CN106054560B - 半导电性辊 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导电性辊，其在特别是作为显影辊时柔软，不易产生调色剂的劣化，图像耐久性优异且不易产生感光体的污染，而且由于压缩永久形变小而不易产生变形。该半导电性辊1由如下橡胶组合物形成：该橡胶组合物作为橡胶成分含有(1)表氯醇橡胶、(2)选自BR和SBR中的至少1种橡胶以及(3)选自液态BR和液态SBR中的至少1种液态橡胶。

Description

半导电性辊
技术领域
本发明涉及在利用电子照相法的图像形成装置中特别是适合作为显影辊等使用的半导电性辊。
背景技术
例如在激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置或者它们的复合机等利用电子照相法的图像形成装置中，为了对带电的感光体的表面曝光以使形成于该表面的静电潜像显影成调色剂图像，使用显影辊。
即，使显影辊在与量限制刮刀(带电刮刀)接触的状态下旋转则调色剂带电，带电的调色剂附着在显影辊的外周面，同时由量限制刮刀限制附着量，由此在该显影辊的外周面形成厚度几乎恒定的调色剂层。
而且在该状态下显影辊进一步旋转而将调色剂层输送到感光体鼓的表面附近时，形成该调色剂层的调色剂根据形成于感光体鼓的表面的静电潜像而从调色剂层选择性移动到感光体鼓的表面将静电潜像显影成调色剂图像。
作为显影辊，为了应对调色剂的微细化、均匀化、球形化或者向聚合调色剂的移动等的流动而对调色剂赋予高带电性，同时又要不发生调色剂附着地将静电潜像有效地显影成调色剂图像，有效的是使用辊电阻值被调节成例如108Ω以下的半导电性辊。
另外对显影辊还要求不容易产生调色剂的劣化，使图像耐久性优异。
图像耐久性是表示将相同的调色剂反复用于图像形成时能够多久良好地维持形成图像的画质的指标。
1次图像形成中收容在图像形成装置的显影部的调色剂只使用极少一部分，剩余的大部分调色剂在显影部内反复循环。因此设置于显影部内的与调色剂反复接触的显影辊对调色剂是否造成损害或者造成多大损害是提高图像耐久性的关键。
如果图像耐久性降低则在形成的图像的黑色实心部分产生白色竖条纹，或者在留白部分产生灰雾而导致画质降低。
因此也有研究配合油、增塑剂等软化剂或者作为橡胶成分并用液态橡胶(专利文献1～3)来提高显影辊的柔软性。
但是如果配合软化剂、液态橡胶则有显影辊的压缩永久形变增大的趋势，压缩永久形变大的显影辊存在如下问题：例如在图像形成装置停止时与感光体持续压接的位置即便在该显影辊开始旋转等解除压接后也恢复不到原来的状态，即产生所谓的变形，形成的图像容易产生图像不均等图像不良。
另外特别是软化剂还存在如下问题：在将显影辊组装到例如图像形成装置的显影单元而与感光体的表面接触的状态下，在高温高湿环境下长时间静置时软化剂容易渗出，渗出的软化剂污染感光体，形成的图像容易产生污染线条等图像不良。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第3601811号公报
专利文献2：日本特开2005－148467号公报
专利文献3：日本特开2007－154165号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导电性辊，其在特别是用作显影辊时柔软，不易产生调色剂的劣化，图像耐久性优异，且不易产生感光体的污染，而且由于压缩永久形变小而不易产生变形。
本发明涉及一种半导电性辊，由橡胶组合物形成，该橡胶组合物含有如下化合物作为橡胶成分：
(1)表氯醇橡胶，
(2)选自丁二烯橡胶和苯乙烯丁二烯橡胶中的至少1种橡胶，和
(3)选自液态丁二烯橡胶和液态苯乙烯丁二烯橡胶中的至少1种液态橡胶。
根据本发明，能够提供一种半导电性辊，其在特别是用作显影辊时柔软，不易产生调色剂的劣化，图像耐久性优异，且不易产生感光体的污染，而且由于压缩永久形变小而不易产生变形。
附图说明
图1是表示本发明的半导电性辊的实施方式的一个例子的立体图。符号说明
1 半导电性辊
2 通孔
3 轴
4 外周面
5 氧化膜
具体实施方式
本发明涉及一种半导电性辊，由橡胶组合物形成，该橡胶组合物含有如下化合物作为橡胶成分：
(1)表氯醇橡胶，
(2)选自丁二烯橡胶(BR)和苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)中的至少1种橡胶，和
(3)选自液态BR和液态SBR中的至少1种液态橡胶。
为与橡胶成分进行交联反应而将不产生感光体的污染的液态橡胶配合到半导电性辊中的技术本身是公知的，例如在专利文献1～3等中已经有记载。
但是经过本发明人的研究发现在橡胶与液态橡胶的组合不恰当的情况下，产生如下问题：橡胶成分的相容性不充分，制造的半导电性辊产生条纹，或者如上所述用作显影辊时，压缩永久形变大而容易产生变形，或者相反过硬而得不到良好的图像耐久性。
与此相对，根据本发明，如上所述，通过将用于对半导电性辊赋予离子导电性的(1)表氯醇橡胶和作为用于形成半导电性辊的整体形状的橡胶的(2)BR和/或SBR与作为液态橡胶的(3)液态BR和/或液态SBR选择性组合，从而能够形成用作显影辊作时柔软、不易产生调色剂的劣化、图像耐久性优异、且不易产生感光体的污染、而且因压缩永久形变小而不易产生变形的半导电性辊。
《橡胶组合物》
作为构成橡胶组合物的橡胶成分，如上所述，至少并用(1)～(3) 这3种橡胶成分。
〈(1)表氯醇橡胶〉
作为(1)表氯醇橡胶，可举出表氯醇均聚物、表氯醇-环氧乙烷二元共聚物(ECO)、表氯醇-环氧丙烷二元共聚物、表氯醇-烯丙基缩水甘油醚二元共聚物、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物 (GECO)、表氯醇-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物以及表氯醇 -环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚四元共聚物等中的1种或者2种以上。
其中优选含有环氧乙烷的共聚物，特别优选ECO和/或GECO。
上述两种共聚物中，环氧乙烷含量均优选为30摩尔％以上，特别优选为50摩尔％以上，优选为80摩尔％以下。
环氧乙烷起到降低半导电性辊的辊电阻值的作用。但是，环氧乙烷含量低于该范围时无法充分发挥该作用，因此可能无法充分降低半导电性辊的辊电阻值。
另一方面，环氧乙烷含量超过上述的范围时引起环氧乙烷的结晶化，阻碍分子链的链段运动，反而有半导电性辊的辊电阻值上升的趋势。另外有可能交联后的半导电性辊的硬度上升导致图像耐久性下降，或者交联前的橡胶组合物在加热熔融时的粘度上升导致加工性下降。
ECO中，表氯醇含量为环氧乙烷含量的余量。即表氯醇含量优选为 20摩尔％以上，优选为70摩尔％以下，特别优选为50摩尔％以下。
另外，GECO中，烯丙基缩水甘油醚含量优选为0.5摩尔％以上，特别优选为2摩尔％以上，优选为10摩尔％以下，特别优选为5摩尔％以下。
烯丙基缩水甘油醚其本身作为侧链，为确保自由体积而发挥功能，由此发挥抑制环氧乙烷的结晶化而降低半导电性辊的辊电阻值的作用。但是烯丙基缩水甘油醚含量低于上述的范围时无法发挥该作用，因此可能无法充分降低半导电性辊的辊电阻值。
另一方面，烯丙基缩水甘油醚在GECO交联时作为交联点发挥功能，因此烯丙基缩水甘油醚含量超过上述的范围时GECO的交联密度变高，阻碍分子链的链段运动，反而有半导电性辊的辊电阻值上升的趋势。另外也有可能导致半导电性辊的拉伸强度、疲劳特性、耐弯曲性等下降。
此外，GECO中，表氯醇含量为环氧乙烷含量和烯丙基缩水甘油醚含量的余量。即表氯醇含量优选为10摩尔％以上，特别优选为19.5摩尔％以上，优选为69.5摩尔％以下，特别优选为60摩尔％以下。
另外，作为GECO，除上述说明的3种单体共聚而得的狭义上的共聚物之外，已知还有用烯丙基缩水甘油醚将表氯醇-环氧乙烷共聚物 (ECO)改性而得的改性物，本发明中该改性物也可以作为GECO使用。
〈(2)BR和/或SBR〉
(BR)
作为BR，交联前在室温下呈固体状且具有交联性的各种BR均可使用。
特别优选低温特性优异、在低温低湿环境下低硬度且可呈现良好的柔软性的顺式-1,4键的含量为95％以上的高顺式BR。
另外，作为BR，有加入填充油调整柔软性的充油型和不加填充油的非充油型，使用半导电性辊作为显影辊时，如上所述为了防止感光体的污染，优选使用非充油型的BR。
作为BR的具体例，例如可举出日本Zeon株式会社制的Nipol(注册商标)BR1220、BR1250H，JSR株式会社制的JSR(注册商标)BR01、 JSR T700、JSR BR51、JSR BR730，AsahiKasei Chemicals株式会社制的Diene(注册商标)NF35R等。
可使用这些BR中的1种或者2种以上。
(SBR)
作为SBR，利用乳液聚合法、溶液聚合法等各种聚合法使苯乙烯与 1,3-丁二烯共聚合成的在交联前室温下呈固体状且具有交联性的各种 SBR均可使用。
另外，作为SBR，根据苯乙烯含量分类的高苯乙烯型、中苯乙烯型和低苯乙烯型的SBR均可使用。
此外，作为SBR，有加入填充油调整柔软性的充油型和不加入填充油的非充油型，使用半导电性辊作为显影辊时，为了防止感光体的污染还是优选使用非充油型的SBR。
作为利用乳液聚合法合成的非充油的SBR(E-SBR)的具体例，例如可举出JSR株式会社制的JSR 1500、JSR 1502、JSR 1503、JSR 1507、 JSR 0202，日本Zeon株式会社制的Nipol 1500、Nipol 1502等。
另外，作为利用溶液聚合法合成的非充油的SBR(S-SBR)的具体例，例如可举出JSR株式会社制的JSR SL552、JSR SL563，日本Zeon 株式会社制的Nipol NS116R、NipolNS612、Nipol NS616、Nipol NS310S 等。
可使用这些SBR中的1种或者2种以上。
〈(3)液态BR和/或液态SBR〉
(液态BR)
作为液态BR，交联前在室温下呈液态且具有交联性的各种液态BR 均可使用。
作为上述液态BR，例如可举出KURARAY株式会社制的 Kurapuren(注册商标)LBR-300、LBR-305、LBR-307、LBR-352等中的1种或者2种以上。
特别是从减小交联后的半导电性辊的压缩永久形变而不易产生变形和对该半导电性辊赋予适当的柔软性而提高图像耐久性的观点考虑，作为与BR组合的液态BR，上述中优选选择使用数均分子量Mn为7500 以上、特别是为8500以上且为10000以下、特别是为9500以下的液态 BR。另外，作为与SBR组合的液态BR，上述中优选选择使用数均分子量Mn为7500以上且10000以下、特别是8500以下的液态BR。
(液态SBR)
作为液态SBR，同样地在交联前室温下呈液态且具有交联性的各种液态SBR均可使用。
作为上述液态SBR，例如可举出KURARAY株式会社制的 KurapurenL-SBR-820、L-SBR-841等中的至少1种。
特别是按照与液态BR相同的理由，作为液态SBR，上述中优选选择使用数均分子量Mn为8000以上且10000以下、特别是9000以下的液态BR。
〈(4)氯丁橡胶〉
作为橡胶成分，除上述(1)～(3)的3种以外，还可以进一步配合氯丁橡胶(CR)。
CR为了进一步提高半导电性辊的柔软性、图像耐久性而发挥功能。另外通过配合CR，能够微调半导电性辊的辊电阻值。
CR例如是使氯丁二烯进行乳液聚合而合成，根据此时使用的分子量调整剂的种类分成硫改性型和非硫改性型，本发明中任一种CR均可使用。
硫改性型的CR是将氯丁二烯与作为分子量调节剂的硫共聚而成的聚合物用二硫化秋兰姆等增塑，调节成规定的粘度而得的。
另外，非硫改性型的CR分成硫醇改性型、黄原酸酯改性型等。
其中硫醇改性型的CR例如是使用正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、辛基硫醇等烷基硫醇类作为分子量调节剂，与硫改性型的CR同样地合成。另外，黄原酸酯改性型的CR是使用烷基黄原酸酯化合物作为分子量调节剂，与硫改性型的CR同样地合成的。
另外，CR根据其结晶化速度被分成该结晶化速度慢的类型、中等程度类型和快的类型。
本发明中任一类型的CR均可使用，其中优选非硫改性型且结晶化速度慢型的CR中的1种或者2种以上。
此外，作为CR，可以使用氯丁二烯与其它共聚成分的共聚橡胶。
作为上述其它共聚成分，例如可举出2,3-二氯-1,3-丁二烯、1-氯-1,3- 丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、异戊二烯、丁二烯、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸酯等中的1种或者2种以上。
作为CR的具体例，例如可举出昭和电工株式会社制的 SHOWPRENE(注册商标)WRT等。
〈橡胶成分的配合比例〉
(1)表氯醇橡胶的配合比例是上述(1)～(3)这3种或者(1)～ (4)这4种橡胶成分的总量100质量份中的10质量份以上，特别优选为15质量份以上，优选为30质量份以下，特别优选为25质量份以下。
表氯醇橡胶的配合比例低于该范围时有可能辊电阻值上升，用作显影辊时调色剂带电量、输送量下降。
另一方面，表氯醇橡胶的配合比例超过上述的范围时，用作显影辊时有可能调色剂容易附着，导致形成的图像的图像浓度下降。
(2)的BR和/或SBR的配合比例是上述(1)～(3)这3种或者(1)～(4)这4种的橡胶成分的余量。即将(1)表氯醇橡胶、(3) 液态橡胶和(4)CR的配合比例分别设定成规定值时，以橡胶成分的总量成为100质量份的方式设定(2)BR和/或SBR的配合比例即可。
(3)的液态橡胶的配合比例根据使用的液态橡胶的种类和组合的 (2)的橡胶的种类各自独立地设定优选范围。
即，(2)的橡胶为BR、(3)的液态橡胶为液态BR时，该液态BR 的配合比例优选为橡胶成分的总量100质量份中的3质量份以上，特别优选为5质量份以上，优选为40质量份以下。
另外，(2)的橡胶为BR、(3)的液态橡胶为液态SBR时，该液态 SBR的配合比例优选为橡胶成分的总量100质量份中的3质量份以上，特别优选为5质量份以上，优选为40质量份以下。
(2)的橡胶为SBR、(3)的液态橡胶为液态BR时，液态BR的配合比例优选为橡胶成分的总量100质量份中的3质量份以上，特别优选为5质量份以上，优选为30质量份以下。
此外，(2)的橡胶为SBR、(3)的液态橡胶为液态SBR时，该液态SBR的配合比例优选为橡胶成分的总量100质量份中的5质量份以上，特别优选为10质量份以上，优选为40质量份以下。
在任一组合中，液态橡胶的配合比例低于上述的范围时均得不到配合该液态橡胶产生的效果，有可能使半导电性辊变得过硬而在用作显影辊时导致图像耐久性下降。
另一方面，液态橡胶的配合比例超过上述的范围时该液态橡胶过量，半导电性辊变得过度柔软，压缩永久形变大而容易产生变形。
CR的配合比例优选为橡胶成分的总量100质量份中的1质量份以上，特别优选为5质量份以上，优选为30质量份以下，特别优选为20 质量份以下。
CR的配合比例低于该范围时，可能无法充分得到配合上述的CR 所产生的效果。
另一方面，CR的配合比例超过上述的范围时，相对地表氯醇橡胶的量变少，因此有可能辊电阻值上升，用作显影辊时导致调色剂带电量、输送量下降。
应予说明，如上所述，可以不配合CR。
〈交联成分〉
在橡胶组合物中配合用于使橡胶成分交联的交联成分。作为交联成分，可举出交联剂、促进剂等。
其中，作为交联剂，根据橡胶成分的种类，例如可举出硫系交联剂、硫脲系交联剂、三嗪系交联剂、过氧化物系交联剂、各种单体等中的1 种或者2种以上。
其中优选硫系交联剂。
作为硫系交联剂，例如可举出粉末硫等硫、二硫化四甲基秋兰姆、 N,N-二硫代双吗啉等有机含硫化合物等中的1种或者2种以上，特别优选硫。
硫的配合比例是相对于橡胶成分的总量100质量份优选为0.2质量份以上，特别优选为0.4质量份以上，优选为3质量份以下，特别优选为2质量份以下。
作为促进剂，例如可举出消石灰、氧化镁(MgO)、氧化铅(PbO) 等无机促进剂，或者有机促进剂等中的1种或者2种以上。
另外，作为有机促进剂，例如可举出1,3-二邻甲苯基胍、1,3-二苯基胍、1-邻甲苯基双胍、二邻苯二酚硼酸酯的二邻甲苯基胍盐等胍系促进剂；2-巯基苯并噻唑、二-2-二硫化苯并噻唑等噻唑系促进剂；N-环己基 -2-苯并噻唑次磺酰胺等次磺酰胺系促进剂；一硫化四甲基秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆、四硫化双五亚甲基秋兰姆等秋兰姆系促进剂；亚乙基硫脲等硫脲系促进剂等中的1种或者2种以上。
促进剂根据种类功能不同，因此优选并用2种以上的促进剂。
各促进剂的配合比例可根据种类任意设定，通常相对于橡胶成分的总量100质量份各自独立地优选为0.1质量份以上，特别优选为0.2质量份以上，优选为5质量份以下，特别优选为2质量份以下。
〈其它〉
可以在橡胶组合物中根据需要进一步配合各种添加剂。作为添加剂，例如可举出交联助剂、吸酸剂、填充剂、抗老化剂、抗氧化剂、填充剂、防焦剂、共交联剂、颜料、阻燃剂、气泡防止剂等。
其中，作为交联助剂，可举出锌华(氧化锌)等金属化合物，硬脂酸、油酸、棉籽脂肪酸等的脂肪酸以及其它一直以来公知的交联助剂中的1种或者2种以上。
交联助剂的配合比例是相对于橡胶成分的总量100质量份各自独立地优选为0.1质量份以上，特别优选为0.5质量份以上，优选为7质量份以下，特别优选为5质量份以下。
吸酸剂具有如下功能：防止橡胶成分的交联时由表氯醇橡胶、CR 产生的氯系气体残留在半导电性辊内或者防止由此导致的交联阻碍、感光体的污染等。
作为吸酸剂，可以使用作为酸接受体发挥作用的各种物质，其中优选分散性优异的水滑石类或者MAGSARAT，特别优选水滑石类。
另外，如果将水滑石类等与氧化镁、氧化钾并用则能够得到更高的吸酸效果，能够更可靠地防止感光体的污染。
吸酸剂的配合比例是相对于橡胶成分的总量100质量份优选为0.5 质量份以上，特别优选为1质量份以上，优选为6质量份以下，特别优选为4质量份以下。
作为填充剂，例如可举出氧化锌、二氧化硅、碳、炭黑、粘土、滑石、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝等中的1种或者2种以上。
通过配合填充剂，能够提高半导电性辊的机械强度等。
填充剂的配合比例是相对于橡胶成分的总量100质量份优选为5质量份以上，优选为25质量份以下，特别优选为20质量份以下。
另外，可以配合导电性炭黑等导电性填充剂作为填充剂，对半导电性辊赋予电子导电性。
作为导电性炭黑，例如可举出电气化学工业株式会社制的DENKA BLACK(注册商标)等。
若考虑到将半导电性辊1的辊电阻值调整为先前说明的范围，则导电性炭黑的配合比例是相对于橡胶成分的总量100质量份优选为10质量份以上，特别优选为15质量份以上，优选为30质量份以下，特别优选为25质量份以下。
作为防焦剂，例如可举出N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺、邻苯二甲酸酐、N-亚硝基二苯基胺、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯等中的1种或者2 种以上。特别优选N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺。
防焦剂的配合比例是相对于橡胶成分的总量100质量份优选为0.1 质量份以上，优选为5质量份以下，特别优选为1质量份以下。
共交联剂是指其本身交联的同时还具有与橡胶成分发生交联反应而使整体高分子化的作用的成分。
作为共交联剂，例如可举出以甲基丙烯酸酯或者甲基丙烯酸或者丙烯酸的金属盐等为代表的烯键式不饱和单体，利用1,2-聚丁二烯的官能团的多官能聚合物类或者二肟等中的1种或者2种以上。
其中，作为烯键式不饱和单体，例如可举出如下化合物：
(a)丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等单羧酸类，
(b)马来酸、富马酸、衣康酸等二羧酸类，
(c)(a)(b)的不饱和羧酸类的酯或者酸酐，
(d)(a)～(c)的金属盐，
(e)1,3-丁二烯、异戊二烯、2-氯-1,3-丁二烯等脂肪族共轭二烯，
(f)苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙基乙烯基苯、二乙烯基苯等芳香族乙烯基化合物，
(g)三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、乙烯基吡啶等具有杂环的乙烯基化合物，
(h)其他(甲基)丙烯腈或α-氯丙烯腈等氰化乙烯基化合物、丙烯醛、甲酰甾醇、乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、乙烯基丁基酮等中的 1种或者2种以上。
另外，作为(c)的不饱和羧酸类的酯，优选单羧酸类的酯。
作为单羧酸类的酯，例如可举出如下化合物：
(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、 (甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、 (甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、 (甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸羟基甲酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯等(甲基)丙烯酸的烷基酯；
(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基) 丙烯酸丁基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸的氨基烷基酯；
(甲基)丙烯酸苄酯、苯甲酰基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯等具有芳香环的(甲基)丙烯酸酯；
(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯、环氧环己基(甲基)丙烯酸酯等具有环氧基的(甲基)丙烯酸酯；
N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸四氢糠酯等具有各种官能团的(甲基)丙烯酸酯；
乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、异丁烯乙二醇二甲基丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯等中的1种或者2种以上。
含有上述各成分的橡胶组合物可以与以往同样地制备。即，将橡胶成分以规定的比例配合边进行素炼边加入交联成分以外的添加剂进行混炼后，最后加入交联成分进行混炼，由此得到橡胶组合物。混炼例如可使用捏合机、班伯里密炼机、挤出机等。
《半导电性辊》
图1是表示本发明的半导电性辊的实施方式的一个例子的立体图。
参照图1，该例的半导电性辊1是由上述橡胶组合物形成的非多孔且单层结构的筒状，并且轴3插通并固定于中心的通孔2。
轴3例如由铝、铝合金、不锈钢等金属形成。
上述轴3例如介由具有导电性的粘接剂与半导电性辊1电接合且被机械固定，或者通过将外径比通孔2的内径大的轴3压入通孔2而与半导电性辊1电接合且被机械固定，从而一体旋转。
如图中放大所示，在半导电性辊1的外周面4可以设置氧化膜5。
如果形成氧化膜5，则该氧化膜5作为介电层发挥功能，能够减少半导电性辊1的介质损耗角正切值。另外氧化膜5通过成为低摩擦层，例如用作显影辊等时能够抑制调色剂的附着。
而且氧化膜5例如仅通过在氧化性气氛中照射紫外线等就能够简单地形成，因此能够抑制半导电性辊1的生产率下降或者制造成本变高。但是也可以不形成氧化膜5。
制造半导电性辊1时，首先将先前制备的橡胶组合物利用挤出机挤出成型为筒状，接下来剪切成规定的长度在硫化罐内加热使橡胶成分交联。
接下来利用烘箱等将交联的筒状体加热进行二次交联，冷却后研磨成规定的外径。
作为研磨方法，例如可采用干式纵向进给研磨等各种研磨方法，如果在研磨工序的最后进行镜面研磨则能提高该外周面4的脱模性，例如用作显影辊等时能够抑制调色剂的附着。另外能够有效防止感光体的污染。
另外，如果将外周面4如上所述进行镜面研磨后进一步形成氧化膜 5，则由于该两者的协同效果能够更好地抑制调色剂的附着，并且能够更好地防止感光体的污染。
轴3可以在筒状体的剪切后到研磨后为止的任意时刻插入通孔2并固定。
其中优选在剪切后首先以轴3插入通孔2的状态进行二次交联和研磨。由此能够防止二次交联时的膨胀收缩引起的筒状体→半导电性辊1 的弯曲、变形。另外，以轴3为中心边旋转边研磨能提高该研磨的作业性，并且能够抑制外周面4的不均。
如先前说明那样，轴3可以介由具有导电性的粘合剂，特别是介由热固性粘合剂插入二次交联前的筒状体的通孔2后进行二次交联，或者将外径比通孔2的内径大的轴3压入通孔2。
前者的情况下，通过烘箱中的加热，在筒状体进行二次交联的同时热固性粘合剂发生固化，由此该轴3与筒状体→半导电性辊1进行电接合且被机械固定。
另外，后者的情况下，在压入的同时完成电接合和机械固定。
其后，根据需要将外周面4按先前说明的步骤进行氧化处理而形成氧化膜5，完成本发明的半导电性辊1。
本发明的半导电性辊1例如可以形成为外周面4侧的外层和轴3侧的内层这样的双层结构。另外半导电性辊1可以为多孔结构。
但是，若从使该结构尽量简单化，生产率好，以低成本制造，并且提高其本身的耐久性、压缩永久形变特性等的观点考虑，优选半导电性辊1为非多孔且形成为单层结构。
应予说明，这里提及的单层结构是指由橡胶组合物构成的层数为单层，经氧化处理形成的氧化膜5不包含在层数中。
本发明的半导电性辊1例如在激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置和它们的复合机等利用电子照相法的图像形成装置中可适用作显影辊，除此之外，例如也可以用作带电辊、转印辊、清洁辊等。
实施例
《BR-液态BR系》
〈实施例1-1〉
(橡胶组合物的制备)
配合下述的各橡胶成分。
(1)GECO〔DAISO株式会社制的EPION(注册商标)-301，EO /EP/AGE＝73/23/4(摩尔比)〕20质量份
(2)BR〔上述的JSR株式会社制的JSR BR01，顺式-1,4键含量： 95％〕69质量份
(3)液态BR〔上述的KURARAY株式会社制的Kurapuren LBR-307，数均分子量Mn：8000〕1质量份
(4)CR〔上述的昭和电工株式会社制的SHOWPRENEWRT〕10 质量份
边使用班伯里密炼机对上述(1)～(4)的橡胶成分总计100质量份进行素炼边配合导电性炭黑〔电气化学工业株式会社制的DENKA BLACK(注册商标)的粒状品〕20质量份和作为交联助剂的锌华〔三井金属矿业株式会社制的氧化锌二种〕5质量份进行混炼。
接下来边继续混炼，边配合下述的交联成分进一步混炼而制成橡胶组合物。
表1
交联成分 质量份
交联剂 1.05
促进剂TS 0.50
促进剂DM 1.50
促进剂22 0.33
促进剂DT 0.28
表1中的各成分如下。应予说明，表中的质量份是相对于橡胶成分的总量100质量份的质量份。
交联剂：5％含油硫〔鹤见化学工业株式会社制〕
促进剂TS：一硫化四甲基秋兰姆〔三新化学工业株式会社制的 Sanceler(注册商标)TS〕
促进剂DM：二-2-二硫化苯并噻唑〔川口化学工业株式会社制的 ACCEL(注册商标)DM〕
促进剂22：亚乙基硫脲〔2-巯基咪唑啉，川口化学工业株式会社制的ACCEL22-S〕
促进剂DT：1,3-二邻甲苯基胍〔三新化学工业株式会社制的Sanceler DT〕
(半导电性辊的制作)
将制备的橡胶组合物供给到挤出机，挤出成型为外径φ20mm、内径φ7mm的圆筒状后，安装在交联用轴上并在硫化罐内交联160℃×1 小时。
接下来将交联的筒状体重新安装在外周面涂布有导电性热固性粘接剂的外径φ7.5mm的金属制的轴上，并在烘箱中加热至160℃，在与该轴粘接后剪掉两端。
然后将端部进行成型，并且使用圆筒研磨机对外周面进行纵向研磨后，进一步使用#2000的膜(三共理化学株式会社制)进行镜面研磨制造外径φ20.00mm(公差0.05)的半导电性辊。
〈实施例1-2～1-8〉
使(3)的液态BR的量为3质量份(实施例1-2)、5质量份(实施例1-3)、10质量份(实施例1-4)、20质量份(实施例1-5)、30质量份 (实施例1-6)、40质量份(实施例1-7)和50质量份(实施例1-8)，并且以橡胶成分的总量成为100质量份的方式分别调整(2)的BR的量，除此之外，与实施例1-1同样地制备橡胶组合物，制造半导电性辊。
〈实施例1-9～1-15〉
作为(3)的液态BR，使用上述的KURARAY株式会社制的 Kurapuren LBR-305〔数均分子量Mn：26000〕，且使其量为1质量份 (实施例1-9)、5质量份(实施例1-10)、10质量份(实施例1-11)、20 质量份(实施例1-12)、30质量份(实施例1-13)、40质量份(实施例 1-14)和50质量份(实施例1-15)，并且以橡胶成分的总量成为100质量份的方式分别调整(2)的BR的量，除此之外，与实施例1-1同样地制备橡胶组合物，制造半导电性辊。
〈实施例1-16～1-23〉
作为(3)的液态BR，使用上述的KURARAY株式会社制的 Kurapuren LBR-352〔数均分子量Mn：9000〕，且使其量为1质量份(实施例1-16)、3质量份(实施例1-17)、5质量份(实施例1-18)、10质量份(实施例1-19)、20质量份(实施例1-20)、30质量份(实施例1-21)、 40质量份(实施例1-22)和50质量份(实施例1-23)，并且以橡胶成分的总量成为100质量份的方式分别调整(2)的BR的量，除此之外，与实施例1-1同样地制备橡胶组合物，制造半导电性辊。
〈以往例1〉
不配合(3)的液态BR，并且使(2)的BR的量为70质量份，除此之外，与实施例1-1同样地制备橡胶组合物，制造半导电性辊。
〈以往例2〉
使用NBR〔JSR株式会社制的JSR N250SL，腈含量：19.5％〕60 质量份代替(2)的BR，除此之外，与实施例1-11同样地制备橡胶组合物，制造半导电性辊，但由于橡胶成分的相容性不充分，制造的半导电性辊在长边方向有条纹，因此没有实施以下的试验。
〈A型肖氏硬度测定〉
在温度23±2℃、相对湿度55±2％的标准试验温度和标准试验湿度的环境(以下有时简称为“标准试验环境”)下，按照下述的测定方法测定实施例1-1～1-23、以往例1中制造的半导电性辊的A型肖氏硬度。
即，在上述标准试验环境下，以从半导电性辊的两端突出的轴的两端部固定于支撑台的状态，在该半导电性辊的宽度方向的中央部从上方按压基于日本工业标准JISK6253-3：2012的规定的A型肖氏硬度计的压针，用在施加于加压面的质量：1kg、测定时间：3秒(硫化橡胶的标准测定时间)的条件下测定的值作为A型肖氏硬度。
可以说A型肖氏硬度越大，半导电性辊越不容易产生变形。
〈图像耐久性试验〉
用实施例1-1～1-23、以往例1中制造的半导电性辊换掉市售的激光打印机用的新品的盒子(收容调色剂的调色剂容器、感光体和与感光体接触的显影辊一体化而成的盒子)中的现有显影辊。应予说明，激光打印机使用正带电的非磁性单成分调色剂，调色剂推荐印刷张数约为8000 张。
将上述新品的盒子安装于初始状态的激光打印机，在温度30±1℃、相对湿度80±1％的高温高湿环境下，形成5％浓度的图像，按照下述的基准通过有无灰雾来评价图像耐久性的优劣。
◎：完全看不到灰雾。图像耐久性极好。
○：有目视观察时几乎不能观察到的程度的微量灰雾但图像耐久性良好。
△：在纸面端部有极微量的灰雾但图像耐久性为实用等级。
×：在纸面端部有灰雾，图像耐久性不良。
将以上的结果示于表2～表7。
表2
Figure BDA0000927988530000201
表3
Figure BDA0000927988530000202
表4
Figure BDA0000927988530000203
表 5
Figure BDA0000927988530000211
表6
Figure BDA0000927988530000212
表7
Figure BDA0000927988530000213
根据表2～表7的实施例1-1～1-23、以往例1的结果，可知通过并用(2)的BR和(3)的液态BR，得到不像以往例2那样产生条纹等且用作显影辊时图像耐久性优异且不易产生变形的半导电性辊。
其中，根据实施例1-1～1-23的结果，可知若从进一步提高上述的效果的观点考虑，(3)的液态BR的配合比例优选为橡胶成分的总量100 质量份中的3质量份以上，特别优选为5质量份以上，优选为40质量份以下。
另外，根据实施例1-1～1-8、实施例1-9～1-15和实施例1-16～1-23 的结果，可知从进一步提高上述的效果的观点考虑，作为(3)的液态 BR，优选选择使用数均分子量Mn为7500以上、特别是为8500以上且为10000以下、特别是为9500以下的液态BR。
《BR-液态SBR系》
〈实施例2-1～2-8〉
作为橡胶成分，使用与实施例1-1中使用的橡胶成分相同的(1)的 GECO、(2)的BR和(4)的CR，并且代替液态BR使用(3)液态 SBR〔上述的KURARAY株式会社制的Kurapuren L-SBR-820，数均分子量Mn：8500〕。
而且使(3)的液态SBR的量为1质量份(实施例2-1)、3质量份(实施例2-2)、5质量份(实施例2-3)、10质量份(实施例2-4)、20 质量份(实施例2-5)、30质量份(实施例2-6)、40质量份(实施例2-7)、和50质量份(实施例2-8)，并且以橡胶成分的总量成为100质量份的方式分别调整(2)的BR的量，除此之外，与实施例1-1同样地制备橡胶组合物，制造半导电性辊。
对上述实施例2-1～2-8中制造的半导电性辊实施先前的两个试验。将结果示于表8、表9。
表8
Figure BDA0000927988530000231
表9
Figure BDA0000927988530000232
根据表8、表9的实施例2-1～2-8和先前的以往例1的结果可知通过并用(2)的BR和(3)的液态SBR，得到不像以往例2那样产生条纹等且用作显影辊时图像耐久性优异且不易产生变形的半导电性辊。
其中，根据实施例2-1～2-8的结果，可知从进一步提高上述的效果的观点考虑，(3)的液态SBR的配合比例优选为橡胶成分的总量100 质量份中的3质量份以上，特别优选为5质量份以上，优选为40质量份以下。
《SBR-液态BR系》
〈实施例3-1～3-7〉
作为橡胶成分，使用与实施例1-1中使用的橡胶成分相同的(1)的 GECO、(3)的液态BR和(4)的CR，并且代替BR使用(2)的SBR 〔E-SBR，上述的JSR株式会社制的JSR 1502〕。
而且使(3)的液态BR的量为1质量份(实施例3-1)、3质量份(实施例3-2)、5质量份(实施例3-3)、10质量份(实施例3-4)、20质量份(实施例3-5)、30质量份(实施例3-6)和40质量份(实施例3-7)，并且以橡胶成分的总量成为100质量份的方式分别调整(2)的SBR的量，除此之外，与实施例1-1同样地制备橡胶组合物，制造半导电性辊。
〈以往例3〉
不配合(3)的液态BR，且使(2)的SBR的量为70质量份，除此之外，与实施例3-1同样地制备橡胶组合物，制造半导电性辊。
对上述实施例3-1～3-7、以往例3中制造的半导电性辊实施先前的两个试验。将结果示于表10、表11。
表10
Figure BDA0000927988530000241
表11
Figure BDA0000927988530000242
根据表10、表11的实施例3-1～3-7、以往例3的结果可知通过并用(2)的SBR和(3)的液态BR，得到不像以往例2那样产生条纹等且用作显影辊时图像耐久性优异且不易产生变形的半导电性辊。
其中，根据实施例3-1～3-7的结果，可知从进一步提高上述的效果的观点考虑，(3)的液态BR的配合比例优选为橡胶成分的总量100质量份中的3质量份以上，特别优选为5质量份以上，优选为30质量份以下。
《SBR-液态SBR系》
〈实施例4-1～4-7〉
作为橡胶成分，使用与实施例1-1中使用的橡胶成分相同的(1)的 GECO和(4)的CR，并且代替BR使用(2)SBR〔E-SBR，上述的 JSR株式会社制的JSR 1502〕，代替液态BR使用(3)液态SBR〔上述的KURARAY株式会社制的Kurapuren L-SBR-820，数均分子量Mn： 8500〕。
而且使(3)的液态SBR的量为1质量份(实施例4-1)、5质量份 (实施例4-2)、10质量份(实施例4-3)、20质量份(实施例4-4)、30 质量份(实施例4-5)、40质量份(实施例4-6)和50质量份(实施例 4-7)，并且以橡胶成分的总量成为100质量份的方式分别调整(2)的 SBR的量，除此之外，与实施例1-1同样地制备橡胶组合物，制造半导电性辊。
〈实施例4-8～4-14〉
作为(3)的液态SBR，使用上述的KURARAY株式会社制的 Kurapuren L-SBR-841〔数均分子量Mn：10000〕，且使其量为1质量份(实施例4-8)、5质量份(实施例4-9)、10质量份(实施例4-10)、 20质量份(实施例4-11)、30质量份(实施例4-12)、40质量份(实施例4-13)和50质量份(实施例4-14)，并且以橡胶成分的总量成为100 质量份的方式分别调整(2)的SBR的量，除此之外，与实施例1-1同样地制备橡胶组合物，制造半导电性辊。
对上述实施例4-1～4-14中制造的半导电性辊实施先前的两个试验。将结果示于表12～表15。
表12
Figure BDA0000927988530000261
表13
Figure BDA0000927988530000262
表14
Figure BDA0000927988530000263
表15
Figure BDA0000927988530000271
根据表12～表15的实施例4-1～4-14和先前的以往例3的结果可知通过并用(2)的SBR和(3)的液态SBR，得到不像以往例2那样产生条纹等且用作显影辊时图像耐久性优异且不易产生变形的半导电性辊。
其中，根据实施例4-1～4-14的结果，可知从进一步提高上述的效果的观点考虑，(3)的液态SBR的配合比例优选为橡胶成分的总量100 质量份中的5质量份以上，特别优选为10质量份以上，优选为40质量份以下。
另外，根据实施例4-1～4-7和实施例4-8～4-14的结果，可知从进一步提高上述的效果的观点考虑，作为(3)的液态SBR，优选选择使用数均分子量Mn为8000以上且为10000以下、特别是为9000以下的液态SBR。

Claims (8)

1.一种半导电性辊，由橡胶组合物形成，
所述橡胶组合物作为橡胶成分含有
(1)表氯醇橡胶，
(2)选自丁二烯橡胶和苯乙烯丁二烯橡胶中的至少1种固态橡胶，和
(3)选自液态丁二烯橡胶和液态苯乙烯丁二烯橡胶中的至少1种液态橡胶。
2.根据权利要求1所述的半导电性辊，其中，所述(2)的固态橡胶为丁二烯橡胶，(3)的液态橡胶为液态丁二烯橡胶，所述液态丁二烯橡胶的配合比例为所述橡胶成分的总量100质量份中3质量份～40质量份。
3.根据权利要求1所述的半导电性辊，其中，所述(2)的固态橡胶为丁二烯橡胶，(3)的液态橡胶为液态苯乙烯丁二烯橡胶，所述液态苯乙烯丁二烯橡胶的配合比例为所述橡胶成分的总量100质量份中3质量份～40质量份。
4.根据权利要求1所述的半导电性辊，其中，所述(2)的固态橡胶为苯乙烯丁二烯橡胶，(3)的液态橡胶为液态丁二烯橡胶，所述液态丁二烯橡胶的配合比例为所述橡胶成分的总量100质量份中3质量份～30质量份。
5.根据权利要求1所述的半导电性辊，其中，所述(2)的固态橡胶为苯乙烯丁二烯橡胶，(3)的液态橡胶为液态苯乙烯丁二烯橡胶，所述液态苯乙烯丁二烯橡胶的配合比例为所述橡胶成分的总量100质量份中5质量份～40质量份。
6.根据权利要求1～5中任1项所述的半导电性辊，其外周面具备氧化膜。
7.根据权利要求1～5中任1项所述的半导电性辊，其组装到利用电子照相法的图像形成装置中，作为利用带电的调色剂将形成于感光体的表面的静电潜像显影成调色剂图像的显影辊使用。
8.根据权利要求6所述的半导电性辊，其组装到利用电子照相法的图像形成装置中，作为利用带电的调色剂将形成于感光体的表面的静电潜像显影成调色剂图像的显影辊使用。
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