导电性弹性体组合物及其制备方法技术

提供了：导电性热塑性弹性体组合物、其制备方法、使用所述导电性热塑性弹性体组合物制造的驱动辊、以及其中并入有所述驱动辊的成像装置，所述导电性热塑性弹性体组合物可以以简单的结构以低成本和良好的生产率制造，而且具有优异的可挤出模制性以及驱动辊所需的较低电阻；在所述导电性热塑性弹性体组合物中，5质量份至15质量份的科琴黑微细地分散在100质量份的酯型聚氨酯热塑性弹性体和增塑剂的混合物中或者100质量份的聚酯热塑性弹性体中。所述制备方法包括首先捏合其他组分然后向其添加科琴黑并捏合的步骤。驱动辊(1)由所述导电性热塑性弹性体组合物形成。成像装置中并入有所述驱动辊。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及导电性弹性体组合物及其制备方法。本专利技术还涉及通过将所述导电性弹性体组合物挤出成辊形而生产的驱动辊和并入有所述驱动辊的成像装置。
技术介绍
在电子照相成像装置如静电式复印机、激光打印机、普通纸传真机或复印-打印-传真多功能机中，采用驱动辊来旋转驱动进纸带、转印带、中间转印带等。常规驱动辊大致分为交联橡胶型或涂层型。对于前一种交联橡胶型驱动辊，使用可交联橡胶如EPDM作为基础聚合物，并且通过使增塑剂、填料、交联剂、导电性赋予剂等与基础聚合物共混并捏合所得混合物来制备可交联橡胶组合物。然后，通过将可交联橡胶组合物挤出成辊体并使辊体交联来生产驱动辊。后一种涂层型驱动辊通过在金属辊的外周面上施用包含可固化粘合剂树脂如聚氨酯树脂的涂覆剂并使粘合剂树脂固化而生产为具有厚度不大于约0.3mm的薄涂层。待选择的驱动辊类型取决于所需的特征性能。生产前一种交联橡胶型驱动辊的问题在于需要较高的生产成本且生产率较低，原因是橡胶捏合步骤和交联步骤分批式进行。生产后一种涂层型驱动辊的问题也在于需要较高的生产成本且生产率较低，原因是难以适当地控制涂覆剂的品质或者难以在辊的外周面上均匀地施用涂覆剂。此外，薄涂层易于在短时间内磨损。已构思使用包含热塑性弹性体作为基础聚合物的热塑性弹性体组合物代替可交联橡胶组合物来生产像驱动辊那样待并入成像装置中的进纸辊、充电辊和转印辊(参见专利文献1和专利文献2)。对于待由热塑性弹性体组合物生产的进纸辊等，例如，通过使用挤出机来连续地制备热塑性弹性体组合物。在不需要分批式的橡胶捏合步骤、以及在挤出步骤之后分批式的交联步骤的情况下，可以以更低的成本以提高的生产率实现这些辊的生产。因此，当以与进纸辊等相同的方式由热塑性弹性体组合物生产驱动辊时，预期提供相同的效果。引用列表专利文献专利文献1：JP2011-37563A专利文献2：JP2008-254845A专利文献3：JP2004-51828A
技术实现思路
技术问题当将驱动辊并入以与例如转印带、中间转印带等组合使用时，需要驱动辊具有导电性。此外，需要驱动辊具有较低的电阻和较高的导电性。特别地，驱动辊的辊电阻优选地不大于105Ω水平。可以构思使：(A)离子导电剂如导电聚合物；或(B)导电炭黑如科琴黑在热塑性弹性体组合物中共混以赋予由热塑性弹性体组合物生产的驱动辊以导电性。然而，在使用前一种离子导电剂的情况下，难以使驱动辊的电阻减小至预定的所需电阻范围。此外，离子导电剂比导电炭黑等更昂贵，从而增加了驱动辊的生产成本。另一方面，后一种的导电炭黑的可分散性较差，使得其难以将驱动辊的电阻减小至预定的电阻范围。特别地，当如普通的生产过程那样将导电炭黑与热塑性弹性体和其他成分干混然后捏合所得混合物时，难以使将驱动辊的电阻减小至预定的电阻范围所需的全部量的导电炭黑均匀地分散。因此，导电炭黑易于凝集。如果导电炭黑凝集而不均匀地分散，则驱动辊的总电阻不利地增加。此外，包含大量导电炭黑的热塑性弹性体组合物的可成型性(可挤出性)易于降低，特别是当被挤出成辊体时。因此，需要降低挤出线速度以将热塑性弹性体组合物稳定地挤出成具有预定尺寸的辊体，从而防止成型缺陷如表面粗糙化。这造成的问题是降低了驱动辊的生产率，从而增加了生产成本。如果导电炭黑的量减少至小于必需量，则导电炭黑可完全均匀地分散在热塑性弹性体组合物中，从而提高可挤出性。然而，在这种情况下，驱动辊的电阻不能减小至预定的电阻范围。在专利文献3中，构思了通过使用离子导电剂作为主导电剂并使用少量导电炭黑作为辅助导电剂来减小驱动辊的电阻，但是这种布置提供的效果有限。为了使导电炭黑如上所述均匀地分散，导电炭黑的量应限于如专利文献3的实施例中所描述的基于热塑性弹性体组合物的总量不大于约2.3质量％程度的较小的量。因此，在专利文献3的实施例中，即使在组合使用导电炭黑和离子导电剂的情况下驱动辊的电阻也不能充分减小，驱动辊具有约106Ω水平的辊电阻。在专利文献3的实施例中，昂贵的离子导电剂与导电炭黑组合使用。此外，使用通过使热塑性树脂和/或热塑性弹性体中的可交联橡胶动态交联而制备的特殊热塑性弹性体作为基础聚合物。因此，造成了生产成本增加的问题。此外，特殊热塑性弹性体的可挤出性较低。特别地，当导电炭黑以大于上述范围的量进行共混时，可挤出性进一步降低，使得不能将热塑性弹性体组合物挤出成没有成型缺陷如表面粗糙化的平滑辊体。这由专利文献3的比较例3的结果明显可知。此外，额外地需要通过动态交联来制备热塑性弹性体的步骤。这相应地降低了热塑性弹性体组合物的生产率，因此降低了驱动辊的生产率。本专利技术的一个目的是提供新的导电性热塑性弹性体组合物以及所述导电性热塑性弹性体组合物的有效生产方法，所述导电性热塑性弹性体组合物可以通过简单布置的方法以较高的生产率并以较低的成本生产，并且具有优异的可挤出性和驱动辊所需的较低电阻。本专利技术的另一个目的是提供通过采用所述导电性热塑性弹性体组合物生产的驱动辊，并提供并入有所述驱动辊的成像装置。问题的解决方案根据本专利技术，提供一种导电性热塑性弹性体组合物，其基本上包含：酯型聚氨酯热塑性弹性体；增塑剂；和微细地分散在酯型聚氨酯热塑性弹性体和增塑剂的混合物中的科琴黑，科琴黑以基于100质量份的酯型聚氨酯热塑性弹性体和增塑剂的混合物不小于5质量份且不大于15质量份的量存在。根据本专利技术，还提供一种导电性热塑性弹性体组合物，其基本上包含：聚酯热塑性弹性体；和微细地分散在聚酯热塑性弹性体中的科琴黑，科琴黑以基于100质量份的聚酯热塑性弹性体不小于5质量份且不大于15质量份的量存在。根据本专利技术，还提供一种驱动辊，其由本专利技术的导电性热塑性弹性体组合物中的任一者形成，并且其A型硬度计硬度不低于60度且不高于80度。根据本专利技术，还提供一种包括本专利技术驱动辊的成像装置。根据本专利技术的导电性热塑性弹性体组合物各自采用科琴黑，科琴黑的导电性在导电炭黑中是特别优异的。由于预定量的科琴黑均匀地微细地分散在导电性热塑性弹性体组合物中，因此导电性热塑性弹性体组合物具有驱动辊所需的较低电阻(特别地，不大于105Ω水平)。如上所述，科琴黑均匀地微细地分散在导电性热塑性弹性体组合物中。此外，酯型聚氨酯热塑性弹性体用作基础聚合物，并向该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电性热塑性弹性体组合物，基本上包含：酯型聚氨酯热塑性弹性体；增塑剂；和微细地分散在所述酯型聚氨酯热塑性弹性体和所述增塑剂的混合物中的科琴黑，所述科琴黑以基于100质量份的所述酯型聚氨酯热塑性弹性体和所述增塑剂的所述混合物不小于5质量份且不大于15质量份的量存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.18 JP 2013-2381711.一种导电性热塑性弹性体组合物，基本上包含：
酯型聚氨酯热塑性弹性体；
增塑剂；和
微细地分散在所述酯型聚氨酯热塑性弹性体和所述增塑剂的混合物
中的科琴黑，所述科琴黑以基于100质量份的所述酯型聚氨酯热塑性弹性
体和所述增塑剂的所述混合物不小于5质量份且不大于15质量份的量存
在。
2.根据权利要求1所述的导电性热塑性弹性体组合物，其中所述酯
型聚氨酯热塑性弹性体的A型硬度计硬度为不低于60度且不高于80度。
3.根据权利要求1或2所述的导电性热塑性弹性体组合物，其中所
述酯型聚氨酯热塑性弹性体E与所述增塑剂P以质量比E/P存在，
E/P＝55/45至85/15。
4.一种导电性热塑性弹性体组合物，基本上包含：
聚酯热塑性弹性体；和
微细地分散在所述聚酯热塑性弹性体中的科琴黑，所述科琴黑以基于
100质量份的所述聚酯热塑性弹性体不小于5质...

【专利技术属性】
技术研发人员：峯章弘，西本宗宏，滨漥真司，吉里成弘，
申请(专利权)人：住友橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP