专利名称：充电辊的弹性层及其制造方法和充电辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于激光打印机、静电复印机、传真机、照相机等静电潜像设备的充电辊的弹性层及其制造方法，本发明还涉及一种含有这种弹性层的充电辊。
背景技术：
根据静电摄影技术，激光打印机、传真机、复印机、照相机的等静电潜像设备中用的充电辊与感光鼓接触转动，当施电予充电辊即均匀充电，以使感光鼓也均匀充电，产生曝光(激光束)图象的静电潜像，使调色剂转在纸上，完成静电潜像，成为可视图象记录在纸上，从而完成激光打印(照相)过程。
常规的充电辊是由一个金属芯、一个套在金属芯上的导电弹性层和涂料在弹性层上的导电防护层组成。
过去，充电辊是用导电剂添加在橡胶中，制成导电弹性层，再涂以导电涂料，制成导电防护层。这类充电辊的弹性层是实心橡胶，其硬度在40--75°A，要调低硬度极难。这种充电辊打印、复印效果好，但在打印、复印工作中，因这种弹性层橡胶减振消音性能不好，会因振动而产生噪音。于是，为了减振、消音，泡沫海绵状的弹性层就应运而生。
中国专利CN1298124A“用于成像设备显影机的充电辊，充电辊的制造方法和装置”公开了导电泡沫弹性层的技术，其发泡、硫化过程在模具(金属模具或高聚物模具)和硫化罐中进行，这些工艺热能都是从外至内传递，而发泡硫化过程也是由外至内发生，因而其硫化和发泡程度不均匀，自然其弹性层的电阻范围大，不够均匀。而且弹性层的表层也为泡沫，给弹性层上涂覆防护层带来了难度。
申请人为日本住友橡胶株式会社的中国专利CN1394906A公开了混炼胶用φ60挤成圆柱状，再剪切成规定尺寸，实现预成型然后在硫化(蒸汽)中160℃×30分钟发泡硫化，再将金属芯插入、打磨、裁切，但其发泡孔仍为开孔式。
本申请人申请的中国专利CN1475870A，使用了微波发泡硫化工艺来制造充电辊(PCR)弹性层，但弹性层的外表的发泡孔仍然是开孔式的，给予敷涂工艺带来了困难。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺点，提供一种减振、消音效果非常好，使制备充电辊时敷涂保护层变得容易的充电辊的弹性层及其制备方法；本发明的另一个目的是提供一种具有上述减振、消音效果非常好的弹性层，并改变敷涂防护层难度的充电辊。
本发明目的是这样实现的一种充电辊的弹性层，所述的弹性层是指套或粘在充电辊金属芯上的导电弹性层，它由内层的泡沫层与外层的密实层复合或组合而成。
上述的泡沫层是由包括橡胶材料、导电剂、发泡剂、补强剂、促进剂和交联剂的混合料配炼、硫化、发泡而成的导电橡胶；所述的密实层是由包括橡胶材料、导电剂和补强剂、交联剂的混合料配炼硫化而成的导电橡胶。
上述橡胶材料选用三元乙丙橡胶(EPDM)或丁晴橡胶(NBR)。
上述的导电剂为导电碳黑，导电碳黑是微波良导体。
上述的发泡剂为4，4-氧代双苯磺酰肼或/和偶氮二甲酰胺。
上述的交联剂为是硫磺。
上述的泡沫层的发泡密度是0.60-0.7g/cm3，所述的弹性层的电阻值为107～108Ωcm。
上述的充电辊的弹性层的制备方法，它包括如下步骤(1)二台挤出机，配合一个相应的挤出机头，分别将泡沫层和密实层所配的混合料以复合挤出内层为泡沫层、外层为密实层的预成型管子；(2)将上述预成型管子经过微波硫化连续生产线，先在180℃±10℃下，经微波硫化槽，再经过热空气槽在180-200℃补充硫化，内层发泡，制成泡沫-密实管子；(3)将上述管子按尺寸裁切，套或粘在金属芯上，按规定尺寸磨削而成充电辊泡沫-密实充电辊的弹性层。
上述的充电辊的弹性层的制备方法，它包括如下步骤
(1)分别上述泡沫层和密实层所配的混合料以单机头挤出泡沫层预成型管子和密实层预成型管子；(2)将上述泡沫层预成型管子和密实层预成型管子分别在180℃±10℃下经微波硫化槽，再经过热空气槽在180-200℃补充硫化，制成泡沫层管子和密实层管子；(3)将泡沫层管子裁切，套或粘在金属芯上，按要求尺寸磨削；(4)将已经微波硫化成的密实层管子，裁成要求长度，套或粘在泡沫层上，再按要求尺寸磨削而成泡沫-密实充电辊的弹性层。
本发明的另一个目的是这样实现的一种充电辊，由一个金属芯，一个套或粘在金属芯上的导电弹性层和喷涂在弹性层表面的导电防护层组成，所述的导电弹性层是本发明的充电辊的弹性层，所述的导电防护层为导电聚氨酯PU。
本发明的优点1.本发明采用微波硫化连续生产线的是泡沫-密实复合、组合型的充电辊弹性层，无论是整体制造，还是分别制备组合而成，其表层都是密实型的，每一层电阻值是均匀的，确保电阻值在107～108Ωcm，寿命在1万张以上。
2.本发明的导电弹性层的表面是密实型，在导电防护层喷涂在充电辊弹性层表面时，解决了导电防护层喷涂工艺的困难。
3.由于本发明的弹性层的表面是密实型的，导电防护层不仅可以用水溶性导电涂料，也可用溶剂型导电涂料喷涂。
4.本发明之充电辊复合、组合型弹性层，对泡沫层的发泡率可以有所提高。因而提高了消音减振、降低了打印机工作时的噪音，又改善了喷涂工艺。
具体实施方案实施例1一种充电辊的弹性层，它由内层为导电泡沫层与外层的导电密实层复合而成。其导电泡沫层和导电密实层配方见表1
表1EPDM橡胶的导电泡沫层和导电密实层配方
充电辊的弹性层制备方法，包括如下步骤(1)表1“EPDM橡胶的泡沫层和密实层配方”经配炼；(2)两台挤出机，配以一个具有二个进料口、一个汇合、组合口型分别将表1中的泡沫层和密实层各自所需的经配炼完毕的胶料，经挤出、预成型，成为一个内发泡层外密实层的复合型的预成型管子；
(3)这种的预成型的管子经温度180℃的微波硫化槽，再经200℃热空气补偿硫化的微波硫化连续生产线而制得泡沫-密实复合型导电管子；(4)将这种已经制成的复合型管子，裁切套(粘)在金属芯上，然后磨削成规定尺寸，而成充电辊的复合型(组合型)弹性层。
按常规的检测方法查测，所述的泡沫层的发泡密度是0.65g/cm3，所述的弹性层的电阻值为5×107Ωcm。
实施例2一种充电辊，其制备方法包括如下步骤(1)表1“EPDM橡胶的泡沫层和密实层配方”经配炼；(2)两台挤出机，配以一个具有二个进料口、一个汇合、组合口型分别将表1中的泡沫层和密实层各自所需的经配炼完毕的胶料，经挤出、预成型，成为一个内发泡层外密实层的复合型的预成型管子；(3)这种的预成型的管子经温度175℃的微波硫化槽，再经190℃热空气补偿硫化的微波硫化连续生产线而制得泡沫-密实复合型导电管子；(4)将这种已经制成的复合型管子，裁切套(粘)在金属芯上，然后磨削成规定尺寸，而成充电辊的复合型弹性层；(5)再施行喷涂有导电剂的pu涂料为防(保)护层而成。
实施例3一种充电辊的弹性层，它由内层为导电泡沫层与外层的导电密实层组合而成，它的制备方法包活如下步骤(1)表1“EPDM橡胶的泡沫层和密实层配方”经配炼；(2)以一台挤出机、一个配有口型的机头，将已经按要求配炼的泡沫层配料挤出，制成预成型管子，经温度170℃的微波硫化槽，再经180℃热空气补偿硫化的微波硫化连续生产线而制得导电泡沫管子；(3)将密实型所需已配炼备用的胶料，制成密实预成型管子，经温度170℃的微波硫化槽，再经180℃热空气补偿硫化的微波硫化连续生产线而制得导电密实型管子；(4)将泡沫管子裁切，套(粘)于金属芯上，磨削成规定尺寸，再将已裁断至规定尺寸的密实型管子紧配合套在泡沫层上。
按常规的检测方法查测，所述的泡沫层的发泡密度是0.70g/cm3，所述的弹性层的电阻值为107Ωcm。
实施例4一种充电辊，在实施例3的其础上，将弹性成磨削成规定尺寸，再经敷涂添有导电剂的PU涂料为防护层而制成成品充电辊。
实施例5一种充电辊的弹性层，它由内层为导电泡沫层与外层的导电密实层复合而成。其导电泡沫层和导电密实层配方见表2表2NBR橡胶的导电泡沫层和导电密实层配方
所述的充电辊的弹性层的制备方法包括如下步骤(1)以表2“NBR橡胶的导电泡沫层和导电密实层配方”经配炼；(2)两台挤出机，配以一个具有二个进料口、一个汇合、组合口型分别将表2中的泡沫层和密实层各自所需的经配炼完毕的胶料，经挤出、预成型，成为一个复合型的预成型管子；(3)这种的预成型的管子经温度190℃的微波硫化槽，再经200℃热空气补偿硫化的微波硫化连续生产线而制得泡沫-密实复合型导电管子；(4)将这种已经制成的复合型管子，裁切套(粘)在金属芯上，然后磨削成规定尺寸，而成充电辊的复合型弹性层。
按常规的检测方法查测，所述的泡沫层的发泡密度是0.7g/cm3，所述的弹性层的电阻值为108Ωcm。
实施例6一种充电辊的弹性层，它由内层为导电泡沫层与外层的导电密实层组合而成，它的制备方法包活如下步骤(1)表2“NBR橡胶的导电泡沫层和导电密实层配方”经配炼；(2)以一台挤出机、一个配有口型的机头，将已经按要求配炼的泡沫层配料挤出，制成预成型管子，经温度175℃的微波硫化槽，再经195℃热空气补偿硫化的微波硫化连续生产线而制得导电泡沫管子；(3)将密实型所需已配炼备用的胶料，制成密实预成型管子，经温度175℃的微波硫化槽，再经195℃热空气补偿硫化的微波硫化连续生产线而制得导电密实型管子；(4)将泡沫管子裁切，套(粘)于金属芯上，磨削成规定尺寸，再将已裁断至规定尺寸的密实型管子紧配合套在泡沫层。
按常规的检测方法查测，所述的泡沫层的发泡密度是0.60g/cm3，所述的弹性层的电阻值为1.3×107Ωcm。
实施例7一种充电辊的弹性层，它由内层为导电泡沫层与外层的导电密实层组合而成，它的制备方法包活如下步骤(1)表1“EPDM橡胶的泡沫层配方”、表2“NBR橡胶的密实层配方”经配炼；(2)以一台挤出机、一个配有口型的机头，将已经按要求配炼的泡沫层配料挤出，制成预成型管子，经温度180℃的微波硫化槽，再经200℃热空气补偿硫化的微波硫化连续生产线而制得导电泡沫管子；(3)将密实型所需已配炼备用的胶料，制成密实预成型管子，经温度180℃的微波硫化槽，再经200℃热空气补偿硫化的微波硫化连续生产线而制得导电密实型管子；(4)将泡沫管子裁切，套(粘)于金属芯上，磨削成规定尺寸，再将已裁断至规定尺寸的密实型管子紧配合套在泡沫层上。
按常规的检测方法查测，所述的泡沫层的发泡密度是0.63g/cm3，所述的弹性层的电阻值为8×107Ωcm。
实施例8一种充电辊的弹性层，它由内层为导电泡沫层与外层的导电密实层组合而成，它的制备方法包活如下步骤(1)表2“NBR橡胶的泡沫层配方”、表1“EPDM橡胶的密实层配方”经配炼；(2)两台挤出机，配以一个具有二个进料口、一个汇合、组合口型分别将表2中的泡沫层和表1中的密实层各自所需的经配炼完毕的胶料，经挤出、预成型，成为一个复合型的预成型管子；(3)这种的预成型的管子经温度175℃的微波硫化槽，再经190℃热空气补偿硫化的微波硫化连续生产线而制得泡沫-密实复合型导电管子；(4)将这种已经制成的复合型管子，裁切套(粘)在金属芯上，然后磨削成规定尺寸，而成充电辊的复合型弹性层。
按常规的检测方法查测，所述的泡沫层的发泡密度是0.67g/cm3，所述的弹性层的电阻值为107Ωcm。
权利要求
1.一种充电辊的弹性层，所述的弹性层是指套或粘在充电辊金属芯上的导电弹性层，其特征在于它由内层的泡沫层与外层的密实层复合或组合而成。
2.根据权利要求1所述的充电辊的弹性层，其特征在于所述的泡沫层是由包括橡胶材料、导电剂、发泡剂、补强剂、促进剂和交联剂的混合料配炼、硫化、发泡而成的导电橡胶；所述的密实层是由包括橡胶材料、导电剂、交联剂的混合料配炼硫化而成的导电橡胶。
3.根据权利要求2所述的充电辊的弹性层，其特征在于所述橡胶材料选用三元乙丙橡胶(EPDM)或丁晴橡胶(NBR)。
4.根据权利要求2所述的充电辊复合型、组合型弹性层，其特征在于所述的导电剂为导电碳黑。
5.根据权利要求2所述的充电辊的弹性层，其特征在于所述的发泡剂为4，4-氧代双苯磺酰肼或/和偶氮二甲酰胺。
6.根据权利要求2所述的充电辊的弹性层，其特征在于所述的交联剂为是硫磺。
7.根据权利要求1-6任何一项所述的充电辊的弹性层，其特征在于所述的泡沫层的发泡密度是0.60-0.7g/cm3，所述的弹性层的电阻值为107～108Ωcm。
8.权利要求1-7中任何一项所述的充电辊的弹性层的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤(1)二台挤出机，配合一个相应的挤出机头，分别将权利要求1-7中任何一项所述的泡沫层和密实层所配的混合料以复合挤出内层为泡沫层、外层为密实层的预成型管子；(2)将上述预成型管子经过微波硫化连续生产线，先在180℃±10℃下，经微波硫化槽，再经过热空气槽在180-200℃补充硫化，内层发泡，制成泡沫-密实管子；(3)将上述管子按尺寸裁切，套或粘在金属芯上，按规定尺寸磨削而成泡沫-密实充电辊的弹性层。
9.权利要求1-7中任何一项所述的充电辊的弹性层的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤(1)分别将权利要求1-7中任何一项泡沫层和密实层所配的混合料以单机头挤出泡沫层预成型管子和密实层预成型管子；(2)泡沫层预成型管子和密实层预成型管子分别在180℃±10℃下经微波硫化槽，再经过热空气槽在180-200℃补充硫化，制成泡沫层管子和密实层管子；(3)将泡沫层管子裁切，套或粘在金属芯上，按要求尺寸磨削；(4)将已经微波硫化成的密实层管子，裁成要求长度，套或粘在泡沫层上，再按要求尺寸磨削而成泡沫-密实充电辊的弹性层。
10.一种充电辊，由一个金属芯，一个套或粘在金属芯上的导电弹性层和敷涂在弹性层表面的导电防护层组成，其特征在于所述的导电弹性层是指权利要求1-7中任何一项所述的充电辊弹性层，所述的导电防护层为导电聚氨酯PU。
全文摘要
本发明涉及一种充电辊的弹性层，所述的弹性层是指套或粘在充电辊金属芯上的导电弹性层，它由内层的泡沫层与外层的密实层复合或组合而成。本发明还涉及这种充电辊的弹性层的制备方法，及包括这种弹性层的充电辊。本发明的泡沫－密实的充电辊弹性层，其表层都是密实型的，每一层电阻值是均匀的，确保电阻值在10
文档编号G03G15/02GK1694009SQ200510034589
公开日2005年11月9日 申请日期2005年5月17日 优先权日2005年5月17日
发明者刘义波 申请人:刘义波