聚氨酯樹脂組合物和使用其的導(dǎo)電性輥的制作方法
【專利摘要】提供一種聚氨酯樹脂組合物，當(dāng)其用作導(dǎo)電性輥用彈性層時可以提供比以往更彈性的并且在彈性層中具有微細的氣泡的導(dǎo)電性輥，以及使用該組合物的導(dǎo)電性輥。所述聚氨酯樹脂組合物包括：側(cè)鏈上具有羧基的聚氨酯樹脂，具有環(huán)氧基團的交聯(lián)劑，以及由糖和具有16至24個碳原子的未支化的飽和脂肪酸制成的酯作為發(fā)泡劑。所述飽和脂肪酸優(yōu)選硬脂酸，優(yōu)選包括發(fā)泡助劑，和所述糖優(yōu)選是蔗糖。
【專利說明】聚氨酯樹脂組合物和使用其的導(dǎo)電性輥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯樹脂組合物和使用其的導(dǎo)電性輥(以下也簡稱為“輥”)，更具體地說，一種聚氨酯樹脂組合物，當(dāng)所述聚氨酯樹脂組合物用于所述導(dǎo)電性輥的彈性層時可以得到具有比以往更高的彈性并且在彈性層中的氣泡微細的導(dǎo)電性輥，以及使用所述聚氨酯樹脂組合物的導(dǎo)電性輥。
【背景技術(shù)】
[0002]一般地，在使用靜電復(fù)印技術(shù)如復(fù)印機、打印機或傳真設(shè)備的圖像形成設(shè)備中，在圖像形成步驟中，使用被賦予導(dǎo)電性的輥如轉(zhuǎn)印輥、顯影輥、調(diào)色劑供給輥、充電輥、清潔輥、中間轉(zhuǎn)印輥或皮帶驅(qū)動輥。
[0003]作為這樣的輥構(gòu)件，通常使用設(shè)置有具有通過向其中共混導(dǎo)電劑賦予導(dǎo)電性的包含橡膠、聚合物彈性體或聚合物泡沫等的彈性層的基本結(jié)構(gòu)，該彈性層在軸的外周上形成；還進一步設(shè)置有一層或多層在所述層的外周上的涂膜，以達到所需的表面粗糙度、導(dǎo)電性和硬度等的輥構(gòu)件。
[0004]作為這樣的設(shè)置有一層或多層涂膜的彈性輥的制造方法，專利文獻I提出一種方法，其中在制造由含有設(shè)置在軸的周圍的彈性層的多層組成的彈性輥中，所有這些層通過浸潰涂布形成。通過該方法，可以降低設(shè)備成本，特別是在使用具有小直徑的彈性輥的情況下，可大大降低設(shè)備成本。
[0005]相關(guān)技術(shù)文獻
[0006]專利文獻1:日本未經(jīng)審查的專利申請公開2005-234517
【發(fā)明內(nèi)容】

_7] 發(fā)明要解決的問題
[0008]在導(dǎo)電性輥中，例如，充電輥需要更柔軟地與感光體接觸，以改進感光體的耐久性或者以得到更均勻的圖像。然而，在實際情況下，充電輥越柔軟，在負荷除去之后永久應(yīng)變越可能繼續(xù)存在。因此，當(dāng)這樣的充電輥在充電輥被長時間按壓而不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下放置時，在按壓充電輥的周向部分的殘余應(yīng)變變得比在其他部分更大，并且在隨后的使用中充電輥變得難以以均勻的接觸狀態(tài)旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果是，打印圖像的質(zhì)量劣化。因此，彈性層需要保持一定的彈性。
[0009]當(dāng)彈性層通過自由發(fā)泡制造時，在其表面上形成孔隙。在孔徑大的情況下，在通過涂布在彈性層上形成另一層的期間，涂料沉入孔中，最終得到的輥的表面也可能具有凹凸。因此，彈性層表面上的孔的尺寸優(yōu)選是微細的。
[0010]因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種聚氨酯樹脂組合物，當(dāng)所述聚氨酯樹脂組合物用于導(dǎo)電性輥的彈性層時可以得到具有比以往更高的彈性并且在彈性層中的氣泡微細的導(dǎo)電性輥，以及使用其的導(dǎo)電性輥。
[0011]用于解決問題的方案[0012]為了解決上述問題，本發(fā)明人深入研究發(fā)現(xiàn)以下。即，在通過使包含作為主要成分的水分散性樹脂的涂料溶液機械地產(chǎn)生氣泡而形成發(fā)泡涂料之后，在通過將軸浸泡(浸潰)在發(fā)泡涂料中形成導(dǎo)電性輥的彈性層時，當(dāng)該彈性層是聚氨酯泡沫時，在聚氨酯樹脂的側(cè)鏈中含有的羧基和在交聯(lián)劑中含有的環(huán)氧基團相互反應(yīng)而促進交聯(lián)，從而形成彈性層。但是，當(dāng)發(fā)泡劑含有羧基時，交聯(lián)劑被所述羧基消耗，從而抑制彈性層的交聯(lián)。用于解決該問題的手段的實例包括使用由不含羧基的聚醚作為主骨架構(gòu)成的發(fā)泡劑。然而，由于當(dāng)使用由不含羧基的聚醚作為主要骨架構(gòu)成的發(fā)泡劑時，在發(fā)泡過程中不能使氣泡足夠微細，由此得到的導(dǎo)電性輥的表面具有凹凸，造成模糊圖象，這也是有問題的。
[0013]基于這種發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明人進一步深入研究，發(fā)現(xiàn)通過設(shè)定在形成預(yù)定結(jié)構(gòu)的彈性層的聚氨酯樹脂組合物中發(fā)泡劑的結(jié)構(gòu)可以解決上述問題，從而完成了本發(fā)明。
[0014]即，本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物包括:在側(cè)鏈上具有羧基的聚氨酯樹脂，具有環(huán)氧基團的交聯(lián)劑，以及由糖和具有16至24個碳原子的未支化的飽和脂肪酸制成的酯作為發(fā)泡劑。
[0015]在本發(fā)明中，飽和脂肪酸優(yōu)選硬脂酸。在本發(fā)明中，聚氨酯樹脂組合物優(yōu)選進一步含有發(fā)泡助劑。此外，在本發(fā)明中，糖優(yōu)選是蔗糖。此外，在本發(fā)明中，發(fā)泡助劑優(yōu)選是硬脂酸銨。
[0016]本發(fā)明的導(dǎo)電性輥為包含以下的導(dǎo)電性輥:軸；和在所述軸的外周上順序形成的彈性層和表面層，其特征在于
[0017]彈性層通過使用本發(fā)明的上述聚氨酯樹脂組合物形成。
[0018]發(fā)明的效果
[0019]通過本發(fā)明，可提供一種聚氨`酯樹脂組合物，當(dāng)所述聚氨酯樹脂組合物用于導(dǎo)電性輥的彈性層時可以得到具有比以往更高的彈性并且在彈性層中的氣泡微細的導(dǎo)電性輥，以及使用所述聚氨酯樹脂組合物的導(dǎo)電性輥。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是示出本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的一個實例沿縱向的截面圖。
[0021]圖2是示出本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的另一個實例沿縱向的截面圖。
[0022]圖3是示出本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的又一個實例沿縱向的截面圖。
[0023]圖4是示出制造本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的一個優(yōu)選的工序流程的工序圖。
[0024]圖5是示出通過從溶液中拉出軸形成彈性層的過程中的狀態(tài)的浸潰浴的示意圖。
[0025]圖6是用于制造發(fā)泡涂料的攪拌設(shè)備的一個實例的示意圖。
[0026]圖7是圖6的攪拌設(shè)備的容器附近的示意圖。
【具體實施方式】
[0027]現(xiàn)在將詳細描述本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物的優(yōu)選實施方式。
[0028]本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物包括:側(cè)鏈上具有羧基的聚氨酯樹脂，具有環(huán)氧基團的交聯(lián)劑，以及由糖和具有16至24個碳原子的未支化的飽和脂肪酸制成的酯作為發(fā)泡劑。正如上文所述，在聚氨酯樹脂和交聯(lián)劑中，交聯(lián)是通過聚氨酯樹脂中存在的羧基與交聯(lián)劑中存在的環(huán)氧基團的反應(yīng)實現(xiàn)的。但是，如果發(fā)泡劑中存在羧基，交聯(lián)劑中的環(huán)氧基團與發(fā)泡劑中的羧基反應(yīng)，其抑制聚氨酯樹脂的交聯(lián)。
[0029]因此，在本發(fā)明中，使用由糖和具有16至24個碳原子的未支化的飽和脂肪酸制成的酯作為發(fā)泡劑。由于在發(fā)泡劑中，為疏水系團的脂肪酸和為親水系團的糖通過共價鍵鍵合，所以發(fā)泡劑不具有與環(huán)氧基團反應(yīng)的游離羧基并且親水性基團也不具有與環(huán)氧基團反應(yīng)的官能團。為此，交聯(lián)劑和發(fā)泡劑彼此之間不反應(yīng)，并且不會抑制聚氨酯樹脂和交聯(lián)劑之間的交聯(lián)反應(yīng)。因此，當(dāng)通過使用本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物形成導(dǎo)電性輥的彈性層時，彈性層顯示比以往更高的彈性模量。
[0030]由于與具有聚醚作為主要骨架的發(fā)泡劑不同，在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)泡劑中，在發(fā)泡過程中可以使氣泡微細，可以防止在彈性層的表面上的凹凸，從而防止產(chǎn)生模糊的圖像。關(guān)于上述成分的量，相對于100質(zhì)量份的具有羧基作為側(cè)鏈的聚氨酯樹脂，具有環(huán)氧基團的交聯(lián)劑優(yōu)選設(shè)定為10至50質(zhì)量份。當(dāng)交聯(lián)劑的量超過上述范圍時，交聯(lián)劑具有太多的交聯(lián)點，這可能會使彈性層的彈性模量增加太多。另一方面，當(dāng)交聯(lián)劑的添加量低于上述范圍時，則可能無法獲得足夠的彈性模量。發(fā)泡劑的量優(yōu)選設(shè)定為0.5至16質(zhì)量份。即使當(dāng)發(fā)泡劑的量超過上述范圍時，要獲得的發(fā)泡效果的程度也不再改變。另一方面，當(dāng)發(fā)泡劑的量低于上述范圍時，在彈性層中可能無法創(chuàng)建足夠的氣泡。
[0031]在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)泡劑中具有16至24個碳原子的未支化的飽和脂肪酸的具體實例包括棕櫚酸，十七烷酸，硬脂酸，結(jié)核硬脂酸，花生酸，山崳酸，和二十四烷酸。在本發(fā)明中，可以適當(dāng)?shù)厥褂糜仓帷?br> [0032]在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)泡劑中的糖沒有特別限制，只要它不是具有與交聯(lián)劑中的環(huán)氧基團反應(yīng)的官能團如羧基的那些即可，并且其實例包括:單糖如二羥基丙酮，甘油醛，赤蘚酮糖，赤蘚糖，核 酮糖，木酮糖，核糖，阿拉伯糖，芹菜糖，木糖，來蘇糖，阿洛酮糖，果糖，山梨糖，塔格糖，阿洛糖，阿卓糖，葡萄糖，甘露糖，艾杜糖，半乳糖，巖藻糖，墨角藻糖(fuculose),和鼠李糖；二糖，如蔗糖，乳糖，麥芽糖，海藻糖，松二糖和纖維二糖；三糖，如棉子糖，松三糖和麥芽三糖；四糖，如阿卡波糖，和水蘇糖；及低聚糖，如低聚果糖，低聚半乳糖和甘露寡糖。在本發(fā)明中，可以適當(dāng)?shù)厥褂谜崽恰?br> [0033]根據(jù)本發(fā)明的具有羧基的聚氨酯樹脂可以通過已知的方法使用具有羧基的多元醇等和異氰酸酯化合物來制造。多元醇沒有特別限制，只要該多元醇在分子中具有兩個以上羥基即可。多元醇的實例包括:聚丙烯酸多元醇，聚酯多元醇，和聚醚多元醇。這些物質(zhì)可單獨使用或兩種以上的這些可組合使用。
[0034]例如，聚丙烯酸多元醇可以通過(甲基)丙烯酸酯和具有羥基的單體的共聚獲得。(甲基)丙烯酸酯的實例包括(甲基)丙烯酸甲酯，(甲基)丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸2-乙基己酯，和(甲基)丙烯酸環(huán)己酯。具有羥基的單體的實例包括:(甲基)丙烯酸的羥烷基酯，如(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯和(甲基)丙烯酸2-羥戊酯；多元醇如甘油和三羥甲基丙烷的(甲基)丙烯酸單酯；和N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺。這些可單獨使用或兩種以上的這些可組合使用。
[0035]對于聚丙烯酸多元醇，除了單體，也可使用通過與另一種單體共聚得到的那些。其他單體沒有特別限制，只要該單體是可共聚的即可。其實例包括:不飽和一元羧酸，如(甲基)丙烯酸；不飽和二羧酸如馬來酸；和酸酐及其單酯或二酯；不飽和腈類，如(甲基)丙烯腈；不飽和酰胺類，如(甲基)丙烯酰胺，N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺；乙烯基酯類，如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯，乙烯基醚類如甲基乙烯基醚；α-烯烴類，如乙烯和丙烯滷代α，β-不飽和脂肪族單體如氯乙烯和偏二氯乙烯；以及α，不飽和芳族單體如苯乙烯，和α-甲基苯乙烯。這些可單獨使用或兩種以上的這些可組合使用。
[0036]對于聚酯多元醇，例如可以使用通過多元酸與多元醇組分反應(yīng)獲得的那些。多元酸的實例包括:芳族二羧酸，如鄰苯二甲酸，間苯二甲酸，對苯二甲酸，1，4-萘二羧酸，2，5-萘二羧酸，2，6-萘二羧酸，聯(lián)苯二羧酸，和四氫鄰苯二甲酸；脂肪族二羧酸，如草酸，琥珀酸，丙二酸，戊二酸，己二酸，庚二酸，辛二酸，壬二酸，癸二酸(sebacic acid)，癸烷二羧酸(decane dicarboxylic acid),十二燒二羧酸,十八燒二酸,酒石酸,烷基琥拍酸,亞油酸，馬來酸，富馬酸，中康酸，檸康酸，和衣康酸；脂環(huán)族二羧酸，如六氫鄰苯二甲酸，四氫鄰苯二甲酸，1，3-環(huán)己烷二羧酸，和1，4-環(huán)己烷二羧酸；以及酸酐、烷基酯或酰鹵的反應(yīng)性衍生物。這些可單獨使用或兩種以上的這些可組合使用。
[0037]多元醇組分的實例包括乙二醇，I, 2-丙二醇，I, 3-丙二醇，I, 3- 丁二醇，I, 4_ 丁二醇，新戊二醇，戊二醇，I, 6-己二醇，I, 8-辛二醇，I, 10-癸二醇，1-甲基-1，3- 丁二醇，2-甲基-1,3-丁二醇，1-甲基-1,4-戊二醇，2-甲基-1,4-戊二醇，1,2-二甲基-新戊二醇，2，3-二甲基-新戊二醇，1-甲基-1，5-亞戊基二醇，2-甲基-1，5-亞戊基二醇，3-甲基-1，5-亞戊基二醇，I, 2- 二甲基丁二醇，I, 3- 二甲基丁二醇，2，3- 二甲基丁二醇，I, 4- 二甲基丁二醇，二甘醇，三甘醇，聚乙二醇，一縮二丙二醇，聚丙二醇，1，4-環(huán)己烷二甲醇，1，4-環(huán)己二醇，雙酚A，雙酚F，氫化雙酚A和氫化雙酚F。這些可以單獨使用或兩種以上的這些可組合使用。
[0038]對于聚醚多元醇，例如可以使用通過烯化氧借助開環(huán)聚合加成到多元醇得到的那些。多元醇的實例包括乙二醇，二甘醇，丙二醇，二丙二醇，甘油，和三羥甲基丙烷。烯化氧的實例包括環(huán)氧乙烷，環(huán)氧丙烷，環(huán)氧丁烷，氧化苯乙烯，和四氫呋喃。這些可以單獨使用，或上述的兩種以上可組合使用。
[0039]多異氰酸酯的實例包括:脂肪族二異氰酸酯，如四亞甲基二異氰酸酯，十二亞甲基二異氰酸酯，1，4- 丁烷二異氰酸酯，六亞甲基二異氰酸酯，2，2，4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯，2，4，4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯，賴氨酸二異氰酸酯，2-甲基戊烷-1，5- 二異氰酸酯，和3-甲基戊烷-1，5- 二異氰酸酯；脂環(huán)族二異氰酸酯，如異佛爾酮二異氰酸酯，氫化亞二甲苯基二異氰酸酯，4，4’ -環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，1，4-環(huán)己烷二異氰酸酯，甲基環(huán)己基二異氰酸酯，1，3-雙(異氰酸根合甲基)環(huán)己烷；芳族二異氰酸酯，如甲苯二異氰酸酯，2，2’-二苯甲烷二異氰酸酯，2，4’-二苯甲烷二異氰酸酯，4，4’-二苯甲烷二異氰酸酯，4，4’ - 二苯基二甲基甲烷二異氰酸酯，4，4’ - 二芐基二異氰酸酯，1，5-亞萘基二異氰酸酯，亞二甲苯基二異氰酸酯，1，3-亞苯基二異氰酸酯，和1，4-亞苯基二異氰酸酯；以及芳族脂肪族二異氰酸酯，如二烷基二苯甲烷二異氰酸酯，四烷基二苯甲烷二異氰酸酯，和α, α, α, α -四甲基亞二甲苯二異氰酸酯。它們可以單獨使用或上述的兩種以上可以組合使用。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的具有羧基的聚氨酯樹脂，例如可以通過除了上述多元醇和上述多異氰酸酯之外具有游離羧基的增鏈劑反應(yīng)獲得。 具有游離羧基的增鏈劑的實例包括二羥基羧酸和二羥基琥珀酸。二羥基羧酸的實例包括:二烷醇鏈烷酸，如二羥甲基鏈烷酸(例如，二羥甲基乙酸，二羥甲基丁酸，二羥甲基丙酸，二羥甲基丁酸和二羥甲基戊酸)。這些可以單獨使用，或上述的兩種以上可組合使用。
[0041]在制造根據(jù)本發(fā)明的具有羧基的聚氨酯樹脂中，除了上述組分之外，還可以加入另一種多元醇和另一種增鏈劑。其他多元醇的實例包括具有三個以上羥基的多元醇，如山梨糖醇，I, 2，3，6-己烷四醇，I, 4-脫水山梨糖醇，1，2，4- 丁三醇，I, 2，5-戊三醇，甘油，三羥甲基乙烷，三羥甲基丙烷和季戊四醇。其他增鏈劑的實例包括:二元醇，如乙二醇，二甘醇，三甘醇，I, 3-丙二醇，I, 3-丁二醇，I, 4-丁二醇，新戊二醇，戊二醇，I, 6-己二醇，和丙二醇；脂肪族二胺，如乙二胺，丙二胺，六亞甲基二胺，1，4- 丁二胺，和氨基乙基乙醇胺；脂環(huán)族二胺，如異佛爾酮二胺，和4，4’ - 二環(huán)己基甲烷二胺；和芳族二胺，如二甲苯二胺，和甲苯二胺。
[0042]對于根據(jù)本發(fā)明的具有羧基的聚氨酯樹脂的制造方法，可以使用任何已知的方法。例如，雖然可以適于上述組分一次反應(yīng)的一步法(one shot method)或反應(yīng)分步進行的多步法，從容易引入羧基的觀點出發(fā)，優(yōu)選多步法。在制造具有羧基的聚氨酯樹脂期間，可以使用聚氨酯反應(yīng)催化劑。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的具有羧基的聚氨酯樹脂的數(shù)均分子量優(yōu)選為幾萬到幾十萬。通過將數(shù)均分子量設(shè)定在上述范圍內(nèi)，當(dāng)聚氨酯樹脂組合物是下述的浸潰液時，很容易調(diào)整粘度。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的具有環(huán)氧基團的交聯(lián)劑的實例包括:多元醇和表氯醇的反應(yīng)產(chǎn)物，如二甘醇?二縮水甘油基醚，聚乙二醇?二縮水甘油基醚，聚丙二醇?二縮水甘油基醚，新戊二醇.二縮水甘油基醚，1，6-己二醇.二縮水甘油基醚，甘油.聚縮水甘油基醚，三羥甲基丙烷?聚縮水甘油基醚，聚甘油?聚縮水甘油基醚，季戊四醇?聚縮水甘油基醚，雙甘油?聚縮水甘油基醚和山梨糖醇.聚縮水甘油基醚；酚醛清漆型環(huán)氧樹脂，例如苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂，和甲酚酚醛環(huán)氧樹脂；和雙酚A型環(huán)氧樹脂，但并不局限于此。在本發(fā)明中，這些可以單獨使用，或上述的兩種以上可以組合使用。
[0045]在本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物中，優(yōu)選含有高級脂肪酸的堿金屬鹽或銨鹽、烷基磺酸的堿金屬鹽或銨鹽等作為發(fā)泡助劑。特別是，硬脂酸銨是合適的。發(fā)泡助劑的添加量為0.5至16質(zhì)量份,并適當(dāng)?shù)貫?.5至8質(zhì)量份,相對于100質(zhì)量份的具有羧基作為側(cè)鏈的聚氨酯樹脂。
[0046]對于本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物唯一重要的是，該組合物含有在側(cè)鏈上具有羧基的聚氨酯樹脂以及由糖和具有16至24個碳原子的未支化的飽和脂肪酸制成的酯作為發(fā)泡劑。其他的添加劑沒有特別限制，只要添加劑是不具有與在交聯(lián)劑中的羧基反應(yīng)的官能團的那些即可。由于本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物可以適當(dāng)?shù)赜糜趯?dǎo)電性輥的彈性層，可以添加其他通常添加到導(dǎo)電性輥的彈性層的已知的添加劑。
[0047]當(dāng)本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物用于導(dǎo)電性輥的彈性層時，可以向聚氨酯樹脂組合物加入導(dǎo)電劑。由此，對所述層賦予導(dǎo)電性，或者調(diào)整導(dǎo)電性以獲得預(yù)定的電阻值。這樣的導(dǎo)電劑沒有特別限制，并且其實例包括陽離子表面活性劑，如季銨鹽如過氯酸鹽、氯酸鹽、氟硼酸鹽、硫酸鹽、硫酸乙酯(ethosul fate )和芐基鹵化物如月桂基三甲基銨、硬脂基甲基銨、辛基十二烷基三甲基銨、十六烷基三甲基銨、改性脂肪酸?二甲基乙基銨的芐基溴化物、芐基氯化物；陰離子表面活性劑如脂肪系列磺酸鹽，高級醇硫酸酯鹽，高級醇環(huán)氧乙烷加合硫酸酯鹽，高級醇磷酸酯鹽，高級醇環(huán)氧乙烷加合磷酸酯鹽；抗靜電劑如非離子抗靜電劑，如高級醇乙烯氧化物，聚乙二醇脂肪酸酯，多元醇脂肪酸酯；電解質(zhì)如周期表中第I族金屬如 Li+、Na+、K.的鹽，如 NaClO4' LiAsF6, LiBF4' NaSCN, KSCN、NaCl 或者 NH4+ 的鹽；或?qū)щ娦蕴既缈魄俸诤鸵胰埠?；橡膠用碳如SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT和MT ;氧化處理的著色(墨)用碳；熱解碳；天然石墨；人造石墨；金屬和金屬氧化物，如銻摻雜的氧化錫，氧化鈦，氧化鋅，鎳，銅，銀和鍺；導(dǎo)電性聚合物，如聚苯胺，聚吡咯和聚乙炔。這些導(dǎo)電劑可以單獨使用，或兩種以上的這些也可以混合使用。根據(jù)組合物的類型適當(dāng)?shù)剡x擇此類導(dǎo)電劑的添加量，并且通常調(diào)整使得彈性層的體積電阻率為10°至108Ω.cm，優(yōu)選為IO2至106Ω.cm。
[0048]如果需要，除了上述導(dǎo)電劑之外，可以向本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物中加入合適量的已知的添加劑，如潤濕劑，發(fā)泡穩(wěn)定劑，固化劑，增稠劑，消泡劑，流平劑，分散劑，觸變劑，防粘連劑或膜形成助劑。其中，可以有利地使用例如硅酮表面活性劑如聚醚改性的硅酮作為潤濕劑。聚醚改性的硅酮具有如下結(jié)構(gòu):其中聚(二烷基硅酮)中的烷基部分被具有聚氧化烯基的取代基代替。這樣的聚醚改性的硅酮的實例包括:二甲基硅酮聚氧化烯共聚物。通過在彈性層中含有潤濕劑，可以得到作為潤濕劑的本征效果的流平效果，以及可以抑制發(fā)泡孔泡(cell)的粗大化并可使泡沫尺寸微細化。此外，可更精確地控制在自由發(fā)泡時的涂料的發(fā)泡量。此類潤濕劑的添加量優(yōu)選為0.1至2質(zhì)量份，相對于100質(zhì)量份的聚氨酯樹脂。當(dāng)潤濕劑的添加量太大時，傾向于發(fā)生涂層的凝膠化。另一方面，當(dāng)潤濕劑的添加量過小時，可能不足以獲得所期望的效果。
[0049]接著，將描述本發(fā)明的導(dǎo)電性輥。
[0050]圖1是示出本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的一個實例沿縱向的截面圖。如圖所示，本發(fā)明的導(dǎo)電性輥10包括軸1，在其外周上順序形成的彈性層2和表面層3。
[0051]對于本發(fā)明的導(dǎo)電性輥10重要的是，通過使用本發(fā)明的上述聚氨酯樹脂組合物形成彈性層2。由于，在本發(fā)明的導(dǎo)電性輥10中，彈性層2通過使用本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物形成，因此彈性層2具有比以往更高的彈性模量。由于彈性層2中的氣泡是微細的，因此可以防止生成模糊圖像。
[0052]彈性層2的厚度優(yōu)選為0.8`至1.5mm,更優(yōu)選為1.0至1.3mm。通過將彈性層2的厚度設(shè)定在上述范圍內(nèi)，可以防止火花放電。彈性層2的膨脹比沒有特別限制，并且優(yōu)選為約1.2至10倍，更優(yōu)選為1.5至2.2倍。密度優(yōu)選為約0.4至0.6g/cm3。
[0053]在本發(fā)明中，可以使用金屬或塑料制成的中空圓筒或?qū)嵭膱A筒作為軸1，并且優(yōu)選地可使用由金屬制成的中空圓筒或?qū)嵭膱A筒，更優(yōu)選地可使用由金屬制成的中空圓筒。通過使用這個，可以降低成本。
[0054]在本發(fā)明中，優(yōu)選通過使用水系涂料形成在彈性層2上設(shè)置的表面層3。對于用于表面層3的水系涂料，可以采用已知作為輥等的材料的橡膠或樹脂。樹脂的實例包括聚氨酯改性的丙烯酸類樹脂，聚氨酯樹脂，丙烯酸類樹脂，丙烯酸類硅酮樹脂，聚酰胺樹脂和氟樹脂，并且這些樹脂可單獨使用或兩種以上的這些可組合使用。作為水系橡膠涂層，可優(yōu)選使用乳膠例如天然橡膠(NR)，氯丁橡膠(CR)，丁腈橡膠(NBR)，苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)；作為水系聚氨酯樹脂涂料，可以優(yōu)選使用醚或酯的乳液或分散體；作為水系丙烯酸類樹脂涂料，可以優(yōu)選使用乳液如丙烯酸類、丙烯酸類苯乙烯；并且作為水系氟樹脂涂料，可以優(yōu)選使用聚四氟乙烯，四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物，四氟乙烯-乙烯共聚物，聚氯三氟乙烯，三氟氯乙烯-乙烯共聚物，四氟乙烯-偏二氟乙烯共聚物，聚偏二氟乙烯，聚氟乙烯坐寸O
[0055]在本發(fā)明中，在上述中，水系丙烯酸類樹脂適用于水系涂料。此類水系丙烯酸類樹脂的實例優(yōu)選包括具有丙烯腈和丙烯酸正丁酯作為必要組分和任選地具有其他單體的那些。其他單體的實例包括丙烯酸乙酯，丙烯酸2-乙基己酯，丙烯酸，甲基丙烯酸。該樹脂具有丙烯腈和丙烯酸正丁酯作為必要組分，因為這些有助于彈性的改善(變形性質(zhì)(settingproperties))。從這個角度來看,優(yōu)選盡可能地增加丙烯酸正丁酯的量；盡可能地減少其他組分的量；并且降低其他單體組分與必要組分的單體比。另一方面，當(dāng)丙烯腈的比率太高時，形成的層等變硬，這是不期望的。因此，為必要組分的丙烯酸正丁酯與丙烯腈的單體比優(yōu)選為1-25: 99-75，特別是5-20: 95-80，基于摩爾比。
[0056]上述水系丙烯酸類樹脂優(yōu)選含有在分子中具有活性氫的基團。具有活性氫的基團的實例包括羧基、羥基和氨基，并且優(yōu)選為羧基。含有此類活性氫的單體的比例優(yōu)選為單體總量的3-6質(zhì)量％。通過將含有具有活性氫的基團的單體的比率設(shè)定在此范圍內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)厥褂帽砻嫠嶂嫡{(diào)整到不小于10mg/g例如10-20mg/g的水系丙烯酸類樹脂。
[0057]向形成表面層3的水系涂料中加入導(dǎo)電劑，導(dǎo)電劑沒有限制，從而賦予表面層3以導(dǎo)電性(電阻)或者可以調(diào)整導(dǎo)電性。在這種情況下所使用的導(dǎo)電劑沒有特別限制，可以適當(dāng)?shù)貑为毷褂门c彈性層2中所有的相同的試劑，或兩種以上的這些可以混合使用。根據(jù)組合物的類型，可以適當(dāng)?shù)剡x擇這些導(dǎo)電劑的添加量，通常情況下，將表面層3的體積電阻率調(diào)整為 1 X 1O4 至 1X 1O12 Ω.Cm,優(yōu)選為 1 X 1O6 至 1 X 1O8 Ω.cm。
[0058]根據(jù)需要，可向形成該表面層3的水系涂料中加入添加劑如交聯(lián)劑、增稠劑、觸變劑或結(jié)構(gòu)化粘度劑。
[0059]表面層3的厚度沒有特別限定于此，并通?？梢栽O(shè)定為1至30 μ m，特別是1至20 μ m。如果厚度小于1 μ m,棍的耐久性有時是差的，另一方面，如果厚度大于20 μ m,存在可能無法獲得良好的表面質(zhì)量的情況，如帶電特性等受到負面影響的情況和在表面上發(fā)生皺褶的情況。
[0060]本發(fā)明的導(dǎo)電性輥10至少包括在上述彈性層2上的表面層3。根據(jù)需要，在彈性層2與表面層3之間可以設(shè)置電阻調(diào)節(jié)層5作為中間層；此外，在彈性層2和電阻調(diào)節(jié)層5之間可以放置粘合層。另外，通過在彈性層2形成之前在軸1的外周上設(shè)置粘合層，可以改善在軸1和彈性層2之間的粘合性。圖2是示出本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的另一個構(gòu)造實例的截面圖。如圖所示，導(dǎo)電性輥20包含軸1，以及在軸I的外周上以下述順序形成的粘合層4、彈性層2、電阻調(diào)節(jié)層5和表面層3。
[0061]上述電阻調(diào)節(jié)層5可以通過其中將導(dǎo)電劑加入到樹脂中的樹脂組合物形成。構(gòu)成該樹脂組合物的樹脂沒有特別限制，并且其實例包括聚氨酯樹脂，丙烯酸類聚氨酯樹脂，丙烯酸類樹脂，酯類樹脂，尼龍樹脂，酚醛樹脂，環(huán)氧樹脂，氟樹脂，和硅酮樹脂?？梢允褂眠@些中的一種，或兩種以上的這些可以混合使用。在這些中，優(yōu)選使用水系涂料，如聚氨酯樹脂、丙烯酸類聚氨酯樹脂、丙烯酸類樹脂。作為加入到該水系涂料中的導(dǎo)電劑，可以使用與在彈性層2中所用的相同的導(dǎo)電劑。
[0062]任選地設(shè)置電阻調(diào)節(jié)層5以調(diào)節(jié)導(dǎo)電性輥的電阻值。根據(jù)彈性層2的電阻值或者所述輥需要的電阻值，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定電阻調(diào)節(jié)層5的電阻值，并且通?？梢栽贗XlO3至1X 1O8 Ω ?cm、特別是1x105至1x107Ω.cm的范圍內(nèi)。在這種情況下，導(dǎo)電劑的添加量可以是達到該電阻值的量，并且通常是0.1至20質(zhì)量份，特別是I至10質(zhì)量份，相對于100質(zhì)量份的水系涂料的基材樹脂。
[0063]可以向電阻調(diào)節(jié)層5添加除了導(dǎo)電劑之外的各種添加劑，而不脫離本發(fā)明的目的。例如，根據(jù)要使用的基材樹脂，可以加入適當(dāng)量的交聯(lián)劑，如基于噁唑啉、環(huán)氧、三聚氰胺、三聚氰二胺、異氰酸酯或酚的交聯(lián)劑。可以加入適當(dāng)量的其他已知的添加劑，如膜形成助劑、分散劑、增稠劑、流平劑、觸變劑和結(jié)構(gòu)化粘度劑。
[0064]根據(jù)彈性層2的厚度或者導(dǎo)電性輥的形狀等，適當(dāng)?shù)剡x擇電阻調(diào)節(jié)層5的厚度，并沒有特別限制。該厚度通常優(yōu)選為10至500 μ m,特別是50至300 μ m。當(dāng)電阻調(diào)節(jié)層5的厚度小于50 μ m時，有時變得難以充分地調(diào)整電阻值。另一方面，當(dāng)電阻調(diào)節(jié)層5的厚度大于300 μ m時，彈性層的厚度變得相對較小，因此輥的硬度(構(gòu)件的硬度)有時變高或成本有時比必要的高。
[0065]可任選地設(shè)置粘合層4以便使軸I與彈性層2之間或彈性層2與電阻調(diào)節(jié)層5之間強固粘合，并且其厚度可為約I至100 μ m。粘合層4可以例如通過使用樹脂材料如丙烯酸類樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸類聚氨酯樹脂、聚酯樹脂或聚酰胺樹脂形成。
[0066]圖3是本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的又一個實例沿縱向的截面圖。因為重要的是，當(dāng)導(dǎo)電性輥用作充電輥等時，當(dāng)導(dǎo)電性輥壓在感光鼓上時沿縱向形成均勻的加工面，圖示的優(yōu)選實施方式的導(dǎo)電性輥30具有在沿縱向的中心部分的直徑大于在端部的直徑的冠狀。
[0067]當(dāng)導(dǎo)電性輥具有冠狀時，作為表示在輥縱向的截面中在沿輥長度方向的中心處的突起程度的冠量(crown amount),優(yōu)選采用50至300 μ m。由此,更優(yōu)選制得正常圖像。如果冠量小于50 μ m,沿輥長度方向在輥的中心處接觸壓力變低，而如果冠量大于300 μ m,使得沿輥長度方向在輥的中心處的部分接觸太強。兩種情況都可能造成故障，如充電量的不均勻。通過使用由Mitutoyo Corporation制造的高精度激光測量機LSM-430V,可以進行本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的冠量的測量。通過這種測量機測量在中心部分和從中心部分到端部的方向在距離中心部分90mm處的外徑，并且將輥冠量定義為在中心部分的外徑與從中心部分到端部的方向在距離中心部分90mm處的外徑的平均值的差。例如，對于輥長度為250mm的導(dǎo)電性棍，在離棍的一端35mm、125mm和215mm的三個點處測量外徑。在這種情況下，通過下式(I)計算冠量(μ m):
[0068]冠量(μm)={Β-(A+C)/2} XlOOO (I),
[0069]其中在距棍的一端35mm處的外徑為A (mm),在距棍的一端125mm處的外徑為B(mm),和在距棍的一端215mm處的外徑為C (mm)。
[0070]本發(fā)明的導(dǎo)電性輥在沿輥長度方向的整個范圍內(nèi)優(yōu)選具有不大于70 μ m的偏差(膜厚度的精度)。在使用導(dǎo)電性輥作為與感光體接觸的旋轉(zhuǎn)的充電輥、感光體在旋轉(zhuǎn)、并且當(dāng)導(dǎo)電性輥的偏差大時的情況下，在導(dǎo)電性輥和感光體之間產(chǎn)生間隙。另外，間隙距離變化。在這種情況下，留在感光體上的調(diào)色劑顆粒和外部添加劑有可能侵入到所述間隙中，然后不規(guī)則地附著到導(dǎo)電性輥上。其結(jié)果是，輥的表面被殘留物(remain)弄得斑駁，這產(chǎn)生低質(zhì)量的圖像。值得注意的是，本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的偏差的測量通過使用MitutoyoCorporation制造的高精度激光測量機LSM_430v進行。通過這種測量機測量在沿輥長度方向的五個點處的外徑，并將偏差定義為對于每個點所測得的外徑的最大值和最小值之間的差的平均值。[0071]接著，將描述導(dǎo)電性輥的制造方法。
[0072]可以通過使用公知的方法形成本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的每個層，如浸潰法，噴涂法，輥涂布機法，模涂法，或環(huán)涂法，并且優(yōu)選所有的層通過浸潰涂布形成。以往，當(dāng)通過擠出成型或金屬成型形成彈性層時，除了用于形成表面層等的浸潰涂布設(shè)備之外，還需要擠出機或金屬模具。在該方法中，只需要浸潰涂布設(shè)備，可以大幅減少制造彈性輥所需的設(shè)備成本。特別是，在具有小直徑的輥的情況下，可以用小數(shù)量的層形成彈性輥，這是更有利的。
[0073]圖4是示出制造圖2所示類型的導(dǎo)電性輥20的一個優(yōu)選工序流程的工序圖?；趫D4，將描述導(dǎo)電性輥20的制造方法。圖中所示的制造方法包括:軸供給工序，其中準備要供給的軸I ;彈性層浸潰涂布工序，其中軸I浸潰涂布有彈性層2 ;彈性層干燥工序，其中強制干燥彈性層2 ;電阻調(diào)節(jié)層浸潰涂布工序，其中彈性層2沿徑向的外側(cè)浸潰涂布有電阻調(diào)節(jié)層5 ;電阻調(diào)節(jié)層干燥工序，其中強制干燥電阻調(diào)節(jié)層5 ;表面層浸潰涂布工序，其中電阻調(diào)節(jié)層5沿徑向的外側(cè)浸潰涂布有表面層3 ;和表面層干燥工序，其中強制干燥表面層3。將完成表面層干燥工序的導(dǎo)電性輥20轉(zhuǎn)移到下一個工序如檢查工序。
[0074]在彈性層2和電阻調(diào)節(jié)層5之間或者在電阻調(diào)整層5和表面層3之間形成另一層的情況下，在彈性層干燥工序和電阻調(diào)節(jié)層浸潰涂布工序之間，或者在電阻調(diào)節(jié)層干燥工序和表面層浸潰涂布工序之間，可以設(shè)置浸潰涂布另一層工序和隨后的干燥所述浸潰涂布的層的工序。通過從內(nèi)層沿徑向依次重復(fù)浸潰涂布和干燥，可以形成導(dǎo)電性輥20。
[0075]當(dāng)通過浸潰涂布形成這樣的層時，工業(yè)上通常采用以下方法:將多個、30個以上的輥垂直地掛在懸掛器上，同時將這些輥浸泡在構(gòu)成各層的材料的溶液中，拉出，并通過吹風(fēng)干燥這些輥。在這種情況下，在涂布時的涂料或者要涂布的輥的溫度控制和用于干燥的吹風(fēng)條件的嚴格控制對于 獲得有利的層是重要的。
[0076]作為用于進行上述工序的設(shè)備，需要填充有用于浸潰涂布各層的溶液的浸潰浴、用于干燥浸潰的層的吹風(fēng)機、用于控制在每個工序中在形成中輥溫度的溫度調(diào)節(jié)浴和用于輸送輥的輸送機。在通過開關(guān)順序地生產(chǎn)多種尺寸的導(dǎo)電性輥的情況下，優(yōu)選通常以不同的尺寸使用設(shè)備如浸潰浴。
[0077]根據(jù)構(gòu)成各層的材料的類型，可以適當(dāng)?shù)剡x擇用于制備上述溶液的溶劑。當(dāng)形成彈性層2時，使用水作為溶劑。當(dāng)使用氟樹脂用于另一層如表面層3的基材樹脂時，適當(dāng)?shù)厥褂眉谆一?MEK)、甲基異丁基酮(MIBK)、甲苯或二甲苯等。
[0078]當(dāng)形成厚的彈性層時，從生產(chǎn)性的觀點出發(fā)，優(yōu)選的是，在一個浸潰涂布中達到盡可能厚的附著的涂料的量。為了達到這一點，例如，向涂料中加入其中分散纖維素的增稠劑并混合，然后將軸I浸泡在溶解所述涂料的溶液中，以形成厚的彈性層，從而達到厚涂料附
著的量。
[0079]關(guān)于涂布溫度的控制方面，優(yōu)選浸潰浴設(shè)置有加熱器和溫度傳感器，并且在涂布時的涂布溫度優(yōu)選在25至35°C的范圍內(nèi)保持幾乎恒定。具體而言，浸潰涂布優(yōu)選在涂布保持在上述溫度范圍的±1°C范圍的狀態(tài)下進行。關(guān)于輥的溫度控制方面，優(yōu)選通過加熱器或者熱空氣將所有在浸泡涂料前即刻的輥調(diào)節(jié)為幾乎均勻的溫度。更具體而言，優(yōu)選的是將輥在30°C以上的溫度下加熱，并且各個輥的溫度變化為所有輥的平均溫度的±1°C。此外，關(guān)于吹風(fēng)條件，優(yōu)選干燥通過從下向上吹掃多個掛在懸掛器上的輥進行。進一步優(yōu)選地，在所有輥的表面上各個點處的氣流的速度變化在±0.lm/s內(nèi)。通過進行涂布溫度的控制、輥溫度的控制和吹風(fēng)條件的控制，可有利地形成電阻調(diào)整層5、表面層3或粘合層4等，而不會造成涂料的滴落或織帶，或產(chǎn)生氣泡。
[0080]圖5是浸潰浴的示意圖，示出通過將軸I從溶液中拉出形成彈性層的進行中的狀態(tài)。圖示的導(dǎo)電性輥是具有圖3中顯示的類型的冠狀的導(dǎo)電性輥30。對于導(dǎo)電性輥30重要的是，當(dāng)所述輥與感光鼓壓接時，沿長度方向形成均勻的加工面。為此，優(yōu)選在沿長度方向的中心部的直徑大于在端部的直徑的冠狀。如圖5所示，通過控制附著的形成過程中彈性層7的量，根據(jù)拉伸的位置通過改變從浸潰浴9的溶液6拉出掛在懸掛器8上的軸的速度使得在沿長度方向的中心部的彈性層2厚而在沿長度方向的端部的彈性層2薄，可以形成具有冠狀的導(dǎo)電性輥30。在這種情況下，就沒有必要改變電阻調(diào)節(jié)層和表面層的厚度。例如，在通過使電阻調(diào)節(jié)層或者表面層的厚度在沿長度方向的中心部厚而在沿長度方向的端部薄來形成具有冠狀的導(dǎo)電性輥的情況下，可以防止由于這些層的薄度可能產(chǎn)生的電氣特性沿長度方向的偏差。 [0081]在制造本發(fā)明的導(dǎo)電性輥中，當(dāng)發(fā)泡涂料通過發(fā)泡當(dāng)形成彈性層時使用的本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物而制備時，可以采用機械起泡法、水發(fā)泡法和發(fā)泡劑起泡法。優(yōu)選機械起泡法，其中通過機械攪拌進行發(fā)泡同時混合惰性氣體。下述的方法是特別優(yōu)選的，因為可以使在彈性層中的氣泡微細?，F(xiàn)在將說明機械起泡法。
[0082]圖6是用于通過借助于機械起泡法發(fā)泡本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物制造發(fā)泡涂料的攪拌設(shè)備的一個實例的示意圖。在圖中攪拌設(shè)備101的容器102中容納本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物。
[0083]傳送用于攪拌容器102中的聚氨酯樹脂組合物的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的旋轉(zhuǎn)軸103沿垂直方向延伸，并且旋轉(zhuǎn)軸103沿向下方向的前端部或其底部位于容器102中。在旋轉(zhuǎn)軸103的底部附近，安裝并固定攪拌葉片104。通過旋轉(zhuǎn)軸103的旋轉(zhuǎn)，攪拌葉片104在沿旋轉(zhuǎn)軸103的方向上在旋轉(zhuǎn)軸103的附近創(chuàng)建聚氨酯樹脂組合物的流。具體地，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸103沿正向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時，聚氨酯樹脂組合物的流動方向是從容器102的底表面向液體表面的方向。與此相反，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸103沿反向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時，聚氨酯樹脂組合物的流動方向是從液體表面向容器102的底表面的方向。
[0084]在攪拌葉片104的周圍，設(shè)置具有圓筒狀的固定的圓筒體105與攪拌葉片104相鄰。在所示的攪拌設(shè)備101的實例中，固定的圓筒體105由多個支承桿107支承和固定，所述支承桿107從固定的圓筒體105上的橫梁106向固定的圓筒體105延伸。橫梁106安裝在支柱109的頂部附近，所述支柱109設(shè)置為與攪拌設(shè)備101的底座108垂直。
[0085]橫梁106設(shè)置有電動機110，其連接到旋轉(zhuǎn)軸103的上端部并且其可以沿任何正向旋轉(zhuǎn)方向和反向旋轉(zhuǎn)方向使旋轉(zhuǎn)軸103旋轉(zhuǎn)。
[0086]通過使用具有這樣的構(gòu)造的攪拌設(shè)備101攪拌容器102中容納的本發(fā)明的聚氨酯樹脂組合物。在這種情況下，首先，攪拌設(shè)備101的攪拌葉片104旋轉(zhuǎn)，使得在旋轉(zhuǎn)軸103附近的聚氨酯樹脂組合物的流動方向是從液體表面到容器102的底表面(反向旋轉(zhuǎn)操作)，從而使聚氨酯樹脂組合物發(fā)泡。然后，改變攪拌葉片104的旋轉(zhuǎn)方向，并旋轉(zhuǎn)攪拌葉片104，使得在旋轉(zhuǎn)軸103附近的聚氨酯樹脂組合物的流動方向是從容器102的底表面到液體表面(正向旋轉(zhuǎn)操作)，從而使氣泡微細。
[0087]將詳細說明氣泡的發(fā)泡方法和使氣泡微細的方法。首先，在攪拌葉片104是沿在固定的圓筒體105中的旋轉(zhuǎn)軸103反向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的情況下，或者在旋轉(zhuǎn)軸103附近的聚氨酯樹脂組合物的流動方向是如圖中箭頭A所示的從液體表面到底表面的情況下，通過在約5000至15000rpm的旋轉(zhuǎn)速度下的攪拌葉片104，在旋轉(zhuǎn)軸103周圍產(chǎn)生渦流，并且從聚氨酯樹脂組合物的液體表面引入空氣而產(chǎn)生氣泡。在開始發(fā)泡時，攪拌葉片104的位置優(yōu)選是在距離容器102的底表面和距離聚氨酯樹脂組合物的液體表面幾乎相同的距離。
[0088]產(chǎn)生氣泡的狀態(tài)示意性地示于圖7 (b)中。通過生成氣泡，聚氨酯樹脂組合物的體積變大。所產(chǎn)生的氣泡的直徑的偏差大。當(dāng)發(fā)泡后聚氨酯樹脂組合物的體積相對于發(fā)泡前聚氨酯樹脂組合物的體積的放大倍數(shù)，或者體積放大倍數(shù)變?yōu)轭A(yù)定值，例如兩倍(發(fā)泡體的比重為0.5)時，停止攪拌葉片104的旋轉(zhuǎn)。通過調(diào)整體積放大倍數(shù)，可以調(diào)整要制造的發(fā)泡體的比重。
[0089]然后，在攪拌葉片104是沿在固定的圓筒體105中的旋轉(zhuǎn)軸103的正向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的情況下，或者在旋轉(zhuǎn)軸103附近的聚氨酯樹脂組合物的流動方向如圖7 (c)中的箭頭A所示是從底表面到液體表面的情況下，通過在固定的圓筒體105中的攪拌葉片104以約2000至8000rpm的旋轉(zhuǎn)速度向聚氨酯樹脂組合物中的氣泡施加剪切力，以使氣泡微細。
[0090]由于，通過上述制造方法，通過攪拌葉片104的正向旋轉(zhuǎn)操作可以使通過攪拌葉片104的反向旋轉(zhuǎn)操作發(fā)泡的氣泡微細，因此可以制造具有微細氣泡并具有小的氣泡直徑偏差的發(fā)泡體。
[0091]在上述制造方法中使用的攪拌設(shè)備101具有如下形狀:其中攪拌葉片104和固定的圓筒體105通過在如上所述的反向旋轉(zhuǎn)操作期間引入空氣而生成氣泡，并且通過在固定的圓筒體105中的攪拌葉片104在正向旋轉(zhuǎn)操作期間向其施加剪切力，從而使氣泡微細。固定的圓筒體105可以設(shè)置有沿厚度方向貫通其側(cè)面的孔。作為具有攪拌葉片104的攪拌設(shè)備101和具有上述各個形狀的固定的圓筒體105，例如，可以應(yīng)用液體用分散器或者所謂的HOMO MIXER0
[0092]在將攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)方向從反向旋轉(zhuǎn)操作改變到正向旋轉(zhuǎn)操作的情況下，優(yōu)選當(dāng)在使聚氨酯樹脂組合物發(fā)泡之后，發(fā)泡`后的聚氨酯樹脂組合物的體積相對于發(fā)泡前聚氨酯樹脂組合物的體積的放大倍數(shù)達到預(yù)定的放大倍數(shù)時，停止攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)。這是因為，通過在當(dāng)達到預(yù)定的發(fā)泡體積放大倍數(shù)作為目標膨脹比時停止旋轉(zhuǎn)，可以控制要制造的發(fā)泡體的目標比重。這樣,可以容易精確地調(diào)整發(fā)泡體的比重。
[0093]當(dāng)通過反向旋轉(zhuǎn)操作使聚氨酯樹脂組合物發(fā)泡時的攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選為5000至15000rpm。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度低于5000rpm時，聚氨酯樹脂組合物不能充分發(fā)泡，從生產(chǎn)效率的觀點，這不是優(yōu)選的。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度高于15000rpm時，產(chǎn)生由于施加到涂料的剪切能量引起的相當(dāng)大量的熱，從由于熱易于發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)或膜形成的觀點，這是不優(yōu)選的。更優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)速度在8000至1000Orpm的范圍內(nèi)。
[0094]當(dāng)通過正向旋轉(zhuǎn)操作使聚氨酯樹脂組合物的泡微細時的攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選為2000至8000rpm。旋轉(zhuǎn)速度越高，可以使氣泡越微細。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度低于2000rpm時，不能使氣泡足夠微細，并且不能達到均勻的導(dǎo)電性，這是不優(yōu)選的。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度高于SOOOrpm時，液體流動變得太強，從露天新引入空氣和比重控制變得困難，這是不優(yōu)選的。更優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)速度在4000至6000rpm的范圍內(nèi)。
[0095]如上所述，通過采用導(dǎo)電性輥20、30作為實例描述導(dǎo)電性輥的制造方法。對于其他導(dǎo)電性輥，可以使用浸潰涂布所有層的方法，并可以得到同樣的效果。
[0096]實施例
[0097]現(xiàn)在將通過實施例的方式詳細描述本發(fā)明。
[0098]向100質(zhì)量份的水系涂料(丙烯腈-丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物的水乳液)中加入5質(zhì)量份的EP0CR0S (含噁唑啉基的苯乙烯-丙烯酸類共聚物的乳液)、10質(zhì)量份的水分散碳、7.5質(zhì)量份的Fineseal X-12 (親水性二氧化硅)、I質(zhì)量份的SN Defoamer777 (消泡劑)、I質(zhì)量份的SN Wet970 (濕潤劑)、1.6質(zhì)量％的UH420(增稠劑)，以通過攪拌器攪拌。通過網(wǎng)孔過濾加入所有成分的水系涂料以除去聚集物。軸I使用該水系涂料進行浸潰涂布，并加熱干燥，由此在軸I的外周上形成厚度為100 μ m的粘合層4。
[0099]接著，通過下表1和2中列出的配方(質(zhì)量份)制備實施例1至6和比較例I至8中的聚氨酯樹脂組合物。首先，在容器中測量230g量的聚氨酯樹脂組合物并由攪拌器攪拌30分鐘。此后，使該組合物靜置24小時，并借助于使用HOMO MIXER(T.K.R0B0MIX，由PRMIXCorporation制造)通過使攪拌葉片沿樹脂原料液體從液體表面向容器的底表面流動的方向以5000rpm旋轉(zhuǎn)10分鐘來使樹脂原料發(fā)泡。此后，通過使攪拌葉片以4000rpm旋轉(zhuǎn)5分鐘來使氣泡微細，以致樹脂原料從容器的底表面向液體表面流動，由此得到聚氨酯發(fā)泡體水分散液。使用的發(fā)泡劑I至9的細節(jié)列在表3中。對上述其上預(yù)先形成粘合層的軸I通過浸潰涂布來得到的聚氨酯發(fā)泡體水分散液，然后在加熱的空氣烘箱中干燥并硬化，從而形成層厚度為1.2mm的彈性層。
[0100]接著，向100質(zhì)量份的水系涂料(丙烯酸硅樹脂EX102SI，由NIPPON SH0KUBAIC0.，LTD.制造)中加入70 質(zhì)量份的2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯(由ChissoCorporation制造，CS_12)、8質(zhì)量份的水性娃酮接枝丙烯酸類聚合物(由ToagoseiC0., Ltd.制造，Symac US_450)、27質(zhì)量份的聚醚改性聚二甲基硅氧烷(由BYK Japan KK制造，BYK-333)、2質(zhì)量份的含氟非離子表面活性劑(由NEOS COMPANY UMITED制造，F(xiàn)tergent215M)和 10 質(zhì)量份的 SILICA(由 T0KUYAMA corporation 制造，F(xiàn)INE SEAL X-12)、15 質(zhì)量份的尼龍顆粒(由 Aica Kogyo Company, Limited 制造,GANZ PEARL GPA_550)、10 質(zhì)量份的黑色有機顏料的水性分散體(B0NJET BLACK CW-3，由ORIENT CHEMICAL INDUSTRIESC0., LTD.制造)以通過攪拌器攪拌。通過浸潰涂布將得到的水系涂料施涂到上述彈性層2上，并在室溫下干燥30分鐘以及在110°C下干燥20分鐘，從而形成表面層3，由此得到各個導(dǎo)電性輥。
[0101]對于所獲得的輥，評價平均泡孔直徑、彈性層的泡孔直徑的標準偏差、彈性層的中空率和是否產(chǎn)生模糊的圖像。
[0102]<彈性層的平均泡孔直徑的測量>
[0103]從每個所得到的輥，切出厚度為1.2mm的彈性層，并在數(shù)字顯微鏡(由KEYENCECORPORATION制造的VHX-100)的屏幕上以遞減順序在30個點處測量泡孔直徑，以測定其平均值和標準偏差。所得結(jié)果列于表1和表2中。
[0104]〈彈性層中空率的測量〉
[0105]在形成的厚度為1mm厚的發(fā)泡彈性層片材上放置具有q)bmm的圓柱狀砝碼，并在其上施加500gf的負荷以在40°C X95%的高溫和高濕度下靜置三天。此后，取出片材并切出的重量痕跡(weight trace)，使得可以觀察其截面。通過數(shù)字顯微鏡測量在負荷部分的空心量(hollow amount)和在非負荷部分的厚度，并通過使用下面的公式進行計算:
[0106]中空率=空心量/非負荷部分的厚度。
[0107]所得到的結(jié)果列在表1和表2中。當(dāng)彈性層中空率是3%以下時，可以認為彈性層的彈性是良好的。
[0108]〈模糊圖像評價〉
[0109]在由佳能公司制造的打印機LBP5000中設(shè)置引入導(dǎo)電性輥的CRG307，然后以半色調(diào)圖案進行打印，以確認是否產(chǎn)生霧度(haze)。當(dāng)產(chǎn)生霧度時，將評價指定為“ X ”，并且當(dāng)沒有產(chǎn)生霧度時，將評價指定為“O”。其結(jié)果列在表1和表2中。
[0110][表1]
[0111]
【權(quán)利要求】
1.一種聚氨酯樹脂組合物，其包括:在側(cè)鏈上具有羧基的聚氨酯樹脂；具有環(huán)氧基團的交聯(lián)劑；以及由糖和具有16至24個碳原子的未支化的飽和脂肪酸制成的酯作為發(fā)泡劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯樹脂組合物，其中所述飽和脂肪酸是硬脂酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯樹脂組合物，其含有發(fā)泡助劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯樹脂組合物，其中所述糖是蔗糖。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚氨酯樹脂組合物，其中所述發(fā)泡助劑是硬脂酸銨。
6.一種導(dǎo)電性輥，其包括:軸；和在所述軸的外周上順序地形成的彈性層和表面層，所述導(dǎo)電性輥的特征在于 所述彈性層通過使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯樹脂組合物形成。
【文檔編號】C08J9/14GK103619929SQ201280029648
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月16日
【發(fā)明者】高野純一, 安立光顯, 古田中洋一, 白倉代治郎 申請人:株式會社普利司通