一种耐高温的低硬度导电橡胶辊和成像装置
阅读说明：本技术 一种耐高温的低硬度导电橡胶辊和成像装置 (High-temperature-resistant low-hardness conductive rubber roller and imaging device ) 是由 谭尧祖 于 2021-08-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐高温的低硬度导电橡胶辊和成像装置,所述耐高温的低硬度导电橡胶辊包括金属轴芯和包覆在金属轴芯上的弹性层,所述弹性层包括氯醚橡胶、非极性橡胶、极性橡胶、软化剂和离子导电剂,其中氯醚橡胶、非极性橡胶、极性橡胶和软化剂按照一定比例制成弹性层,通过对弹性层的橡胶比例和软化剂进行限定,以使导电胶辊有较低的硬度,受环境变化波动小,并且电阻分布均匀,导电胶辊不会因为长时间使用而导致离子损耗而使电阻上升,同时在高温高湿条件下不会发生污染感光鼓。(The invention discloses a high-temperature-resistant low-hardness conductive rubber roller and an imaging device, wherein the high-temperature-resistant low-hardness conductive rubber roller comprises a metal shaft core and an elastic layer coated on the metal shaft core, the elastic layer comprises epichlorohydrin rubber, nonpolar rubber, polar rubber, a softening agent and an ionic conductive agent, the epichlorohydrin rubber, the nonpolar rubber, the polar rubber and the softening agent are prepared into the elastic layer according to a certain proportion, the rubber proportion of the elastic layer and the softening agent are limited, so that the conductive rubber roller has lower hardness, is small in fluctuation caused by environmental change and uniform in resistance distribution, the conductive rubber roller cannot cause ion loss to cause resistance rise due to long-time use, and meanwhile, the photosensitive drum cannot be polluted under the high-temperature and high-humidity conditions.)
技术领域
本发明涉及复印打印设备技术领域，尤其涉及一种耐高温的低硬度导电橡胶辊和成像装置。
背景技术
复印件、激光打印机等电子成像装置都依赖于各类导电性橡胶辊来是实现高效率打印高品质画像的目的。然而，现有的导电性橡胶辊往往受硬度、导电性和非污染性影响，硬度不喝要求的导电橡胶辊容易引起与感光辊的接触不均匀，导致感光鼓表面携带的显色剂密度不均匀，令到打印图像缺损；容易产生污染的导电橡胶辊会与墨粉发生反应，污染感光构件。
中国专利：CN102193361A，公开了一种导电橡胶辊，由一个金属轴芯和覆盖在金属轴芯表面的双层橡胶层组成。里层为在氯醚橡胶和天然橡胶混合胶料中添加发泡剂形成的发泡橡胶层，表层为以顺丁橡胶和丁腈橡胶的共混橡胶为主体的高交联度非发泡橡胶层。里层橡胶的硬度为邵氏C15度以上邵氏C70度以下，表层橡胶的硬度为邵氏A40度以上邵氏A90度以下，表层橡胶与里层橡胶的硬度比在1.5～2.1之间，硬度差值在10～40之间，但该专利仍存在以下问题：通过内层为发泡橡胶层来实现导电胶辊低硬度的要求的工艺过于复杂，并且制造过程中硬度均匀性难以控制。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种耐高温的低硬度导电橡胶辊，其能解决现有技术中制造同时满足硬度、导电性和非污染性的导电橡胶辊的工艺过于复杂的问题。
本发明的目的之二在于提供一种成像装置，其能解决现有技术中成像装置受导电橡胶辊影响无法实现高效率打印高品质画像的问题。
为了达到上述目的之一，本发明所采用的技术方案如下：
一种耐高温的低硬度导电橡胶辊，包括金属轴芯和包覆在金属轴芯上的弹性层，所述弹性层包括氯醚橡胶、非极性橡胶、极性橡胶、软化剂和离子导电剂，所述氯醚橡胶、非极性橡胶、极性橡胶和软化剂之间的质量比例满足：
1/20≤a/(a+b+c)≤1/2；
1/10≤b/(a+b+c)≤3/10；
1/4≤d/b≤3/4；
其中a为氯醚橡胶，b为非极性橡胶，c为极性橡胶，d为软化剂。
优选的，所述非极性橡胶包括顺丁橡胶、丁苯橡胶、异戊橡胶和三元乙丙橡胶其中的一种或多种。
优选的，所述极性橡胶包括丁腈橡胶、氯丁橡胶和聚氨酯橡胶其中的一种或多种。
优选的，所述软化剂为石油系的环烷烃油和链烷烃油其中的一种或多种。
优选的，所述弹性层的电阻值R的取值范围为：105≤R≤107。
为了达到上述目的之二，本发明所采用的技术方案如下：
一种成像装置，包括如上述的耐高温的低硬度导电橡胶辊。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：将氯醚橡胶、非极性橡胶、极性橡胶和软化剂按照一定比例制成弹性层，再通过对弹性层的橡胶比例和软化剂进行限定，以使导电胶辊有较低的硬度，受环境变化波动小，并且电阻分布均匀，导电胶辊不会因为长时间使用而导致离子损耗而使电阻上升，同时在高温高湿条件下不会发生污染感光鼓。
附图说明
图1为本发明中所述的耐高温的低硬度导电橡胶辊的结构示意图。
图中：1-金属轴芯；2-弹性层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
在本发明中，所述金属轴芯1是指采用金属材料制成的轴芯，一般为圆柱状或者筒状，所述离子导电剂包括导电材料、树脂、封端剂，通过添加离子导电剂来增加弹性层2的离子导电性，离子导电剂能有效的降低导电橡胶辊的电阻率和改善电阻的电压稳定性。
在本发明中，一种成像装置包括一耐高温的低硬度导电橡胶辊，所述耐高温的低硬度导电橡胶辊包括金属轴芯1和包覆在金属轴芯1上的弹性层2，如图1所示，所述弹性层2包括氯醚橡胶、非极性橡胶、极性橡胶、软化剂和离子导电剂，其中所述氯醚橡胶、非极性橡胶、极性橡胶和软化剂之间的质量比例满足：
1/20≤a/(a+b+c)≤1/2；1/10≤b/(a+b+c)≤3/10；1/4≤d/b≤3/4；
其中a为氯醚橡胶，b为非极性橡胶，c为极性橡胶，d为软化剂。
具体的，将氯醚橡胶、非极性橡胶、极性橡胶、软化剂和离子导电剂按照上述混合制成弹性层2，并包覆在金属轴芯1上；优选的，当弹性层2中氯醚橡胶(ECO)的含量低于1/20≤a/(a+b+c)≤1/2，则会导致耐高温的低硬度导电橡胶辊整体的电阻的阻值R过高，即电流不易通过，最终造成因墨粉充电过低而造成打印浓度过高，在本发明中，所述弹性层2的电阻值R的取值范围为：105≤R≤107。当弹性层2中氯醚橡胶(ECO)的含量高于1/20≤a/(a+b+c)≤1/2，由于氯醚橡胶(ECO)的极性强，与OPC(有机光导体OrganicPhotoconductor)长时间接触会导致OPC(有机光导体OrganicPhotoconductor)污染；另外，氯醚橡胶(ECO)含量过多会导致耐高温的低硬度导电橡胶辊表面的自由能过大，打印过程中容易造成碳粉粘附；并且氯醚橡胶(ECO)价格昂贵，造成制造成本的上升。
优选的，为了使弹性层2具备一定的柔软程度，加入一定量的软化剂，当软化剂含量低于1:4≤d/b≤3:4时，难以达到弹性层2的硬度要求，而软化剂含量高于1:3≤d/b≤2:3时，容易析出导致污染感光构件；进一步的，当弹性层2中添加表面自由能高的软化剂后，在弹性层2与静电潜像保持体接触时会对其造成污染从而影响打印效果，而添加表面自由能低的软化剂时，又与基材的氯醚橡胶(ECO)和极性橡胶(NBR)溶解度差距较大，容易大量析出，所以所述软化剂为石油系的环烷烃油和链烷烃油其中的一种或多种，优选的，所述极性橡胶包括丁腈橡胶、氯丁橡胶和聚氨酯橡胶其中的一种或多种
进一步的，在弹性层2中加入非极性橡胶，以使弹性层2的硬度满足要求，优选的，所述非极性橡胶包括顺丁橡胶、丁苯橡胶、异戊橡胶和三元乙丙橡胶其中的一种或多种，所述软化剂为石油系的环烷烃油和链烷烃油其中的一种或多种，并且非极性橡胶在弹性层2中的含量满足1/10≤b/(a+b+c)≤3/10，同时非极性橡胶和软化剂的比例满足1/4≤d/b≤3/4以限制非极性橡胶和软化剂的种类及用量，有效防止了软化剂析出，避免使用时污染感光构件，并可以满足整个弹性层2的硬度要求，又具有柔软性，可使成像装置获得良好的图像品质。
具体的，当非极性橡胶低于1/10≤b/(a+b+c)≤3/10时，软化剂的填充有大量析出的风险，当其含量高于1/10≤b/(a+b+c)≤3/10时，容易造成耐高温的低硬度导电橡胶辊的电阻上升；同时，由于与极性橡胶和氯醚橡胶的极性不同，其含量过高在混炼过程中容易造成其分散不均匀。
表1
实施例一：
如表1所示，在本实施例中，采用顺丁橡胶15份、氯醚橡胶10份、丁腈橡胶75份、环烷油12份、导电剂3份、炭黑25份、碳酸钙35份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，按常规方法用开放式炼胶机或是密闭式炼胶机将其混合均匀，得到橡胶组合物I。然后将橡胶组合物I按照外径为14mm的标准挤出机成型，成型过程中中间置于直径为6mm的金属轴芯1，使其形成中间为金属轴芯1，金属轴芯1外为弹性层2的预成型体，将该预成型体放入硫化罐中，以温度160度、压力0.5MPa加热0.5h，使其产生交联反应，然后用砂轮将弹性层2研磨至直径为13mm，即得到耐高温的低硬度导电橡胶辊，其电阻阻值为18兆欧(超标)，硬度为51HA，无污染，无析出。
实施例二：
如表1所示，在本实施例中，采用顺丁橡胶25份、氯醚橡胶35份、丁腈橡胶40份、环烷油18份、导电剂3份、炭黑25份、碳酸钙35份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，按常规方法用开放式炼胶机或是密闭式炼胶机将其混合均匀，得到橡胶组合物I。然后将橡胶组合物I按照外径为14mm的标准挤出机成型，成型过程中中间置于直径为6mm的金属轴芯1，使其形成中间为金属轴芯1，金属轴芯1外为弹性层2的预成型体，将该预成型体放入硫化罐中，以温度160度、压力0.5MPa加热0.5h，使其产生交联反应，然后用砂轮将弹性层2研磨至直径为13mm，即得到耐高温的低硬度导电橡胶辊，其电阻阻值为0.5兆欧，硬度为48HA，无污染，无析出。
实施例三：
如表1所示，在本实施例中，采用丁苯橡胶25份、氯醚橡胶35份、氯丁橡胶40份、环烷油18份、导电剂3份、炭黑25份、碳酸钙35份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，按常规方法用开放式炼胶机或是密闭式炼胶机将其混合均匀，得到橡胶组合物I。然后将橡胶组合物I按照外径为14mm的标准挤出机成型，成型过程中中间置于直径为6mm的金属轴芯1，使其形成中间为金属轴芯1，金属轴芯1外为弹性层2的预成型体，将该预成型体放入硫化罐中，以温度160度、压力0.5MPa加热0.5h，使其产生交联反应，然后用砂轮将弹性层2研磨至直径为13mm，即得到耐高温的低硬度导电橡胶辊，其电阻阻值为0.6兆欧，硬度为49HA，无污染，无析出。
表2
对比例1：
如表2所示，在本实施例中，采用氯醚橡胶3份、丁腈橡胶97份、环烷油12份、导电剂3份、炭黑25份、碳酸钙35份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，按常规方法用开放式炼胶机或是密闭式炼胶机将其混合均匀，得到橡胶组合物I。然后将橡胶组合物I按照外径为14mm的标准挤出机成型，成型过程中中间置于直径为6mm的金属轴芯1，使其形成中间为金属轴芯1，金属轴芯1外为弹性层2的预成型体，将该预成型体放入硫化罐中，以温度160度、压力0.5MPa加热0.5h，使其产生交联反应，然后用砂轮将弹性层2研磨至直径为13mm，即得到耐高温的低硬度导电橡胶辊，其电阻阻值为137兆欧，硬度为52HA，光构件受到污染，软化剂出现析出现象。
对比例2：
如表2所示，在本实施例中，采用顺丁橡胶15份、氯醚橡胶60份、丁腈橡胶25份、环烷油12份、导电剂3份、炭黑25份、碳酸钙35份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，按常规方法用开放式炼胶机或是密闭式炼胶机将其混合均匀，得到橡胶组合物I。然后将橡胶组合物I按照外径为14mm的标准挤出机成型，成型过程中中间置于直径为6mm的金属轴芯1，使其形成中间为金属轴芯1，金属轴芯1外为弹性层2的预成型体，将该预成型体放入硫化罐中，以温度160度、压力0.5MPa加热0.5h，使其产生交联反应，然后用砂轮将弹性层2研磨至直径为13mm，即得到耐高温的低硬度导电橡胶辊，其电阻阻值为0.1兆欧，硬度为51HA，光构件受到污染，无析出。
对比例3：
如表2所示，在本实施例中，采用顺丁橡胶7份、氯醚橡胶35份、丁腈橡胶58份、环烷油18份、导电剂3份、炭黑25份、碳酸钙35份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，按常规方法用开放式炼胶机或是密闭式炼胶机将其混合均匀，得到橡胶组合物I。然后将橡胶组合物I按照外径为14mm的标准挤出机成型，成型过程中中间置于直径为6mm的金属轴芯1，使其形成中间为金属轴芯1，金属轴芯1外为弹性层2的预成型体，将该预成型体放入硫化罐中，以温度160度、压力0.5MPa加热0.5h，使其产生交联反应，然后用砂轮将弹性层2研磨至直径为13mm，即得到耐高温的低硬度导电橡胶辊，其电阻阻值为0.4兆欧，硬度为48HA，光构件受到污染，软化剂出现析出现象。
对比例4：
如表2所示，在本实施例中，采用顺丁橡胶15份、氯醚橡胶35份、丁腈橡胶50份、环烷油5份、导电剂3份、炭黑25份、碳酸钙35份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，按常规方法用开放式炼胶机或是密闭式炼胶机将其混合均匀，得到橡胶组合物I。然后将橡胶组合物I按照外径为14mm的标准挤出机成型，成型过程中中间置于直径为6mm的金属轴芯1，使其形成中间为金属轴芯1，金属轴芯1外为弹性层2的预成型体，将该预成型体放入硫化罐中，以温度160度、压力0.5MPa加热0.5h，使其产生交联反应，然后用砂轮将弹性层2研磨至直径为13mm，即得到耐高温的低硬度导电橡胶辊，其电阻阻值为0.5兆欧，硬度为57HA，无污染，无析出。
对比例5：
如表2所示，在本实施例中，采用顺丁橡胶7份、氯醚橡胶35份、丁腈橡胶58份、甘油三(乙酰蓖麻醇酸)酯18份、导电剂3份、炭黑25份、碳酸钙35份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，按常规方法用开放式炼胶机或是密闭式炼胶机将其混合均匀，得到橡胶组合物I。然后将橡胶组合物I按照外径为14mm的标准挤出机成型，成型过程中中间置于直径为6mm的金属轴芯1，使其形成中间为金属轴芯1，金属轴芯1外为弹性层2的预成型体，将该预成型体放入硫化罐中，以温度160度、压力0.5MPa加热0.5h，使其产生交联反应，然后用砂轮将弹性层2研磨至直径为13mm，即得到耐高温的低硬度导电橡胶辊，其电阻阻值为0.4兆欧，硬度为47HA，光构件受到污染，无析出。
对比例6：
如表2所示，在本实施例中，采用顺丁橡胶7份、氯醚橡胶35份、氯丁橡胶58份、邻苯二甲酸二辛酯(DBP)18份、导电剂3份、炭黑25份、碳酸钙35份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，按常规方法用开放式炼胶机或是密闭式炼胶机将其混合均匀，得到橡胶组合物I。然后将橡胶组合物I按照外径为14mm的标准挤出机成型，成型过程中中间置于直径为6mm的金属轴芯1，使其形成中间为金属轴芯1，金属轴芯1外为弹性层2的预成型体，将该预成型体放入硫化罐中，以温度160度、压力0.5MPa加热0.5h，使其产生交联反应，然后用砂轮将弹性层2研磨至直径为13mm，即得到耐高温的低硬度导电橡胶辊，其电阻阻值为0.4兆欧，硬度为46HA，光构件受到污染，无析出。
对比例7：
如表2所示，在本实施例中，采用顺丁橡胶25份、氯醚橡胶35份、氯丁橡胶40份、环烷油25份、导电剂3份、炭黑25份、碳酸钙35份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，按常规方法用开放式炼胶机或是密闭式炼胶机将其混合均匀，得到橡胶组合物I。然后将橡胶组合物I按照外径为14mm的标准挤出机成型，成型过程中中间置于直径为6mm的金属轴芯1，使其形成中间为金属轴芯1，金属轴芯1外为弹性层2的预成型体，将该预成型体放入硫化罐中，以温度160度、压力0.5MPa加热0.5h，使其产生交联反应，然后用砂轮将弹性层2研磨至直径为13mm，即得到耐高温的低硬度导电橡胶辊，其电阻阻值为0.6兆欧，硬度为45HA，光构件受到污染，软化剂出现析出现象。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
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