CN113039489A - 电子照相设备用导电性辊 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子照相设备用导电性辊，其能够抑制由泄露放电引起的图像弊病，并且还能够抑制电阻的环境依赖性。弹性体层14由含有异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶以外的橡胶以及炭黑的导电性橡胶组合物构成，弹性体层14相分离为含有异戊二烯橡胶的第一橡胶相、以及含有异戊二烯橡胶以外的橡胶的第二橡胶相，在弹性体层14的任意的截面的5μm×5μm见方的范围内，第一橡胶相相对于第一橡胶相和第二橡胶相的合计的面积比例在10～90％的范围内，弹性体层14的电阻值在1.0×103～1.0×106Ω的范围内，表层16包含醚系聚氨基甲酸酯树脂以及碳酸酯系聚氨基甲酸酯树脂中的至少一种的聚氨基甲酸酯树脂的交联体和电子导电剂，并且，表层16的玻璃化转变温度在‑10～‑70℃的范围内。

Description

电子照相设备用导电性辊
技术领域
本发明涉及适合在采用电子照相方式的复印机、打印机、传真机等电子照相设备中使用的电子照相设备用导电性辊。
背景技术
在采用电子照相方式的复印机、打印机、传真机等电子照相设备中，在感光鼓的周围配设有带电辊、显影辊、转印辊、调色剂供给辊等导电性辊。作为导电性辊，已知有在由芯棒构成的轴体的外周具有导电性的弹性体层、且在弹性体层的外周具有表层的导电性辊。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-115204号公报
发明内容
发明所要解决的问题
一直以来，在导电性辊的弹性体层中，为了不产生泄漏放电，有时使用离子导电剂作为导电剂。然而，若弹性体层的导电剂为离子导电剂，则电阻的环境依赖性较大，有时产生由环境依赖引起的图像弊病。另一方面，若弹性体层的导电剂为电子导电剂，则电阻的环境依赖性被抑制得较小，由环境依赖引起的图像弊病受到抑制，但有时无法抑制由泄漏放电引起的图像弊病。
本发明所要解决的问题在于提供一种电子照相设备用导电性辊，其能够抑制由泄露放电引起的图像弊病，并且还能够抑制电阻的环境依赖性。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明所涉及的电子照相设备用导电性辊的主旨在于，该电子照相设备用导电性辊具备轴体、形成于所述轴体的外周的弹性体层、以及形成于所述弹性体层的外周的表层，所述弹性体层由含有异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶以外的橡胶以及炭黑的导电性橡胶组合物构成，所述弹性体层相分离为含有所述异戊二烯橡胶的第一橡胶相、以及含有所述异戊二烯橡胶以外的橡胶的第二橡胶相，在所述弹性体层的任意的截面的5μm×5μm见方的范围内，所述第一橡胶相相对于所述第一橡胶相和所述第二橡胶相的合计的面积比例在10～90％的范围内，所述弹性体层的电阻值在1.0×103～1.0×106Ω的范围内，所述表层包含醚系聚氨基甲酸酯树脂以及碳酸酯系聚氨基甲酸酯树脂中的至少一种的聚氨基甲酸酯树脂的交联体和电子导电剂，并且，所述表层的玻璃化转变温度在-10～-70℃的范围内。
优选地，所述表层的聚氨基甲酸酯树脂为水性聚氨基甲酸酯树脂。所述表层优选还含有缔合型增稠剂。优选地，所述异戊二烯橡胶以外的橡胶为极性橡胶。优选地，所述异戊二烯橡胶以外的橡胶为丙烯腈丁二烯橡胶。优选地，与所述第一橡胶相相比，所述炭黑偏向存在于所述第二橡胶相。优选地，所述弹性体层的表面的面粗糙度Sa为0.05～1.6μm。优选地，所述表层包含粗糙度形成用颗粒，所述表层的包含所述粗糙度形成用颗粒的部位的线粗糙度Rz为5.0～15.0μm，所述表层的不包含所述粗糙度形成用颗粒的部位的面粗糙度Sz与线粗糙度Sm之积Sz·Sm为7.5～250μm。
发明效果
根据本发明所涉及的电子照相设备用导电性辊，弹性体层为低电阻且电阻均匀性优异，并且表层的玻璃化转变温度较低，作为粘合剂的聚氨基甲酸酯树脂的结晶成分较少，因此能够抑制由泄露放电引起的图像弊病。另外，由于使用炭黑作为弹性体层的导电剂，因此电阻的环境依赖性也得到抑制。
若上述表层的聚氨基甲酸酯树脂为水性聚氨基甲酸酯树脂，则能够使用水系涂料作为形成表层的材料，能够考虑到环境。而且，若表层还含有缔合型增稠剂，则缔合型增稠剂形成使表层的电子导电剂之间交联的交联结构，能够提高表层中的电子导电剂的分散性。而且，若异戊二烯橡胶以外的橡胶为极性橡胶，则能够降低弹性体层的电阻。另外，若异戊二烯橡胶以外的橡胶为丙烯腈丁二烯橡胶，则能够使弹性体层的电阻降低。而且，与第一橡胶相相比，炭黑偏向存在于第二橡胶相，由此容易发挥低硬度且低老化。而且，若弹性体层的表面粗糙度Sa在上述范围内，则抑制由泄露放电引起的图像弊病的效果更优异。另外，若表层的上述线粗糙度Rz、以及上述面粗糙度Sz与上述线粗糙度Sm之积Sz·Sm在上述范围内，则抑制由泄露放电引起的图像弊病的效果更优异。
附图说明
图1中的(a)是本发明的一个实施方式所涉及的电子照相设备用导电性辊的外观示意图，图1中的(b)是其A-A线剖视图。
具体实施方式
对本发明所涉及的电子照相设备用导电性辊(以下，有时简称为导电性辊)进行详细说明。图1中的(a)是本发明的一个实施方式所涉及的电子照相设备用导电性辊的外观示意图，图1中的(b)是其A-A线剖视图。
导电性辊10具备轴体12、形成于轴体12的外周的弹性体层14、以及形成于弹性体层14的外周的表层16。弹性体层14是成为导电性辊10的基底的层(基层)。表层16成为在导电性辊10的表面出现的层。另外，虽然没有特别图示，但也可以根据需要在弹性体层14与表层16之间形成电阻调整层等中间层。
弹性体层14由含有异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶以外的橡胶以及炭黑的导电性橡胶组合物构成。弹性体层14通过包含炭黑作为导电剂，从而抑制电阻的环境依赖性。此处所说的异戊二烯橡胶包括氢化异戊二烯橡胶。弹性体层14通过包含异戊二烯橡胶，能够成为低硬度且不易老化的材料。异戊二烯橡胶为低极性(非极性)，且电阻较高。因此，若弹性体层14的橡胶仅为异戊二烯橡胶，则无法容易地降低弹性体层14的电阻。因此，将极性比异戊二烯橡胶高、或者比异戊二烯橡胶容易配合炭黑的异戊二烯橡胶以外的橡胶与异戊二烯橡胶并用。即，在确保异戊二烯橡胶的特性的同时，混合异戊二烯橡胶以外的橡胶，实现由异戊二烯橡胶以外的橡胶带来的低电阻化。异戊二烯橡胶以外的橡胶可以是极性橡胶，也可以是非极性橡胶，还可以是极性橡胶与非极性橡胶的组合。从由异戊二烯橡胶以外的橡胶带来的弹性体层14的低电阻化的观点出发，异戊二烯橡胶以外的橡胶优选为极性橡胶、或者极性橡胶与非极性橡胶的组合。
作为异戊二烯橡胶以外的橡胶而列举的极性橡胶是具有极性基团的橡胶。作为极性基团，可列举为氯基、腈基、羧基、环氧基等。作为极性橡胶，可列举为氯醇橡胶、丁腈橡胶(NBR)、氨基甲酸酯橡胶(U)、丙烯酸橡胶(丙烯酸酯与2-氯乙基乙烯基醚的共聚物、ACM)、氯丁橡胶(CR)等。作为氯醇橡胶，可列举为环氧氯丙烷的均聚物(CO)、环氧氯丙烷-环氧乙烷二元共聚物(ECO)、环氧氯丙烷-烯丙基缩水甘油醚二元共聚物(GCO)、环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物(GECO)等。它们可以作为极性橡胶单独使用，也可以组合使用两种以上。其中，从更低电阻等观点出发，优选为氯醇橡胶、丁腈橡胶(NBR)。
作为异戊二烯橡胶以外的橡胶而列举的非极性橡胶是不具有极性基团的橡胶。作为极性基团，可列举为氯基、腈基、羧基、环氧基等。作为非极性橡胶，可列举为天然橡胶(NR)、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁基橡胶(IIR)、乙烯-丙烯橡胶(EPM)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡胶(EPDM)、硅橡胶(Q)等。它们可以作为非极性橡胶单独使用，也可以组合使用两种以上。
包含异戊二烯橡胶和异戊二烯橡胶以外的橡胶的弹性体层14相分离为含有异戊二烯橡胶的相(第一橡胶相)和含有异戊二烯橡胶以外的橡胶的相(第二橡胶相)。而且，在弹性体层14的任意的截面的5μm×5μm见方的范围内，第一橡胶相相对于第一橡胶相和第二橡胶相的合计的面积比例在10～90％的范围内。另外，相对地，第二橡胶相相对于第一橡胶相和第二橡胶相的合计的面积比例在10～90％的范围内。任意是指在任何场所都是这样的意思。第一橡胶相与第二橡胶相的两相的面积比率是在任意截面的5μm×5μm见方的范围内的面积比率，具体而言，观察弹性体层14的任意的截面，将该截面中的任意40μm×40μm见方的范围分割为64份，选择沿倾斜方向交叉排列的16个方格，分别测量各5μm×5μm见方内的第一橡胶相(或第二橡胶相)的面积比例，所选择的16个方格中的14个方格以上(8.5成以上)所相应的值。在5μm×5μm见方这样的微小范围内，不是仅以第一橡胶相和第二橡胶相中的任一方的相存在，而是以两相都存在的程度均匀地分散(微分散)有两相。由此，第一橡胶相的特性和第二橡胶相的特性分别在弹性体层14中变得均匀，因此电阻均匀性也很优异。为了使第一橡胶相和第二橡胶相这两相微分散，例如可以考虑使用充分混炼至所期望的分散度、调整异戊二烯橡胶和异戊二烯橡胶以外的橡胶的配合比例、使用提高第一橡胶相和第二橡胶相这两相的分散性的增容剂等方法。
从两相的均匀分散性的观点出发，上述第一橡胶相的面积比例更优选为20～80％的范围内，进一步优选为30～70％的范围内，特别优选为40～60％的范围内。
关于异戊二烯橡胶(a)与异戊二烯橡胶以外的橡胶(b)的配合比率，从第一橡胶相和第二橡胶相这两相容易均匀地分散(微分散)等观点出发，以质量比计，优选为a/b＝10/90～90/10的范围内。更优选为a/b＝20/80～80/20的范围内，进一步优选为a/b＝30/70～70/30的范围内，特别优选为a/b＝40/60～60/40的范围内。
增容剂具有表面活性剂的作用，例如可以使得在制造工序中等不进行第一橡胶相和第二橡胶相的相分离。增容剂与不相互混合的两相的各相分别具有亲和性，因此有时也包含于各相。增容剂是与第一橡胶相的基础橡胶以及第二橡胶相的基础橡胶均不同的聚合物。增容剂由包含第一橡胶相中所含的基础橡胶的构成成分和第二橡胶相中所含的基础橡胶的构成成分中的任一方或双方的聚合物构成。作为增容剂的构成成分，可列举为丙烯腈-丁二烯共聚物嵌段、聚异戊二烯嵌段、由改性天然橡胶成分构成的嵌段、由改性聚异戊二烯成分构成的嵌段等。增容剂例如可以是具有上述构成成分中的一种的聚合物，也可以是具有两种以上的聚合物。若增容剂为具有上述构成成分的至少一种嵌段的聚合物，则进一步实现低硬度且低老化。
作为具有由改性天然橡胶成分构成的嵌段的聚合物，可列举为改性天然橡胶。作为改性天然橡胶，可列举为环氧化天然橡胶、氯化天然橡胶、腈化天然橡胶(丙烯腈化天然橡胶)等。作为具有由改性聚异戊二烯成分构成的嵌段的聚合物，可列举为改性异戊二烯橡胶。作为改性异戊二烯橡胶，可列举为环氧化异戊二烯橡胶、氯化异戊二烯橡胶、腈化异戊二烯橡胶(丙烯腈化异戊二烯橡胶)、马来酸改性异戊二烯橡胶、(甲基)丙烯酸改性异戊二烯橡胶等。
增容剂可以由包含第一橡胶相中所含的基础橡胶的构成成分和第二橡胶相中所含的基础橡胶的构成成分这两者的聚合物构成。作为这样的聚合物，可列举为具有由丁腈橡胶成分构成的嵌段和由异戊二烯橡胶成分构成的嵌段的聚合物等。
增容剂可以单独使用上述聚合物中的一种，也可以组合使用两种以上。其中，从增容化效果特别优异等观点出发，特别优选为环氧化天然橡胶、环氧化异戊二烯橡胶。
从第一橡胶相和第二橡胶相这两相容易均匀地分散(微分散)等观点出发，以异戊二烯橡胶和异戊二烯橡胶以外的橡胶的合计为100质量份计，增容剂的配合量优选为0.1～20质量份的范围内。更优选为0.5～15质量份的范围内，进一步优选为1.0～10质量份的范围内。
构成弹性体层14的导电性橡胶组合物根据需要含有交联剂、硫化促进剂、硫化助剂(交联助剂)等。另外，可以含有一种或两种以上的增量剂、增强剂、加工助剂、抗氧化剂、增塑剂、紫外线吸收剂、润滑剂等添加剂。另外，在不影响电阻的环境依赖性的范围内，可以含有离子导电剂。作为离子导电剂，可列举为季铵盐、季鏻盐、硼酸盐、表面活性剂等。
作为交联剂，可以列举为树脂交联剂、硫磺交联剂、过氧化物交联剂、脱氯交联剂。这些交联剂可以单独使用，也可以组合使用两种以上。
作为树脂交联剂，可以列举为酚醛树脂、脲醛树脂、氨基树脂、胍胺树脂、二甲苯树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯树脂等。
作为硫磺交联剂，可以列举为粉末硫磺、沉降硫磺、胶体硫磺、表面处理硫磺、不溶性硫磺、氯化硫、秋兰姆系硫化促进剂、高分子多硫化物等。
作为过氧化物交联剂，可以列举为过氧化缩酮、二烷基过氧化物、过氧化酯、过氧化酮、过氧化二碳酸酯、二酰基过氧化物、氢过氧化物等。
作为脱氯交联剂，可以列举为二硫代碳酸酯化合物。更具体而言，可以列举喹喔啉-2,3-二硫代碳酸酯、6-甲基喹喔啉-2,3-二硫代碳酸酯、6-异丙基喹喔啉-2,3-二硫代碳酸酯、5,8-二甲基喹喔啉-2,3-二硫代碳酸酯等。
作为交联剂的配合量，从不易渗出等观点出发，以未交联橡胶为100质量份计，优选为0.1～2质量份的范围内，更优选为0.3～1.8质量份的范围内，进一步优选为0.5～1.5质量份的范围内。
在使用脱氯交联剂作为交联剂的情况下，也可以并用脱氯交联促进剂。作为脱氯交联促进剂，可以列举为1,8-二氮杂双环-(5.4.0)-十一碳-7-烯(以下简称为DBU。)或其弱酸盐。脱氯交联促进剂可以以DBU的形态使用，但从其操作方面考虑，优选以其弱酸盐的形态使用。作为DBU的弱酸盐，可以列举为碳酸盐、硬脂酸盐、2-乙基己酸盐、苯甲酸盐、水杨酸盐、3-羟基-2-萘甲酸盐、酚醛树脂盐、2-巯基苯并噻唑盐、2-巯基苯并咪唑盐等。
弹性体层14的电阻值在1.0×103～1.0×106Ω的范围内。弹性体层14的电阻值可以通过异戊二烯橡胶以外的橡胶的种类的选择、异戊二烯橡胶与异戊二烯橡胶以外的橡胶的配合比率、炭黑的配合量等来进行调整。
在弹性体层14中，从低电阻等观点出发，以异戊二烯橡胶和异戊二烯橡胶以外的橡胶的合计为100质量份计，炭黑的含量优选为6质量份以上。更优选为7质量份以上，进一步优选为8质量份以上。另外，从低硬度、低老化等观点出发，以异戊二烯橡胶和异戊二烯橡胶以外的橡胶的合计为100质量份计，优选为40质量份以下。更优选为35质量份以下，进一步优选为30质量份以下。
优选地，在弹性体层14中，与包含异戊二烯橡胶的第一橡胶相相比，炭黑偏向存在于包含异戊二烯橡胶以外的橡胶的第二橡胶相。偏向存在于第二橡胶相是指，与第一橡胶相相比，在第二橡胶相中以更高密度含有炭黑。若异戊二烯橡胶以外的橡胶为极性橡胶，则炭黑容易偏向存在于第二橡胶相。另外，在异戊二烯橡胶以外的橡胶中混合炭黑后，通过混合含有炭黑的异戊二烯橡胶以外的橡胶和不含炭黑的异戊二烯橡胶，也容易使炭黑偏向存在于第二橡胶相。若作为电子导电剂的炭黑偏向存在于第二橡胶相，则第二橡胶相能够作为导电相而发挥功能，并且第一橡胶相能够作为柔软相而发挥功能。由此，能够实现低硬度且不易老化。
弹性体层14的厚度没有特别限定，根据用途等在0.1～10mm的范围内等适当设定即可。
弹性体层14表面的面粗糙度Sa优选为0.05～1.6μm。若弹性体层14的表面粗糙度Sa在上述范围内，则抑制由泄露放电引起的图像弊病的效果更优异。另外，从该观点出发，弹性体层14表面的面粗糙度Sa更优选为0.08～1.4μm，进一步优选为0.1～1.2μm。表面粗糙度Sa为算术平均粗糙度，依据ISO 25178进行测定。弹性体层14表面的面粗糙度Sa能够通过变更弹性体层的异戊二烯橡胶与异戊二烯以外的橡胶的构成比来进行调整。
表层16包含醚系聚氨基甲酸酯树脂以及碳酸酯系聚氨基甲酸酯树脂中的至少一种聚氨基甲酸酯树脂的交联体和电子导电剂。醚系聚氨基甲酸酯树脂是含有聚醚多元醇作为多元醇成分的聚氨基甲酸酯树脂。碳酸酯系聚氨基甲酸酯树脂是含有聚碳酸酯多元醇作为多元醇成分的聚氨基甲酸酯树脂。
醚系聚氨基甲酸酯树脂以及碳酸酯系聚氨基甲酸酯树脂与酯系聚氨基甲酸酯树脂、含氟丙烯酸树脂等丙烯酸树脂相比，结晶成分比较少。另外，醚系聚氨基甲酸酯树脂以及碳酸酯系聚氨基甲酸酯树脂中的玻璃化转变温度较低的树脂的结晶成分比较少。在表层16中，作为粘合剂树脂，使用结晶成分比较少的树脂。据认为泄漏现象以表层16中的电子导电剂上的表层16中所含的粘合剂树脂的结晶成分作为起点，因此通过使用结晶成分较少的粘合剂树脂，能够抑制以结晶成分为起点的泄漏现象。
从上述观点出发，醚系聚氨基甲酸酯树脂以及碳酸酯系聚氨基甲酸酯树脂的交联后的玻璃化转变温度优选为-10℃以下。更优选为-20℃以下，进一步优选为-30℃以下。另一方面，从粘合性等观点出发，醚系聚氨基甲酸酯树脂以及碳酸酯系聚氨基甲酸酯树脂的交联后的玻璃化转变温度优选为-70℃以上。更优选为-60℃以上。聚氨基甲酸酯树脂的交联后的玻璃化转变温度可以通过拉伸模式的动态粘弹性测定求出损耗角正切tanδ，将其极大峰时的温度作为所测定的树脂材料的玻璃化转变温度来进行测定。
而且，从抑制以结晶成分为起点的泄漏现象的观点出发，表层16的玻璃化转变温度为-10℃以下。另外，从粘合性等观点出发，为-70℃以上。表层16的玻璃化转变温度更优选为-20～-60℃的范围内。表层的玻璃化转变温度可以通过拉伸模式的动态粘弹性测定求出损耗角正切tanδ，将其极大峰时的温度作为所测定的树脂材料的玻璃化转变温度来进行测定。
表层16的聚氨基甲酸酯树脂可以是水性聚氨基甲酸酯树脂，也可以是油性聚氨基甲酸酯树脂。若聚氨基甲酸酯树脂为水性聚氨基甲酸酯树脂，则能够使用水系涂料作为形成表层16的材料，能够考虑到环境。
作为电子导电剂，可列举为炭黑、石墨、钛酸钾、氧化铁、导电性氧化钛、导电性氧化锌、导电性氧化锡等。其中，从导电性等观点出发，优选为炭黑、石墨。
表层16可以由含有醚系聚氨基甲酸酯树脂以及碳酸酯系聚氨基甲酸酯树脂中的至少一种的未交联的聚氨基甲酸酯树脂、氨基甲酸酯固化剂、电子导电剂的组合物形成。在聚氨基甲酸酯树脂为水性聚氨基甲酸酯树脂的情况下，可以由含有水性聚氨基甲酸酯树脂、氨基甲酸酯固化剂、电子导电剂的乳液组合物形成。在该乳液组合物中可以含有缔合型增稠剂。
水性聚氨基甲酸酯树脂是通过各种方法提高亲水性并进行水分散而得到的。水性聚氨基甲酸酯树脂根据水分散的方法，存在使用表面活性剂作为乳化剂的强制乳化型的水性聚氨基甲酸酯树脂和在聚氨基甲酸酯树脂中导入亲水基的自乳化型的水性聚氨基甲酸酯树脂。自乳化型的表面活性剂可以不使用用于乳化的表面活性剂，因此能够抑制在表层16中因表面活性剂的渗出而导致的物性降低。
在自乳化型的水性聚氨基甲酸酯树脂中，作为导入聚氨基甲酸酯树脂中的亲水基，可列举为非离子性的亲水基、离子性的亲水基(阴离子性的亲水基、阳离子性的亲水基)。其中，优选为离子性的亲水基。具有离子性的亲水基的聚氨基甲酸酯树脂的自乳化能力较高，乳液组合物中的水性聚氨基甲酸酯树脂的分散稳定性优异。在离子性的亲水基中，更优选为阴离子性的亲水基。阴离子性的亲水基能够形成胺盐，在干燥时，由于胺的挥发而使干燥皮膜的亲水性降低，因此表层16的耐水性优异。
作为阴离子性的亲水基，可列举为羧酸盐基(-COO-)、磺酸盐基(-SO3 -)等。作为阳离子性的亲水基，可列举为季铵盐基等。作为非离子性的亲水基，可列举为聚氧化烯基等。在阴离子性的亲水基中，更优选为羧酸盐基。由于容易形成胺盐、且在干燥时因胺的挥发而使干燥皮膜的亲水性降低，因此表层16的耐水性优异。而且，若阴离子性的亲水基为羧酸盐基、且羧酸盐基形成胺盐，则自乳化能力较高，乳液组合物中的水性聚氨基甲酸酯树脂的分散稳定性优异。另外，在干燥时，由于因胺的挥发而使干燥皮膜的亲水性降低，因此表层16的耐水性优异。即，能够高度地兼顾使用水系涂料的情况下的分散稳定性和耐水性。
聚氨基甲酸酯树脂是聚异氰酸酯与多元醇的反应产物，具有由凝集力较弱的多元醇成分构成的软链段和由凝集力较强的氨基甲酸酯键构成的硬链段。强制乳化型的水性聚氨基甲酸酯树脂例如由聚异氰酸酯成分和多元醇成分构成。自乳化型的水性聚氨基甲酸酯树脂例如由聚异氰酸酯成分、多元醇成分和含有亲水基的成分构成。
作为用于形成聚氨基甲酸酯树脂的聚异氰酸酯，可列举为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯(聚合MDI)、作为MDI、聚合MDI的混合物的粗MDI(c-MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(氢化MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、邻甲苯二异氰酸酯(TODI)、萘二异氰酸酯(NDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、对苯二异氰酸酯(PDI)、赖氨酸二异氰酸酯甲酯(LDI)、二甲基二异氰酸酯(DDI)、作为多聚物的MDI脲酸酯、HDI脲酸酯、TDI脲酸酯、对它们进行脲化、缩二脲化、脲基甲酸酯化、碳二亚胺化、氨基甲酸酯化等而得到的改性体等。它们可以作为聚氨基甲酸酯树脂的聚异氰酸酯而单独使用一种，也可以并用两种以上。作为聚氨基甲酸酯树脂的聚异氰酸酯，从防止着色的观点出发，优选为脂肪族聚异氰酸酯(无黄变聚异氰酸酯)。
用于形成聚氨基甲酸酯树脂的聚异氰酸酯可以使用使上述MDI等聚异氰酸酯与多元醇反应而得到的NCO末端的氨基甲酸酯预聚物。作为聚异氰酸酯使用的氨基甲酸酯预聚物，为了形成为NCO末端，优选NCO％在5～30质量％的范围内。NCO％通过下式进行计算。
[数1]
Figure BDA0003065046720000101
从容易实现耐磨损性的提高、容易确保强度、不易老化等观点出发，聚异氰酸酯的配合量优选以NCO指数(异氰酸酯指数)为110以上的方式进行设定。NCO指数更优选为115以上，进一步优选为120以上、125以上、130以上。另一方面，从不会变得过硬、容易成形等观点出发，优选以NCO指数为250以下的方式进行设定。NCO指数更优选为200以下，进一步优选为180以下。NCO指数作为相对于与异氰酸酯基反应的活性氢基(羟基、氨基等)的合计当量100的异氰酸酯基的当量进行计算。
作为用于形成聚氨基甲酸酯树脂的多元醇，可列举为聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇。其中，从耐磨损性等观点出发，优选为聚碳酸酯多元醇。
作为聚醚多元醇，可列举为聚丙二醇(PPG)、聚四亚甲基二醇(PTMG)、它们的环氧乙烷改性型多元醇、聚乙二醇(PEG)等。聚醚多元醇的平均分子量(Mn)优选为1000～10000的范围。
聚碳酸酯多元醇(聚碳酸酯二醇)通过以亚烷基二醇为单体并利用低分子碳酸酯化合物进行聚合而得到。作为单体的亚烷基二醇，可列举为1,6-己二醇、1,5-戊二醇、1,4-丁二醇、环己烷二甲醇等。作为单体的亚烷基二醇可以仅为它们中的一种，也可以为两种以上。
作为用于形成水性聚氨基甲酸酯树脂的含有亲水基的成分，可列举为二羟烷基链烷酸、二羟烷基链烷酸的胺盐、含有磺酸钠盐的二醇、聚亚烷基多元醇等。作为二羟烷基链烷酸，可列举为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基庚酸、二羟甲基辛酸等。作为胺盐的胺，可列举为三乙胺等。
氨基甲酸酯固化剂是使聚氨基甲酸酯树脂固化的固化剂。氨基甲酸酯固化剂由含有异氰酸酯基的化合物构成。作为氨基甲酸酯固化剂，优选为末端异氰酸酯改性聚氨基甲酸酯。末端异氰酸酯改性聚氨基甲酸酯的聚氨基甲酸酯是聚异氰酸酯与多元醇的反应产物。用于形成末端异氰酸酯改性聚氨基甲酸酯的聚异氰酸酯以及多元醇可列举为在用于形成聚氨基甲酸酯树脂的聚异氰酸酯以及多元醇中举例示出的化合物。
末端异氰酸酯改性聚氨基甲酸酯优选具有阴离子性的亲水基。若氨基甲酸酯固化剂为末端异氰酸酯改性聚氨基甲酸酯、且具有阴离子性的亲水基，则自乳化能力较高，乳液组合物中的氨基甲酸酯固化剂的分散稳定性优异。阴离子性的亲水基可列举为在上述水性聚氨基甲酸酯树脂中举例示出的基团。
末端异氰酸酯改性聚氨基甲酸酯优选为末端异氰酸酯基被封端剂封端的封端异氰酸酯基。封端异氰酸酯是在规定的解离温度以上的温度下封端剂解离而使异氰酸酯游离的物质。游离的异氰酸酯是形成封端异氰酸酯的异氰酸酯。若末端异氰酸酯基为封端异氰酸酯基，则乳液组合物的稳定性优异。另外，在乳液组合物中，能够将由氨基甲酸酯固化剂引起的水性聚氨基甲酸酯树脂的固化调整为较慢。这样，在乳液组合物含有氟系表面改性剂的情况下，在乳液组合物的涂布后，直至氟系表面改性剂渗出到表面为止，能够抑制由氨基甲酸酯固化剂引起的水性聚氨基甲酸酯树脂的固化，能够有助于氟系表面改性剂的充分的特性发挥。
从封端异氰酸酯在涂布前、涂布时加热至规定的温度之前封端剂不解离而容易维持异氰酸酯基的活性等观点出发，优选解离温度为100℃以上。更优选为120℃以上。另外，从容易将固化时用于使封端剂解离的加热温度抑制得较低等观点出发，优选解离温度为160℃以下。更优选解离温度为140℃以下。
作为形成封端异氰酸酯的封端剂，使用具有活性氢的化合物。作为具有活性氢的化合物，可列举为肟类、吡唑类、咔唑类、仲胺、β-二羰基化合物、内酰胺类、酚类等。它们可以单独使用一种作为形成封端异氰酸酯的封端剂，也可以并用两种以上。
作为肟类，可列举为醛肟、酮肟。作为醛肟，可列举为甲醛肟、乙醛肟。作为酮肟，可列举为二甲基酮肟、甲基乙基酮肟、甲基异丁基酮肟、甲基戊基酮肟、乙酰肟、环己酮肟等。作为吡唑类，可列举为吡唑、3-甲基吡唑、3,5-二甲基吡唑等。作为咔唑类，可列举为咔唑。作为仲胺，可列举为二丙胺、二异丙胺、二丁胺、二异丁胺、二(叔丁基)胺、乙基丙胺、乙基异丙胺、乙基丁胺、乙基异丁胺、乙基(叔丁基)胺、二环己胺、N-甲基苯胺、二苯胺、哌啶、2-甲基哌啶、2,6-二甲基哌啶、2,2,6,6-四甲基哌啶等。作为β-二羰基化合物，可列举为丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯等丙二酸二酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯等乙酰乙酸酯等。作为内酰胺类，可列举为ε-己内酰胺等。作为酚类，可列举为苯酚等。
作为封端剂，从封端异氰酸酯的稳定性优异、封端异氰酸酯的解离温度适宜等观点出发，优选为甲基乙基酮肟、二异丙胺、苯酚、ε-己内酰胺、丙二酸二乙酯、3,5-二甲基吡唑、乙酰乙酸乙酯等。另外，从存在封端异氰酸酯的解离温度比较低的倾向等观点出发，优选为3,5-二甲基吡唑、甲基乙基酮肟。
在乳液组合物中，以水性聚氨基甲酸酯树脂为100质量份计，氨基甲酸酯固化剂的含量优选为5～40质量份的范围内。更优选为10～30质量份的范围内，进一步优选为15～20质量份的范围内。
缔合型增稠剂是以亲水基为骨架、在侧链或末端具有疏水基的增稠剂。缔合型增稠剂在水性介质中，一方的疏水基吸附于其他缔合型增稠剂的疏水基、所添加的颗粒，另一方的疏水基吸附于其他缔合型增稠剂的其他疏水基、所添加的其他颗粒，由此形成交联结构，从而可得到增稠效果。因而，缔合型增稠剂形成使电子导电剂之间交联的交联结构。
在缔合型增稠剂中，作为亲水基，可列举为非离子性的亲水基、离子性的亲水基(阴离子性的亲水基、阳离子性的亲水基)。优选地，缔合型增稠剂是具有疏水基和非离子性的亲水基的非离子性的。若缔合型增稠剂是具有疏水基和非离子性的亲水基的非离子性的，则缔合型增稠剂的静电作用较小，因此可抑制由缔合型增稠剂的静电作用引起的乳液组合物中的氨基甲酸酯固化剂的分散性的降低。另外，在水性聚氨基甲酸酯树脂、氨基甲酸酯固化剂具有阴离子性的亲水基的情况下，能够抑制由水性聚氨基甲酸酯树脂与缔合型增稠剂的离子性相互作用或氨基甲酸酯固化剂与缔合型增稠剂的离子性相互作用引起的凝胶化。
作为缔合型增稠剂的亲水基，可列举为在水性聚氨基甲酸酯树脂中举例示出的亲水基。作为缔合型增稠剂的亲水基，特别优选为非离子性的聚氧化烯基。作为缔合型增稠剂的疏水基，可列举为烷基、苯基。其中，优选为烷基。烷基可以是直链、支链、环状中的任一种。烷基的碳原子数优选为4～30的范围内。在烷基中，从在水中的分散性等观点出发，特别优选为具有支链的烷基。
缔合型增稠剂优选为氨基甲酸酯系的缔合型增稠剂。即，优选为骨架为聚氨基甲酸酯的缔合型增稠剂。形成骨架的聚氨基甲酸酯的多元醇、聚异氰酸酯可列举为在水性聚氨基甲酸酯树脂中举例示出的多元醇、聚异氰酸酯。氨基甲酸酯系的缔合型增稠剂可以根据多元醇的种类而制成酯系、醚系、碳酸酯系等。在多元醇为聚醚多元醇的醚系的缔合型增稠剂中，聚醚多元醇的聚醚部分成为亲水基。作为氨基甲酸酯系的缔合型增稠剂，特别优选为醚系的缔合型增稠剂。另外，作为氨基甲酸酯系的缔合型增稠剂的聚异氰酸酯，从防止着色的观点出发，优选为脂肪族聚异氰酸酯(无黄变聚异氰酸酯)。
在乳液组合物中，以水性聚氨基甲酸酯树脂为100质量份计，缔合型增稠剂的含量优选为0.5～10质量份的范围内。更优选为1.0～8.0质量份的范围内，进一步优选为1.5～5.0质量份的范围内。
电子导电剂是为了表层16的导电性而配合的。电子导电剂优选具有阴离子性的表面官能团。作为这样的表面官能团，可列举为羧酸盐基(-COO-)、羟基(-OH)等。若电子导电剂具有阴离子性的表面官能团，则乳液组合物中的电子导电剂的分散稳定性优异。
在乳液组合物中，以水性聚氨基甲酸酯树脂为100质量份计，电子导电剂的含量优选为5.0～50质量份的范围内。更优选为10～25质量份的范围内。
乳液组合物可以在不对本发明造成影响的范围内含有表面改性剂。作为表面改性剂，可列举为氟系表面改性剂、硅酮系表面改性剂。另外，也可以包含用于形成表面粗糙度的粗糙度形成用颗粒。另外，也可以含有添加剂。作为添加剂，可列举为填充剂、稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、脱模剂、染料、颜料、阻燃剂等。
粗糙度形成用颗粒在表层16上形成表面凹凸。作为粗糙度形成用颗粒，可列举为树脂颗粒、二氧化硅颗粒等。作为树脂颗粒，可列举为氨基甲酸酯颗粒、硅酮颗粒、丙烯酸颗粒等。粗糙度形成用颗粒的平均粒径优选为3～50μm的范围内。粗糙度形成用颗粒的平均粒径可以使用激光衍射式粒度分布测定装置并通过中值粒径进行计算。
优选地，在表层16包含粗糙度形成用颗粒的情况下，在厚度方向上观察，表层16的包含粗糙度形成用颗粒的部位的线粗糙度Rz为5.0～15.0μm，表层16的不包含粗糙度形成用颗粒的部位的面粗糙度Sz与线粗糙度Sm之积Sz·Sm为7.5～250.0μm。若表层16的上述线粗糙度Rz以及上述面粗糙度Sz与上述线粗糙度Sm之积Sz·Sm在上述范围内，则抑制由泄露放电引起的图像弊病的效果更优异。另外，从该观点出发，表层16的上述线粗糙度Rz更优选为5.5～14.5μm，表层16的上述积Sz·Sm更优选为10～80μm。表层16的上述面粗糙度Sz是表示表面性状的粗糙度评价方法，依据ISO 25178进行测定。表层16的上述线粗糙度Rz依据JIS B0601进行测定。表层16的上述线粗糙度Sm是基于粗糙度形成用颗粒的凸部的平均间隔(μm)，依据JIS B0601进行测定。表层16的上述面粗糙度Sz与上述线粗糙度Sm的积Sz·线粗糙度Sm可以通过粗糙度形成用颗粒的平均粒径的大小、配合量等来进行调整。
在表层16中，粗糙度形成用颗粒的含量以表层16总量为基准(设为100质量％)优选为5～50质量％的范围内。更优选为10～35质量％的范围内。
氟系表面改性剂由具有含有氟的有机基团的化合物(具有含氟基团的化合物)构成。氟系表面改性剂出现在表层16的表面，由此抑制调色剂、调色剂外部添加剂等的附着，提高辊表面的防污性。氟系表面改性剂优选还具有羧基以及氨基。若氟系表面改性剂具有羧基以及氨基，则电阻均匀性提高。
氟系表面改性剂可以作为丙烯酸系聚合物而构成。丙烯酸系聚合物表示(甲基)丙烯酸酯的共聚物、(甲基)丙烯酰胺的共聚物、(甲基)丙烯酸酯与(甲基)丙烯酰胺的共聚物等。例如，通过使具有含有氟的有机基团的(甲基)丙烯酸酯与具有不含有氟的有机基团的(甲基)丙烯酸酯共聚，能够得到具有含有氟的有机基团的表面改性剂。另外，通过使具有含有氟的有机基团的(甲基)丙烯酸酯、具有不含有氟的有机基团的(甲基)丙烯酸酯、具有羧基的(甲基)丙烯酸酯和具有氨基的(甲基)丙烯酸酯共聚，能够得到具有含有氟的有机基团、羧基和氨基的表面改性剂。
上述丙烯酸系聚合物可以包含可共聚的非改性的(甲基)丙烯酸酯、非改性的(甲基)丙烯酰胺作为共聚成分。作为非改性的(甲基)丙烯酸酯，可列举为(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯等。作为(甲基)丙烯酸烷基酯，可列举为(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。作为(甲基)丙烯酸羟基烷基酯，可列举为(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯等。其中，从共聚反应性等观点出发，优选为(甲基)丙烯酸甲酯。
作为可共聚的非改性的(甲基)丙烯酰胺，可列举为(甲基)丙烯酰胺、烷基(甲基)丙烯酰胺、羟基烷基(甲基)丙烯酰胺等。作为烷基(甲基)丙烯酰胺，可列举为甲基(甲基)丙烯酰胺、乙基(甲基)丙烯酰胺、丙基(甲基)丙烯酰胺、丁基(甲基)丙烯酰胺、2-乙基己基(甲基)丙烯酰胺等。作为羟基烷基(甲基)丙烯酰胺，可列举为羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、羟基丙基(甲基)丙烯酰胺、羟基丁基(甲基)丙烯酰胺等。其中，从共聚反应性等观点出发，优选为甲基(甲基)丙烯酰胺。
作为含有氟的有机基团，可列举为碳原子数为1～20的氟烷基。氟烷基可以是烷基的全部的氢原子被氟原子取代的全氟烷基，也可以是烷基的一部分的氢原子被氟原子取代的氟烷基。其中，从容易偏向存在于表层16的表面等观点出发，优选为全氟烷基。
作为碳原子数为1～20的氟烷基，可列举为三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基、三氟乙基、五氟丙基、七氟丁基等。
具有含氟基团的(甲基)丙烯酸酯以及具有含氟基团的(甲基)丙烯酰胺例如可以如下述通式(1)所示。
[化1]
Figure BDA0003065046720000151
在式(1)中，A为O或NH，R1为氢或甲基，R2为碳原子数为1～20的氟烷基。
作为具有羧基的(甲基)丙烯酸酯，可列举为(甲基)丙烯酸等。作为具有氨基的(甲基)丙烯酸酯，可列举为二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯。作为具有氨基的(甲基)丙烯酰胺，可列举为二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺。
在氟系表面改性剂中，从氟系表面改性剂容易偏向存在于表层16的表面等观点出发，含氟基团的含量优选为0.01～60mol％的范围内。更优选为0.05～50mol％，进一步优选为0.1～30mol％。另外，在具有羧基以及氨基的氟系表面改性剂中，羧基以及氨基的含量优选为0.01～60mol％的范围内。更优选为0.05～50mol％，进一步优选为0.1～30mol％。各含量可以通过GC-MS分析、NMR分析等进行测定。
乳液组合物为水系涂料。水系涂料与有机系涂料相比干燥速度较慢。因此，在表层16的形成时在液体中产生对流，电子导电剂彼此的碰撞频率上升而容易发生凝集。若在表层16中电子导电剂发生凝集，则表层16的电阻均匀性变差。液体中的电子导电剂的对流例如可以通过配合增稠剂来抑制。另一方面，需要使所配合的增稠剂不会对水系涂料中的电子导电剂的分散机理造成影响。乳液组合物通过将所配合的增稠剂设为缔合型增稠剂，从而不会对电子导电剂的分散机理造成影响，并且发挥增稠作用，在表层16的形成时抑制电子导电剂的凝集，使得表层16的电阻均匀性优异。若所配合的增稠剂为非缔合型增稠剂，则由于电子导电剂的相互作用的影响，会对水系涂料中的电子导电剂的分散机理产生影响，无法充分抑制电子导电剂的凝集。
另外，在配合氟系表面改性剂的情况下，为了充分发挥氟系表面改性剂的功能，需要在乳液组合物的涂膜中使氟系表面改性剂渗出到表面。为此，为了将基于氨基甲酸酯固化剂的上述水性聚氨基甲酸酯树脂的固化调整为较慢，在氨基甲酸酯固化剂中，末端异氰酸酯基优选为被封端剂封端的封端异氰酸酯基。在该情况下，固化反应变慢，电子导电剂容易凝集，但通过使用缔合型增稠剂，即使在该情况下也能够抑制电子导电剂的凝集，从而满足均匀电阻性。
表层16的厚度没有特别限定，优选为0.1～50μm的范围内，更优选为0.1～30μm的范围内，进一步优选为0.3～20μm的范围内。表层16的厚度可以通过使用激光显微镜(例如KEYENCE制造，“VK-9510”等)对截面进行观察来进行测定。
表层16可以调整为规定的体积电阻率。表层16的体积电阻率适当设定为107～1014Ω·cm、108～1013Ω·cm、109～1012Ω·cm的范围等即可。体积电阻率可以依据JIS K6911进行测定。
导电性辊10例如可以通过如下方式制造。首先，将轴体12同轴地设置于辊成形模具的中空部，注入未交联的导电性橡胶组合物，进行加热、固化(交联)后，进行脱模，或者将未交联的导电性橡胶组合物挤出成形在轴体12的表面等，由此在轴体12的外周形成弹性体层14。接着，将表层16的形成用材料涂布于弹性层14的外周面，并根据需要实施热处理、交联处理等，由此能够形成导电性辊10。
轴体12只要具有导电性即可，没有特别限定。具体而言，能够举例示出为由铁、不锈钢、铝等金属制成的实心体、中空体构成的芯棒等。可以根据需要在轴体12的表面涂布粘接剂、底涂剂等。即，弹性体层14也可以经由粘接剂层(底涂剂层)粘接于轴体12。可以根据需要对粘接剂、底涂剂等进行导电化。
根据以上构成的导电性辊10，弹性体层14为低电阻且电阻均匀性优异，并且表层16的玻璃化转变温度较低，作为粘合剂的聚氨基甲酸酯树脂的结晶成分较少，因此能够抑制由泄露放电引起的图像弊病。另外，由于使用炭黑作为弹性体层14的导电剂，因此电阻的环境依赖性也得到抑制。
实施例
以下，使用实施例以及比较例对本发明进行详细说明。
<导电性橡胶组合物的制备>
以表1所示的配合组成(质量份)配合各成分，利用搅拌机进行搅拌、混合，制备弹性体层形成用的导电性橡胶组合物。所使用的材料如下所述。
·异戊二烯橡胶(IR)：JSR制造的“JSR IR2200”
·丁腈橡胶(NBR)：JSR制造的“N237H”
·丁二烯橡胶(BR)：JSR制造的“BR01”
·氯醇橡胶(ECO)：日本瑞翁制造的“Hydrin T3106”
·炭黑(CB)：电气化学工业制造的“DENKA BLACK”
·交联剂(过氧化物)：日油制造的“PERCUMYL D40”
<弹性体层的制作>
在具有φ9mm的圆筒状的成形腔的成形模具的中心轴上设置芯棒(直径为6mm)，向该成形模具内注入导电性橡胶组合物，在160℃下加热、交联30分钟，冷却、脱模，在芯棒的外周形成厚度为1.5mm的弹性体层。
<表层组合物的制备>
[实施例1～13、实施例15～16、比较例1～9]
用水对表1所记载的配比进行稀释使得固体成分浓度达到15质量％，制备乳液组合物。所使用的材料如下所述。
·水性醚系聚氨基甲酸酯：日华化学制造的“EVAFANOL HA-15”的固体成分
·水性碳酸酯系聚氨基甲酸酯：日华化学制造的“EVAFANOL HA-107C”的固体成分
·水性酯系聚氨基甲酸酯：日华化学制造的“X-7096”的固体成分
·水性氟树脂：AGC制造的“LUMIFLON FD1000”的固体成分
·炭黑(CB)：东海碳素制造的“Aqua Black 162”
·交联剂(异氰酸酯)：Baxenden制造的“Trixiene Aqua BI200”
·缔合型增稠剂：ADEKA制造的“Adeka NOL UH-756VF”
·粗糙度形成用颗粒：日本EXLAN工业制造的“TAFTIC AR750SSQ”(丙烯酸颗粒)
[实施例14]
用MEK对表1所记载的配比进行稀释使得固体成分浓度达到15质量％，通过珠磨机进行分散，由此制备涂料组合物。所使用的材料如下所述。
·非水性醚系聚氨基甲酸酯：日本Miractran制造的“Miractran E380”
·炭黑(CB)：电气化学工业制造的“DENKA BLACK”
·粗糙度形成用颗粒：日本EXLAN工业制造的“TAFTIC AR750SSQ”(丙烯酸颗粒)
<表层的制作>
将所制备的表层组合物(乳液组合物或涂料组合物)涂布于弹性体层的外周，风干30分钟后，利用PH烘箱在150℃下热处理30分钟。通过以上操作，形成表层。通过以上操作，制作导电性辊。
对于所制作的导电性辊的弹性体层，测量包含IR的相的面积比。另外，测定所制作的导电性辊的弹性体层的电阻值。另外，测定所制作的导电性辊的弹性体层的表面粗糙度Sa。另外，测定所制作的导电性辊的表层的玻璃化转变温度。另外，测定所制作的导电性辊的表层的包含粗糙度形成用颗粒的部位的线粗糙度Rz以及不含有粗糙度形成用颗粒的部位的面粗糙度Sz以及线粗糙度Sm，求出乘积Sz·Sm。然后，对所制作的导电性辊进行泄漏、环境依赖性、密接性、图像的各评价。
(面积比)
对弹性体层的任意的截面进行观察，将该截面中的任意的40μm×40μm的范围分割为64份，选择沿倾斜方向交叉排列的16个方格，分别测量各5μm×5μm见方内的第一橡胶相(包含IR的相)和第二橡胶相的面积比例，设为将16个方格中的14个方格以上(8.5成以上)相应的值。
(电阻值的测定)
使形成表层前的导电性辊的弹性体层线接触于金属棒上，在NN环境下(23℃50％RH)，在对导电性辊的轴体的两端分别施加300g的载荷的状态下驱动金属棒使其旋转，以30rpm带动导电性辊旋转，在从导电性辊的轴体的端部外加200V的直流电压的状态下，测定轴体与金属棒之间的电阻(1分钟)，由此求出导电性辊弹性体层的电阻值(Ω)。
(表面粗糙度Sa)
依据ISO 25178，在从导电性辊的表层的外周面的两端起分别朝向轴向内侧5mm的位置和轴向中央的三个位置，在各个位置的内周的任意三个点，使用激光显微镜(KEYENCE制造的“VKX-100”)进行测定，设为所测定的合计九个点(三个点×三个位置)的平均值。
(线粗糙度Rz)
依据JIS B0601，在从导电性辊的表层的外周面的两端起分别朝向轴向内侧5mm的位置和轴向中央的三个位置，在各个位置的内周的任意三个点，使用表面粗糙度计(东京精密公司制造的“SURFCOM 1400D”)进行测定，设为所测定的合计九个点(三个点×三个位置)的平均值。
(面粗糙度Rz)
依据ISO 25178，在从导电性辊的表层的外周面的两端起分别朝向轴向内侧5mm的位置和轴向中央的三个位置，在各个位置的内周的任意三个点，使用激光显微镜(KEYENCE制造的VKX-100)进行测定，设为所测定的合计九个点(三个点×三个位置)的平均值。
(线粗糙度Sm)
依据JIS B0601，在从导电性辊的表层的外周面的两端起分别朝向轴向内侧5mm的位置和轴向中央的三个位置，在各个位置的内周的任意三个点，使用表面粗糙度计(东京精密公司制造的“SURFCOM 1400D”)进行测定，设为所测定的合计九个点(三个点×三个位置)的平均值。
(玻璃化转变温度的测定)
将所制备的表层组合物(乳液组合物或涂料组合物)涂布在PET薄膜上，风干30分钟后，利用PH烘箱在150℃下热处理30分钟。之后，切取3.5×20mm的表层样品，通过动态粘弹性测定机，求出损耗角正切tanδ，将其极大峰时的温度作为玻璃化转变温度。
(泄露)
将所制作的导电性辊组装到HP公司制造的“CLJ4525dn”中，在15℃×10％RH(相对湿度)的低温低湿环境(LL环境)下输出半色调图像，根据该图像评价由带电辊(导电性辊)的轴向上的异常放电以及针孔泄露引起的图像弊病的发生状态。将未产生由带电辊(导电性辊)的轴向上的异常放电以及针孔泄漏引起的图像不均、或者图像不均的产生极其轻微且实际使用上没有问题的情况评价为“○”，将在图像的一部分或图像整体上产生上述图像不均而产生图像弊病的情况评价为“×”。
(环境依赖性)
通过与上述(电阻值的测定)同样的方法，分别在低温低湿条件下(15℃×10％RH)以及高温高湿条件下(32.5℃×85％RH)对弹性体层的电阻值进行测定。将所测定的电阻值换算为LOG，通过变动位数表示低温低湿条件下和高温高湿条件下的电阻值之差。此时，将变动位数为1.2位以下的情况评价为环境依赖性较小并记作“○”，将变动位数超过1.2位的情况评价为环境依赖性较大并记作“×”。
(密接性)
使用切割刀在各导电性辊的表层表面形成1cm见方的四边形状的切口部。接着，在该切口部分粘贴粘接胶带(寺冈制作所公司制造，“610S#50”)后，以0.45kgf的力将粘接胶带剥离。将切口部完全未剥离的情况和虽然在切口部的角部观察到剥离但其他部分未剥离的情况评价为密接性极其优异并记作“○”。将切口部整个面剥离的情况评价为密接性较差并记作“×”。
(图像)
将所制作的导电性辊组装到HP公司制造的“CLJ4525dn”中，在15℃×10％RH环境下实施图像输出。将产生了由异常放电引起的空白图像的情况评价为不良“×”，将没有空白图像的产生且没有由放电偏差引起的图像的粗糙(观察到由均匀放电化带来的画质的优化)的情况评价为良好“○”。
Figure BDA0003065046720000211
Figure BDA0003065046720000221
Figure BDA0003065046720000231
比较例1、比较例2的弹性体层的电阻值较低，无法抑制泄漏现象。在比较例3、比较例4中，弹性体层的橡胶仅为氯醇橡胶，弹性体层的基础橡胶容易受到环境变动的影响，电阻的环境依赖性较高。在比较例5、比较例6中，弹性体层的橡胶仅为异戊二烯橡胶，若弹性体层的炭黑量较少，则电荷容易积存而发生泄漏，若为了低电阻而增多弹性体层的炭黑量，则成为发生泄漏的原因。因此，无法抑制泄漏现象。在比较例3、比较例5、比较例7、比较例8中，表层不是由特定的聚氨基甲酸酯树脂构成，而是由结晶成分较多的氟树脂构成，因此无法抑制泄漏现象。在比较例9中，表层不是由特定的聚氨基甲酸酯树脂构成，而是由结晶成分较多的酯系聚氨基甲酸酯树脂构成，因此无法抑制泄漏现象。
与此相对地，根据实施例，弹性体层由含有异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶以外的橡胶和炭黑的导电性橡胶组合物构成，弹性体层相分离为含有异戊二烯橡胶的第一橡胶相和含有异戊二烯橡胶以外的橡胶的第二橡胶相，在弹性体层的任意的截面的5μm×5μm见方的范围内，第一橡胶相相对于第一橡胶相和第二橡胶相的合计的面积比例在10～90％的范围内，弹性体层的电阻值在1.0×103～1.0×106Ω的范围内，表层包含醚系聚氨基甲酸酯树脂以及碳酸酯系聚氨基甲酸酯树脂中的至少一种的聚氨基甲酸酯树脂的交联体和电子导电剂，并且表层的玻璃化转变温度在-10～-70℃的范围内，抑制了由泄漏放电引起的图像弊病，并且电阻的环境依赖性也很优异。
以上，对本发明的实施方式、实施例进行了说明，但本发明不受上述实施方式、实施例的任何限定，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改变。
附图标记说明
10：导电性辊；
12：轴体；
14：弹性体层；
16：表层。

Claims (8)

1.一种电子照相设备用导电性辊，其特征在于，所述电子照相设备用导电性辊具备轴体、形成于所述轴体的外周的弹性体层、以及形成于所述弹性体层的外周的表层，
所述弹性体层由含有异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶以外的橡胶以及炭黑的导电性橡胶组合物构成，
所述弹性体层相分离为含有所述异戊二烯橡胶的第一橡胶相、以及含有所述异戊二烯橡胶以外的橡胶的第二橡胶相，在所述弹性体层的任意的截面的5μm×5μm见方的范围内，所述第一橡胶相相对于所述第一橡胶相和所述第二橡胶相的合计的面积比例在10～90％的范围内，
所述弹性体层的电阻值在1.0×103～1.0×106Ω的范围内，
所述表层包含醚系聚氨基甲酸酯树脂以及碳酸酯系聚氨基甲酸酯树脂中的至少一种的聚氨基甲酸酯树脂的交联体和电子导电剂，并且，所述表层的玻璃化转变温度在-10～-70℃的范围内。
2.根据权利要求1所述的电子照相设备用导电性辊，其特征在于，所述表层的聚氨基甲酸酯树脂为水性聚氨基甲酸酯树脂。
3.根据权利要求1或2所述的电子照相设备用导电性辊，其特征在于，所述表层还含有缔合型增稠剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子照相设备用导电性辊，其特征在于，所述异戊二烯橡胶以外的橡胶为极性橡胶。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子照相设备用导电性辊，其特征在于，所述异戊二烯橡胶以外的橡胶为丙烯腈丁二烯橡胶。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电子照相设备用导电性辊，其特征在于，与所述第一橡胶相相比，所述炭黑偏向存在于所述第二橡胶相。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子照相设备用导电性辊，其特征在于，所述弹性体层的表面的面粗糙度Sa为0.05～1.6μm。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电子照相设备用导电性辊，其特征在于，所述表层包含粗糙度形成用颗粒，所述表层的包含所述粗糙度形成用颗粒的部位的线粗糙度Rz为5.0～15.0μm，所述表层的不包含所述粗糙度形成用颗粒的部位的面粗糙度Sz与线粗糙度Sm之积Sz·Sm为7.5～250。
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