CN104081288A - 充电辊 - Google Patents

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Abstract

本公开公开了一种尤其但非排它地用于在液体电子照相(LEP)图像形成设备中对光电导元件充电的新的充电辊。所述充电辊包括芳香族二异氰酸酯、聚碳酸酯聚酯多元醇、亚光剂、表面能调节剂和导电剂的固化合成物。

Description

充电辊
背景技术
液体电子照相(LEP)过程始于对光电导体充电。栅控式电晕装置常常用来在光电导体上施加电子以进行充电。栅控式电晕装置的缺点在于由电晕效应产生的对环境有危害的臭氧排放物。栅控式电晕装置的一种已知的替代形式是充电辊。本公开大体上涉及新的充电辊、尤其用于进行液体电子照相(LEP)过程的设备和用于制造充电辊的方法。
附图说明
图1比较了在测量摩擦力的测试中三个充电辊的性能。参考样品(对比物)是商用带涂层的聚氨酯充电辊，样品B是包含海德林（hydrin）基导电层的充电辊，该导电层涂有根据本公开的实施例获得的聚氨酯基橡胶，其中不添加亚光剂，样品C包括海德林基导电层，该导电层涂有其中添加含硅土（silica）亚光剂的橡胶(相比总固体的重量约6重量%)；
图2比较了在测量表面能的测试中四个充电辊的性能。参考样品(对比物)不包含任何表面能调节剂，样品A包括其中添加相比二异氰酸酯和多元醇的重量为6重量%的NRL Fluoropolyol®的涂层，样品B包含其中添加相比二异氰酸酯和多元醇的重量为10重量%的NRL Fluoropolyol®的涂层，样品C包括其中添加相比二异氰酸酯和多元醇的重量为20重量%的NRL Fluoropolyol®的涂层。“分散的”是指归因于分散相互作用的表面能，“极性的”是指归因于极性相互作用的表面能；
图3是根据本发明的一个实施例的充电辊的视图。
具体实施方式
充电辊通常包括至少部分地涂有一层导电橡胶的导电性(通常为钢)轴芯。在某些情况下，有利的是层被进一步涂覆。涂层可有助于定制辊表面的电学和/或机械和/或物理特性，并且其目的通常是三方面的。首先，它提供了阻碍污染物粘附到辊表面的保护层。其次，它充当机械和化学屏障，该屏障保护导电橡胶不受物理损坏和化学劣化。最后，由于具有比涂布的橡胶层的电导率更低的电导率，涂层提供了均匀的电荷并且防止在与光电导体接触时形成电弧。
例如，涂层的存在在充电辊包括海德林橡胶层的情况中是有利的。海德林(即，环氧氯丙烷/环氧乙烷/烯丙基缩水甘油醚的三元共聚物)以不同的化学等级存在，每个等级包含不同量的组成型单体共混物且具有特定的物理特性和机械特性。在诸如高速LEP印刷过程的某些应用中，海德林可掺有炭黑。炭黑在辊表面上的存在是不可取的，因为它会在光电导体上引起电弧。另外，海德林具有相对高的表面能，这趋于吸引在辊操纵期间空气中或在使用时印刷机中的污染物。
在用于进行LEP印刷过程的充电辊的情况中，涂层的存在也是有利的。基本的LEP印刷过程涉及使用DC或AC充电的充电辊在光电导体上(例如，转鼓的光电导表面上)放置均匀的静电荷，并且使光电导体以所需印刷图像的图案曝光，以便在光电导体的曝光区域上耗散电荷。在光电导体上的所得的潜在静电图像通过将液体调色剂的薄层施加到光电导体而显影。液体调色剂通常分散在载液(通常为烃油，例如，可得自Exxon Mobile的Isopar-L®，CAS No. 64742-48-9)中的带电调色剂颗粒组成。在下文中，载液也被称为图像油或油墨溶剂。因此，并且不同于诸如激光打印机的其它电摄影印刷应用，在LEP印刷中使用的充电辊与图像油直接接触，并且这会触发辊的劣化并导致不令人满意的使用寿命。
据发现，当在诸如LEP印刷过程和/或包括海德林橡胶层的充电辊的苛刻条件下使用时，聚氨酯基现有技术涂料合成物在满足上文所指要求中，尤其是但非排它地在充电辊表面特性方面，并非始终令人满意。
典型的充电辊的结构元件在图3中表示。参看该图，充电辊1包括通常由钢或铝制成的内导电轴2 (其可包括内腔)、以及橡胶导电层3，导电层3围绕所述轴2设置并且沿所述轴的长度的至少一部分延伸。层3具有外纵向表面，该表面进一步涂有通常半导电的橡胶涂层4。用于涂层4的橡胶的电导率通常低于用于层3的橡胶的电导率。这是用来克服充电辊在与光电导体接触时的不期望的电弧形成的解决方案。
除非另外指明，当在本文中使用时，LEP或液体电子照相过程是指使用液体调色剂在纸或其它印刷介质上形成图像的印刷过程。LEP常常用于大规模商业印刷。基本的LEP印刷过程涉及使用DC或AC充电的充电辊在光电导体上(例如，转鼓的光电导表面上)放置均匀的静电荷，并且使光电导体以所需印刷图像的图案曝光，以便在光电导体的曝光区域上耗散电荷。在光电导体上的所得的潜在静电图像通过将液体调色剂的薄层施加到光电导体而显影。液体调色剂通常分散在载液(通常为烃油，例如，可得自Exxon Mobile的Isopar-L®，CAS No. 64742-48-9)中的带电调色剂颗粒组成。在下文中，载液也被称为图像油或油墨溶剂。根据调色剂颗粒的电荷，带电调色剂颗粒附着到光电导体上的放电区域(放电区域显影(DAD))或带电区域(带电区域显影(CAD))，以在光电导体上形成所需的调色剂图像。调色剂图像被从光电导体转移到中间转印构件，然后从中间转印构件转移到纸或其它印刷介质。
在一个方面，本公开公开了一种包含橡胶的充电辊，所述橡胶能够通过固化包含下列的第一合成物而获得：
- 芳香族二异氰酸酯，
- 聚碳酸酯聚酯多元醇，
- 亚光剂，
- 表面能调节剂，以及
- 导电剂。
在一个其它方面，本公开公开了一种包括涂层的充电辊，所述涂层包含橡胶，该橡胶可通过固化包含下列组分的第一合成物而获得：
- 聚合物型4,4’-亚甲基二苯基二异氰酸酯，
- 线性脂族聚碳酸酯聚酯多元醇，其可从包含1,6-己二醇和ε-己内酯的混合物获得，所述多元醇具有约2000的重量当量和用DIN 53 240/2测量的约1.7%（重量/重量）的羟值，
- 经表面处理的硅土，
- 氟化多元醇，以及
- 导电剂。
除非另外指明，芳香族二异氰酸酯、聚碳酸酯聚酯多元醇、亚光剂、表面能调节剂和导电剂的合并重量将被称为总固体的重量。
二异氰酸酯是每个分子包含两个异氰酸酯(-N=C=O)基团的分子。芳香族二异氰酸酯通常具有通式R-(N=C=O)2，其中，R包含任选取代的芳香族基团，例如，任选取代的苯基，而在脂族二异氰酸酯中R为脂族基团。除非另外指明，本文所用的术语“芳香族二异氰酸酯”和“脂族二异氰酸酯”以及它们的具体示例必须被理解为包含二异氰酸酯单体、聚合物以及它们的混合物。合适的芳香族二异氰酸酯的示例为基于MDI(即，4,4’-亚甲基二苯基二异氰酸酯)的芳香族聚合物型异氰酸酯。在下文中，该聚合物(CAS No. 9016-87-9)也将被更简单地称为聚合物型MDI或pMDI。该聚合物可作为Mondur® MR Light从Bayer商购获得。从化学角度来说，该产品是聚合物型MDI (通常在约50重量%和60重量%之间)、单体MDI (通常在约35重量%和45重量%之间)和痕量(通常小于约7重量%，例如，小于5重量%)的2,4’-亚甲基二苯基二异氰酸酯的混合物。它具有包括在约31.0和32.50之间的NCO含量(表达为重量%)、以及约132(数据得自Bayer)的平均当量。有利的是，芳香族二异氰酸酯包含聚合物型MDI或其混合物或由它们组成。在一个实施例中，本文限定的第一合成物不包含脂族二异氰酸酯。在另一个实施例中，相比第一合成物中存在的所有二异氰酸酯的重量，4,4’-亚甲基二苯基二异氰酸酯或其聚合物占至少50重量%，例如，至少60重量%、或至少70重量%或至少80重量%或至少90重量%或至少95重量%。
多元醇是每个分子具有两个或更多个羟基(-OH)基团的分子。多元醇可用来形成羟基化聚合物。也称为聚合物多元醇的这些聚合物通常包含在聚合期间形成的桥连基。桥连基的示例为醚桥(-O-)、酯桥(-C(O)-O-)和碳酸酯基团(-O-C(O)-O-)。在某些情况下，相同的聚合物可包含这些桥连基的组合。除非另外指明，如本文所用，词语“聚碳酸酯聚酯多元醇”或“聚碳酸酯多元醇”可互换使用，并且是指包含碳酸酯桥的聚合物多元醇，例如，包含酯桥和碳酸酯桥两者的聚合物多元醇。相比之下，“聚醚多元醇”或“聚酯多元醇”是指不包含碳酸酯桥的聚合物多元醇。聚碳酸酯聚酯多元醇可通过包含内酯和多元醇(例如，二醇)的混合物获得。
据发现，当使用聚酯多元醇(例如在本文的情况中)来获得聚氨酯(PU)时，所得的PU可能例如由于环境湿度而更频繁地出现水解问题。水解反应可能劣化PU橡胶的机械特性和其它特性。因此，包含基于聚酯多元醇的PU橡胶的充电辊可具有一定的寿命限制，并且可能表现出增加的印刷质量失效风险。因此，高于期望的单页成本(Cpp)可能与其使用相关联。因此，有利的是本文限定的第一合成物不包含聚酯多元醇。
还发现的是，聚碳酸酯多元醇是优选地，因为通过使用它们获得的PU相对于通过使用聚醚多元醇获得的PU表现出较高的抗撕强度和较低的图像油吸收率。在一个实施例中，相比第一合成物中所有多元醇的重量，聚碳酸酯聚酯多元醇占至少50重量%，例如，至少55重量%或至少60重量%或约70重量%。
聚碳酸酯多元醇的示例为线性脂族聚碳酸酯聚酯多元醇，其可通过使包含1,6-己二醇和ε-己内酯的混合物反应而获得。该多元醇具有约2000的重量当量和用DIN 53 240/2测量的约1.7%（重量/重量）羟值。其可例如从Bayer作为Desmophen® C1200商购获得。其它聚碳酸酯多元醇经测试和证明相比Desmophen® C1200较不占优。例如，Desmophen® C1100 (一种线性脂族聚碳酸酯聚酯多元醇，其可通过使包含1,6-己二醇和ε-己内酯的混合物反应而获得，具有约1000的重量当量和用DIN 53 240/2测量的约3.3%（重量/重量）的羟值)导致硬度较不令人满意的橡胶。有利的是，Desmophen® C1200为本文限定的第一合成物中存在的唯一聚碳酸酯聚酯多元醇。
在本文限定的第一合成物中，有利的是芳香族二异氰酸酯和聚碳酸酯聚酯多元醇以提供包括在约1和1.5之间(例如约1.3)的异氰酸酯与羟基当量比率(NCO指数)的相互量存在。
无意受任何理论限制，据信，亚光剂的添加导致实现减少的物理摩擦和辊的糙面外观。特别地，涂有本文限定的橡胶的充电辊看起来为糙面的，在80度的发光角度下具有约3至5单位的光泽度。据发现，黑色糙面外观有利于客户的感官并且在充电辊操纵期间从空气吸引较少的颗粒。
在本文限定的第一合成物中，有利的是亚光剂包括含硅土亚光剂或由其组成。硅土实际上对诸如Isopar®-L的图像油为惰性的，并且也在电荷作用下为稳定的。
含硅土的亚光剂的示例是经表面处理的硅土。经表面处理的硅土可以是经蜡表面处理的硅土和/或经硅氧烷表面处理的硅土。经蜡表面处理的硅土的示例是经蜡表面处理的热解法硅土，其具有包括在约4.4和5微米之间平均体积粒度(d50，使用根据方法ISO 13320-1的激光衍射测量)。该产品可作为Acematt® 607从Evonik industries商购获得。
在一个实施例中，按总固体的重量计，亚光剂在第一合成物中以包括在约4重量%和10重量%之间、优选约6重量%的量存在。
无意受任何理论限制，据信，表面能调节剂的添加导致实现充电辊的减小的表面摩擦力和较低的表面能。
在本文限定的第一合成物中，有利的是，表面能调节剂包含氟化多元醇或基本上由氟化多元醇组成。氟化多元醇是一类已知的环氧官能化的氟化多元醇。氟化多元醇的合成方法也是已知的。适合本文目的的氟化多元醇尤其可通过使二缩水甘油基醚官能化的二醇(以下也称为“二缩水甘油基醚”)与氟化二醇反应(即，聚合)而获得。二缩水甘油基醚又可通过使芳香族或脂族二醇(其在本公开中优选地为氟化二醇)与含环氧基单体(例如，诸如环氧氯丙烷的表卤代醇)反应而获得。使用氟化多元醇是有利的，因为它能与芳香族二异氰酸酯在本文限定的第一合成物的固化期间反应，从而被化学锚定到PU橡胶。
氟化多元醇的有利示例为可通过使1,3-双(1,1,1,3,3,3-六氟-2-羟丙基)苯与1H,1H,5H,5H-全氟-1,5-戊二醇二缩水甘油基醚反应而获得的共聚物。该共聚物可例如作为Naval Research Laboratory (NRL) Fluoropolyol从Exfluor Research Corporation商购获得，其为该共聚物在甲基异丁基酮中的70%（重量/重量）溶液。
在一个实施例中，按总固体的重量计，表面能调节剂在第一合成物中以包括在约3重量%和10重量%之间、优选约5.5重量%的量存在。
在一个实施例中，相比在第一合成物中存在的所有多元醇(包括聚合物多元醇)的重量，均如上文限定那样的聚碳酸酯聚酯多元醇和氟化多元醇的组合占至少50重量%，例如，至少60重量%、或至少70重量%、或至少80重量%、或至少90重量%、或至少95重量%，例如为约100重量%。
在本文限定的第一合成物中，导电剂包括锂盐和/或季烷基铵盐。虽然两种导电剂都可以有效降低聚氨酯电阻率，并且无意受任何理论限制，但已经发现的是，锂盐比季铵盐更有效，从而需要较低量的锂盐来实现相同的电导率目标。例如，已通过实验发现，需要约3phr (每100橡胶，表达为每100组合重量份的芳香族二异氰酸酯和聚碳酸酯聚酯多元醇的季铵的重量份)的季铵来实现用约1phr锂盐实现的相同电导率。
锂盐的有利示例是双（三氟甲烷磺酰）亚胺锂(例如，可从3M®商购获得的HQ-115 Fluorad®)。在一个实施例中，因此优选的是，导电剂包括锂盐例如双（三氟甲烷磺酰）亚胺锂或基本上由其组成。
在一个实施例中，锂盐在第一合成物中以包括在约1和3之间、优选约1的量存在，该量表达为每100组合重量份的芳香族二异氰酸酯和聚碳酸酯聚酯多元醇的锂盐的重量份(phr)。
有利的是，可通过使本文所公开的第一合成物固化而获得的橡胶的电气性能如下：对于具有2.15cm的宽度、2.20cm的长度和0.045cm的厚度的已固化橡胶标本来说，当稳定在50%的相对湿度和23℃并具有100V的电源时，橡胶电阻率包括在约4.56E+5 KOhm-cm和2.02E+5 KOhm-cm之间，优选地为约4.56E+5 KOhm-cm。该电阻率范围落入通常对于半导体橡胶公认的范围内。
本文限定的第一合成物的固化导致复合聚氨酯橡胶，其中聚氨酯通过芳香族二异氰酸酯和聚碳酸酯聚酯多元醇之间的反应形成。已经发现的是，该橡胶可有利地用于制造充电辊用涂层。
因此，在一个方面，本公开公开了一种包括涂层的充电辊，所述涂层包含橡胶，该橡胶可通过固化包含本文限定的第一合成物而获得。例如，该涂层具有包括在约4和8之间、优选约6微米的厚度。
在一个实施例中，本文所公开的充电辊包括内导电轴、包含导电橡胶的层，所述层围绕所述轴设置且沿所述轴的长度的至少一部分延伸，所述层还具有外纵向表面，并且所述外表面设有如上文限定的涂层。
根据一个有利的示例，导电橡胶可以是可通过固化包含下列组分的第二合成物而获得的橡胶：
- 环氧氯丙烷/环氧乙烷/烯丙基缩水甘油醚的三元共聚物，
- 锂盐，以及
- 炭黑，
其中，当阻抗和电阻两者都通过使用长323mm且宽2mm的电极和100V的电源在稳定在50%的相对湿度和23℃下的橡胶中测量时，所述导电橡胶具有包括在约10和20KΩ之间的在8KHz下的阻抗以及包括在约30和50KΩ之间的DC电阻。
合适的三元共聚物的示例是具有下列的三元共聚物：
- 导致包括相比三元共聚物的重量在约18和20重量%之间的三元共聚物氯含量的环氧氯丙烷含量，包括相比三元共聚物的重量在约6.2和8.2重量%之间的烯丙基缩水甘油醚含量，余量为环氧乙烷，和
- 包括在约40和54之间的门尼粘度，其表达为ML (1’+4’)且使用ASTM D-1646方法测量。
该海德林等级可从Nippon Zeon Co., Ltd.作为HYDRIN® T3108商购获得。除了以上提及的特性之外，该等级也在技术上已知(根据从制造商获得的信息)具有为约64摩尔%的特别高含量的环氧乙烷。
有利的是，在本文限定的第二合成物中的三元共聚物包含该特定海德林等级或由其组成。
在第二合成物中的锂盐可以是常规地用作离子导电剂以降低存在锂盐的橡胶的电阻的任何锂盐。当在本文限定的第二合成物中用作导电剂时，锂盐提供相比诸如季铵盐(例如，(1-辛基)三甲基溴化铵或烷基链硫酸铵盐)的其它盐优异的结果。因此，在一个示例中，第二合成物不包含诸如烷基季铵盐的季铵盐。将在本文限定的第二合成物中使用的锂盐的示例为（双）三氟甲烷磺酰亚胺锂(例如，可从3M®商购获得的HQ-115 Fluorad®)。该盐在相比诸如高氯酸锂的其它锂盐时提供优异的结果。因此，在一个示例中，在本文限定的第二合成物中的锂盐包含（双）三氟甲烷磺酰亚胺锂或由其组成。
在本文限定的第二合成物中，锂盐可以包括在约1和4之间、优选约1.5的量存在，该量表达为每100重量份所述三元共聚物对应的重量份。
炭黑可以是常规地用作电子导电剂以优化存在炭黑的橡胶的阻抗的任何炭黑。合适的炭黑的示例为可从Akzo Nobel商购获得的EC300 Black。
在本文限定的第二合成物中，炭黑可以包括在约1和4之间、优选约3的量存在，该量表达为每100重量份所述三元共聚物对应的重量份。
根据该有利的示例，导电橡胶也可以是可通过固化包含下列组分的第二合成物而获得的橡胶：
- 环氧氯丙烷/环氧乙烷/烯丙基缩水甘油醚的三元共聚物，其具有：
- 导致包括相比三元共聚物的重量在约18和20重量%之间的三元共聚物氯含量的环氧氯丙烷含量，包括相比三元共聚物的重量在约6.2和8.2重量%之间的烯丙基缩水甘油醚含量，余量为环氧乙烷，和
- 包括在约40和54之间的门尼粘度，其表达为ML (1’+4’)且使用ASTM D-1646方法测量，
- （双）三氟甲烷磺酰亚胺锂，以及
- 炭黑，
其中，（双）三氟甲烷磺酰亚胺锂在合成物中的量包括在约1和4之间，该量表达为每100重量份的所述三元共聚物对应的重量份，并且其中，炭黑在合成物中的量包括在约1和4之间，该量表达为每100重量份的所述三元共聚物对应的重量份。
有利的是，可通过固化本文所公开的第二合成物而获得的导电橡胶的电气性能如下：
- 在8KHz下的阻抗包括在约10和20KΩ之间，以及
- DC (直流)电阻包括在约30和50KΩ之间，
当阻抗和电阻通过使用长323mm且宽2mm的电极和100V的电源在稳定在50%的相对湿度和23℃下的橡胶辊中测量时。
优选地，橡胶或橡胶辊在50%的相对湿度和23℃下存储至少48小时后稳定。
有利的是，本文限定的第二合成物还包含硫供体、固化活化剂和固化促进剂。在一个示例中：
- 硫供体包含在聚合物基粘结剂中约70%（重量/重量）的4,4'-二硫代双吗啉(4,4’-dithiodimorholine)分散体或由其组成，优选地呈微珠形式；
- 固化活化剂包含下列组分或由其组成：
粉末形式的氧化锌，和
硬脂酸，并且
- 固化促进剂包含下列组分或由其组成：
2,2’-二硫代二苯并噻唑，
一硫化四甲基秋兰姆(tetramethylthiuram monosulfide)，和
在聚合物基粘结剂中约75%（重量/重量）的二甲基硫代氨基甲酸锌分散体或由其组成，优选地呈微珠形式。
合适的微珠形式的硫供体可作为PB(DMDS)-75从RheinChemie商购获得。合适的粉末形式的氧化锌可作为氧化锌等级AZO66从U.S. Zinc商购获得。合适的2,2’-二硫代二苯并噻唑可作为MBTS粉末从Akrochem商购获得。合适的一硫化四甲基秋兰姆可作为TMTM粉末从Akrochem商购获得。在聚合物基粘结剂中75%（重量/重量）的微珠形式的合适的二甲基硫代氨基甲酸锌分散体可作为PB(ZDMC)-75从RheinChemie商购获得。
在一个实施例中，导电橡胶可通过使第二合成物固化而获得，该第二合成物包含下列组分或由其组成：
- 环氧氯丙烷/环氧乙烷/烯丙基缩水甘油醚的三元共聚物，其具有导致包括在约18和20%（重量/重量）之间的三元共聚物氯含量的环氧氯丙烷含量、包括在约6.2和8.2%（重量/重量）之间的烯丙基缩水甘油醚含量、作为余量的环氧乙烷、以及包括在约40和54之间的门尼粘度，其表达为ML (1’+4’)且使用ASTM D-1646方法测量；
- 硬脂酸，其量为每100重量份的三元共聚物对应约0.5重量份；
- 粉末形式的氧化锌，其量为每100重量份的三元共聚物对应约3重量份；
- 在聚合物基粘结剂中约75%（重量/重量）的二甲基硫代氨基甲酸锌分散体，其量为每100重量份的三元共聚物对应约1.2重量份；
- 一硫化四甲基秋兰姆，其量为每100重量份的三元共聚物对应约0.4重量份；
- 二硫代二苯并噻唑，其量为每100重量份的三元共聚物对应约1重量份；
- 在聚合物基粘结剂中约70%（重量/重量）的微珠形式的4,4'-二硫代双吗啉分散体，其量为每100重量份的三元共聚物对应约1.75重量份；
- （双）三氟甲烷磺酰亚胺锂，其量为每100重量份的三元共聚物对应约1.5重量份；
- 炭黑，其量为每100重量份的三元共聚物对应约3重量份。
当用来制造尤其用于进行LEP过程的充电辊时，还涂有涂层的导电橡胶的层的组合(两者均如上文所限定的)提供了若干优点。当对包含所述组合的充电辊的典型特性进行引用时，这些优点是很明显的：
i) 电气性能(通过使用长323mm且宽2mm的电极和100V的电源在稳定在50%的相对湿度和23℃下的充电辊中测量时)：包括在约15和30KΩ之间、优选约22KΩ的在8KHz下的阻抗，以及包括在约100和400KΩ之间的DC (直流)电阻；
ii) 水解稳定性：当在LEP模拟印刷机中测试时，没有胶凝问题；
iii) 表面能(使用静滴技术)：约33J/cm2；
iv) 在辊表面和一片光电导层之间的摩擦力(使用内部开发的翘曲角摩擦测试在500mm/min的Instron测试速度下测量)：约800克；
v) 表面粗糙度(使用Carl Zeiss Axio CSM 700 Confocal Microscope测量的Ra值)：<2微米；
vi) 硬度(使用ASTM D-2240测量的肖氏硬度A)：在约35和45之间，优选40；
vii) 光泽度(在80度的发光角度下使用以下仪器测量：Novo-Curve，制造商：Rhopoint Instruments Ltd.；序列号：SC10050018；产品代码：B1277-530)：约3至5光泽度单位。
在一个其它方面，本公开公开了一种用于通过液体电子照相过程形成图像的设备，所述设备包括以上限定的充电辊和光电导体(例如，在鼓上的光电导体层)。
在一个实施例中，该设备还包括调色剂盒。在这种情况下，优选的是，本文限定的充电辊被用作相对于调色剂盒物理上分离且可独立地可置换维护。
在一个实施例中，该设备还包括配置成为所述充电辊提供AC电压的充电装置。
在一个其它方面，本公开公开了一种用于制造充电辊的方法，所述方法包括使以上限定的第一合成物固化的步骤，并且其中，所述固化包括使所述第一合成物经受包括在约70和130℃之间、优选约120℃的温度达包括在约30分钟和2小时之间、优选约1小时的时间。
在一个实施例中，该方法包括以下步骤：
a) 提供内导电轴和包含导电橡胶的层，所述层围绕所述轴设置且沿所述轴的长度的至少一部分延伸，所述层还具有外纵向表面，
b) 将以上限定的第一合成物施加在所述外纵向表面上，以及
c) 使在步骤b)中施加的第一合成物固化，从而获得充电辊。
在一个实施例中，该方法包括以下步骤：
a1) 提供以上限定的第二合成物，
a2) 将第二合成物模制到其中已预安装导电轴的模具中，
a3) 使模制的第二合成物固化到包括在约140和160℃之间、优选约150℃的温度达包括在5和10小时之间、优选地不超过9小时的时间，从而获得内导电轴和围绕所述轴设置且沿所述轴的长度的至少一部分延伸的层，所述层还具有外纵向表面，
b1) 使以上限定的第一合成物溶解在溶剂中，从而获得溶液，
b2) 将溶液施加在所述外纵向表面上，
c) 使在步骤b)中施加的溶液固化，从而获得充电辊。
例如在步骤a3)和步骤b2)之间可进行磨削步骤。在步骤c)之后可进行检查步骤。
优选地，该方法的步骤以它们被提供的次序进行。
任何固化步骤都可在烘箱中进行。
以上限定的b2)的步骤b)可通过诸如使用雾化喷涂的任何合适方式进行。在该实施例中，围绕其设置有层的轴被水平地或竖直地固定，并且在喷枪沿其上的纵向侧移动的同时变得沿其纵向轴线旋转。溶剂被添加到第一合成物以溶解其组分，帮助喷涂和涂布。溶剂还充当载体，以便一旦喷涂在辊表面上就润湿和平整涂层。
在以上限定的方法的上下文中合适的溶剂的示例为可得自LORD Corporation的涂料稀释剂Chemglaze® 9951。该溶剂是二甲苯(相比混合物的重量大于0重量%且小于50重量%)、1-MeO-2-乙酸丙酯(相比混合物的重量大于0重量%且小于40重量%)、乙苯(相比混合物的重量大于0重量%且小于15重量%)和二丙二醇甲醚乙酸酯(相比混合物的重量大于0重量%且小于10重量%)的混合物。
包含以上限定的第一合成物和溶剂的溶液的示例如下：
- 4,4’-亚甲基二苯基二异氰酸酯(Mondur® MR Light)，其量为约1.85g；
- 线性脂族聚碳酸酯聚酯多元醇，其可通过使1,6-己二醇与ε-己内酯反应而获得，具有约2000的重量当量和用DIN 53 240/2(Desmophen® C1200)测量的约1.7%（重量/重量）的羟值，其量为约10.0g；
- 双（三氟甲烷磺酰）亚胺锂(HQ® 115)，其量为约0.12g；
- 经蜡处理的热解法硅土，其具有约4.4微米(Acematt® 607)的平均粒度(d50)，其量为约0.81g；
- 氟化多元醇(NRL Fluoropolyol)，其量为约0.75g；
- 溶剂(Chemglaze® 9951)，其量为约20.15g。
本文所公开的充电辊通过超过100万印次的印刷质量测试。在辊表面上未观察到物理磨损或污染。本文所公开的充电辊也是高性价比的，尤其是当使用海德林作为导电橡胶层时。性能保持和延长的使用寿命的组合导致显著的Cpp (单页成本)降低。
根据下文提供的示例，本发明的另外的实施例和优点对于技术人员将变得明显。
示例
在下文中，公开了根据本公开的实施例的充电辊涂层溶液的制备：
组分 重量(g) %
Desmophen C1200 10.00 29.69
Mondur_MR Light 1.85 5.50
HQ115 0.12 0.35
ACEMATT 607 0.81 2.40
NRL Fluoropolyol 0.75 2.23
小计 13.53 40.17
Chemglaze 9951 20.15 59.83
总计 33.68
%硅土(基于固体) 5.99
%Fluoropolyol(基于固体) 5.54
混合说明：
1. 将Desmophen C1200、NRL Fluoropolyol、Chemglaze 9951、HQ115和ACEMATT 607以安排好的顺序加入广口瓶中。　
2. 将封盖密闭，并且将广口瓶放入高速混合机中以高转速混合5分钟。　
3. 将Mondur MR Light添加到混合物。　
4. 将广口瓶放回混合机中，并且将混合物以中等转速混合3分钟。　
5. 在均匀且无泡时喷涂涂层溶液。

Claims (15)

1. 一种包含橡胶的充电辊，所述橡胶能通过固化第一合成物而获得，所述第一合成物包含：
- 芳香族二异氰酸酯，
- 聚碳酸酯聚酯多元醇，
- 亚光剂，
- 表面能调节剂，以及
- 导电剂。
2. 根据权利要求1所述的辊，其中，所述二异氰酸酯和聚碳酸酯聚酯多元醇在所述合成物中以提供1.3的NCO/OH当量比率(NCO指数)的量存在。
3. 根据权利要求1所述的辊，其中，所述二异氰酸酯包含聚合物型4,4’-亚甲基二苯基二异氰酸酯。
4. 根据权利要求1所述的辊，其中，所述聚碳酸酯聚酯多元醇包含线性脂族聚碳酸酯多元醇，所述线性脂族聚碳酸酯多元醇能从包含1,6-己二醇和ε-己内酯的混合物获得，具有2000的重量当量和在用DIN 53 240/2测量时1.7%重量/重量的羟值。
5. 根据权利要求1所述的辊，其中，所述亚光剂包含被蜡表面处理的或被硅氧烷处理的热解法硅土，具有被包括在4.4和5微米之间的平均体积粒度(d50)。
6. 根据权利要求1所述的辊，其中，所述表面能调节剂包含氟化多元醇。
7. 根据权利要求1所述的辊，其中，导电剂包括锂盐和/或季烷基铵盐。
8. 一种包括涂层的充电辊，所述涂层包含橡胶，所述橡胶能通过固化包含下列项的第一合成物而获得：
- 聚合物型4,4’-亚甲基二苯基二异氰酸酯，
- 线性脂族聚碳酸酯聚酯多元醇，其能从包含1,6-己二醇和ε-己内酯的混合物而获得，所述多元醇具有2000的重量当量和在用DIN 53 240/2测量时的1.7%重量/重量的羟值，
- 被表面处理的硅土，
- 氟化多元醇，以及
- 双（三氟甲烷磺酰）亚胺锂。
9. 根据权利要求1或权利要求8所述的辊，包括内导电轴、包含导电橡胶的层，所述层围绕所述轴设置且沿所述轴的长度的至少一部分延伸，所述层还具有外纵向表面，并且所述外表面设有包含如在权利要求1至8中的任一项或多项限定的橡胶的涂层。
10. 根据权利要求9所述的辊，其中，所述涂层具有被包括在4和8微米之间的厚度。
11. 根据权利要求9所述的辊，其中，所述导电橡胶能通过使第二合成物固化而获得，所述第二合成物包含：
- 环氧氯丙烷/环氧乙烷/烯丙基缩水甘油醚的三元共聚物，
- 锂盐，以及
- 炭黑，
其中，当阻抗和电阻两者都通过使用长323mm且宽2mm的电极和100V的电源在稳定于50%的相对湿度和23℃下的橡胶辊中测量时，所述导电橡胶具有被包括在10和20KΩ之间的在8KHz下的阻抗以及被包括在30和50KΩ之间的DC电阻。
12. 根据权利要求11所述的辊，其中，所述第二合成物还包含硫供体、固化活化剂和固化促进剂。
13. 一种用于通过液体电子照相过程形成图像的设备，所述设备包括如权利要求1至12中的任一项或多项限定的充电辊。
14. 一种用于制造根据权利要求1至12中的任一项或多项所述的充电辊的方法，所述方法包括使如权利要求1至8中的任一项或多项限定的第一合成物固化的步骤，并且其中，所述固化包括使所述第一合成物经受被包括在70和130℃之间的温度达被包括在30分钟和2小时之间的时间。
15. 根据权利要求14所述的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供内导电轴、包含导电橡胶的层，所述层围绕所述轴设置且沿所述轴的长度的至少一部分延伸，所述层还具有外纵向表面，
b)将所述第一合成物施加到所述外纵向表面上，
c)使在步骤b)中施加的所述合成物固化，从而获得充电辊。
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