調色劑供給輥和成像裝置的制造方法

調色劑供給輥和成像裝置的制造方法
【專利摘要】提供一種調色劑供給輥，與現有技術相比，其發泡單元的單元直徑盡可能地更大且更均勻，其硬度更低，特別是在低溫和低濕度的環境下硬度更低，并且其不易產生圖像缺陷如密度不均勻或白色條紋。還提供一種使用所述調色劑供給輥的成像裝置。調色劑供給輥(1)通過如下制造：制備橡膠組合物，所述橡膠組合物包含含有表氯醇橡膠和丙烯腈?丁二烯橡膠的橡膠組分、導電炭黑、交聯組分和發泡組分，在將橡膠組合物擠出成管狀體的同時，通過包括微波交聯設備和熱空氣交聯設備的連續交聯裝置使所述管狀體的橡膠組合物連續地發泡并交聯。成像裝置并入有所述調色劑供給輥(1)。
【專利說明】
調色劑供給輥和成像裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及調色劑供給輥和采用所述調色劑供給輥的成像裝置，所述調色劑供給 輥用于向電子照相成像裝置中的調色劑載體的表面供給調色劑。
【背景技術】
[0002] 在電子照相成像裝置如激光打印機、靜電式復印機、普通紙傳真機或復印-打印-傳真多功能機中，一般通過以下工序在片材(如紙張或塑料膜)表面上形成圖像：
[0003] 首先，使具有光導電性的感光體的表面均勻帶電，并在該狀態下暴露于光，從而在 感光體的表面上形成對應于待形成于片材上的圖像的靜電潛像(充電步驟和曝光步驟）。
[0004] 然后，使在預定電位下預先帶電的調色劑(微小著色顆粒)與感光體的表面接觸。 由此，根據靜電潛像的電位圖案，調色劑選擇性地附著于感光體的表面，從而使靜電潛像顯 影成調色劑圖像(顯影步驟）。
[0005] 隨后，將調色劑圖像轉印至片材的表面上(轉印步驟），并定影至片材表面(定影步 驟）。由此，在片材的表面上形成圖像。
[0006] 在上述工序之中的顯影步驟中，使用具有預定輥電阻的橡膠泡沫調色劑供給輥向 調色劑載體(如顯影輥）的表面供給調色劑，以使在感光體表面上形成的靜電潛像顯影成調 色劑圖像。
[0007] 需要調色劑供給輥具有盡可能低的硬度以便使保持在調色劑載體與調色劑供給 輥之間的調色劑顆粒不中斷，并且要求調色劑供給輥包含具有盡可能均勻且盡可能大的單 元直徑的發泡單元以便通過單個輸送操作向調色劑載體輸送足夠量的調色劑。
[0008] 為了滿足所述要求，專利文獻1提出通過將橡膠組分、用于使橡膠組分交聯的交聯 組分和用于使橡膠組分發泡的發泡組分共混來制備橡膠組合物，并通過使橡膠組合物擠出 成管狀體，然后通過壓力和熱使橡膠組分的管狀體在交聯罐中發泡并交聯，而產生具有預 定膨脹比(發泡倍率)和預定單元直徑分布的調色劑供給輥。
[0009] 將離子導電表氯醇橡膠和選自以下的至少一種橡膠組合用作橡膠組分:丙烯腈_ 丁二烯橡膠(NBR)、氯丁橡膠(CR)和乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)。
[0010] 引用列表
[0011] 專利文獻
[0012] 專利文獻 1JP-4067893-B

【發明內容】

[0013] 待通過本發明解決的問題
[0014] 根據由本發明的發明人進行的檢測，專利文獻1中公開的調色劑供給輥的膨脹比 和硬度仍不能令人滿意。
[0015] 即，調色劑供給輥具有較小的膨脹比和較小的單元直徑，從而不能通過單個輸送 操作向調色劑載體輸送足夠量的調色劑。此外，調色劑供給輥的柔性不足，特別是在l〇°C的 溫度和20%的相對濕度的較低溫度和較低濕度的環境下，從而不能適當地跟隨調色劑載體 的表面。此外，調色劑供給輥變得更硬，使得保持在調色劑供給輥和調色劑載體之間的調色 劑顆粒容易被中斷。
[0016] 因此，容易出現圖像缺陷，即，所形成的圖像容易具有密度不均勻和沿片材輸送方 向延伸的白色條紋(條紋狀的圖像空缺部分)的缺陷，特別是在較低溫度和較低濕度的環境 下。
[0017] 本發明的目的是提供一種調色劑供給輥并提供采用所述調色劑供給輥的成像裝 置，所述調色劑供給輥與常規技術相比具有盡可能均勻且盡可能大的發泡單元直徑和較低 的硬度(特別地即使在較低溫度和較低濕度的環境下也是如此），并且更不易具有圖像缺陷 (如密度不均勻和白色條紋）。
[0018] 問題的解決方案
[0019] 根據本發明的一個方面，提供了經由以下步驟制造的調色劑供給輥：制備橡膠組 合物，所述橡膠組合物包含含有表氯醇橡膠和NBR的橡膠組分、導電炭黑、用于使橡膠組分 交聯的交聯組分和用于使橡膠組分發泡的發泡組分；以及在使橡膠組合物擠出成管狀體的 同時，通過包括微波交聯設備和熱空氣交聯設備的連續交聯裝置使管狀體的橡膠組合物連 續地發泡并交聯。
[0020] 根據本發明的另一個方面，提供了并入有本發明的調色劑供給輥的成像裝置。
[0021] 本發明的效果
[0022] 如上所述，專利文獻1中公開的常規調色劑供給輥通過如下制造：制備橡膠組合 物，所述橡膠組合物包含含有表氯醇橡膠以及選自NBR、CR和EPDM的至少一種橡膠的橡膠組 分;使橡膠組合物擠出成管狀體;并通過壓力和熱使橡膠組分在分批式硫化罐中發泡并交 聯。
[0023] 然而，當將包含這些橡膠作為橡膠組分的橡膠組合物放入硫化罐中并在壓力下進 行發泡時，發泡受到抑制，使得單元直徑不能充分增加。此外，當試圖例如通過增加發泡組 分的量來增加膨脹比時，發泡單元直徑容易變化。
[0024] 因此，在專利文獻1中，調色劑供給輥的膨脹比被限制為不大于13。在較小的單元 直徑的情況下，不可能通過單個輸送操作向調色劑載體輸送足夠量的調色劑。
[0025] 如上所述，在較小的膨脹比和組合使用上述橡膠作為橡膠組分的情況下，專利文 獻1中公開的調色劑供給輥的柔性不足，特別是在較低溫度和較低濕度的環境下，不能適當 地跟隨調色劑載體的表面。此外，調色劑供給輥變得更硬，使得保持在調色劑供給輥和調色 劑載體之間的調色劑顆粒容易被中斷。這可導致成像缺陷，如密度不均勻和白色條紋。
[0026] 問題在于，由于使用分批式硫化罐，專利文獻1中公開的調色劑供給輥以較低的生 產率以較高的生產成本制造。
[0027]相比之下，在本發明中，待與表氯醇橡膠組合使用的NBR起到盡可能地抑制發泡不 均勻的作用。此外，使作用為通過吸收微波來增強橡膠組分加熱效果的導電炭黑與包含表 氯醇橡膠和NBR的組合的橡膠組分共混，并在大氣環境下通過連續交聯裝置使橡膠組合物 發泡并交聯。這使得可以提供這樣的調色劑供給輥并提供采用所述調色劑供給輥的成像裝 置:所述調色劑供給輥與常規技術相比具有盡可能均勻且盡可能大的發泡單元直徑和較低 的硬度(特別地即使在較低溫度和較低濕度的環境下也是如此），并且更不易具有圖像缺陷 (如密度不均勻和白色條紋）。
[0028] 與使用分批式硫化罐的方法相比，根據本發明，通過使擠出成管狀體的橡膠組合 物通過連續交聯裝置連續發泡并交聯可以以更高的生產率以更低的成本有效地制造調色 劑供給輥。
【附圖說明】
[0029] 圖1是根據本發明一個實施方案的示例性調色劑供給輥的透視圖。
[0030]圖2是示意性說明用于制造本發明調色劑供給輥的連續交聯裝置的框圖。
【具體實施方式】
[0031]根據本發明的調色劑供給輥通過以下步驟制造:制備橡膠組合物，所述橡膠組合 物包含含有表氯醇橡膠和NBR的橡膠組分、導電炭黑、用于使橡膠組分交聯的交聯組分和用 于使橡膠組分發泡的發泡組分；以及在使橡膠組合物擠出成管狀體的同時，通過包括微波 交聯設備和熱空氣交聯設備的連續交聯裝置使管狀體的橡膠組合物連續地發泡并交聯。 [0032]〈〈橡膠組合物》
[0033]〈橡膠組分〉
[0034]如上所述，至少將表氯醇橡膠和NBR組合用作橡膠組分。
[0035]專利文獻1中也公開了表氯醇橡膠與NBR的組合使用。待與表氯醇橡膠組合使用的 NBR起到盡可能地抑制發泡不均勻的作用。此外，使作用為通過吸收微波來增強橡膠組分加 熱效果的導電炭黑與橡膠組分共混，并在大氣環境下通過連續交聯裝置使橡膠組合物發泡 并交聯。這使得可以提供這樣的調色劑供給輥:所述調色劑供給輥與常規技術相比具有盡 可能均勻且盡可能大的發泡單元直徑和較低的硬度(特別地即使在較低溫度和較低濕度的 環境下也是如此），并且更不易具有圖像缺陷(如密度不均勻和白色條紋）。
[0036] NBR的共混使得可以很好地控制調色劑供給輥的輥電阻。
[0037]可另外地共混EPDM和/或苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)作為橡膠組分。
[0038] EPDM的共混使得可以賦予調色劑供給輥以適當的抗臭氧性。SBR的共混使得可以 降低調色劑供給輥的生產成本，原因是SBR比表氯醇橡膠和EPDM更通用且成本更低。
[0039](表氯醇橡膠）
[0040] 表氯醇橡膠的實例包括表氯醇均聚物、表氯醇-環氧乙烷二元共聚物(ECO)、表氯 醇-環氧丙烷二元共聚物、表氯醇-烯丙基縮水甘油醚二元共聚物、表氯醇-環氧乙烷-烯丙 基縮水甘油醚三元共聚物(GEC0)、表氯醇-環氧丙烷-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物和表氯 醇-環氧乙烷-環氧丙烷-烯丙基縮水甘油醚四元共聚物，其可單獨或組合使用。
[0041] 以上實例中，優選含環氧乙烷的共聚物、特別是ECO和域GEC0作為表氯醇橡膠。 [0042] 這些共聚物各自的環氧乙烷含量優選地不小于30mol%且不大于80mol%，特別優 選地不小于50mol %。
[0043]環氧乙烷起到降低調色劑供給輥的輥電阻的作用。然而，如果環氧乙烷的含量小 于上述范圍，則不能充分地提供降低輥電阻的作用從而充分地降低調色劑供給輥的輥電 阻。
[0044]另一方面，如果環氧乙烷的含量大于上述范圍，則環氧乙烷容易結晶，從而使分子 鏈的鏈段運動受到阻礙而使調色劑供給輥的輥電阻不利地增加。此外，在交聯之后調色劑 供給輥容易具有較高的硬度，并且在交聯之前在熱熔融時橡膠組合物容易具有較高的粘 度。
[0045] ECO的表氯醇含量為從總體中減去環氧乙烷含量獲得的差值。即，表氯醇含量優選 地不小于20mol%且不大于70mol%，特別地優選不大于50mol%。
[0046] GEC0的烯丙基縮水甘油醚含量優選地不小于0.5mol%且不大于lOmol%，特別優 選地不小于2mol %且不大于5mol %。
[0047] 烯丙基縮水甘油基醚本身用作共聚物的側鏈以提供自由體積，從而抑制了環氧乙 烷的結晶而使調色劑供給輥的輥電阻降低。然而，如果烯丙基縮水甘油醚的含量小于上述 范圍，則不能提供降低輥電阻的作用，從而不能充分降低調色劑供給輥的輥電阻。
[0048] 在GEC0的交聯期間烯丙基縮水甘油醚還用作交聯位點。因此，如果烯丙基縮水甘 油醚的含量大于上述范圍，則GEC0的交聯密度增加，從而使分子鏈的鏈段運動受到阻礙。這 可不利地增加調色劑供給輥的輥電阻。此外，調色劑供給輥容易具有拉伸強度、耐疲勞性和 耐彎曲性降低的缺點。
[0049] GEC0的表氯醇含量為從總體中減去環氧乙烷含量和烯丙基縮水甘油醚含量獲得 的差值。即，表氯醇含量優選地不小于lOmol %且不大于69.5mol %，特別優選地不小于 19.5mol % 目不大干60mol %。
[0050] GE⑶的實例包括狹義上的上述三種共聚單體的共聚物，以及已知的通過用烯丙基 縮水甘油醚改性表氯醇-環氧乙烷共聚物(EC0)獲得的改性產物。在本發明中，這些改性產 物中的任一種都可用作GEC0。
[0051] 基于100質量份的總橡膠組分，待共混的表氯醇橡膠的比例優選地不小于30質量 份且不大于70質量份。
[0052] 如果表氯醇橡膠的比例小于上述范圍，則不能賦予調色劑供給輥以適當的離子電 導率。
[0053]另一方面，如果表氯醇橡膠的比例大于上述范圍，則NBR的比例相對降低。因此，將 不能提供共混導電炭黑和使用用于在大氣環境下進行發泡并交聯的連續交聯裝置的協同 效應，使得不能提供即使在較低溫度和較低濕度的環境下也具有盡可能均勻且盡可能大的 發泡單元直徑和較低硬度的調色劑供給輥。
[0054]當EPDM附加地與表氯醇橡膠和NBR組合使用時，EPDM的比例相對降低，使得不能賦 予調色劑供給輥以適當的抗臭氧性。
[0055]當SBR附加地與表氯醇橡膠和NBR組合使用時，SBR的比例相對降低，使得不能充分 地提供降低生產成本的作用。
[0056] (NBR)
[0057] 根據丙烯腈含量，NBR分為低丙烯腈含量型、中丙烯腈含量型、中高丙烯腈含量型、 高丙烯腈含量型或極高丙烯腈含量型。可使用任意這些類型的NBR。
[0058] NBR包括通過添加填充油來控制柔性的充油型的那些，和不包含填充油的非充油 型的那些。可使用任一類型的NBR。
[0059] 這些NBR可單獨使用或組合使用。
[0060]當僅組合使用表氯醇橡膠和NBR作為橡膠組分時，待共混的NBR的比例為從總體中 減去表氯醇橡膠的比例而獲得的差值。即，基于100質量份的總橡膠組分，待共混的NBR的比 例優選地不小于30質量份且不大于70質量份。
[0061] 如果NBR的比例小于上述范圍，則不能提供共混導電炭黑和使用用于在大氣環境 下進行發泡并交聯的連續交聯裝置的協同效應，使得不能提供即使在較低溫度和較低濕度 的環境下也具有盡可能均勻且盡可能大的發泡單元直徑和較低硬度的調色劑供給輥。
[0062] 另一方面，如果NBR的比例大于上述范圍，則表氯醇橡膠的比例相對降低，使得不 能賦予調色劑供給輥以適當的離子電導率。
[0063]當附加地共混EPDM和/或SBR作為橡膠組分時，NBR的比例可通過從上述比例中減 去待后面描述的EPDM和/或SBR的比例來確定。
[0064] 然而，如果NBR的比例過小，則不能提供共混導電炭黑和使用用于在大氣環境下進 行發泡并交聯的連續交聯裝置的協同效應，使得不能提供即使在較低溫度和較低濕度的環 境下也具有盡可能均勻且盡可能大的發泡單元直徑和較低硬度的調色劑供給輥。
[0065] 因此，基于100質量份的總橡膠組分，NBR的比例優選地不小于10質量份。
[0066]當使用充油型NBR時，NBR的比例定義為充油型NBR中包含的NBR的固體比例。
[0067] (EPDM)
[0068] 可用作EPDM的是各自通過采用除乙烯和丙烯之外的少量第三成分(二烯）向EPDM 主鏈中引入雙鍵而制備的多種EPDM。包含不同量的不同類型的第三成分的EPDM產品是市售 的。第三成分的典型實例包括亞乙基降冰片烯(ENB)、1，4-己二烯（1，4-HD)和二環戊二烯 (DCP)。齊格勒催化劑通常用作聚合催化劑。
[0069] EPDM包括由添加填充油控制柔性的充油型的那些，和不包含填充油的非充油型的 那些。可使用任一類型的EPDM。
[0070] 這些EPDM類可單獨使用或組合使用。
[0071]基于100質量份的總橡膠組分，待共混的EPDM的比例優選不小于5質量份且不大于 15質量份。
[0072] 如果EPDM的比例小于上述范圍，則不能賦予調色劑供給輥以適當的抗臭氧性。 [0073]另一方面，如果EPDM的比例大于上述范圍，則表氯醇橡膠的比例相對降低，使得不 能賦予調色劑供給輥以適當的離子電導率。
[0074]此外，NBR的比例相對降低。因此，不能提供共混導電炭黑和使用用于在大氣環境 下進行發泡并交聯的連續交聯裝置的協同效應，使得不能提供即使在較低溫度和較低濕度 的環境下也具有盡可能均勻且盡可能大的發泡單元直徑和較低硬度的調色劑供給輥。 [0075] 當使用充油型EPDM時，EPDM的比例定義為充油型EPDM中包含的EPDM的固體比例。 [0076] (SBR)
[0077]可用作SBR的為通過乳液聚合法、溶液聚合法和其他多種聚合方法使苯乙烯與1， 3-丁二烯共聚而合成的多種SBISBR包括通過添加填充油控制柔性的充油型的那些和不包 含填充油的非充油型的那些。可使用任一類型的SBR。
[0078]根據苯乙烯的含量，SBR分為高苯乙烯含量型、中苯乙烯含量型和低苯乙烯含量 型，并且可使用任一這些類型的SBR。調色劑供給輥的物理特性可以通過改變苯乙烯含量和 交聯度來控制。
[0079] 這些SBR可單獨使用或組合使用。
[0080] 基于100質量份的總橡膠組分，待共混的SBR的比例優選地不小于10質量份并且不 大于35質量份。
[0081] 如果SBR的比例小于上述范圍，則不能充分地提供上述降低生產成本的作用。
[0082]另一方面，如果SBR的比例大于上述范圍，則表氯醇橡膠的比例相對降低，使得不 能賦予調色劑供給輥以適當的離子電導率。
[0083]此外，NBR的比例相對降低。因此，不能提供共混導電炭黑和使用用于在大氣環境 下進行發泡并交聯的連續交聯裝置的協同效應，使得不能提供即使在較低溫度和較低濕度 的環境下也具有盡可能均勻且盡可能大的發泡單元直徑和較低硬度的調色劑供給輥。 [0084]當使用充油型SBR時，SBR的比例定義為充油型SBR中包含的SBR的固體比例。
[0085]〈導電炭黑〉
[0086] 可用作導電炭黑的是多種導電炭黑，其作用是通過吸收微波來增強橡膠組分加熱 效果。
[0087] 導電炭黑的共混使得可以賦予調色劑供給輥以電子電導率以及提供上述作用。
[0088] 導電炭黑的優選實例是HAF，其微波吸收效率特別優異，并且可以均勻地分散在橡 膠組合物中。
[0089] 基于100質量份的總橡膠組分，待共混的導電炭黑的比例優選地不小于5質量份且 不大于25質量份，特別優選地不大于20質量份。
[0090] 如果導電炭黑的比例小于上述范圍，則不能提供組合使用NBR和表氯醇橡膠作為 橡膠組分、以及使用用于在大氣環境下進行發泡并交聯的連續交聯裝置的協同效應，使得 不能提供即使在較低溫度和較低濕度的環境下也具有盡可能均勻且盡可能大的發泡單元 直徑和較低硬度的調色劑供給輥。此外，不能賦予調色劑供給輥以足夠的電子電導率。
[0091] 另一方面，如果導電炭黑的比例大于上述范圍，則橡膠組合物在被熱熔融時容易 具有較差的流動性和發泡性，不利地使得不能生產即使在較低溫度和較低濕度的環境下也 具有盡可能均勻且盡可能大的發泡單元直徑和較低硬度的調色劑供給輥。
[0092]〈發泡組分〉
[0093]作為發泡組分，熱分解產生氣體的發泡劑和降低發泡劑的分解溫度以促進分解的 發泡助劑一般組合使用。特別地，偶氮二甲酰胺發泡劑(H2NOCN=NCONH2，下文中有時簡稱為 "ADCA"）和發泡助劑如尿素的組合被廣泛使用。
[0094]然而，優選地單獨使用發泡劑如ADCA作為發泡組分而不使用（共混）發泡助劑，發 泡助劑容易使分解溫度降低而使發泡單元直徑減小。
[0095] 這使得調色劑供給輥的發泡單元直徑可以均勻地增加。
[0096] 基于100質量份的總橡膠組分，待共混的發泡劑的比例優選地不小于1質量份且不 大于5質量份。
[0097] 當發泡劑的比例在該范圍內時，異常的局部發泡可以得到抑制，因此，制得更均勻 的發泡單元直徑。
[0098]發泡劑的實例包括偶氮二甲酰胺(H2N0CN = N⑶順2，六00六）、4,4/-氧代雙（苯磺酰 肼）（0BSH)和N，N-二亞硝基五亞甲基四胺(DPT)，其可以單獨或組合使用。
[0099]〈交聯組分〉
[0100]用于使橡膠組分交聯的交聯組分包括交聯劑、促進劑等。
[0101] 交聯劑的實例包括硫交聯劑、硫脲交聯劑、三嗪衍生物交聯劑、過氧化物交聯劑和 多種單體，其可單獨使用或組合使用。在這些交聯劑中，優選硫交聯劑。
[0102] 硫交聯劑的實例包括硫粉末和有機含硫化合物。有機含硫化合物的實例包括二硫 化四甲基秋蘭姆和N，N-二硫代雙嗎啉。特別優選硫，例如硫粉末。
[0103] 基于100質量份的總橡膠組分，待共混的硫的比例優選不小于0.2質量份且不大于 5質量份，特別優選不小于1質量份且不大于3質量份。
[0104]如果硫的比例小于上述范圍，則橡膠組合物作為整體容易具有較低的交聯速度， 需要較長的時間段進行交聯而使調色劑供給輥的生產率降低。如果硫的比例大于上述范 圍，則交聯之后調色劑供給輥容易具有較高的壓縮變定，或者過量的硫容易使調色劑供給 車昆的外周面上起霜(bloom)。
[0105] 促進劑的實例包括無機促進劑如石灰、氧化鎂(MgO)和一氧化鉛(PbO)，以及有機 促進劑，其可單獨使用或組合使用。
[0106] 有機促進劑的實例包括:胍促進劑，如二鄰甲苯基胍、1，3_二苯胍、1-鄰甲苯基雙 胍和雙兒茶酚硼酸酯的二鄰甲苯基胍鹽;噻唑促進劑，如2-巰基苯并噻唑和二硫化二-2-苯 并噻唑；亞磺酰胺促進劑，如N-環己基-2-苯并噻唑基亞磺酰胺;秋蘭姆促進劑，如一硫化四 甲基秋蘭姆、二硫化四甲基秋蘭姆、二硫化四乙基秋蘭姆和四硫化二五亞甲基秋蘭姆；以及 硫脲促進劑，其可單獨使用或組合使用。
[0107] 根據待使用的交聯劑的類型，至少一種最佳促進劑選自用于與交聯劑組合使用的 多種促進劑。為了與硫交聯劑組合使用，促進劑優選地選自秋蘭姆促進劑和噻唑促進劑。
[0108] 不同類型的促進劑具有不同的交聯促進機制，因此，優選地組合使用。待組合使用 的促進劑的比例可適當地確定，并且基于1〇〇質量份的總橡膠組分，優選地不小于0.1質量 份且不大于5質量份，特別優選地不小于0.5質量份且不大于2.5質量份。
[0109] 交聯組分還可包括促進助劑。
[0110]促進助劑的實例包括:金屬化合物，如氧化鋅;脂肪酸，如硬脂酸、油酸和棉籽油脂 肪酸，以及其他常規已知的促進助劑，其可單獨使用或組合使用。 根據橡膠組分的橡膠類型和組合、以及交聯劑和促進劑的類型和組合可適當地確 定待共混的促進助劑的比例。
[0112]〈其他成分〉
[0113]根據需要，在橡膠組合物中可共混多種添加劑。添加劑的實例包括吸酸劑、增塑 劑、加工助劑、劣化防止劑、填充劑、防焦劑、UV吸收劑、潤滑劑、顏料、抗靜電劑、阻燃劑、中 和劑、成核劑和共交聯劑。
[0114] 在吸酸劑的存在下，防止了橡膠組分交聯期間由表氯醇橡膠產生的含氯氣體殘留 在調色劑供給輥中。因此，換言之，吸酸劑用作防止可由含氯氣體引起的交聯受阻和感光體 的污染。
[0115] 用作吸酸劑的多種物質中的任意物質可用作吸酸劑。吸酸劑的優選實例包括分散 性優異的水滑石和Magsarat。特別優選水滑石。
[0116] 當水滑石與氧化鎂或氧化鉀組合使用時，可以提供更高的吸酸效果，從而更可靠 地防止感光體的污染。
[0117] 基于100質量份的總橡膠組分，待共混的吸酸劑的比例優選地不小于0.2質量份且 不大于5質量份，特別優選地不小于0.5質量份且不大于2質量份。
[0118] 如果吸酸劑的比例小于上述范圍，則不能充分地提供共混吸酸劑的作用。如果吸 酸劑的比例大于上述范圍，則交聯之后調色劑供給輥容易具有增加的硬度。
[0119] 增塑劑的實例包括增塑劑如鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)和 磷酸三甲苯酯，以及蠟如極性蠟。加工助劑的實例包括脂肪酸如硬脂酸。
[0120] 基于100質量份的總橡膠組分，待共混的增塑劑和/或加工助劑的比例優選地不大 于5質量份。這防止了感光體的污染，例如，當將調色劑供給輥安裝在成像裝置中或者當運 行成像裝置時。出于這個目的，特別優選使用任意極性蠟作為增塑劑。
[0121 ]劣化防止劑的實例包括多種抗老化劑和抗氧化劑。
[0122] 抗氧化劑用于降低調色劑供給輥的輥電阻的環境依賴性，并抑制在調色劑供給輥 連續通電期間輥電阻的增加。抗氧化劑的實例包括二乙基二硫代氨基甲酸鎳(NOCRAC(注冊 商標)NEC-P，可得自Ouchi ShinkoChemical Industrial Co.，Ltd.)和二丁基二硫代氨基 甲酸銀(N0CRACNBC，可得自Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.，Ltd.)〇
[0123] 填充劑的實例包括氧化鋅、二氧化硅、碳、除了上述導電炭黑之外的炭黑、粘土、滑 石、碳酸鈣、碳酸鎂和氫氧化鋁，其可單獨使用或組合使用。
[0124] 調色劑供給輥的機械強度等可以通過共混填充劑得到改善。
[0125] 防焦劑的實例包括N-環己基硫代鄰苯二甲酰亞胺、鄰苯二甲酸酐、N-亞硝基二苯 胺和2,4_二苯基-4-甲基-1-戊烯，其可單獨或組合使用。特別優選N-環己基硫代鄰苯二甲 酰亞胺。
[0126] 基于100質量份的總橡膠組分，待共混的防焦劑的比例優選地不小于0.1質量份且 不大于5質量份，特別優選地不大于1質量份。
[0127] 共交聯劑用于使其本身以及使橡膠組分交聯以增加總分子量。
[0128] 共交聯劑的實例包括以甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸和丙烯酸的金屬鹽為代表的烯 鍵式不飽和單體、利用1，2_聚丁二烯的官能團的多官能聚合物以及二肟，其可單獨使用或 組合使用。
[0129] 烯鍵式不飽和單體的實例包括：
[0130] (a)單羧酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸和巴豆酸；
[0131] (b)二羧酸，如馬來酸、富馬酸和衣康酸；
[0132] (c)不飽和羧酸(a)和(b)的酯和酸酐；
[0133] (d)單體(a)至(c)的金屬鹽；
[0134] (e)脂族共輒二烯，如1，3-丁二烯、異戊二烯和2-氯-1，3-丁二烯；
[0135] (f)芳族乙烯基化合物，如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙基乙烯基苯和二 乙烯基苯；
[0136] (g)含雜環的乙烯基化合物，如三烯丙基異氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯和乙烯基 吡啶；以及
[0137] (h)氰基乙烯基化合物，如（甲基）丙烯腈、α_氯代丙烯腈、丙烯醛、甲酰基留醇、乙 烯基甲基酮、乙烯基乙基酮和乙烯基丁酮。這些烯鍵式不飽和單體可單獨使用或組合使用。
[0138] 優選單羧酸酯作為不飽和羧酸的酯(c)。
[0139] 單羧酸酯的具體實例包括：
[0140]烷基（甲基)丙烯酸酯，如（甲基)丙烯酸甲酯、（甲基)丙烯酸乙酯、（甲基)丙烯酸正 丙酯、（甲基）丙烯酸酯異丙酯、（甲基）丙烯酸正丁酯、（甲基）丙烯酸異丁酯、（甲基）丙烯酸 正戊基酯、（甲基）丙烯酸異戊酯、（甲基）丙烯酸正己酯、（甲基）丙烯酸環己酯、（甲基）丙烯 酸2-乙基己酯、（甲基)丙烯酸辛酯、（甲基)丙烯酸異壬酯、（甲基)丙烯酸叔丁基環己酯、（甲 基)丙烯酸癸酯、（甲基)丙烯酸十二烷基酯、（甲基)丙烯酸羥甲基酯和（甲基)丙烯酸羥乙基 酯；
[0141](甲基）丙烯酸氨基烷基酯，如（甲基）丙烯酸氨基乙基酯、（甲基）丙烯酸二甲基氨 基乙基酯和（甲基)丙烯酸丁基氨基乙基酯；
[0142] 含芳環的（甲基）丙烯酸酯，如（甲基）丙烯酸芐基酯、（甲基）丙烯酸苯甲酰基酯和 (甲基)丙烯酸芳基酯；
[0143] 含環氧基的（甲基）丙烯酸酯，如（甲基）丙烯酸酯縮水甘油酯、（甲基）丙烯酸甲基 縮水甘油酯和（甲基)丙烯酸環氧環己酯；
[0144] 含官能團的（甲基)丙烯酸酯，如N-羥甲基（甲基)丙烯酰胺、γ_(甲基)丙烯酰氧基 丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酸四氫化糠基酯；以及
[0145] 多官能（甲基）丙烯酸酯，如二（甲基）丙烯酸乙二醇酯、三（甲基）丙烯酸三羥甲基 丙酯、二甲基丙烯酸亞乙酯(EDMA)、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯和二甲基丙烯酸異丁烯乙烯 酯。這些單羧酸酯可單獨使用或組合使用。
[0146] 包含上述成分的橡膠組合物可以以常規方式制備。首先，以預定比例使用于橡膠 組分的橡膠共混，并將所得橡膠組分簡單地捏合。在向橡膠組分中添加除發泡組分和交聯 組分之外的添加劑并進行捏合之后，最后向所得混合物中添加發泡組分和交聯組分并進一 步捏合。由此，提供了橡膠組合物。例如捏合機、Banbury混合器、擠出機等可用于捏合。
[0147] 〈〈調色劑供給輥》
[0148] 圖1是說明根據本發明一個實施方案的示例性調色劑供給輥的透視圖。
[0149] 參照圖1，根據該實施方案的調色劑供給輥1是由上述橡膠組合物形成的單層結構 的管狀體，和插通并固定至調色劑供給輥的中心通孔2中的軸3。
[0150] 軸3是由金屬如鋁、鋁合金或不銹鋼制成的一體式構件。
[0151] 軸3電連接至調色劑供給輥1并機械固定至調色劑供給輥1，例如，通過導電粘合 劑。或者，將外徑大于通孔2內徑的軸用作軸3,并將其壓插入通孔2中以電連接至調色劑供 給輥1并機械固定至調色劑供給輥1。因此，軸3和調色劑供給輥1可一體旋轉。
[0152] 如上所述，調色劑供給輥1優選地通過如下生產:通過擠出機將橡膠組合物擠出成 細長的管狀體，并將擠出的拉長狀態的管狀體連續地供出而不切割管狀體，以將管狀體連 續地輸送通過包括微波交聯設備和熱空氣交聯設備的連續交聯裝置，從而使管狀體連續地 發泡并交聯。
[0153] 圖2是用于簡要說明連續交聯裝置的一個實例的框圖。
[0154] 參照圖1和圖2,根據該實施方案的連續交聯裝置5包括依次設置在如下的連續輸 送路徑上的微波交聯設備8、熱空氣交聯設備9和卷取裝置10:將通過使橡膠組合物經擠出 機6連續擠出而形成的用于調色劑供給輥1的管狀體7沿著所述路徑通過傳輸機(未示出）等 以拉長狀態連續輸送而不切割。卷取裝置10適合于以預定速度卷取管狀體7。
[0155] 首先，將上述成分混合并捏合在一起。使所得橡膠組合物形成為帶狀，并將橡膠組 合物連續地供給至擠出機6中以通過運行擠出機6連續擠出細長的管狀體7。
[0156]接著，通過傳輸機和卷取裝置10以預定速度連續輸送擠出的管狀體7以使其通過 連續交聯裝置5的微波交聯設備8,從而通過用微波照射使形成管狀體7的橡膠組合物交聯 至一定的交聯度。此外，將微波交聯設備8的內部加熱至預定溫度，從而通過發泡劑的分解 使橡膠組合物進一步交聯并發泡。
[0157]隨后，將管狀體7進一步輸送通過熱空氣交聯設備9,從而向管狀體7施加熱空氣。 由此，通過發泡劑的分解使橡膠組合物進一步發泡并交聯至預定交聯度。
[0158]然后，將管狀體7冷卻。由此，完成使管狀體7發泡并交聯的發泡步驟和交聯步驟。
[0159] 在例如上述專利文獻1等中詳述了連續交聯裝置5。
[0160] 通過適當地設定管狀體7的輸送速度、微波交聯設備8的微波照射劑量、熱空氣交 聯設備9的設定溫度和長度等(可將微波交聯設備8和熱空氣交聯設備9各自分成多個部分， 并且可逐步改變在這些部分處的微波照射劑量和設定溫度)可以連續地提供由橡膠組合物 形成的作為具有各自以期望水平控制的交聯度和發泡度的管狀體7。
[0161] 可使所輸送的管狀體7扭轉使得微波照射劑量和加熱程度可以在整個管狀體7上 更均勻，以使管狀體7的交聯度和發泡度更均勻。
[0162] 通過使用連續交聯裝置5的連續交聯改善了管狀體7的生產率，并且還降低了調色 劑供給輥1的生產成本。
[0163] 此后，將由此發泡并交聯的管狀體7切割至預定長度，并在烘箱等中加熱以進行二 次交聯。然后，將所得管狀體冷卻并拋光至預定外徑。由此，生產了本發明調色劑供給輥1。
[0164] 可在切割管狀體7與拋光管狀體7之間的任意時間將軸3插入并固定至通孔2中。
[0165] 然而，優選地在切割之后在軸3插入通孔2中的情況下對管狀體進行二次交聯并拋 光。這防止了調色劑供給輥1的翹曲和變形，否則，在二次交聯期間由于管狀體7的膨脹和收 縮可能發生翹曲和變形。此外，可在繞軸3轉動的同時對管狀體進行拋光。這改善了拋光過 程的效率，并且抑制了外周面4的偏離。
[0166] 如上所述，當軸3的外徑大于通孔2的內徑時，可將軸3壓插入通孔2中。或者，可在 二次交聯之前將軸3插入管狀體7的通孔2中并用導電性熱固性粘合劑固定至管狀體7。
[0167] 在后一種情況下，通過在管狀體7的二次交聯期間在烘箱中加熱使熱固性粘合劑 固化，從而使軸3電連接至并機械固定至調色劑供給輥1。
[0168] 在前一種情況下，通過軸3的插入來實現電連接和機械固定。
[0169] 〈〈成像裝置》
[0170]根據本發明的成像裝置并入有本發明的調色劑供給輥。本發明的成像裝置的實例 包括多種電子照相成像裝置，如激光式打印機、靜電復印機、普通紙傳真機和打印-復印-傳 真多功能機。
[0171] 實施例
[0172] 〈實施例1>
[0173](橡膠組合物的制備）
[0174] 通過使50質量份的GE⑶(HYDRIN(注冊商標）T3108,可得自Zeon Corporation)與 50質量份的NBR(非充油且低丙烯腈含量型的NBRJSR N250SL，可得自JSR Co.，Ltd.且丙烯 腈含量為20% )共混來制備橡膠組分。
[0175] 通過如下制備橡膠組合物:使10質量份的導電炭黑（HAF SEAST3(商標），可得自 Tokai Carbon Co.，Ltd.)與下表1中示出的成分和100質量份的總橡膠組分共混，并通過 Banbury混合器對所得混合物進行捏合。
[0176] 表1 「01771
[0178] 表1中所示的成分如下。表1中所示的成分的量(質量份)基于100質量份的總橡膠 組分。
[0179] 發泡劑：ADCA(VINYF0RAC#3(商標），可得自于Eiwa Chemical Industry Co ·， Ltd.)
[0180] 吸酸劑：水滑石(DHT-4A-2，可得自于Kyowa Chemical Industry Co·，Ltd.)
[0181] 交聯劑：硫粉末（可得自于Tsurumi Chemical Industry Co ·，Ltd.)
[0182] 促進劑DM:二硫化二-2-苯并噻唑（SUNSINE MBTS(商標），可得自于Shandong Shanxian Chemical Co.,Ltd.)
[0183] 促進劑TS:二硫化四甲基秋蘭姆（SANCELER(注冊商標）TS，可得自于Sanshin Chemical Industry Co.,Ltd.)
[0184] (通過連續過程生產調色劑供給輥）
[0185] 將由此制備的橡膠組合物供給至擠出機6中并通過擠出機擠出成外徑為10mm且內 徑為3.0_的細長管狀體。將擠出的管狀體7以拉長狀態連續供出而不切割以使其連續通過 包括微波交聯設備8和熱空氣交聯設備9的連續交聯裝置5,從而使管狀體的橡膠組合物連 續發泡并交聯。
[0186] 微波交聯設備8的輸出功率為6kW至12kW并且內部控制溫度為150°C至250°C。熱空 氣交聯設備9的內部控制溫度為150°C至250°C并且有效的加熱室長度為8米。
[0187] 經發泡的管狀體7的外徑為約16mm。
[0188] 接著，將管狀體7切成預定長度。將所得管狀體圍繞外徑為5mm且外周面施用有導 電性熱固性粘合劑的軸3進行裝配，并在烘箱中在160Γ下加熱60分鐘，從而使管狀體7進行 二次交聯并使熱固性粘合劑固化。由此，使管狀體7電連接至并機械固定至軸3。
[0189] 切割管狀體7的相對端部，并利用柱面拋光器通過往復拋光過程對管狀體7的外周 面4進行拋光從而完成13.0mm(公差為±0.1mm)的外徑。由此，生產了調色劑供給輥1。
[0190] 〈實施例2>
[0191] 以與實施例1中基本相同的方式制備橡膠組合物，不同之處在于還共混了 10質量 份的EPDM(ESPRENE(注冊商標）505A，可得自于SumitomoChemical Co.，Ltd.)作為橡膠組分 并且NBR的比例為40質量份。然后，通過使用由此制備的橡膠組合物以與實施例1中基本相 同的方式生產了調色劑供給輥。
[0192] 〈實施例3>
[0193] 以與實施例2中基本相同的方式制備橡膠組合物，不同之處在于還共混了 15質量 份的SBR(非充油型JSR 1502,可得自于JSR Co.，Ltd.)作為橡膠組分并且NBR的比例為25質 量份。然后，通過使用由此制備的橡膠組合物以與實施例2中基本相同的方式生產了調色劑 供給輥。
[0194] 〈常規例1>
[0195] (橡膠組合物的制備）
[0196] 通過使50質量份的GEC0與50質量份的NBR共混制備橡膠組分。
[0197] 然后，通過共混下表2中所示的成分與100質量份的總橡膠組分并通過Banbury混 合器對所得混合物進行捏合來制備橡膠組合物。
[0198] 表2
[0199]
[0200] 將尿素發泡助劑（CELLPASTE 101(商標），可得自于Eiwa Chemical Industry Co.，Ltd.)用作表2中所示成分中的發泡助劑，并且其他成分與表1中所示的那些相同。表2 中所示的成分的量(質量份)為基于1 〇〇質量份的總橡膠組分。
[0201] (通過分批法生產調色劑供給輥）
[0202] 將由此制備的橡膠組合物供給至擠出機中，并擠出成外徑為10mm且內徑為3.0mm 的管狀體。然后，將管狀體切成預定長度，并將其圍繞外徑為2.2mm的臨時交聯軸進行裝配。
[0203] 隨后，在硫化罐中在120°C下通過加壓蒸汽對所得管狀體進行加壓和加熱10分鐘， 然后在160 °C下進行20分鐘。由此，通過由發泡劑分解產生的氣體使管狀體發泡，并同時使 橡膠組分交聯。經發泡的管狀體的外徑為35_。
[0204] 然后，將所得管狀體從臨時軸上移除，然后圍繞外徑為5mm且外周面施用有導電性 熱固性粘合劑的軸進行裝配，并在烘箱中在160 °C下加熱60分鐘。由此，使橡膠組分進行二 次交聯并使熱固性粘合劑固化，從而使管狀體電連接至軸并機械固定至軸。
[0205] 此后，切割管狀體的相對端部，并利用柱面拋光器通過往復拋光過程對管狀體的 外周面進行拋光從而完成13.0mm(公差為±0.1mm)的外徑。由此，生產了調色劑供給輥。
[0206] 該調色劑供給輥對應于專利文獻1中公開的調色劑供給輥。
[0207] 〈比較例1>
[0208] 以與實施例1中基本相同的方式通過使用連續交聯裝置的連續過程生產了調色劑 供給輥，不同之處在于使用的是常規例1中制備的橡膠組合物。
[0209] 〈比較例2>
[0210] 以與常規例1中基本相同的方式通過使用硫化罐的分批過程生產了調色劑供給 輥，不同之處在于使用的是實施例1中制備的橡膠組合物。
[0211] 〈在較低溫度和較低濕度的環境下的圖像評價〉
[0212]將實施例、比較例和常規例中制備的調色劑供給輥分別安裝在激光打印機(HL-2240D，可得自于Brother Industries，Ltd.)的調色劑盒中原調色劑供給輯的位置上，然后 將調色劑盒安裝在激光打印機中。在l〇°C的溫度和20%的相對濕度的較低溫度和較低濕度 的環境下，使圖像以1%的打印百分比依次形成于1000個A4尺寸的紙張(4200MP紙張，可得 自于Fuji Xerox Co.，Ltd.)上。
[0213] 然后，在十張紙上形成了單色的半色調圖像，并基于以下標準對成像缺陷進行評 價：
[0214] 合格(〇）：在所有紙張上都未觀察到成像缺陷如圖像密度不均勻和白色條紋。
[0215] 不合格（X):在十張紙中的至少一張上觀察到成像缺陷如圖像密度不均勻和白色 條紋。
[0216] 結果示于表3中。
[0217]表3
[0218]
[0219] 表3中常規例1的結果表明，如專利文獻1中公開的通過使用包含表氯醇橡膠和NBR 作為橡膠組分但不包含導電炭黑的橡膠組合物通過分批過程生產的調色劑供給輥具有成 像缺陷的缺點，特別是在較低溫度和較低濕度的環境下。比較例1的結果表明，通過使用與 如上所述相同的橡膠組合物通過連續過程生產的調色劑供給輥在較低溫度和較低濕度的 環境下也具有成像缺陷的缺點。此外，發現通過使用如本發明中的包含表氯醇橡膠和NBR作 為橡膠組分且包含導電炭黑的橡膠組合物但通過分批過程生產的調色劑供給輥在較低溫 度和較低濕度的環境下也具有成像缺陷的缺點。
[0220] 相比之下，表3中實施例1至3的結果表明，通過使用包含表氯醇橡膠和NBR作為橡 膠組分且包含導電炭黑的橡膠組合物通過連續過程生產的調色劑供給輥能夠防止在較低 溫度和較低濕度的環境下的成像缺陷。
[0221] 此外，實施例1至3的結果表明，可共混EPDM和/或SBR作為橡膠組分。
[0222] 附圖標記說明
[0223] 1.調色劑供給輥
[0224] 2.通孔
[0225] 3.軸
[0226] 4.外周面
[0227] 5.連續交聯裝置
[0228] 6.擠出機
[0229] 7.管狀體
[0230] 8.微波交聯設備
[0231] 9.熱空氣交聯設備
[0232] 10.卷取裝置
【主權項】
1. 一種調色劑供給輥，經由以下步驟制造： 制備橡膠組合物，所述橡膠組合物包含含有表氯醇橡膠和丙烯腈-丁二烯橡膠的橡膠 組分、導電炭黑、用于使所述橡膠組分交聯的交聯組分和用于使所述橡膠組分發泡的發泡 組分；以及 在使所述橡膠組合物擠出成管狀體的同時，通過包括微波交聯設備和熱空氣交聯設備 的連續交聯裝置使所述管狀體的橡膠組合物連續地發泡并交聯。2. 根據權利要求1所述的調色劑供給輥，其中所述橡膠組分還包含乙烯-丙烯-二烯橡 膠。3. 根據權利要求1或2所述的調色劑供給輥，其中所述橡膠組分還包含苯乙烯-丁二烯 橡膠。4. 一種成像裝置，并入有根據權利要求1至3中任一項所述的調色劑供給輥。
【文檔編號】G03G15/08GK105980937SQ201580007034
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年1月28日
【發明人】谷尾勇祐, 里吉直之
【申請人】住友橡膠工業株式會社