專利名稱：用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件，所述的部件適用于電子照相裝置和靜電記錄裝置中用來帶電、顯影、轉(zhuǎn)印、定影、除電、清潔、送紙或輸送的刮板、輥和傳送帶，所述的電子照相裝置和靜電記錄裝置舉例來說有復(fù)印機、傳真裝置和打印機。
背景技術(shù)：
包括例如復(fù)印機、傳真裝置和打印機等電子照相裝置和靜電記錄裝置的辦公自動化設(shè)備由多個零件構(gòu)成，而刮板、輥和傳送帶作為關(guān)鍵零件在電子照相過程中起著諸如帶電、顯影、轉(zhuǎn)印、定影、除電、清潔、送紙或輸送作用。這些零件主要是由聚氨酯材料制成，而且在許多情況下，從其功能的角度來看，所述零件應(yīng)具有約104至1012Ω·cm的導(dǎo)電性。
至今為止，為使用作辦公自動化設(shè)備零件的聚氨酯部件具有導(dǎo)電性而采取的最通用措施包括例如使聚氨酯材料模壓成型，所述的聚氨酯材料是通過將例如炭黑與多元醇組分拌和并在其中分散而制得的。
但采用所述的包括通過拌和炭黑而使其分散的方法使所述的模制品完全并均勻地具有穩(wěn)定的導(dǎo)電性是非常困難的，因為所述導(dǎo)電物質(zhì)的添加用量的微小偏差、操作條件如原料溫度、模壓溫度和模壓時間的細(xì)微變化以及使用不同的模壓方法等均會導(dǎo)致導(dǎo)電通路形態(tài)上的變化，并因此而產(chǎn)生導(dǎo)電性上的巨大變化量，特別是在體積電阻率范圍為106至1011Ω·cm時。
此外，炭黑的比重通常比聚氨酯高，以至于在模壓過程中，所述炭黑會沉降和分布不均勻，此外，其沉降和分布還受到所得模制品的形態(tài)的影響，從而導(dǎo)致炭黑的導(dǎo)電通路上產(chǎn)生缺陷而難以穩(wěn)定地為所得的模制品提供均勻的導(dǎo)電性。特別是對于通過施加強離心力、采用離心成型法模壓成型的模制品，這種趨勢是很強烈的。因此，為了克服這些困難，必須根據(jù)所述模制品的形態(tài)和/或模壓成型的方法，嚴(yán)格控制生產(chǎn)條件。此外，就由所述方法得到的導(dǎo)電性聚氨酯而言，其電阻高度依賴于所施加的電壓，因而阻礙了高性能電子照相裝置和靜電記錄裝置的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述內(nèi)容，本發(fā)明的目的是提供一種用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件，所述導(dǎo)電性部件在體積電阻率為105至1012Ω·cm的范圍內(nèi)表現(xiàn)出非常穩(wěn)定的導(dǎo)電性，其導(dǎo)電性對所施加的電壓依賴性較小，而且在連續(xù)通電過程中以及在環(huán)境因素如溫度和濕度發(fā)生變化時，所述導(dǎo)電性部件的導(dǎo)電性僅發(fā)生微小的變化。
本發(fā)明是用于辦公自動化設(shè)備的一種導(dǎo)電性部件，所述部件可通過使包含非醚類聚氨酯、炭黑和雙(三氟甲烷磺?；?亞胺鋰的組合物模壓成型而得到。
用作導(dǎo)電性刮板、導(dǎo)電性輥或?qū)щ娦詡魉蛶У谋景l(fā)明的用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件也構(gòu)成了本發(fā)明的一個方面。
具體實施例方式
在下文中，將對本發(fā)明作詳細(xì)描述。
本發(fā)明涉及用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件，所述部件可通過使包含非醚類聚氨酯、炭黑和雙(三氟甲烷磺?；?亞胺鋰的組合物模壓成型而得到。
由于發(fā)明人為實現(xiàn)上述目標(biāo)而進行了深入的研究，他們發(fā)現(xiàn)，在105至1012Ω·cm的體積電阻率范圍內(nèi)，包含合用的作為導(dǎo)電劑的炭黑和雙(三氟甲烷磺酰基)亞胺鋰的非醚類聚氨酯具有非常穩(wěn)定的電阻，而且其導(dǎo)電性對電壓的依賴性不大?，F(xiàn)在這些發(fā)現(xiàn)已導(dǎo)致了本發(fā)明的完成。
本發(fā)明所用的組合物包含非醚類聚氨酯、炭黑和雙(三氟甲烷磺?；?亞胺鋰。本發(fā)明所用的術(shù)語“非醚類聚氨酯”是指非醚類多元醇與多異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物。
以上的非醚類多元醇包括，例如縮聚物式聚酯型多元醇，典型的有例如聚(己二酸乙二醇酯)多元醇、聚(己二酸丁二醇酯)多元醇和聚(己二酸乙二醇丁二醇酯)多元醇；內(nèi)酯衍生的聚酯型多元醇，典型的有例如聚己內(nèi)酯多元醇和聚(β-甲基-γ-戊內(nèi)酯)多元醇；烯烴衍生的多元醇，典型的有例如聚異戊二烯多元醇和聚丁二烯多元醇；聚碳酸酯多元醇、蓖麻油類多元醇、丙烯酸多元醇、二聚酸多元醇、硅酮類多元醇和含氟的多元醇等。
順便提一句，醚式多元醇如典型的聚乙二醇和聚(氧基四亞甲基)二醇等具有高度的吸濕性，而且會增加其導(dǎo)電性能的環(huán)境依賴性，因而不適合用作本發(fā)明的用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件。
上述的多異氰酸酯不受具體的限制，而可包括例如甲苯二異氰酸酯(TDI)、4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、液體MDI，苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、亞萘基-1，5-二異氰酸酯(NDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、氫化TDI、氫化MDI、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、賴氨酸二異氰酸酯(LDI)、異亞丙基雙(4-環(huán)己基異氰酸酯)和降冰片烷二異氰酸酯等。
在用以上多異氰酸酯與以上非醚類多元醇反應(yīng)時，可加入固化劑。
所述的固化劑不受具體的限制，而可包括例如脂肪族的、芳族的、脂環(huán)族的和雜環(huán)的低分子量二醇；三醇例如三羥甲基丙烷和丙三醇；多元醇例如季戊四醇和山梨糖醇；以及胺化合物，典型的如亞甲基雙鄰氯苯胺(MOCA)。
本發(fā)明的特征包括合用炭黑和由以下通式表示的雙(三氟甲烷磺酰基)亞胺鋰作為導(dǎo)電劑LiN(SO2CF3)2上述炭黑不受具體的限制，而包括例如爐黑類，典型的有Ketjen blackEC和Valcan XC-72；乙炔炭黑、酸性炭黑和由在碳顆粒表面接枝聚合物而產(chǎn)生的接枝碳類。所述種類的物質(zhì)可單獨使用或結(jié)合其中的兩種或多種一起使用。
在本發(fā)明中，通過拌和使炭黑在多元醇中分散。通過拌和分散于多元醇的炭黑的用量優(yōu)選最多為基于全部組合物的10重量％。當(dāng)所述的用量超過10重量％時，所述多元醇的粘度將會顯著上升，從而使其難以實施模壓成型和/或?qū)嵤┟撍拖莶襟E。
根據(jù)本發(fā)明，將雙(三氟甲烷磺?；?亞胺鋰用作除炭黑之外的另一種導(dǎo)電劑。相對于合用的炭黑的量，雙(三氟甲烷磺?；?亞胺鋰的用量優(yōu)選為0.01重量％至200重量％的范圍內(nèi)。當(dāng)所述的用量低于0.01重量％時，將會破壞導(dǎo)電性的穩(wěn)定性，電阻值的變化量將會增大。另一方面，當(dāng)所述的用量超過200重量％時，對電阻穩(wěn)定性將不再產(chǎn)生更多的改良效果。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的設(shè)計使得即使當(dāng)導(dǎo)電物質(zhì)炭黑的電子導(dǎo)電通路產(chǎn)生缺陷時，所述的離子導(dǎo)電物質(zhì)雙(三氟甲烷磺?；?亞胺鋰也能對其進行補充。因此，不管采取何種模壓成型方法和在不嚴(yán)格控制生產(chǎn)條件的情況下，均有可能為所得的模制品提供所需水平的導(dǎo)電性。
本發(fā)明的用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件是由上述組合物模壓成型得到的。
上述組合物包含了非醚類聚氨酯和雙(三氟甲烷磺酰基)亞胺鋰，并優(yōu)選其實質(zhì)上由非醚類聚氨酯和雙(三氟甲烷磺酰基)亞胺鋰組成。
在將以上組合物模壓成型以得到用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件時，可在以上組合物中加入用于促進固化反應(yīng)的催化劑。
所述的催化劑不受具體的限制，而可以是任何能促進聚氨酯生成反應(yīng)的物質(zhì)。因此，可使用聚氨酯形成反應(yīng)中常用的催化劑諸如胺化合物和有機金屬化合物等。
用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件的模壓成型方法不受具體的限制而包括例如常壓鑄模、減壓鑄模、離心成型、旋轉(zhuǎn)成型、擠壓成型、注射模塑、反應(yīng)注射模塑(RIM)和旋涂法。
本發(fā)明所述的用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件可不受具體限制地用作辦公自動化設(shè)備中所用的任何導(dǎo)電性部件。所述的部件中可提及的是例如導(dǎo)電性刮板、導(dǎo)電性輥和導(dǎo)電性傳送帶等。所述的導(dǎo)電性刮板、導(dǎo)電性輥或?qū)щ娦詡魉蛶б矘?gòu)成了本發(fā)明的一個方面。
實施例以下將通過實施例的方式更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅限于這些實施例。
(實施例1)分別按其用量稱得以下各組分平均分子量為2,000、官能團數(shù)為2的聚(己二酸乙二醇丁二醇酯)多元醇，所述的多元醇包含通過拌和分散于其中的導(dǎo)電性炭黑(Ketjen black ECP)，將以上成分作為整體通過減壓加溫使之脫水和消泡；由平均分子量為2,000、官能團數(shù)為2的聚(己二酸乙二醇丁二醇酯)多元醇與MDI反應(yīng)得到的NCO含量為16％的一種預(yù)聚物；包含由重量比為7∶3的1，4-丁二醇和三羥甲基丙烷組成的混合物和預(yù)先溶于其中的雙(三氟甲烷磺?；?亞胺鋰的固化劑，以上組分的用量比是其中分散有炭黑的聚(己二酸乙二醇丁二醇酯)多元醇中的羥基的摩爾數(shù)/所述的預(yù)聚物中的異氰酸根的摩爾數(shù)/所述固化劑中的羥基的摩爾數(shù)之比為1∶2.7∶1.6，通過攪拌使這些組分混合后，將所得混合物置于離心成型機中在130℃下固化約1小時。然后，將所得模制品從該離心成型機中取出，并在室溫下使其熟化12小時，從而得到厚度為2mm的片狀樣品。相對于炭黑的添加用量，雙(三氟甲烷磺酰基)亞胺鋰的添加用量70重量％。
(實施例2)采用與實施例1相同的方式制備樣品，不同的是，相對于炭黑的添加用量，雙(三氟甲烷磺?；?亞胺鋰的添加用量為145重量％。
(實施例3)采用與實施例1相同的方式制備樣品，不同的是，相對于炭黑的添加用量，雙(三氟甲烷磺?；?亞胺鋰的添加用量為0.2重量％。
(實施例4)分別按其用量一次性添加以下各組分平均分子量為2,000、官能團數(shù)為2的聚(己二酸乙二醇丁二醇酯)多元醇，所述的多元醇包含通過拌和分散于其中的導(dǎo)電性炭黑(Ketjen black ECP)，將以上成分作為整體通過減壓加溫使之脫水和消泡；作為多異氰酸酯組分的液體MDI；包含由重量比為7∶3的1，4-丁二醇和三羥甲基丙烷組成的混合物和預(yù)先溶于其中的雙(三氟甲烷磺?；?亞胺鋰的固化劑，并使以上組分的用量比是其中分散有炭黑的聚(己二酸乙二醇丁二醇酯)多元醇中的羥基的摩爾數(shù)/所述的多異氰酸酯中的異氰酸根的摩爾數(shù)/所述固化劑中的羥基的摩爾數(shù)之比為1∶3.2∶2.1，通過攪拌使這些組分混合后，將所得混合物置于離心成型機中在130℃下固化約1小時。然后，將所得模制品從該離心成型機中取出，并在室溫下使其熟化12小時，從而得到厚度為2mm的片狀樣品。相對于炭黑的添加用量，雙(三氟甲烷磺?；?亞胺鋰的添加用量為70重量％。
(實施例5)手動將實施例1所用的相同化合物澆注于具有2mm厚的空腔的鑄模中，將其保持在130℃，并在此溫度下固化約1小時。將所得模制品從鑄模中取出，置于室溫下熟化12小時，從而得到厚度為2mm的片狀樣品。
(對比例1)分別按其用量稱得以下各組分平均分子量為2,000、官能團數(shù)為2的聚(己二酸乙二醇丁二醇酯)多元醇，所述的多元醇包含與實施例1所用的相同量的、通過拌和分散于其中的導(dǎo)電性炭黑(Ketjen black ECP)，將以上成分作為整體通過減壓加溫使之脫水和消泡；由平均分子量為2,000、官能團數(shù)為2的聚(己二酸乙二醇丁二醇酯)多元醇與MDI反應(yīng)得到的NCO含量為16％的一種預(yù)聚物；包含由重量比為7∶3的1，4-丁二醇和三羥甲基丙烷組成的混合物的固化劑，以上組分的用量比是其中分散有炭黑的聚(己二酸乙二醇丁二醇酯)多元醇中的羥基的摩爾數(shù)/所述的預(yù)聚物中的異氰酸根的摩爾數(shù)/所述固化劑中的羥基的摩爾數(shù)之比為1∶27∶1.6，通過攪拌使這些組分混合后，將所得混合物置于離心成型機中在130℃下固化約1小時。然后，將所得模制品從該離心成型機中取出，并在室溫下使其熟化12小時，從而得到厚度為2mm的片狀樣品。
(對比例2)采用與對比例1相同的方式得到厚度為2mm的片狀樣品，不同的是，被分散的導(dǎo)電性炭黑(Ketjen black ECP)的用量與實施例2相同。
(對比例3)手動將對比例1中所用的相同化合物澆注于具有2mm厚的空腔的鑄模中，將其保持在130℃，并在此溫度下固化約1小時。然后將所得模制品從鑄模中取出，置于室溫下熟化12小時，從而得到厚度為2mm的片狀樣品。
對實施例1至5所得的樣品和對比例1至3所得的樣品進行以下評估測試。其結(jié)果如表1所示。
使用電阻測量裝置(R8340A型，由Advantest Corp.制造)進行評估測量。
(1)體積電阻率通過在每個樣品上施加250V電壓30秒來評估其體積電阻率。測量分布于樣品表面各處的15個點，并將算術(shù)平均值記為所述的體積電阻率的數(shù)值。
(2)體積電阻率的變化將(1)中所得的15個點的體積電阻率數(shù)值描繪在每刻度相當(dāng)于1×10x(x表示整數(shù))的對數(shù)坐標(biāo)紙上，依據(jù)由刻度數(shù)表示的最大值和最小值之間的差值來評估所述變化。
(3)電壓依賴性對每個樣品施加10至1,000V的電壓30秒，并將由此得到的體積電阻率的數(shù)值描繪在每刻度相當(dāng)于1×10x(x表示整數(shù))的對數(shù)坐標(biāo)紙上，依據(jù)由刻度數(shù)表示的最大值和最小值之間的差值來評估所述依賴性。
(4)連續(xù)通電過程中的變化對每個樣品連續(xù)施加100V的電壓30秒、5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘或30分鐘，并以5分鐘為間隔進行電阻測量。將所得的數(shù)據(jù)描繪于每刻度相當(dāng)于1×10x(x表示整數(shù))的對數(shù)坐標(biāo)紙上，依據(jù)由刻度數(shù)表示的最大值和最小值之間的差值來進行評估。
(5)在環(huán)境中的變化從低溫低濕度環(huán)境(10℃，15％相對濕度)變到高溫高濕度環(huán)境(32.5℃，85％相對濕度)，對每個樣品施加250V的電壓30秒，測量其體積電阻率，并將所得體積電阻率描繪于每刻度相當(dāng)于1×10x(x表示整數(shù))的對數(shù)坐標(biāo)紙上。依據(jù)由刻度數(shù)表示的最大值和最小值之間的差值來進行評估。
表1

工業(yè)實用性具有上述構(gòu)造的本發(fā)明提供了用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件，所述的導(dǎo)電性部件同時具有以下特性例如在體積電阻率為105至1012Ω·cm的范圍內(nèi)具有非常穩(wěn)定的電阻、導(dǎo)電性對電壓的弱依賴性、連續(xù)通電過程中以及當(dāng)環(huán)境因素例如溫度和濕度變化時其導(dǎo)電性變化較小。
權(quán)利要求
1.用于辦公自動化設(shè)備的一種導(dǎo)電性部件，所述導(dǎo)電性部件通過使包含非醚類聚氨酯、炭黑和雙(三氟甲烷磺酰基)亞胺鋰的組合物模壓成型而得到。
2.如權(quán)利要求1所述的用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件，所述的導(dǎo)電性部件是導(dǎo)電性刮板。
3.如權(quán)利要求1所述的用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件，所述的導(dǎo)電性部件是導(dǎo)電性輥。
4.如權(quán)利要求1所述的用于辦公自動化設(shè)備的導(dǎo)電性部件，所述的導(dǎo)電性部件是導(dǎo)電性傳送帶。
全文摘要
提供用于辦公自動化設(shè)備的一種導(dǎo)電性部件，該導(dǎo)電性部件在體積電阻率為10
文檔編號G03G21/06GK1525996SQ02808399
公開日2004年9月1日 申請日期2002年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月20日
發(fā)明者岡崎貴彥, 長谷川誠, 三木隆司, 永瀬貴行, 稻井博之, 之, 司, 行, 誠 申請人:邦多化學(xué)株式會社