导电植绒辊及其制备方法与流程

本发明涉及办公设备的零部件，特别是涉及导电植绒辊及其制备方法。

背景技术：

打印机、复印机等办公设备在工作的过程中，需要进行碳粉搬送、硒鼓充电、硒鼓清洁等作业，这些作业中通常设有匹配抵接的多个功能性辊轴。植绒工艺出现后，植入纤维的植绒辊已经在办公设备领域得到应用。目前办公用品行业中使用的植绒辊大多为非导电类型的清洁作用的植绒辊，且随着行业对此类产品清洁效果要求逐步提高，对于导电类型的导电植绒辊的需求越来越迫切。然而，目前行业内采用的导电植绒辊存在导电电阻不均匀及掉毛情况严重的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对目前行业内采用的导电植绒辊存在导电电阻不均匀及掉毛情况严重的问题，提供一种导电植绒辊及其制备方法。

一种导电植绒辊，包括：

辊芯；

导电介质层，包覆在所述辊芯的外周面；及

导电纤维，穿过所述导电介质层连接于所述辊芯；

其中，所述导电介质层由导电介质经过固化形成，所述导电介质，按质量份数计，包括：

其中，所述溶剂选自乙酸丁酯、乙酸乙酯和乙酸丙酯中的至少一种；所述添加剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、甲基异丁基酮和二元酸酯中的至少一种。

在其中一个实施方式中，所述超导石墨的粒径小于300μm。

在其中一个实施方式中，所述超导石墨的导电率为5.5～7。

在其中一个实施方式中，所述辊芯选自不锈钢辊芯、不锈铁辊芯或铝辊芯。

在其中一个实施方式中，所述辊芯的直径为4mm～12mm。

在其中一个实施方式中，所述导电介质层的厚度为0.1mm～0.4mm。

在其中一个实施方式中，所述导电纤维的材料选自导电尼龙和导电腈纶中的至少一种。

在其中一个实施方式中，所述导电纤维的长度为0.5mm～3mm。

在其中一个实施方式中，所述导电纤维的粗度为8μm～50μm。

一种导电植绒辊的制备方法，包括以下步骤：

提供辊芯，所述辊芯具有中心轴，使所述辊芯绕所述中心轴旋转；

将40份～50份聚氨酯、25份～55份溶剂、5份～15份超导石墨及1份～5份添加剂混合均匀制备得到导电介质；其中，所述溶剂选自乙酸丁酯、乙酸乙酯和乙酸丙酯中的至少一种；所述添加剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、甲基异丁基酮和二元酸酯中的至少一种；

将所述导电介质沿所述辊芯的一端向所述辊芯的另一端依次喷涂；

采用静电植绒的方式将导电纤维分布于所述辊芯的外周面；及

对所述导电介质进行固化形成导电介质层。

上述导电植绒辊及其制备方法，将聚氨酯、溶剂、超导石墨及添加剂按一定配比配合得到导电介质，导电介质在辊芯的外周面固化形成导电介质层，用于将导电纤维固定于辊芯的外周面；由于超导石墨在聚氨酯及溶剂中具有较好的分散性，从而使得制备得到的导电介质层电阻值低，且导电介质层电阻均匀性好，导电介质层从整体上看电阻值相差较小；且超导石墨的加入对聚氨酯粘结性能的影响较小，保证了导电介质层优异的粘结性，减少了导电纤维的掉毛情况。

附图说明

图1为一实施方式的导电植绒辊的结构示意图；

图2为一实施方式的导电植绒辊的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式及附图对导电植绒辊做进一步的详细说明。

请参阅图1，一实施方式的导电植绒辊100包括辊芯110、导电介质层120及导电纤维130。

在其中一个实施方式中，辊芯110为oa(officeautomation)用辊。辊芯110为圆柱形。辊芯110的直径为4mm～12mm。在其中一个实施方式中，辊芯110选自不锈钢辊芯、不锈铁辊芯或铝辊芯。优选的，辊芯110为导电辊芯；辊芯110的导电率为5.5～7。

导电介质层120包覆在辊芯110的外周面上，并完全覆盖辊芯110的外周面。在其中一个实施方式中，导电介质层120的厚度0.1mm～0.4mm。导电介质层120起到将导电纤维130粘附于辊芯110的作用。导电介质层120由导电介质经过固化形成。

在其中一个实施方式中，导电介质按质量份数计包括：

在其中一个实施方式中，聚氨酯为聚醚型聚氨酯。聚氨酯由甲基异丁基酮、丙二醇甲醚醋酸酯和二元酸酯混合物(dbe)制备得到。在其中一个实施方式中，聚氨酯的比重为0.95～1.05。在其中一个实施方式中，聚氨酯的粘度为100cps～400cps。根据不同情况的需要，导电介质的粘度也有所调整，一般通过调节聚氨酯与溶剂的质量比来调整导电介质的粘度，以使得导电介质具有更好的加工性。

在其中一个实施方式中，溶剂选自乙酸丁酯、乙酸乙酯和乙酸丙酯中的至少一种。优选的，溶剂为乙酸丁酯和乙酸乙酯的混合溶剂。进一步的，乙酸丁酯与乙酸乙酯的质量比为2.25～2.55:1.25～1.55。

在其中一个实施方式中，超导石墨的粒径小于300μm。超导石墨的导电率为5.5～7。超导石墨的导电率比普通石墨的导电率小2倍以上，且超导石墨比普通石墨的电阻更小更均匀。超导石墨在聚氨酯及溶剂中具有较好的分散性，从而使得制备得到的导电介质层电阻值低，且导电介质层电阻均匀性好，导电介质层从整体上看电阻值相差较小。

在其中一个实施方式中，添加剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、甲基异丁基酮和二元酸酯(dbe)中的至少一种。

在其中一个实施方式中，导电介质按质量份数计包括：

在其中一个实施方式中，导电纤维130通过导电介质层120连接于辊芯110。在其中一个实施方式中，导电纤维130在辊芯110的外周面均匀分布。进一步地，导电纤维的材料选自导电尼龙和导电腈纶中的至少一种。在其中一个实施方式中，导电纤维的长度为0.5mm～3mm。导电纤维的粗度为8μm～50μm。在其中一个实施方式中，导电纤维在辊芯110的外周面的分布密度为250根/mm²～550根/mm²。

导电纤维贯穿导电介质层120且导电纤维的根部与辊芯110触接。在其中一个实施方式中，采用静电植绒的方法在辊芯110的外周面植上导电纤维。静电植绒的方法能够将纤维稳定均匀地分布与辊芯110的表面，能够均匀地搬送碳粉或清洁硒鼓上的碳粉。

上述导电植绒辊，将聚氨酯、溶剂、超导石墨及添加剂按一定配比配合得到导电介质，导电介质在辊芯的外周面固化形成导电介质层，用于将导电纤维固定于辊芯的外周面；由于超导石墨在聚氨酯及溶剂中具有较好的分散性，从而使得制备得到的导电介质层电阻值低，且导电介质层电阻均匀性好，导电介质层从整体上看电阻值相差较小；且超导石墨的加入对聚氨酯粘结性能的影响较小，保证了导电介质层优异的粘结性，减少了导电纤维的掉毛情况。

请参阅图2，一实施方式的导电植绒辊的制备方法，包括以下步骤：

s110、提供辊芯，辊芯具有中心轴，使辊芯绕中心轴旋转。

在其中一个实施方式中，辊芯绕中心轴旋转的转速为80rpm～120rpm。

s120、将40份～50份聚氨酯、25份～55份溶剂、5份～15份超导石墨及1份～5份添加剂混合均匀制备得到导电介质。

在其中一个实施方式中，溶剂选自乙酸丁酯、乙酸乙酯和乙酸丙酯中的至少一种；添加剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、甲基异丁基酮和二元酸酯(dbe)中的至少一种。

s130、将导电介质沿辊芯的一端向辊芯的另一端依次喷涂。

在其中一个实施方式中，采用喷枪将导电介质沿辊芯的一端向辊芯的另一端依次喷涂。

在其中一个实施方式中，采用喷枪将导电介质沿辊芯的一端向辊芯的另一端依次喷涂的运行速度为60mm/s～70mm/s。

在其中一个实施方式中，采用喷枪将导电介质沿辊芯的一端向辊芯的另一端依次来回喷涂。优选的，来回喷涂4回合～6回合。

s140、采用静电植绒的方式将导电纤维分布于辊芯的外周面。

在其中一个实施方式中，静电植绒的电压为65kv～85kv；静电植绒的时间为50s～70s。

s150、对导电介质进行固化形成导电介质层。

在其中一个实施方式中，采用高温固化的方式对导电介质进行固化，固化的温度为80℃～160℃。

上述导电植绒辊的制备方法简单，可对导电植绒辊进行批量生产，易实现工业化。

下面是具体实施例的说明，以下实施例如无特殊说明，则不含有除不可避免的杂质以外的其他未明确指出的组分。

实施例1

提供辊芯，辊芯为不锈钢辊芯，辊芯的直径为10mm。制备导电介质，导电介质包括40份的聚氨酯、25份的乙酸丁酯、5份的超导石墨及1份的丙二醇甲醚醋酸酯；其中，聚氨酯的比重为1.005，粘度为100cps，超导石墨的粒径为250μm，超导石墨的导电率为5.8。将辊芯绕中心轴以80rpm的转速旋转，并采用喷枪将导电介质以60mm/s的运行速度沿辊芯的一端向辊芯的另一端依次来回喷涂，喷涂4个回合，使得导电介质在辊芯的外周面均匀分布。采用静电植绒的方式将导电纤维分布于辊芯的外周面，静电植绒的电压为65kv；静电植绒的时间为70s，所使用的导电纤维为导电尼龙，导电纤维的长度为0.5mm，导电纤维的粗度为8μm；导电纤维在辊芯的外周面的分布密度为400根/mm²。再在80℃下对导电介质进行固化处理形成导电介质层，导电介质层的厚度为0.1mm。

实施例2

提供辊芯，辊芯为铝辊芯，辊芯的直径为12mm。制备导电介质，导电介质包括50份的聚氨酯、55份的乙酸丁酯、15份的超导石墨及5份的丙二醇甲醚醋酸酯；其中，聚氨酯的比重为0.95，粘度为400cps，超导石墨的粒径为300μm，超导石墨的导电率为7。将辊芯绕中心轴以120rpm的转速旋转，并采用喷枪将导电介质以70mm/s的运行速度沿辊芯的一端向辊芯的另一端依次来回喷涂，喷涂6个回合，使得导电介质在辊芯的外周面均匀分布。采用静电植绒的方式将导电纤维分布于辊芯的外周面，静电植绒的电压为85kv；静电植绒的时间为50s，所使用的导电纤维为导电腈纶，导电纤维的长度为3mm，导电纤维的粗度为50μm；导电纤维在辊芯的外周面的分布密度为550根/mm²。再在160℃下对导电介质进行固化处理形成导电介质层，导电介质层的厚度为0.4mm。

实施例3

提供辊芯，辊芯为不锈钢辊芯，辊芯的直径为8mm。制备导电介质，导电介质包括45份的聚氨酯、55份的乙酸丁酯、5份的超导石墨及1份的丙二醇甲醚醋酸酯；其中，聚氨酯的比重为1.005，粘度为300cps，超导石墨的粒径为250μm，超导石墨的导电率为5.5。将辊芯绕中心轴以100rpm的转速旋转，并采用喷枪将导电介质以65mm/s的运行速度沿辊芯的一端向辊芯的另一端依次来回喷涂，喷涂5个回合，使得导电介质在辊芯的外周面均匀分布。采用静电植绒的方式将导电纤维分布于辊芯的外周面，静电植绒的电压为75kv；静电植绒的时间为60s，所使用的导电纤维为导电尼龙，导电纤维的长度为2mm，导电纤维的粗度为30μm；导电纤维在辊芯的外周面的分布密度为250根/mm²。再在100℃下对导电介质进行固化处理形成导电介质层，导电介质层的厚度为0.2mm。

实施例4

提供辊芯，辊芯为不锈铁辊芯，辊芯的直径为6mm。制备导电介质，导电介质包括48份的聚氨酯、45份的乙酸丁酯、10份的超导石墨及3份的丙二醇甲醚醋酸酯；其中，聚氨酯的比重为1.005，粘度为300cps，超导石墨的粒径为250μm，超导石墨的导电率为5.8。将辊芯绕中心轴以90rpm的转速旋转，并采用喷枪将导电介质以70mm/s的运行速度沿辊芯的一端向辊芯的另一端依次来回喷涂，喷涂4个回合，使得导电介质在辊芯的外周面均匀分布。采用静电植绒的方式将导电纤维分布于辊芯的外周面，静电植绒的电压为80kv；静电植绒的时间为60s，所使用的导电纤维为导电尼龙，导电纤维的长度为2mm，导电纤维的粗度为30μm；导电纤维在辊芯的外周面的分布密度为400根/mm²。再在150℃下对导电介质进行固化处理形成导电介质层，导电介质层的厚度为0.2mm。

实施例5

导电植绒辊包括辊芯、包覆在辊芯外周面的导电介质层及穿过导电介质层连接于辊芯的导电纤维。辊芯为不锈钢辊芯，辊芯的直径为8mm。导电介质层的厚度为0.2mm；形成导电介质层的导电介质包括7份的环氧树脂、8份的石墨、6份的超导电炭黑、3份的四氢苯酐、2份的dmp-30及15份的乙醇。导电纤维在辊芯110的外周面均匀分布，导电纤维的材料为导电尼龙，导电纤维的长度为2mm，导电纤维的粗度为30μm；导电纤维在辊芯110的外周面的分布密度为400根/mm²。

对实施例1～5所得到的导电植绒辊的电阻值及导电植绒辊的掉毛数量进行测试，结果如表1所示。其中导电植绒辊的电阻值通过adv厂家的电阻测试仪,型号的r8340仪器测试得到；导电植绒辊的掉毛数量是导电植绒辊使用24小时时间后掉毛的总量。

表1

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。