专利名称：电荷受控聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及电荷受控聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊(以下也简称为 “辊”)，详细而言，涉及调色剂输送辊中使用的电荷受控聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送棍，其中，所述调色剂输送辊用于如下用途在复印机、打印机等图像形成装置中，对向感光体、纸等图像形成体输送调色剂(显影剂)来在其表面形成可视图像的显影辊供给调色剂。
背景技术：
通常，在复印机、打印机等电子照相方式的图像形成装置等中的显影部中，如图4 所示，设置有保持静电潜像的感光体等图像形成体11 ；显影辊12，其通过与该图像形成体 11抵接而使承载于表面的调色剂20附着，从而使静电潜像变成可视图像；和调色剂输送辊 (包括调色剂供给辊和用于剥除不需要的调色剂的清洁辊)13，其用于向该显影辊12供给调色剂。通过介由调色剂输送辊13和显影辊12将调色剂20从调色剂容纳部14输送到图像形成体11的一系列工序来进行成像。另外，图中的符号15表示转印辊，16表示带电部， 17表示曝光部，18表示用于刮除调色剂的刮板。其中，从不会由于与显影辊12接触而损坏对方、以及从增加辊的接触面积以确保夹紧性(gripping property)等观点出发，调色剂输送辊13以在轴的外周介由粘接层来承载聚氨酯泡沫等导电性弹性体的构成而形成。作为调色剂输送辊13所需要的功能，有调色剂输送性、调色剂带电性、调色剂刮除性等，为了满足这些功能而采取了各种对策。例如，利用使构成调色剂输送辊13的聚氨酯发泡体浸渍导电性炭黑等的导电性处理液的方法(参照专利文献1 幻、或者利用将其与导电性碳混炼的方法来降低电阻、降低调色剂带电量Ο /Μ)而提高调色剂输送量(Μ/Α)，使耐久图像评价中不会产生图像模糊的问题。另外，不使用碳等导电性材料，而是使调色剂输送辊13的表面带有凹凸形状，由此物理性地提高调色剂输送量(Μ/Α)，使耐久图像评价中不会产生图像模糊等问题(参照专利文献4)。另外，已知有通过使调色剂带电用微粒的一部分从发泡弹性体层中露出来提高调色剂的输送性的方法(参照专利文献5)。现有技术文献专利文献专利文献1专利文献2专利文献3专利文献4专利文献
发明内容
3日本特开昭57-115433号公报(权利要求书等) 日本特开2002-319315号公报(权利要求书等) 日本特开2003-215905号公报(权利要求书等) 日本特开平11-38749号公报(权利要求书等) 日本特开2008-116607号公报(权利要求书等
发明要解决的问题但是，由于专利文献1 3中记载的方法均是在聚氨酯泡沫中浸渍导电材料的方法，因此无法充分防止由调色剂输送辊的表层与调色剂及显影辊的摩擦引起的带电的影响，无法获得充分的调色剂输送性，会产生耐久图像评价中的图像模糊等问题。另外，对于在聚氨酯泡沫中混炼碳的方法而言，由于不会发生碳的脱附，因而不需要担心图像问题，但在聚氨酯泡沫成型工序中需要使碳分散并且需要利用模具进行成型， 因此成为间歇式的小批量生产，从而导致成本增加。此外，在专利文献4记载的方法中，不使用碳而使用电阻高的调色剂输送辊，并且需要使辊表面带有凹凸形状，因此通常利用模具(腔)内表面带有凹凸的模具来进行成型， 因而存在模具费、模具保养、模具内表面的脱模性处理(脱模剂、氟涂布)等伴随每根辊的成型的各种成本增加的因素。另外，专利文献5中记载的方法是在喷涂粘接剂之后使调色剂带电用微粒附着等、使仅附着于表面上的调色剂带电用微粒的一部分露出的方法，由于会发生调色剂带电用微粒自粘接剂脱离的情况，因此存在调色剂带电用微粒损伤其他构件而引起图像不良、 或者因耐久时的带电量降低而导致图像浓度变淡的问题。因此，本发明的目的在于，解决上述问题，提供能够充分防止产生由调色剂输送辊的表层与调色剂及显影辊的摩擦引起的带电的影响，从而以低成本稳定地得到良好的图像的电荷受控聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊。用于解决问题的方案本发明人等为了解决上述问题进行了深入的研究，结果发现，通过形成表层中浸渍有特定的粘结剂树脂的电荷受控聚氨酯泡沫，能够解决上述问题，从而完成了本发明。即，本发明的电荷受控聚氨酯泡沫，其特征在于，通过使粘结剂树脂浸渍到表层中而成，所述粘结剂树脂在带电序列上与基材聚氨酯泡沫同等或者比基材聚氨酯泡沫更靠近正侧。本发明的电荷受控聚氨酯泡沫，优选所述粘结剂树脂具有酰胺基。另外，优选所述粘结剂树脂含有尼龙树脂，优选所述粘结剂树脂含有聚氨酯树脂。进而，本发明的电荷受控聚氨酯泡沫，优选相对于所述基材聚氨酯泡沫的所述粘结剂树脂的质量分数为9 20质量％，优选所述基材聚氨酯泡沫为浸渍有碳导电材料和/ 或离子导电材料的基材聚氨酯泡沫。本发明的调色剂输送辊，其特征在于，其在轴的外周承载所述电荷受控聚氨酯泡沫而成。本发明的调色剂输送辊，优选所述粘结剂树脂在带电序列上比所述基材聚氨酯泡沫更靠近正侧且为带负电性调色剂用粘结剂树脂。另外，优选所述粘结剂树脂在带电序列上比所述基材聚氨酯泡沫更靠近正侧且为带正电性调色剂用粘结剂树脂。发明的效果根据本发明，通过形成上述构成，可以实现能够充分防止产生由调色剂输送辊的表层与调色剂及显影辊的摩擦引起的带电的影响，从而以低成本稳定地得到良好的图像的电荷受控聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊。
图1是表示本发明的一个实施方式的调色剂输送辊的横向剖视图。图2是表示本发明的调色剂输送辊的一个实施方式的图。图3是表示本发明的调色剂输送辊的另一实施方式的图。图4是表示图像形成装置的一例的示意图。附图标记说明1 轴2粘接层3电荷受控聚氨酯泡沫11图像形成体12显影辊13调色剂输送辊14调色剂容纳部15转印辊16带电部17曝光部18 刮板20带正电性调色剂21带负电性调色剂22 箭头23 箭头24 箭头
具体实施例方式以下，参考附图对本发明的优选实施方式进行详细的说明。本发明的电荷受控聚氨酯泡沫通过使粘结剂树脂浸渍到表层中而成，所述粘结剂树脂在带电序列上与基材聚氨酯泡沫同等或者比基材聚氨酯泡沫更靠近正侧。由此，能够充分防止产生由调色剂输送辊的表层与调色剂及显影辊的摩擦引起的带电的影响。另外， 通过浸渍该粘结剂树脂，能够稳定地表现带电性赋予效果，能够以低成本得到良好的图像。进而，在使用电荷控制剂的情况下，由于调色剂输送辊与显影辊反复发生机械摩擦，因此继续使用时的后半阶段正的电荷控制剂被埋入聚氨酯泡沫内部，结果，辊表面的带电性改变，有发生图像模糊的可能性，但本发明中，作为粘结剂树脂使用容易带正电的粘合剂树脂，使粘结剂树脂发挥正电荷控制剂的作用，而不使用正电荷控制剂。由此在继续使用时也能得到更良好的图像。另外，在本发明中，表层是指粘结剂树脂未浸渍到整个基材聚氨酯泡沫中，表示即使粘结剂树脂的浸渍量少也能够充分获得本发明的效果的范围。另外，本发明中，相对于基材聚氨酯泡沫的粘结剂树脂的质量分数优选为9 20质量％。上述质量分数为9质量％ 以上时，能够获得更好的电荷控制剂效果。另一方面，上述质量分数即使超过20质量％，电荷控制剂的效果也不会再有飞跃性的提高，考虑成本优选为20质量％以下。
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在本发明中，作为粘结剂树脂，只要带电序列与基材聚氨酯泡沫同等或者比基材聚氨酯泡沫更靠近正侧就没有特别限定，为通常可以在调色剂输送辊的聚氨酯泡沫中使用的物质。此处，关于是否为位于带电序列的正侧的粘结剂树脂，具体而言可以通过以下的方法辨别。(带电序列的位置的辨别方法)将测定对象材料(水溶液)涂布到试样板(尺寸75mmX IOOmmX 0. 8mm(厚度)、 材质SUS304镜面板脱脂后的材料)上后，在100°C的烘箱中干燥。将干燥后的试样板在23°C、相对湿度70%的环境中以45度设置于表面带电量测定装置(KYOCERA Chemical Corporation制造、型号TS_100AT)中。向试样板上滴加20秒钟标准粉MF60 (Powdertech Co.，Ltd.制造)，在导电性接收器中接收落下的标准粉，测定该导电性接收器的电荷量 (nC/g)，进行辨别。作为上述粘结剂树脂，例如可列举出尼龙树脂、三聚氰胺树脂、聚丙烯酰胺、丁二烯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、氯丁橡胶等，其中优选具有酰胺基(-C0-NH-)的粘结剂树脂， 特别优选尼龙树脂、聚氨酯树脂等。这些粘结剂树脂可以单独使用、或者在能得到本发明所期望的效果的情况下作为两种以上的混合物使用。本发明中，只要能够使上述粘结剂树脂浸渍到基材聚氨酯泡沫的表层中，则对浸渍方法没有特别限定，通常使用利用溶液进行浸渍的方法。通过浸渍上述粘结剂树脂，能够根据常规方法使基材聚氨酯泡沫具备带电性。另外，在本发明中，可以在浸渍液中配混后述的导电材料。作为所述导电材料，可以使用选自如下物质中的一种或者多种的组合炭黑、石墨等碳质颗粒，银、镍等金属粉，氧化锡、氧化钛或氧化锌等导电性金属氧化物的单一成分，或者以硫酸钡等绝缘性微粒为芯体并以湿式方式包覆上述导电性金属氧化物而得到的物质，导电性金属碳化物，导电性金属氮化物，导电性金属硼化物等。另外，从成本方面来看，优选炭黑，另一方面，从导电性控制的容易程度来看，优选为导电性金属氧化物。进而，在本发明中，基材聚氨酯泡沫优选为浸渍有后述的碳导电材料和/或离子导电材料的基材聚氨酯泡沫。进而，包含该粘结剂树脂的浸渍液中，可以添加适量的水以及甲苯、乙酸乙酯等有机溶剂。这些溶剂优选以使浸渍液的粘度达到5 300cps(25°C)的程度添加。通过使粘度在该范围内，浸渍附着操作变得更容易。在本发明中，根据需要可以在浸渍液中添加其他添加剂，例如可以添加矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂、表面活性剂、电荷控制剂等。相对于100质量份浸渍液，这些添加剂优选添加0.001 10质量份，特别优选添加0. 001 0. 1质量份左右。作为上述矿物油类消泡剂，例如可列举出信越化学工业株式会社制造的自乳化型有机硅类的商品名KS-508、KS-537，油型有机硅类的商品名KF_96，油复合物型有机硅类的商品名KF-66等。本发明的调色剂输送辊是在轴的外周承载上述电荷受控聚氨酯泡沫而成的，适合应用于图像形成装置。图1显示本发明适宜的实施方式的调色剂输送辊的横向剖视图。所图示的本发明的调色剂输送辊是在轴1的外周介由粘接层2承载电荷受控聚氨酯泡沫3而成的。由此，能够充分防止产生由调色剂输送辊的表层与调色剂及显影辊的摩擦引起的带电的影响，以低成本得到良好的图像。另外，优选的是，本发明的调色剂输送辊，粘结剂树脂在带电序列上比基材聚氨酯泡沫更靠近正侧，并且为带正电性调色剂用粘结剂树脂。带电量通常由各种环境和条件决定，本发明的粘结剂树脂与其他相同带电序列的化合物相比，达到规定带电量的速度快，由于摩耗带电发生于调色剂、调色剂输送辊与显影辊的接点处，因此在各辊旋转并与调色剂摩擦的瞬间使调色剂输送辊带电，因此使该辊中含有粘结剂树脂是重要的。当本发明的调色剂输送辊为带正电性调色剂用时，使用与所使用的带正电性调色剂中含有的电荷控制剂相比带正电性且带电速度快的粘结剂树脂、或者比它们更靠近带电序列的正侧的粘结剂树脂，从少量使用即可获得本发明的效果的观点来看是优选的。通过采用这样的构成，能够赋予聚氨酯泡沫带正电性，可以在通过调色剂输送辊与显影辊的相互摩擦物理性地供给调色剂的基础上，利用显示带正电性的调色剂与调色剂输送辊的电性互斥有效率地向显影辊供给调色剂。图2是表示本发明的调色剂输送辊的一个实施方式的图。通过将带正电性调色剂 20吸附于调色剂输送辊13的表层来输送带正电性调色剂20，但由于调色剂输送辊13的表层在带电序列上比基材聚氨酯泡沫更靠近正侧带电，因此如箭头22所示，通过带正电性调色剂20与调色剂输送辊13的表层的电性互斥，能够有效率地向显影辊12供给调色剂。另外，优选的是，本发明的调色剂输送辊，粘结剂树脂在带电序列上比基材聚氨酯泡沫更靠近正侧，并且为带负电性调色剂用粘结剂树脂。图3是表示本发明的调色剂输送辊的另一实施方式的图。相对于带负电性调色剂21，调色剂输送辊13的表层通过粘结剂树脂而在带电序列上比基材聚氨酯泡沫更靠近正侧带电。在带电的调色剂输送辊13中，通过使正电荷经由芯轴等形成的轴1向箭头23的方向逸出来控制调色剂输送辊13表层的带电量(电荷的量)。该情况下，如果调色剂输送辊13的表层的带电量少，则调色剂21不易吸附到调色剂输送辊13表层，结果，可以增加输送的调色剂量，从而可以有效率地沿着箭头 24的方向从调色剂输送辊13向显影辊12供给调色剂。在本发明中，除了在上述表层中浸渍在带电序列上与基材聚氨酯泡沫同等或者比基材聚氨酯泡沫更靠近正侧的粘结剂树脂以外，对其他方面没有特别限制，关于辊构成的细节、辊材料等可以根据需要适当决定。在本发明中，作为基材使用的聚氨酯泡沫可以如下制造根据日本专利第 3480028号公报中记载的方法，将具有两个以上活性氢的化合物和具有两个以上异氰酸酯基的化合物与催化剂、发泡剂、稳泡剂等添加剂一起搅拌混合并使其发泡、固化来制造；另外，可以利用使用水作为发泡剂来形成的方法，例如使包含预先使异氰酸酯成分与多元醇成分反应而成的预聚物、水分散碳、聚氨酯反应催化剂等的发泡体形成材料以规定形状发泡、然后将其加热固化等的预聚物法，一步法(one-shot method)，部分预聚物法等方法来制造。例如可以如下制造将相对于多元醇成分以总量计包含50质量％以上的单一二元醇的混合物的聚醚多元醇、异氰酸酯、水、催化剂和发泡剂混合，并使其发泡、放置来制造，其中，所述单一二元醇的混合物包含具有800 3600的平均分子量差的两种单一二元醇。此处，“单一二元醇”用于表示一种二元醇或平均分子量差为400以内的两种以上二元醇组的总称。另外，“平均分子量差”表示作为对象的二元醇各自所具有的平均分子量的差，在有多种组合的情况下，特别用于表示最大的差。
作为预聚物的制造中使用的多元醇成分，例如可以使用环氧乙烷和环氧丙烷加聚而成的聚醚多元醇、聚四亚甲基醚二醇、酸成分与二醇成分缩合而成的聚酯多元醇、己内酯开环聚合而成的聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等。在本发明中，作为在制造基材聚氨酯泡沫时使用的聚醚多元醇，包括如下物质 (1)例如仅对二乙二醇加成环氧丙烷而得的类型的聚醚多元醇；( 例如对二乙二醇嵌段或无规加成环氧丙烷和环氧乙烷而得的类型的聚醚多元醇；(3)对上述(1)或(2)接枝例如丙烯腈、苯乙烯而得的类型的聚醚多元醇等；对其没有特别限定，为了更好地发挥效果， 优选为(1)类型的聚醚多元醇。作为用于制造上述聚醚多元醇的引发剂，可列举出多元醇、多元酚、单胺或多胺、 其他物质，优选为多元醇和多元酚，进一步优选为多元醇，例如包括乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、1，3_ 丁二醇、1，4_ 丁二醇等，其中，特别优选为二乙二醇。另外，上述聚醚多元醇成分中，也可以包含除二元醇以外的多元醇成分。作为这样的多元醇成分，有通常在基材聚氨酯泡沫的制造中使用的三官能团的多元醇，例如可列举出对甘油基体加成环氧丙烷等环氧烷而得的多元醇、对甘油基体以无规或嵌段的方式加成环氧丙烷和环氧乙烷等两种环氧烷而得的多元醇等，作为多官能团的多元醇，例如可举出对蔗糖基体加成与上述相同的物质而得的聚醚多元醇等。作为环氧乙烷和环氧丙烷加聚而成的聚醚多元醇，例如可列举出以水、丙二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇、三乙醇胺、二甘油、季戊四醇、乙二胺、甲基葡萄糖苷、芳香族二胺、山梨糖醇、蔗糖、磷酸等为起始物质来加聚环氧乙烷和环氧丙烷而得的物质，特别优选为以水、丙二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇为起始物质而得的物质。关于所加成的环氧乙烷和环氧丙烷的比率、微结构，环氧乙烷的比率优选为2 95质量％，更优选为5 90质量％，优选在末端加成有环氧乙烷的物质。另外，分子链中的环氧乙烷和环氧丙烷的排列优选为无规排列。另外，作为所述聚醚多元醇的分子量，在以水、丙二醇、乙二醇为起始物质时其为二官能团物质，按重均分子量计，优选为300 6000的范围，更优选为3000 5000的范围。 另外，以甘油、三羟甲基丙烷、己三醇为起始物质时其为三官能团物质，按重均分子量计，优选为900 9000的范围，更优选为4000 8000的范围。进而，也可以将二官能团的多元
醇与三官能团的多元醇适当共混使用。另外，聚四亚甲基醚二醇例如可以通过四氢呋喃的阳离子聚合来获得，优选使用重均分子量在400 4000的范围内、特别是在650 3000的范围内的物质。另外，也优选共混分子量不同的聚四亚甲基醚二醇。进而，还可以使用使环氧乙烷、环氧丙烷等环氧烷共聚而得的聚四亚甲基醚二醇。进而，还优选将聚四亚甲基醚乙二醇与加聚环氧乙烷和环氧丙烷而成的聚醚多元醇共混使用。在这种情况下，以质量比计，它们的混合比率以95 5 20 80的范围来使用、特别是以90 10 50 50的范围来使用是适当的。另外，也可以将对多元醇进行丙烯腈改性而得的聚合物多元醇、对多元醇加成三聚氰胺而得的多元醇、丁二醇等二元醇类、三羟甲基丙烷等多元醇类、它们的衍生物与上述多元醇成分一起组合使用。作为在本发明中使用的多异氰酸酯成分，可以列举出芳香族异氰酸酯或其衍物、脂肪族异氰酸酯或其衍生物、脂环族异氰酸酯或其衍生物。在它们当中，优选芳香族异氰酸酯或其衍生物，特别适宜使用甲苯二异氰酸酯(TDI)或其衍生物、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或其衍生物、多亚甲基多苯基异氰酸酯或其衍生物，它们可单独使用或混合使用。作为甲苯二异氰酸酯或其衍生物，可以使用粗制甲苯二异氰酸酯、2，4_甲苯二异氰酸酯、2，6_甲苯二异氰酸酯、2，4_甲苯二异氰酸酯与2，6_甲苯二异氰酸酯的混合物、它们的脲改性物、缩二脲改性物、碳二亚胺改性物、用多元醇等改性的聚氨酯改性物等。作为二苯基甲烷二异氰酸酯或其衍生物，例如可以使用将二氨基二苯基甲烷或其衍生物光气化而得的二苯基甲烷二异氰酸酯或其衍生物。作为二氨基二苯基甲烷的衍生物，有多核体等， 可以使用由二氨基二苯基甲烷得到的纯二苯基甲烷二异氰酸酯、由二氨基二苯基甲烷的多核体得到的聚合二苯基甲烷二异氰酸酯等。关于聚合二苯基甲烷二异氰酸酯的官能团数， 通常使用纯二苯基甲烷二异氰酸酯与各种官能团数的聚合二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，平均官能团数优选为2. 05 4. 00，更优选为2. 50 3. 50。另外，也可以使用将这些二苯基甲烷二异氰酸酯或其衍生物改性而得的衍生物，例如用多元醇等改性的聚氨酯改性物、通过形成脲二酮(uretdione)而得的二聚体、异氰脲酸改性物、碳二亚胺/脲酮亚胺 (uretonimine)改性物、脲基甲酸酯改性物、脲改性物、缩二脲改性物等。另外，也可以将多种二苯基甲烷二异氰酸酯、其衍生物共混使用。在本发明中，作为预聚物化的方法，可举出如下方法将多元醇和异氰酸酯放入适当的容器，充分搅拌，在30 90°C下、更优选在40 70°C下，保温6 240小时、更优选保温M 72小时。在这种情况下，优选调节多元醇与异氰酸酯的重量的比率以使所得到的预聚物的异氰酸酯含量为4 30质量％，更优选为6 15质量％。异氰酸酯的含量小于 4质量％时，会损害预聚物的稳定性，在储存中预聚物会固化，有可能无法供给使用。另外， 异氰酸酯的含量超过30质量％时，未预聚物化的异氰酸酯的含量增加，该多异氰酸酯与在之后的聚氨酯固化反应中使用的多元醇成分通过与不经过预聚物化反应的一步制法类似的反应机理来固化，因而使用预聚物法的效果减弱。基材聚氨酯泡沫中，在上述多元醇成分和异氰酸酯成分的基础上，还可以根据需要添加炭黑等导电材料、交联剂、表面活性剂、催化剂、稳泡剂等，由此可以形成符合期望的层结构。另外，也可以适当使用阻燃剂、填充剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等。作为离子导电材料的例子，可列举出四乙基铵、四丁基铵、十二烷基三甲基铵(例如月桂基三甲基铵)、十六烷基三甲基铵、十八烷基三甲基铵(例如硬脂基三甲基铵)、苄基三甲基铵、改性脂肪酸二甲基乙基铵等的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氟硼酸盐、硫酸盐、烷基硫酸盐、羧酸盐、磺酸盐等铵盐，锂、钠、钾、钙、镁等碱金属、碱土金属的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氟硼酸盐、三氟甲基硫酸盐、磺酸盐等。另外，作为碳导电材料，例如可列举出超导电乙炔黑(Denka Black)、科琴黑、乙炔黑等天然气炭黑(gas black)、包括墨黑(ink black)的油炉法炭黑(oil furnace black)、 热裂炭黑、槽法炭黑、灯黑等，本发明的基材聚氨酯泡沫优选为浸渍有所述碳导电材料的物质、或内部添加有碳导电材料的物质。进而，作为电子导电材料的例子，可列举出氧化锡、氧化钛、氧化锌等导电性金属氧化物，镍、铜、银、锗等金属等。这些导电材料可以单独使用，也可以两种以上混合使用。其
9配混量没有特别限定，可以根据期望来适当选择，通常相对于多元醇与异氰酸酯的总量100 质量份，为0. 1 40质量份的比例，优选为0. 3 20质量份的比例。另外，在基材聚氨酯泡沫中配混有机硅稳泡剂、各种表面活性剂可使泡沫材料的泡孔(cell)稳定，因而优选。作为有机硅稳泡剂，适宜使用二甲基聚硅氧烷-聚环氧烷共聚物等，特别优选由分子量350 15000的二甲基聚硅氧烷部分与分子量200 4000的聚环氧烷部分形成的物质。聚环氧烷部分的分子结构优选为环氧乙烷的加聚物、环氧乙烷与环氧丙烷的共加聚物，也优选其分子末端为环氧乙烷。作为表面活性剂，可列举出阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂、两性表面活性剂等离子系表面活性剂，各种聚醚、各种聚酯等非离子性表面活性剂。这些物质可以单独使用，也可以两种以上组合使用。相对于多元醇成分与异氰酸酯成分的总量100质量份，有机硅稳泡剂、各种表面活性剂的配混量优选为0. 1 10质量份，进一步优选为0. 5 5质量份。在本发明中，作为用作发泡剂的化合物，对其种类和用量没有特别限定，可以使用公知的物质。作为发泡剂，例如可以使用二氯甲烷、氟利昂123、氟利昂141b等。作为在基材聚氨酯泡沫的固化反应中使用的催化剂，可列举出三乙胺、二甲基环己胺等单胺类，四甲基乙二胺、四甲基丙二胺、四甲基己二胺等二胺类，五甲基二亚乙基三胺、五甲基二亚丙基三胺、四甲基胍等三胺类，三亚乙基二胺、二甲基哌嗪、甲基乙基哌嗪、 甲基吗啉、二甲基氨基乙基吗啉、二甲基咪唑等环状胺类，二甲基氨基乙醇、二甲基氨基乙氧基乙醇、三甲基氨基乙基乙醇胺、甲基羟乙基哌嗪、羟乙基吗啉等醇胺类，双(二甲基氨基乙基)醚、乙二醇双(二甲基)氨基丙基醚等醚胺类，辛酸亚锡(stannous octoate)、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、硫醇二丁基锡、硫代羧酸二丁基锡、二马来酸二丁基锡、 硫醇二辛基锡、硫代羧酸二辛基锡、丙酸苯汞(phenylmercuric propionate)、辛烯酸铅等有机金属化合物等。这些催化剂可以单独使用，也可以两种以上组合使用。另外，在本发明中，电荷受控聚氨酯泡沫的透气量优选为100 700cm7cm2/sec， 特别是更优选为150 400cm7cm2/sec左右。透气量超过700cm7cm2/sec时，有可能因浓度过高而导致调色剂消耗效率(consumption efficiency)降低，另一方面，透气量小于 100cm7cm7sec时，有可能在将基材聚氨酯泡沫浸渍到浸渍液中时会变得难以浸渍，粘结剂树脂的附着量难以达到规定量。另外，在其影响下生产率有可能会降低。另外，上述透气量是依照JIS K 6400来测定的。另夕卜，本发明中，电荷受控聚氨酯泡沫的泡孔数优选为20 80个/英寸 (25. 4mm)，特别是更优选为30 60个/英寸。泡孔数少于20个/英寸时，调色剂附着的空间会减少，因而容易影响显影，另一方面，泡孔数多于80个/英寸时，有可能在将基材聚氨酯泡沫浸渍到浸渍液中时会变得难以浸渍，粘结剂树脂的附着量难以达到规定量。另外， 还有可能浸渍速度也变慢，导致成本增加。进而，电荷受控聚氨酯泡沫的平均泡孔直径优选为50 1000 μ m,特别是更优选为100 400 μ m左右。平均泡孔直径超过1000 μ m时，有可能因浓度过高而导致调色剂消耗效率降低，另一方面，平均泡孔直径小于50 μ m时，有可能在将基材聚氨酯泡沫浸渍到浸渍液中时会变得难以浸渍，电荷控制剂及粘结剂的附着量难以达到规定量。在本发明中，电荷受控聚氨酯泡沫的密度优选为10 100kg/m3，特别是更优选为 10 50kg/m3左右。密度超过100kg/m3时，有可能导致成本增加，另一方面，密度小于IOkg/m3时，压缩残余应变有劣化的倾向，追随性消失，有时会导致模糊。另外，电荷受控聚氨酯泡沫的硬度以Asker F硬度计优选为30 90°。硬度大于 90°时，有可能使调色剂劣化，硬度小于30°时，容易产生研磨不良，是不优选的。另外，作为本发明的辊中使用的轴1，没有特别限定，可以使用任意材料，例如可以使用对硫易切削钢等钢材实施镍、锌等的镀敷而得的材料，由铁、不锈钢、铝等金属制的实心体形成的芯轴，内部挖成中空的金属制圆筒体等金属制轴。另外，在本发明中，使所述轴1 的直径小于(p6mm、例如为5. 0mm，且使电荷受控聚氨酯泡沫3的厚度小于4. 5mm、例如为 4. Omm是适当的。由此，能够实现辊的轻量化，并且通过电荷受控聚氨酯泡沫3的薄层化使得从宏观上来看时聚氨酯泡沫的弹性模量提高，调色剂刮除性提高。另外，电荷受控聚氨酯泡沫3的薄层化导致聚氨酯泡沫的体积减少，由此能够使打印耐久时电荷受控聚氨酯泡沫 3所含的调色剂量减少，从而控制调色剂消耗效率。另外，在本发明的辊中，如图所示，优选在轴1与电荷受控聚氨酯泡沫3之间设置粘接层2。作为粘接层2中使用的粘接剂，可以适宜使用熔点120°C以上、特别是130°C以上且200°C以下的以己二酸酯类聚氨酯树脂为主要成分的热熔融型高分子粘接剂。作为所述粘接剂的性状，可以是薄膜、颗粒等任何形态。另外，粘接层2的厚度优选为20 300 μ m，过薄时会发生粘接不良，过厚时无法得到适当的辊电阻，因而均不优选。 另外，粘接时的粘接剂的熔融温度优选为100°C以上、特别是130°C以上200°C以下，且为低于粘接剂的熔点的温度。由此，粘接层2成半熔融状态，施加5V电压时的辊电阻为IO6 108Ω，施加IOOV电压时的辊电阻为IO2 104Ω，对电压依赖性的控制变得更容易，可以提高打印耐久初期的浓度。本发明的调色剂输送辊可以如下制造根据需要在轴1的外周介由粘接剂来承载电荷受控聚氨酯泡沫3，然后将轴1和电荷受控聚氨酯泡沫3在规定的温度下加热粘接。具体而言，首先，将粘结剂、消泡剂进行混合，制备浸渍液，将块状 (16mmX IOOOmmX 2000mm)的未经除膜处理的聚氨酯泡沫浸渍于充满该浸渍液的浴中，在两根辊之间压缩，然后放开使浸渍液浸渍到聚氨酯泡沫中。将聚氨酯泡沫引至浴上方，通过轧辊将多余的浸渍液挤出、除去，然后在110°C的热风炉中加热干燥10分钟，制作电荷受控聚氨酯泡沫3。可通过该方法成型的电荷受控聚氨酯泡沫3，硬度比通过机械地封入气体而得到的材料低，例如以Asker F硬度计为30 90°的发泡体。另外，在轴1的外周卷绕薄膜状粘接剂、或者将颗粒状粘接剂熔融、涂布，由此形成粘接剂的膜。然后，在电荷受控聚氨酯泡沫3上开孔，将带有粘接剂的轴1插入该孔中。 然后，以规定温度进行加热，介由粘接层2使轴1与电荷受控聚氨酯泡沫3 —体化，对电荷受控聚氨酯泡沫3的表面进行研磨以形成所期望的圆筒形状，进而，将电荷受控聚氨酯泡沫3的端部裁切来形成规定形状，由此可以得到本发明的调色剂输送辊。实施例以下，举出实施例和比较例来更具体地说明本发明，但本发明只要不超出其主旨， 则不限定于以下的实施例。〈材料〉以下，示出实施例和比较例中使用的材料。聚氨酯泡沫A(聚醚类聚氨酯泡沫，株式会社普利司通制造(未经除膜处理)，密度29kg/m3,透气量196cm7cm2/sec，硬度98N，平均泡孔直径280 μ m)粘结剂a(尼龙类粘结剂树脂，东丽株式会社制造“AQ-尼龙T_70”改性尼龙分散水溶液，固体成分50% )粘结剂b (聚氨酯类粘结剂树脂，Enex Co.，Ltd.制造“SE粘结剂”聚氨酯树脂水分散体，固体成分50%)粘结剂c (丙烯酸类粘结剂树脂，Enex Co. ,Ltd.制造“BS-050301-1 ”，丙烯腈-丙烯酸烷基酯共聚物乳液)电荷控制剂(有机硅粉末水溶液，东丽株式会社制造“TREFIL E601分散水溶液”， 固体成分50% )消泡剂(信越有机硅株式会社制造“KS-502”)〈实施例1>根据下表2的配混量(配混材料(g/L)相对于聚氨酯泡沫A(kg/m3)的质量分数 (质量％))混合上述粘结剂a、消泡剂，制备浸渍液。将块状(16mmX IOOOmmX2000mm)的未经除膜处理的聚氨酯泡沫A浸渍于充满该浸渍液的浴中，在两根辊之间压缩，然后放开使浸渍液浸渍到聚氨酯泡沫A中。将其引至浴上，通过轧辊将多余的浸渍液挤出、除去，然后在110°C的热风炉中加热干燥10分钟，得到电荷受控聚氨酯泡沫。该电荷受控聚氨酯泡沫的浸渍液的附着量以干燥质量计为14.9质量％。此处，附着量表示固体成分(g)相对于聚氨酯泡沫A的质量(g)的质量分数(质量％ )。另外，上述浸渍液的附着量可通过从浸渍液中取出块状聚氨酯泡沫之后进行压缩时的压力来调节，或者可通过改变浸渍液中的电荷控制剂和粘结剂的浓度来调节。在这样得到的浸渍有电荷控制剂和粘结剂的块状电荷受控聚氨酯泡沫中冲裁出用于插通轴的孔，在该孔中插通涂布有粘接剂的轴(直径6. 0mm，长度250mm)，然后对块状聚氨酯泡沫进行磨削而形成均勻厚度的发泡弹性体，从而制得本发明的调色剂输送辊。〈实施例2>使用粘结剂b作为浸渍液的粘结剂树脂，调整轧辊间距使得浸渍液的附着量(干燥质量)为14.9质量％。除此之外，与实施例1同样地制得调色剂输送辊。〈比较例1>使用粘结剂c作为浸渍液的粘结剂树脂，进而配混电荷控制剂，调整轧辊间距使得浸渍液的附着量(干燥质量)为21. 4质量％，除此之外，与实施例1同样地制得调色剂输送辊。根据下述方法对上述实施例1、2和比较例1的浸渍液进行电荷量(nC/g)测定。结果示于下表1。(表面带电量的测定)将上述实施例1、2和比较例1的浸渍液涂布到试样板(尺宁 75mmX IOOmmX 0. 8mm(厚度)、材质SUS304镜面板脱脂后得到的材料)上后，在100°C的烘箱中干燥。将干燥后的各试样板在23°C、相对湿度70%的环境中以45度设置于表面带电量测定装置(KYOCERA Chemical Corporation制造、型号TS_100AT)中。向各试样板上滴加20秒钟标准粉MF60 (Powdertech Co. , Ltd.制造)，在导电性接收器中接收落下来的标准粉，并测定该导电性接收器的电荷量(nC/g)。
[表 1]
电荷量(nC/g)实施例11.54实施例20.87比较例10.21〈实施例3>使用9. 5质量％的粘结剂a作为浸渍液的粘结剂树脂，调整轧辊间距使得浸渍液的附着量(干燥质量)为9.8质量％。除此之外，与实施例1同样地制得调色剂输送辊。〈实施例4>使用4. 3质量％的粘结剂a作为浸渍液的粘结剂树脂，调整轧辊间距使得浸渍液的附着量(干燥质量)为9.0质量％。除此之外，与实施例1同样地制得调色剂输送辊。〈评价〉如下所述评价上述实施例1 4和比较例1得到的调色剂输送辊的物性。结果一并示于下表2。(1)平均泡孔直径(μ m)用显微镜拍摄聚氨酯泡沫的表面，测定聚氨酯泡沫表面的泡孔直径，求平均值。(2) Asker F 硬度(° )将聚氨酯泡沫置于刚性板上，用高分子计器制造的Asker F硬度计进行测定。测定如下进行将硬度计静置，然后测定10秒后的硬度。(3)透气量(cm7cm2/sec)基于JIS K 6400进行测定。(4)泡孔数(个/英寸)基于JIS K 6400进行测定。(5)骨架形状以100倍的倍率拍摄聚氨酯泡沫的表面，针对骨架的形状判断棱(edge)的有无 (将聚氨酯骨架不圆滑的视为有棱)。(6)图像评价在市售的打印机上设置上述实施例1 4和比较例1得到的调色剂输送辊，在下述条件下进行印刷，评价打印性能。在A4用纸上以4%的打印图案进行20000张印刷。在进行20000张的印刷时，每隔1000张进行4张连续100%黑色图案印刷。总计进行20次的4张连续100%黑色图案印刷，针对各次以下述4个等级进行评价，算出20次的平均评价(图像平均评价)。其中， 使用带负电性调色剂作为调色剂。(评价基准)将4张中在第1 2张时发生模糊的情况评价为X。将4张中在第3张时发生模糊的情况评价为Δ。将4张中在第4张时发生模糊的情况评价为〇。将4张均未发生模糊的情况评价为 。
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在A4用纸上以的打印图案进行20000张印刷。在进行20000张的印刷时，对于在第几张时发生模糊，进行以下述4个等级进行评价，评价图像耐久性(图像耐久性评价)。(评价基准)将0张以上且少于10000张时发生模糊的情况评价为X。将10000张以上且少于15000张时发生模糊的情况评价为Δ。将15000张以上且少于20000张时发生模糊的情况评价为〇。将至20000张时仍未发生模糊的情况评价为◎。Ο /Μ 评价)在市售的打印机上设置上述实施例1 4和比较例1得到的调色剂输送辊，在下述条件下进行印刷，评价耐久时的表面带电量Ο /Μ)。在Α4用纸上以4%的打印图案进行2000张印刷。测定0至2000张的表面带电量 (Q/M ；单位C/mg)，求出Q/M的标准偏差σ (单位C/mg)，以下述3个等级进行评价。表面带电量Ο /Μ)的测定通过与上述同样的方法进行。(评价基准)〇0至2000张的Q/M标准偏差Δ :0至2000张的Q/M标准偏差X :0至2000张的Q/M标准偏差[表 2]
小于3C/mg
为3C/mg以上且小于5C/mg 为5C/mg以上
权利要求
1.一种电荷受控聚氨酯泡沫，其特征在于，通过使粘结剂树脂浸渍到表层中而成，所述粘结剂树脂在带电序列上与基材聚氨酯泡沫同等或者比基材聚氨酯泡沫更靠近正侧。
2.根据权利要求1所述的电荷受控聚氨酯泡沫，其中，所述粘结剂树脂具有酰胺基。
3.根据权利要求1所述的电荷受控聚氨酯泡沫，其中，所述粘结剂树脂含有尼龙树脂。
4.根据权利要求1所述的电荷受控聚氨酯泡沫，其中，所述粘结剂树脂含有聚氨酯树脂。
5.根据权利要求1所述的电荷受控聚氨酯泡沫，其中，相对于所述基材聚氨酯泡沫的所述粘结剂树脂的质量分数为9 20质量％。
6.根据权利要求1所述的电荷受控聚氨酯泡沫，其中，所述基材聚氨酯泡沫为浸渍有碳导电材料和/或离子导电材料的基材聚氨酯泡沫。
7.一种调色剂输送辊，其特征在于，其在轴的外周承载权利要求1所述的电荷受控聚氨酯泡沫而成。
8.根据权利要求7所述的调色剂输送辊，其中，所述粘结剂树脂在带电序列上比所述基材聚氨酯泡沫更靠近正侧且为带负电性调色剂用粘结剂树脂。
9.根据权利要求7所述的调色剂输送辊，其中，所述粘结剂树脂在带电序列上比所述基材聚氨酯泡沫更靠近正侧且为带正电性调色剂用粘结剂树脂。
全文摘要
本发明提供能够充分防止由调色剂输送辊的表层与调色剂及显影辊的摩擦引起的带电的影响，从而以低成本稳定地得到良好的图像的电荷受控聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊。电荷受控聚氨酯泡沫(3)通过使粘结剂树脂浸渍到表层中而成，所述粘结剂树脂在带电序列上与基材聚氨酯泡沫同等或者比基材聚氨酯泡沫更靠近正侧。调色剂输送辊(13)通过在轴(1)的外周承载电荷受控聚氨酯泡沫(3)而成。
文档编号G03G15/08GK102414626SQ20108001882
公开日2012年4月11日 申请日期2010年4月27日 优先权日2009年4月27日
发明者佐藤淳一朗, 关胜也, 武田洋平, 草野晓 申请人:株式会社普利司通