子量为10000以上,特别优选30000以上。
关于EO-PO-AGE共聚物的配合比例,相对于橡胶成分100质量份,优选为1质量份以上且20质量份以下,特别优选1质量份以上且15质量份以下。
在EO-PO-AGE共聚物的配合比例低于上述范围时,不会充分获得由上述EO-PO-AGE共聚物而产生的、先前说明的使源自锂盐的离子稳定化的效果,有可能无法对热塑性弹性体组合物赋予良好的离子导电性。另外,即便超出上述范围,也有可能无法获得额外的添加效果。
作为使EO-PO-AGE共聚物交联的交联剂,优选过氧化物。
作为上述过氧化物,例如可以举出过氧化苯甲酰、1,1-二(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化苯甲酰)己烷、二(叔丁基过氧基)二异丙基苯、1,4-双(叔丁基过氧异丙基)苯、二(叔丁基过氧基)苯甲酸酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、二叔丁基过氧化物或2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己烯等的1种或2种以上。
特别优选二(叔丁基过氧基)二异丙基苯。
关于过氧化物的配合比例,相对于EO-PO-AGE共聚物100质量份,优选0.1质量份以上且5质量份以下。
在过氧化物的配合比例低于上述范围时,交联变得不充分,不会得到先前说明的使其发生交联的效果。另一方面,如果配合比例超出上述范围,会发生由分子断开导致的物性降低,或发生分散方面的缺陷等而使加工变得困难。
交联助剂起到在自身交联的同时与EO-PO-AGE共聚物一起交联而使整体高分子化的功能。通过使用上述交联助剂来进行共交联,可以提高交联密度。
作为交联助剂,可以举出例如甲基丙烯酸或丙烯酸的金属盐、甲基丙烯酸酯、芳香族乙烯基化合物、杂环乙烯基化合物、烯丙基化合物、利用1,2-聚丁二烯的官能团的多官能聚合物类、二肟类等的1种或2种以上。详细而言,可以举出三烯丙基异氰酸酯(TAIC)、三聚氰酸三烯丙酯(TAC),三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT),乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA),对苯醌二肟、p,p’-二苯甲酰苯醌二肟、N,N’-间亚苯基双马来酰亚胺等,特别优选N,N’-间亚苯基双马来酰亚胺。
关于交联助剂的配合比例,相对于EO-PO-AGE共聚物100质量份,优选0.1质量份以上且20质量份以下,特别优选0.1质量份以上且15质量份以下。
上述(4)的乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、和/或乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物,作为(1)的弹性体组合物、和含有(2)的锂盐的(3)的EO-PO-AGE共聚物的相溶化剂而发挥功能,起到使上述锂盐均匀且稳定地分散于热塑性弹性体组合物中的作用。
上述乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、和/或乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物,丙烯酸酯单元的含有率为0.1质量%以上且30质量%以下,其中,优选1质量%以上且20质量%以下,特别优选3质量%以上且15质量%以下。马来酸酐单元的含有率为0.05质量%以上且20质量%以下,其中,优选0.1质量%以上且15质量%以下,特别优选1质量%以上且10质量%以下。另外,甲基丙烯酸缩水甘油酯单元的含有率为0.05质量%以上且20质量%以下,其中,优选0.1质量%以上且15质量%以下,特别优选1质量%以上且10质量%以下。
作为丙烯酸酯,可以举出例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯等的1种或2种以上。
关于乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、和/或乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的配合比例,相对于橡胶成分100质量份,优选1质量份以上且20质量份以下,特别优选5质量份以上且15质量份以下。
在配合比例低于上述范围时,上述乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、和/或乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物作为相溶化剂的功能不足,例如在挤压成型时,(1)的弹性体组合物和含有(2)的锂盐的(3)的EO-PO-AGE共聚物会发生相分离,有可能无法形成具有均匀的离子导电性且具有良好的橡胶弹性的导电辊。
另一方面,即便配合比例超出上述范围,也不会得到额外的添加效果,不仅如此,相反有发生导电辊的强度降低或硬度升高的可能性。
作为上述(5)的丙烯酸改性聚四氟乙烯,例如可以举出如下所示的物质,即
(a)混合聚四氟乙烯粒子的水性分散液、和含有丙烯酸、甲基丙烯酸或它们的酯、盐等1种或2种以上的丙烯酸树脂粒子的水性分散液,将得到的混合液投入到溶解有氯化钙、硫酸镁等金属盐的热水中,使其凝固后,通过干燥、粉碎、或喷雾干燥等而粉体化的物质;
(b)在聚四氟乙烯粒子的水性分散液存在下,使构成丙烯酸树脂的上述丙烯酸、甲基丙烯酸或它们的酯、盐等1种或2种以上发生聚合而得到混合液,将该混合液同样投入到溶解有氯化钙、硫酸镁等金属盐的热水中,使其凝固后,通过干燥、粉碎、或喷雾干燥等而粉体化的物质;或
(c)在混合有聚四氟乙烯粒子的水性分散液和含有丙烯酸、甲基丙烯酸或它们的酯、盐等1种或2种以上的丙烯酸树脂粒子的水性分散液而得到的分散液中,使具有烯性不饱和键的单体发生乳化聚合而得到混合液,将该混合液同样投入到溶解有氯化钙、硫酸镁等金属盐的热水中,使其凝固后,通过干燥、粉碎、或喷雾干燥等而粉体化的物质;等。
上述丙烯酸改性聚四氟乙烯,通过如先前说明的那样配合(1)~(5)的成分并在加热下进行捏合来制备热塑性弹性体组合物时的剪切力,而发生原纤化,在上述热塑性弹性体组合物中构成微细的纤维状的网络。
此外,在挤压成型时,其功能是用于提高上述热塑性弹性体组合物的熔融张力,并使其与模具的挤出口之间的摩擦降低,所以可以通过挤压成型制造如下所述的导电辊,所述导电辊无需使挤压速度降低或使挤压温度升高,全部由单一的热塑性弹性体组合物形成,在外周面形成了没有凸条剥离等的规定的良好凹凸。
关于丙烯酸改性聚四氟乙烯的配合比例,相对于橡胶成分100质量份,需要为1.5质量份以上且16质量份以下,特别优选5质量份以上且10质量份以下。
在丙烯酸改性聚四氟乙烯的配合比例低于上述范围时,不会得到由配合了丙烯酸改性聚四氟乙烯而产生的先前说明的效果,无法通过挤压成型在外周面形成没有凸条剥离等的规定的良好凹凸。
另一方面,即便配合比例超出上述范围,也不会得到额外的效果,不仅如此,导电辊的柔软性降低,有可能发生送纸方面的缺陷等。
在含有上述各成分的热塑性弹性体组合物中,进而为了改善导电辊的机械强度,可以配合填充剂。
作为填充剂,可以举出例如氧化硅、炭黑、粘土、滑石、碳酸钙、二碱式亚磷酸盐(DLP),碱式碳酸镁、氧化铝等的1种或2种以上。
关于填充剂的配合比例,优选为热塑性弹性体组合物的总质量的15质量%以下。
填充剂的配合尽管对热塑性弹性体组合物的抗拉强度及撕裂强度等的改善是有效的,但如果过多配合,会有热塑性弹性体组合物的柔软性降低的趋势。
另外,在热塑性弹性体组合物中,为了提高导电辊的柔软性,可以配合发泡剂。
作为发泡剂,可以举出微囊型的发泡剂。如果使用微囊型的发泡剂,则可以制作独立气泡的状态,容易控制气泡孔的大小及数量,所以导电辊的磨耗性能等难以降低。
发泡剂相对于热塑性弹性体组合物100质量份优选配合0.1质量份以上且10质量份以下,特别优选配合0.5质量份以上且10质量份以下。
除此之外,可以在热塑性弹性体组合物中适当配合防老化剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、润滑剂、颜料、防静电剂、阻燃剂、中和剂、成核剂或气泡防止剂等添加剂。
为了制备含有上述各成分的热塑性弹性体组合物,像先前说明的那样,通过动态交联来制备(1)的弹性体组合物,关于所述动态交联,首先,对含有未交联的橡胶成分、石蜡系油、混合树脂、树脂交联剂、交联活化剂等的混合物边加热、边捏合,而使橡胶发生交联。
捏合可以使用2轴挤压机、班伯里混合机、捏合机等,特别优选2轴挤压机等挤压机。在使用挤压机的情况下,在上述挤压机的螺杆部内,对混合物边进行连续加热,边捏合,由此可以制备弹性体组合物,由于可以将已制备的弹性体组合物从喷嘴前端依次挤压出而连续地向下一道工序(例如颗粒化的工序等)运送,所以可以提高弹性体组合物的生产率。
动态交联优选在卤素存在下进行。为了在动态交联时使卤素存在,作为树脂交联剂,使用先前说明的被卤化的物质即可。另外,可以添加氯化锡、氯化铁、氯化铜等供卤性物质。
接着,将所制备的(1)的弹性体组合物的颗粒、含有(2)的锂盐且根据需要被交联的(3)的EO-PO-AGE共聚物、(4)的选自乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物及乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少1种、和(5)的丙烯酸改性聚四氟乙烯,提供给用于挤压成型出成为本发明的导电辊的基础的筒状体的挤压成型机,在上述挤压成型机的螺杆部内边加热、边捏合,由此来制备热塑性弹性体组合物。
另外,此时,在含有使(3)的EO-PO-AGE共聚物进行交联的交联剂等的情况下,上述EO-PO-AGE共聚物进行动态交联。
然后,通过与挤压成型机的螺杆部前端连接的模具的挤出口,将所制备的热塑性弹性体组合物挤压成型为筒状,由此制造本发明的导电辊。
关于挤压成型的条件,可以设成与以前的挤压成型出成为在外周面不具有凹凸形状的导电辊的基础的筒状体时同等的程度。即,挤压温度(螺杆部前端的设定温度)可以设成160℃以上且250℃以下,特别是设成180℃以上且230℃以下左右,挤压速度可以设成0.5m/分钟以上且7m/分钟以下,特别是设成0.8m/分钟以上且5m/分钟以下左右。
即便使挤压成型的条件在上述范围内,由于先前说明的配合了(5)的丙烯酸改性聚四氟乙烯的效果,也可以挤压成型出形成了没有凸条剥离等的规定的良好凹凸形状的筒状体。
需要说明的是,可以使用2轴挤压机、班伯里混合机、捏合机等边加热上述各成分、边进行捏合,然后进行颗粒化,将上述颗粒提供给挤压成型机,制造成为导电辊的基础的筒状体。此时,在颗粒化之前的捏合时的温度、及时间,与先前的动态交联时同等程度即可。另外,挤压成型的条件与上述同等程度即可。
<导电辊>
图1是表示本发明的导电辊的实施方式的一例的整体以及将其一部分放大的立体图。图2是将上述图1的例子的导电辊的一部分进一步放大的侧视图。图3是说明通过挤压成型形成上述图1的例子的导电辊的一道工序、将一部分放大表示的立体图。
参照图1~图3,该例的导电辊1包括:由上述热塑性弹性体组合物形成的圆筒状的辊主体2、和插通上述辊主体2的中心的通孔3的轴4。其中,辊主体2是将如先前说明的那样对热塑性弹性体组合物进行挤压成型而形成的筒状体5(参照图3)切成规定的长度,由此形成。
在辊主体2的外周面6,沿圆周方向交替地设置有多个凸条7和凹槽8。关于上述凸条7和凹槽8,在为图中的例子的情况下,是通过使上述外周面6成为大致正弦波状而形成。即,构成大致正弦波的向辊主体2的径向外方突出的山的部分为凸条7,相邻的山间的向径向内方凹入的谷为凹槽8。
参照图3,就具有上述凹凸形状的辊主体2而言,使用具备在挤出口9的内周面10且沿圆周方向交替地设置有多个凹部11和凸部12的模具的挤压成型机,对热塑性弹性体组合物进行挤压成型,由此形成上述筒状体5,将上述筒状体5切成规定的长度来制造。
即,在通过上述挤出口9而挤压成型的筒状体5的外周面6上,与上述凹部11对应形成凸条7,并且与凸部12对应形成凹槽8。上述凹部11和凸部12沿圆周方向交替地设置于挤出口9的内周面10上,所以在经挤压成型的筒状体5的外周面6上,与其相对应地沿圆周方向交替地形成凸条7和凹槽8。
边维持挤压成型的筒状体5以使其不会以其中心轴L为中心沿圆周方向旋转,边进行冷却,然后切断,此时,得到如图1所示凸条7及凹槽8被设置成与上述中心轴L的轴向平行的辊主体2。具备该辊主体2的导电辊1,如先前说明的那样具有如下优点,即,能使基于由凹凸形状导致的静电力的强弱差异的浓度不均更进一步不明显。
需要说明的是,还可考虑不使凸条7和凹槽8如前所述与轴向平行,而是以螺旋线状形成在辊主体2的外周面上。此时,例如边使挤压成型的筒状体5以上述中心轴L为中心沿圆周方向以一定的速度旋转边进行冷却即可。由此,可以使凸条7和凹槽8形成为如下所述的螺旋线状,所述螺旋线状相对于中心轴L以与上述旋转速度和挤压速度对应的规定倾斜角度进行倾斜。
参照图2,在本发明中,有必要使上述凸条7的最高点和凹槽8的最低点之间的径向高低差h为100μm以上,且相邻凸条7的最高点间沿圆周方向的间距w为800μm以下。
即,在高低差h为小于100μm时,能够进入上述凹槽8内的纸粉的量、及纸粉的大小受到限制,所以不会得到由设置上述凹凸形状带来的、如先前说明的抑制纸粉的再附着和与其相伴随的发生图像缺陷的效果。
另外,之所以将间距w限于800μm以下,是基于以下的理由。
例如在将本发明的导电辊1用作转印辊时,向其与感光体或像载体之间施加电压而发生的静电力,会发生基于上述凹凸形状的强弱差异。即,在夹持感光体或像载体和纸而相接触的凸条7的部分,静电力增强,在与上述感光体或像载体远离的凹槽8的部分,静电力减弱。
如果上述间距w为800μm以下,则通过相邻凸条7的强静电力的重叠来补充凹槽8处的静电力,可以使上述静电力的强弱差异减小,所以几乎不会影响形成图像。
但是,在间距w超出上述范围的情况下,基于凹凸形状的静电力的强弱差异增大,在从感光体或像载体转印到纸表面的调色剂图像中,会产生目视可见的浓度不均。
需要说明的是,高低差h即便在上述范围内,也优选为200μm以上且1mm以下,特别优选300μm以上且800μm以下。
在高低差h超出上述范围的情况下,为了使热塑性弹性体组合物充分遍布挤出口9的凹部11而形成规定的具有高低差h的凸条7,会产生使挤压速度降低或提高挤压温度以使热塑性弹性体组合物的流动性提高的必要,有可能会发生先前说明的问题。
另外,高低差h超出上述范围的高凸条7,容易变形或缺损,也有可能使导电辊1的耐久性降低。进而,在为了提高耐久性而扩大凸条7的宽度的情况下,必须增大间距w并超出上述范围,也有可能产生浓度不均。
另外,间距w即便在上述范围内,也优选200mm以上,特别优选300mm以上。
在间距w低于上述范围的情况下,可以进入到凹槽8内的纸粉的量、及纸粉的大小受到限制,所以有可能不会得到由设置上述凹凸形状带来的先前说明的效果。另外,间距w低于上述范围而高低差h为上述范围内的细凸条,容易变形或缺损,也有可能使导电辊1的耐久性降低。
轴4由于构成导电辊1,所以具有导电性。作为上述导电性的轴4,可以举出例如通过铝或其合金、不锈钢等金属一体形成的构件等。另外,也可以使用由陶瓷、硬质树脂等形成且在其外周面设置有与辊主体2电连接的导电膜等的复合结构的轴4。
辊主体2的外周面6可以用涂敷层被覆。关于上述涂敷层,例如在聚氨酯树脂、丙烯酸树脂等乳剂、溶液、或橡胶乳胶等中分散氟树脂的粉末等,得到涂敷剂,涂布该涂敷剂,使其干燥而形成。通过用上述涂敷层被覆,可以对外周面6的表面能量进行控制,抑制纸粉附着在上述外周面6或调色剂固着,或对摩擦系数进行调整。
上述本发明的导电辊,可以用于电子照相装置当中在带电工序中使感光体的表面带电的带电辊、在显影工序当中在调色剂的带电过程中边搅拌调色剂边使其带电的带电辊、在向静电潜像的附着过程中使已带电的调色剂选择性地附着在感光体表面的静电潜像上而显影成调色剂图像的显影辊、在转印工序中使上述调色剂图像转印到纸或像载体的表面的转印辊、或在清洁工序中除去残留的调色剂的清洁辊等。
特别是作为因与纸直接接触而容易产生与纸粉的附着相伴随的各种问题的转印辊,优选使用本发明的导电辊。
在将上述导电辊用作转印辊的情况下,辊主体的电阻值在施加电压为1000V时,优选104Ω以上且109Ω以下,特别优选106Ω以上且108Ω以下左右。
为了将电阻值调整到上述范围内,适当调整例如作为离子导电性导电剂的上述(2)的锂盐、与上述锂盐的稳定化有关的(3)的EO-PO-AGE共聚物的种类、配合比例等,使其在先前说明的范围内。
另外,用作转印辊的导电辊的辊主体的硬度,以日本工业标准JIS K7312-1996“热固化性聚氨酯弹性体成型物的物理试验方法”的附录2中规定的弹簧硬度试验型C试验方法为基准,在环境温度23±1℃、相对湿度55±1%的条件下测定的弹簧式类型C硬度优选为68以下,特别优选66以下。
如果硬度在该范围内,可以对辊主体赋予良好的柔软性,使相对于纸的摩擦系数升高,在将导电辊用作转印辊时,难以发生送纸方面的缺陷等。
实施例
<实施例1>
(弹性体组合物的制备)
配合作为橡胶成分的EPDM〔住友化学(株)制的Esprene(注册商标)EPDM505A〕、氢化苯乙烯系热塑性弹性体〔SEEPS、(株)可乐丽制的Septon(注册商标)4077〕、聚丙烯〔日本聚丙烯(株)制的NOVATEC(注册商标)PP〕、石蜡系油〔出光兴产(株)制的Diana(注册商标)ProcessOil PW-380〕、树脂交联剂〔溴化烷基苯酚-甲醛树脂、田冈化学工业(株)制的タツキロ一ル(注册商标)250-III〕、及氧化锌〔三井金属矿业(株)制的锌华1号〕。
在2轴挤压机的螺杆部内边加热上述各成分,边进行捏合,使橡胶成分边动态交联,边从喷嘴前端挤压出,接着连续地切成规定的长度,进行颗粒化,来制备弹性体组合物。
(热塑性弹性体组合物的制备及辊主体的制作)
混合作为锂盐的双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂、和EO-PO-AGE共聚物〔日本ZEON公司制的ZEOSPAN(注册商标)8010〕,制备混合物。
接着,配合上述混合物、事先制备的弹性体组合物、作为相溶化剂的乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物〔ARKEMA公司制的BONDINE(注册商标)LX4110〕、丙烯酸改性聚四氟乙烯〔Mitsubishi Rayon(株)制的Metabrene(注册商标)A3000〕。
构成弹性体组合物的上述各成分相对于作为橡胶成分的EPDM100质量份的配合比例,如表1所示。
表1
  成分   质量份
  EPDM   100
  氢化苯乙烯系热塑性弹性体   50
  聚丙烯   20
  石蜡系油   100
  树脂交联剂   12
  氧化锌   5
  锂盐   1
  EO-PO-AGE共聚物   10
  乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物   8
  丙烯酸改性聚四氟乙烯   5
在挤压成型机的螺杆部内边加热上述各成分,边进行捏合,来制备热塑性弹性体组合物,通过与上述螺杆部的前端连接的模具的挤出口将所制备的热塑性弹性体组合物挤压成型为筒状,制作成为辊主体的基础的筒状体。
关于挤压成型的条件,设定挤压温度(螺杆部前端的设定温度)为200℃、挤压速度约为1m/分钟的低速条件,和相同挤压温度、挤压速度为约3m/分钟的高速条件两个条件。
使筒状体的外径为14mm、内径为6mm。另外,如图3所示,通过在挤出口9的内周面10设置大致正弦波状的凹凸形状,使经挤压成型的筒状体5的外周面6,成为与上述凹凸形状的凹部11相对应的凸条7和与凸部12相对应的凹槽8交替排列的正弦波状的凹凸形状。
上述凹部11及凸部12被设成经挤压成型的筒状体5的凸条7的最高点和凹槽8的最低点之间的径向高低差h(参照图2)为500μm、相邻凸条7的最高点间的圆周方向上的间距w(参照图2)为500μm。
另外,边维持筒状体5使其不会以其中心轴L为中心沿圆周方向旋转,边进行冷却,然后切割。由此,如图1所示,制作了凸条7及凹槽8被设置成与上述中心轴L的轴向平行的辊主体2。
<实施例2、比较例1、2、3>
相对于橡胶成分100质量份,丙烯酸改性聚四氟乙烯的配合比例为0质量份(不配合,比较例1)、1质量份(比较例2)、10质量份(实施例2)、20质量份(比较例3),除此之外,与实施例1一样,制备热塑性弹性体组合物,制作了辊主体。
<实施例3>
作为相溶化剂,除了配合相同量(8质量份)的乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物来代替乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物以外,与实施例1一样,制备热塑性弹性体组合物,制作了辊主体。
<比较例4>
除了使凹部11及凸部12的高低差h为50μm以外,与实施例1一样,制作了辊主体。
<比较例5>
除了使相邻凸条7的最高点间的圆周方向上的间距w为1000μm以外,与实施例1一样,制作了辊主体。
<评价试验>
目视乃至放大观察在上述各实施例、比较例中制作的辊主体的外周面,以下述基准对挤压成型时的加工性进行评价。
○:在低速条件、高速条件下均在外周面形成完美的凹凸形状,完全未见凸条剥离等。加工性良好。
△:在低速条件下没有问题,但在高速条件下见到凸条剥离等。加工性有缺陷。
×:在低速条件下也见到凸条剥离等。加工性存在进一步的缺陷。
另外,以先前说明的弹簧硬度试验型C试验方法为基准,对辊主体的弹簧式类型C硬度进行测定。
另外,将在上述各实施例、比较例中制作的辊主体作为转印辊,组装到激光束打印机〔日本Hewlett-Packard公司制的Laser Jet 4050〕中,在温度23±1℃、相对湿度55±1%的环境下连续印刷半色调图像,对已印刷的图像进行观察。
观察是对连续印刷的最初的第1页至第20页的20页图像(初期图像)、和从上述第1页连续印刷了1000页之后第1001页至1020页的20页图像(耐久后图像)而进行的,以下述基准评价上述初期及耐久后的图像缺陷的有无。
○:完全未观察到图像缺陷,或20页中有1~2页左右观察到图像缺陷,但不仔细观察就无法判断的程度的没有问题的水平。印刷品质良好。
×:半数(10页)以上明确观察到图像缺陷。印刷品质有缺陷。
将以上的结果示于表2。
Figure G2009102591289D00261
由表2的实施例1~3可知,通过在热塑性弹性体组合物中配合丙烯酸改性聚四氟乙烯,与未配合上述丙烯酸改性聚四氟乙烯的情况(比较例1),及仅配合少量的情况(比较例2)相比,可以提高挤压成型时的加工性,特别是在高速条件也能够形成具有无凸条剥离等的完美的凹凸形状的辊主体。
不过,在丙烯酸改性聚四氟乙烯的配合量过多的情况(比较例3)下,上述辊主体的柔软性降低,变硬而容易发生送纸等方面的缺陷。
另外,在凸条的最高点和凹槽的最低点之间的径向高低差h低于100μm的情况(比较例4)下,耐久后发生图像缺陷,当相邻凸条的最高点间的圆周方向上的间距w超过800μm时(比较例5),从初期就发生图像缺陷,与此相对,当上述高低差h为100μm以上且间距w为800μm以下时,可以确实可靠地从初期至耐久后长时间地防止由纸粉的再附着等导致的图像缺陷的发生。

Claims (4)

1.一种导电辊,其特征在于,使用具备在挤出口的内周面沿圆周方向交替地设置有多个凹部和凸部的模具的挤压成型机,将热塑性弹性体组合物挤压成型为筒状而制成,与所述凹部及凸部对应的多个凸条和凹槽沿所述导电棍的圆周方向交替地设置于所述导电棍的外周面;
所述热塑性弹性体组合物含有:
(1)使选自二烯系橡胶、及乙丙橡胶中至少1种橡胶成分的交联物和石蜡系油以及树脂交联剂分散于苯乙烯系热塑性弹性体和聚丙烯的混合树脂中而得到的弹性体组合物,
(2)具有氟基及磺酰基的阴离子和锂的盐,
(3)环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油基醚共聚物,
(4)选自乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、及乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少1种,及
(5)相对于所述橡胶成分100质量份为1.5质量份以上且16质量份以下的丙烯酸改性聚四氟乙烯;
所述凸条的最高点和凹槽的最低点之间的径向高低差为100μm以上,且相邻凸条的最高点间的圆周方向的间距为800μm以下。
2.根据权利要求1所述的导电辊,其特征在于,凸条及凹槽与所述导电棍的轴向平行地设置。
3.根据权利要求1或者2所述的导电辊,其特征在于,弹性体组合物通过如下所示的动态交联进行制备,即,对含有未交联的橡胶成分、石蜡系油和混合树脂以及树脂交联剂的混合物边加热、边捏合,从而使橡胶交联。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的导电辊,其特征在于,热塑性弹性体组合物,相对于橡胶成分100质量份,含有:
50质量份以上且250质量份以下的石蜡系油,
2质量份以上且20质量份以下的树脂交联剂,
10质量份以上且150质量份以下的混合树脂,
0.01质量份以上且10质量份以下的具有氟基及磺酰基的阴离子和锂的盐,
1质量份以上且20质量份以下的环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油基醚共聚物,
1质量份以上且20质量份以下的选自乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、及乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少1种,及
1.5质量份以上且16质量份以下的丙烯酸改性聚四氟乙烯。
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