辊部件、充电设备、处理盒和图像形成装置的制作方法

专利名称：辊部件、充电设备、处理盒和图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及辊部件、充电设备、处理盒和图像形成装置。
背景技术：
日本专利特许第3070556号的说明书中提出并描述了一种导电辊，其对感光体 (photosensitive element)具有高粘附性，并可尽可能地抑制对感光体的污染，同时尽可能地抑制电阻值因外部环境变化等而发生的变化，另外在长时间内几乎不会引起破裂或磨损。在日本专利特许第3070556号的说明书中描述了一种如下的导电辊，其具有安装在芯部中作为良导体的轴；形成在该轴的外周上并具有导电性和伸缩性的中间层；以及涂膜，所述涂膜形成在该中间层的外周上，其比电阻高于该中间层的比电阻，并且在与感光体或转印纸接触时赋予指定极性的电位，其中该中间层由包含固体胶和作为软化剂与该固体胶混合的液体胶的材料形成，并通过在不形成结构的情况下混入炭黑来赋予导电性，且将该中间层的外周表面极化。在日本专利申请特开平7-110614号公报中公开了一种接触充电设备，其通过使从外部施加电压的充电部件与被充电体接触而使被充电体充电或中和，其中该充电部件至少由表面粗糙度为5 μ mRz 25 μ mRz的导电弹性层、和被覆该导电弹性层且厚度为 12. 5 μ m 30 μ m的树脂层构成，其中使该树脂层与被充电体接触。日本专利申请特开平7-110614号公报中描述了以下内容处于上述范围内的导电弹性层的表面粗糙度或树脂层的膜厚度能够防止增塑剂、软化剂或未反应物从导电弹性层中渗出，另外还使得充电部件与被充电体的接触状态良好。

发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种辊部件，所述辊部件具有芯体，和形成在所述芯体上的弹性层，所述弹性层由包含多硫化物聚合物㈧和弹性材料⑶的橡胶组合物的硫化物质构成；其中，所述多硫化物聚合物(A)包括选自-(C2H4OCH2OC2H4-Sx)-和-(CH2CH ( OH)CH2-Sx)-的至少一种结构单元，其中χ表示1 5的整数，并且在其末端包括选自-C2H4OCH2OC2H4-SH 和-CH2CH(OH) CH2-SH 的至少一种硫醇基，以及其中，所述弹性材料(B)是所述多硫化物聚合物以外的弹性材料，并且在其化学结构中至少包括双键。


将根据附图详细描述本发明的示例性实施方式，其中图1是示出了图像形成装置的一个示例性实施方式的示意图；以及图2是示出了处理盒的一个示例性实施方式的示意图。
具体实施例方式〈辊部件〉本示例性实施方式中的辊部件具有芯体和形成在该芯体上的弹性层。该弹性层由包含下述多硫化物聚合物(A)和下述弹性材料(B)的橡胶组合物的硫化物质构成。当用作图像形成装置的部件时，本示例性实施方式中的辊部件在浓度变化上得到抑制。多硫化物聚合物(A)包括选自-(C2H4OCH2OC2H4-Sx)-和-(CH2CH(OH) CH2-Sx)-的至少一种结构单元，其中X表示ι 5的整数，并且在其末端包括选自-C2H4OCH2OC2H4-SH 和-CH2CH(OH) CH2-SH的至少一种硫醇基。弹性材料(B)是上述多硫化物聚合物以外的弹性材料，并且在其化学结构中至少包括双键。多硫化物聚合物(A)通过将该多硫化物聚合物拥有的硫原子键合到构成弹性材料(B)中的双键的碳原子上来形成硫化物质。本示例性实施方式中的辊部件不限于上述构成，例如，辊部件还可具有设置在弹性层和芯体之间的中间层、形成在所述弹性层上的表面层、设置在所述弹性层和所述表面层之间的电阻调节层、和设置在所述表面层外面(最外层表面)的涂层(保护层)。此外， 本示例性实施方式中的辊部件还可以是仅由芯体和弹性层构成的形式。下文将详细说明各层的构成。(芯体)芯体是用作辊部件的电极以及支承体的柱状部件。其材料的实例包括金属，如铁 (易切削钢等)、铜、黄铜、不锈钢、铝和镍等。此外，芯体的实例还包括外表面上经电镀处理的部件(例如，树脂或陶瓷部件)，和其中分散有导电剂的部件(例如，树脂或陶瓷部件)。 芯体可以是空心部件(管状部件)，还可以是非空心部件。(弹性层)弹性层由包含下述多硫化物聚合物(A)和弹性材料(B)的橡胶组合物的硫化物质构成。多硫化物聚合物(A)包括选自-(C2H4OCH2OC2H4-Sx)-和-(CH2CH(OH) CH2-Sx)-的至少一种结构单元，其中X表示1 5的整数，并且在该多硫化物聚合物末端包括选自-C2H4OCH2OC2H4-SH 和-CH2CH(OH) CH2-SH 的至少一种硫醇基。弹性材料(B)是上述多硫化物聚合物以外的弹性材料，并且在其化学结构中至少包括双键。-多硫化物聚合物㈧-本示例性实施方式中的多硫化物聚合物㈧包括选自-(C2H4OCH2OC2H4-Sx)-和-(CH 2CH(OH) CH2-Sx)-的至少一种结构单元，其中X表示1 5的整数，并且在该多硫化物聚合物 (A)末端包括选自-C2H4OCH2OC2H4-SH和-CH2CH(OH)CH2-SH的至少一种硫醇基。
χ优选表示1 4的整数，更优选为1 3的整数，还优选为1或2，进一步优选为 2。此外，多硫化物聚合物理想为具有由(R1O)n-表示的聚醚部分，其中R1表示具有 2 4个碳原子的亚烷基，η表示6 200的整数。通过包含此聚醚部分，辊部件的表面硬度降低，并使辊部件沿与其紧密按压(push)的部件的表面进行接触。因此，当辊部件用作充电部件时，对被充电部件的充电性能得到了改善。 所述聚醚部分中的R1表示具有2 4个碳原子的亚烷基，而且可以是直链或支链， 理想的是直链。此处，聚醚部分中的η表示6 200的整数，理想的是50 150的整数，更理想的是80 120的整数。多硫化物聚合物的数均分子量理想为500 10000，更理想的是1000 8000，还理想的是2500 5000。利用THF溶剂通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量数均分子量，并且利用以单分散聚苯乙烯标准样品制得的分子量校正曲线进行计算。本示例性实施方式中的多硫化物聚合物可以是市售的那些，多硫化物聚合物的实例包括 THI0K0L LP-2、LP-23、LP-3 和 LP-282(Toray Fine Chemicals Co.，Ltd.制造)。相对于100重量份的下述弹性材料来说，多硫化物聚合物的混合比例理想为5重量份 40重量份，更理想的是10重量份 30重量份。当多硫化物聚合物的混合比例处于前述范围内时，所述辊部件在从有效抑制辊部件用作图像形成装置的部件时的浓度变化来看是优异的。-弹性材料(B)-本示例性实施方式中的弹性材料是指上述多硫化物聚合物以外的弹性材料，并且在其化学结构中至少包括双键。所述弹性材料的实例包括异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、氯醚橡胶、丁基橡胶、聚氨酯、硅酮橡胶、氟橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、环氧氯丙烷-环氧乙烷共聚橡胶、环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚橡胶、乙烯-丙烯-二烯三元共聚橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯共聚橡胶(NBR)和天然橡胶及它们的混合橡胶。在上述橡胶中，理想的是使用聚氨酯、EPDM、环氧氯丙烷-环氧乙烷共聚橡胶、环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚橡胶、NBR或它们的混合橡胶。 这些弹性材料可以是那些发泡或非发泡的。-硫化物质-通过制备至少包含多硫化物聚合物(A)和弹性材料(B)的橡胶组合物，必要时再加入下述添加剂，并对橡胶组合物进行加热，来获得硫化物质。理想的是，根据多硫化物聚合物或弹性材料的种类来调节加热温度和加热时间， 并且加热通常在120°C 190°C进行2分钟 90分钟。-其它添加剂-除多硫化物聚合物和弹性材料外，必要时橡胶组合物可包含例如下描添加剂。特别地，当辊部件用作电子照相系统图像形成装置中的充电设备或转印器等用于形成电场的部件时，会在弹性层中加入导电剂。
该导电剂的实例包括已知导电性物质、或有机离子导电性物质。在本示例性实施方式中，“导电性”和“导电”表示体积电阻率为IO2 Ω cm IOw Ω Cm。导电性物质的实例包括季铵盐(例如，月桂基三甲基铵、硬脂酰基三甲基铵、十八烷基三甲基铵、十二烷基三甲基铵、十六烷基三甲基氯化铵、改性脂肪酸· 二甲基乙基铵等的高氯酸盐、氯酸盐、氟硼酸盐、硫酸盐、乙基硫酸盐、苄基商盐(苄基溴盐、苄基氯盐等) 等)、脂肪族磺酸盐、高级醇硫酸酯盐、高级醇环氧乙烷加合硫酸酯盐、高级醇磷酸酯盐、高级醇环氧乙烷加合磷酸酯盐、各种甜菜碱、高级醇环氧乙烷、聚乙二醇脂肪酸酯和多元醇脂肪酸酯。有机离子导电性物质的实例还包括多元醇(1，4_ 丁二醇、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等)和其衍生物与金属盐的络合物，以及单醇(乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚等)与金属盐的络合物。金属盐的实例例如包括周期系中第I族金属的金属盐，例如 LiC104、LiCF3S03、LiAsF6、LiBF4、NaC104、NaSCN、KSCN 和 NaCl ；电解质，例如 NH4+ ；周期系中第 II族金属的金属盐，例如Ca(ClO4)2和Ba(ClO4)2 ；除这些外，还包括具有以下基团的那些 所述基团具有与异氰酸酯反应的至少一种或多个活性氢，例如羟基、羧基、伯胺基或仲胺基等。这种络合物的具体实例包括PEL(LiClO4)与聚乙二醇的络合物等。这些导电剂可单独使用，或可以两种以上的组合使用使用。导电剂的添加量不做特别限制。当导电剂是导电性物质时，相对于100重量份的弹性材料，添加量例如在ι重量份 80重量份的范围内，或优选在15重量份 25重量份的范围内。另一方面，当导电剂是有机离子导电性物质时，相对于100重量份的弹性材料， 理想的是添加量在0. 5重量份 15重量份的范围内，更理想的是在0. 5重量份 3重量份的范围内。添加剂的实例包括通常添加到弹性层的材料，例如硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、表面活性剂、偶联剂、填料(二氧化硅、碳酸钙等)和受酸剂。因为在本示例性实施方式中使用了多硫化物聚合物并由此使加工性和成形性优异，所以可在不添加软化剂或增塑剂的情况下也能形成弹性层。考虑到渗出抑制，理想的是不添加这样的软化剂或增塑剂。硫化剂的实例包括取出卤素基团并进行硫化的硫化剂，例如，硫、2，4，6_三巯基-S-三嗪或6-甲基喹喔啉_2，3-二硫代氨基甲酸酯。硫化剂可单独使用，或可以两种以上的组合使用。硫化剂相对于弹性材料的添加量不做特别限制，相对于100重量份的弹性材料， 所述硫化剂的添加量理想的是0. 1重量份 10重量份，更理想的是0. 3重量份 5重量份。硫化促进剂的实例包括噻唑、亚磺酰胺、秋兰姆、二氨基甲酸盐和黄原酸盐。硫化促进剂可单独使用，或可以两种以上的组合使用。此外，可在其中加入诸如氧化锌和硬脂酸等已知橡胶混合材料。它们可单独使用，或可以两种以上的组合使用。硫化促进剂相对于弹性材料的添加量不做特别限制，相对于100重量份的弹性材料，所述硫化促进剂的添加量理想的是0. 1重量份 10重量份，更理想的是0. 3重量份 5重量份。受酸剂可以是金属化合物和/或水滑石。在本示例性实施方式中，在用于导电辊的橡胶组合物中用作受酸剂的金属化合物的实例包括，周期系中第II族元素(碱土金属)的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、羧酸盐、硅酸盐、硼酸盐和亚磷酸盐；以及周期系中第IV族元素的氧化物、碱式碳酸盐、碱式羧酸盐、碱式亚磷酸盐和三碱式硫酸盐。金属化合物的具体实例包括氧化镁、氢氧化镁、氢氧化钡、碳酸镁、碳酸钡、氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、硅酸钙、 硬脂酸钙、硬脂酸锌、邻苯二甲酸钙、磷酸钙、氧化锌、氧化锡、硬脂酸锡和碱式亚磷酸锡。受酸剂相对于弹性材料的添加量不做特别限制，相对于100重量份的弹性材料， 所述受酸剂的添加量理想的是0. 5重量份 20. 0重量份，更理想的是3. 0重量份 10. 0 重量份。填料的具体实例包括碳酸钙、炭黑和二氧化硅。这些无机填料可单独使用，或可以两种以上的组合使用。填料相对于弹性材料的添加量不做特别限制，相对于100重量份的弹性材料，所述填料的添加量理想的是1重量份 80重量份，更理想的是10重量份 100重量份。-弹性层的制备方法_通过诸如捏合机等捏合机器来对包含多硫化物聚合物和弹性材料、必要时还包含添加剂的橡胶组合物进行捏合。通过挤出成型等将捏合的橡胶组合物供给到芯体的外周面上。供给捏合的橡胶组合物的方法不限于挤出成型，可使用已知的各种方法。然后，在此状态下对橡胶进行组合物加热并进行硫化来形成弹性层。在加热时，可使用可加热的柱状模具。-弹性层的特性_弹性层的厚度根据应用辊部件的设备变化，例如，所述弹性层的厚度理想的是 Imm IOmm,更理想的是2mm 5mm。此弹性层的体积电阻率根据应用辊部件的设备变化。当辊部件用在下述电子照相系统图像形成装置的充电设备中时，例如，体积电阻率理想的是IO4 Ω cm 101° Ω cm，更理想的是 IO5 Ω cm IO9 Ω cm。通过对片状测量样品使用测量夹具(R12702A/B电阻室ADVANTESTC0RP0RATI0N 制造)和高电阻测量仪(R8340A数字型高电阻/微电流计ADVANTESTC0RP0RATI0N制造)， 利用以下公式(2)根据施加将电场(施加电压/组合物片的厚度)调节至lOOOV/cm的电压30秒后的电流值，来计算体积电阻率的测量值。体积电阻率(Ω · cm) = [19. 63X施加电压(V)]/[电流值㈧X样品片测量厚度(cm)]…公式O)弹性层的硬度根据应用辊部件的设备变化。当辊部件用在下述电子照相系统图像形成装置的充电设备中时，例如，硬度可以为ASKER C硬度的15° 90°，或15° 70°。在1000克载荷的条件下，通过在3mm厚的测量片表面上钉住ASKER C型硬度计 (Kobunshi Keiki Co.，Ltd.制造)的测量针来进行ASKER C硬度测量。(表面层)本示例性实施方式中的辊部件可在弹性层上形成表面层。通过包含树脂、必要的导电剂、用于赋予表面层的表面不勻度(特定表面粗糙度) 的颗粒、以及其它添加剂而构成表面层。树脂的实例包括丙烯酸树脂、纤维素树脂、聚酰胺树脂、共聚尼龙、聚氨酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、多乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚芳酯树脂、苯乙烯丁二烯树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、氨基甲酸乙酯树脂、有机硅树脂、氟树脂(例如，四氟乙烯全氟烷基乙烯醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物和聚氟亚乙烯)，以及尿素树脂。此处，共聚尼龙包含 610尼龙、11尼龙和12尼龙中的任一种或多种作为聚合单元，该共聚物中包含的其它聚合单元的实例包括6尼龙和66尼龙。此外，作为树脂，可使用混合在弹性层中的弹性材料。混合在表面层中的导电剂的实例包括电子导电剂或离子导电剂。电子导电剂的实例包括粉末，例如，诸如科琴黑(ketjen black)和乙炔黑之类的炭黑；热解炭、石墨；各种导电金属或合金，例如铝、铜、镍和不锈钢；各种导电金属氧化物，例如氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化锡-氧化锑的固溶体、和氧化锡-氧化铟的固溶体；以及由绝缘物质制成的表面经处理后变得导电的那些。此外，离子导电剂的实例包括四乙基铵、月桂基三甲基铵等的高氯酸盐、氯酸盐等；以及碱金属或碱土金属(如锂和镁)的高氯酸盐、氯酸盐等。这些导电剂可单独使用，或可以两种以上的组合使用。此处，炭黑市售产品的具体实例包括Degussa AG制造的“SPECIAL BLACK 350”、 "SPECIAL BLACK 100”、“SPECIAL BLACK 250”、“SPECIAL BLACK 5”、“SPECIALBLACK 4”、 "SPECIAL BLACK 4A，，、“SPECIAL BLACK 550”、“SPECIAL BLACK 6”、“COLOR BLACK FW200，，、 "COLOR BLACK FW2'\"COLOR BLACK FW2V，，;和Cabot Corporation制造的“MONARCH 1000，，、 "MONARCH 1300，，、“M0NARCH1400，，、“M0⑶L-L，，、“REGAL 400R，，等。用于赋予表面层的表面不勻度(特定表面粗糙度)的颗粒可以是导电颗粒和非导电颗粒中的任一种，理想的是非导电颗粒。导电颗粒的实例包括所示例出的作为混合在弹性层中的导电剂的材料的颗粒。非导电颗粒的实例包括树脂颗粒(聚酰亚胺树脂颗粒、甲基丙烯酸树脂颗粒、聚苯乙烯树脂颗粒、氟树脂颗粒、有机硅树脂颗粒等)、无机颗粒(粘土颗粒、高岭土颗粒、滑石颗粒、二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒等)，或陶瓷颗粒。颗粒可以是由与所述树脂种类相同的树脂构成的颗粒，其改善了颗粒与所述树脂的相容性，并提高了颗粒对树脂的粘附性。此处，导电性是指体积电阻率为IO2 Ω cm IO14 Ω cm，非导电性是指体积电阻率大于1014Qcm。其它含义相同。表面层中其它添加剂的实例包括通常可添加到表面层的材料，例如，导电剂、固化剂、硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、表面活性剂和偶联剂。理想的是，表面层的厚度为7μπι 25μπι。理想的是，表面层的体积电阻率为 IO3Qcm IO14 Ω cm。为了制备表面层，在溶剂中分散树脂和导电剂来制备涂布液，并将此涂布液涂布在之前制备的弹性层上。涂布方法的实例包括编织涂法(Braid coating)、迈耶棒涂法 (Meyer Bar coating)、喷涂法、浸涂法、线涂法、气刀涂法和幕涂法。涂布液中使用的溶剂不做特别限制，可使用一般的溶剂。可使用的溶剂的实例包括醇类，例如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇；酮类，例如丙酮和甲乙酮；四氢呋喃；以及醚类，例如二乙醚和二噁烷。此外，除这些外，还可使用多种溶剂，而且醇类、酮类溶剂、或其混合溶剂可用于实施电子照相感光体生产中通常使用的浸涂法。(应用)例如，如上构成的辊部件用作电子照相系统图像形成装置中的充电设备或转印器等中的辊部件。
<图像形成装置和处理盒>在下文中，将对本示例性实施方式中的辊部件安装在图像形成装置和处理盒的充电设备中的情况进行说明。图1是示出了图像形成装置的一个示例性实施方式的示意图。图2是示出了处理盒的一个示例性实施方式的示意图。如图1所示，本示例性实施方式的图像形成装置100具有图像保持体13，在其外周上具有充电设备19，其对图像保持体13进行充电；潜像形成装置17，其使由充电设备19 进行充电的图像保持体13曝光以形成潜像；显影器16，其使用色调剂对由潜像形成装置17 形成的静电潜像进行显影，以形成色调剂图像；转印器18，其将由显影器16形成的色调剂图像转印到记录媒体P上；以及清洁器20，其在转印后去除图像保持体13表面上的残余色调剂。此外，图像形成装置100具有定影设备22，其对已由转印器18转印到记录媒体P上的色调剂图像进行定影。在本示例性实施方式的图像形成装置100的构成中，充电设备19具有上述示例性实施方式的辊部件10。该辊部件10设置为与图像保持体13的表面接触，并由视图中省略的电源设备进行供电，从而对图像保持体13进行充电。除在充电设备19中安装辊部件10的构成外，本示例性实施方式的图像形成装置 100中还可应用通常已知为电子照相系统图像形成装置的各个组件。在下文中，将说明各构成的一个实例。图像保持体13不做特别限制，应用的是已知感光体。然而，优选使用其中电荷产生层和电荷输送层分离的所谓功能分离式结构的有机感光体。此外，作为图像保持体13，优选使用的是其中表面层具有电荷输送性质、并涂布有具有交联结构的保护层的那些。作为此保护层的交联成分，优选使用包含硅氧烷树脂、酚树脂、三聚氰胺树脂、三聚二氰胺树脂或丙烯酸树脂的感光体。作为潜像形成装置17，例如使用的是激光光学系统和LED阵列。例如，显影器16通过使其中在表面上形成有显影层的显影器保持体接触或邻近图像保持体13和图像保持体13表面的静电潜像上附着的色调剂而形成色调剂图像。作为显影器16的显影方式，优选使用为已知类型的双组份显影剂的显影方式。该双组份显影剂的显影方式的实例包括级联式和磁刷式。作为转印器18，例如可使用诸如电晕管等非接触转印方式，或接触转印方式，其中导电转印辊通过记录媒体P与图像保持体13进行接触，从而将色调剂图像转印到记录媒体 P上。清洁器20是通过例如使板状部件直接接触图像保持体13的表面来去除附着到该表面上的色调剂、纸粉、灰尘等的部件。作为清洁器20，除板状部件外，还可使用刷式部件和辊式部件。定影设备22的实例包括热定影设备。热定影设备例如具有定影辊，其具有用于加热柱状芯体内部的加热灯、和位于柱状芯体外部上的利用耐热性树脂膜层或耐热性橡胶膜层的所谓防粘层；以及加压辊或加压带，其布置为在特定接触压下与定影辊接触，其中在柱状芯体的外周上或带状基材的表面上形成有耐热性弹性层。通过插入记录媒体P、将其上未定影的色调剂图像转移至例如定影辊和加压辊或加压带之间的间隙，并热熔化色调剂中的粘合树脂、添加剂等来执行定影，从而进行对未定影色调剂图像的定影过程。本示例性实施方式的图像形成装置100不限于上述构成，例如，其可以是使用中间转印体的中间转印式图像形成装置，或者是所谓的串接式图像形成装置，其中并联设置有形成色调剂图像各个颜色的图像形成单元。另一方面，如图2所示，本示例性实施方式中的处理盒是图1所示的图像形成装置 100中的处理盒102，其通过下述部件在外壳M中的一体化组合构成图像保持体13 ；充电设备19，其对图像保持体13进行充电，并具有辊部件；显影器16，其使用色调剂对由潜像形成装置17形成的静电潜像进行显影，以形成色调剂图像；以及清洁器20，其在转印之后去除图像保持体13的表面上的残余色调剂，其中外壳M设置有用于曝光的开口 24A、用于中和和曝光的开口 MB、以及安装导轨MC。处理盒102以可自由拆卸的方式装载到图1所示的图像形成装置100中。本示例性实施方式中的处理盒不做特别限制，只要其具有上述示例性实施方式中的辊部件作为充电设备19。例如，处理盒的实例包括下述等实施方式其中除充电设备19 外，处理盒具有选自图像保持体13、显影器16和清洁器20中的至少一种，并以可自由拆卸的方式装载到图像形成装置100中。此外，如图2所示，处理盒可以是其中显影器16和清洁器20进行一体化组合的实施方式。实施例在下文中，将利用实施例进一步详细说明本发明。然而，本发明不限于下述实施例。除非另外声明，本文中的“份”表示“重量份”。[实施例1]〈辊部件的制备〉(橡胶组合物的制备)为了制备辊部件，使用切线式加压捏合机(由M0RIYAMAC0MPANYLTD.制造实际容积75L)来捏合下述组合物的混合物，从而制备橡胶组合物。具体而言，用循环水将加压捏合机的夹套、加压盖和转子的温度调整到20°C，在加压盖为0. 压力下使下述弹性材料胶溶，在其中捏合氧化锌，然后在其中加入并捏合硬脂酸和炭黑，并在其中加入并捏合离子导电剂和碳酸钙。另外，用22英寸开放辊将捏合后的产品切成片状并冷却，然后再次加入多硫化物聚合物、硫化剂和硫化促进剂并用加压捏合机捏合，并用22英寸开放辊切成片状，从而给出橡胶组合物。-组成- 弹性材料100重量份(环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚橡胶，商品名GECHR0N3106， ZEON CORPORATION 制造) 多硫化物聚合物15重量份(商品名THI0K0L LP-282, Toray Fine Chemicals Co. ,Ltd.制造，数均分子量 3500) 氧化锌5重量份(商品名=ZINC OXIDE TYPE 2，Seido Chemical Industry Co. , Ltd.制造) 硬脂酸1重量份
(商品名STEARIC ACID S, Kao Corporation 制造) 炭黑15重量份(商品名KETJEN BLACK EC, Lion-sha Corporation 制造) 碳酸钙20重量份(商品名WHITE CALCIUM CARBONATE CCR, SHIRAISHI K0GY0 Kaisha，Ltd.制造) 离子导电剂1重量份(烷基三甲基高氯酸铵，商品名LXN_30，DAISOCO.，LTD.制造) 硫化剂1重量份(商品名=SULFUR 200ΜΕSH，TSURUMI CHEMICAL INDUSTRY CO. , LTD.制造) 硫化促进剂2重量份(商品名:N0CCELER DM, OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO. , LTD.制造) 硫化促进剂0.5重量份(商品名:N0CCELER TT，OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO. , LTD.制造)(弹性层的形成)制备了直径为8mm和长度为330mm、且由SUS 303制成的柱状芯体作为芯体。利用柱状模具，向此柱状芯体上注入3mm厚的橡胶组合物，以形成未硫化的橡胶组合物层。然后，将柱状模具的温度提升到170°C，并加热30分钟来硫化该未硫化的橡胶组合物层，从而形成弹性层。(表面层的形成)用砂磨机来分散下述组合物的混合物，以制备分散液。用甲醇来稀释得到的分散液，以给出表面层涂布液。用甲醇和丁醇将涂布液的粘度调整为45mPa*s，然后将其注入到浸涂槽中。然后，将如上所述制备的附有弹性层的芯体浸入到浸涂槽的涂布液中，并取出芯体。芯体在150°C干燥10分钟，以去除溶剂，从而形成表面层。用这种方式得到芯体上具有按此顺序的弹性层和表面层的辊部件。-分散液的组成_ 高分子材料100重量份(酰胺树脂，商品名AMILAN CM8000, TORAY INDUSTRIES, INC 制造) 导电剂14重量份(炭黑，商品名M0NARCH 1000, CabotCorporation 制造) 溶剂500重量份(甲醇，KANTO KAGAKU 制造) 溶剂240重量份( 丁醇，KANTO KAGAKU 制造)(电阻测量和渗出特性评估用样品的制备)单独制备出片状弹性层作为用于测量弹性层的电阻的样品。具体而言，将通过捏合组合物得到的橡胶组合物注入到2mmX 150mmX230mm的模具中，并在170°C对该模具加热30分钟来硫化橡胶组合物，从而制备片状弹性层。[实施例2]
以与实施例1类似的方式形成导电弹性层，不同之处在于以下改变在实施例1 的橡胶组合物中混入5重量份的多硫化物聚合物(商品名THI0K0L LP-282，TorayFine Chemicals Co.，Ltd.制造，数均分子量3500)，从而给出辊部件。[实施例3]以与实施例1类似的方式形成导电弹性层，不同之处在于以下改变在实施例1 的橡胶组合物中混入40重量份的多硫化物聚合物(商品名THI0K0L LP-282，TorayFine Chemicals Co.，Ltd.制造，数均分子量3500)，并混入1. 5重量份的离子导电剂(商品名 LXN-30, DAISO CO.，LTD.制造)，从而给出辊部件。[实施例4]以与实施例1类似的方式形成导电弹性层，不同之处在于，在实施例1的橡胶组合物中，上述多硫化物聚合物(商品名THI0K0L LP-282, Toray Fine Chemicals Co., Ltd.制造，数均分子量3500)变为多硫化物聚合物(商品名THI0K0L LP_2，Toray FineChemicals Co.，Ltd.制造，数均分子量4000)，从而给出辊部件。[实施例5]以与实施例4类似的方式形成导电弹性层，不同之处在于以下改变在实施例4的橡胶组合物中混入5重量份的多硫化物聚合物(商品名THI0K0L LP-2，Toray FineChemicals Co.，Ltd.制造，数均分子量4000)，从而给出辊部件。[实施例6]以与实施例4类似的方式形成导电弹性层，不同之处在于以下改变在实施例4的橡胶组合物中混入40重量份的多硫化物聚合物(商品名THI0K0L LP-2，Toray FineChemicals Co.，Ltd.制造，数均分子量:4000)，并混入1. 5重量份的离子导电剂(商品名LXN-30，DAISO CO.，LTD.制造)，从而给出辊部件。[实施例7]以与实施例1类似的方式形成导电弹性层，不同之处在于，在实施例1的橡胶组合物中，硫化剂(商品名SULFUR 200 MESH, TSURUMI CHEMICAL INDUSTRY CO. , LTD.制造)变为硫化剂(2，4，6-三巯基-s-三嗪，商品名=ZISNET F，SANKYO KASEI CO.，LTD.制造)，而且不包括硫化促进剂(商品名N0CCELER DM、N0CCELER TT，OUCHISHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO.，LTD.制造)，并加入2重量份的受酸剂(水滑石，商品名DHT_4A，Kyowa Chemical Industry Co.，Ltd.制造)，从而给出辊部件。[实施例8]以与实施例1类似的方式形成导电弹性层，不同之处在于，在实施例1的橡胶组合物中，硫化剂(商品名SULFUR 200 MESH, TSURUMI CHEMICAL INDUSTRYCO.，LTD.制造) 变为1.5重量份的硫化剂(6-甲基喹喔啉_2，3-二硫代氨基甲酸酯，商品名DAIS0NET XL-21S, DAISO CO.，LTD.制造)，硫化促进剂(商品名N0CCELERDM、N0CCELER TT, OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO.，LTD.制造)变为1重量份的硫化促进剂(DBU盐，商品名:P152, DAISO CO.，LTD.制造)，并添加入2重量份的受酸性剂(水滑石，商品名DHT_4A， Kyowa Chemical Industry Co.，Ltd.制造)，从而给出辊部件。[实施例9]以与实施例1类似的方式形成导电弹性层，不同之处在于，在实施例1的橡胶组合物中，弹性材料变为NBR(丙烯腈-丁二烯橡胶，商品名DN3355，ZE0NC0RP0RATI0N制造)， 从而给出辊部件。[实施例10]以与实施例1类似的方式形成导电弹性层，不同之处在于，在实施例1的橡胶组合物中，弹性材料变为EPDM(乙烯-丙烯三元共聚物，商品名EPT4021，MitsuiChemicals, Inc.制造)，并加入2.0重量份的添加离子导电剂(商品名LXN-30，DAIS0C0.，LTD.制造)， 从而给出辊部件。[比较例1]以与实施例1类似的方式形成导电弹性层，不同之处在于，在实施例1的橡胶组合物中，用增塑剂(己二酸醚酯类增塑剂，商品名RS107，ADEKA CORPORATION制造)代替多硫化物聚合物，从而给出辊部件。[比较例2]以与实施例1类似的方式形成导电弹性层，不同之处在于，在实施例1的橡胶组合物中，用软化剂(石赌类处理油，商品名:DIANA PROCESS OIL Pff-90, IdemitsuKosan Co.， Ltd.制造)代替多硫化物聚合物，从而给出辊部件。[比较例3]以与实施例1类似的方式形成导电弹性层，不同之处在于，在实施例1的橡胶组合物中，未混入多硫化物聚合物(商品名:LP-282, Toray Fine Chemicals Co.，Ltd.制造)， 从而给出辊部件。〈评价〉[图像浓度变化的评价]使上述实施例和比较例中制备的辊部件与用于彩色复印机(DocuCentre Color400CP 富士施乐株式会社制造)的感光体接触，并以此状态在和85% RH的环境中存放14天。然后，将上述感光体和辊部件一起作为充电设备装载到彩色复印机 DocuCentreColor 400CP (富士施乐株式会社制造)中。利用彩色复印机DocuCentre Color 400CP用彩色色调剂(蓝绿色色调剂、品红色色调剂、黄色色调剂和黑色色调剂)进行 50，000张A4纸的打印测试(在10°C和15% RH的环境下打印25，000张，然后在和 85% RH的环境下打印25，000张)。当测试期间出现严重问题时，终止测试。图像品质的评价进行在对初始阶段(第三张)和运转50000张以后的图像在半色调图像中是否存在下述浓度变化的基础上，来可视地进行判定。A 没有诸如浓度变化等缺陷。B:发生极轻微浓度变化。C:发生轻微浓度变化。D 发生不可进行实际使用的浓度变化。[表面硬度]对上述实施例和比较例中制备的辊部件的表面硬度进行评价。根据 JISK-6253(2006 年版)，使 ASKER C 型硬度计(Kobunshi Keiki Co. ,Ltd.制造)的压力针与被测量物体的表面接触，在1000克载荷的条件下测量10个点的表面硬度，并计算出平均值，从而给出对表面硬度的评价。结果如表1所示。-评价标准_A =ASKER C橡胶硬度为40度以上且小于50度B =ASKER C橡胶硬度为50度以上且小于60度C =ASKER C橡胶硬度为60度以上且小于70度
D =ASKER C橡胶硬度为70度以上[电阻的测量]对上述实施例和比较例中制备出用于电阻测量的片状弹性层样品进行体积电阻
率的测量。在体积电阻率测量中，对片状测量样品使用测量夹具(商品名R12702A/B电阻室ADVANTEST CORPORATION制造)和高电阻测量仪(商品名R8340A数字型高电阻/微电流计ADVANTEST CORPORATION制造)。在施加30秒如下电压的同时测量电流值，其中所述电压经调节而使电场(施加电压/组合物片的厚度)在10°C和15% RH的环境下为1000V/ cm。将该电流值和片状样品测量厚度应用到以下公式O)，并计算出体积电阻率。结果如表 1所示。体积电阻率(Ω · cm) = [19. 63X施加电压(V)]/[电流值㈧X样品片测量厚度(cm)]...公式O)[弹性层成形性的评价]利用Brabender Technologie制造的挤出机进行格维氏口型(根据ASTM D2230) 挤压测试(Garvey Die extrusion test)，并用4点法并考虑以下几方面进行成形性的评价(1)膨胀和起泡的发生状态，0)30°边缘的连续性和锐度，( 表面连续性和除 30°边缘外的锐度和连续性。结果如表1所示。挤出机的条件如下所述。螺杆压缩比1，L/D= 10，D = 19. 1 讓，温度条件料筒=70°C，口型=90°C，
Brabender 转动数60rpm-评价标准-A 14 点 16 点B: 11 点 13 点C :8 点 10 点D:4 点 7 点[渗出评价]在环境温度为45°C、湿度为90%的环境下，将硫化片悬挂在试验室中的半空中， 并放置7天。然后，在环境温度为23°C、湿度为50%的环境下，将硅砂(6号)散射在试验室中硫化片的表面上，并轻刷表面。然后，利用硫化片表面附着有硅砂的面积，来对表面的渗出特性进行评价。结果如表1所示。-评价标准_硅砂的附着面积比率A:0%以上且小于15%
1
B 15%以上且小于30%C :30%以上且小于45%D:45% 以上[表 1]
权利要求
1.一种辊部件，所述辊部件包括芯体；和形成在所述芯体上的弹性层，所述弹性层由包含多硫化物聚合物(A)和弹性材料(B) 的橡胶组合物的硫化物质构成；其中，所述多硫化物聚合物(A)包括选自-(C2H4OCH2OC2H4-Sx)-和-(CH2CH (OH) CH2-Sx)-的至少一种结构单元，其中χ表示1 5的整数，并且在其末端包括选自-C2H4OCH2OC2H4-SH 和-CH2CH(OH) CH2-SH 的至少一种硫醇基，以及其中，所述弹性材料(B)是所述多硫化物聚合物以外的弹性材料，并且在其化学结构中至少包括双键。
2.根据权利要求1所述的辊部件，其中，相对于100重量份的所述弹性材料(B)，所述橡胶组合物包含含量为5重量份 40重量份的所述多硫化物聚合物(A)。
3.根据权利要求1所述的辊部件，其中，所述多硫化物聚合物(A)还包括由-仅力^-表示的聚醚部分，其中R1表示具有2 4个碳原子的亚烷基，η表示6 200的整数。
4.根据权利要求1所述的辊部件，其中，所述多硫化物聚合物(A)的数均分子量为 500 10000。
5.根据权利要求1所述的辊部件，其中，所述弹性材料(B)包括环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶。
6.根据权利要求1所述的辊部件，其中，所述橡胶组合物还包括硫化剂，所述硫化剂包括选自硫、2，4，6-三巯基-S-三嗪或6-甲基喹喔啉-2，3- 二硫代氨基甲酸酯中的至少一种，其中，相对于100重量份的所述弹性材料(B)，所述硫化剂的含量是0. 1重量份 10重量份。
7.根据权利要求1所述的辊部件，其中，所述橡胶组合物还包括硫化促进剂，相对于 100重量份的所述弹性材料(B)，所述硫化促进剂的含量是0. 1重量份 10重量份。
8.根据权利要求1所述的辊部件，其中，所述橡胶组合物还包括有机离子导电性物质， 相对于100重量份的所述弹性材料(B)，所述有机离子导电性物质的含量是0. 5重量份 15重量份。
9.根据权利要求1所述的辊部件，其中，所述橡胶组合物还包括受酸剂，相对于100重量份的所述弹性材料(B)，所述受酸剂的含量是0. 5重量份 20重量份。
10.根据权利要求1所述的辊部件，其中，所述橡胶组合物还包括填料，所述填料包括选自碳酸钙、炭黑或二氧化硅中的至少一种，其中，相对于100重量份的所述弹性材料(B)， 所述填料的含量是1重量份 80重量份。
11.根据权利要求1所述的辊部件，所述辊部件还包括位于所述弹性层上的表面层。
12.一种充电设备，所述充电设备包括权利要求1 11中任一项所述的辊部件。
13.一种处理盒，所述处理盒包括权利要求12所述的充电设备，所述设备对图像保持体进行充电；和选自所述图像保持体、显影器和清洁器中的至少一种，其中所述显影器使用色调剂对所述图像保持体上的静电潜像进行显影，以形成色调剂图像；所述清洁器在将所述色调剂图像转印到转印体上后，去除残留在所述图像保持体表面上的残余色调剂，其中，所述处理盒能够安装至图像形成装置，并能够从图像形成装置拆卸下来。
14. 一种图像形成装置，所述图像形成装置包括 图像保持体；权利要求12所述的充电设备，所述充电设备对所述图像保持体进行充电； 潜像形成器，所述潜像形成器在由所述充电设备进行充电的所述图像保持体上形成静电潜像；显影器，所述显影器使用色调剂对所述图像保持体上的所述静电潜像进行显影，以形成色调剂图像；和转印器，所述转印器将由所述显影器在所述图像保持体上形成的所述色调剂图像转印到转印体上。
全文摘要
本发明涉及一种辊部件、充电设备、处理盒和图像形成装置。所述辊部件包括芯体；和形成在所述芯体上的弹性层，所述弹性层由包含多硫化物聚合物(A)和弹性材料(B)的橡胶组合物的硫化物质构成；其中所述多硫化物聚合物(A)包括选自-(C2H4OCH2OC2H4-Sx)-和-(CH2CH(OH)CH2-Sx)-的至少一种结构单元，其中x表示1～5的整数，并且在其末端包括选自-C2H4OCH2OC2H4-SH和-CH2CH(OH)CH2-SH的至少一种硫醇基，以及其中，所述弹性材料(B)是所述多硫化物聚合物以外的弹性材料，并且在其化学结构中至少包括双键。
文档编号C08L71/03GK102298289SQ201110053768
公开日2011年12月28日 申请日期2011年3月7日 优先权日2010年6月24日
发明者泊省吾 申请人:富士施乐株式会社