CN105911831A - 导电性辊及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可实现所希望的导电性和低压缩永久变形的并存且可抑制材料成本的导电性辊。上述导电性辊是具备芯体(10)和在芯体(10)的周围设置的导电性弹性层(11)的导电性辊，其中，导电性弹性层(11)为用过氧化物硫化剂将含有NBR和ECO的共混橡胶基材硫化而成，NBR为丙烯腈的含量低于25质量%的低腈型，NBR和ECO的质量比满足式(1)的关系：NBR:ECO=40:60~75:25(1)。

Description

导电性辊及其制备方法
技术领域
本发明涉及导电性辊及其制备方法。
背景技术
目前，在电子照相式复印机和打印机或者喷墨式复印机和打印机等图像形成装置中搭载有各种导电性辊。作为导电性辊，例如有在以下文献中公开的显像辊(参照专利文献1)。
这种导电性辊具备芯体和在该芯体的周围设置的导电性弹性层而构成。对于导电性辊，要求导电性弹性层的电阻值不过高(具有所希望的导电性)、或导电性弹性层的压缩变形后的回复力大(低压缩永久变形)等各种特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-160285号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
但是，只用以往的导电性辊存在下述问题：难以提供可实现所希望的导电性和低压缩永久变形的并存且可抑制材料成本的导电性辊。例如，由于低电阻的聚合物通常昂贵，所以在为了得到所希望的导电性而将低电阻的聚合物单独用作橡胶基材的情况下，变得难以抑制制品单价。另一方面，在将混合有多种聚合物的共混聚合物用作橡胶基材的情况下，与将聚合物单独用作橡胶基材的情况相比，有得到的导电性弹性层的压缩永久变形特性恶化的倾向。
上述问题不只局限于显像辊，也存在于图像形成装置中搭载的其它导电性辊(带电辊、转印辊和墨粉供给辊)。另外，不只局限于图像形成装置中搭载的导电性辊，上述问题也存在于金融终端设备的卡插拔口等所配置的导电性辊(清理辊)。
鉴于上述情况，本发明的目的是提供：可实现所希望的导电性和低压缩永久变形的并存且可抑制材料成本的导电性辊及其制备方法。
解决课题的手段
解决上述课题的本发明的方式在于一种导电性辊，其具备芯体和在上述芯体的周围设置的导电性弹性层，其特征在于，上述导电性弹性层为用过氧化物硫化剂将含有丁腈橡胶(NBR)和氯醚橡胶(ECO)的共混橡胶基材硫化而成，上述NBR为丙烯腈的含量低于25质量%的低腈型，上述NBR和上述ECO的质量比满足下列式(1)的关系：
NBR:ECO=40:60~75:25 ··(1)。
另外，在将上述共混橡胶基材计为100质量份时，优选上述过氧化物硫化剂的含量为2~6质量份。
另外，优选用作图像形成装置的显像辊。
另外，优选上述导电性弹性层的压缩永久变形为3.7%以下，并且该导电性弹性层的电阻值为1×106~5×107Ω。
解决上述课题的本发明的另一方式在于一种导电性辊的制备方法，其是在芯体的周围具备导电性弹性层的导电性辊的制备方法，其特征在于，上述导电性弹性层用过氧化物硫化剂将下述共混橡胶基材硫化：含有丁腈橡胶(NBR)和氯醚橡胶(ECO)，使用丙烯腈的含量低于25质量%的低腈型橡胶作为上述NBR，上述NBR和上述ECO的质量比满足下列式(1)的关系的共混橡胶：
NBR:ECO=40:60~75:25 ··(1)。
发明效果
根据本发明的导电性辊及其制备方法，可实现所希望的导电性和低压缩永久变形的并存，而且可抑制材料成本。
附图说明
图1是搭载有实施方式1所涉及的导电性辊的图像形成装置的示意图。
图2是显示实施方式1所涉及的导电性辊的构成例的图。
图3是显示实施方式1所涉及的导电性辊的变形例的图。
图4是说明电阻值的测定方法的图。
图5是说明实施例中的试验结果的图。
图6是说明实施例中的试验结果的图。
图7是说明比较例中的试验结果的图。
图8是说明实施例和比较例中的试验结果的图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。但是，以下说明显示本发明的一个方式，可在本发明的范围内任意地变更。在各图中附带相同标记的部件表示相同的部件，适宜地省略说明。
(实施方式1)
图1是显示搭载有本发明的实施方式所涉及的导电性辊的图像形成装置的构成例的示意图。在图像形成装置1中，将本实施方式所涉及的导电性辊用作显像辊2。
图1所示的图像形成装置1具备如下部分而构成：使感光体3带电的带电部(带电辊4等)，通过将带电的感光体3曝光而形成潜像的曝光部，在使墨盒5内的墨粉摩擦带电的同时输送至感光体3的显像部(显像辊2、显像共混物6或墨粉供给辊等)，将输送至感光体3的墨粉吸引至纸面上的转印部(转印辊7或转印带等)，和将感光体3上的剩余的墨粉刮取至废墨盒8的清扫部(清理共混物9等)。
对于显像辊2，为了控制墨粉的移动等而需要所希望的导电性。另外，由于显像辊2与感光体3或显像共混物6等之间处于压接状态，所以若在显像辊2的导电性弹性层产生压缩永久变形，则容易产生带电特性等的差异，从而印刷图像的质量降低。另一方面，如下所述，本实施方式所涉及的导电性辊可实现所希望的导电性和低压缩永久变形的并存，而且可抑制材料成本。因此，通过搭载本实施方式所涉及的导电性辊作为显像辊2，成为各种特性(印刷特性等)优异且可抑制材料成本的图像形成装置1。
显像辊2有与感光体3和墨盒5等一起作为在图像形成装置1的框体中自由装卸的一体型盒而构成的情况。在这种情况下，通过搭载本实施方式所涉及的导电性辊作为显像辊2，也成为各种特性(印刷特性等)优异且可抑制材料成本的盒。
在这里说明将本实施方式所涉及的导电性辊用作显像辊2的实例，但不将本发明的导电性辊限制为显像辊2。除了显像辊2以外，本发明也可应用于图像形成装置中搭载的其它导电性辊(例如带电辊4、转印辊7或墨粉供给辊等)。另外，本发明不局限于图像形成装置中搭载的导电性辊，还可应用于金融终端机·售票机的卡插拔口等所配置的导电性辊(清理辊等)。
图2(a)~(c)是显示本实施方式所涉及的导电性辊的构成例的图。图2(a)是导电性辊的透视图。图2(b)是将导电性辊沿着与轴芯方向交叉的方向切断时的截面图。图2(c)是将导电性辊沿着轴芯方向切断时的截面图。
如图所示，本实施方式所涉及的导电性辊具备芯体10和在芯体10的周围设置的导电性弹性层11。导电性弹性层11是用过氧化物硫化剂将含有丁腈橡胶(NBR)和氯醚橡胶(ECO)的橡胶基材(以下有时特别称为“共混橡胶基材”)硫化而成。而且，上述NBR为丙烯腈的含量低于25质量%的低腈型，NBR和ECO的质量比满足下列式(1)的关系：
[式1]
NBR:ECO=40:60~75:25 ··(1) 。
芯体10是成为导电性辊的旋转轴的轴。芯体10的构成材料在本发明的范围内无限制，可为金属材料或树脂材料。若芯体10的形状在本发明的范围内，则也无限制。芯体10可为中空或不为中空。
导电性弹性层11为在芯体10的周围设置的导电性的弹性体。在各种图像形成装置中，对于显像辊、转印辊和墨粉供给辊等，为了控制墨粉的移动等而需要所希望的导电性。另外，对于带电辊等，为了控制感光体的带电等而需要所希望的导电性。此外，在各种金融终端设备中，对于清理辊等，为了转印被输送物所附着的尘土等而需要所希望的导电性。在任意的导电性辊的用途中，对于导电性弹性层，均要求具有所希望的导电性(电阻值不过高，例如为中等电阻)。
另外，近年来希望搭载有导电性辊的装置·盒等的紧凑化和高性能化。在任意的导电性辊的用途中，要求压缩变形后的回复力优异(低压缩永久变形)。
因此，在本实施方式中，用过氧化物硫化剂将含有低腈型丁腈橡胶(NBR)和氯醚橡胶(ECO)的共混橡胶基材硫化，构成导电性弹性层11。在该种橡胶基材所使用的聚合物中，NBR为高电阻而廉价。另一方面，虽然ECO比NBR昂贵，但为低电阻。本实施方式所涉及的导电性弹性层11的共混橡胶基材将上述NBR和ECO共混而构成。
以往，在将混合有多种聚合物的共混聚合物用作橡胶基材的情况下，有压缩永久变形特性恶化的倾向。对于上述倾向，在本实施方式中，通过在以规定的质量比共混的NBR和ECO中进一步掺混过氧化物硫化剂，尽管将共混聚合物用作橡胶基材，也实现了低压缩永久变形的导电性弹性层11。以往通常的导电性弹性层为硫硫化类，但本实施方式所涉及的导电性弹性层11为过氧化物硫化类。
换言之，本实施方式基于以下见解。即，在本实施方式中，在高电阻而廉价的聚合物(NBR)中，将具有规定的腈含量的NBR用作橡胶基材，且在这种橡胶基材中掺混规定比例的低电阻的聚合物(ECO)，由此将导电性弹性层11的电阻值限制为中等电阻。而且，通过在这种共混橡胶基材中进一步掺混过氧化物硫化剂进行硫化，实现了用以往通常的硫硫化类共混聚合物无法达成的程度的低压缩永久变形的导电性弹性层11。而且，本实施方式与单独使用昂贵的低电阻聚合物的情况相比，可抑制材料成本。
顺便提一下，有时通过添加导电性赋予剂(炭黑)来调节弹性体的导电性。但是，就炭黑而言，特别是在橡胶基材的中等电阻区域，电阻值相对于添加量的增减比例较大。因此，只用炭黑难以调整弹性体的电阻值，而且难以将电阻值限制为中等电阻。与之相对的是，在本实施方式中，通过调整NBR和ECO的质量比，可容易地调整导电性弹性层11的电阻值，可容易地将电阻值限制为中等电阻。
导电性弹性体层11的电阻值有可能因掺混过氧化物硫化剂而上升。但是，在本实施方式中，考虑这样的上升量设定上述NBR的种类(腈型)以及上述NBR和ECO的质量比的范围。因掺混过氧化物硫化剂而引起的电阻值的上升量小的情况自不必说，即使在电阻值的上升量大的情况下，通过选择上述NBR的种类(腈型)以及上述NBR和ECO的质量比的范围，也可将导电性弹性层11的电阻值限制为中等电阻。
NBR和ECO的质量比满足上述式(1)的关系。在具备过氧化物硫化类导电性弹性层的本实施方式中，即使受到过氧化物硫化剂的影响，满足这种关系也成为可将导电性弹性层的电阻值限制为中等电阻的主要原因之一。设定上述式(1)的关系，使得可实现所希望的导电性和低压缩永久变形的并存，而且可抑制材料成本。
若NBR的比例过多(若ECO的比例过少)，则导电性弹性层的电阻值变高至无法将导电性辊用于规定的用途(例如显像辊)的程度。另一方面，若NBR的比例过少(若ECO的比例过多)，则与单独使用低电阻的聚合物的情况相比，低成本性的优点也变得极小。
NBR为丙烯腈和1,3-丁二烯的共聚物。通常NBR根据丙烯腈的含量可分为3种：低腈型(丙烯腈含量低于25质量%)、中腈型(丙烯腈含量为25质量%以上且35质量%以下)和高腈型(丙烯腈含量超过35质量%)。
在本实施方式中使用的NBR为低腈型。若满足上述式(1)的关系的NBR不是低腈型NBR，则无法实现低压缩永久变形的导电性弹性层11。若在本实施方式中使用的NBR全部为低腈型，则变得更容易实现低压缩永久变形的导电性弹性层11。
但是，在本发明的范围内，可在低腈型NBR中混合少量的中腈型NBR或高腈型NBR。此时，若混合比低腈型NBR更廉价的NBR，则可抑制材料成本。需说明的是，上述中腈型NBR或高腈型NBR不包括在上述式(1)的NBR中。
NBR可单独使用一种或并用两种以上。NBR可使用市售品。例如，作为低腈型NBR，可列举出以下述商品名市售的制品：Zeon Corporation制的Nipol 401、Nipol 401LL、Nipol DN401L，JSR(株)制的JSR N250S、N260S、N250SL等。
ECO为表氯醇与氧化乙烯的共聚物。与NBR相比，ECO昂贵而为低电阻。如上所述，将高电阻而廉价的聚合物(NBR)用作橡胶基材，并在这种橡胶基材中掺混规定比例的低电阻的聚合物(ECO)，从而将导电性弹性层11的电阻值限制为中等电阻。
ECO可单独使用一种或并用两种以上。ECO可使用市售品。例如，作为ECO，可列举出以下述商品名市售的制品：Daiso Co., Ltd.制的Epion 301、Epichlomer CG、Epichlomer DG，Zeon Corporation制的Hydrin3106、Hydrin3108等。
在本发明的范围内，除了NBR和ECO以外，在共混橡胶基材中可混合其它聚合物。作为其它聚合物，可列举出聚氨酯、苯乙烯橡胶、氯丁二烯橡胶等，但不限制于上述实例。即使在混合其它聚合物的情况下，也优选共混橡胶基材的90质量%以上为NBR和ECO。当然，可只由NBR和ECO构成共混橡胶基材。
过氧化物硫化剂为用于促进共混橡胶基材的交联反应的有机过氧化物硫化剂。过氧化物硫化剂的种类无限制。作为过氧化物硫化剂，例如可列举出过氧化二丁基、过氧化叔丁基异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二己烷、2,5-二甲基-2,5-二(3-己炔)、1,3-二(叔丁基过氧化异丙基)苯、1,1-二(叔丁基过氧化)-3,5,5-三甲基环己烷、4,4-二(叔丁基过氧化)戊酸正丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化异丙基甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯等。
过氧化物硫化剂可单独使用一种或并用两种以上。过氧化物硫化剂可使用市售品。例如，作为过氧化物硫化剂，可列举出以日本油脂化学(株)制的Percumyl D-40、Perbutyl P-40等商品名市售的制品。
在将共混橡胶基材计为100质量份时，过氧化物硫化剂的含量优选2~6质量份。若过氧化物硫化剂的含量过少，则导电性弹性层的电阻值容易变高。另外，若过氧化物硫化剂的含量过少，则变得难以得到对应导电性辊的用途等的需要的机械强度。另一方面，若过氧化物硫化剂的含量过多，则导电性弹性层的耐久性变得容易降低。另外，若过氧化物硫化剂的含量过多，则导电性弹性层的硬度容易变高。根据导电性辊的用途等，若导电性弹性层的硬度变高，则被输送物的输送性变得容易降低。
上述导电性弹性层的电阻值或硬度不只因过氧化物硫化剂的掺混比例而变化，也因过氧化物硫化剂的种类而变化。另一方面，即使是任意的过氧化物硫化剂的种类，若为上述含量(2~6质量份)，也可避免电阻值或硬度过度变高。
如上所述，导电性弹性层11的电阻值有可能因掺混过氧化物硫化剂而上升。这种上升量也因使用的过氧化物硫化剂的种类而不同。因此，对应使用的过氧化物硫化剂的种类，根据上述过氧化物硫化剂的含量(2~6质量份)，可适宜地选择更优选的值。
在以上说明的共混橡胶基材或过氧化物硫化剂中，可根据需要混合其它材料。作为其它材料，无限制，可列举出加工助剂、硫化促进助剂、抗氧化剂、炭黑、碳酸钙CaCO3等。这些其它材料可使用市售品。
例如，在共混橡胶基材或过氧化物硫化剂中，为了改善各种加工特性(橡胶捏合加工特性等)，可根据需要添加加工助剂。作为一个实例，在共混橡胶基材或过氧化物硫化剂中，可根据需要添加加工助剂之一的内部脱模剂(例如含有脂肪酸的内部脱模剂)。上述加工助剂可单独使用一种或并用两种以上。另外，作为硫化促进助剂，也可添加氧化锌。
另外，在共混橡胶基材或过氧化物硫化剂中，为了防止导电性弹性层11的老化，可根据需要添加抗氧化剂。作为一个实例，在共混橡胶基材或过氧化物硫化剂中，可添加酚类抗氧化剂。上述抗氧化剂可单独使用一种或并用两种以上。另外，为了调整导电性弹性层11的导电性，也可根据需要添加炭黑。炭黑可单独使用一种或并用两种以上。
在将共混橡胶基材计为100质量份时，这些其它材料的含量优选约为50质量份以下。但是，在其它材料比上述NBR、ECO和过氧化物硫化剂廉价的情况下，这样的廉价的其它材料的含量越多，越可抑制导电性辊的材料成本(作为较廉价的其它材料，例如可列举出碳酸钙CaCO3)。反过来说，从降低材料成本的观点出发，优选在本发明的范围内不添加在其它材料中较昂贵的种类的材料。
当然，这些其它材料也可不添加在共混橡胶基材或过氧化物硫化剂中。例如，可不添加抗氧化剂而构成导电性弹性层。由于省略抗氧化剂，预计导电性弹性层的硬度可能降低。尽管如此，在这种情况下，也可实现所希望的导电性和低压缩永久变形的并存。即使省略抗氧化剂，对硫化时间的影响也少。
另外，可不添加炭黑而构成导电性弹性层。由于省略炭黑，预计可能产生：导电性弹性层的千克单价变高，导电性弹性层的硬度降低，导电性弹性层的表面粗糙度恶化等。尽管如此，在这种情况下，也可实现所希望的导电性和低压缩永久变形的并存。
另外，可不添加作为硫化促进助剂的氧化锌而构成导电性弹性层。由于省略氧化锌，预计可能产生：导电性弹性层的硬度降低，导电性弹性层的表面粗糙度恶化，对橡胶寿命产生不良影响等。尽管如此，在这种情况下，也可实现所希望的导电性和低压缩永久变形的并存。即使省略氧化锌，也不对硫化特性产生大的影响。假设在减少氧化锌的添加量的情况下，优选使用其它的廉价填充剂抑制制品单价的上升。
利用过氧化物硫化剂使以上说明的共混橡胶基材硫化、固化，由此可使导电性弹性层11成型。导电性弹性层11的成型方法无限制，只要通过注射成型或挤出成型等进行成型即可。
对于导电性弹性层11，可对其表层部11a实施研磨。另外，可在导电性弹性层11的表层部11a设置表面处理层或涂布层。在这种情况下，优选设置表面处理层或涂布层，使得可实现所希望的导电性和低压缩永久变形的并存，而且可抑制材料成本。
图3(a)~(b)是显示本实施方式所涉及的导电性辊的变形例的图。图3(a)显示在导电性弹性层11的表层部11a设置有表面处理层12的实例，图3(a)显示在导电性弹性层11的表层部11a设置有涂布层13的实例。
表面处理层12例如可通过含浸处理或喷雾涂布等来设置。例如，在含浸处理中，使用至少含有异氰酸酯化合物和有机溶剂的表面处理液，使这种表面处理液含浸于导电性弹性层11中。在使表面处理液含浸于导电性弹性层11中后，除去有机溶剂，使异氰酸酯化合物等含有成分固化。另外，在喷雾涂布中，将上述表面处理液涂布于导电性弹性层11上并使其干燥固化。
异氰酸酯化合物与构成导电性弹性层11的共混橡胶基材等反应，在导电性弹性层11的内部形成它们的交联结构。将上述表面处理液含浸·涂布于导电性弹性层11的表层部11a而成为表面处理层12。上述表面处理层12可与导电性弹性层11一体地形成，使得异氰酸酯成分的密度从表面向内部逐渐稀薄。通过设置表面处理层12，与设置表面处理层12前的导电性弹性层11相比，可实现耐磨损性等的提高。
作为表面处理液中含有的异氰酸酯成分，可列举出2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、1,5-萘二异氰酸酯(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，或该异氰酸酯化合物的多聚物和改性物等。此外，也可列举出由多元醇和异氰酸酯构成的预聚物等。
另外，在表面处理液中也可含有选自聚醚类聚合物、丙烯酸氟类聚合物和丙烯酸硅酮类聚合物的聚合物。另外，在表面处理液中也可添加各种材料(上述其它材料)。
此外，表面处理液含有溶解上述异氰酸酯成分或根据需要含有的上述化合物的有机溶剂。有机溶剂无特殊限制，只要使用醋酸乙酯、甲乙酮(MEK)、甲苯等有机溶剂即可。
另外，在导电性弹性层11的表层部11a设置涂布层13的情况下，例如在导电性弹性层11上涂布涂布剂并使其干燥固化。涂布剂可使用含有氨基甲酸酯、丙烯酸氨基甲酸酯、尼龙等的涂布剂。涂布涂布剂的方法无特殊限制，例如可列举出浸涂法、橡胶辊涂布法、喷雾涂布法。
根据以上本实施方式所涉及的导电性辊，可实现所希望的导电性和低压缩永久变形的并存，而且可抑制材料成本。本实施方式所涉及的导电性辊例如可应用于电子照相式复印机和打印机或者喷墨式复印机和打印机等图像形成装置中搭载的导电性辊(例如带电辊、显像辊、转印辊、墨粉供给辊等)。另外，本实施方式所涉及的导电性辊也可应用于金融终端机·售票机的卡插拔口等所配置的导电性辊(清理辊等)。
为了制备本实施方式所涉及的导电性辊，只要用过氧化物硫化剂将如下共混橡胶基材硫化即可：使用丙烯腈的含量低于25质量%的低腈型橡胶作为NBR，且在含有NBR和ECO的同时NBR和ECO的质量比满足上述式(1)的共混橡胶基材。除此之外，遵照常规方法，可制备本实施方式所涉及的导电性辊。
实施例
以下基于实施例更具体地说明本发明。但是，不将本发明限制为以下实施例栏的记载。
<评价1>
评价改变NBR和ECO的质量比的情况下的特性变化。
(实施例1)
混合添加80质量份的NBR (Zeon Corporation制 Nipol DN401L)、20质量份的ECO (Daiso Co., Ltd.制 Epion 301)、0.5质量份的加工助剂(硬脂酸)、5质量份的硫化促进助剂(氧化锌)、0.8质量份的抗氧化剂(BHT，3,5-二叔丁基-4-甲基苯酚)、10质量份的炭黑(Tokai Carbon Co., Ltd.制 Seast GSO)、10质量份的炭黑(MT碳)、5质量份的过氧化物硫化剂(日本油脂(株)制Percumyl D-40)，用辊磨机捏合，挤出成型为轴(芯体)。然后，进行180℃×15分钟的硫化，得到实施例1的导电性辊。
(实施例1a)~(实施例4)
在NBR:ECO=40:60~75:25的范围内如表1所示改变NBR和ECO的质量比，除此之外，通过与实施例1相同的方法，得到实施例1a~4的导电性辊。
(比较例1)
如表1所示，偏离NBR:ECO=40:60~75:25的范围地改变NBR和ECO的质量比，除此之外，通过与实施例1相同的方法，得到比较例1的导电性辊。
实施例1、1a~4和比较例1的导电性弹性层的组成如表1所示。
[表1]
比较例1 实施例1a 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
NBR 80 75 70 60 50 40
ECO 20 25 30 40 50 60
硬脂酸 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
氧化锌 5 5 5 5 5 5
BHT 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
Seast GSO 10 10 10 10 10 10
MT碳 10 10 10 10 10 10
过氧化物硫化剂 5 5 5 5 5 5
(试验例1)
使用微型硬度计(MD-1，高分子计器社制)测定实施例1、1a~4和比较例1的导电性弹性层的硬度。将结果示出于表2中。
(试验例2)
基于实施例1、1a~4和比较例1的导电性弹性层的制备方法得到试验片，测定各个试验片的压缩永久变形。对于压缩永久变形，在以180℃×22小时压缩25%后释放，根据经过30分钟后的尺寸变化计算(参照下列式(2))：
(原本的试验片厚度-试验后的试验片厚度)/(原本的试验片厚度-垫片厚度) ··(2) 。
(试验例3)
测定实施例1、1a~4和比较例1的导电性弹性层的电阻值。电阻值在构成图4所示的装置后测定。即，将实施例1、1a~4和比较例1的各导电性辊放置在由不锈钢层压板(SUS304)构成的电极部件20上，在芯体10的两端施加100g负荷的状态下，在NN环境(25℃、50%RH)下使用ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A (Advantest Corporation制)，测定芯体10与电极部件20之间的电阻值。
试验例1~3的结果如表2和图5所示。
[表2]
比较例1 实施例1a 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
硬度[°] 57 58 57 58 60 60
压缩永久变形[%] 4.1 3.2 3.6 3.1 2.7 2.6
电阻值[Ω] 3E+8 5E+7 1E+7 3E+6 2E+6 1E+6
根据试验例1~3的结果确认了：在实施例1、1a~4的各导电性辊中，导电性弹性层的硬度[°]不过高。需说明的是，在实施例1、1a~4中用作橡胶基材的NBR的千克单价约为ECO的一半左右。因此，实施例1、1a~4的各导电性辊与单独使用低电阻的聚合物(NBR)作为橡胶基材的情况相比，在低成本性方面也有利。
另外，确认了：在实施例1、1a~4的各导电性辊中，导电性弹性层的压缩永久变形[%]为充分低的值。因此确认了，通过用过氧化物硫化剂将NBR和ECO的质量比在规定范围内的上述共混橡胶基材硫化，可实现低压缩永久变形的导电性弹性层。另外，也可知：随着共混橡胶基材中的NBR的比例变少(ECO的比例变多)，导电性弹性层的压缩永久变形[%]处于降低倾向。
另一方面，确认了：在比较例1的各导电性辊中，导电性弹性层的电阻值变高。这样的导电性辊例如难以用作图像形成装置的显像辊。与之相对的是，确认了：在实施例1、1a~4的各导电性辊中，导电性弹性层具有所希望的导电性(电阻值不过高，电阻值为中等电阻)。这样的导电性辊例如可适合用作图像形成装置的显像辊。另外，确认了：在实施例1、2、3和4的各导电性辊中，与实施例1a相比可防止导电性弹性层的电阻值的上升。
需说明的是，在本说明书中示例的中等电阻例如为图5(d)所示的粗线区域。即，中等电阻约为1×105~1×108Ω。但是，根据导电性辊的用途等，也有可将中等电阻的下限设为1×106Ω的情况，还有可将中等电阻的上限设为5×107Ω的情况。
根据以上试验例1~3的结果确认了：实施例1、1a~4的各导电性辊与比较例1的导电性辊相比，可实现所希望的导电性和低压缩永久变形的并存，而且可抑制材料成本。
在实施例1、1a~4的各导电性辊中，随着比NBR昂贵而低电阻的ECO的比例增加，电阻值降低。即，通过调整NBR和ECO的质量比，容易调节电阻值。对应导电性辊所要求的电阻值，适宜地调节NBR和ECO的质量比，从而可容易地调节为作为目标的电阻值，因此本发明的导电性辊对各种用途的适用性也高。
<评价2>
评价改变过氧化物硫化剂的含量的情况下的导电性辊的特性变化。
(实施例5)~(实施例9)
如表3所示改变过氧化物硫化剂的含量，除此之外，通过与实施例1相同的方法，得到实施例5~6的导电性辊。另外，如表3所示改变过氧化物硫化剂的种类和质量比，除此之外，通过与实施例1相同的方法，得到实施例7~9的导电性辊。在实施例7~9中使用的过氧化物硫化剂为日本油脂(株)制 Perbutyl P-40。
实施例5~9的导电性弹性层的组成如表3所示。为了参考，在表3中也示出实施例1的导电性弹性层的组成。
[表3]
(试验例4)~(试验例6)
通过与上述试验例1~3相同的方法测定实施例5~9的导电性弹性层的硬度[°]、压缩永久变形[%]和电阻值[Ω]。试验例4~6的结果如表4和图6所示。为了参考，在表4和图6中也示出实施例1的试验结果。
[表4]
实施例5 实施例1 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9
硬度[°] 52 57 59 48 54 59
压缩永久变形[%] 3.3 3.6 3.5 5.5 3.7 3.4
电阻值[Ω] 2E+7 1E+7 1E+7 3E+7 3E+7 3E+7
根据试验例4~6的结果确认了：在实施例5~9的各导电性辊中，随着过氧化物硫化剂的含量变多，硬度变高。通过调整过氧化物硫化剂的含量，容易调节导电性弹性层11的硬度。对应导电性辊所要求的硬度，适宜地调节过氧化物硫化剂的含量(例如在将共混橡胶基材计为100质量份时为2~6质量份)，可容易地调节为作为目标的硬度。
另外，确认了：在实施例5~9的各导电性辊中，若过氧化物硫化剂的含量少，则压缩永久变形恶化。特别是过氧化物硫化剂的含量少的实施例7的压缩永久变形为充分低的值，但若与其它实施例的各导电性辊相比，则为高的值。在实施例7中，有可能硫化不足。反之，确认了：在过氧化物硫化剂的含量为3质量份(将共混橡胶基材计为100质量份时为3质量份)以上的实施例5和实施例7~9的各导电性辊中，对于实现低压缩永久变形有利。
另外，确认了：在实施例5~9的各导电性辊中，即使变更过氧化物硫化剂的种类，也可得到所希望的导电性(电阻值不变得过高，电阻值为中等电阻)。若使用廉价的过氧化物硫化剂，则变得有利于降低材料成本。
根据以上试验例4~6的结果确认了：实施例5~9的导电性辊与比较例1的导电性辊相比，也可实现所希望的导电性和低压缩永久变形的并存，而且可抑制材料成本。
<评价3>
对比过氧化物硫化类(本发明)和硫硫化类的特性。
(比较例2)~(比较例3)
代替过氧化物硫化剂，掺混硫类硫化剂和硫化促进剂，除此之外，通过与实施例1相同的方法，得到比较例2~3的导电性辊。在比较例2~3中使用的硫化剂为川口化学工业(株)制 Actor R，硫化促进剂为大内新兴化学工业(株)制 Nocceler TS、Nocceler TET、Nocceler CZ。
比较例2~3的导电性弹性层的组成如表5所示。为了参考，在表5中也示出实施例1的导电性弹性层的组成。
[表5]
(试验例7)~(试验例9)
通过与上述试验例1~3相同的方法测定比较例2~3的导电性弹性层的硬度[°]、压缩永久变形[%]和电阻值[Ω]。试验例7~9的结果如表6和图7所示。为了参考，也示出实施例1的试验结果。
[表6]
实施例1 比较例2 比较例3
硬度[°] 57 47 51
压缩永久变形[%] 3.6 17 17
电阻值[Ω] 1E+7 3E+6 2E+6
根据试验例7~9的结果确认了：在硫硫化类中硬度和电阻值变低，但压缩永久变形极端恶化。在实施例1的导电性辊中，与比较例3~4的导电性辊相比硬度和电阻值高，但这些值为可充分允许的范围。然而，压缩永久变形极端恶化的比较例2~3的导电性辊例如难以用作为图像形成装置的显像辊。
<评价4>
评价使用腈含量不同的NBR的情况下的导电性辊的特性变化。
(比较例4)~(比较例6)
不使用低腈型NBR，另外如表7所示改变过氧化物硫化剂的含量，除此之外，通过与实施例1相同的方法，得到比较例4~6的导电性辊。在比较例4~6中使用的NBR为Zeon Corporation制 Nipol DN2850。
比较例4~6的导电性弹性层的组成如表7所示。为了参考，在表7中也示出实施例1的导电性弹性层的组成。
[表7]
(试验例10)
通过与上述试验例2相同的方法测定比较例4~6的导电性弹性层的压缩永久变形[%]。这里的试验例的结果如表8和图8所示。为了参考，也示出实施例1的试验结果。
[表8]
实施例1 比较例4 比较例5 比较例6
压缩永久变形[%] 2.5 9.6 10.1 10.4
根据试验例10的结果确认了：若使用腈含量少的低腈型NBR而不满足上述式(1)的关系，则无法实现低压缩永久变形。需说明的是，推测：即使使用丙烯腈含量比比较例4~6更多的NBR (高腈型NBR等)满足上述式(1)的关系，也无法实现低压缩永久变形。
(其它实施方式)
以上说明了本发明的一个实施方式。但是，不将本发明的基本构成限制为上述方式。例如，上述导电性弹性层可由多层构成。另外，在芯体与导电性弹性层之间可插入其它层。
在附图中示出的构成要素(层的厚度、宽度、相对的位置关系等)在说明本发明的方面有夸张显示的情况。
标记说明
1 图像形成装置
2 显像辊
3 感光体
4 带电辊
5 墨盒
6 显像共混物
7 转印辊
8 废墨盒
9 清理共混物
10 芯体
11 导电性弹性层
11a 表层部
12 表面处理层
13 涂布层
20 电极部件。

Claims (5)

1. 导电性辊，其具备芯体和在上述芯体的周围设置的导电性弹性层，其特征在于，
上述导电性弹性层为用过氧化物硫化剂将含有丁腈橡胶(NBR)和氯醚橡胶(ECO)的共混橡胶基材硫化而成，
上述NBR为丙烯腈的含量低于25质量%的低腈型，
上述NBR和上述ECO的质量比满足下列式(1)的关系：
NBR:ECO=40:60~75:25 ··(1)。
2. 权利要求1的导电性辊，其特征在于，在将上述共混橡胶基材计为100质量份时，上述过氧化物硫化剂的含量为2~6质量份。
3. 权利要求1的导电性辊，其特征在于，用作图像形成装置的显像辊。
4. 权利要求1~3中任一项的导电性辊，其特征在于，上述导电性弹性层的压缩永久变形为3.7%以下，并且所述导电性弹性层的电阻值为1×106~5×107Ω。
5. 导电性辊的制备方法，其是在芯体的周围具备导电性弹性层的导电性辊的制备方法，其特征在于，
上述导电性弹性层用过氧化物硫化剂将下述共混橡胶基材硫化：
含有丁腈橡胶(NBR)和氯醚橡胶(ECO)，使用丙烯腈的含量低于25质量%的低腈型橡胶作为上述NBR，上述NBR和上述ECO的质量比满足下列式(1)的关系的共混橡胶基材：
NBR:ECO=40:60~75:25 ··(1)。
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