固定有离子成分的弹性体材料及其制造方法技术

固定有离子成分的弹性体材料(2)具有：弹性体(20)、第一离子成分(211)固定于金属氧化物颗粒(210)而成的离子固定颗粒(21)、以及带有与第一离子成分(211)相反的电荷的第二离子成分(22)，离子固定颗粒(21)化学键合于弹性体(20)。弹性体材料(2)中，第一离子成分(211)介由金属氧化物颗粒(210)固定于弹性体(20)。因此，即便随着时间的推移或在使用时，第一离子成分(211)也难以移动。因此，弹性体材料(2)的特性难以经时变化。弹性体材料(2)作为转换器、导电性辊的构成材料是适合的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】固定有离子成分的弹性体材料(2)具有：弹性体(20)、第一离子成分(211)固定于金属氧化物颗粒(210)而成的离子固定颗粒(21)、以及带有与第一离子成分(211)相反的电荷的第二离子成分(22)，离子固定颗粒(21)化学键合于弹性体(20)。弹性体材料(2)中，第一离子成分(211)介由金属氧化物颗粒(210)固定于弹性体(20)。因此，即便随着时间的推移或在使用时，第一离子成分(211)也难以移动。因此，弹性体材料(2)的特性难以经时变化。弹性体材料(2)作为转换器、导电性辊的构成材料是适合的。【专利说明】
本专利技术涉及包含离子成分的弹性体材料，更详细而言涉及离子成分固定于弹性体的弹性体材料。
技术介绍
作为转换器，已知有进行机械能与电能的转换的致动器、传感器等，或者进行声能与电能的转换的扬声器、话筒等。为了构成柔软性高、小型且轻量的转换器，介电弹性体等高分子材料是有用的。例如，可通过在包含介电弹性体的介电层的厚度方向的两面配置一对电极，从而构成致动器。对于这种致动器而言，如果增加电极间的施加电压，那么电极间的静电引力变大。因此，夹在电极间的介电层从厚度方向被压缩，介电层的厚度变薄。如果膜厚变薄，那么介电层在平行于电极面的方向伸长相应程度。另一方面，如果减小电极间的施加电压，那么电极间的静电引力变小。因此，从厚度方向对介电层的压缩力变小，在介电层的弹性回复力的作用下膜厚变厚。如果膜厚变厚，那么介电层在平行于电极面的方向收缩相应程度。像这样，致动器通过使介电层伸长、收缩，从而使驱动对象部件驱动。由致动器输出的力和位移量是由施加电压的大小和介电层的相对介电常数而决定的。即，施加电压越大并且介电层的相对介电常数越大，则致动器的产生力(generatingforce)和位移量变大。因此, 作为介电层的材料,可以使用耐介质击穿性高的硅橡胶、相对介电常数大的丙烯酸类橡胶、丁腈橡胶等(例如，参照专利文献1、2)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特表2003-506858号公报专利文献2:日本特表2001-524278号公报专利文献3:日本特开2005-51949号公报专利文献4:日本特开平6-264919号公报专利文献5:日本特开2011-148641号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，硅橡胶的相对介电常数小。因此，使用硅橡胶作为介电层的材料时，相对于施加电压的静电引力小，难以得到所希望的产生力和位移量。另外，硅橡胶的耐介质击穿性还不能说充分，能够施加的电压有限。另一方面，丙烯酸类橡胶、丁腈橡胶的相对介电常数比硅橡胶的相对介电常数大。因此，使用丙烯酸类橡胶等作为介电层的材料时，相对于施加电压的静电引力与使用硅橡胶时相比变大。然而，丙烯酸类橡胶等的电阻比硅橡胶小。因此，介电层容易介质击穿。另夕卜，施加电压时电流在介电层中流动(所谓的泄漏电流)，电荷难以滞留在介电层和电极的界面附近。因此，尽管相对介电常数大，但是静电引力变小，无法得到充分的力和位移量。进而，如果电流在介电层中流动，则有产生的焦耳热使得介电层被击穿的风险。像这样，很难通过一种材料来实现耐介质击穿性优异并且静电引力大的介电层。另外，复印机、打印机、传真机等电子照片机器中使用带电辊、显影辊、转印辊等各种导电性辊。导电性辊像例如专利文献4所述的那样，由芯轴、形成于芯轴的外周侧的导电性弹性体层、以及形成于导电性弹性体层的外周侧的电阻调节层构成。电阻调节层为起到调节导电性辊的电阻的作用的层，是由树脂、橡胶中配混有离子成分的组合物形成的。这种导电性辊中存在如下问题:如果长时间施加电压，则离子成分渗出于电阻调节层的表面(起霜)。另外，也存在如下问题:离子成分与橡胶等基质的相容性低的情况下，离子成分容易析出于电阻调节层的表面。如果离子成分渗出或者析出，则电阻调节层变得容易剥离。另外，导 电性辊的电阻变化、带电不良而导致图像中产生空白区域等故障。本专利技术是鉴于以上情况而做出的，课题在于提供能够作为转换器、导电性辊的构成材料而使用的、特性难以随着时间的推移或使用而经时变化的弹性体材料及其制造方法。用于解决问题的方案(I)本专利技术的固定有离子成分的弹性体材料的特征在于，具有:弹性体、第一离子成分固定于金属氧化物颗粒而成的离子固定颗粒、以及带有与该第一离子成分相反的电荷的第二离子成分，该离子固定颗粒化学键合于该弹性体。本专利技术的固定有离子成分的弹性体材料(以下，适宜地称为“本专利技术的弹性体材料”)中，离子固定颗粒化学键合于弹性体。离子固定颗粒包含金属氧化物颗粒和固定于该金属氧化物颗粒的第一离子成分。即，第一离子成分介由金属氧化物颗粒固定于弹性体。固定于金属氧化物颗粒的第一离子成分的电荷可以为正也可以为负。例如，固定有具有正电荷的第一离子成分时，弹性体材料具有:弹性体、化学键合于该弹性体且阳离子固定于金属氧化物颗粒的阳离子固定颗粒、以及具有负电荷的第二离子成分(阴离子)。图1为表示本方式的弹性体材料的构成成分的模式图。如图1所示，弹性体材料2具有:弹性体20、阳离子固定颗粒21和阴离子22。弹性体20具有羧基(-C00H)。阳离子固定颗粒21是阳离子211固定于TiO2颗粒210而成的。阳离子211与阴离子22是反离子。通过弹性体20的-COOH与TiO2颗粒210的-OH的反应，阳离子固定颗粒21化学键合于弹性体20。相反地，固定有具有负电荷的第一离子成分时，弹性体材料具有:弹性体、化学键合于该弹性体且阴离子固定于金属氧化物颗粒的阴离子固定颗粒、以及具有正电荷的阳离子成分。图2为表示本方式的弹性体材料的构成成分的模式图。如图2所示，弹性体材料2具有:弹性体20、阴离子固定颗粒23和阳离子24。弹性体20具有羧基(-C00H)。阴离子固定颗粒23是阴离子231固定于TiO2颗粒230而成的。阴离子231和阳离子24为反离子。通过弹性体20的-COOH与TiO2颗粒230的-OH的反应，阴离子固定颗粒23化学键合于弹性体20。需要说明的是，图1、图2为用于说明本专利技术的弹性体材料的模式图，对于本专利技术的弹性体材料没有任何限定。本专利技术的弹性体材料中，成对的离子成分中的一者介由金属氧化物颗粒而固定于弹性体。被固定的离子成分难以移动。因此，离子成分渗出或析出的风险小。因此，例如将本专利技术的弹性体材料用于导电性辊的电阻调节层时，电阻调节层的剥离、电阻的变化被抑制，能够降低由带电不良导致的图像的故障。另外，可以使本专利技术的弹性体材料层叠于介电层而构成转换器。此时，具备介电层和配置于该介电层的表背两侧的一对电极的转换器中，将包含本专利技术的弹性体材料的离子固定层夹于该介电层和该电极之间即可。此处，离子固定层既可以以夹着介电层的方式配置于介电层的表背两面，也可以配置于介电层的表面或背面中的任一者。但是，将离子固定颗粒的第一离子成分的电荷设置为与相邻的电极的极性相同。即，离子固定层中，第一离子成分具有正电荷时，该离子固定层配置于正极侧的电极和介电层之间。相反地，第一离子成分具有负电荷时，该离子固定层配置于负极侧的电极和介电层之间。以下，使用模式图，对转换器的一个实施方式的构成和工作进行说明。图3表示转换器在施加电压前的状态的截面模式图。图4表示同一转换器在施加电压时的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高松成亮，熊谷信志，
申请(专利权)人：东海橡塑工业株式会社，
类型：
国别省市：