用于静电复制术的环形显影滚筒制造技术

通过浇注与聚丁二烯，三功能固化剂，氯化铁粉末，和抗氧化剂混合的尿烷预聚物而制成静电复制术的显影滚筒。在固化后，烘烤滚筒，这就氧化了外表面。已氧化的表面层是电阻性的，这是显影滚筒所希望的。在低生产成本的情况下就得到了极好的显影滚筒。抗氧化剂提供了在延长的期间内的稳定的电特性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是1997年5月14日已提出的美国临时专利申请60／046，884的继续申请。1996年4月9日提出，现已批准的申请号为08／629，855的美国专利申请已由本专利技术对滚筒的抗氧化老化性进行了改善。1997年6月6日提出的申请号为08／870，782的美国专利申请是前述的序号为08／629，855的涉及工艺过程范围的一分案申请。1995年4月19日提出的申请号为08／423，481的美国专利申请，如本申请的实施方案，是关于具有聚己酸内酯主体和氯化铁填充物的显影滚筒，该专利的副本是在1996年10月23日公开的与本申请具有一些共同的专利技术者的英国专利申请2，300，050。本专利技术涉及到用于静电复制术(电子照相术)的显影滚筒，更具体地讲，本专利技术涉及到具有高电阻率表面层的滚筒及其制造过程。用来与静电复制术印刷接触的功能显影滚筒给出了与打印部件的移动速度(称作处理速度)无关的极好的印刷性能，该滚筒具有在半导体心子上的高电阻率表面层。这是在较普通方法上的改善，它包括制作半导体心子，随后用电阻材料以单独的方法如喷镀或浸镀涂敷心子。通过使用如前述序列号08／629，855中描述的材料的新颖组合，可通过氧化该滚筒表面简单地制造出更导电的心子上的高电阻表面层来。这就不需要用单独方法将电阻层涂敷在导电滚筒上。本过程是对较普通的方法的改进，包括制造半导体心子，然后用单独的方法如喷涂或浸涂方法用电阻材料涂敷该心子。烘烤比喷涂或浸涂成本高得多，而且制造出的滚筒缺陷更少。本专利技术的烘烤过的聚二烯基滚筒与涂敷滚筒的电特性极为相似，而且给出了在很宽的处理速度范围上的极好的印刷性能。然而，在滚筒的工作寿命期间，材料总体易受到进一步氧化，也被统称为老化或氧化老化，可能对滚筒性能造成有害影响。根据本专利技术，使用如受阻酚的抗氧化剂材料，使滚筒在其工作寿命期间的额外氧化最少。该抗氧化剂材料使滚筒在连续地提供极好的印刷性能的同时，延长了滚筒的使用寿命约10倍或10倍以上。本专利技术的滚筒是具有高电阻率表面层的浇注成的尿烷、导电橡胶的滚筒，该滚筒与涂敷了的滚筒的电特性极为相似。该滚筒由聚二烯，如聚异戊二烯及更具体的可能是多元醇也可能是尿烷预聚物的聚丁二烯，与第二聚氨基甲酸酯预聚物和导电添加剂如氯化铁混合而构成。在22℃，相对湿度为50％时，该滚筒的体电阻率约为1×108(一乘以十的八次幂)欧姆-厘米。为制造高电阻率材料表面层，氧化固化的滚筒表面。通过在空气中以相当高的温度(高于80℃)烘烤滚筒几个小时而达到对该滚筒的氧化。由氯化铁催化的氧气与聚丁二烯的反应，氧化了滚筒的表面。氧化层电阻很高。制造费用很低。在静电复制术中，显影滚筒的功能是显影在图形中带电的光电导体鼓上的调色剂层。两层的“已涂敷”的滚筒每伏特显影偏压将显影固定量的调色剂，该显影偏压由光电导体，调色剂和显影滚筒的介质厚度决定。在所限制范围内该显影性能与处理速度无关。相反，单电阻率的实心滚筒显影的调色剂量以光电导体和调色剂的介电常数及滚筒在光电导体辊隙间的滚筒的电阻抗为基础。这就要依赖于处理速度。另外，两层滚筒比实心滚筒具有更长时间的恒定值。较长时间稳定的材料在进入光电导体辊隙时留下了潜伏在显影滚筒上的较高效的显影表面。这就改善了滚筒的单象素点打印性能。因而，两层滚筒的打印性能在较宽的打印速度范围内优于实心滚筒，并且对办公环境也较不敏感。在标准的两层滚筒的操作期间的理想电特性是，在22℃和50％相对湿度(RH)时心子的电阻率小于1×109欧姆-厘米，较好是小于3×108欧姆-厘米，在22℃，50％RH时，涂层电阻率为5×109-2×1012欧姆-厘米，较好为1×1011欧姆-厘米，并且在22℃，50％RH时涂层厚度约为50-150微米，较好近似100微米。在22℃，50％RH时，时间常数应约为5-2，000毫秒，较好约100毫秒。制造具有电阻层的半导体滚筒的通用技术是，使用任何标准橡胶注模技术，如浇注液体尿烷或橡胶转移模塑来制备心子。然后，将心子磨成正确尺寸，并且用电阻材料或者喷涂或者浸涂成需要的厚度。为将涂层增长成理想的100微米的厚度，通常分若干层涂抹涂层。该过程的问题包括，由于多次涂敷步骤造成的高成本和在涂敷过程中引入表面层造成的缺陷。使用本详细说明的材料的独特混合，仅通过在高温空气中烘烤，就可能在浇注成的尿烷滚筒上产生电阻表面层。在氯化铁存在的情况下，聚丁二烯的氧化在表面上产生高电阻层。该层的厚度和电阻率可能通过改变聚丁二烯浓度、氯化铁浓度、烘烤时间、烘烤温度和氧气浓度来控制。然而，在这个形成电阻表面层的受控氧化过程后，滚筒中的残留材料使滚筒可能由较高温度加速其进一步氧化，从而可能遇到在使用前的储藏或印刷机的工作寿命的问题。本专利技术包括尿烷预聚物同可能是二醇也可能是尿烷预聚物形态的聚丁二烯和氯化铁的混合物作为导电率调节剂的使用。将混合材料固化成滚筒形，然后为了氧化滚筒表面，在高温(≥80℃)下将它烘烤多次。该氧化的结果就在滚筒表面上产生了高电阻率材料层。聚己酸内酯尿烷预聚物，如Vibrathane 6060(Uniroyal Chemical的注册了商标的产品)，是较好的基本尿烷，这是由于其在温度和湿度变化下具有稳定的电阻率。该V-6060是聚己酸内酯甲苯二异氰酸酯预聚物。为将滚筒心子的电阻率减少到＜1×109欧姆-厘米，将氯化铁加入尿烷中。聚己酸内酯和氯化铁的混合产生出具有从滚筒表面到中心或心子的单电阻率的滚筒。为生产出具有高电阻率表面层的滚筒，必须将聚二烯包括在配方中。通过将聚丁二烯二醇(PBD)与甲苯二异氰酸酯作用来制备聚丁二烯预聚物。该PBD-TDI预聚物可能与己酸内酯的预聚物以各种比例混合。一种合适的聚丁二烯预聚物是Uniroyal Chemical的试验产品。用多元醇固化剂，如一种三功能聚醚多元醇Voranol 234-630(Dow Chemical Co．，Inc．的注册了商标的产品)，来固化预聚物的混合物。典型的聚己酸内酯／聚丁二烯混合比率范围按每100份包括聚己酸内酯／聚丁二烯的整个橡胶重量计为95／5到60／40。在另外的配方中，通过使用聚丁二烯二醇(如Elf Atochem的产品polybd(注册了的商标)R-45HT)与三功能固化剂如Voranol 234-630的混合，可能固化聚己酸内酯尿烷。poly bdR-45HT聚丁二烯具有2800的数均分子量Mn，微观结构为20％的顺式-1，4-聚丁二烯，60％的反式-1，4-聚丁二烯和20％的1，2-聚丁二烯。Voranol 234-630是具有3功能度的聚醚多元醇。在这种情况下，聚丁二烯二醇用作尿烷的聚合物链补充剂。Voranol与poly bdR-45HT的典型重量比范围以重量计为1／0到1／7。聚丁二烯预聚物是一种具有很高电阻的材料。粉末形式的导电添加剂，如氯化铜(Ⅱ)或氯化铁的高浓度的添加不降低该材料的电阻率。相反，将每100份重量的橡胶中占0．1份的氯化铁粉末添加到100份重量的聚己酸内酯尿烷中，就可将电阻率从5×1010欧姆-厘米的范围降低到到接近1．5×108欧姆-厘米。氯化铁不溶于聚丁二烯预聚物中。将氯化铁添加到聚丁二烯／聚己酸内酯尿烷混合物中，就将混合物的体积电阻率减少到＜1×本文档来自技高网...

【技术保护点】
环形显影部件，该显影部件包括聚己酸内酯甲苯二异氰酸酯聚氨基甲酸酯主体，导电填充物，较低烷烃的聚二烯和电稳定上述部件的抗氧化剂，上述部件具有已氧化的较低烷烃的聚二烯的外表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BL比奇，JM马希，JD马希二世，RL罗，
申请(专利权)人：莱克斯马克国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]