CN1667027A - 导电辊和导电辊的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种导电辊，包括由聚氨酯组合物组成的导电性发泡层，其平均泡孔直径不超过100 μm，和泡孔直径的变化ΔD不超过50微米。导电辊的硬度变ΔHs不超过8，和以电阻值方式表示的圆周的不均匀性不超过1.3。导电性发泡层是在不小于固化用热固性临界温度的温度下，由用机械方法立即发泡的热固性单组分聚氨酯组合物组成。

Description

导电辊和导电辊的制造方法
                                技术领域
本发明涉及一种具有导电发泡层的导电辊，该导电发泡层由聚氨酯组合物组成。本发明特别涉及一种泡孔直径小、泡孔直径偏差范围小、硬度偏差范围小、且电阻偏差范围小的导电辊泡孔泡孔。本发明更特别涉及一种辊子，它的导电发泡层由与气体机械混合的热固性单组份聚氨酯组合物组成。本发明还涉及一种导电辊的制造方法，和一种具有该导电辊的图像处理装置。
                                背景技术
近年来，由于电子照相技术的发展，使用电子照相技术的图像处理装置具有高速彩色成像技术，要求电子照相过程中所用的半导体元件有高等技术。要求用于转印、显影、色粉供给、和充电的弹性辊需要具有半导电性，并且具有均一的电阻值以获得高质量图像。还要求弹性辊具有更小的体积和高加工效率。此外，还要求弹性辊柔软，并具有均匀的硬度，以防止其他元件例如图像处理装置的电子照相感光器受到损坏。软质弹性辊可在靠着电子照相感光器压紧时，在它和电子照相感光器等元件之间形成大的挤压宽度。这样，可以获得高加工效率。而且，当软质弹性辊和电子照相感光器相互挤压时，软质弹性辊几乎不损坏电子照相感光器元件。此外，还要求软质弹性辊有均匀的硬度以获得均匀的高质量图像。
在传统方法中，制造具有低硬度和大挤压宽度的弹性辊时，会在橡胶组合物或聚氨酯组合物中加入操作油和软化剂例如酯类增塑剂。
但是这种制造低硬度弹性辊的传统方法有软化剂导致发生渗漏及移位污染问题。从而使电子照相感光器及其他元件会失效，导致产生有缺陷的图像。
为了解决这个问题，采用了一种使用导电泡沫来制造低硬度的弹性辊。在这个方法中，一种化学发泡剂例如偶氮二甲酰胺(ADCA)或4，4-二氧代双(苯磺酰肼)(OBSH)被加入到橡胶组合物中。由于硫化过程中的放热，化学发泡剂会产生气体。对发泡剂及发泡助剂、硫化条件、硫化剂和硫化促进剂的种类已经进行了多种改进。
例如，在日本专利申请公开No.2003-105119号(专利文献1)中，本申请人提供了一种具有包含表氯醇橡胶和OBSH化学发泡剂的导电层的橡胶辊。具有导电层的橡胶辊在泡孔10～100μm的泡孔直径的均一性的偏差范围相当大。
专利文献1中所述的具有导电层的橡胶辊具有均一的电阻值，并且在现有技术中具有优异的性能。但在橡胶辊中使用了含有氯的表氯醇橡胶，因此当橡胶辊在通过燃烧处理时，有可能产生氯化氢气体，并且根据燃烧条件产生二恶英(dioxine)。这样，橡胶辊因为难以燃烧而处理成本高。
由于这个原因，为了减少处理所需的成本并防止环境污染，近年来，有使用聚氨酯代替表氯醇橡胶作为弹性辊的导电发泡层的趋势。聚氨酯的使用使不含氯或溴的弹性辊得以产生，并且使导电发泡层组合物的分子结构可以通过任意改变多元醇和混合的异氰酸酯的结构及其混合比例进行相当自由的设计。因此，聚氨酯的使用易于满足各种使用者的需要。
如非专利文献1所示，聚氨酯组合物的发泡可以使用很多方法，例如，在专利公报No.2577884(专利文献2)中公开的获得泡沫材料的方法(通过物理发泡剂)中，一种含有flon的溶剂被作为发泡剂使用，并且这种发泡剂在聚异氰酸酯和多元醇反应形成聚氨酯时被产生的反应热所蒸发。但这种方法有反应速度根据聚氨酯反应中模具部位而异的问题，结果是发泡状态会根据模具部位而异。
在日本专利申请No.2001-341139(专利文献3)中，提供了一种使用水进行发泡的方法。这种方法使用了预聚物工艺。这样这种方法让固化反应得以进行，但水和预聚物之间的反应速度会根据模具部位而异。结果是发泡状态会发生变化。
专利公开No.3278316(专利文献4)中提到的聚氨酯泡沫是由通过机械法泡法(将泡孔混合入多元醇的方法)与聚异氰酸酯反应的多元醇发泡而得。在专利文献4公开的方法中，泡孔是通过使用混合器将空气混入聚氨酯组合物中获得泡沫而产生的。在此方法中，泡孔难以均匀地混合到聚氨酯组合物中。这是由于上述两种方法中，发泡状态和泡孔直径有很大的变化。因此专利文献4提供的方法无法制得能经受实际使用的产品。
为了使用用于图像处理装置的弹性辊，必需赋予弹性辊的发泡层以导电性，使弹性辊具有半导电性，并减少其电阻值的偏差，以获得理想的图像。
赋予发泡层以导电性已知有以下三种方法：一种方法是，在橡胶组合物等中加入一种导电性填料，例如金属氧化物粉末及炭黑，使发泡层具有导电性。另一种方法是，在橡胶组合物等中加入离子导电橡胶/弹性体或离子导电剂。还有一种方法是，在橡胶组合物等中将导电性填料和离子导电橡胶/弹性体或离子导电剂一起加入。
当发泡层具有导电性后，尽管半导电区域需要具有恒定的电阻值，半导电区域的电阻值也会由于导电性填料加入量的微小变化而突然变化。这样，控制电阻值非常困难。这种方法的另一个问题是，很难将导电性填料均匀分散在组合物中。这样，弹性辊的电阻值会有在其圆周及纵向上变化的趋势。而且，产品的电阻值也有不同。尤其当弹性辊由成形材料在尺寸和导电辊几乎相同的模具中形成时，导电性填料分散不均匀。此方法的还有一个问题是导电辊的电阻值很大程度依赖于施加的电压，因而不是恒定不变的。当使用炭黑作为导电性填料时，这种趋势尤为明显。这一现象使图像处理过程中的机械控制例如充电、显影、转印和定影变得困难。这样，导电辊的成本很高。当使用炭黑作为导电性填料时，导电辊被染黑，因此不能显出需要的色彩。这样，很难发现导电辊的已被色粉污染。
由于被赋予导电性的发泡层具有上述问题，优选使发泡层离子导电。实际使用的离子导电辊的电阻值很大程度上依赖于环境。这样就需要提供高功率的图像处理装置此外，这种装置还需具有复杂的控制机构。因此制造离子导电辊的成本和运行成本有增高的可能。由于离子导电辊的电阻值很大程度上依赖于环境，所以需要在开发中进行许多环境测试。因此开发成本增加。离子导电辊还有可能会因其使用的元件而污染电子照相感光器。考虑到上述问题，需要对离子导电辊进行改进。
【专利文献1】日本专利申请公开No.2003-105119
【专利文献2】专利公开No.2577884
【专利文献3】日本专利申请公开2001-341139
【专利文献4】专利公开No.3278316
【非专利文献1】《塑料发泡手册(Plastic foam handbook》第67～218页，NikkanKogyo Shinbun公司出版，昭和48年2月28日。
                                发明内容
本发明是着眼于前述问题完成的。因此本发明的目的是提供一种具有泡孔直径小、泡孔直径偏差范围小、硬度和电阻值偏差范围小的导电发泡层的导电辊(以下经常仅称之为“导电辊”或“辊”，而省略“导电发泡层”)，该导电辊不会污染电子照相感光器，也不会在销毁时产生环境问题；及提供一种具有导电发泡层的导电辊的制造方法；及一种使用具有导电发泡层的导电辊的图像处理装置。
为解决上述问题，提供了一种包括导电发泡层的导电辊，该导电发泡层包括聚氨酯组合物，其平均泡孔直径不大于100μm，泡孔直径偏差ΔD不大于50μm。导电辊的硬度偏差ΔHs不大于8度，并且电阻值R的圆周不均匀指数值RMAX/RMIN不大于1.3。
随着图像质量变得更高、色粉变得更精细，需要发泡的泡孔直径更小。除非泡孔随着色粉变精细而变得更细微，否则导电辊会受色粉污染，并且难以获得比发泡的泡孔更小的分辨率。本发明人发现当泡孔直径的平均值不大于100μm且泡孔直径的偏差ΔD不大于50μm时，可以避免导电辊受色粉污染并获得高分辨率的图像。
泡孔直径的平均值优选不大于80μm，进一步优选不大于60μm。泡孔直径的平均值越小越好。但立足于生产考虑，泡孔直径的平均值不小于20μm。
本发明中，导电发泡层包括通过机械发泡法发泡的热固性单组份聚氨酯组合物。这样，本发明提供了泡孔直径、硬度和电阻值均匀的导电辊。本发明中，在将气体与热固性单组份聚氨酯组合物在低压下机械混合后，将热固性单组份聚氨酯组合物从喷嘴注入模具。这样，热固性单组份聚氨酯组合物一旦从喷嘴注入模具就会发泡。热固性单组份聚氨酯组合物只要在高于其固化的热固性临界温度的温度下加热时就会，它就会固化。因此发泡的泡孔构造和直径会非常精细并且均匀。因此，这种导电辊具有均匀的硬度、性质和电阻值。
使用上述方法，本发明提供了一种具有泡孔直径均匀且精细的导电辊。因此，导电辊具有传统工艺所不能达到的均匀性。
泡孔直径的偏差ΔD指的是最大泡孔直径和最小泡孔直径之间的差值。泡孔直径的偏差ΔD优选不大于40μm，进一步优选不大于30μm，更进一步优选不大于15μm。泡孔直径的偏差ΔD设置得越小越好。但从生产的立场考虑，泡孔直径的偏差ΔD实际上不小于5μm。泡孔直径的平均值和泡孔直径的偏差ΔD通过下文本发明实施例的描述中的方法测得。
本发明人发现，当硬度偏差ΔHs被设为不大于8度时，可以获得均匀且优选的图像。在辊轴的左、右部分施加500g的负荷，使用JIS K6253专用E型硬度计，在三个点(辊两端和中点)上测量辊的硬度。将辊沿其圆周方向以90度旋转四次。从而测量了辊子上3×4＝12个点的硬度。硬度偏差ΔHs指的是其中最大测量值和最小测量值之间的差值。硬度偏差ΔHs进一步优选不大于5度，更进一步优选不大于3度，最优选不大于2度。硬度偏差ΔHs越小越好。
本发明人还发现，当导电辊电阻值的圆周不均匀指数值RMAX/RMIN不大于1.3时，硬度偏差ΔHs很小，并且可以获得均匀且优选的图像。
导电辊电阻值的圆周不均匀度由其圆周电阻的最大值(RMAX)和其圆周电阻的最小值(RMIN)之间的比值表示。圆周电阻的最大值(RMAX)和其最小值(RMIN)通过后问描述的本发明实施例中所用的方法测量。
电阻值的圆周不均匀指数值优选不大于1.2，进一步优选不大于1.15，最优选不大于1.1。电阻值的圆周不均匀指数不能小于1。因此，电阻值的圆周不均匀指数总是不小于1。在本发明中，如上所述，当气体在低压下机械混入热固性单组份聚氨酯组合物后，热固性单组份聚氨酯组合物从喷嘴注入模具。从而使热固性单组份聚氨酯组合物一从喷嘴注入模具就发泡。热固性单组份聚氨酯组合物一旦被加热至高于其固化的热固性临界温度，它就会迅速固化。因此在获得的泡沫中，发泡的泡孔的构造和直径非常精细并且均匀。导电发泡层从作为聚氨酯预聚物原料的聚醚多元醇获得了一定程度的离子导电性。该导电发泡层还从作为催化剂和/或离子导电剂加入聚氨酯组合物中的强碱叔胺盐中获得了必要且均匀的、范围为104Ω～1012Ω的半导电性，该强碱叔胺盐包括由化学式1～3所示的任何一种阴离子盐。因此，这种本发明的导电辊的圆周不均匀度小，并且电阻值的偏差也小。
由于聚氨酯组合物用作导电发泡层的原料，因此不必往里加入含氯的材料例如表氯醇橡胶。这样，就能删除设置导电辊的特殊处理步骤。因此，本发明中的导电辊能以低成本制造而不污染环境。
尽管热固性单组份聚氨酯组合物的原料并不限定位具体的某一种，热固性单组份聚氨酯组合物包括填料、作为三官能团聚醚多元醇反应产物的聚氨酯预聚物、和用作固化剂的具有两个氨基的二元胺。这样就能以低密度交联，而且导电辊对电子照相感光器的污染程度非常低。此外，这样能使导电辊的Tg(玻璃化转变温度)不大于-30℃。这样能减小辊的橡胶特性例如其弹性模量对日常生活环境中温度和湿度的依赖程度。
由于上述原因，能够使导电辊在低温度和低湿度(10℃，相对湿度：15％)下的电阻值RLL(Ω)和它在高温度和高湿度(32.5℃，相对湿度：90％)下的电阻值RHH(Ω)之间建立log10RLL-log10RHH≤1.4的关系。
当用电阻值满足上述要求的导电辊作为图像处理装置的转印辊时，容易控制转印电压及简化图像处理装置的机构。由于导电辊的电阻值对环境(温度和湿度)的依赖程度低，就能降低图像处理装置的功率。因此就可能使图像处理装置小型化并节约能源。log10RLL-log10RHH的值进一步优选不大于1.3，最优选不大于1.2。log10RLL-log10RHH的值设置为尽可能小。当用离子导电剂而不是电子导电性填料赋予发泡层以导电性时，log10RLL-log10RHH在现有技术下不小于0.5。
如上所述，本发明导电辊由包括热固性单组份聚氨酯组合物，其中加入了必要的具有低介电常数的填料、作为三官能团聚醚多元醇反应产物的聚氨酯预聚物，、及作为固化剂的二元胺。这样，导电辊可以被设计为具有低交联密度和几乎不污染电子照相感光器的分子结构。此外，如果需要，发泡稳定剂、离子导电剂和叔胺化合物可加入至热固性单组份聚氨酯组合物中。这样，当导电辊在100Hz下测量时，可以获得不大于50pF的导电辊静电容量。材料的静电容量的频率特性有在100Hz时被显示出来的趋势。当导电辊如下所述用作转印辊或其他时，100Hz时的静电容量显示了与色粉分散度的相关性。此处静电容量指的是包括核芯金属在内的整个导电辊的静电容量。
色粉分散是一种由于导电性弹性层材料中所含电荷的介质(导电性填料例如炭黑、电介质和极性分子)的极化速度的差异而产生的现象。当极化速度低时，导电辊表面的电荷改变会随着导电性弹性层形成过程中电场的变化而变化。例如，当转印辊具有这种导电层时，容易产生色粉分散。
本发明人考虑到当显示极化速度的静电容量较低时，很难出现色粉分散的现象。作为他们的研究结果，他们发现可以通过减小静电容量和静电容量对频率的依赖程度来抑制色粉分散。作为他们在数值方面的研究结果，他们发现工作电压为1000V时的电阻值(Ω)优选不大于1012Ω，并且100Hz时的静电容量优选不大于50pF。当100Hz时的静电容量大于50pF时，极化速度较低，并且不易显出抑制色粉分散的效果。静电容量优选不大于40pF，进一步优选不大于35pF，最优选不大于30pF。理想的是，得到为无限接近于零的静电容量值。但静电容量实际不低于10pF。如上所述，材料的静电容量的频率特性有在100Hz时被显示出来的趋势。而且，静电容量在100Hz时变得比在高频率下大。尤其是在一种静电容量非常依赖于频率的材料中，静电容量就算在低于100Hz的频率下也有增大的趋势。这样在100Hz时，静电容量与色粉分散度之间的关系能更容易被理解。
电阻值(Ω)在工作电压为1000V时设置为不大于1012Ω的原因如下：当电阻值较高时，100Hz时的静电容量很容易变小。当电阻值大于1012Ω，就算施加了相当高的电压，仍难以充分获得电流值。这样当电阻值高于1012Ω的导电辊被用于转印、显影、补粉或充电辊时，导电辊会造成过程效率变差并因此不能实际应用。由于这个原因，在工作电压为1000V时，导电辊的电阻值(Ω)优选设为不大于1012Ω，进一步优选为不大于1090Ω，最优选为不大于108.5Ω。另一方面，当电阻值太小时，电流过大。结果是，可能形成有高度缺陷的图像。由于这个原因，导电辊的电阻值优选为不小于104.0Ω，并且进一步优选为不小于105.0Ω。
优选在组分通过使用，索氏萃取器及丙酮作为溶剂从导电发泡层中萃取六小时的情况下，组分重量与萃取前测定的树脂重量之间的比值不小于20％。这样，可以防止本发明导电辊污染图像处理装置的其他元件。组分重量与树脂重量之间的比值优选为不大于15％，进一步优选为不大于10％，最选为不大于7％。以上，当本发明的导电辊用作有可能接触电子照相感光器的辊，或特别用作有可能接触灵敏度非常高以获得高性能的电子照相感光器的辊时，组分重量与树脂重量之间的比值更进一步优选为不大于7％以防止电子照相感光器被污染，从而以获得清晰图像。组分重量与树脂重量之间的比值优选设置为无限接近于零，以防止电子照相感光器被污染。但如果交联密度设得非常高而降低了组分重量与树脂重量之间的比值，导电辊的发泡层的疲劳特性和抗挠强度机器耐受性会变差。结果是当导电辊被连续使用时，图像有可能变差。从这些方面考虑，当导电辊需要高耐受性时，组分重量与树脂重量之间的比值不小于5％，而当导电辊不需要高耐受性时，该比值不小于2％。
本发明中的导电辊的导电发泡层优选包括聚氨酯组合物，并且进一步优选由热固性单组份聚氨酯组合物组成，并且具有低电阻值和低玻璃化转变温度(Tg)。这样就有可能减小在室温附近和正常湿度下粘弹性对温度的依赖程度，和导电辊的电阻值对环境的依赖程度。形成导电辊的导电层的聚氨酯的玻璃化转变温度优选为不大于-30℃，进一步优选为不大于-40℃，更进一步优选为不大于-50℃。
本发明所用的聚氨酯组合物或热固性单组份聚氨酯组合物中优选加入以下组分：聚氨酯预聚物、潜伏性固化剂、发泡稳定剂、和必要时使用的添加剂例如填料。更特别的，除了聚氨酯预聚物、钝化多元胺形成的潜伏性固化剂、发泡稳定剂和填料以外，还可在热固性单组份聚氨酯组合物中加入以下组分：聚异氰酸酯化合物、由强碱叔胺盐组成的催化剂、增塑剂、溶剂和着色剂。催化剂可以被用于完全进行潜伏性固化剂和异氰酸基团间的反应。此外，催化剂可作为离子导电剂的替代物单独使用，或与离子导电剂混合以通过向导电层提供离子导电性来减少其电阻值。
有机酸的金属盐可以作为催化剂。此外，也可使用1，8-二氮双环(5，4，0)十一碳烯-7(缩写为DBU)和各种酸的盐：甲酸、乙酸、辛酸、马来酸、苯酚，叔胺化合物的强碱盐例如对甲苯磺酸。除了上述有机酸的金属盐，低温活性与高温活性有很大差异的上述催化剂特别优选用于通过包括以下步骤的方法制造导电辊的导电发泡层：使能发泡的含有气体的热固性单组份聚氨酯组合物、和加入了聚氨酯预聚物及由失活固态多元胺形成的潜伏性固化剂的热固性单组份聚氨酯组合物发泡；将热固性单组份聚氨酯组合物在低于其热固性固化临界温度的温度下成形，并使热固性单组份聚氨酯组合物保持在发泡状态；以及将的热固性单组份聚氨酯组合物加热至不低于其热固性临界温度的温度，以使热固性单组份聚氨酯组合物固化。优选在100重量份的聚氨酯预聚物中加入0.001～1重量份的这些催化剂。
聚氨酯预聚物是由多元醇组分和聚异氰酸酯之间的加聚反应形成的。
作为用作聚氨酯预聚物原料的聚异氰酸酯化合物，可以使用芳香族聚异氰酸酯化合物例如二异氰酸甲苯酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚合MDI和脂环族聚异氰酸酯化合物例如异佛尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯。这些化合物可以单独或混合使用。上述化合物中，二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及其改性物、聚合MDI、和脂环族聚异氰酸酯化合物被优选使用。
作为用作聚氨酯预聚物原料的多元醇组分，优选使用聚醚多元醇例如聚丙二醇(PPG)、聚四亚甲基二醇(PTMG)和聚乙二醇(PEG)。由上述多元醇作为其主要组分形成的聚氨酯预聚物对温度及环境依赖度很低，并且电阻值很低。在上述多元醇中，特别优选在其末端具有环氧乙烷单元的PPG多元醇。PPG多元醇的环氧乙烷单元减少了导电辊导电层的电阻值，而且进一步提高了位于其末端的羟基的反应性。这样，羟基能定量的与异氰酸酯基团反应。此外，PPG多元醇降低了玻璃化转变温度(Tg)。环氧乙烷单元的含量不少于5mol％也不大于90mol％，优选不少于8mol％也不大于80mol％，进一步优选不少于10mol％也不大于75mol％。
硅酮改性的多元醇或丁二醇能够减少导电层对温度和湿度的依赖程度，并能减少其表面张力，硅酮改性的多元醇或丁二醇也能被作为发泡稳定剂使用。
在100重量份的多元醇中，硅酮改性的多元醇的加入量优选为0.1～20重量份。如果硅酮改性的多元醇的加入量低于0.1，硅酮改性的多元醇就不能提供使发泡的泡孔精细并且均匀的效果，并且因此不能正常发挥作为发泡稳定剂的作用。如果硅酮改性的多元醇的加入量大于20重量份，导电发泡层无法获得所需程度的导电性，并且硅酮组分会污染电子照相感光器。
聚酯多元醇对由化学式1～3所示的阴离子盐有很强的溶解效果，这样产生了稳定的离子并适当地减小了导电发泡层的电阻值。这样，除了多元醇以外，聚酯多元醇也可以作为聚氨酯预聚物的原料使用。
在本发明中，可以使用作为聚氨酯预聚物原料的硅酮改性多元醇作为发泡稳定剂。当硅酮改性多元醇作为发泡稳定剂时，可以显著改进发泡状态及泡孔稳定性，并且获得精细而且直径均匀的发泡泡孔。硅酮改性多元醇可以经交联固定入聚氨酯预聚物的分子链中。因此，不会像常用低分子量发泡稳定剂的情况那样，出现移位污染或渗漏的可能性很小。结果，本发明中的导电辊具有泡孔精细而且直径均匀。而且，导电辊几乎不会使电子照相感光器产生移位污染，几乎不会导致渗漏，并具有很高的性能，可以实际应用。
作为发泡稳定剂的除了硅酮改性多元醇以外，还可以使用硅酮表面活性剂，例如含有环氧乙烷、环氧丙烷等的聚醚改性硅酮低聚物；氟表面活性剂，例如全氟磺酸烷基酯、全氟辛酸铵和全氟烷基-N-乙基磺酰基甘氨酸的钾盐；乙基烃类表面活性剂例如聚氧乙烯烷基醚。
作为反应性发泡稳定剂的除了上述单一组分以外，，还可以使用含有以下可与异氰酸酯基团反应的官能团的化合物：醇性羟基、伯或仲氨基、和含有疏水性聚硅氧烷基、全氟烷基或长链烷基的巯基。作为反应性发泡稳定剂，可以使用氟改性的聚醚多元醇、醇端基的硅酮低聚物和氨端基的硅酮低聚物。考虑到最终组合物的稳定性，需要在反应性发泡稳定剂被加入到热固性单组份聚氨酯组合物之前，使聚异氰酸酯和这些反应性发泡稳定剂反应；或在聚氨酯预聚物被合成出来时，使聚异氰酸酯和这些反应性发泡稳定剂反应。
作为发泡稳定剂，可以单独或混合使用上述非反应性化合物，和单独或混合使用在下文中会介绍的反应性化合物。
在热固性单组份聚氨酯组合物中加入填料为宜。可在热固性单组份聚氨酯组合物中加入无机或有机填料。作为无机填料，可以单独或组合使用氧化钛、碳酸钙、粘土、二氧化硅、氧化锆、氧化铝和滑石。作为有机填料，可以单独或组合使用炭黑、聚丙烯酸树脂、聚苯乙烯、聚丙烯和聚乙烯的有机聚合物颗粒。填料可以作为保持热固性单组份聚氨酯组合物热固化时强度的增强填料使用。另一方面，导电辊不宜具有很高的硬度。填料在整个聚氨酯组合物中的加入量优选为0.5wt％～30wt％。作为填料，特别优选使用直径为0.1～50μm、由含有以下单体的均聚物或共聚物构成的微粒：甲基丙烯酸甲酯苯乙烯、丙烯腈和乙烯基双键基。由于上述潜伏性固化剂具有双官能团，交联密度有减小的趋势。这样，就需要填料来提高发泡强度。有机聚合物颗粒的使用使得导电辊强度提高变得容易，而不会使导电辊过硬。这样有机聚合物颗粒就适用于本发明中具有导电发泡层的导电辊。有机聚合物颗粒在聚氨酯组合物中的加入量为0.5wt％～30wt％，优选为2wt％～20wt％。如果有机聚合物颗粒的加入量低于0.5wt％，有机聚合物颗粒不能得到增强效果。另一方面，如果其加入量高于30wt％，聚氨酯组合物的硬度过高，泡沫体变得脆弱或聚氨酯组合物在固化前粘度显著增大。因此，聚氨酯组合物不宜含有大于30wt％的有机聚合物颗粒。
包含有机聚合物颗粒的填料是通过使该有机聚合物颗粒变得精细后加入到热固性单组份聚氨酯组合物中来使用的，或在制备分散体(聚合物多元醇)后通过在聚氨酯预聚物被合成制备前使单体在多元醇中聚合来使用的。
赋予本发明中的导电辊的发泡层以导电性有以下三种方法：在第一种方法中，在聚氨酯组合物中加入导电性填料例如炭黑，使发泡层具有导电性；在第二种方法中，在聚氨酯组合物中加入离子导电橡胶或离子导电剂，使发泡层具有离子导电性；在第三种方法中，结合使用第一及第二种方法。上述问题会在第一种方法中出现。这样，在本发明中，优选使用第二或第三种方法。假设当使用第三个方法时，导电辊在常温及常压下(23℃，相对湿度)的电阻值设为R(Ω)；而当仅使用离子导电剂时，导电辊在常温及常压(23℃，相对湿度)下的电阻值设为Rion(Ω)。优选在R(Ω)及Rion(Ω)之间建立R≤Rion≤100R的关系，进一步优选在其间建立R≤Rion≤10R的关系。只要不完全破坏离子导电性及其他导电性能，并且可保持上述发泡性能，导电性填料可根据需要加入聚氨酯组合物。
为使发泡层具有离子导电性，使用离子导电性聚合物的方法或向聚氨酯组合物中加入离子导电剂的方法可以使用。作为离子导电性聚合物，能使用具有以下极性基团的聚合物组合物：聚醚结构、氰基、及其中的聚醚结构。更具体的，可以使用热固性双组份聚氨酯、热固性单组份聚氨酯、米拉贝尔(mirabelle)型聚氨酯、丙烯腈橡胶和表卤醇橡胶(尤其是表氯醇橡胶)。
在本发明中，为提供泡孔精细和直径均匀、并且具有均匀性、由不含氯的原料构成的导电辊，这种导电辊由聚氨酯组合物组成，并在需要时加入离子导电剂(以下将详细描述)以控制其导电性。
优选在聚氨酯组合物中加入以下化学式1、2和3所示的的阴离子盐中的任何一种，特别优选作为离子导电剂加入热固性单组份聚氨酯组合物中：
化学式1
化学式2
X1-O-
化学式3
其中X1、X2和X3可以相同也可以互不相同，表示具有1～8个碳原子且包含碳原子、氟原子和磺酰基(-SO2-)的官能团。
上述化学式1～3所示的阴离子盐由于氟原子和磺酰基提供的强吸电子效果而稳定为阴离子。这样，离子显示了很高的解离度。因此热固性单组份聚氨酯组合物可通过加入少量上述化学式1～3所示的阴离子盐而具有离子导电性。也就是说，由于其中加入了阴离子盐，能够将其性能恶化、产生敷霜(blooming)和移位污染减至最小化。优选使用阴离子盐是因为它们与多元醇组分相容。此外，这些盐具有使体系增塑并在低温低湿下解离的效果，这样可以向热固性单组份聚氨酯组合物中提供高度的导电性。因此，这些盐能够降低电阻值对环境的依赖程度。这些盐化学及电化学稳定，并且可以在很大温度范围内使用，而且电阻值可以很容易地调整。进一步，很多这些盐在工业上都可以获得，并且在常温下是粉状。粉状盐较易被捏合。此外，这些盐不含氯或溴。这样，通过使用其他不含氯或溴的组分，能够形成不含氯或溴的热固性单组份聚氨酯组合物。因此，能够消除对于使用含有氯离子或高氯酸盐离子(例如，高氯酸季胺盐)的盐时导电辊的核芯金属发生腐蚀、生锈和污染的忧虑，以及辊被燃烧销毁时产生二恶英(Dioxine)的可能性。
在如化学式1、2和3所示的阴离子盐中，X1、X2和X3是具有1～8个碳原子且包含碳原子、氟原子和磺酰基(-SO2-)的官能团。作为官能团X1、X2和X3，可例举R-SO2-(R指的是氟原子取代的具有1～8个碳原子的烃基)所表示的基团。作为具有1～8个碳原子的烃基，可以列出以下基团：烷基例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、正己基、1，1-二甲基丙基或2，3-二甲基丁基；烯基例如乙烯基、芳基、1-丙烯基、异丙烯基、2-丁烯基、1，3-丁二烯基或2-戊烯基；和炔基例如乙炔基、2-丙炔基(propynil group)、1-丁炔基(butynil group)或2-丁炔基。作为取代基的氟原子数目和取代位置的数量没有特别限制。
在化学式1、2和3所示的阴离子中，考虑到稳定性和操作性，优选将化学式1～3中的X1-用Cn1Hm1F(2n1-m1+1)-SO2-来表示，其中X2-用Cn2Hm2F(2n2-m2+1)-SO2-表示，其中X3-用Cn3Hm3F(2n3-m3+1)-SO2-表示(n1、n2和n3可以相同或互不相同，它们为大于等于1的整数，m1、m2和m3可以相同或互不相同，它们为大于等于0的整数)。基于对除稳定性和操作性能以外的成本上的考虑，进一步优选将化学式1中的X1-用Cn1Hm1F(2n1-m1+1)-SO2-来表示，并且其中X2-用Cn2Hm2F(2n2-m2+1)-SO2-表示，或者，将化学式2中的X1-用Cn1Hm1F(2n1-m1+1)-SO2-来表示(n1、n2、m1和m2的含义均与上述相同)。
最为优选将化学式1中的X1-用Cn1Hm1F(2n1-m1+1)-SO2-来表示，并且其中X2-用Cn2Hm2F(2n2-m2+1)-SO2-表示，或者，考虑到阴离子与多元醇组分非常优异的兼容性和降低电阻值对环境依赖程度的高度性能，将化学式2中的X1-用Cn1Hm1F(2n1-m1+1)-SO2-来表示。
与化学式1～3中的阴离子配对形成盐的阳离子优选为碱金属、2A族金属、过渡金属和两性金属的阳离子。碱金属因为离子化能较小而能形成稳定的阴离子。这样，优选使用碱金属的阴离子。最优选锂，因为其具有高导电性。
除金属阳离子之外，还可使用如下所示的化学式4、5和6所示的阳离子：
化学式4
Figure A20051005394800161
化学式5
Figure A20051005394800162
化学式6
其中R1～R4、R5、R6和R7～R10为具有1～20个碳原子的烷基，其中可以有取代基，并且可以相同或相互不同。
作为R1～R4、R5、R6和R7～R10所表示的“具有1～20个碳原子的烷基，其中可以有取代基”中的具有1～20个碳原子的烷基，可以列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、正己基、正癸基。作为取代基团，可以列举环氧烷基、氧基、烷酰基(优选C2-8)、羧基、烷氧羰基(优选C2-8)、氨基、烷基氨基(优选C2-8)、二烷基氨基(优选C2-16)、环胺基、烷基氨基羰基(优选C2-8)、羟基、硝基、氰基、巯基、烷硫基和苯基。这些取代基可以被卤素(优选氟、氯、溴)取代。
以下盐被作为如化学式1～3所示的阴离子盐优选使用：二(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(CF3SO2)2NLi、三氟甲磺酸锂(CF3SO3)Li、(C2F5SO2)2NLi、(C4F9SO2)(CF3SO2)NLi、(FSO2C6F4)(CF3SO2)NLi、(C8F17SO2)(CF3SO2)NLi、(CF3CH2OSO2)2NLi、(CF3CF2CH2OSO2)2NLi、(HCF2CF2CH2OSO2)2NLi、((CF3)2CHOSO2)2NLi、(CF3SO2)3CLi、(CF3CH2OSO2)3CLi、C4F9SO3Li和二(三氟甲磺酰基)酰亚胺钾(CF3SO2)2NK。这些盐可单独或混合使用。其中，使用二(氟烷磺酰基)酰亚胺离子和三(氟烷磺酰基)甲基化物离子的盐最佳，因为这些盐具有降低导电辊的电阻值对环境的依赖程度的效果。
将如化学式1～3所示的阴离子盐，以不小于0.001且不大于10重量份，优选为不小于0.01且不大于5重量份，进一步优选为不小于0.02且不大于2重量份的量加入到100重量份的形成导电发泡层的聚氨酯组合物中。当如化学式1～3所示的阴离子盐的加入量少于0.001重量份时，这些盐不能获得充分的导电性赋予性能。当盐的加入量高于10重量份时，虽然原料成本提高了，这些盐也不能获得更进一步的导电性赋予性能的。
本发明的导电辊的导电发泡层由以下方法制造：
发泡方法包括使用化学发泡剂的方法、使用物理发泡剂的方法、和机械发泡法。在使用化学发泡剂的方法中，在发泡反应中易于产生反应偏差。在使用物理发泡剂的方法中，尽管偏差程度低于使用化学发泡剂方法中，还是会出现取决于模具中位置的温度偏差范围。这样有可能出现发泡状态的变化。因此在本发明中，采用了机械发泡法。
作为使聚氨酯发泡的机械方法，已知的有一次通过法(one shot method)、半预聚物法和完全预聚物法。在一次通过法中，组分在未对其进行化学预处理的情况下相互混合并相互反应。在半预聚物法中，制备第一及第二组分。第一组分包含一部分多元醇组分和所有异氰酸酯组分反应获得的半预聚物。第二组分包含剩余组分的混合物。在完全预聚物法中，多元醇组分及异氰酸酯组分预先反应获得预聚物。制备使该预聚物和其他组分的混合物。
在本发明中，采用了完全预聚物法。这是因为通过制备单组份预聚物，聚氨酯反应会均匀并且定量地进行。结果是，可以避免发泡状态变得不均匀，并避免聚异氰酸酯或多元醇过量。因此，几乎不太有过量的聚异氰酸酯或多元醇污染电子照相感光器的可能。
在形成双组份预聚物的一次通过法及半预聚物法中，发生固化反应。因此，如上所述，在一次通过法及半预聚物法中很难使用机械发泡。因此，在一次通过法及半预聚物法中使用发泡剂是必不可少的。因此，一次通过法及半预聚物法就有导电性发泡层因其发泡状态不均而难以获得精细泡孔及均匀直径的问题。
从以上描述显然可知，在本发明中，优选使用使热固性单组份聚氨酯组合物发泡的机械发泡法来形成导电发泡层。同样优选使用范围为0.1～10kgf/cm2的低压气体使热固性单组份聚氨酯组合物发泡，后文将作具体描述。
使可发泡的热固性单组份聚氨酯组合物发泡的方法包括：第一步将气体与热固性单组份聚氨酯组合物混合；第二步使用泵对第一步获得的混合物加压；以及第三步通过导管将加压的混合物输出。
在传统的机械发泡法(通过机械搅拌将泡沫体混入原料的方法)中，压缩气体被吹入粘性原料中。在这种方法中，当被混入粘性原料中的气体压力较高时，很难控制其流速。而且，高压下流速的很小误差会变成大气压下流速的很大误差。例如，流速为50kgf/cm2时的误差，在大气压下会变成50倍大的误差。这样，热固性单组份聚氨酯组合物和气体的混合比会有很大的偏差。作为结果，发泡状态会变得不稳定，并且难以获得均匀的发泡状态。
另一方面，根据本发明采用的机械发泡法，可以在低至大气压的压力下将气体与热固性单组份聚氨酯组合物混合，并能简单地控制气体流速。这样就可以降低热固性单组份聚氨酯组合物和气体之间的混合比的偏差，并稳定发泡状态。因此可获得均匀的发泡。
在第一步骤中，可使用把气体供入填充有热固性单组分聚氨酯组合物的泵中的方法，热固性单组分聚氨酯组合物或者使用将热固性单组分聚氨酯组合物供入填充了气体的泵中的方法。但是，使用后一种方法比较好，因为在后一种方法中，使用的是低压气体，机械混合可在低压下完成，气体也能均匀地分散。
在第二步骤中，用泵对第一步提供的混合物进行加压。此时的施加压力不小于150kgf/cm2，而在200kgf/cm2-250kgf/cm2压力范围内更好。在第一步和第二步中使用活塞在汽缸中往返从而进行抽吸步骤和排放步骤的活塞泵装置是较有利的。更有利的是，使用是活塞在气缸内往返从而进行抽吸步骤和排放步骤的活塞泵，来将调节至0.1-10kgf/cm2范围的、更好为0.1-5kgf/cm2范围内的低压气体供应到活塞泵抽吸步骤中的气缸内，并且在抽吸步骤实施以后将热固性单组分聚氨酯组合物供应到到压力在50-300kgf/cm2、更好为100-250kgf/cm2范围内的汽缸中(第一步骤)。在将热固性单组分聚氨酯组合物供应到气缸以后，进行活塞泵的排放步骤，以对加压气体和热固性单组分聚氨酯组合物的混合物加压(第二步骤)。
优选把使混合物发泡的第三步骤分成：将加压后的混合物通过导管排入热固性单组分聚氨酯组合物内的过程、和将已通过导管的混合物排出的过程。热固性单组分聚氨酯组合物。
作为导管，是使用一种有几米长到2至20米长的长管。这种管子是以圆弧或螺旋状弯曲的直线状固定在框架上用作分散单元的导管。
热固性单组分聚氨酯组合物和气体的混合物在加压状态下通过导管。因此气体被剪切力分成微粒。气体的微粒分散在热固性单组分聚氨酯组合物中。
在第一和第二步骤中，可对第一步骤提供的热固性单组分聚氨酯组合物和气体的混合物使用动力混合器或者静止混合器，由此将气体细微地和均匀地分散到热固性单组分聚氨酯组合物内。
空气用作本发明的气体。但是二氧化碳气体或者氮气可用于代替空气。
通过本发明制造具有导电性发泡层的导电辊的方法里采用的机械发泡方法，可将发泡率设为不少于100％不大于400％。在100％-400％的范围内，发泡率能够根据导电辊的使用和图像处理装置的类型按需调整。通过使用使混有低压气体的热固性单组分聚氨酯组合物发泡的机械法，可自由和容易地设置单组分。热固性单组分聚氨酯组合物能够在比固化临界温度高的温度下立即固化。因此发泡法具有降低具有导电性发泡层的导电辊制造成本的优点。起发泡率不少于150％，也不大于350％为好，不少于200％，也不大于300％则更好。
本发明的导电辊是如下形成的：在包含有气体，热固性聚氨酯组合物，和由固体多元胺失活而成的潜伏性固化剂的可发泡的热固性单组分聚氨酯组合物注入到模具发泡后单组分，将可发泡的热固性单组分聚氨酯组合物加热到到不低于其用于固化的热固性临界温度的温度。
单组分通过利用加热时显示临界固化机理的热固性单组分聚氨酯组合物，降低了加热/固化装置的温度波动幅度。因此有可能缩短使热固性单组分聚氨酯组合物发泡和固化所需要的时间，并且由此提高生产力。而且在能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物的组分彼此非常地均匀地混合，并且能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物非常均匀地发泡以后，把能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物供入到模具。这样即使能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物在像导电辊那么小的导电辊模具中成形，所获得导电辊也具有均匀的硬度和均匀的发泡状态，并且原料的损失很小。而且在发泡的热固性单组分聚氨酯组合物供入到模具以后，泡孔也不损坏。因此，能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物能够用一种将在后面描述的拼合式模具成形。而且用于使能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物发泡的设备结构简单，和极好维护保养。
作为由固体多元胺失活而成的潜伏性固化剂，使用覆盖了细粒度的多元胺比较好。更具体地说，其直径不大于2μm的细颗粒粘附到其熔点不小于50℃和粒径不大于20μm的固体多元胺的表面上。因此固体多元胺的活性氨基被细颗粒所覆盖。
可使用下列熔点不小于50℃的芳香族或者脂族多元胺：芳香族多元胺，例如4，4’-二氨基二苯基甲烷，2，4’-二氨基二苯基甲烷，3，3’-二氨基二苯基甲烷，3，4’-二氨基二苯基甲烷，2，2’-二氨基联苯，2，4’-二氨基联苯，3，3’-二氨基联苯，2，4-二氨基苯酚，2，5-二氨基苯酚，邻苯二胺，间苯二胺，2，3-甲苯二胺，2，4-甲苯二胺，2，5-甲苯二胺，2，6-甲苯二胺，和3，4-甲苯二胺；和脂族多元胺例如1，12-十二烷二胺，1，10-癸二胺，1，8-辛二胺，1，14-十四烷二胺，和1，16-十六烷二胺。这些多元胺能单独或者混合使用。这些多元胺的直径调节到不超过20μm，更优选是3-15μm。当它们的直径大于20μm时，聚氨酯组合物以不完全反应的方式固化。这样，聚氨酯组合物难以获得所需性质。
无机细颗粒选自二氧化钛，碳酸钙，粘土，二氧化硅，氧化锆，氧化铝和滑石，可单独使用也可混合使用。有机细颗粒可选自炭黑和树脂，例如聚丙烯酸树脂，聚苯乙烯和聚乙烯。这些物质可单独使用也可混合使用。细颗粒的用量选择使固体多元胺和细颗粒之间的重量比达到1∶0.001-0.5，更好为1∶0.002-0.4。当细颗粒与固体多元胺的重量比小于0.001时，不能获得储藏稳定性的效果。当细颗粒与固体多元胺的重量比大于0.5时，不能进一步改进储藏稳定性。将附着于多元胺的细颗粒的直径设为不超过2μm是重要的，更好是不超过1μm。当细颗粒的直径大于2μm时，细颗粒不会附着于固体多元胺。
粘附并涂有细颗粒的多元胺是如下制造的：当固体多元胺磨碎到预定的直径范围时，把细颗粒加入固体多元胺中，并且相互混合，直至细颗粒的直径变成预定的直径范围。使用剪切摩擦式混合法能够将细颗粒粘附到固体多元胺的表面。另一种方法是将预先粉碎的固体多元胺和细颗粒加到高速冲击型混合搅拌机、压缩剪切混合搅拌机或者喷雾干燥装置中，制造的覆盖了细颗粒的多元胺。优选使用高速冲击型混合搅拌机。
热固性聚氨酯组合物在20℃时的粘度不超过250,000cps为好，不超过150,000cps更好。当热固性聚氨酯组合物在20℃时的粘度高于250,000cps时，将其注入模具的操作性差。为了促进成形，随着热固性聚氨酯组合物粘度变得较低，其流动性得以进一步提高。但是热固性聚氨酯组合物的流动性受作为其原料的预聚物年度所限预聚物。因此，热固性聚氨酯组合物的粘度不小于1,000cps。
作为可发泡的热固性单组分聚氨酯组合物注入的模具，可使用与导电性发泡层外围表面接触的表面被分成两个或多个的拼合模、或者与导电发泡层外围表面接触的表面未分割的园筒模。单组分模具可用已知材料。不仅可使用金属，还可使用树脂，例如聚碳酸酯。尤其优选的是是金属，例如具有高热导性的铝。
模具的厚度不小于0.5mm，也不超过5mm，更好不少于1mm，也不超过3mm。如果模具的厚度大于5mm，模具的导热性就低，并且重。另一方面，如果模具的厚度小于0.5mm，模具的机械强度就低。由此模具有变形的可能性。
当使用与导电性发泡层外围表面接触的表面被分成两个或多个的拼合模时，发泡的热固性单组分聚氨酯组合物在小于其用于固化的热固性临界温度的温度下注入到模具中。在已经涂布了热熔性粘合剂的核芯金属设置在模具两个部分中的至少一个后，使模具的两个部分的分离面配合。单组分粘合剂。然后，将发泡的热固性单组分聚氨酯组合物加热到不低于其热固性临界温度的温度。从而使导电性发泡层可于核芯金属一起形成在导电辊中。导电辊这种方法适合于以很低成本的批量生产，因为该方法能使模具容易维持护养并且导电性发泡层能容易、安全地从中脱模脱模。
当使用与导电发泡层外围表面接触的表面未分割的园筒模时，对模具的内表面进行脱模处理和/或在模具中插入可脱离管。脱模脱模当发泡的热固性单组分聚氨酯组合物在低于其热固性临界温度的温度下供入到模具后，热固性单组分聚氨酯组合物被加热到不低于其热固性临界温度的温度。单组分单组分从而形成了导电性发泡层。因为对模具的内表面进行了脱模处理，所以可在不分开模具的情况下从模具中拉出导电性发泡层能够抽出模具。当使用可从模具中脱离的管子时，可在不分开模具的情况下从模具中拉出导电性发泡层和管子。然后再根据需要从导电性发泡层中除去管子。
核芯金属可在可发泡的热固性单组分聚氨酯组合物供入模具以前设在模具的内部，或者在形成导电性发泡层后插入模具中。
这种方法适合于利用管子作为导电性发泡层的外层和制造具有导电性发泡层的导电辊，无需精加工其表面。
除了使用可从模具脱出的管子作为导电性发泡层的外层之外，可从模具脱出的管子优选由可通过从外施加的力变形的柔性材料制成。作为这种材料，较好的是使用树脂例如四氟乙烯，和橡胶材料例如氟橡胶和硅橡胶。可从模具中的管子优选具有10-100μm的厚度，以使其容易地从导电性发泡层中脱出。
在本发明的导电辊的制造方法里，当可发泡的热固性单组分聚氨酯组合物供入到模具中时，供入了可发泡的热固性单组分聚氨酯组合物的的模具内部的空间被预先加压。此后当空间内压力降低时，可发泡的热固性单组分聚氨酯组合物就能被供入其中。
预先施加给热固性单组分聚氨酯组合物被注入的空间的压力可根据可发泡的热固性单组分聚氨酯组合物的粘度进行适当地选择，以防止形成的泡破裂。但是设定的压力最好不低于0.3大气压，也不高于2大气压。
具有本发明的导电性发泡层的导电辊的构造不局限于特定的一种，只要它具有导电性发泡层即可。但是最好导电辊的导电性发泡层在最外层或在表面涂层内。当需要以低成本制造具有导电性发泡层的导电辊时，最好不形成表面涂层，而使导电性发泡层形成在最外层上。核芯金属设在辊的中空部位。核芯金属的材料不局限于特定的一种，但是可使用由铝，铝合金，SUS，铁或者陶瓷的制造的核芯金属。在核芯金属的外围表面上可形成一层导电性发泡层，或者除导电性发泡层外还形成两层或者三层，以调节辊的电阻值。根据所需要的性能，多层的设置、除最外层以外的层合顺序、以及整个多层的厚度可适当地设定。但是最好只有一层导电性发泡层形成在核芯金属的外围表面，因为在导电辊之间没有偏差，并且导电辊能够以很低的成本制造。
本发明的的导电辊能够优选地用于办公设备的电子照相装置的图像处理机构，例如激光打印机，复印机，传真机等等。更准确地说，导电辊能够优选地用作输送辊，用于将色粉图像从电子照相感光体输送到纸张、或从电子照相感光体输送到中间运输带、或从中间运输带输送到纸张；以及用于传送色粉的补粉辊。此外，导电辊还可用作均匀负载电子照相鼓的负载辊，、纸张供给辊、和要求具有抗带电处理能力以解决由于纸粉的附着和静电产生而发生问题的图像处理机构的传送辊。此外，导电辊还可用作使色粉附着于电子照相感光体上的显影辊、以及用于将输送带从内部沿某一方向传动的传动辊。
本发明的导电辊具有发泡泡孔精细且直径均匀的导电性发泡层。此外，导电辊的硬度低而均匀，并且电阻值偏差小。因此，导电辊提供了均匀的图像。此外，尽管使用了精细的色粉，仍可防止色粉污染。此外导电辊提供了分辨率相应于色粉直径的图像。因此导电辊能够应付当今使用精细色粉的趋势。而且本发明的导电性发泡层由聚氨酯组合物组成，不含包含氯的原料或者溴的原料，例如表氯醇橡胶。因此，当它作燃烧处理时，不用担心导电辊会沾污环境，而且导电辊可以低成本处理。尤其是，导电辊由于不含包含氯的原料、含溴的原料、和包含重金属的原料而是优选的。
在传统的具有导电性发泡层的导电辊中，当在尺寸和导电辊差不多的模具中形成泡沫时，模具中的发泡状态偏差大。因此，在传统技术里，是将中心设有核芯金属的成形体切割成辊。因此，因磨去辊的多余材料而增加了所需的制造成本，并因磨损而增加了所产生的浪费。另一方面，在本发明的具有导电性发泡层的导电辊的制造方法中，可在尺寸和导电辊差不多的模具中形成泡沫。因此有可能减少废料的数量，因为该辊没有需要被磨去的多余部分和材料成本。此外本发明的导电性具有均匀的硬度和发泡率。
而且，通过将本发明的具有导电性发泡层的导电辊用于图像处理装置，可提供高质图像、使色粉精细、因降低了电阻值对环境的依赖度而减小了电源容量从而使图像处理装置小型化、并且实现了效率化和高速显影依赖度。
                                附图说明
图1是显示本发明导电辊制造方法中所用发泡装置构造的电路系统图。
图2A是用于制造本发明的具有导电性发泡层的导电辊的模具的纵剖面图；图2B是元件1分成两部分的透视图；图2C是元件2的透视图；和图2D是元件3的透视图。
图3显示了导电辊电阻值的测量方法。
图4是用于解释静电容量测量方法的示意图。
                               具体实施方式
以下结合附图对本发明的具有导电性发泡层的导电辊的实施方式进行描述。
在多元醇成分和过量聚异氰酸酯化合物之间进行反应，以获得含有异氰酸酯基的聚氨酯预聚物。作为多元醇成分，使用三官能团PPG聚醚多元醇，或者结合使用多元醇和硅改性的多元醇。
用异氟尔酮二异氰酸酯化合物作为聚异氰酸酯化合物。
在聚氨酯预聚物中，加入二(三氟甲磺酰基)酰亚胺表示的化学式1，2和3所示的阴离子盐，作为离子导电剂。盐的浓度设为在获得的泡沫组合物中不少于0.001重量份，也不大于10重量份。
作为催化剂，是在聚氨酯预聚物中加入固化催化剂，例如二氮杂双环(5，4，0)十一碳烯-7的辛炔酸酯(缩写为DBU)。
作为填料，是在聚氨酯预聚物中加入由甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、或者具有乙烯基双键的单体的均聚物或单体的共聚物构成的直径为0.1μm-50μm的微粒。
泡沫稳定剂加到聚氨酯预聚物中。作为泡沫稳定剂，作为聚氨酯预聚物原料的多元醇引入其分子结构中。此外，作为泡沫稳定剂，可使用硅酮表面活性剂，例如含有环氧乙烷、环氧丙烷等等的聚醚改性硅酮低聚物；氟表面活性剂，例如全氟磺酸烷酯，全氟辛酸铵盐和全氟烷基-N-乙磺酰基甘氨酸的钾盐；和烃类表面活性剂，例如聚氧化乙烯烷基醚。
聚氨酯预聚物和固体多元胺失活而成的潜伏性固化剂加入到聚氨酯组合物中，或者加入到热固性单组分聚氨酯组合物中，在这种方法中在聚氨酯预聚物的异氰酸酯基和通过加热赋活的潜伏性固化剂的氨基之间的当量比是1∶0.5-2.0。
作为潜伏性固化剂，使用覆盖了细颗粒的多元胺。覆盖了细颗粒的多元胺是通过将直径大约2μm的细颗粒固定到熔点不小于50℃且粒径约20μm的固体胺表面形成的。因此固体胺的活性氨基被细颗粒覆盖。
图1是显示本发明具有导电性发泡层的导电辊制造方法中所用的发泡装置结构的电路系统图。
供给装置20包括单组分供应热固性单组分聚氨酯组合物的供应源21和供气源22。活塞泵31包括气缸32和活塞33。活塞33在气缸32内部作往复运动，进行抽吸步骤和排放步骤。
在活塞泵31的抽吸步骤里，气体11从供气源22提供到气缸32中。此后，热固性单组分聚氨酯组合物从供应源21供应到气缸32中。此后执行活塞泵31的排放步骤。更具体，地说原料排出装置40在压力下供给气体11和热固性单组分聚氨酯组合物10的混合物。此后原料排出装置40的活塞泵1将能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物12从喷嘴42中排出。
排出的能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物12在不超过其热固性临界温度的温度下供入到模具中。此后能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物12在不低于其热固性临界温度的温度即100℃下加热10分钟。能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物12立即固化，获得导电性发泡层。
最后导电性发泡层的表面被研磨到预定深度。本发明具有导电性发泡层的导电辊就是以这种方式制造的。
本发明的实施例和比较例将如下所述。
聚氨酯预聚物的合成例1-3
反应在以下表所示的比率使用的组分当中进行，在除去了水的反应容器里合成地形成聚氨酯预聚物。反应时间为3小时。反应温度是80℃。
聚氨酯预聚物的合成例
    合成例1     合成例2     合成例3
聚醚多元醇(分子量三官能团，环氧丙烷和环氧丙烷之间的摩尔比     2100     2100     2100
硅改性多元醇(分子量：2400，双官能团，端基为聚有机硅氧烷的聚醚多元醇)     24     24
异氟尔酮二异氰酸酯     237     232
二苯基甲烷二异氰酸酯     292
二月桂酸二丁锡     0.1     0.1     0.1
邻苯二甲酸二异壬酯     250
NCO％     1.8     1.8     2.2
粘度mPa.s     44000     46000     65000
制备例(潜伏性固化剂)
将30重量份直径0.3μm的的二氧化钛粉末和100重量份直径为20μm的1，12十二烷二胺(熔点：71℃)互相混合。此后使用喷磨机粉碎混合物，获得130份重量的覆盖了直径为10μm的细小颗粒的多元胺。
制造热固性单组分聚氨酯组合物的实施例1-4
热固性单组分聚氨酯组合物是通过以下表所示比率使用合成例1-3的聚氨酯预聚物和制备例的固化剂获得的。
*制造热固性单组分型聚氨酯组合物的实施例
化合物     制造例1     制造例2     制造例3     制造例4
预聚物的合成例1     100     100
预聚物的合成例2     100
预聚物的合成例3     100
交联剂 聚甲烯聚苯聚异氰酸酯     1     1     1     1
潜伏性固化剂 如在“制备例”中所示     7.2     7.2     7.2     8.6
表面活性剂 聚醚改性聚有机硅氧烷     0.5
填料 粉状丙烯酸酯共聚物(平均聚合度：2000，平均颗粒直径：1μm)     10     10     10
着色剂 炭黑     0.5     0.5     0.5     0.5
催化剂 (二氮杂双环(5，4，0)十一碳烯甲苯磺酸盐     0.1     0.1     0.1
催化剂 二乙酰基丙酮酸二丁酯锡     0.03
盐(离子导电剂) 二(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂     0.05
粘度(mPa.s)     80000     85000     80000     130000
实施例1
能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物是使用如图1所示的装置形成的。
更具体地说，在设于混合装置30内部的活塞泵31的抽吸步骤进行后，干燥空气11从供气源22通入活塞泵31的气缸32内，活塞泵31由活塞33降低至低压。在干燥空气11通入气缸32以后，热固性单组分聚氨酯组合物10从热固性单组分聚氨酯组合物供应源21通入容纳了干燥空气11的气缸32中。此后进行活塞泵31的排放步骤，获得与干燥空气11混合的含有热固性单组分聚氨酯组合物10的能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物12。
能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物12从喷嘴42尖端供入到模具中，获得泡沫。更具体地说，如图2所示，使用的是一种在接触导电性泡沫层外围表面的部位分成两个部分的模具。可发泡的热固性单组分聚氨酯组合物12填充入模具的两个部分。模具圆筒形部分的厚度是2mm。能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物12在低于其热固性临界温度的温度即23℃下加热。
在将已涂覆了热熔性粘合剂的核芯金属设于粘合剂模具的二个部分之一后，将模具两个部分的分离面配合。此后能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物在不低于其热固性临界温度的温度，即100℃下加热约10分钟。从而使由离子导电性聚氨酯组合物组成的导电性发泡层形成在核芯金属的周围。
最后将导电性发泡层的表面研磨到预定尺寸。具有导电性发泡层的导电辊就是以这种方式制成的。
实施例2-5
实施例2-5中的各个具有导电性发泡层的导电辊是使用不同于实施例1的模具制造的。
比较例1
比较例1的辊是安装在兄弟工业公司制造的18ppm专业专业激光打印机HL-1850上的输送辊。更具体地说，输送辊的导电性发泡层有6mm的内径，15mm的外径和231mm的轴长。该辊具有设在其中心的金属轴。导电性发泡层是由异氰酸酯和PPG多元醇和PTMG多元醇混合而成的多元醇成分组成的聚氨酯制成的。
比较例2
比较例2的辊由表氯醇-环氧乙烷—烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶(GECO)用下述方法制成。
用于导电辊的橡胶混合物的组分是使用封闭式捏和机，或者敞口辊捏和的。组分的配合比如下表1所示。从捏和机中以带状物形式排出的橡胶混合物被供应到Φ60的橡胶挤出机中，挤出成中空管。在将生橡胶管切割到适当长度以后，将其在160℃硫化30分钟，获得发泡的橡胶管。作为硫化方法，使用汽封型硫化机。制造具有和比较例1的输送辊相同构造的金属轴。在用热熔性粘合剂涂覆金属轴以后，将该金属轴插入发泡的硫化橡胶管中。在发泡的硫化橡胶管加热到至与该轴结合之后，将该辊的橡胶部分的两端切割到预定尺寸。研磨辊的表面，以获得具有和比较例1的辊一样大小的比较例2的辊。
作为比较例2的辊的表面磨耗的结果，辊的直径从22mm减少到15mm。
比较例2的辊的研磨量远远超过实施例的辊的研磨量。更具体地说，比较例2的磨粉体积大约是实施例1的8倍之多。因为磨粉含有氯，不能加热辊以除去氯。因此，处理该辊的成本比销毁实施例1的辊的成本高。
表1
化学品 化学品的细目(名称＝商品名) 化学品细目(制造厂)     混合比
表氯醇橡胶(*1) Epichlomer CG104 Daiso Co，，Ltd     100
填料1 沉淀碳酸钙 Maruo Calcium Co.，Ltd.     20
填料2(HAF carbon) Sheast 3 Tokai Carbon Co，，Ltd.     2
水滑石 DHT-4A-2 Kyowa Chemical Industry.     3
氧化锌 Ginrei R Toho Aen     5
硬脂酸 4931 Uniqema Australia     1
硫化剂1 粉状硫磺 Tsurumi Chemical Industrial Co.，Ltd.     0.5
硫化促进剂1(二苯并噻唑基二硫化物) Nocceler DM Ouchishimko Chemical Industrial Co.，Ltd.     0.5
硫化促进剂2(四甲基秋兰姆一硫化物) Nocceler TS Ouchishimko Chemical Industrial Co.，Ltd.     0.17
硫化剂2(亚乙基硫脲) Accel 22-S Kawaguchi Kagaku Kogyo Inc.     1.33
硫化促进剂3(二正甲苯基胍) Nocceler DT Ouchishimko Chemical Industrial Co.，Ltd.     1.13
发泡剂4，4’氧双(苯磺酰肼) NeocellbornN#1000SW Eiwa Chemical Ind.Co.，Ltd.     6
表氯醇橡胶是表氯醇共聚物，其中，乙撑氧(EO)，表氯醇(EP)，烯丙基缩水甘油醚(AGE)分别以34.5mol％，63mol％和2.5mol％共聚。其玻璃化转变温度为-41℃。
实施例1-5、以及比较例1和2各自的具有导电性发泡层的导电辊的各种性质，测试如下：
辊的电阻值的测量
如图3所示，在23℃温度，和55％的相对湿度下，将插入了核芯金属52的导电性发泡层51安装在具有30mm外径的铝鼓53上，并且导电性发泡层51和铝鼓53接触。将内电阻为r(100Ω-10kΩ)的导体的终端连接到电源54的正极和铝鼓53的一端表面。将另一导体的终端连接到电源54的负极和核芯金属52的一端表面。向核芯金属52的两端施加500g的负荷F。当在核芯金属52和铝鼓53之间施加1000V的电压时，铝鼓53旋转，间接地使具有导电性泡沫层的导电性辊50也旋转。在这时候，对具有导电性发泡层的导电辊50的电阻值在圆周上测量36次。计算36个电阻值的平均值。内电阻r的值调整至使测定值的有效数字尽可能的大，以和具有导电性发泡层的导电辊50的电阻级别一致。将施加到装置的电压设为E，具有导电性发泡层的导电辊50的电阻R就是R＝r×E/(V-r)。由于(-r)的能级常被忽略，故R＝r×E/V。具有导电性发泡层的导电辊的电阻值R是由检测到的施加到内电阻r的电压V计算的。
电阻值对于环境的依赖度的测量
在低温低湿度(10℃，15％的相对湿度)的环境下和在高温高湿度(32.5℃，90％的相对湿度)的环境下测量每个导电辊的电阻值。为了获得每个辊的电阻值对于环境的依赖度指数，计算了辊在低温低湿度环境下的电阻值RLL的常用对数log10RLL和在高温高湿度环境下的电阻值RHH的常用对数lOg10RHH之间的差值。
电阻值的圆周不均匀度
通过使用在图3中所示的装置，在23℃的温度和55％的相对湿度下，向核芯金属52的两端施加500g的负荷F。使铝鼓53以30rpm的速度旋转，从而带动导电辊旋转。当导电辊旋转时，在核芯金属52和铝鼓53之间施加1000v的电压，以计算导电辊的电阻的圆周不均匀度(在圆周方向里的最大电阻值/在圆周方向里的最小电阻值)指数。
压缩形变形变
以与导电辊端面平行的10mm规则间隔放射状切割所得导电辊，使用由此得到的样品，根据JIS K6262中规定的硫化橡胶和热塑性橡胶的压缩形变测量法，在70℃下以25％的压缩率测量每个导电辊的压缩形变22～24小时。压缩形变压缩形变。如果压缩形变值超过30％，辊的尺寸变化太大以致于辊在用作输送辊时会在打印的图象里产生应变。因此很有可能辊不能投入实际应用。压缩形变的值不超过25％为好，不超过15％更好，最好不超过10％。
对电子照相感光体的污染测试
将每一实施例和比较例的导电辊在32.5℃和90％的相对湿度下保存两周，其中每个导电辊紧压在置于由Hewlett Packard公司生产的Laser Jet 4050型激光打印机的墨盒(C4127X型墨盒)的电子照相感光体上。在将每个导电辊从电子照相感光体上移开后，由装有电子照相感光体的打印机进行半色调打印。用以下三个标准核查纸张的打印页是否被污染：
○：不到打印页明显受污染。
△：轻度污染(打印五张纸时几乎看不到污染，因此没有使用问题)。
×：高度污染(打印不少于五张纸时可看见污染)。
丙酮的萃取百分数
通过使用索格利特萃取器，以丙酮作为溶剂，从每一个实施例和比较例的导电辊切割而成的小于2mm2的样品萃取组分6小时。测量萃取出的组分重量与萃取前树脂的重量的百分比(％重量)))。
泡孔直径和泡孔直径的偏差
1.5mm×1mm范围内的发泡泡孔的扫描电子显微镜照片，是以×100倍率，在每个导电辊的圆周面上的以下点拍摄的：相距15mm的两点、以及纵向(轴向)的中点、从这三点的每一点以放射状向内5mm处的点、以及从这三点的每一点以放射状以内10mm处的点。。因此扫描电子显微镜照片是在3×3＝9个点处拍摄的。照片经放大和打印。打印出的照片通过扫描仪读入，并由图像处理软件二进制化(binarized)，以识别泡孔。此后进行计算，经分析找出所有照片中的平均粒径(μm)，最大泡孔直径和最小泡孔直径。从而计算出泡孔直径偏差ΔD(pm)＝最大泡孔直径-最小泡孔直径。
硬度的测量
将每个辊以每次90度沿圆周方向旋转4次。\测量辊两端相距15mm的二个点和纵向(轴向)的中点处的硬度。因此，辊的硬度是在3×4＝12个点处测量的。计算每个辊的硬度平均值。还计算出了硬度偏差ΔHs＝12个点的最大值-其最小值。为了测量辊的硬度，在23℃温度和55％相对湿度的环境下，向轴的左部和右部施加500gf的负荷。每个辊的硬度是用日本工业标准K6253里规定的E型硬度计测量的。
静电容量的测量
每个辊的静电容量是用电感、电容、电阻测定计(LCR计)(Toyo Technica有限公司制造)测量的。更具体地说，如图4所示，于23℃温度和55％相对湿度的环境下，在辊的轴62和装有导电辊61的铝板P之间施加一电压。R(电阻)部分和C(电容)部分是在并联电路中用电感、电容、电阻测定计测量的。通过向轴62的两端施加500gf的负荷，使导电辊固定到铝板P上。辊的静电容量是通过施加具有±3V振幅的正弦波的交流电压测量的。
色粉分散性的评价
色粉分散性是用由Brother Kogyo有限公司制造的18ppm专业激光打印机的HL-1850评价的。打印出具有100μm宽度的单色线以供评价。
以上所述特性的测量结果如在下表中所示。
表2-1
  实施例1     实施例2     实施例3     实施例4
辊的原料   制造例1     制造例1     制造例2     制造例3
造辊的方法     模具   拼合式     整体式     整体式     拼合式
造辊的方法     注射时的压力   常压     常压     加压     常压
辊的电阻     LOg10R(Ω)   7.9     7.9     8.0     7.7
辊的电阻对环境的依赖   1.3     1.3     1.3     1.0
辊的电阻的圆周不均匀度指数   1.10     1.09     1.30     1.12
压缩形变     ％   9     8     9     8
检查感光元件的污染的试验   ○     ○     ○     ○
丙酮萃取百分率     ％   6.1     6.1     5.7     6.1
泡孔的平均直径     μm   51     48     78     50
泡孔直径的偏差ΔD     μm   15     14     45     15
平均硬度Hs     E硬度   23     23     20     22
硬度偏差ΔHs     度   1     0     3     1
静电容量     PF   35     35     30     40
色粉分散性的评价   不分散     不分散     不分散     不分散
表2-2
    实施例5     比较例1     比较例2
辊的原料     制造例4     橡胶
造辊的方法     模具     拼合式     整体式     整体式
造辊的方法     注射时的压力     常压     加压     加压
辊的电阻     LOg10R(Ω)     7.6     7.7     7.0
辊的电阻对环境的依赖     1.2     1.6     1.7
辊的电阻的圆周不均匀度指数     1.15     1.30     1.10
压缩形变     ％     21     18     18
检查感光元件的污染的试验     △     ○     ○
丙酮萃取百分率     ％     19     1.3     5
泡孔的平均直径     μm     49     130     85
泡孔直径的偏差ΔD     μm     16     110     56
平均硬度Hs     E硬度     37     30     38
硬度偏差ΔHs     度     2     4     7
静电容量     PF     37     38     70
色粉分散性的评价     不分散     不分散     不分散
在模具项目里的“拼合式”意思指用上述说明方法和使用模具(拼合模)进行供入和浇铸的，接触导电性发泡层外围表面的拼合模的表面可分成两个或更多个部分。在模具项目里的“整体的”意思指用上述说明的方法和使用模具(拼合模)进行供入和浇铸的，接触导电性发泡层外围表面的拼合模的表面是不分开的。
如在表2中清晰可见，在比较例1和2里，微孔直径变化ΔD没有小于50μm，和平均微孔直径是较大，就是在85μm-130μm范围内。硬度变异Hs也较大，就是不少于4度。辊的电阻值对于环境的依赖度也很高。压缩形变也很高。另一方面，在实施例1-5里，获得较好的结果。更准确地说，在实施例1-4里，压缩形变是很低的和没有关于静电摄影感光体的污染。在实施例1，2，和4里，平均微孔直径和微孔直径变化ΔD也是很小的。在实施例4里，辊的电阻值的关于环境依赖度也很低。

Claims (21)

1.一种导电辊，其包括由聚氨酯组合物组成的导电性发泡层，其平均泡孔直径不少于20μm，也不大于100μm，所述的泡孔直径的变化ΔD不大于50μm，以及
所述的导电辊的硬度变化ΔHs不大于8和以电阻值(Ω)表示的圆周上的不均匀性指数值RMAX/RMIN不大于1.3。
2.如权利要求1所述的导电辊，其特征在于，所述导电性发泡层是由用机械发泡方法发泡的热固性单组分聚氨酯组合物组成的。
3.如权利要求1所述的导电辊，其特征在于，在所述的导电辊的电阻值RLL(Ω)在低温和低湿度(10℃，相对湿度：15％)下和电阻值RLL(Ω)在高温和高湿度(32.5℃，相对湿度：90％)下能满足log10RLL-log10RHH≤1.4的关系。
4.如权利要求1所述的导电辊，其特征在于，在100Hz时测量静电容量不大于50pf；和在1000V的作用电压时的电阻值(Ω)不大于1012Ω。
5.如权利要求1所述的导电辊，其特征在于，当组分用索格利特萃取器和丙酮作为溶剂从所述的导电性发泡层作6小时萃取时，所述的组分的重量与在所述的萃取作用前测量的树脂的重量的比率不大于20％。
6.如权利要求1所述的导电辊，其特征在于，当组分用索格利特萃取器和丙酮作为溶剂从所述的导电性发泡层作6小时萃取时，所述的组分的重量与在所述的萃取作用前测量的树脂的重量的比率不小于5％。
7.如权利要求1所述的导电辊，其特征在于，聚氨酯预聚物和潜伏性固化剂加入到所述的热固性单组分聚氨酯组合物中。
8.如权利要求1所述的导电辊，其特征在于，在过量的脂肪族聚异氰酸酯混合物和三官能团聚醚多元醇之间反应制备的聚氨酯预聚物加入到所述的热固性单组分聚氨酯组合物中。
9.如权利要求1所述的导电辊，其特征在于，由下列化学式1，2和3(X1，X2和X3是彼此相同的或者相互不同的，并说明具有1-8个碳原子的官能团，这些官能团含有碳原子，氟原子和磺酰基团(-SO2-))中的任何一个指出的阴离子盐，作为离子导电剂加入到所述的导电性发泡层的所述的热固性单组分聚氨酯组合物中。
化学式1
化学式2
X1-O-
化学式3
Figure A2005100539480003C1
10.如权利要求1所述的导电辊，其特征在于，由有机聚合物颗粒组成的填料加入到所述的热固性单组分聚氨酯组合物中。
11.如权利要求1所述的导电辊，其特征在于，具有直径为0.1μm-50μm的，0.5-30％重量的有机聚合物微粒，由异丁烯酸甲酯，苯乙烯，丙烯腈，或者有乙烯树脂双键基团的单体均聚物，或者所述单体的共聚物组成，所述的些微粒作为填料加入到所述的热固性单组分聚氨酯组合物中。
12.如权利要求1所述的导电辊，其特征在于，强碱叔胺化合物作为催化剂加入到所述的热固性单组分聚氨酯组合物中。
13.在制造具有导电性发泡层的导电辊的方法里，所述的导电性发泡层的成型法包括步骤：
使含气体和热固性单组分聚氨酯组合物的能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物发泡，将其容纳在那里，再以这样一种方法，即所述的聚氨酯预聚物和所述的潜伏性固化剂的全部数量不小于50％重量，把聚氨酯预聚物和由减除固体多元胺活性形成的潜伏性固化剂加入；
所述的能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物在小于固化用热固性临界温度时浇铸，使所述的能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物保持在泡沫状态；
并加热所述的能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物到不小于所述的热固性临界温度，固化所述的能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述可发泡热固性单组分聚氨酯组合物填入拼合模，拼合模的表面接触所述的导电性发泡层的外围表面，拼合模可分成两个或更多个模具，或者分成圆筒形的模具，接触所述的导电性发泡层的所述的表面的圆筒形的模具是不分开的；所述可发泡的热固性单组分聚氨酯组合物是在小于所述的固化用热固性临界温度的温度下浇铸的；以及所述可发泡的热固性单组分聚氨酯组合物加热到不小于所述的固化用热固性临界温度，固化所述的能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，核芯金属是预先设定在所述模具里；所述的能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物供入到所述的模具中；和所述的能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物加热到不小于所述的临界温度的温度，固化所述的能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于模具内部有一个空间，所述的能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物预先受压，并供入到该空间中；和当在所述的空间中的压力正在减少时，所述的能发泡的热固性单组分聚氨酯组合物供入到所述的模具中。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述可发泡的热固性单组分聚氨酯组合物的发泡方法包括第一混合步骤，即用热固性单组分聚氨酯组合物与一种气体混合，在混合步骤中至少加入聚氨酯预聚物和潜伏性固化剂；第二加压步骤，即加压从所述的第一步骤中由泵提供的混合物；和第三排放步骤，即通过导管排出所述的受压混合物。
18.如权利要求13所述的方法，其特征在于，发泡百分率设定在不小于100％，也不大于400％。
19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，具有导电性发泡层的导电辊是根据权利要求1制造的。
20.如权利要求1所述的包括具有导电性发泡层的电性辊的图像处理装置是用根据权利要求18所述的方法制造的。
21.包括具有导电性发泡层的导电辊的图像处理装置，是用根据权利要求13所述的方法制造的。
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