CN1367408A - 导电辊及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了通过连续硫化处理由离子导电性聚合物的组合物制得导电辊的方法及利用该制造方法制得的导电辊。用挤压机对JIS K6300记载的未硫化橡胶的物理试验方法中的门尼焦烧试验中130.0℃±0.5℃时的焦烧时间T5值在1.5分钟以上20分钟以下、且100℃时的门尼粘度ML(1+4)在5以上95以下的离子导电性聚合物的组合物进行挤压,并进行连续的硫化处理。

Description

导电辊及其制造方法

技术领域

本发明涉及导电辊及其制造方法。更具体涉及能够有效用于复印机和打印机等的带电辊、显影辊、色粉供给辊、转印辊等的上述导电辊。

背景技术

用于复印机和打印机等的带电辊、显影辊、色粉供给辊、转印辊等都必须具备适当的稳定的电阻值。

以往，使上述辊筒具有导电性的方法包括采用在橡胶中混入了金属氧化物粉末和碳黑等导电性填充剂的电子导电性橡胶的方法；采用聚氨酯橡胶、丁腈橡胶(NBR)、表氯醇橡胶等离子导电性橡胶(聚合物)或含有季铵盐等离子导电材料的离子导电性聚合物的组合物的方法。

使用电子导电性橡胶时，由于导电性填充剂添加量的极小变化都会引发电阻剧烈变化，所以存在电阻值很难控制的问题。而且，由于橡胶中的导电性填充剂难以均匀分散，所以辊筒的圆周方向和宽度方向上的电阻值不均匀。

对橡胶组合物进行硫化处理的方法包括使用加压装置和硫化处理槽的间歇式或连续式硫化法。用间歇式硫化法进行硫化处理制造辊筒时，由于端部和中央部分会产生压力和热传递差，所以电阻值不均匀。

采用连续式硫化法的情况下，不会有因切去加压成形产生的毛边或一般的挤压处理和在硫化处理槽内进行处理时橡胶管两端翘起的部分而导致的橡胶浪费，另外能够缩短制造时间和减少人工费用，因此能够降低辊筒的制造成本，从这些方面考虑，此方法优于间歇式硫化法。

此外，硫化处理后，由于对每个辊筒都进行了剪切，所以基本上不会出现上述差别，这样就可缓解长度方向的电阻值的不均匀。

但是，对圆周方向的电阻值的不均匀依然无法改善。

此外，采用连续硫化法时，如果硫化时的热传递没有设法尽量达到均匀，则挤压后的硫化速度不一致，这样可能电阻值的不均匀程度反而大于间歇式硫化法。特别是在圆周方向上这种倾向更显著。

采用连续硫化法时，在挤压机的挤压筒内的半径方向上有非常大的剪切速度分布，这可能会影响电子导电性填充剂的分散。

而且，即使上述电阻值的不均匀有所缓解，在μm级的微小范围内依然存在电阻值的不均匀。此外，使用混入了导电性填充剂的电子导电性橡胶的导电辊，其电阻值与施加的电压有关，存在电阻值不固定的问题。特别是采用碳黑作为导电性填充剂时，这些倾向更明显。

由于使用了电子导电性橡胶的导电辊，不论是采用间歇式制法还是连续硫化处理法，都存在电阻值不均匀的问题，所以在数字化、彩色化等提高图像质量的技术日新月异的今天，希望用离子导电性橡胶替代电子导电性橡胶。

近年，随着图像质量的提高，色粉直径也越来越小。在微孔孔径较大的发泡辊筒中，色粉进入辊筒的微孔内不易去除，所以存在图像混乱的问题。因此，对于使用微细色粉的高画质复印机和打印机用辊筒，特别是色粉供给辊，要求更细的微孔。在制造发泡辊筒时，与间歇式方法相比，连续硫化处理法的优点是能够使发泡微孔的直径更小。

日本专利公开公报平7-239600号揭示了使用碳黑作为导电性填充剂以连续硫化法制得的导电性橡胶辊筒。

但是，单独使用表氯醇橡胶、环氧乙烷(EO)-环氧丙烷(PO)-烯丙基缩水甘油醚(AGE)共聚物等离子导电性橡胶时，大多数情况下的挤压加工性都较差，很难通过连续硫化法进行制造。即，一般单独使用表氯醇橡胶和EO-PO-AGE共聚物时，由于硫化处理过慢，所以会在传送带上发生热变形，不能够通过连续硫化法制得辊筒。

上述日本专利公开公报平7-239600号发明的详细说明中虽然记载了使用表氯醇橡胶和NBR的情况，但完全未揭示对这些橡胶进行连续硫化处理的实施例。

如上所述，以往的导电辊使用了不会因其中的导电性填充剂的不均匀而导致电阻值不均匀的离子导电性橡胶，但是问题在于很难采用经济上及效率上都有利的连续硫化法进行制造。

本发明者们进行认真研究后发现，通过优化橡胶的混合和连续硫化的制造步骤，可采用以往很难用于连续硫化法的离子导电性橡胶通过连续硫化处理法制得导电辊。

即，本发明是鉴于上述问题完成的发明，提供了由离子导电性橡胶利用连续硫化法制得导电辊的方法及利用该方法制得的导电辊。

发明的内容

为了解决上述问题，本发明提供了导电辊的制造方法，该辊筒具有至少一部分导电性由离子导电性聚合物的组合物赋予的至少一层导电层，该制造方法的特征是，用挤压机对JIS K6300记载的未硫化橡胶物理试验方法中的门尼焦烧(Mooney scorch)试验中130.0℃±0.5℃时的焦烧时间T5值在1.5分钟以上20分钟以下、且100℃时的门尼粘度ML(1+4)在5以上95以下的上述离子导电性聚合物的组合物进行连续挤压，并利用连续硫化装置进行硫化处理，形成前述导电层。

上述离子导电性聚合物的组合物还可混入导电性填充剂。这种情况下，导电性包括离子导电性聚合物的离子导电和混入的导电性填充剂的电子导电，离子导电的电导率σi和电子导电的电导率σe之比σi/σe≥0.01。

具有至少一层其至少部分所述导电性由离子导电性聚合物的组合物赋予的导电层的导电辊包括整个导电辊都由离子导电性聚合物赋予导电性的导电性橡胶组合物构成的导电辊以及由不同组成的多层构成的导电辊，而由不同组成的多层构成的导电辊中的至少一层由至少部分导电性由离子导电性聚合物的组合物赋予的导电性橡胶组合物构成，其他层则由离子导电性聚合物赋予导电性的导电层以外的橡胶等构成。

例如，本发明的导电辊包括导电辊的外层由至少部分导电性由离子导电性聚合物的组合物赋予的导电性橡胶组合物构成、内层由离子导电性聚合物的组合物赋予导电性的导电层以外的橡胶等构成的双层导电辊，以及与上述相反的外层由离子导电性聚合物赋予导电性的导电层以外的橡胶等构成、内层由至少部分导电性由离子导电性聚合物的组合物赋予的导电性橡胶组合物构成的双层导电辊。此外，还包括三层的导电辊，该辊筒中只有中间的一层由至少部分导电性由离子导电性聚合物的组合物赋予的导电性橡胶组合物构成。

上述JIS K6300记载的未硫化橡胶的物理试验方法中的门尼焦烧试验中，130.0℃±0.5℃时的焦烧时间T5(分钟)值在1.5以上20以下是因为，如果小于1.5，则由于硫化处理过快，因此橡胶在挤压机内焦烧，不能制造，或从混合到连续挤压的过程中慢慢进行硫化处理，同样会引发橡胶焦烧。另一方面，如果超过20，则在连续硫化过程中使初期的一定程度的硫化处理一下子进行，导致不能够采用输送机或辊道传送。

通过在离子导电性聚合物中使用硫黄和特定的促进剂，能够获得具有适用于连续硫化处理的焦烧时间的导电性聚合物的组合物。

上述特定的硫化系的例子包括硫黄/二硫化二苯并噻唑/一硫化四甲基秋兰姆或硫黄/2-巯基苯并噻唑/一硫化四甲基秋兰姆的硫化系，添加了硫黄和二硫化二苯并噻唑或2-巯基苯并噻唑的硫化系能够有效使各离子导电性聚合物发生共聚，减少对感光体的污染，因此非常合适。

此外，过氧化物和二次硫化组合虽然能够减少污染，但不利于降低电阻值。

上述特定的硫化系中，通过使硫化过程在封闭情况下进行，不仅能够防止渗出和污染感光体，还不太会影响聚合物的分子运动，所以能够获得具有更低电阻值的辊筒，还能够获得压力永久变形等力学物性良好的硫化橡胶组合物。

此外，上述100℃时的门尼粘度ML(1+4)在5以上95以下是为了确保挤压性和连续硫化时的操作性，其理由详述如下。

即，如果小于5，则挤压后到进入微波硫化(以下简称为UHF)区域这段时间内形状会被破坏，不能够获得挤压硫化管。如果超过95，则从挤压机出来时的挤压表面状况变差，不能够获得具有良好表面状况的挤压硫化管。通过提高挤压机的温度，虽然可在一定程度上改善挤压表面状况，但会出现橡胶焦烧的问题。

此外，由于本发明的连续硫化处理需要焦烧时间较短的聚合物的组合物，所以在上述值大于95的情况下，即使挤压机温度上升至极限，也难以确保挤压成形性。而且，这种门尼粘度较高的聚合物的组合物，例如，即使表面状况变差也可以，但作为硫化橡胶的硬度过高，不适合作为导电辊使用。

为了将粘度控制在上述特定范围内，采用调整聚合条件后制得的具有必要粘度的离子导电性聚合物(例如，表氯醇橡胶)。或者，添加碳酸钙等填充剂以调整粘度。

上述连续硫化过程中，挤压的辊筒最好在UHF区域、各HAV区域内部或/及区域间慢慢扭转最终至少旋转1/2转以上。

虽然转速越快越利于均匀硫化，但若增加旋速，则必须使旋转更快，混合物在设定温度下旋转时，挤压管可能变形。因此，最好在不使管子变形的范围内增加旋速。

经过上述旋转后，可减少辊筒圆周方向的硫化密度的不均匀，获得物理特性非常均匀、良好的辊筒。此外，随着不均匀的硫化处理，未完全结束硫化的UHF区域和HAV区域的入口附近应力集中，出现挤压管扭曲和断裂的问题，或者粘在输送机上无法运送。为了防止上述现象的出现，需要采用更多样的混合物来通过连续硫化处理制造辊筒。

上述连续硫化处理中，最好在挤压后通过UHF(微波硫化)进行硫化处理，然后用HAV加热进一步进行硫化处理。特别好的是挤压后马上用UHF在硫化处理初期一下子使硫化处理进行到一定程度，及时调整尺寸和形状，如果为发泡辊筒，则用调整发泡状态。

此外，介电常数越大、即一般极性越大的聚合物，其发热效率越好，所以UHF非常适用于离子导电性聚合物(橡胶)的加热。

另一方面，进行HAV(热风硫化处理)时需要可承受张力的载体，所以最初HAV并不适合用于硫化处理。采用液体浸渍硫化法(LCM)时，熔融的金属盐和高沸点的液体等热介质成为杂质残留在辊筒中，不太理想。

在UHF后通过HAV进行硫化处理，不仅能够完成仅用UHF不可能实现的完全硫化，还可分解杂质，获得感光体污染和渗出情况都较少的导电辊。此外，由于HAV的热效率优于UHF，所以硫化处理进行到“一定程度”后，通过HAV进行硫化处理还可节省能源。

上述“一定程度”表示JIS K6300记载的利用振动式硫化试验器进行硫化试验时求得的硫化曲线中，力矩的上升达到完全硫化时的5％以上95％以下的情况。

本发明中，作为离子导电性聚合物可使用表氯醇橡胶、EO-PO-AGE共聚物、NBR等和它们的混合物等，以及具有C＝C的聚合物群，但为了改善环境对电阻值的影响，在完全不会影响离子导电性的前提下，还可添加碳黑等电子导电性导电剂。

上述碳黑等电子导电性导电剂的添加量因混入的电子导电性导电剂的种类及混入导电剂的聚合物而异，一般对应于100重量份聚合物的组合物，其添加量在100重量份以下。

采用本发明的导电辊的制造方法能够减少制得的导电辊的电阻值的不均匀，且能够减少辊筒的制造成本和制造时间。此外，制造发泡辊筒时，由于发泡微孔的直径相当小，所以使上述良好特性得到发挥，适合作为打印机、静电式复印机、传真机、ATM等的导电性橡胶辊使用。

因此，本发明还提供了利用上述本发明的导电辊的制造方法制得的导电辊。

本发明导电辊的离子导电性聚合物的组合物按照常规方法混合及混炼。即，利用开放式辊筒和密闭式混炼机等，在20℃～160℃下混炼1分钟～30分钟，将由混炼物制得的带状橡胶送入挤压—连续硫化生产线的挤压机中，挤压并进行连续硫化处理后，剪切获得的硫化橡胶管。然后，在剪切的管子内插入涂布了热融粘合剂的金属制芯材，加热粘合后，根据需要研磨表面达到目标尺寸。

也可以在用挤压机连续硫化生产并挤压时，一边插入金属芯棒一边在连续硫化生产线上进行挤压处理。

上述导电辊的硬度以下述阿斯卡(ァスカ-)C硬度在20度以上80度以下为宜，更好是在25度以上75度以下。在上述范围内，橡胶辊即使以较小的压紧力压紧纸张和薄膜，橡胶辊都会充分变形，这样就能够在辊筒和纸张或薄膜间获得较大的接触面积。

对附图的简单说明

图1为本发明的导电辊的制造步骤说明图。

图2的(A)和(B)为图1的部分放大立体图。

图3为本发明的导电辊的简图。

图4为导电辊的辊筒电阻值/外周不均匀的测定方法说明图。

图中，1表示导电性橡胶辊，2表示轴芯，10表示挤压机，11表示UHF区域，12、13、14、15和16表示HAV区域。

发明的实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。

本实施方式的导电辊1如图3所示，至少部分导电性由离子导电性聚合物的组合物赋予的橡胶组合物成形为圆筒状辊筒后，在其中空部位压入轴芯2或两者用粘合剂粘合固定。即，整个导电辊是至少部分导电性由离子导电性聚合物的组合物赋予的导电层。

上述导电辊是在JIS K6300记载的未硫化橡胶物理试验方法中的门尼焦烧试验中130.0℃±0.5℃时的焦烧时间T5值在1.5分钟以上20分钟以下、且100℃时的门尼粘度ML(1+4)在5以上95以下的离子导电性聚合物的组合物，通过挤压机连续挤压后，再连续进行硫化处理而制得的。

图1所示为导电辊的连续硫化制造装置。其中的10表示挤压机，11表示UHF(微波硫化)区域，12、13、14、15和16表示HAV(热风硫化)区域，17表示牵引机，18表示冷却水槽，19表示卷绕装置，20表示自动切割机。上述挤压机10到卷绕装置19通过输送机30连在一起，从挤压机10挤压出来的橡胶管G被连续运送，本实施方式的制造流水线全长为45m。

利用密闭式混炼机或开放式辊筒等混合橡胶组合物后，将连续的带状体用搬运车A供给上述挤压机10。

上述HAV区域12～16中，仅最初的HAV区域12利用辊道输送机运送橡胶管，其他HAV区域13～16都为带式输送机。UHF区域11和HAV区域12间S1、相邻的HAV区域间S2为辊道输送机，这些输送机是相连的。

详细情况如图2所示，区域间的辊道输送机的辊道50的轴线L1设置成与橡胶管G的运送方向的轴线L2的垂直方向L3偏离所要角度θ而旋转，橡胶管G沿所要角度扭转。橡胶管G按照规定速度通过输送机的驱动和该输送机宽度方向的两侧设置的导辊51和52的旋转前进。

UHF11区域的辊道输送机的各辊道也可如上配置，橡胶管也可以扭转，HAV区域13～16内的输送机也可用辊道输送机，通过它们的辊道使橡胶管慢慢扭曲。

各HAV区域12～16的长度如图所示。本实施方式中，依次设定为6m、4m、4m、8m和8m。UHF区域11和HAV区域12间的S1、相连的HAV区域12～16间的S2的长度为0.1m～0.5m左右。

冷却水槽18中使用与带式输送机相连的网输送机，使经过硫化处理的橡胶管在运送的过程中浸泡在水槽内。

上述制造装置中，通过挤压机10混炼的橡胶组合物被挤压成所需要的管状，从该挤压机10中刚出来后用UHF11一下子对其进行一定程度的硫化处理，然后，依次运送到HAV区域12～16，在最后的HAV16中完成硫化处理。

在通过上述UHF区域11和HAV区域12～16的各区域的同时连续地进行硫化处理时，利用UHF区域11和HAV区域12间的S1、相邻的HAV间的S2或UHF区域11内和HAV内的辊道输送机的导辊，一点一点使运送的橡胶管扭曲，最终使其旋转1/2转以上。

硫化处理后用卷绕机19卷绕，按照规定尺寸用自动切割机20切割，获得规定形状的辊筒。将进行切割获得的橡胶管内插入涂布了热融粘合剂的金属制芯材，加热粘合后，根据需要研磨表面制得导电辊。

实施例

如以下表1所示，实施例1～3及比较例1～5中，用密闭式混炼机或密闭式混炼机和开放式辊筒，在40℃～120℃的温度下对表中记载的各原料混炼2分钟～20分钟。

详细情况是，在焦烧时间较长的情况下，采用密闭式混炼机进行混炼。在焦烧时间较短的情况下，用密闭式混炼机混炼后，混入硫化剂和促进剂再用开放式辊筒进行混炼。

将从混炼机中出来的带状橡胶送入图1所示挤压—连续硫化流水线的挤压机10。

挤压机10使用φ90的挤压筒，转速为45～50rpm，挤压筒温度设定为50℃。挤压在抽真空下进行。模具的外径为12mm，内径为4mm，挤压出管状挤压物。

UHF11为5.0m/分钟，3.5kW，出口的材料表面温度为130℃～150℃。HAV区域12～16在210℃的热空气下进行硫化处理，管子的表面温度为170℃～180℃。HAV区域12～16的5个区域合计为30m，在连续硫化处理时，橡胶管在区域间通过导辊仅少量扭曲，最终旋转2圈。

挤压出硫化橡胶管后，用自动切割机20切割。然后，在经过切割的管子内插入涂布了热融粘合剂的金属制芯材，对其加热粘合后，根据需要进行表面研磨。

这样就能够获得目标尺寸是外径φ15、内径(轴径)φ6、轴向长度为220mm的导电辊。

                                                  表1

	配合试剂	通用名/化合物名	制造商	实施例1	实施例2	实施例3
							聚合物	エピクロマ-CG102	GECO	ダイソ-	47.5	100	25
HydrinC	ECO	Zeon化学公司
						ZSN8030		EO-PO-AGE三元共聚物	日本ゼオン	47.5
ニッポ-ル DN223	NBR	日本ゼオン	5
						ニッポ-ル 401LL		NBR	日本ゼオン			50
ネオプレン WRT	CR	杜邦道尔弹性体
						EPT4045		EPDM	三井石油化学			25
エスプレ ン505A	EPDM	住友化学
						色粉		DOS	癸二酸二辛酯	三建化工
填充剂	MA100B	碳黑	三菱化学
						デンカブラック		碳黑	电气化学工业	2	2	20
	シ-スト3	碳黑	东海碳黑
						轻质碳酸钙		碳酸钙	丸尾钙	25	50
	DHT-4A-2	水滑石	协和化学	1.5	3		0.75
						四氧化三铅		Pb3O4	铅市化学
	助剂	氧化锌2种	锌白	东邦锌	5		5						5
硬脂酸4931						硬脂酸		ユニケマオ-ストラリァ	1	1	1
		硫化系	硫黄粉末	硫黄	鹤见化学		1.5					1.5	1.5
DCP	过氧化二异丙苯					日本油脂
			ノクセラ-CZ	N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺	大内新兴化学工业
ノクセラ-M	2-巯基苯并噻唑					大内新兴化学工业			2
			ノクセラ-DM	二硫化二苯并噻唑	大内新兴化学工业		1.5					1.5
ノクセラ-TS	一硫化四甲基秋兰姆					大内新兴化学工业		0.5	1	0.5
			ノクセラ-BZ	二丁基二硫氨基甲酸锌	大内新兴化学工业
ァクセル22-S	亚乙基硫脲					川口化学工业
			发泡系	ビニホ-ルAC#R	偶氮甲酰胺		永和化学工业				7		7.5
ビニホ-ルAC#3	偶氮甲酰胺	永和化学工业
				セルペ-スト101	尿素系化合物		永和化学工业			1.75		2.5
辊筒形态/导电机构						发泡/离子		固体/离子	发泡/混合
				ML(1+4)100℃						44	40	25
130.0℃±0.5℃时的T5(分钟)								19.2	4.4				7.8
				连续硫化加工性						变形稍严重，但能连续硫化	良好	良好
辊筒电阻值1ogR[Ω](23℃，湿度55％，1000V)								5.4	6.8				7.4
				辊筒电阻值圆周方向不均匀性(最大电阻值/最小电阻值)						1.10	1.05	1.16
辊筒硬度阿斯卡C硬度，500g载荷(固体辊筒为1000g载荷)时)								41	70				50

                                                 表2

	配合试剂	通用名/化合物名	制造商	比较例1	比较例2	比较例3	比较例4	比较例5
									聚合物	エピクロマ-CG102	GECO	ダ イ ソ-	100	100
HydrinC	ECO	Zeon化学公司				100
								ZSN8030		EO-PO-AGE三元共聚物	日本ゼオン
ニッポ-ルDN223	NBR	日本ゼオン
								ニッポ-ル401LL		NBR	日本ゼオン			100		70
ネオプレンWRT	CR	杜邦道尔弹性体
								EPT4045		EPDM	三井石油化学
エスプレン505A	EPDM	住友化学					30
								色粉		DOS	癸二酸二辛酯	三建化工			50
填充剂	MA100B	碳黑	三菱化学
								デンカブラック		碳黑	电气化学工业	2	2	2	2
	シ-スト3	碳黑	东海碳黑						30
								轻质碳酸钙		碳酸钙	丸尾钙	25	50	20
	DHT-4A-2	水滑石	协和化学	3	3
								四氧化三铅		Pb3O4	铅市化学				5
	助剂	氧化锌2种	锌白	东邦锌	5	5	5										5
硬脂酸4931								硬脂酸		ユニケマオ-ストラリ ァ	1	1	1	1	1
		硫化系	硫黄粉末	硫黄	鹤见化学	1.5	1.5		1.5								1.5
DCP	过氧化二异丙苯							日本油脂						2
			ノクセラ-CZ	N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺	大内新兴化学工业											1
ノクセラ-M	2-巯基苯并噻唑							大内新兴化学工业			1.5
			ノクセラ-DM	二硫化二苯并噻唑	大内新兴化学工业	1.5			1.5							1
ノクセラ-TS	一硫化四甲基秋兰姆							大内新兴化学工业		0.5		0.5
			ノクセラ-BZ	二丁基二硫氨基甲酸锌	大内新兴化学工业		1
ァクセル22-S	业乙基硫脲							川口化学工业					1.4

发泡系	ビニホ-ルAC#R	偶氮甲酰胺	永和化学工业	7
									ビニホ-ル AC#3	偶氮甲酰胺	永和化学工业					7.5
	セルペ-スト101	尿素系化合物	永和化学工业	1.75				7.5
									辊筒形态/导电机构				发泡/离子	固体/离子	固体/离子	固体/离子	发泡/电子
ML(1+4)100℃				44	不能测定	4	98	39
									130.0℃±0.5℃时的T5(分钟)				21.9	1.4	85.2	7.1	17.0
连续硫化加工性				输送机上发生变形不能硫化	在挤压机内焦烧	从挤压机出来到进入UHF时橡胶变形	挤压不良，不能制造	良好
									辊筒电阻值logR[Ω](23℃，湿度55％，1000V)				-	-	-		7.1
辊筒电阻值圆周方向不均匀性(最大电阻值/最小电阻值)				-	-	-		1.42
									辊筒硬度(阿斯卡C硬度，500g载荷(固体辊筒为1000g载荷)时)				-	-	-		27

表中的上段各原料的配比数值单位是以聚合物合计为100时的重量份。

实施例1～实施例3

实施例1～实施例3是用挤压机对上述T5(分钟)值为4.4～19.2、在1.5以上20以下的范围内且上述门尼粘度为25～44、在5以上95以下的范围内的离子导电性聚合物的组合物挤压的同时连续地进行硫化处理而制得的本发明的导电辊。

实施例1及3是混入了发泡剂的发泡辊筒，实施例2为固态辊筒。

实施例1及2中，对应于100重量份离子导电性聚合物，分别混入了2重量份的デンカブラック(碳黑)组成的导电性填充剂。实施例3中，对应于100重量份离子导电性聚合物，混入了20重量份デンカブラック。

此外，上述碳黑组成的导电性填充剂的混合量是利用离子导电赋予至少部分导电性的范围内的量，不是达到完全决定性地进行电子导电的混合量。

比较例1～比较例4虽然使用了离子导电性聚合物的组合物，但上述T5(分钟)值在1.5以上20以下的范围之外，或者，上述门尼粘度也在5以上95以下的范围之外。比较例5为使用了电子导电性聚合物的组合物的例子。

上述实施例1～实施例3、比较例1～比较例5的导电辊的以下各项目的试验如下所述。

[门尼焦烧试验及门尼粘度试验]

按照JIS K6300记载的未硫化橡胶的物理试验方法中的门尼焦烧试验及门尼粘合试验的说明进行。这里T5(分钟)值的测定在130.0℃±0.5℃的温度下进行。

[辊筒电阻/圆周方向不均匀性的测定方法]

如图4所示，将插入了金属芯棒2的导电性橡胶辊1放置在氧化铝辊筒3上相互接触，与电源4的+端相连的内部电阻r(10kΩ)的导线前端与氧化铝辊筒3的一个端面相连，同时与电源4的一端相连的导线前端与导电性橡胶辊1的另一端面相连，这样进行测定。

检测出上述电线的内部电阻r上所加的电压值，作为检测电压V。

该装置中，设外加电压为E，则辊筒电阻R是R＝r×E/(V-r)，假设其中的“-r”项非常小，则R＝r×E/V。

在金属芯棒2的两端分别施加500g的载荷F，以30rpm旋转的状态，4秒内测定在外加1kV的电压E时的100个检测电压V，由上式算出R。算出的100个R的平均值为辊筒的电阻值R。此外，电阻值的最大和最小值之比(最大电阻值/最小电阻值)为圆周方向不均匀性。此外，上式测定在温度为23℃、相对湿度为55％的恒温恒湿条件下进行。

[辊筒硬度的测定方法]

使用高分子计器株式会社制橡胶硬度计SRISO101型，测定载荷500g(固态辊筒采用1000g)时的硬度(阿斯卡C硬度)。

上述试验结果及连续硫化处理时的加工性结果记载于表1和2的下段。

如表1所示，实施例1～实施例3的导电辊中只有实施例1的变形稍微较厉害，但完全能够进行连续地硫化处理。特别是实施例2和3能够进行良好的连续硫化处理。

上述电阻值R的常用对数值是，实施例1～实施例3的导电辊为5.4～7.4，完全能够实用。上述圆周方向不均匀性为1.05～1.10，非常小，这说明电阻值的差别非常小，很理想。

此外，实施例1～实施例3的导电辊中，作为发泡辊筒的实施例1及实施例3的上述硬度分别为41和50，作为固态辊筒的实施例2的硬度为70，都完全能够实用。

在采用前述图1所示的装置的前述步骤中，以约8m/分钟的速度制得各实施例的辊筒用橡胶管，采用间歇式硫化法也能够有效制得橡胶管，生产性也可提高。

实施例1及3的发泡体的气泡比相同的组合物利用硫化槽进行硫化处理而获得的发泡体的气泡细，因此，色粉的污染较少，得到的图像清晰。

比较例1～比较例4中，对离子导电性聚合物的组合物进行连续硫化处理后不能够制得辊筒。详细情况是，比较例1在输送机上发生变形，不能进行硫化处理。比较例2是在挤压机内发生了橡胶焦烧。比较例3是从挤压机出来后到UHF前橡胶变形。比较例4是挤压后挤压表面状况不佳，无法进行制造。

与上述情况不同，采用对电子导电性聚合物的组合物进行连续硫化处理制得辊筒的传统方法即比较例5中，虽然能够制得性能良好的辊筒，但由于使用了电子导电性聚合物，所以辊筒电阻值的圆周方向不均匀性为1.42，较大，不如实施例1～3的辊筒。

如上所述，由于本发明利用挤压机对JIS K6300记载的未硫化橡胶的物理试验方法中的门尼焦烧试验中130.0℃±0.5℃时的焦烧时间T5值在1.5分钟以上20分钟以下、且100℃时的门尼粘度ML(1+4)在5以上95以下的离子导电性聚合物的组合物进行挤压，并进行连续的硫化处理，因此可以以低于以往的成本和更短的时间制得能够很好地控制电阻值不均匀的导电辊。

所以，利用本发明的方法能够以低于以往的成本高效制得能够适应近年的数字化、彩色化等高图像质量的离子导电性的导电辊。本发明的导电辊适用于数字用、彩色用、高画质用激光打印机、复印机、传真机等办公设备中的电子摄影装置的导电性部件使用的导电辊。

Claims (6)

1.导电辊的制造方法，所述辊筒具有至少一部分导电性由离子导电性聚合物的组合物赋予的至少一层导电层，其特征在于，用挤压机对JIS K6300记载的未硫化橡胶的物理试验方法中的门尼焦烧试验中130.0℃±0.5℃时的焦烧时间T5值在1.5分钟以上20分钟以下、且100℃时的门尼粘度ML(1+4)在5以上95以下的上述离子导电性聚合物的组合物进行连续挤压，并利用连续硫化装置进行硫化处理，形成前述导电层。

2.如权利要求1所述的导电辊的制造方法，其特征还在于，从上述挤压机连续挤压出的管子在连续硫化的过程中慢慢扭转，最终至少旋转1/2转以上。

3.如权利要求1或2所述的导电辊的制造方法，其特征还在于，从挤压机挤压出来后，进行微波硫化处理，然后再进行热风硫化处理。

4.导电辊，由权利要求1所述的方法制得，具有至少一部分导电性由离子导电性聚合物的组合物赋予的至少一层导电层。

5.导电辊，由权利要求3所述的方法制得，具有至少一部分导电性由离子导电性聚合物的组合物赋予的至少一层导电层。

6.如权利要求4所述的导电辊，所述导电辊的硬度以阿斯卡(ァスカ-)C硬度在20度以上80度以下。

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