充电辊制造技术

本公开公开了一种尤其但非排它地用于在液体电子照相(LEP)图像形成设备中对光电导元件充电的新的充电辊。所述充电辊包括芳香族二异氰酸酯、聚碳酸酯聚酯多元醇、亚光剂、表面能调节剂和导电剂的固化合成物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】充电辊
技术介绍
液体电子照相(LEP)过程始于对光电导体充电。栅控式电晕装置常常用来在光电导体上施加电子以进行充电。栅控式电晕装置的缺点在于由电晕效应产生的对环境有危害的臭氧排放物。栅控式电晕装置的一种已知的替代形式是充电辊。本公开大体上涉及新的充电辊、尤其用于进行液体电子照相(LEP)过程的设备和用于制造充电辊的方法。 【附图说明】 图1比较了在测量摩擦力的测试中三个充电辊的性能。参考样品(对比物)是商用带涂层的聚氨酯充电辊，样品B是包含海德林(hydrin)基导电层的充电辊，该导电层涂有根据本公开的实施例获得的聚氨酯基橡胶，其中不添加亚光剂，样品C包括海德林基导电层，该导电层涂有其中添加含硅土(silica)亚光剂的橡胶(相比总固体的重量约6重量％)；图2比较了在测量表面能的测试中四个充电辊的性能。参考样品(对比物)不包含任何表面能调节剂，样品A包括其中添加相比二异氰酸酯和多元醇的重量为6重量％的NRLFluoropolyor的涂层，样品B包含其中添加相比二异氰酸酯和多元醇的重量为10重量％的NRL Fluoropolyor的涂层，样品C包括其中添加相比二异氰酸酯和多元醇的重量为20重量9^^NRL Fluoropolyof的涂层。“分散的”是指归因于分散相互作用的表面能，“极性的”是指归因于极性相互作用的表面能；图3是根据本专利技术的一个实施例的充电辊的视图。 【具体实施方式】 充电辊通常包括至少部分地涂有一层导电橡胶的导电性(通常为钢)轴芯。在某些情况下，有利的是层被进一步涂覆。涂层可有助于定制辊表面的电学和/或机械和/或物理特性，并且其目的通常是三方面的。首先，它提供了阻碍污染物粘附到辊表面的保护层。其次，它充当机械和化学屏障，该屏障保护导电橡胶不受物理损坏和化学劣化。最后，由于具有比涂布的橡胶层的电导率更低的电导率，涂层提供了均匀的电荷并且防止在与光电导体接触时形成电弧。 例如，涂层的存在在充电辊包括海德林橡胶层的情况中是有利的。海德林(即，环氧氯丙烷/环氧乙烷/烯丙基缩水甘油醚的三元共聚物)以不同的化学等级存在，每个等级包含不同量的组成型单体共混物且具有特定的物理特性和机械特性。在诸如高速LEP印刷过程的某些应用中，海德林可掺有炭黑。炭黑在辊表面上的存在是不可取的，因为它会在光电导体上引起电弧。另外，海德林具有相对高的表面能，这趋于吸引在辊操纵期间空气中或在使用时印刷机中的污染物。 在用于进行LEP印刷过程的充电辊的情况中，涂层的存在也是有利的。基本的LEP印刷过程涉及使用DC或AC充电的充电辊在光电导体上(例如，转鼓的光电导表面上)放置均匀的静电荷，并且使光电导体以所需印刷图像的图案曝光，以便在光电导体的曝光区域上耗散电荷。在光电导体上的所得的潜在静电图像通过将液体调色剂的薄层施加到光电导体而显影。液体调色剂通常分散在载液(通常为烃油，例如，可得自Exxon Mobile的Isopar-L?，CAS N0.64742-48-9)中的带电调色剂颗粒组成。在下文中，载液也被称为图像油或油墨溶剂。因此，并且不同于诸如激光打印机的其它电摄影印刷应用，在LEP印刷中使用的充电辊与图像油直接接触，并且这会触发辊的劣化并导致不令人满意的使用寿命。 据发现，当在诸如LEP印刷过程和/或包括海德林橡胶层的充电辊的苛刻条件下使用时，聚氨酯基现有技术涂料合成物在满足上文所指要求中，尤其是但非排它地在充电辊表面特性方面，并非始终令人满意。 典型的充电辊的结构元件在图3中表示。参看该图，充电辊I包括通常由钢或铝制成的内导电轴2 (其可包括内腔)、以及橡胶导电层3，导电层3围绕所述轴2设置并且沿所述轴的长度的至少一部分延伸。层3具有外纵向表面，该表面进一步涂有通常半导电的橡胶涂层4。用于涂层4的橡胶的电导率通常低于用于层3的橡胶的电导率。这是用来克服充电辊在与光电导体接触时的不期望的电弧形成的解决方案。 除非另外指明，当在本文中使用时，LEP或液体电子照相过程是指使用液体调色剂在纸或其它印刷介质上形成图像的印刷过程。LEP常常用于大规模商业印刷。基本的LEP印刷过程涉及使用DC或AC充电的充电辊在光电导体上(例如，转鼓的光电导表面上)放置均匀的静电荷，并且使光电导体以所需印刷图像的图案曝光，以便在光电导体的曝光区域上耗散电荷。在光电导体上的所得的潜在静电图像通过将液体调色剂的薄层施加到光电导体而显影。液体调色剂通常分散在载液(通常为烃油，例如，可得自Exxon Mobile的Isopar-L?，CAS N0.64742_48_9)中的带电调色剂颗粒组成。在下文中，载液也被称为图像油或油墨溶剂。根据调色剂颗粒的电荷，带电调色剂颗粒附着到光电导体上的放电区域(放电区域显影(DAD))或带电区域(带电区域显影(CAD))，以在光电导体上形成所需的调色剂图像。调色剂图像被从光电导体转移到中间转印构件，然后从中间转印构件转移到纸或其它印刷介质。 在一个方面，本公开公开了一种包含橡胶的充电辊，所述橡胶能够通过固化包含下列的第一合成物而获得:-芳香族二异氰酸酯，-聚碳酸酯聚酯多元醇，-亚光剂，-表面能调节剂，以及 -导电剂。 在一个其它方面，本公开公开了一种包括涂层的充电辊，所述涂层包含橡胶，该橡胶可通过固化包含下列组分的第一合成物而获得:-聚合物型4，4’ -亚甲基二苯基二异氰酸酯， -线性脂族聚碳酸酯聚酯多元醇，其可从包含1，6-己二醇和ε -己内酯的混合物获得，所述多元醇具有约2000的重量当量和用DIN 53 240/2测量的约1.7% (重量/重量)的羟值，-经表面处理的硅土，-氟化多元醇，以及 -导电剂。 除非另外指明，芳香族二异氰酸酯、聚碳酸酯聚酯多元醇、亚光剂、表面能调节剂和导电剂的合并重量将被称为总固体的重量。 二异氰酸酯是每个分子包含两个异氰酸酯(-N=C=O)基团的分子。芳香族二异氰酸酯通常具有通式R-(N=C=O)2，其中，R包含任选取代的芳香族基团，例如，任选取代的苯基，而在脂族二异氰酸酯中R为脂族基团。除非另外指明，本文所用的术语“芳香族二异氰酸酯”和“脂族二异氰酸酯”以及它们的具体示例必须被理解为包含二异氰酸酯单体、聚合物以及它们的混合物。合适的芳香族二异氰酸酯的示例为基于MDI (即，4，4’-亚甲基二苯基二异氰酸酯)的芳香族聚合物型异氰酸酯。在下文中，该聚合物(CAS N0.9016-87-9)也将被更简单地称为聚合物型MDI或pMDI。该聚合物可作为Mondur? MR Light从Bayer商购获得。从化学角度来说，该产品是聚合物型MDI (通常在约50重量％和60重量％之间)、单体MDI (通常在约35重量％和45重量％之间)和痕量(通常小于约7重量％，例如，小于5重量％)的2，4’ -亚甲基二苯基二异氰酸酯的混合物。它具有包括在约31.0和 32.50之间的NCO含量(表达为重量％)、以及约132 (数据得自Bayer)的平均当量。有利的是，芳香族二异氰酸酯包含聚合物型MDI或其混合物或由它们组成。在一个实施例中，本文限定的第一合成物不包含脂族二异氰酸酯。在另一个实施例中，相比第一合成物中存在的所有二异氰酸酯的重量，4，4’-亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含橡胶的充电辊，所述橡胶能通过固化第一合成物而获得，所述第一合成物包含：‑ 芳香族二异氰酸酯，‑ 聚碳酸酯聚酯多元醇，‑ 亚光剂，‑ 表面能调节剂，以及‑ 导电剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包含橡胶的充电辊，所述橡胶能通过固化第一合成物而获得，所述第一合成物包含: -芳香族二异氰酸酯， -聚碳酸酯聚酯多元醇， -亚光剂， -表面能调节剂，以及 -导电剂。2.根据权利要求1所述的辊，其中，所述二异氰酸酯和聚碳酸酯聚酯多元醇在所述合成物中以提供 1.3的NCO/OH当量比率(NCO指数)的量存在。3.根据权利要求1所述的辊，其中，所述二异氰酸酯包含聚合物型4，4’-亚甲基二苯基二异氰酸酯。4.根据权利要求1所述的辊，其中，所述聚碳酸酯聚酯多元醇包含线性脂族聚碳酸酯多元醇，所述线性脂族聚碳酸酯多元醇能从包含1，6-己二醇和ε -己内酯的混合物获得，具有2000的重量当量和在用DIN 53 240/2测量时1.7%重量/重量的羟值。5.根据权利要求1所述的辊，其中，所述亚光剂包含被蜡表面处理的或被硅氧烷处理的热解法硅土，具有被包括在4.4和5微米之间的平均体积粒度(d5Q)。6.根据权利要求1所述的辊，其中，所述表面能调节剂包含氟化多元醇。7.根据权利要求1所述的辊，其中，导电剂包括锂盐和/或季烷基铵盐。8.一种包括涂层的充电辊，所述涂层包含橡胶，所述橡胶能通过固化包含下列项的第一合成物而获得: -聚合物型4，4’ -亚甲基二苯基二异氰酸酯， -线性脂族聚碳酸酯聚酯多元醇，其能从包含1，6-己二醇和己内酯的混合物而获得，所述多元醇具有2000的重量当量和在用DIN 53 240/2测量时的1.7%重量/重量的羟值， -被表面处理的娃土， -氟化多元醇，以及 -双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂。9.根据权利要求1或权利要求8所述的辊，包括内导电轴、包含导电橡胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李绍玮，封毅，SJ科兹米斯基，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国;US