專利名稱：半導電性輥和使用了其的帶電輥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在例如激光打印機、靜電式復印機、普通紙傳真裝置或它們的復合機等利用了電子照相法的圖像形成裝置中能夠用作帶電輥或顯影輥等的半導電性輥、和使用了該半導電性輥的帶電輥。
背景技術：
上述圖像形成裝置中，作為用于使感光體表面一致帶電的帶電輥、或用于使對帶電后的上述表面曝光而形成的靜電潛像附著調(diào)色劑而顯影為調(diào)色劑圖像的顯影輥，以往一般使用半導電性輥，其具備輥本體，該輥本體由半導電性橡膠組合物形成，且其外周面被由氨基甲酸酯系樹脂等形成的涂布膜被覆，并且，在上述輥本體的中心插有由金屬等形成的軸(參照例如專利文獻1等)。由于上述帶電輥或顯影輥在與感光體直接接觸的狀態(tài)下進行使用，所以用涂布膜被覆上述輥本體的外周面是為了防止感光體被從形成上述輥本體的半導電性橡膠組合物中滲到外周面的成分污染而影響所形成的圖像。并且，是為了防止用于改善調(diào)色劑的流動性、帶電性而添加到上述調(diào)色劑中的二氧化硅等添加劑蓄積在上述輥本體的外周面而影響所形成的圖像。但是，涂布膜是將成為其基礎的液態(tài)涂層劑利用噴霧法、浸漬法等涂布方法涂布在輥本體的外周面后進行干燥而形成的，存在所述形成過程中容易產(chǎn)生塵埃等異物的混入、發(fā)生厚度不均等各種不良情況的問題。并且，這些形成方法是已經(jīng)確立的技術，進一步改善的空間較小，所以難以將上述不良情況的發(fā)生比例(不良率)較現(xiàn)狀大幅降低，這成為使半導電性輥的合格率和生產(chǎn)率降低、制造成本升高的一個原因。因此，提出了一種方案，利用含有二烯系橡膠作為基礎聚合物的半導電性橡膠組合物形成輥本體，在其外周面照射紫外線，使上述二烯系橡膠氧化，由此在上述外周面形成代替涂布膜的氧化膜(參照例如專利文獻2等)。所述氧化膜由于是通過對輥本體的外周面照射紫外線，使形成上述外周面的半導電性橡膠組合物中所含有的二烯系橡膠自身發(fā)生氧化反應而形成的，所以不用擔心在其形成工序中塵埃等異物混入氧化膜中。并且，由于通過紫外線的照射能夠在輥本體的外周面一致進行氧化反應，所以不用擔心氧化膜產(chǎn)生厚度不均。但是，與現(xiàn)有的涂布膜相比，現(xiàn)有技術的氧化膜作為先前已說明的、防止感光體被從半導電性橡膠組合物中滲到外周面的成分污染、或添加到調(diào)色劑中的二氧化硅等添加劑蓄積在輥本體的外周面而影響所形成的圖像的保護膜的特性不充分。例如在發(fā)明人的研究中，在溫度50°C、相對濕度90%的環(huán)境下，在使輥本體的外周面與感光體表面接觸的狀態(tài)下靜置30天后，研究使用上述感光體進行圖像形成時是否對所形成的圖像產(chǎn)生影響，實施該耐污染性試驗，從而確認了在上述輥本體的外周面形成有氧化膜的現(xiàn)有的半導電性輥均對形成的圖像產(chǎn)生了影響。
3
現(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特許第3449726號公報專利文獻2 日本特開2004-176056號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種半導電性輥和使用了該半導電性輥的帶電棍，所述半導電性輥具有作為帶電輥或顯影輥的良好的半導電性，并且具有具備作為保護膜的特性優(yōu)異的氧化膜的輥本體。為了解決上述課題，發(fā)明人對構成作為半導電性輥的輥本體的原料的半導電性橡膠組合物的各成分進行了各種研究。其結果發(fā)現(xiàn)，必須滿足下述(1) (5)的5個要件，以至完成了本發(fā)明。(1)作為半導電性橡膠組合物，含有基礎聚合物和用于使上述基礎聚合物交聯(lián)的交聯(lián)成分，不含有如專利文獻1所述的發(fā)明那樣的導電性炭黑等具有電子導電性的導電性顆粒，這在消除同一輥本體中的電阻值不均方面是特別有效的。(2)作為上述表氯醇橡膠，有表氯醇的均聚物、含有表氯醇的二元或三元共聚物等，但為了對通過照射紫外線而形成于輥本體外周面的氧化膜賦予作為保護膜的優(yōu)異特性，其中必須選擇性地使用含有表氯醇的二元共聚物。(3)作為上述二烯系橡膠，考慮與上述含有表氯醇的二元共聚物的相容性，則可舉出所述相容性優(yōu)異的丁腈橡膠、氯丁二烯橡膠，但為了對通過照射紫外線而形成于輥本體外周面的氧化膜賦予作為保護膜的優(yōu)異特性，上述橡膠中必須選擇性地使用丁腈橡膠。(4)為了賦予輥本體作為帶電輥或顯影輥的良好的半導電性，并對通過照射紫外線而形成于上述輥本體外周面的氧化膜賦予作為保護膜的優(yōu)異特性，需要將上述含有表氯醇的二元共聚物E與丁腈橡膠N的質(zhì)量比設定在E/N = 50/50 80/20的范圍內(nèi)。(5)作為交聯(lián)成分，需要將用于使上述含有表氯醇的二元共聚物交聯(lián)的硫脲系交聯(lián)成分和用于使上述丁腈橡膠硫化的硫系硫化成分合用。因此，本發(fā)明的半導電性輥的特征在于，具有輥本體，該輥本體至少外周面由半導電性橡膠組合物的交聯(lián)物形成，并且在上述外周面設有通過照射紫外線而形成的氧化膜， 上述半導電性橡膠組合物含有基礎聚合物和用于使上述基礎聚合物交聯(lián)的交聯(lián)成分，上述基礎聚合物是含有表氯醇的二元共聚物E與丁腈橡膠N的混合物，其中質(zhì)量比E/N = 50/50 80/20，并且上述交聯(lián)成分是用于使上述含有表氯醇的二元共聚物交聯(lián)的硫脲系交聯(lián)成分和用于使上述丁腈橡膠硫化的硫系硫化成分。另外，作為上述硫脲系交聯(lián)成分，優(yōu)選將硫脲系交聯(lián)劑和促進基于上述硫脲系交聯(lián)劑進行的交聯(lián)反應的促進劑合用。此外，作為硫系硫化成分，優(yōu)選將選自硫和含硫系硫化劑中的至少一種、和含硫系促進劑合用。此外，如果考慮提高上述半導電性橡膠組合物的離子導電性，對使用上述半導電性橡膠組合物形成的輥本體賦予作為帶電輥或顯影輥的良好的半導電性，則上述半導電性橡膠組合物優(yōu)選還含有離子導電劑。作為上述離子導電劑，優(yōu)選疏水性的離子導電劑。由于上述疏水性的離子導電劑不具有吸濕性，所以在例如計量應添加到半導電性橡膠組合物中的量期間不會吸濕而產(chǎn)生質(zhì)量變化，計量容易，分批配料時能夠防止實際的配合量產(chǎn)生偏差。因此，能夠抑制上述半導電性橡膠組合物的離子導電性每批間產(chǎn)生偏差，在多個半導電性輥間大致恒定地維持使用上述半導電性橡膠組合物形成的輥本體的半導電性，能夠提高上述半導電性輥的品質(zhì)。此外，含有上述疏水性離子導電劑的輥本體不用擔心因環(huán)境變化、特別是濕度變化而導致作為半導電性指標的電阻值大幅變動。所以，也能夠使半導電性輥的輥電阻的環(huán)境依賴性小。作為上述疏水性的離子導電劑，優(yōu)選選自四丁基高氯酸銨和N- 丁基-3-甲基吡啶 It -雙三氟甲磺酰亞胺中的至少一種。進而，考慮到提高將上述各成分配合并混煉而制備半導電性橡膠組合物時或將上述半導電性橡膠組合物成型為輥本體的形狀時的加工性、成型性，或者將成型后硫化而得到的輥本體的耐性或強度提高，或者賦予輥本體作為橡膠的良好的特性、即柔軟且壓縮永久變形小、難以產(chǎn)生彈性減弱的特性等，則上述半導電性橡膠組合物優(yōu)選還含有選自硫化促進助劑、酸接受劑、加工助劑、填充劑、防老化劑、抗氧化劑、防焦劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、顏料、阻燃劑、中和劑和氣泡防止劑中的至少一種添加劑。上述本發(fā)明的半導電性輥組裝到例如激光打印機等利用了電子照相法的圖像形成裝置中，能夠很好地作為用于使感光體表面一致帶電的帶電輥使用。即本發(fā)明的帶電輥的特征在于，其在利用了電子照相法的圖像形成裝置中使用， 由上述本發(fā)明的半導電性輥制成。根據(jù)本發(fā)明，可以防止上述感光體的污染，并且使用上述圖像形成裝置可以形成始終良好的圖像。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種半導電性輥和使用了該半導電性輥的帶電輥，所述半導電性輥具有作為帶電輥或顯影輥的良好的半導電性，并且具有具備作為保護膜的特性優(yōu)異的氧化膜的輥本體。


圖1是表示本發(fā)明半導電性輥的實施方式的一例的立體圖。圖2是說明測定半導電性輥的輥電阻的方法的圖。符號說明1半導電性輥2輥本體3通孔4軸 5外周面6氧化膜7鋁鼓8外周面 9直流電源10電阻11計測電路
具體實施例方式<半導電性橡膠組合物>本發(fā)明的半導電性輥的特征在于，具有輥本體，該輥本體至少外周面由半導電性橡膠組合物的交聯(lián)物形成，并且在上述外周面設有通過照射紫外線而形成的氧化膜，上述半導電性橡膠組合物含有基礎聚合物和用于使上述基礎聚合物交聯(lián)的交聯(lián)成分，上述基礎聚合物是含有表氯醇的二元共聚物E與丁腈橡膠N的混合物，其中質(zhì)量比E/N = 50/50 80/20，并且上述交聯(lián)成分是用于使上述含有表氯醇的二元共聚物交聯(lián)的硫脲系交聯(lián)成分和用于使上述丁腈橡膠硫化的硫系硫化成分。上述中，作為含有表氯醇的二元共聚物，可以使用表氯醇和能與上述表氯醇共聚的各種單體的二元共聚物，特別優(yōu)選表氯醇和環(huán)氧乙烷的二元共聚物(ECO)。ECO中環(huán)氧乙烷發(fā)揮使輥本體的電阻值降低的作用。但是，環(huán)氧乙烷過多時，引起上述環(huán)氧乙烷結晶，妨礙分子鏈的鏈段運動，所以反而具有輥本體的電阻值升高的傾向。并且，有可能輥本體的硬度升高，或者交聯(lián)前的半導電性橡膠組合物的粘度升高而使加工性、 成型性降低。為此，ECO中環(huán)氧乙烷含量優(yōu)選為30摩爾％以上、特別優(yōu)選為50摩爾％以上，并且優(yōu)選為80摩爾％以下。作為丁腈橡膠(丙烯腈-丁二烯橡膠、NBR)，可以使用丙烯腈含量為以下的低腈NBR、丙烯腈含量為25 30%的中腈NBR、丙烯腈含量為31 35%的中高腈NBR、丙烯腈含量為36 42%的高腈NBR和丙烯腈含量為43%以上的極高腈NBR中的任一種。將上述ECO等含有表氯醇的二元共聚物E與丁腈橡膠N的質(zhì)量比E/N限定為 50/50 80/20的范圍內(nèi)是基于下述理由。S卩，在含有表氯醇的二元共聚物的比例少于上述范圍時，得不到上述二元共聚物所帶來的、對輥本體賦予作為帶電輥或顯影輥的良好的半導電性的效果。另一方面，在丁腈橡膠少于上述范圍時，得不到上述丁腈橡膠所帶來的、對通過照射紫外線而形成于上述輥本體外周面的氧化膜賦予作為保護膜的優(yōu)異特性的效果。作為用于使含有表氯醇的二元共聚物交聯(lián)的硫脲系交聯(lián)成分，可以使用分子中具有硫脲基且能將上述二元共聚物交聯(lián)的各種硫脲系交聯(lián)劑。作為上述硫脲系交聯(lián)劑，可舉出例如亞乙基硫脲(別名2-巰基咪唑啉)、二乙基硫脲、二丁基硫脲等中的1種或2種以上。特別優(yōu)選亞乙基硫脲。如果考慮到使基礎聚合物中含有表氯醇的二元共聚物良好地交聯(lián)，對輥本體賦予作為橡膠的良好的特性、即柔軟且壓縮永久變形小、難以發(fā)生彈性減弱的特性等，則上述硫脲系交聯(lián)劑的量優(yōu)選相對于每100質(zhì)量份基礎聚合物的總量、即含有表氯醇的二元共聚物和丁腈橡膠的總和為0. 3質(zhì)量份 1質(zhì)量份。此外，作為硫脲系交聯(lián)成分，也能夠與上述硫脲系交聯(lián)劑一起合用具有促進基于上述硫脲系交聯(lián)劑進行的交聯(lián)反應的作用的各種促進劑。作為上述促進劑，可舉出例如1，3- 二苯基胍(D)、1，3- 二 -鄰甲苯基胍(DT)、1_鄰甲苯基雙胍(BG)等胍系促進劑等中的1種或2種以上。如果考慮到充分發(fā)揮促進基于硫脲系交聯(lián)劑進行的含有表氯醇的二元共聚物的交聯(lián)反應的效果，則上述促進劑的量優(yōu)選相對于每100質(zhì)量份上述基礎聚合物的總量為 0.3質(zhì)量份 1質(zhì)量份。作為用于使NBR硫化的硫系硫化成分，可舉出選自硫和含硫系硫化劑(分子中具有硫的有機化合物)中的至少一種。此外，作為含硫系硫化劑，可舉出例如 4,4' - 二硫代二嗎啉(R)等。特別優(yōu)選硫。如果考慮到使基礎聚合物中NBR良好地交聯(lián)，對輥本體賦予作為橡膠的良好的特性、即柔軟且壓縮永久變形小、難以發(fā)生彈性減弱的特性等，則硫的量優(yōu)選相對于每100質(zhì)量份基礎聚合物的總量為1質(zhì)量份 2質(zhì)量份。并且，優(yōu)選含硫系硫化劑調(diào)整到其分子中的硫的量在上述范圍。此外，作為硫系硫化成分，也能夠與上述硫或含硫系硫化劑一起合用分子中具有硫且具有促進基于上述硫或含硫系硫化劑進行的硫化反應的作用的各種促進劑中的含硫系促進劑。作為上述含硫系促進劑，可舉出例如噻唑系促進劑、秋蘭姆系促進劑、次磺酰胺系促進劑、二硫代氨基甲酸鹽系促進劑等中的1種或2種以上。其中優(yōu)選將噻唑系促進劑和秋蘭姆系促進劑合用。作為噻唑系促進劑，可舉出例如2-巰基苯并噻唑(M)、二硫化二 -2-苯并噻唑 (DM)、2_巰基苯并噻唑的鋅鹽(MZ)、2_巰基苯并噻唑的環(huán)己胺鹽(HM、M60-0T)、2_(N，N_ 二乙基硫代氨基甲酰基硫基)苯并噻唑(64)、2-(4’ -嗎啉基二硫代)苯并噻唑(DS、MDB)等中的1種或2種以上。特別優(yōu)選二硫化二 -2-苯并噻唑(DM)。此外，作為秋蘭姆系促進劑，可舉出例如一硫化四甲基秋蘭姆(TS)、二硫化四甲基秋蘭姆(TT、TMT)、二硫化四乙基秋蘭姆(TET)、二硫化四丁基秋蘭姆(TBT)、二硫化四乙基己基)秋蘭姆(TOT-N)、四硫化雙五亞甲基秋蘭姆(TRA)等中的1種或2種以上。特別優(yōu)選一硫化四甲基秋蘭姆(TS)。例如在硫與噻唑系促進劑和秋蘭姆系促進劑的合用體系中，如果考慮充分發(fā)揮促進基于上述硫進行的NBR的硫化反應的效果，則噻唑系促進劑的量優(yōu)選相對于每100質(zhì)量份基礎聚合物的總量為1質(zhì)量份 2質(zhì)量份。此外，秋蘭姆系促進劑的量優(yōu)選相對于每100 質(zhì)量份基礎聚合物的總量為0. 3質(zhì)量份 0. 9質(zhì)量份。半導電性橡膠組合物優(yōu)選進一步含有離子導電劑。由此，能夠提高上述半導電性橡膠組合物的離子導電性，對輥本體賦予作為帶電輥或顯影輥的良好的半導電性。作為上述離子導電劑，優(yōu)選疏水性的離子導電劑。上述疏水性的離子導電劑由于不具有吸濕性，所以在例如計量應添加到半導電性橡膠組合物中的量期間不會吸濕而產(chǎn)生質(zhì)量變化，計量容易，分批配料時能夠防止實際的配合量產(chǎn)生偏差
因此，能夠抑制上述半導電性橡膠組合物的離子導電性每批間產(chǎn)生偏差，在多個半導電性輥間大致恒定地維持使用上述半導電性橡膠組合物形成的輥本體的半導電性，能夠提高上述半導電性輥的品質(zhì)。此外，含有上述疏水性的離子導電劑的輥本體不用擔心因環(huán)境變化、特別是濕度變化而導致作為半導電性指標的電阻值大幅變動。所以，也能夠使半導電性輥的輥電阻的環(huán)境依賴性小。作為上述疏水性的離子導電劑，可以選擇使用例如作為橡膠等的配合劑而使用的各種離子導電劑中為疏水性的物質(zhì)，或者可以使用例如作為鋰二次電池等的電解液受到注目的、不含分子性溶劑而僅由離子構成的所謂的離子液體等。其中，特別優(yōu)選選自四丁基高氯酸銨和N- 丁基-3-甲基吡啶錨-雙三氟甲磺酰亞胺中的至少一種。其中，四丁基高氯酸銨以粉末狀等固體狀被供給。此外，N- 丁基-3-甲基吡啶錨-雙三氟甲磺酰亞胺是以N- 丁基-3-甲基吡啶銪 (BMP+)為陽離子、以雙三氟甲磺酰亞胺(TFSI-)為陰離子、不合分子性溶劑而僅由上述兩種離子構成的所謂的離子液體。另外，作為離子導電劑，也能夠使用非疏水性的普通的其他離子導電劑。作為上述其他離子導電劑，可舉出例如具有氟基和磺酰基的陰離子、與陽離子的鹽(導電鹽)。作為構成上述鹽的、具有氟基和磺?；年庪x子，可舉出例如氟烷基磺酸根離子、 雙(氟烷基磺?；?酰亞胺離子、三(氟烷基磺酰基)甲烷陰離子等。此外，作為陽離子，可舉出例如鈉、鋰、鉀等堿金屬的離子、或者鈹、鎂、鈣、鍶、鋇等第2族元素的離子、過渡元素的離子、兩性元素的陽離子、季銨離子、咪唑鎮(zhèn)陽離子等。特別優(yōu)選將上述陰離子與鋰離子組合而成的鋰鹽。作為上述鋰鹽，可舉出例如 CF3SO3Li、C4F9SO3Li、(CF3SO2) 2NLi、(C2F5SO2) 2NLi、 (C4F9SO2) (CF3SO2)NLi, (FSO2C6F4) (CF3SO2)NLi, (C8F17SO2) (CF3SO2)NLi, (CF3CH2OSO2) 2NLi、 (CF3CF2CH2OSO2) 2NLi、(HCF2CF2CH2OsO2) 2NLi、〔 (CF3)2CHOSO2) 2NLi、(CF3SO2) 3CLi、 (CF3CH2OSO2)3CLi等中的1種或2種以上。其中，在賦予半導電性橡膠組合物良好的離子導電性的效果方面，優(yōu)選 CF3SO3LU三氟甲磺酸鋰)、(CF3SO2)2NLi〔雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰〕，特別優(yōu)選三氟甲磺酸鋰。在使用非疏水性的上述其他離子導電劑時，如之前說明的那樣，需要注意其吸濕性。例如，若采用在恒溫恒濕的計測室中進行調(diào)整半導電性橡膠組合物時的計量等對策，則可以充分使用。如果考慮到提高半導電性橡膠組合物的離子導電性，對輥本體賦予作為帶電輥或顯影輥的良好的半導電性，則上述離子導電劑的量優(yōu)選相對于每100質(zhì)量份基礎聚合物的總量為0.1質(zhì)量份 1質(zhì)量份。在含有上述各成分的半導電性橡膠組合物中，也能夠進一步含有選自硫化促進助劑、酸接受劑、加工助劑、填充劑、防老化劑、抗氧化劑、防焦劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、顏料、阻燃劑、中和劑和氣泡防止劑中的至少一種添加劑。由此，能夠提高將先前說明的各成分配合并混煉而制備半導電性橡膠組合物時或將上述半導電性組合物成型為輥本體的形狀時的加工性、成型性，或者將成型后硫化而得到的輥本體的耐性或強度提高，或者賦予輥本體作為橡膠的良好的特性、即柔軟且壓縮永久變形小、難以發(fā)生彈性減弱的特性等。作為硫化促進助劑，可舉出例如氧化鋅等金屬氧化物；硬脂酸、油酸、棉籽脂肪酸等脂肪酸等中的1種或2種以上。上述硫化促進助劑的量優(yōu)選相對于每100質(zhì)量份基礎聚合物的總量為3質(zhì)量份 7質(zhì)量份。酸接受劑具有防止半導電性橡膠組合物硫化時由含有表氯醇的二元共聚物產(chǎn)生的氯系氣體殘留和上述氯系氣體所致的感光鼓污染的作用。作為上述酸接受劑，從對橡膠的分散性優(yōu)異的方面出發(fā)，優(yōu)選水滑石類。上述酸接受劑的量優(yōu)選相對于每100質(zhì)量份基礎聚合物的總量為1質(zhì)量份 5質(zhì)量份。作為加工助劑，可舉出硬脂酸等脂肪酸。作為填充劑，可舉出氧化鋅、二氧化硅、炭黑、粘土、滑石、碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鋁、氧化鋁等。其中，作為炭黑，可舉出用于使同一輥本體中的電阻值不產(chǎn)生不均的絕緣性的或弱導電性的炭黑。作為防焦劑，可舉出N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺、鄰苯二甲酸酐、N-亞硝基二苯基胺、2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯等。作為其他成分，可以使用現(xiàn)有公知的任意化合物。上述半導電性橡膠組合物能夠與以往同樣地制備。即，首先，將含有表氯醇的二元共聚物和丁腈橡膠以規(guī)定比例混合并捏和，接下來加入交聯(lián)成分以外的添加劑混煉后，最后加入交聯(lián)成分進行混煉，由此能夠制備半導電性橡膠組合物。上述混煉中能夠使用例如捏和機、班伯里混合機、擠出機等。<半導電性輥和帶電輥>圖1是表示本發(fā)明半導電性輥的實施方式的一例的立體圖。參照圖1，該例的半導電性輥1包含由上述半導電性橡膠組合物形成的圓筒狀輥本體2、和插入上述輥本體2中心的通孔3中的軸4。在輥本體2的外周面5設有通過照射紫外線而形成的氧化膜6。軸4由例如鋁、鋁合金、不銹鋼等金屬一體形成。輥本體2和軸4通過例如具有導電性的粘合劑等電接合并機械固定在一起而一體旋轉。上述本發(fā)明的半導電性輥組裝到例如激光打印機等利用了電子照相法的圖像形成裝置中，能夠很好地作為使感光體表面一致帶電的帶電輥使用。由此，可以防止上述感光體的污染，并且使用上述圖像形成裝置可以形成始終良好的圖像。對于輥本體2的厚度，在用作上述帶電輥時，為了謀求上述帶電輥的小型化、輕量化并確保適度的夾持厚度，厚度優(yōu)選為0. 5mm以上、尤其優(yōu)選為Imm以上、特別優(yōu)選為3mm 以上，并優(yōu)選為15mm以下、尤其優(yōu)選為IOmm以下、特別優(yōu)選為7mm以下。上述輥本體2可使用含有先前已說明的各成分的半導電性橡膠組合物并與以往同樣地形成。即，將半導電性橡膠組合物使用擠出成型機混煉，同時加熱使其熔融，以熔融狀態(tài)通過與上述輥本體2的截面形狀、即圓環(huán)狀相對應的模頭，擠出成型為長條的圓筒狀， 冷卻使其固化后，在通孔3中插入硫化用的臨時的軸，在硫化罐內(nèi)進行加熱使其硫化。接下來，重新安裝在外周面涂布有導電性粘合劑的軸4上，上述粘合劑為熱固性粘合劑時通過加熱使上述熱固性粘合劑固化，將輥本體2和軸4電接合并機械固定。而且，根據(jù)需要進一步將輥本體2的外周面5研磨成規(guī)定的表面粗糙度后，通過照射紫外線，使構成上述外周面5的半導電性橡膠組合物的交聯(lián)物中的丁腈橡膠氧化，生成被覆上述外周面5的氧化膜6。由此，制造圖1所示的半導電性輥1。上述氧化膜6由于是使由含有先前說明的各成分的半導電性橡膠組合物的交聯(lián)物形成的輥本體2的外周面5氧化而形成的，所以作為保護膜的特性優(yōu)異，所述保護膜防止感光體被從上述半導電性橡膠組合物中滲到外周面5的成分污染而影響所形成的圖像，或者防止添加到調(diào)色劑中的二氧化硅等添加劑蓄積在輥本體2的外周面5而影響所形成的圖像。S卩，在溫度50°C、相對濕度90%的環(huán)境下，在使輥本體2的外周面5與感光體表面接觸的狀態(tài)下靜置30天后，研究使用上述感光體進行圖像形成時是否對所形成的圖像產(chǎn)生影響，在實施該耐污染性試驗時，能夠防止對所形成的圖像產(chǎn)生影響。
9
另外，輥本體2也可以形成外周面5側的外層和軸4側的內(nèi)層的2層結構。此時， 至少將外層用上述半導電性橡膠組合物形成即可。在將上述本發(fā)明的半導電性輥1作為帶電輥使用時，上述半導電性輥1在溫度 23士 1°C、相對濕度55士的常溫常濕環(huán)境下測定的、外加電壓500V時的輥電阻優(yōu)選為 IO5Ω以上且小于107Ω。輥電阻在上述范圍外時，所形成的圖像有可能產(chǎn)生不均。此外，輥電阻遠遠偏離上述范圍時，也有可能無法形成半色調(diào)圖像。S卩，在半導電性輥1的輥電阻過高或過低時，不能使感光體表面適度帶電，所以在顯影工序中調(diào)色劑完全沒有載負在感光體上，或者雖然產(chǎn)生了半色調(diào)圖像，但有時僅輸出實地圖像。另外，半導電性輥1的輥電阻是在外周面5形成有氧化膜6的狀態(tài)下的測定值。圖2是說明測定半導電性輥1的輥電阻的方法的圖。參照圖1、圖2，在本發(fā)明中，用下述方法測定的值來表示上述輥電阻。S卩，準備能以一定旋轉速度旋轉的鋁鼓7，將待測定輥電阻的半導電性輥1的輥本體2的形成有氧化膜6的外周面5從上述鋁鼓7的上方抵接在其外周面8上。并且，在上述半導電性輥1的軸4和鋁鼓7之間串聯(lián)連接直流電源9和電阻10，構成計測電路11。直流電源9的㈠側與軸4連接，(+)側與電阻10連接。電阻10的電阻值r設定為100 Ω。接下來，在軸4的兩端部分別施加450g負荷F，使輥本體2壓接在鋁鼓7上，在該狀態(tài)下使上述鋁鼓7旋轉(轉速40rpm)，同時在上述兩者間從直流電源9施加直流500V 的外加電壓E，計測此時電阻10上的檢測電壓V。由上述檢測電壓V和外加電壓E( = 500V)，基本上根據(jù)式(I')求出半導電性輥 1的輥電阻R。R = rXE/(V-r) (1')但是，由于式(I')中的分母中的_r項能夠視為微小，所以本發(fā)明中用通過式 (1)求出的值作為半導電性輥1的輥電阻。R = rXE/V (1)測定的條件如先前已說明的那樣，溫度為23士 1°C，相對濕度為55士 1%。另外，輥本體2可以根據(jù)半導電性輥1的用途等調(diào)整成具有任意的硬度、壓縮永久變形。為了調(diào)整上述硬度、壓縮永久變形和輥電阻等，將例如含有表氯醇的二元共聚物E與丁腈橡膠N的質(zhì)量比E/N調(diào)整在先前已說明的范圍內(nèi)，或調(diào)整作為交聯(lián)成分的硫脲系交聯(lián)成分以及硫系硫化成分的種類和量即可。本發(fā)明的半導電性輥除用作上述帶電輥外，還能夠作為例如顯影輥、轉印輥、清潔輥等用于激光打印機、靜電式復印機、普通紙傳真裝置或它們的復合機等利用了電子照相法的圖像形成裝置中。實施例除特別記載外，在溫度23士 1°C、相對濕度55士的環(huán)境下實施以下的實施例、 比較例中的半導電性輥的制作和試驗?！磳嵤├?>將作為基礎聚合物的60質(zhì)量份表氯醇-環(huán)氧乙烷二元共聚物〔ECO、DAISO(株)制造的EPICHL0MER(注冊商標)D、環(huán)氧乙烷含量為61摩爾％〕和40質(zhì)量份丁腈橡膠〔 JSR(株)制造的JSR N250SL、低腈NBR、丙烯腈含量為20%〕用9L捏和機一邊捏和一邊添加下述表1所示的各成分，進一步混煉后，制備成半導電性橡膠組合物。兩基礎聚合物的質(zhì)量比 E/N = 60/40。[表1]表 權利要求
1.一種半導電性輥，其特征在于，具有輥本體，該輥本體至少外周面由半導電性橡膠組合物的交聯(lián)物形成，并且在所述外周面設有通過照射紫外線而形成的氧化膜，所述半導電性橡膠組合物含有基礎聚合物和用于使所述基礎聚合物交聯(lián)的交聯(lián)成分，所述基礎聚合物是含有表氯醇的二元共聚物E與丁腈橡膠N的混合物，其中質(zhì)量比E/ N = 50/50 80/20，并且，所述交聯(lián)成分是用于使所述含有表氯醇的二元共聚物交聯(lián)的硫脲系交聯(lián)成分和用于使所述丁腈橡膠硫化的硫系硫化成分。
2.如權利要求1所述的半導電性輥，其中，所述硫脲系交聯(lián)成分是硫脲系交聯(lián)劑及其促進劑。
3.如權利要求1或2所述的半導電性輥，其中，所述硫系硫化成分是選自硫和含硫系硫化劑中的至少一種、和含硫系促進劑。
4.如權利要求1 3中任一項所述的半導電性輥，其中，所述半導電性橡膠組合物還含有疏水性的離子導電劑。
5.如權利要求4所述的半導電性輥，其中，所述疏水性的離子導電劑是選自四丁基高氯酸銨和N- 丁基-3-甲基吡啶箱f -雙三氟甲磺酰亞胺中的至少一種。
6.如權利要求1 5中任一項所述的半導電性輥，其中，所述半導電性橡膠組合物還含有選自硫化促進助劑、酸接受劑、加工助劑、填充劑、防老化劑、抗氧化劑、防焦劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、顏料、阻燃劑、中和劑和氣泡防止劑中的至少一種添加劑。
7.一種帶電輥，其特征在于，在利用了電子照相法的圖像形成裝置中使用，由權利要求 1 6中任一項所述的半導電性輥制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導電性輥和使用了其的帶電輥。本發(fā)明提供一種半導電性輥，其具有作為帶電輥或顯影輥的良好的半導電性、并且具有具備作為保護膜的特性優(yōu)異的氧化膜的輥本體。半導電性輥(1)具有輥本體(2)，該輥本體由半導電性橡膠組合物的交聯(lián)物形成，并且在外周面(5)形成有通過照射紫外線而形成的氧化膜(6)，所述半導電性橡膠組合物含有基礎聚合物和使上述基礎聚合物交聯(lián)的交聯(lián)成分，上述基礎聚合物是含有表氯醇的二元共聚物與丁腈橡膠的混合物，并且上述交聯(lián)成分為硫脲系交聯(lián)成分和硫系硫化成分。
文檔編號C08L9/02GK102243459SQ20111002603
公開日2011年11月16日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權日2010年5月12日
發(fā)明者丸井隆司, 奧田清隆, 田島啟 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社