成的組的一種。Z 3、Z4 和&各自獨立地表示氫原子或具有1-30個碳原子的烴基。R31表示包含經由選自由醚鍵、 酯鍵和氨基甲酸酯鍵組成的組的鍵而鍵合至樹脂的部分的結構,或選自由式(14)和(15) 中的Ya和Yb組成的組的一種。
[0142]
[0143]
[0144] 式(14)和(15)中,AJPA 2各自獨立地表示烴基或亞烷基醚基。X17-X2。各自獨立 地表示包含經由選自由醚鍵、酯鍵和氨基甲酸酯鍵組成的組的鍵而鍵合至樹脂的部分的結 構。
[0145]
[0146] 式(18)中,Y11表示選自由式(14)和(15)中的Ya和Yb組成的組的一種。R 32表 示選自由以下(a)-(c)組成的組的一種,或選自由式(14)和(15)中的Ya和Yb組成的組 的一種:
[0147] (a)氫原子;
[0148] (b)具有1-30個碳原子的烴基;和
[0149] (C)包含經由選自由醚鍵、酯鍵和氨基甲酸酯鍵組成的組的鍵而鍵合至樹脂的部 分的結構。
[0150] 私3-私5各自獨立地表示選自由(a)-(c)組成的組的一種,條件是R33-R 35*至少之 一為(c) 〇
[0151] 下文中,術語"變形恢復性"指去除施加至在應力狀態下(即,導電層變形的狀態 下)長期放置于高溫高濕環境中的導電層的應力之后,在通過預定的時間之后導電層恢復 變形的性質。
[0152] 隨著導電層的變形恢復性提高,當具有導電層的電子照相用構件在高溫高濕環境 中長期放置時,殘留變形量降低。
[0153] 本發明人推測本發明的陽離子和陰離子的使用對導電層的變形恢復性的改進具 有顯著的效果的原因如下。
[0154] 首先,導電層中包含的含有如羧基、氨基甲酸酯基、酯基、羥基和氨基等極性 官能團的樹脂使得極性官能團由于如氫鍵等相互作用而共同形成假交聯點(pseudo cross-linking point)。推測假交聯點變成用于保持變形恢復性的基礎。
[0155] 然而,推測樹脂中離子導電劑的使用,由于離子導電劑與極性官能團之間的相互 作用,降低作為假交聯點的基礎的極性官能團之間的相互作用,導致在某些情況下變形恢 復性降低。
[0156] 下文中,依次描述對應于不同種類的陽離子和陰離子的本發明的效果的發生機 理。
[0157] 由陽離子中具有兩個羥基的離子導電劑和能夠與所述離子導電劑反應的化合物 合成的樹脂中,樹脂中含有的陽離子性結構在兩點處鍵合至聚合物鏈以并入聚合物的主鏈 中。盡管并入至主鏈中的陽離子性結構的自由運動頻率局限于一定程度,但由于僅在兩點 處鍵合至聚合物鏈,所以可以以一定程度保持運動性。
[0158] 當該狀態的陽離子性結構接近樹脂中的極性官能團(例如羧基、氨基甲酸酯基、 酯基、羥基和氨基)時,極性官能團的負極化部分與具有正電荷的陽離子性結構彼此吸引。 結果,推測極性官能團之間的相互作用降低,從而假交聯點數降低,導致難以保持變形恢復 性。
[0159] 相反,在如本發明中由陽離子中具有3個以上的羥基的離子導電劑和能夠與所述 離子導電劑反應的化合物合成的樹脂中,樹脂中包含的陽離子性結構在三個以上的點處鍵 合至聚合物鏈。因此,與前述情況相比,陽離子性結構的自由運動頻率進一步受限,導致樹 脂中陽離子性結構難以接近極性官能團。此外,體積龐大的陽離子性結構妨礙陽離子性結 構的運動,導致陽離子性結構難以接近極性官能團。
[0160] 結果,不同于前述情況,陽離子性結構和極性官能團不能彼此吸引。因此,推測在 基本不降低極性官能團之間的相互作用(假交聯點)的情況下,變形恢復性的降低可以抑 制至小的程度。
[0161] 此外,推測陰離子的種類可為妨礙極性官能團之間的相互作用的原因。
[0162] 推測如鹵化物陰離子、硫酸根陰離子和硝酸根陰離子等容易還原質子的、具有高 的質子親和性的陰離子,容易引起陰離子與極性官能團具有的質子之間的相互作用。
[0163] 換言之,推測極性官能團具有的質子(例如相對于酯基中的羰基位于α位置的質 子,以及氨基甲酸酯基、氨基或羥基具有的質子)由于極化而帶正電,導致與極性官能團的 負極化部分的相互作用。
[0164] 因此,推測由于陰離子與質子之間的相互作用,具有高質子親和性的陰離子的使 用不能抑制由極性官能團之間的相互作用(假交聯點)的消失所導致的變形恢復性的降 低。
[0165] 相反,本發明的陰離子具有極高的化學穩定性和低的質子親和性,因此,此類陰離 子難以還原質子。
[0166] 推測因此難以導致陰離子與極性官能團的質子之間的相互作用,因此極性官能團 之間的相互作用(假交聯點)幾乎沒有消失,由此使得能夠保持變形恢復性。
[0167] 如上所述,本發明的陽離子和陰離子二者均為不降低導電層的樹脂的極性官能團 之間的相互作用的離子。推測因此本發明的離子導電劑的使用可以抑制導電層的變形恢復 性的降低。
[0168] 如實施例和比較例中所示,在只有陽離子和陰離子之一與本發明的相同的情況 下,未獲得降低電子照相用構件變形量的效果(沒有獲得維持導電層的變形恢復性的效 果)。
[0169] 因此,推測本發明的效果源于如上所述的陽離子的效果和陰離子的效果的協同效 果。
[0170] 本發明的電子照相用構件可以用于如充電輥、顯影輥、轉印輥和清潔刮板等電子 照相用構件。
[0171] 顯影設備的顯影輥內使用本發明的電子照相用構件時,顯影劑可為磁性或非磁 性,并且可包含單組分或雙組分。顯影設備可為非接觸型或接觸型。
[0172] 〈處理盒和電子照相設備〉
[0173] 圖2為示出本發明的處理盒的截面圖。圖2中示出的處理盒17包括一體化的顯 影輥16、顯影刮板(調色劑量調節刮板)21、電子照相感光構件18、清潔刮板26、廢調色劑 容納容器25和充電輥24。處理盒適于可拆卸地安裝至電子照相圖像形成設備的主體。顯 影設備22包括填充有調色劑15的調色劑容器20。使用調色劑供給輥19將調色劑容器20 中容納的調色劑15供給至顯影輥16的表面,并且使用顯影刮板21在顯影輥16的表面上 形成具有預定的厚度的調色劑層。
[0174] 圖3為示出其中本發明的電子照相用構件用作顯影輥16的電子照相設備的截面 圖。包括顯影輥16、調色劑供給輥19、其中可以容納調色劑15的調色劑容器20和顯影刮 板21的顯影設備22可拆卸地安裝至圖3中的電子照相設備。包括感光構件18、清潔刮板 26、廢調色劑容納容器25和充電輥24的處理盒17也可拆卸地安裝。顯影設備22可作為 獨立的單元可拆卸地安裝或者可與處理盒17 -起一體地形成從而以一個整體可拆卸地安 裝。可選擇地,顯影設備22、感光構件18、清潔刮板26、廢調色劑容納容器25和充電輥24 可設置在電子照相設備主體中。換言之,本發明的處理盒可為任意類型,只要處理盒具有充 電輥24和顯影輥16中至少之一,可拆卸地安裝至電子照相設備主體即可。
[0175] 感光構件18沿箭頭方向旋轉從而使用使感光構件18帶電的充電輥24而均勻地 帶電。然后,為了在感光構件18上形成靜電潛像,使用來自曝光單元的激光束23在感光構 件18的表面上形成靜電潛像。使用用與感光構件18接觸設置的顯影設備22賦予的調色 劑15使靜電潛像顯影,從而可視化為調色劑圖像。
[0176] 顯影時,進行所謂的反轉顯影從而在曝光部形成調色劑圖像。將感光構件18上可 視化的調色劑圖像使用作為轉印構件的轉印輥29轉印至作為記錄介質的紙34上。將紙34 經由紙供給輥35和吸附輥36供給至設備,并且使用環帶狀的轉印輸送帶32在感光構件18 與轉印輥29之間輸送。轉印輸送帶32使用從動輥33、驅動輥28和張力輥31來操作。將 電壓從偏壓電源30施加至轉印輥29和吸附輥36。將具有轉印的調色劑圖像的紙34使用 定影設備27進行定影處理,并且排出至設備的外面以完成打印操作。
[0177] 另一方面,將殘留在感光構件18上而未轉印至紙34上的調色劑使用清潔刮板26 刮擦掉從而容納于廢調色劑容納容器25中。
[0178] 顯影設備22包括容納作為單組分顯影劑的調色劑的調色劑容器20,和位于沿調 色劑容器20的長度方向延伸的開口部且與感光構件18相對設置的作為顯影劑載體的顯影 輥16。顯影設備22使靜電潛像在感光構件18上顯影并且使圖像可視化。將電壓從偏壓電 源30施加至顯影輯16和顯影刮板21的每一個。
[0179] 以下描述在如圖IB中所示的導電性輥1的表面層4中使用本發明的導電層的具 體的實施例和比較例,但本發明不局限于這些實施例。
[0180] (彈性輥D-I的制備)
[0181] 將由SUS 304制成的直徑為6mm、總長度為278. 9mm的芯金屬使用底漆(商品名: DY35-051;由Dow Corning Toray Co. ,Ltd.制造)涂布,并且在180°C的溫度下加熱的爐 中焙燒20分鐘以制得芯軸。
[0182] 將由此制備的芯軸放置于模具中,并將包含以下材料的混合物的加成型硅橡膠組 合物注入在模具內形成的模腔中。
[0183] -液態娃橡膠材料(商品名:SE6724A/B ;由 Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造): 100質量份;
[0184] -炭黑(商品名:TOKA BLACKM300 ;由 Tokai Carbon Co.,Ltd.制造):15 質量 份;
[0185] -作為耐熱性賦予劑的二氧化硅粉末:0. 2質量份;和
[0186] -鉑催化劑:0· 1質量份。
[0187] 隨后,將模具在150°C下加熱15分鐘,使得硅橡膠硫化并固化。將具有在周面上形 成的固化的硅橡膠層的芯軸從模具中取出,然后在180°C下再加熱1小時,從而硅橡膠層的 固化反應完成。由此制備具有在芯軸的外周面上形成的直徑為12mm的硅橡膠彈性層的彈 性輥D-I。
[0188] (彈性輥D-2的制備)
[0189] 制備由總長度為252mm且外徑為6mm的具有無電鍍鎳表面的易切削鋼制成的圓 棒。隨后,將圓棒在除了兩端處分別Ilmm范圍的230mm范圍內的整個圓周使用粘合劑涂布 以制得芯軸。使用的粘合劑為導電性的熱熔融型。將輥涂機用于涂布。
[0190] 隨后,使用壓力捏合機將具有以下規定的種類和量的材料混合以獲得A捏合的橡 膠組合物。
[0191] -NBR 橡膠(商品名:NIPOL DN219 ;由 Zeon Corporation 制造):100. 0 質量份;
[0192] -炭黑(商品名:TOKA BLACKM300 ;由 Tokai Carbon Co.,Ltd.制造):40. 0 質量 份;
[0193] -碳酸鈣(商品名:NAN0X#30 ;由 Maruo Calcium Co.,Ltd.制造):20. 0 質量份; 和
[0194] -硬脂酸(商品名:STEARIC ACID S ;由 Kao Corporation 制造):1. 0 質量份。
[0195] 此外,使用開煉機將166. 0質量份A捏合的橡膠組合物和具有以下規定的種類和 量的材料混合以制備未硫化的橡膠組合物。
[0196] -硫橫(商品名:SULFAX 200S ;由 Tsurumi Chemical Industry Co.,Ltd.制造): 1. 2質量份;和
[0197] -二硫化四芐基秋蘭姆(商品名:TBZTD ;由 Sanshin Chemical Industry Co. ,Ltd.制造):4. 5質量份。
[0198] 隨后,將內徑為16. 5mm的模頭安裝至具有芯軸供給機構和未硫化的橡膠輥排出 機構的十字頭擠出機。然后將擠出機和模頭(十字頭)的溫度調整至80°C,并且將導電性 芯軸的輸送速度調整至60mm/ sec。將未硫化的橡膠組合物在該條件下從擠出機供給,從而 用未硫化的橡膠組合物涂布導電性芯軸以在十字頭中制得彈性層。隨后,將涂布的芯軸投 入170°C的熱風硫化爐內并且加熱60分鐘。冷卻之后,切除彈性層的邊緣以去除,并將彈性 層的表面使用旋轉磨石研磨。因此,制備在沿軸方向從中央部朝向各端部距離90mm的各位 置處直徑為8. 4_且中央部處的直徑為8. 5_的彈性輥D-2。
[0199] (表面層的形成)
[0200] 以下描述用于獲得本發明的表面層的離子導電劑的合成例。使用的親核試劑、親 電子試劑和陰離子交換鹽分別描述于表1、表2和表3中。親核試劑、親電子試劑和陰離子 交換鹽的配混量描述于表4中。
[0201] 〈離子導電劑的合成〉
[0202] 離子導電劑可以通過使用如Menschutkin反應等已知的親核取代反應的一階段 或多階段合成前體,然后進行已知的離子交換反應而獲得。
[0203] 因此,使用的親核試劑的例子包括如伯至叔胺化合物、咪唑化合物、吡啶化合物、 哌啶化合物、吡咯烷化合物、嗎啉化合物、吡唑化合物、硫化物化合物和膦化合物等具有親 核性雜原子的化合物。
[0204] 此外,使用的親電子試劑的例子包括羥基被取代的鹵代烷基化合物。
[0205] 此外,用于離子交換反應的堿金屬鹽的例子包括如氟化烷基磺酸鋰鹽和氟化烷基 磺酰基酰亞胺鉀鹽等含有本發明的陰離子的堿金屬鹽。
[0206] 可以通過將用于親核反應的親核試劑和親電子試劑,以及用于離子交換反應的堿 金屬鹽變更為期望的組合,使用已知方法的組合來合成目標離子導電劑。
[0207] 以下描述離子導電劑的合成的例子。
[0208] (離子導電劑1-3的合成)
[0209] 將親核試劑 N-1 (二丁胺)(由 Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)以 24. 2g的量溶解于50ml乙腈中。在室溫下將親電子試劑Q-I (4-溴-1- 丁醇)(由Tokyo Chemical Industry Co. ,Ltd.制造)以68. 3g的量添加至溶液中,然后在90°C下加熱回流 72小時。隨后,在減壓下蒸餾出溶劑。得到的濃縮物使用二乙醚洗滌,并且通過傾析去除上 清液。洗滌和傾析重復三次,以獲得殘留物。得到的殘留物為具有