CN111138729B - 显影辊 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显影辊,其具有层积结构,并且能够形成画质优于现状的图像。显影辊(1)具备包含外层(4)的辊主体(5),该外层(4)由橡胶组合物的交联物构成,该橡胶组合物在橡胶的总量100质量份中包含20质量份以上且小于50质量份的环氧氯丙烷橡胶、30质量份以下的BR、以及SBR,并且不包含CR和NBR、或者以总量计在橡胶的总量100质量份中以小于20质量份的比例含有CR和/或NBR,并且相对于橡胶的总量每100质量份含有小于10质量份的炭黑。
Description
技术领域
本发明涉及组装到利用电子照相法的图像形成装置中进行使用的显影辊。
背景技术
最近,作为显影辊,研究了使用包含辊主体且将该辊主体制成层积结构的显影辊,该层积结构包含由弹性材料构成的筒状的内层、以及层积在该内层的外周面而构成上述辊主体的外周面的外层(参见专利文献1等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-95455号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供一种显影辊,其具有层积结构,并且能够形成画质优于现状的图像。
用于解决课题的手段
本发明涉及一种显影辊,其中,
该显影辊包含辊主体,上述辊主体至少包含构成该辊主体的外周面的筒状的外层,
上述外层由橡胶组合物的交联物构成,该橡胶组合物中,作为橡胶,在该橡胶的总量100质量份中包含20质量份以上且小于50质量份的环氧氯丙烷橡胶、30质量份以下的丁二烯橡胶、以及苯乙烯-丁二烯橡胶,并且不包含氯丁橡胶和丁腈橡胶、或者以总量计在上述橡胶的总量100质量份中以小于20质量份的比例包含上述氯丁橡胶和丁腈橡胶中的至少一种,并且相对于上述橡胶的总量每100质量份含有小于10质量份的炭黑。
发明效果
根据本发明,能够提供一种显影辊,其具有层积结构,并且能够形成画质优于现状的图像。
附图说明
图1的(a)是示出本发明的显影辊的一例的整体外观的立体图,图1的(b)是上述例的显影辊的端面图。
具体实施方式
如上所述,本发明的显影辊的特征在于,该显影辊包含辊主体,上述辊主体至少包含构成该辊主体的外周面的筒状的外层,
上述外层由橡胶组合物的交联物构成,该橡胶组合物中,作为橡胶,在该橡胶的总量100质量份中包含20质量份以上且小于50质量份的环氧氯丙烷橡胶、30质量份以下的丁二烯橡胶(BR)、以及苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR),并且不包含氯丁橡胶(CR)和丁腈橡胶(NBR)、或者以总量计在上述橡胶的总量100质量份中以小于20质量份的比例包含上述CR和NBR中的至少一种,并且相对于上述橡胶的总量每100质量份含有小于10质量份的炭黑。
例如,在专利文献1的实施例中,利用包含环氧氯丙烷橡胶、CR、NBR和炭黑的橡胶组合物的交联物形成层积结构的显影辊中的外层并验证了效果。
但是,专利文献1记载的显影辊等现有的具备外层的显影辊在反复进行图像形成时,容易产生未沿着作为该显影辊的旋转方向的形成图像的纵向以条纹状形成图像的图像不良(下文中有时简称为“纵纹不良”)。
在现有的具备外层的显影辊中,产生纵纹不良的详细机理尚不明确,根据发明人的研究,若使该外层为上述本发明的构成,则能够可靠地抑制纵纹不良的产生。
发明人认为,其理由如下。
通常,为了赋予良好的加工性、提高外层的机械强度和耐久性等、对外层赋予作为橡胶的良好的特性(即柔软而且压缩永久变形小、不容易产生扁塌的特性),在橡胶组合物中混配有二烯系橡胶。
另外,二烯系橡胶也是通过紫外线照射发生氧化而在外层的表面(即辊主体的外周面)形成氧化膜的材料。
因此,通过与起到用于对外层赋予离子导电性的功能的环氧氯丙烷橡胶等离子导电性橡胶一起合用二烯系橡胶,能够形成具有良好的离子导电性、并且上述各特性也优异的外层。
但是,根据发明人的研究,特别是使用专利文献1中所记载的CR、NBR等极性二烯系橡胶作为二烯系橡胶的情况下,具有在反复进行图像形成时容易产生纵纹不良的倾向。
另外,具有炭黑的比例越多越容易产生纵纹不良的倾向。
为了抑制纵纹不良的产生,需要使用非极性二烯系橡胶作为二烯系橡胶,不混配(不包括)作为极性二烯系橡胶的CR和/或NBR、或者在混配的情况下使其比例在橡胶的总量100质量份中小于20质量份。
即,通过使单独使用CR的情况下的该CR的比例、单独使用NBR的情况下的该NBR的比例、以及合用CR和NBR的情况下的两者的合计比例分别处于上述范围,能够不容易产生纵纹不良。
另外,通过使炭黑的比例相对于橡胶的总量每100质量份小于10质量份,能够不容易产生纵纹不良。
作为非极性二烯系橡胶,可以举出例如SBR、BR、异戊二烯橡胶(IR)等。
另外,为了将由橡胶组合物构成的外层的表面、即辊主体的外周面精加工成规定的表面状态,在现有的工序中,通常经历包括湿式研磨的研磨工序。
但是,非极性二烯系橡胶中的IR即使进行研磨,外周面也粗糙,难以精加工成规定的表面状态。
与之相对,SBR比IR更容易研磨,因此能够通过短时间的研磨高效地将外层的外周面精加工成规定的表面状态。
不过,仅使用SBR作为非极性二烯系橡胶的情况下,容易产生纵纹不良。
与之相对,在与SBR一起合用BR时,能够不容易产生纵纹不良,但在BR的比例过多的情况下,反而容易产生纵纹不良。
为了抑制纵纹不良的产生,需要使BR的比例为橡胶的总量100质量份中的30质量份以下。
即,作为非极性二烯系橡胶,通过不混配(不包含)IR且将SBR与BR合用,并且使BR的比例为橡胶的总量100质量份中的30质量份以下,能够不容易产生纵纹不良。
此外,在橡胶的总量100质量份中的环氧氯丙烷橡胶的比例小于20质量份、或者为50质量份以上的情况下,在该任一情况下均容易产生纵纹不良。
另外,在环氧氯丙烷橡胶的比例在橡胶的总量100质量份中小于20质量份、或为50质量份以上时,有时也无法将外层的电阻值调整为适于作为该外层的范围。
此外,在环氧氯丙烷橡胶的比例在橡胶的总量100质量份中为50质量份以上时,二烯系橡胶的比例相对不足,有时也得不到上述的合用二烯系橡胶所带来的各种效果。
为了抑制纵纹不良的产生且将外层的电阻值维持在合适的范围、同时良好地表现出合用二烯系橡胶所带来的效果,环氧氯丙烷橡胶的比例需要为橡胶的总量100质量份中的20质量份以上且小于50质量份。
这一点由后述的实施例、比较例的结果也可获知。
另外,专利文献1中,作为构成成为外层原料的橡胶组合物的二烯系橡胶,还例示了BR、SBR。
但是,在专利文献1中并未记载以上述本发明的组合对橡胶进行组合、并且使各橡胶和炭黑的比例为上述范围的实施例。
另外,专利文献1中也未记载通过形成该构成而能够抑制纵纹不良的产生。
图1的(a)是示出本发明的显影辊的一例的整体外观的立体图,图1的(b)是上述例的显影辊的端面图。
参照图1的(a)、(b),该例的显影辊1具备2层结构的辊主体5,该2层结构的辊主体5是在由弹性材料构成的筒状的内层2的外周面3直接层积由上述橡胶组合物的交联物构成的外层4而成的。
在内层2的中心的通孔6中贯穿插入而固定有轴7。
轴7由导电性良好的材料(例如铁、铝、铝合金、不锈钢等金属等)一体地形成。
轴7例如藉由具有导电性的粘接剂与辊主体5电接合且被以机械方式固定;或者通过将外径大于通孔6的内径的轴压入到通孔6中,从而与辊主体5电接合且被以机械方式固定。
另外,也可以合用这两种方法而使轴7与辊主体5电接合且以机械方式固定。
如在两图中放大示出,在外层4的表面、即辊主体5的外周面8形成有氧化膜9。
通过形成氧化膜9,能够使该氧化膜9作为介电层发挥功能而降低显影辊1的介质损耗角正切,并且能够使氧化膜9作为低摩擦层发挥功能而良好地抑制色调剂的附着。
而且,氧化膜9仅通过例如对外周面8照射紫外线等而使外周面8的附近的橡胶氧化即能够简单地形成,因此还能够抑制显影辊1的生产率降低、制造成本提高。
不过,也可以省略氧化膜9。
对于内层2、外层4,为了简化各自的结构且提高耐久性等,均优选形成为非多孔质的单层。
需要说明的是,内层2、外层4的“单层”是指由弹性材料构成的层数为单层,辊主体5的“2层”也是指内层2和外层4中的均由弹性材料构成的层数为2层。
在该任一情况下,通过紫外线的照射等而形成的氧化膜9等均不包含在层数中。
《外层4用的橡胶组合物》
作为外层4用的橡胶组合物,如上所述,使用包含环氧氯丙烷橡胶、BR和SBR并且不包含CR、NBR或者以规定的比例包含CR、NBR,并且以规定的比例包含炭黑的橡胶组合物。
<环氧氯丙烷橡胶>
如上所述,环氧氯丙烷橡胶起到用于对外层4赋予离子导电性的功能。
作为环氧氯丙烷橡胶,可以举出例如环氧氯丙烷均聚物、环氧氯丙烷-环氧乙烷二元共聚物(ECO)、环氧氯丙烷-环氧丙烷二元共聚物、环氧氯丙烷-烯丙基缩水甘油基醚二元共聚物、环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油基醚三元共聚物(GECO)、环氧氯丙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油基醚三元共聚物、环氧氯丙烷-环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油基醚四元共聚物等。
其中优选包含环氧乙烷的共聚物、特别优选ECO和/或GECO。
ECO和/或GECO中的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。
环氧乙烷起到降低外层4的电阻值的作用。
但是,环氧乙烷含量小于该范围时,不能充分得到该作用,因此有时无法充分降低外层4的电阻值。
另一方面,环氧乙烷含量超过上述范围的情况下,环氧乙烷发生结晶化,妨碍分子链的链段运动,因此反而存在外层4的电阻值上升的倾向。
另外还存在下述情况:交联后的外层4变得过硬;或者交联前的橡胶组合物在加热熔融时的粘度上升,该橡胶组合物的加工性降低。
ECO中的环氧氯丙烷含量是环氧乙烷含量的余量。
即,环氧氯丙烷含量优选为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中的烯丙基缩水甘油基醚含量优选为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。
烯丙基缩水甘油基醚本身作为侧链而发挥出用于确保自由体积的功能,由此起到抑制环氧乙烷的结晶化而降低外层4的电阻值的作用。
但是,烯丙基缩水甘油基醚含量低于该范围时,不能充分得到该作用,因此有时无法充分降低外层4的电阻值。
另一方面,烯丙基缩水甘油基醚在GECO的交联时作为交联点发挥功能。
因此,烯丙基缩水甘油基醚含量超过上述的范围的情况下,GECO的交联密度变得过高,由此妨碍分子链的链段运动,反而存在外层4的电阻值上升的倾向。
GECO中的环氧氯丙烷含量为环氧乙烷含量和烯丙基缩水甘油基醚含量的余量。
即,环氧氯丙烷含量优选为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。
需要说明的是,作为GECO,除了前文说明的使3种单体共聚而成的狭义上的共聚物以外,还已知有将环氧氯丙烷-环氧乙烷共聚物(ECO)利用烯丙基缩水甘油基醚进行改性而成的改性物。
本发明中,该任一种GECO均可使用。
作为环氧氯丙烷橡胶,特别优选GECO。
GECO由于烯丙基缩水甘油基醚而在主链中具有作为交联点发挥功能的双键,因此能够通过主链间的交联而减小交联后的压缩永久变形。
因此,能够使外层4的压缩永久变形小、不容易产生扁塌。
可以使用这些环氧氯丙烷橡胶中的1种或2种以上。
<非极性二烯系橡胶>
作为非极性二烯系橡胶,如上所述,合用SBR和BR。
优选基本上不包含(排除)包含IR的其他非极性二烯系橡胶。
(SBR)
作为非极性二烯系橡胶中的SBR,将苯乙烯和1,3-丁二烯通过乳液聚合法、溶液聚合法等各种聚合法进行共聚而合成的具有交联性的各种SBR均可使用。
另外,作为SBR,有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,它们均可使用。
特别优选门尼粘度ML1+4(100℃)为60以下的SBR。
进而,作为SBR,有添加增量油而调整了柔软性的充油型SBR和不添加增量油的非充油型SBR,本发明中,为了防止感光体等的污染,优选使用不包含会成为渗出物质的增量油的非充油型SBR。
可以使用这些SBR中的1种或2种以上。
(BR)
作为BR,在分子中具备聚丁二烯结构且具有交联性的各种BR均可使用。
特别优选在从低温到高温的较宽的温度范围能够表现出作为橡胶的良好特性的顺式-1,4键的含量为95%以上的高顺式BR。
另外,作为BR,优选门尼粘度ML1+4(100℃)为50以上的BR。
在使用显影辊1的显影中,在图像形成装置的收纳有色调剂的显影部内设置显影辊1,在使量调节刮板(充电刮板)的前端部与该显影辊1的辊主体5的外周面8接触的状态下使显影辊1旋转。
这样,使显影部内的色调剂带电而附着于辊主体5的外周面8,并且所附着的色调剂在通过外周面8与量调节刮板的前端部的夹持部时被调节了附着量,在该外周面8形成厚度大致一定的色调剂层。
另外,在并行地使感光体的表面同样地带电后进行曝光,由此形成静电潜像。
接着,在该状态下使显影辊1进一步旋转,将色调剂层传送至感光体的表面的附近时,形成色调剂层的色调剂根据在感光体的表面形成的静电潜像选择性地移动至感光体的表面,在色调剂像上显影静电潜像。
为了防止附着于辊主体5的外周面8的色调剂向显影部外漏出,显影辊1的辊主体5的轴向的端部通常利用密封部件进行密封。
密封部件例如由毛毡等形成,在固定于显影部的壳体等的状态下与旋转的显影辊1的辊主体5的外周面8的轴向的端部滑动连接。
但是,在使用门尼粘度ML1+4(100℃)小于50的BR的情况下,具有形成辊主体5的外周面8的外层4的耐磨耗性不足的倾向。
并且,特别是有时密封部件滑动连接的外周面8的端部发生磨耗而容易在与密封部件之间产生间隙。
在由于外周面8的磨耗而产生间隙时,色调剂容易从本应该被密封部件密封的端部泄漏,泄漏的色调剂或者外层4发生磨耗而产生的磨耗粉等有时会成为图像形成装置的内部或形成图像的污染的原因。
与之相对,通过选择使用门尼粘度ML1+4(100℃)为50以上的BR,外层4的耐磨耗性提高,不容易产生因磨耗所致的色调剂的泄漏或磨耗粉,能够抑制图像形成装置的内部或形成图像被污染。
需要说明的是,考虑到抑制外层4用的橡胶组合物的加工性降低、维持良好的加工性,BR的门尼粘度ML1+4(100℃)在上述范围中优选为80以下、特别优选为75以下。
此外,作为BR,有添加增量油而调整了柔软性的充油型BR和不添加增量油的非充油型BR,本发明中,仍然为了防止感光体的污染,优选使用不包含会成为渗出物质的增量油的非充油型BR。
可以使用这些BR中的1种或2种以上。
<极性二烯系橡胶>
为了抑制纵纹不良的产生,不能大量混配极性二烯系橡胶,但在上述的少量混配时,可发挥出用于微调整外层4的电阻值的功能。
作为极性二烯系橡胶,如上所述,使用CR和/或NBR。
优选基本上不包含(排除)其他极性二烯系橡胶。
(CR)
CR是使氯丁二烯发生乳液聚合而合成的,根据此时所使用的分子量调整剂的种类而分类成硫改性型和非硫改性型。
其中,硫改性型的CR是如下合成出的:将氯丁二烯和作为分子量调整剂的硫进行共聚而得到聚合物,将所得到的聚合物用秋兰姆二硫化物等进行增塑化,调整成规定的粘度,由此合成出硫改性型的CR。
另外,非硫改性型的CR例如分类成硫醇改性型、黄原酸改性型等。
其中,硫醇改性型的CR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整剂,除此以外,与硫改性型的CR同样地合成。
另外,黄原酸改性型的CR使用烷基黄原酸化合物作为分子量调整剂,除此以外,仍然与硫改性型的CR同样地合成。
另外,根据结晶化速度,CR分类成结晶化速度慢的类型、中等的类型和快的类型。
本发明中,可以使用任一类型的CR,其中,优选非硫改性型且结晶化速度慢的类型的CR。
另外,作为CR,也可以使用氯丁二烯与其他共聚成分的共聚物。
作为其他共聚成分,可以举出例如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、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯等中的1种或2种以上。
进而,作为CR,有添加增量油而调整了柔软性的充油型CR和不添加增量油的非充油型CR,本发明中,仍然为了防止感光体的污染,优选使用不包含会成为渗出物质的增量油的非充油型CR。
可以使用这些CR中的1种或2种以上。
(NBR)
作为极性二烯系橡胶中的NBR,丙烯腈含量为24%以下的低腈NBR、丙烯腈含量为25~30%的中腈NBR、丙烯腈含量为31~35%的中高腈NBR、丙烯腈含量为36~42%的高腈NBR、丙烯腈含量为43%以上的极高腈NBR均可使用。
另外,作为NBR,有添加增量油而调整了柔软性的充油型NBR和不添加增量油的非充油型NBR,本发明中,仍然为了防止感光体等的污染,优选使用不包含会成为渗出物质的增量油的非充油型NBR。
可以使用这些NBR中的1种或2种以上。
<其他橡胶>
作为构成外层4用的橡胶组合物的橡胶,可以仅使用上述5种、除去CR或NBR的4种、或者CR和NBR均除去的3种(各橡胶中包括合用2种以上的情况。以下相同),也可以进一步混配其他橡胶。
作为其他橡胶,可以举出液态异戊二烯橡胶(LIR)。
(LIR)
仅以上述范围少量混配炭黑的橡胶组合物具有加工性降低的倾向。
并且,将该橡胶组合物挤出成型为例如成为外层4的原料的筒状等时,经挤出成型的筒状体的挤出外皮粗糙,有时在该筒状体的外周面(即辊主体5的外周面8)、通孔的内周面产生凹凸。
即使将产生了凹凸的外周面8例如进行研磨等以精加工成规定的表面状态,也仍有凹凸的痕跡残留,有时成为形成图像的图像不良等的原因。
另外,在内周面产生凹凸时,还会成为产生与内层2的接合不良等的原因。
与之相对,LIR在交联前为低分子量,作为橡胶组合物的加工助剂发挥功能,因此通过混配LIR,橡胶组合物的加工性提高,能够抑制在作为外层4的外周面的辊主体5的外周面8产生凹凸。
而且,将橡胶组合物成型为外层4的形状并使其交联时,LIR与橡胶发生交联反应而进入到交联物中,因此不容易在辊主体5的外周面8渗出而成为感光体等的污染的原因。
作为LIR,在交联前在室温下呈液态且具有交联性的各种LIR均可使用。
作为LIR,特别优选使用数均分子量Mn为28000以上58000以下的物质。
数均分子量Mn小于该范围的LIR的粘度过低,具有不容易与环氧氯丙烷橡胶和非极性二烯系橡胶混炼的倾向。
因此,有时不会充分得到LIR作为加工助剂发挥功能而改善橡胶组合物的加工性的效果。
另外,在交联后也以比较低分子量的状态残留在辊主体中的LIR的量增加,该LIR渗出到辊主体5的外周面8,有时也成为感光体的污染的原因。
另一方面,数均分子量Mn超过上述范围的LIR的粘度过高,在室温下呈现出已经难以说是液态的状态,因此有时不会充分得到LIR作为加工助剂发挥功能而改善橡胶组合物的加工性的效果。
与之相对,通过选择使用数均分子量Mn处于上述范围的LIR,能够抑制因渗出所致的感光体的污染等,同时能够进一步改善橡胶组合物的加工性。
可以使用这些LIR中的1种或2种以上。
其中,也可能存在不混配(排除)LIR的情况。
需要说明的是,LIR被分类为非极性二烯系橡胶,但在本发明中,重视其作为加工助剂的功能,与其他非极性二烯系橡胶、即SBR、BR分开记载。
<橡胶的比例>
如前文所说明,环氧氯丙烷橡胶的比例被限定为橡胶的总量100质量份中的20质量份以上且小于50质量份,BR的比例被限定为橡胶的总量100质量份中的30质量份以下。
另外,完全不混配(排除)CR和NBR,或者即使混配,CR和/或NBR的总量也被限定为小于橡胶的总量100质量份中的20质量份。
详细地说,在单独使用CR的情况下的该CR的比例、在单独使用NBR的情况下的该NBR的比例、以及在合用CR和NBR的情况下的两者的合计比例分别被限定为小于橡胶的总量100质量份中的20质量份。
其理由如前文所说明。
需要说明的是,考虑到更进一步提高上述说明的效果,环氧氯丙烷橡胶的比例在上述范围内优选为橡胶的总量100质量份中的45质量份以下、特别优选为40质量份以下。
另外,BR的比例在上述范围内优选为橡胶的总量100质量份中的5质量份以上、特别优选为15质量份以上。
BR的比例小于该范围时,外层4的耐磨耗性不足,特别是滑动连接密封部件的辊主体5的外周面8的端部具有容易磨耗的倾向。
并且,通过磨耗在与密封部件之间产生间隙而产生色调剂泄漏、或者形成外周面8的外层4发生磨耗而产生磨耗粉,有时会成为图像形成装置的内部或形成图像的污染的原因。
与之相对,通过使BR的比例为上述的范围,外层4的耐磨耗性提高,不容易产生因磨耗所致的色调剂的泄漏或磨耗粉,能够抑制图像形成装置的内部或形成图像被污染。
如上所述,该效果在选择使用门尼粘度ML1+4(100℃)为50以上的BR时特别有效。
在混配CR和/或NBR的情况下,其总量在上述的范围中优选为橡胶的总量100质量份中的1质量份以上、特别优选为2.5质量份以上。
另外,在混配LIR的情况下,其比例优选为橡胶的总量100质量份中的5质量份以上、特别优选为7质量份以上,优选为15质量份以下、特别优选为12质量份以下。
通过使LIR的比例为该范围,能够抑制在交联后也以比较低分子量的状态残留在辊主体中的LIR的量的增加,同时能够提高交联前的橡胶组合物的加工性。
不过,如上所述,也可能存在不混配(排除)LIR的情况。
SBR的比例为上述各橡胶的余量。
即,将环氧氯丙烷橡胶、BR、CR、NBR、LIR的比例分别设定为上述规定的范围,进一步按照加入SBR后的橡胶的总量为100质量份的方式设定该SBR的比例即可。
<炭黑>
作为炭黑,特别优选使用碘吸附量为40mg/g以下的炭黑。
这是由于,碘吸附量大于40mg/g的比表面积大的炭黑即使混配极少量也会成为纵纹不良的原因。
作为碘吸附量为40mg/g以下的炭黑,可以举出例如Asahi Carbon株式会社制造的旭#60U[碘吸附量:40mg/g]、旭#55[碘吸附量:25mg/g]、旭#50HG[碘吸附量:20mg/g]、旭#52[碘吸附量:19mg/g]、旭#51[碘吸附量:17mg/g]、旭#50U[碘吸附量:26mg/g]、旭#50[碘吸附量:23mg/g]、旭#35[碘吸附量:23mg/g]、旭#22K[碘吸附量:19mg/g]、旭#15HS[碘吸附量:13mg/g]、旭#15[碘吸附量:11mg/g]、旭#8[碘吸附量:12mg/g]、Asahi Thermal[碘吸附量:27mg/g]等。
可以使用这些炭黑中的1种或2种以上。
如上所述,炭黑的比例被限定为相对于橡胶的总量每100质量份小于10质量份。
其理由如上文所说明。
即,通过以上述的范围混配炭黑,能够不容易产生纵纹不良。
需要说明的是,考虑到更进一步提高该效果,炭黑的比例在上述的范围中相对于橡胶的总量每100质量份优选为0.1质量份以上、特别优选为0.5质量份以上,优选为8质量份以下、特别优选为5质量份以下。
需要说明的是,若将炭黑的比例为上述范围的外层4用的橡胶组合物与例如标准炭黑量的内层2用的橡胶组合物组合,则能够通过颜色深浅的差异提高两组合物的视认性。
因此,还具有能够容易进行例如共挤出成型时的调整等的优点。
<交联成分>
在外层4用的橡胶组合物中混配用于使橡胶交联的交联成分。
作为交联成分,优选将用于使橡胶交联的交联剂和用于促进基于该交联剂的橡胶的交联的交联促进剂合用。
其中,作为交联剂,可以举出例如硫系交联剂、硫脲系交联剂、三嗪衍生物系交联剂、过氧化物系交联剂、各种单体等,特别优选硫系交联剂。
(硫系交联剂)
作为硫系交联剂,可以举出例如粉末硫、油处理粉末硫、沉降硫、胶体硫、分散性硫等硫;或者四甲基秋兰姆二硫化物、N,N-二硫代双吗啉等有机含硫化合物等,特别优选硫。
考虑到对外层4赋予作为橡胶的良好的特性等,硫的比例相对于橡胶的总量每100质量份优选为0.5质量份以上,优选为2质量份以下。
需要说明的是,例如在使用油处理粉末硫、分散性硫等作为硫的情况下,上述比例是指各物质中所含有的以有效成分计的硫本身的比例。
另外,在使用有机含硫化合物作为交联剂的情况下,优选调整其比例以使得分子中所含有的硫相对于橡胶的总量每100质量份的比例为上述范围。
(交联促进剂)
作为用于促进橡胶的交联的交联促进剂,可以举出例如噻唑系促进剂、秋兰姆系促进剂、硫脲系促进剂、胍系促进剂、次磺酰胺系促进剂、二硫代氨基甲酸盐系促进剂等中的1种或2种以上。
其中,优选合用噻唑系促进剂、秋兰姆系促进剂、硫脲系促进剂和胍系促进剂。
作为噻唑系促进剂,可以举出例如2-巯基苯并噻唑、二-2-苯并噻唑基二硫化物、2-巯基苯并噻唑的锌盐、2-巯基苯并噻唑的环己胺盐、2-(4′-吗啉基二硫代)苯并噻唑等中的1种或2种以上,特别优选二-2-苯并噻唑基二硫化物。
作为秋兰姆系促进剂,可以举出例如四甲基秋兰姆单硫化物、四甲基秋兰姆二硫化物、四乙基秋兰姆二硫化物、四丁基秋兰姆二硫化物、双五亚甲基秋兰姆四硫化物等中的1种或2种以上,特别优选四甲基秋兰姆单硫化物。
作为硫脲系促进剂,可以使用在分子中具有硫脲结构的各种硫脲化合物。
作为硫脲系促进剂,可以举出例如乙烯硫脲、N,N′-二苯基硫脲、三甲基硫脲、式(1)所表示的硫脲、四甲基硫脲等中的1种或2种以上,特别优选乙烯硫脲。
(CnH2n+1NH)2C=S (1)
[式中,n表示1~12的整数。]
作为胍系促进剂,可以举出例如1,3-二苯基胍、1,3-二邻甲苯基胍、1-邻甲苯基双胍等中的1种或2种以上,特别优选1,3-二邻甲苯基胍。
在上述4种的合用体系中,考虑到充分表现出促进橡胶的交联的效果等,噻唑系促进剂的比例相对于橡胶的总量每100质量份优选为0.3质量份以上,优选为2质量份以下。
另外,秋兰姆系促进剂的比例相对于橡胶的总量每100质量份优选为0.3质量份以上,优选为1质量份以下。
硫脲系促进剂的比例相对于橡胶的总量每100质量份优选为0.1质量份以上,优选为1质量份以下。
进而,胍系促进剂的比例相对于橡胶的总量每100质量份优选为0.1质量份以上,优选为1质量份以下。
需要说明的是,硫脲系促进剂还作为不具有硫交联性的ECO的交联剂发挥功能,胍系促进剂还作为基于硫脲系促进剂的ECO的交联的促进剂发挥功能。
<离子导电剂>
在外层4用的橡胶组合物中可以进一步混配离子导电剂。
通过混配离子导电剂,能够进一步提高橡胶组合物的离子导电性,能够更进一步降低外层4本身的电阻值。
作为离子导电剂,优选在分子中具有氟基和磺酰基的阴离子与阳离子的盐(离子盐)。
作为构成离子盐的在分子中具有氟基和磺酰基的阴离子,可以举出例如氟代烷基磺酸根离子、双(氟代烷基磺酰基)亚胺离子、三(氟代烷基磺酰基)甲基化离子等中的1种或2种以上。
其中,作为氟代烷基磺酸根离子,可以举出例如CF3SO3 -、C4F9SO3 -等中的1种或2种以上。
另外,作为双(氟代烷基磺酰基)亚胺离子,可以举出例如(CF3SO2)2N-、(C2F5SO2)2N-、(C4F9SO2)(CF3SO2)N-、(FSO2C6F4)(CF3SO2)N-、(C8F17SO2)(CF3SO2)N-、(CF3CH2OSO2)2N-、(CF3CF2CH2OSO2)2N-、(HCF2CF2CH2OSO2)2N-、[(CF3)2CHOSO2]2N-等中的1种或2种以上。
此外,作为三(氟代烷基磺酰基)甲基化离子,可以举出例如(CF3SO2)3C-、(CF3CH2OSO2)3C-等中的1种或2种以上。
另外,作为阳离子,可以举出例如钠、锂、钾等碱金属的离子;铍、镁、钙、锶、钡等第2族元素的离子;过渡元素的离子;两性元素的阳离子;季铵离子;咪唑鎓阳离子等中的的1种或2种以上。
作为离子盐,特别优选使用锂离子作为阳离子的锂盐、或者使用钾离子作为阳离子的钾盐。
其中,从提高橡胶组合物的离子导电性、降低外层4的电阻值的效果的方面出发,优选(CF3SO2)2NLi[双(三氟甲烷磺酰基)亚胺锂]和/或(CF3SO2)2NK[双(三氟甲烷磺酰基)亚胺钾]。
离子盐等离子导电剂的比例相对于橡胶的总量每100质量份优选为0.5质量份以上,优选为2质量份以下。
<其他>
在外层4用的橡胶组合物中可以进一步根据需要混配各种添加剂。
作为添加剂,可以举出例如交联促进助剂、受酸剂、增塑剂、加工助剂等。
其中,作为交联促进助剂,可以举出例如氧化锌(锌白)等金属化合物;硬脂酸、油酸、棉籽脂肪酸等脂肪酸;以及现有公知的交联促进助剂中的1种或2种以上。
相对于橡胶的总量每100质量份,交联促进助剂的比例分别优选为0.1质量份以上,优选为7质量份以下。
受酸剂的作用在于防止在交联时产生自环氧氯丙烷橡胶、CR的氯系气体残留在外层4内;以及防止由此所致的交联障碍、感光体的污染等。
作为受酸剂,可以使用作为酸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MAGSARAT,特别优选水滑石类。
另外,若将水滑石类等与氧化镁或氧化钾合用,则能够得到更高的受酸效果,能够更进一步可靠地防止感光体的污染。
相对于橡胶的总量每100质量份,受酸剂的比例优选为0.1质量份以上,优选为7质量份以下。
作为增塑剂,可以举出例如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯等各种增塑剂;极性蜡等各种蜡等,作为加工助剂,可以举出例如硬脂酸锌等脂肪酸金属盐等。
相对于橡胶的总量每100质量份,增塑剂和/或加工助剂的比例优选为3质量份以下。
另外,作为添加剂还可以进一步以任意的比例混配炭黑以外的其他填充剂、防劣化剂、防焦化剂、润滑剂、颜料、抗静电剂、阻燃剂、中和剂、成核剂、共交联剂等各种添加剂。
作为炭黑以外的其他填充剂,可以举出例如氧化锌、二氧化硅、滑石、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝等中的1种或2种以上。
<橡胶组合物的制备>
包含以上说明的各成分的外层4用的橡胶组合物可以与以往同样地制备。
首先将橡胶塑炼,接着加入交联成分以外的各成分进行混炼后,最后加入交联成分进行混炼,由此得到外层4用的橡胶组合物。
混炼中可以使用例如捏合机、班伯里混合机、挤出机等。
《内层2用的橡胶组合物》
内层2可以由各种弹性材料形成。
特别优选内层2由包含环氧氯丙烷橡胶和二烯系橡胶的橡胶组合物的交联物形成。
<环氧氯丙烷橡胶>
作为环氧氯丙烷橡胶,可以使用与外层4中所使用的相同的环氧氯丙烷橡胶中的1种或2种以上。
其中,优选ECO和/或GECO、特别优选GECO。
其理由与外层4的情况相同。
即,通过使用GECO作为环氧氯丙烷橡胶,可以使内层2的压缩永久变形小、不容易产生扁塌。
<二烯系橡胶>
二烯系橡胶的作用在于:对橡胶组合物赋予良好的加工性;提高内层2的机械强度和耐久性等;或者对内层2赋予作为橡胶的良好的特性。
作为二烯系橡胶,可以举出例如天然橡胶、IR、NBR、SBR、BR、CR等。
其中,作为二烯系橡胶,优选非极性二烯系橡胶,具体地说,优选为IR、BR和SBR这3种中的至少一种,特别优选合用IR和BR这2种。
作为IR,具有人工再现了天然橡胶的结构的聚异戊二烯结构且具有交联性、并且在交联前在室温下呈固态的各种IR均可使用。
另外,作为IR,有添加增量油而调整了柔软性的充油型IR和不添加增量油的非充油型IR,本发明中,仍然为了防止感光体的污染,优选使用不包含会成为渗出物质的增量油的非充油型IR。
可以使用这些IR中的1种或2种以上。
作为BR,可以使用与外层4中所使用的同样的BR中的1种或2种以上。
另外,作为二烯系橡胶,可以进一步混配CR。
如上所述,CR为极性二烯系橡胶,起到用于微调整内层2本身的电阻值的功能。
作为CR,可以使用与外层4中所使用的相同的CR中的1种或2种以上。
(橡胶的比例)
橡胶的比例可以根据内层2所要求的电阻值、柔软性等各种特性任意地设定。
例如,环氧氯丙烷橡胶的比例在橡胶的总量100质量份中优选为12质量份以上,优选为20质量份以下。
另外,CR的比例在橡胶的总量100质量份中优选为5质量份以上,优选为12质量份以下。
非极性二烯系橡胶的比例为环氧氯丙烷橡胶、或者环氧氯丙烷橡胶与CR的余量。
即,将环氧氯丙烷橡胶、或者环氧氯丙烷橡胶与CR的比例分别设定为上述范围内的规定值时,按照橡胶的总量为100质量份的方式设定非极性二烯系橡胶的比例即可。
<交联成分>
作为交联成分,优选组合使用与在外层4中所使用的相同的交联剂、交联促进剂。
即,作为交联剂,优选硫系交联剂、特别优选硫,作为与该硫系交联剂组合的交联促进剂,优选合用噻唑系促进剂、秋兰姆系促进剂、硫脲系促进剂和胍系促进剂这4种。
硫系交联剂和4种交联促进剂的比例也优选与外层4的情况为同等程度。
<离子导电剂>
内层2用的橡胶组合物中可以进一步混配离子导电剂。
通过混配离子导电剂,能够进一步提高橡胶组合物的离子导电性,能够更进一步降低内层2本身的电阻值。
作为离子导电剂,优选与外层4中所使用的同样的在分子中具有氟基和磺酰基的阴离子与阳离子的盐(离子盐)。
离子导电剂的比例也优选与外层4的情况为同等程度。
<其他>
内层2用的橡胶组合物中可以进一步根据需要混配各种添加剂。
作为添加剂,可以举出与外层4中所使用的同样的添加剂,例如交联促进助剂、受酸剂、填充剂、增塑剂、加工助剂、防劣化剂、防焦化剂、润滑剂、颜料、抗静电剂、阻燃剂、中和剂、成核剂、共交联剂等。
作为填充剂,可以举出例如氧化锌、炭黑、二氧化硅、滑石、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝等中的1种或2种以上。
另外,作为炭黑,还可以使用导电性炭黑。
通过使用导电性炭黑,能够对内层2赋予电子导电性。
作为导电性炭黑,可以举出例如乙炔黑等。
相对于橡胶的总量每100质量份,导电性炭黑的比例优选为1质量份以上,优选为12质量份以下。
<橡胶组合物的制备>
包含以上说明的各成分的内层2用的橡胶组合物可以与以往同样地制备。
即,首先将橡胶塑炼,接着加入交联成分以外的各成分进行混炼后,最后加入交联成分进行混炼,由此得到内层2用的橡胶组合物。
混炼中可以使用例如捏合机、班伯里混合机、挤出机等。
《显影辊1的制造》
使用上述内层2用和外层4用的橡胶组合物制造图1的(a)、(b)所示的显影辊1时,例如将两橡胶组合物供给至2层挤出机中,共挤出成型为经层积的2层结构的筒状,之后使整体交联,形成内层2和外层4。
或者,将内层2用的橡胶组合物挤出成型为筒状,使其交联而形成内层2,接着在其外周面3卷绕外层4用的橡胶组合物的片,通过模压成型等成型为筒状,使其交联并与内层2一体化,形成外层4。
接着,将经历上述任一工序形成的内层2和外层4的层积体使用烘箱等加热使其二次交联,冷却后进行研磨使其成为规定的外径,此时形成由上述层积体构成的辊主体5。
内层2的厚度可以根据所安装的图像形成装置的结构、尺寸等任意地设定。
另外,尽管外层4的厚度也可以任意地设定,但优选为0.1mm以上,优选为2mm以下。
作为研磨方法,可以采用例如干式横切研磨等各种研磨方法,在研磨工序的最后可以进行镜面研磨而精加工。
这种情况下,通过提高外周面8的防粘性且不形成氧化膜9、或者通过与形成氧化膜9的协同效应,能够更进一步良好地抑制色调剂的附着,而且还能够有效地防止感光体等的污染。
轴7可以在从形成成为辊主体5的原料的筒状体后到研磨后的任意时刻贯穿插入而固定于通孔6中。
但是,优选在形成筒状体后,首先以轴7贯穿插入在通孔6中的状态进行二次交联和研磨。由此能够抑制因二次交联时的膨胀收缩所致的辊主体5的翘曲、变形。
另外,通过一边以轴7为中心进行旋转一边进行研磨,能够提高该研磨的作业性、并且能够抑制外周面8的偏移。
关于轴7,如前文所说明藉由具有导电性的粘接剂、特别是导电性的热固化性粘接剂贯穿插入到二次交联前的筒状体的通孔6中后使其二次交联,或者将外径大于通孔6的内径的轴压入到通孔6中即可。
在前者的情况下,通过烘箱中的加热,筒状体发生二次交联,同时热固化性粘接剂发生固化,该轴7与辊主体5电接合,同时被以机械方式固定。
另外,在后者的情况下,在压入的同时完成电接合和机械固定。
另外,也可以如上所述合用这两种方法而使轴7与辊主体5电接合且以机械方式进行固定。
关于氧化膜9,如前文所说明,优选对作为外层4的表面的辊主体5的外周面8照射紫外线来形成该氧化膜9。
即,仅通过对辊主体5的外周面8照射规定时间的规定波长的紫外线而使构成该外周面8的附近的橡胶发生氧化即能够形成氧化膜9,因此简单且有效。
而且,通过紫外线的照射而形成的氧化膜9不会产生例如以往的涂布涂剂而形成的涂层膜那样的问题,而且厚度的均匀性、与辊主体5的密合性等也优异。
若考虑使外层4用的橡胶组合物中的二烯系橡胶高效地发生氧化而形成上述的功能优异的氧化膜9,则所照射的紫外线的波长优选为100nm以上,优选为400nm以下、特别优选为300nm以下。
另外,照射的时间优选为30秒以上、特别优选为1分钟以上,优选为30分钟以下、特别优选为20分钟以下。
但是,氧化膜9也可以利用其他方法形成,根据情况也可以不形成。
在内层2与外层4之间可以夹有1层或2层以上的任意的中间层。
换言之,辊主体5只要至少具备上述的由橡胶组合物的交联物构成的外层4,则对于其他构成没有特别限定。
但是,若考虑简化辊主体5的结构,则优选如图1的(a)、(b)所示,该辊主体5形成为内层2与外层4直接层积而成的2层结构。
本发明的显影辊1可以安装在例如激光打印机、静电式复印机、普通纸传真机装置和它们的复合设备等利用电子照相法的各种图像形成装置中进行使用。
实施例
以下基于实施例、比较例进一步说明本发明,但本发明的构成不一定限于这些示例。
<实施例1>
(内层2用的橡胶组合物)
作为橡胶,使用GECO[株式会社Osaka Soda制造的Epion(注册商标)301L、EO/EP/AGE=73/23/4(摩尔比)]15质量份、IR[日本Zeon株式会社制造的Nipol(注册商标)IR2200、非充油]40质量份、BR[宇部兴产株式会社制造的UBEPOL(注册商标)BR130B、顺式-1,4键含量:96%、门尼粘度ML1+4(100℃):29、非充油]35质量份和CR[昭和电工株式会社制造的Showaprene(注册商标)WRT、非充油]10质量份。
将上述橡胶的总量100质量份使用班伯里混合机进行塑炼,同时混配下述各成分进行混炼。
[表1]
成分 | 质量份 |
离子盐 | 1.0 |
交联促进助剂 | 2.5 |
填充剂 | 3.0 |
受酸剂 | 3.0 |
加工助剂 | 0.5 |
表1中的各成分如下所述,表中的质量份是相对于橡胶的总量每100质量份的质量份。
离子盐:双(三氟甲烷磺酰基)亚胺钾[三菱材料电子化成株式会社制造的EF-N112]
交联促进助剂:2种氧化锌[堺化学工业株式会社制]
填充剂:导电性炭黑[乙炔黑、Denka株式会社制造的DENKA BLACK(注册商标)粉状]
受酸剂:水滑石类[协和化学工业株式会社制造的DHT-4A(注册商标)-2]
加工助剂:硬脂酸锌[堺化学工业株式会社制造的SZ-2000]
接着一边继续进行混炼,一边混配下述交联成分进一步混炼,制备出内层2用的橡胶组合物。
[表2]
成分 | 质量份 |
交联剂 | 1.05 |
促进剂DM | 1.5 |
促进剂TS | 0.5 |
促进剂22 | 0.3 |
促进剂DT | 0.2 |
表2中的各成分如下所述,表中的质量份为相对于橡胶的总量每100质量份的质量份。
交联剂:油处理粉末硫[鹤见化学工业株式会社制造的金华印5%充油微粉硫]
促进剂DM:二-2-苯并噻唑基二硫化物[大内新兴化学工业株式会社制造的NOCCELER(注册商标)DM、噻唑系促进剂]
促进剂TS:四甲基秋兰姆单硫化物[三新化学工业株式会社制造的Sanceler(注册商标)TS、秋兰姆系促进剂]
促进剂22:乙烯硫脲[2-巯基咪唑啉、川口化学工业株式会社制造的ACCEL(注册商标)22-S、硫脲系促进剂]
促进剂DT:1,3-二邻甲苯基胍[大内新兴化学工业株式会社制造的NOCCELER DT、胍系促进剂]
(外层4用的橡胶组合物)
作为橡胶,使用GECO[株式会社Osaka Soda制造的Epion 301L、EO/EP/AGE=73/23/4(摩尔比)]30质量份、SBR[JSR株式会社制造的JSR 1502、非充油]55质量份、BR[JSR株式会社制造的JSR BR01、顺式-1,4键含量:95%、门尼粘度ML1+4(100℃):45、非充油]5质量份、CR[昭和电工株式会社制造的Showaprene WRT、非充油]2.5质量份、和LIR[株式会社KURARAY制造的Kuraprene(注册商标)LIR-50、数均分子量Mn:54000]7.5质量份。
将上述橡胶的总量100质量份使用班伯里混合机进行塑炼,同时混配炭黑[AsahiCarbon株式会社制造的旭#15、碘吸附量:11mg/g]0.5质量份和下述各成分进行混炼。
[表3]
成分 | 质量份 |
离子盐 | 1.0 |
交联促进助剂 | 2.5 |
受酸剂 | 3.0 |
加工助剂 | 0.5 |
表3中的各成分如下所述,表中的质量份为相对于橡胶的总量每100质量份的质量份。
离子盐:双(三氟甲烷磺酰基)亚胺钾[三菱材料电子化成株式会社制造的EF-N112]
交联促进助剂:2种氧化锌[堺化学工业株式会社制]
受酸剂:水滑石类[协和化学工业株式会社制造的DHT-4A-2]
加工助剂:硬脂酸锌[堺化学工业株式会社制造的SZ-2000]
接着一边继续进行混炼,一边混配下述的交联成分进一步混炼,制备出外层4用的橡胶组合物。
[表4]
成分 | 质量份 |
交联剂 | 1.0 |
促进剂DM | 1.5 |
促进剂TS | 0.5 |
促进剂22 | 0.3 |
促进剂DT | 0.2 |
表4中的各成分如下所述,表中的质量份为相对于橡胶的总量每100质量份的质量份。
交联剂:油处理粉末硫[鹤见化学工业株式会社制造的金华印5%充油微粉硫]
促进剂DM:二-2-苯并噻唑基二硫化物[大内新兴化学工业株式会社制造的NOCCELER DM、噻唑系促进剂]
促进剂TS:四甲基秋兰姆单硫化物[三新化学工业株式会社制造的Sanceler TS、秋兰姆系促进剂]
促进剂22:乙烯硫脲[2-巯基咪唑啉、川口化学工业株式会社制造的ACCEL 22-S、硫脲系促进剂]
促进剂DT:1,3-二邻甲苯基胍[大内新兴化学工业株式会社制造的NOCCELER DT、胍系促进剂]
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
(显影辊的制造)
将内层2用的橡胶组合物和外层4用的橡胶组合物供给到2层挤出机中,挤出成型为外径φ16mm、内径φ6.5mm的2层结构的筒状,安装在交联用的临时轴上,在硫化罐内进行160℃×1小时交联。
接着,将经交联的筒状体重新安装于在外周面涂布有导电性的热固化性粘接剂的外径φ7.5mm的金属制造的轴7上,在烘箱中于160℃进行加热,使其粘接在轴7上。
然后对筒状体的两端进行精整,同时使用圆筒磨床对外周面8进行横切研磨,之后进行作为精加工的镜面研磨,精加工至外径φ达到16.00mm(公差0.05),形成具有内层2和外层4的2层结构且与轴7一体化的辊主体5。
外层4的厚度约为0.1~2mm。
接着,将所形成的辊主体5的外周面8用醇擦拭后,将从该外周面8到UV灯的距离设定为50mm而将该辊主体5设置于紫外线照射装置[SEN特殊光源株式会社制造的PL21-200]中。
之后,一边以轴为中心按90°进行旋转,一边按15分钟照射波长184.9nm和253.7nm的紫外线,由此在上述外周面8形成氧化膜9,制造出显影辊1。
<比较例1>
除了混配57.5质量份的NBR[日本Zeon株式会社制造的Nipol DN401LL、丙烯腈含量:18.0%、非充油]来代替SBR和CR以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为57.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<比较例2>
除了使CR的量为57.5质量份、不混配SBR以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为57.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<比较例3>
除了使SBR的量为37.5质量份、混配与比较例1中所使用的相同的NBR 20质量份来代替CR以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为20质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<比较例4>
除了使SBR的量为37.5质量份、CR的量为20质量份以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为20质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<实施例2>
除了使SBR的量为47.5质量份、混配与比较例1中所使用的相同的NBR 10质量份来代替CR以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为10质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<实施例3>
除了使SBR的量为47.5质量份、使CR的量为10质量份以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为10质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<比较例5>
除了使SBR的量为57.5质量份、使CR的量为5质量份、不混配BR以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为0质量份、CR+NBR的比例为5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<实施例4>
除了使SBR的量为47.5质量份、使BR的量为10质量份、使CR的量为5质量份以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为10质量份、CR+NBR的比例为5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<实施例5>
除了使SBR的量为37.5质量份、使BR的量为20质量份、使CR的量为5质量份以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为20质量份、CR+NBR的比例为5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<实施例6>
除了使SBR的量为27.5质量份、使BR的量为30质量份、使CR的量为5质量份以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为30质量份、CR+NBR的比例为5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<比较例6>
除了使SBR的量为17.5质量份、使BR的量为40质量份、使CR的量为5质量份以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为40质量份、CR+NBR的比例为5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<实施例7>
除了使SBR的量为52.5质量份、使CR的量为5质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<比较例7>
除了使SBR的量为52.5质量份、使CR的量为5质量份、使炭黑的量为10质量份以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为10质量份。
<实施例8>
除了使SBR的量为65质量份、不混配CR、NBR和LIR以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为0质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<比较例8>
除了使GECO的量为15质量份、使SBR的量为70质量份以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为15质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<实施例9>
除了使GECO的量为20质量份、使SBR的量为65质量份以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为20质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<实施例10>
除了使GECO的量为40质量份、使SBR的量为45质量份以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为40质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<比较例9>
除了使GECO的量为50质量份、使SBR的量为35质量份以外,与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为50质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<实施例11>
作为BR,混配门尼粘度ML1+4(100℃)为51的宇部兴产株式会社制造的UBEPOLBR360L[顺式-1,4键含量:98%、门尼粘度ML1+4(100℃):51、非充油]20质量份,并使SBR的量为40质量份,除此以外与实施例1同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为20质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为0.5质量份。
<实施例12>
除了使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为20质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<比较例10>
除了使炭黑的量为10质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为20质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为10质量份。
<比较例11>
除了使BR的量为35质量份、使SBR的量为25质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为35质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<比较例12>
除了使BR的量为40质量份、使SBR的量为20质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为40质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<实施例13>
除了使BR的量为30质量份、使SBR的量为30质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为30质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<实施例14>
除了使BR的量为15质量份、使SBR的量为45质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为15质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<实施例15>
除了使BR的量为10质量份、使SBR的量为50质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为10质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<实施例16>
除了使BR的量为5质量份、使SBR的量为55质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为5质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<比较例13>
除了不混配BR、使SBR的量为60质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为0质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<实施例17>
作为BR,混配门尼粘度ML1+4(100℃)为45的JSR株式会社制造的JSR BR01[顺式-1,4键含量:95%、门尼粘度ML1+4(100℃):45、非充油]15质量份、使SBR的量为45质量份、使炭黑的量为5质量份,除此以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为15质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<实施例18>
作为BR,混配门尼粘度ML1+4(100℃)为29的宇部兴产株式会社制造的UBEPOLBR130B[顺式-1,4键含量:96%、门尼粘度ML1+4(100℃):29、非充油]15质量份、使SBR的量为45质量份、使炭黑的量为5质量份,除此以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为15质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<实施例19>
作为BR,混配门尼粘度ML1+4(100℃)为73的LANXESS公司制造的BUNA CB21[顺式-1,4键含量:96%、门尼粘度ML1+4(100℃):73、非充油]15质量份、使SBR的量为45质量份、使炭黑的量为5质量份,除此以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为15质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<比较例14>
除了混配与比较例1中所使用的相同的NBR 45质量份来代替SBR、使BR的量为15质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为15质量份、CR+NBR的比例为47.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<比较例15>
除了不混配SBR、使BR的量为15质量份、使CR的量为47.5质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为15质量份、CR+NBR的比例为47.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<比较例16>
除了混配与比较例1中所使用的相同的NBR 10质量份、使BR的量为15质量份、使CR的量为10质量份、使SBR的量为27.5质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为30质量份、BR的比例为15质量份、CR+NBR的比例为20质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<比较例17>
除了使GECO的量为15质量份、使BR的量为15质量份、使SBR的量为60质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为15质量份、BR的比例为15质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<实施例21>
除了使GECO的量为20质量份、使BR的量为15质量份、使SBR的量为55质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为20质量份、BR的比例为15质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<实施例22>
除了使GECO的量为40质量份、使BR的量为15质量份、使SBR的量为35质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为40质量份、BR的比例为15质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
<比较例18>
除了使GECO的量为50质量份、使BR的量为15质量份、使SBR的量为25质量份、使炭黑的量为5质量份以外,与实施例11同样地制备出外层4用的橡胶组合物,制造出显影辊1。
外层4用的橡胶组合物中,橡胶的总量100质量份中的GECO的比例为50质量份、BR的比例为15质量份、CR+NBR的比例为2.5质量份,相对于橡胶的总量每100质量份的炭黑的比例为5质量份。
对于上述实施例、比较例中制造出的显影辊1,实施之前的实际设备试验,确认有无产生纵纹不良。
另外,实施下述的磨耗试验,评价辊主体5的外层4的耐磨耗性。
对于上述实施例、比较例中制造出的显影辊1,实施下述的实际设备试验,确认有无产生纵纹不良。
<实际设备试验>
安装实施例、比较例中制造出的显影辊1来代替下述新品墨盒的正品显影辊,该墨盒具备收纳有色调剂的色调剂容器、感光体、以及与感光体接触的显影辊,可在激光打印机[兄弟工业株式会社制造的HL-2240D]的主体上自由装卸。
接着,将上述墨盒安装在上述激光打印机中,在温度23.5℃、相对湿度55%的环境下在普通纸上形成1%浓度的图像,一张一张间歇地形成3000张图像。
即,在之前的图像形成工序完全终止后暂且设置停止时间,之后再次形成1张图像,在全部3000张中重复进行这样的操作。
之后,在3000张图像形成后继续进行1张评价图像的图像形成,按下述基准评价有无纵纹不良。
○:未观察到纵纹不良。
×:观察到纵纹不良。
<磨耗试验>
将实施例、比较例中制造出的显影辊1安装在与实际设备试验中所使用的相同的墨盒中,安装于相同的激光打印机中,在温度23.5℃、相对湿度55%的环境下在普通纸上连续图像形成6000张1%浓度的图像。
接着,在图像形成后确认墨盒周边的色调剂泄漏情况,同时从墨盒中取出显影辊1,对辊主体5的外周面8、特别是其轴向的端部进行观察。
之后以下述的基准对外层4的耐磨耗性进行评价。
◎:外周面8完全无磨耗,也未观察到色调剂的泄漏。
○:外周面8的端部稍有磨耗,但未观察到色调剂的泄漏。
×:外周面8的端部严重磨耗,也观察到了色调剂的泄漏。
将以上的结果示于表5~表10中。
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
[表10]
由表5~表10、特别是实施例1、4~6、11、13~16、比较例5、6、11、12的结果可知,为了即使在反复进行图像形成时也可抑制纵纹不良的产生,需要使外层由下述橡胶组合物的交联物形成,该橡胶组合物包含环氧氯丙烷橡胶、BR和SBR,并且BR的比例为橡胶的总量100质量份中的30质量份以下。
另外,由实施例1~3、8、11、比较例1~4、14~16的结果可知,为了得到上述的效果,上述橡胶组合物需要不包括CR和/或NBR,或者在橡胶的总量100质量份中以小于20质量份的比例含有CR和/或NBR。
另外,由实施例1、9、10、11、21、22、比较例8、9、17、18的结果可知,为了得到上述的效果,上述橡胶组合物需要以橡胶的总量100质量份中的20质量份以上且小于50质量份的比例含有作为环氧氯丙烷橡胶的GECO。
进而,由实施例1、7、11、12、比较例7、10的结果可知,为了得到上述的效果,上述橡胶组合物需要以相对于橡胶的总量每100质量份小于10质量份的比例含有炭黑。
由实施例1、14、17~19的结果可知,为了提高形成辊主体5的外周面8的外层4的耐磨耗性,作为BR,优选选择使用门尼粘度ML1+4(100℃)为50以上的BR。
另外,由实施例1、11、13~16、比较例13的结果可知,为了得到上述的效果,BR的比例在上述范围内优选为橡胶的总量100质量份中的5质量份以上、特别优选为15质量份以上。
另外,由实施例1~22的结果可知,环氧氯丙烷橡胶的比例在上述范围内优选为橡胶的总量100质量份中的45质量份以下、特别优选为40质量份以下。
另外还可知,在混配CR和/或NBR的情况下,其总量在上述范围内优选为橡胶的总量100质量份中的1质量份以上、特别优选为2.5质量份以上。
进而还可知,炭黑的比例在上述范围内相对于橡胶的总量每100质量份优选为0.5质量份以上,优选为8质量份以下、特别优选为5质量份以下。
进而还可知,在混配LIR的情况下,该LIR的比例优选为橡胶的总量100质量份中的5质量份以上、特别优选为7质量份以上,优选为15质量份以下、特别优选为12质量份以下。
符号说明
1 显影辊
2 内层
3 外周面
4 外层
5 辊主体
6 通孔
7 轴
8 外周面
9 氧化膜
Claims (6)
1.一种显影辊,其中,
该显影辊包含辊主体,所述辊主体至少包含构成该辊主体的外周面的筒状的外层,
所述外层由橡胶组合物的交联物构成,该橡胶组合物中,作为橡胶,在该橡胶的总量100质量份中包含苯乙烯-丁二烯橡胶、20质量份以上且小于50质量份的环氧氯丙烷橡胶、5质量份以上30质量份以下的丁二烯橡胶以及5质量份以上15质量份以下的液态异戊二烯橡胶,并且不包含氯丁橡胶和丁腈橡胶、或者以总量计在所述橡胶的总量100质量份中以小于20质量份的比例含有所述氯丁橡胶和丁腈橡胶中的至少一种,并且相对于所述橡胶的总量每100质量份含有0.5质量份以上5质量份以下的炭黑,
所述丁二烯橡胶在100℃的门尼粘度ML1+4为50以上。
2.如权利要求1所述的显影辊,其中,在所述橡胶的总量100质量份中以15质量份以上的比例含有所述丁二烯橡胶。
3.如权利要求1所述的显影辊,其中,
所述辊主体包含筒状的内层以及层积在所述内层的外周的所述外层,
所述内层由橡胶组合物的交联物构成,该橡胶组合物中,包含环氧氯丙烷橡胶和二烯系橡胶作为橡胶。
4.如权利要求3所述的显影辊,其中,所述二烯系橡胶为选自由天然橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶和氯丁橡胶组成的组中的至少一种。
5.如权利要求3所述的显影辊,其中,所述二烯系橡胶为选自由异戊二烯橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶和氯丁橡胶组成的组中的至少一种。
6.如权利要求1所述的显影辊,其中,所述外层在外周面包含由所述橡胶组合物的交联物的氧化物构成的氧化膜。
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