CN1459675A - 一种激光打印机用的充电辊及其制造方法 - Google Patents

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刘义波
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Abstract

本发明涉及一种激光打印机用的充电辊及制造工艺，充电辊由金属芯外周表面上粘合剂层粘接低硬度导电硅橡胶弹性层，所述的低硬度导电硅橡胶弹性层外周表面上粘合剂层粘接导电氟涂料保护层；所述的低硬度导电硅橡胶弹性层选用100重量份分子量为50－60万的硅橡胶，以15重量份白炭黑补强，用0.6－0.8重量份2，5－二甲基2，5双(叔丁基过氧基)己烷交联，混炼成混炼胶；将100重量份的混炼胶，加上8－9％重量份的导电炭墨，6－10重量份的石墨炼制成低硬度导电硅橡胶弹性层材料，电阻值控制在106.7－107.4Ωcm。本发明解决了硅橡胶导电弹性层变软并降解的问题，同时大大降低了产品成本。

Description

一种激光打印机用的充电辊及其制造方法
技术领域
本发明涉及激光打印机用的充电辊及其制造方法。
背景技术
现有的激光打印机的充电辊是通过在金属芯轴周围表面上形成一层低硬度的硅橡胶涂层，然后用氟碳树脂涂层涂布此外层，此类氟碳树脂涂布的充电辊要求有优异的耐热性，因为它们在超过200℃的高温下用于固定调色剂，因为底层部分的硅橡胶因氟碳树脂涂层避免其与空气接触，这趋于产生解聚，导至硬度降低，产生不均匀硬度和其它的问题，此外，当在辊表面上提供氟碳树脂涂层的方法基于涉及涂布氟碳树脂胶乳并在高温烘烤的方法时，由于烘烤步骤期间温度高达220-350℃，因此底层硅橡胶变软并降解。当此类硅橡胶用于氟碳树脂涂布的固定辊时，在过纸耐久测试期间，调色剂残留物粘附在充电辊的表面上，或辊表面的氟材料涂层起皱。
中国专利00137398.6“用于固定辊的液态硅橡胶组合物和氟碳树脂涂布的固定辊”公开了一种液态硅橡胶组合物采用铂催化剂固化产品形成硅橡胶层，固定辊包括其上具有固化的硅橡胶层和在硅橡胶层外周表面上的氟碳树脂层的轴，该固定辊解决了现有的充电辊在高温下底层硅橡胶变软并降解的问题。但是，液态硅橡胶组合物采用铂催化剂固化产品成本十分昂贵。
发明内容
本发明目的是提供一种激光打印机用的充电辊，解决了硅橡胶导电弹性层变软并降解的问题，它的导电弹性层具有均匀的体积电阻率，其用在图像形成设备时具有均匀的表面电荷，该充电辊的性能进一步提高，同时大大降低了产品成本；本发明的另一个目的是提供这种充电辊的制造方法。
一种激光打印机用的充电辊，包括金属芯、硅橡胶层，其特征在于：所述的金属芯外周表面上粘合剂层粘接低硬度导电硅橡胶弹性层，所述的低硬度导电硅橡胶弹性层外周表面上粘合剂层粘接导电氟涂料保护层。所述的低硬度导电硅橡胶弹性层选用100重量份分子量为50-60万的硅橡胶，以15重量份白炭黑补强，用0.6-0.8重量份2，5-二甲基2，5双(叔丁基过氧基)己烷交联，混炼成混炼胶；将100重量份的混炼胶，加上8-9％重量份的导电炭墨，6-10重量份的石墨炼制成低硬度导电硅橡胶弹性层材料，电阻值控制在106.7-107.4Ω.cm。
所述的导电氟涂料保护层是三氟氯乙烯/乙烯基醚聚合树脂溶于甲基异丁基酮和二甲苯溶液添加导电材料，经研磨或球磨与1，6-六亚甲基二异氰酸脂反应而成，其厚度为30-40μm。
所述的低硬度导电硅橡弹性层外周表面上粘合层与导电氟涂料保护层之间加一层导电氯醇橡胶层。
本发明还提供了如上述的激光打印机用的充电辊的制备方法，包括如下材料的制备过程和充电辊的成型：
①低硬度导电硅橡胶弹性层用材料的制备：
选用100重量份分子量为50-60万的硅橡胶，以15重量份白炭黑补强，用0.6-0.8重量份2，5-二甲基2，5双(叔丁基过氧基)己烷交联，混炼成混炼胶；
将100重量份的混炼胶，加上8-9％重量份的导电炭墨，6-10重量份的石墨炼制成低硬度导电硅橡胶弹性层材料，电阻值控制在106.7-107.4Ωcm；
②导电氯醇橡胶层用材料的制备：
选用100重量份的分子量为5万-30万的氯醇橡胶添加9±0.5重量份炭黑，混炼溶于二甲苯经球磨或研磨120小时后制成导电氯醇橡胶层用材料，其电阻控制在106.8-107.5Ωcm；
③导电氟涂料保护层的制备：
将含固量30-35重量份的分子量大于1万的三氟氯乙烯/乙烯基醚聚合树脂溶于65-70重量份容积比为1∶1的甲基异丁基酮和二甲苯的溶液中，添加2.4-2.6重量份的导电炭黑，经过120小时的球磨或研磨，然后用六亚甲基二乙氰酸脂在120℃下固化，厚度在30-40μm，电阻值控制在107.2-108.0Ωcm；
④粘合剂材料的制备：
克姆洛克608粘合剂用无水乙醇稀释，克姆洛克608粘合剂∶无水乙醇容积比为1∶15；
⑤导电辊的成型：
以注射挤压成型硫化或模压成型硫化，将低硬度导电硅橡胶弹性层结合在已涂粘合剂层的金属芯上；磨削，弹性层的直径控制在11.7-11.8mm；弹性层的电阻控制在106.7-107.4Ωcm；在弹性层外周表面上涮涂粘合剂层；在粘合剂层上喷涂导电氟涂料保护层；产品的电阻值为107-108Ωcm。
弹性层的电阻略偏离106.7-107.4Ωcm，如个别点的电阻值在106.4Ωcm时，在弹性层涮粘合剂层上与导电氟涂料保护层间增喷一层氯醇橡胶层，以达到一定范围内电阻值的扶正微调，以保证产品的电阻值在107-108Ωcm。
与现有的充电辊对比，本发明具有如下实质性特点和显著的进步：
1.本发明的低硬度导电硅橡胶层采用2，5-二甲基2，5双(叔丁基过氧基)己烷交联，以注射挤压成型硫化或模压成型硫化，在高温时，硅橡胶导电弹性层不会变软或降解。固化时未采用贵金属铂，大大降低了产品的成本；
2.本发明的充电辊使用时表面电压为600V、800V，弹性适中，与感光鼓咬合良好；
3.本发明的充电辊使用寿命长达10000-15000张以上。
4.用于激光打印机时，图像清晰，完全排除底灰现象，彻底排除击穿现象。
5.氟材料作保护层既保证了电性能又保证了接触性试验良好，将本发明的充电辊与OPC鼓捆绑，分别在温度45℃、60℃，湿度85％在168小时后对OPC鼓无任何污染。
6.氟材料保护层有优异的防化学性、耐油性、防污性、耐温性、耐湿性。
附图说明
图1为本发明的导电辊结构示意图。
图中1.金属芯、2.低硬度导电硅橡胶层、3.导电氯醇橡胶层、4.导电氟涂料层、5.粘胶剂层。
具体实施方式
如图1所示的一种激光打印机用的充电辊，包括金属芯1、所述的金属芯1外周表面上粘合剂层5粘接低硬度导电硅橡胶弹性层2，所述的低硬度导电硅橡胶弹性层2外周表面上粘合剂层5粘接导电氟涂料保护层4。
所述的低硬度导电硅橡胶弹性层：选用100重量份分子量为50-60万的硅橡胶，以15重量份白炭黑补强，用0.6-0.8重量份2，5-二甲基2，5双(叔丁基过氧基)己烷交联，混炼成混炼胶；将100重量份的混炼胶，加上8-9重量份的导电炭墨，6-10重量份的石墨炼制成低硬度导电硅橡胶弹性层材料，电阻值控制在106.7-107.4Ωcm；
所述低硬度导电硅橡胶弹性层2的厚度为2.8+0.05mm。
所述的导电氟涂料保护层4是三氟氯乙烯/乙烯基醚聚合树脂溶于甲基异丁基酮和二甲苯溶液添加导电材料，经研磨或球磨与六亚甲基二乙氰酸脂反应而成，其厚度为30-40μm。
所述的低硬度导电硅橡弹性层2外周表面上粘合层与导电氟涂料保护层4之间加一层导电氯醇橡胶层3，所述的导电氯醇橡胶层的厚度为10-20μm。
如上所述的充电辊的制备方法，包括如下材料的制备过程和充电辊的成型：
①低硬度导电硅橡胶弹性层用材料的制备：
选用100重量份分子量为50-60万的硅橡胶，以15重量份白炭黑补强，用0.7重量份2，5-二甲基2，5双(叔丁基过氧基)己烷交联，混炼成混炼胶；
将100重量份的混炼胶，加上8.5％重量份的导电炭墨，8重量份的石墨炼制成低硬度导电硅橡胶弹性层材料，经绝缘电阻仪检测，电阻值为107.0Ωcm，采用邵氏硬度度检测，胶料标准硬度为26°(A)。
②导电氯醇橡胶层用材料的制备：
选用100重量份的分子量为5万-30万的氯醇橡胶添加9重量份炭黑，混炼溶于二甲苯经球磨或研磨120小时后制成导电氯醇橡胶层用材料，经绝缘电阻仪检测，其电阻为107.0Ωcm；
③导电氟涂料保护层的制备：
将含固量30重量份的分子量大于1万的三氟氯乙烯/乙烯基醚聚合树脂溶于70重量份容积比为1∶1的甲基异丁基酮和二甲苯的溶液中，添加2.4重量份的导电炭黑，经过120小时的球磨或研磨，然后用固化剂1，6-六亚甲基二异氰酸脂在120℃下固化，经绝缘电阻仪检测，电阻值为107.6Ωcm；
④粘合剂材料的制备：
克姆洛克608粘合剂用无水乙醇稀释，克姆洛克608粘合剂∶无水乙醇容积比为1∶15；
⑤导电辊的成型：
以注射挤压成型硫化或模压成型硫化，将低硬度导电硅橡胶弹性层结合在已涂粘合剂层的金属芯上；磨削，直径控制在11.7mm；弹性层的电阻控制在106.7-107.4Ωcm；在弹性层外周表面上涮涂粘合剂层；在粘合剂层上喷涂导电氟涂料保护层；产品的结构成为金属芯—粘合剂层—导电低硬度弹性层—粘合剂层—导电氟涂料保护层，产品的电阻值为107-108Ωcm。
所述的其弹性层的电阻略偏离106.7Ωcm，如个别点的电阻值在106.4Ωcm时，在弹性层涮粘合剂层上与导电氟涂料保护层间增喷一层氯醇橡胶层，以达到一定范围内电阻值的扶正微调，以保证产品的电阻值在107-108Ωcm。
本发明方法生产的充电辊，除用在激光打印机外，还可应用到复光复印机、激光传真机或其它激光图像形成设备。

Claims (8)

1.一种激光打印机用的充电辊，包括金属芯、硅橡胶层、氟涂料层，其特征在于：所述的金属芯(1)外周表面上粘合剂层(5)粘接低硬度导电硅橡胶弹性层(2)，所述的低硬度导电硅橡胶弹性层(2)外周表面上粘合剂层(5)粘接导电氟涂料保护层(4)；所述的低硬度导电硅橡胶弹性层(2)选用100重量份分子量为50-60万的硅橡胶，以15重量份白炭黑补强，用0.6-0.8重量份2，5-二甲基2，5双(叔丁基过氧基)己烷交联，混炼成混炼胶；将100重量份的混炼胶，加上8-9％重量份的导电炭墨，6-10重量份的石墨炼制成低硬度导电硅橡胶弹性层材料，电阻值控制在106.7-107.4Ωcm。
2.根据权利要求1所述的充电辊，其特征在于：所述低硬度导电硅橡胶弹性层(2)的厚度为2.8+0.05mm。
3.根据权利要求1或2所述的充电辊，其特征在于：所述的导电氟涂料保护层(4)是三氟氯乙烯/乙烯基醚聚合树脂溶于甲基异丁基酮和二甲苯溶液添加导电材料，经研磨或球磨与1，6-六亚甲基二异氰酸脂反应而成。
4.根据权利要求3所述的充电辊，其特征在于：所述的导电氟涂料保护层(4)厚度为30-40μm。
5.根据权利要求1或2所述的充电辊，其特征在于：所述的低硬度导电硅橡弹性层(2)外周表面上粘合剂层(5)与导电氟涂料保护层(4)之间加一层导电氯醇橡胶层(3)，所述的导电氯醇橡胶层(3)的厚度为10-20μm。
6.根据权利要求3所述的充电辊，其特征在于：所述的低硬度导电硅橡弹性层(2)外周表面上粘合剂层(5)与导电氟涂料保护层之间加一层导电氯醇橡胶层(3)，所述的导电氯醇橡胶层的厚度为10-20μm。
7.根据权利要求1至6任一项所述的充电辊的制备方法，包括如下材料的制备过程和充电辊的成型：
①低硬度导电硅橡胶弹性层用材料的制备：
选用100重量份分子量为50-60万的硅橡胶，以15重量份白炭黑补强，用0.6-0.8重量份2，5-二甲基2，5双(叔丁基过氧基)己烷交联，混炼成混炼胶；
将100重量份的混炼胶，加上8-9％重量份的导电炭墨，6-10重量份的石墨炼制成低硬度导电硅橡胶弹性层材料，电阻值控制在106.7-107.4Ωcm；
②导电氯醇橡胶层用材料的制备：
选用100重量份的分子量为5万-30万的氯醇橡胶添加9±0.5重量份炭黑，混炼溶于二甲苯经球磨或研磨120小时后制成导电氯醇橡胶层用材料，其电阻控制在106.8-107.5Ωcm；
③导电氟涂料保护层的制备：
将含固量30-35重量份的分子量大于1万的三氟氯乙烯/乙烯基醚聚合树脂溶于65-70重量份容积比为1∶1的甲基异丁基酮和二甲苯的溶液中，添加2.4-2.6重量份的导电炭黑，经过120小时的球磨或研磨，然后用1，6-六亚甲基二异氰酸脂在120℃下固化，电阻值控制在107.2-108.0Ωcm；
④粘合剂材料的制备：
克姆洛克608粘合剂用无水乙醇稀释，克姆洛克608粘合剂∶无水乙醇容积比为1∶15；
⑤导电辊的成型：
以注射挤压成型硫化或模压成型硫化，将低硬度导电硅橡胶弹性层结合在已涂粘合剂层的金属芯上；磨削，直径控制在11.7-11.8mm；弹性层的电阻控制在106.7-107.4Ωcm2；在弹性层外周表面上涮涂粘合剂层；在粘合剂层上喷涂导电氟涂料保护层；产品的电阻值为107-108Ωcm。
8.根据权利要求7所述的充电辊的制备方法，其中步骤⑤中弹性层的电阻略偏离106.7-107.4Ωcm，在弹性层涮涂的粘合剂层上与导电氟涂料保护层间增喷一层氯醇橡胶层。
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