JP2002244454A - Image forming device member - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ，プリンター等の電子写真装置又は静電記録装置等
において、画像形成体に当接しないで使用される画像形
成装置部材及びこの部材を装着した画像形成装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus member which is used without contacting an image forming body in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, etc., or an electrostatic recording apparatus. Related to an image forming apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電子写真技術の進歩に伴い、乾式
電子写真装置等の画像形成装置には、帯電用，現像用，
転写用，トナー供給用，クリーニング用などに供される
部品の部材として、導電性ポリウレタン部材が注目され
ており、帯電ローラ，現像ローラ，転写ローラ，トナー
供給ローラ，クリーニングローラなどの弾性を有するロ
ーラやトナー層規制ブレード，クリーニングブレード等
の弾性を有するブレード等の形態で用いられている。特
に電子写真方式カラー画像形成装置の転写ローラ、中間
転写ベルト方式画像形成装置の１次転写ローラもしくは
２次転写ローラ又はタンデム方式画像形成装置の転写ロ
ーラにおいては、その電気抵抗が１０7 Ω以下の低抵抗
であることが求められ、金属や金属酸化物の粉末あるい
はカーボンブラック等の電子導電剤を混入する方法と電
解質を原材料に配合する方法がある。しかしながら、金
属や金属酸化物の粉末あるいはカーボンブラック等の電
子導電剤を混入する方法では、電気抵抗が一定であるポ
リウレタン部材を再現性良く製造することは困難であ
り、このような導電性ポリウレタン部材を製造できたと
しても、電気抵抗の位置ばらつきが大きく、例えば電子
写真方式カラー画像形成装置の中間転写ローラとして使
用した場合、画像に色むらが生じるという問題がある。
一方、過塩素酸ナトリウムのような電解質（イオン導電
剤）を用いると、電気抵抗が１０7 Ω以下で抵抗ばらつ
きのない導電性ポリウレタン部材を製造し得るが、多量
の電解質を使用しなければならないという問題がある。2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of electrophotographic technology, image forming apparatuses such as dry electrophotographic apparatuses have been used for charging, developing,
2. Related Art Conductive polyurethane members have attracted attention as members of components used for transfer, toner supply, cleaning, and the like, and have elasticity such as a charging roller, a developing roller, a transfer roller, a toner supply roller, and a cleaning roller. And a blade having elasticity such as a toner layer regulating blade and a cleaning blade. In particular, the transfer roller of an electrophotographic color image forming apparatus, the primary transfer roller or secondary transfer roller of an intermediate transfer belt type image forming apparatus, or the transfer roller of a tandem type image forming apparatus has an electric resistance of 10 7 Ω or less. Low resistance is required, and there are a method of mixing an electronic conductive agent such as powder of metal or metal oxide or carbon black, and a method of blending an electrolyte with a raw material. However, it is difficult to produce a polyurethane member having a constant electric resistance with good reproducibility by a method of mixing an electronic conductive agent such as metal or metal oxide powder or carbon black. However, even if it can be manufactured, there is a large variation in the position of the electrical resistance, and there is a problem that, for example, when used as an intermediate transfer roller of an electrophotographic color image forming apparatus, color unevenness occurs in an image.
On the other hand, when an electrolyte (ionic conductive agent) such as sodium perchlorate is used, a conductive polyurethane member having an electric resistance of 10 7 Ω or less and having no resistance variation can be manufactured, but a large amount of electrolyte must be used. There is a problem.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、少量の電解質の添加により低電
気抵抗を実現したポリウレタンからなる画像形成装置部
材を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus member made of polyurethane which has realized low electric resistance by adding a small amount of electrolyte. Things.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ポリエチレン
オキサイドはポリプロピレンオキサイドよりも親水性で
あり、イオンを解離する作用が強いため、電解質が充分
に働くことに着目し、ポリウレタンエチレンオキサイド
単位を所定量以上含有するポリオールを用いることによ
り、電解質の添加量が少量であっても低電気抵抗のポリ
ウレタンが得られることを見出した。本発明は、かかる
知見に基づいて完成したものである。すなわち、本発明
は、ポリウレタン原料と強電解質及び／又は弱電解質を
含む組成物を硬化させた導電性ポリウレタンからなり、
画像形成体に当接しない画像形成装置部材において、ポ
リウレタン原料が、重量平均分子量４５００以上、エチ
レンオキサイド単位の含有率が１５重量％以上かつ３官
能のポリエーテルポリオール及び／又は重量平均分子量
１５００以上、エチレンオキサイド単位の含有率が１５
重量％以上かつ２官能のポリエーテルポリオールを６０
重量％以上含むポリオールと、ポリイソシアネートから
なり、強電解質の添加量がポリオール１００重量部に対
して0.３〜2.０重量部であり、弱電解質の添加量がポリ
オール１００重量部に対して1.０〜5.０重量部であるこ
とを特徴とする画像形成装置部材及びこの画像形成装置
部材を装着した画像形成装置を提供するものである。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object. As a result, polyethylene oxide is more hydrophilic than polypropylene oxide and has a strong ion dissociating action. Focusing on the fact that the electrolyte works sufficiently, it has been found that by using a polyol containing a predetermined amount or more of polyurethane ethylene oxide units, a polyurethane having a low electric resistance can be obtained even when the amount of the electrolyte added is small. The present invention has been completed based on such findings. That is, the present invention comprises a conductive polyurethane obtained by curing a composition containing a polyurethane raw material and a strong electrolyte and / or a weak electrolyte,
In an image forming apparatus member not in contact with the image forming member, the polyurethane raw material has a weight average molecular weight of 4500 or more, an ethylene oxide unit content of 15% by weight or more, and a trifunctional polyether polyol and / or a weight average molecular weight of 1500 or more; When the content of ethylene oxide units is 15
60% by weight or more of a bifunctional polyether polyol
% By weight of a polyol and a polyisocyanate, wherein the amount of the strong electrolyte is 0.3 to 2.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol, and the amount of the weak electrolyte is 100 parts by weight of the polyol. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus member characterized by being 1.0 to 5.0 parts by weight and an image forming apparatus equipped with the image forming apparatus member.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】本発明の画像形成装置部材は、ポ
リウレタン原料と強電解質及び／又は弱電解質を含む組
成物を硬化させた導電性ポリウレタンからなる。本発明
で用いるポリウレタン原料において、ポリエーテル成分
を構成する３官能のポリエーテルポリオールの重量平均
分子量は４５００以上、２官能のポリエーテルポリオー
ルの重量平均分子量は１５００以上のものであるが、こ
れらのポリエーテルポリオールにおいて、架橋点間の重
量平均分子量は１５００〜７０００であることが好まし
く、１６００〜４０００がより好ましい。ここで、３官
能のポリエーテルポリオールにおいて重量平均分子量が
４５００であるとは、架橋点間の重量平均分子量が１５
００であることを意味し、２官能のポリエーテルポリオ
ールにおいて重量平均分子量が１５００であるとは、架
橋点間の重量平均分子量が１５００であることを意味す
る。架橋点間の重量平均分子量が１５００未満である
と、エチレンオキサイド単位の含有率が１５重量％以上
であっても、電解質が効果的に働かず、低電気抵抗のポ
リウレタンを得ることができないという不都合が生じ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The image forming apparatus member of the present invention comprises a conductive polyurethane obtained by curing a composition containing a polyurethane raw material and a strong electrolyte and / or a weak electrolyte. In the polyurethane raw material used in the present invention, the weight average molecular weight of the trifunctional polyether polyol constituting the polyether component is 4500 or more, and the weight average molecular weight of the bifunctional polyether polyol is 1500 or more. In the ether polyol, the weight average molecular weight between crosslinking points is preferably from 1500 to 7000, and more preferably from 1600 to 4000. Here, in the trifunctional polyether polyol, the weight average molecular weight of 4500 means that the weight average molecular weight between the crosslinking points is 15500.
00 means that the bifunctional polyether polyol has a weight average molecular weight of 1500 means that the weight average molecular weight between crosslinking points is 1500. If the weight average molecular weight between the crosslinking points is less than 1500, even if the content of ethylene oxide units is 15% by weight or more, the electrolyte does not work effectively, and a polyurethane having low electric resistance cannot be obtained. Occurs.
【０００６】上記３官能のポリエーテルポリオール又は
２官能のポリエーテルポリオールにおいて、エチレンオ
キサイド単位の含有率は１５重量％以上であるが、１５
〜８０重量％が好ましく、１８〜７５重量％がより好ま
しい。エチレンオキサイド単位の含有率が１５重量％未
満であると、電解質が効果的に働かず、低電気抵抗のポ
リウレタンを得ることができないという不都合が生じ
る。本発明で用いるポリオール成分は、このような３官
能のポリエーテルポリオール及び／又は２官能のポリエ
ーテルポリオールを６０〜１００重量％含むものである
ことが好ましく、特に好ましくは７０〜１００重量％で
ある。ポリオール成分におけるこのような特定のポリオ
ールの含有率が６０重量％未満であると、低電気抵抗を
有するポリウレタンを得ることができない。In the above trifunctional polyether polyol or bifunctional polyether polyol, the content of ethylene oxide units is 15% by weight or more.
-80% by weight is preferred, and 18-75% by weight is more preferred. If the content of the ethylene oxide unit is less than 15% by weight, the electrolyte does not work effectively, and there is a disadvantage that a polyurethane having a low electric resistance cannot be obtained. The polyol component used in the present invention preferably contains such trifunctional polyether polyol and / or bifunctional polyether polyol in an amount of 60 to 100% by weight, and particularly preferably 70 to 100% by weight. When the content of such a specific polyol in the polyol component is less than 60% by weight, a polyurethane having low electric resistance cannot be obtained.
【０００７】上記３官能のポリエーテルポリオールは、
グリセリン，トリメチロールプロパン，ヘキサントリオ
ール等を出発物質とし、エチレンオキサイドとプロピレ
ンオキサイドを付加重合することにより得ることができ
る。また、上記２官能のポリエーテルポリオールは、
水，プロピレングリコール，エチレングリコール等を出
発物質とし、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイ
ドを付加重合することにより得ることができる。分子鎖
中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの配列
は、ランダムであるのが好ましい。本発明で用いるポリ
オール成分において、上記特定のポリエーテルポリオー
ルに他のポリオールを０〜４０重量％の範囲で併用する
ことができる。他のポリオールとしては上記特定のポリ
エーテルポリオール以外のポリエーテルポリオール，ポ
リテトラメチレンエーテルグリコール，酸成分とグリコ
ール成分を縮合したポリエステルポリオール，カプロラ
クトンを開環重合して得られるポリエステルポリオー
ル，ポリカーボネートジオール等が挙げられる。ポリテ
トラメチレンエーテルグリコールは、例えばテトラヒド
ロフランのカチオン重合によって得られ、重量平均分子
量が４００〜４０００のもの、特に６５０〜３０００の
範囲にあるものが好ましく用いられる。また、分子量の
異なるポリテトラメチレンエーテルグリコールをブレン
ドしてもよい。さらに、エチレンオキサイドやプロピレ
ンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを共重合して
得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールを用い
ることもできる。The above trifunctional polyether polyol is
Glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, or the like can be used as a starting material, and can be obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide. In addition, the bifunctional polyether polyol is
It can be obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide using water, propylene glycol, ethylene glycol or the like as a starting material. The sequence of ethylene oxide and propylene oxide in the molecular chain is preferably random. In the polyol component used in the present invention, another polyol can be used in combination with the above specific polyether polyol in the range of 0 to 40% by weight. Other polyols include polyether polyols other than the above specific polyether polyols, polytetramethylene ether glycol, polyester polyols obtained by condensing an acid component and a glycol component, polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of caprolactone, polycarbonate diols, and the like. No. The polytetramethylene ether glycol is obtained, for example, by cationic polymerization of tetrahydrofuran, and those having a weight average molecular weight of 400 to 4000, particularly preferably 650 to 3000 are preferably used. Further, polytetramethylene ether glycols having different molecular weights may be blended. Further, polytetramethylene ether glycol obtained by copolymerizing an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide can also be used.
【０００８】ポリウレタンを構成するポリイソシアネー
ト成分として、ジフェニルメタンジイソシアネート又は
その誘導体が用いられる。このジフェニルメタンジイソ
シアネート又はその誘導体としては特に制限はないが、
例えばジアミノジフェニルメタン又はその誘導体をホス
ゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシアネート
又はその誘導体が用いられる。ジアミノジフェニルメタ
ンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミノジフェ
ニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジイソシア
ネート、ジアミノジフェニルメタンの多核体から得られ
たポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートな
どを用いることができる。ポリメリック・ジフェニルメ
タンジイソシアネートの官能基数については、特に制限
はないが、通常純ジフェニルメタンジイソシアネートと
様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメタンジイ
ソシアネートとの混合物が用いられ、平均官能基数が好
ましくは2.０５〜4.００、より好ましくは2.５０〜3.５
０のものが用いられる。またこれらのジフェニルメタン
ジイソシアネート又はその誘導体を変性して得られた誘
導体、例えばポリオールなどで変性したウレタン変性
物，ウレチジオン形成による二量体，イソシアヌレート
変性物，カルボジイミド／ウレトンイミン変性物，アロ
ハネート変性物，ウレア変性物，ビュレット変性物など
も用いることができるが、これらの中で、ウレタン変性
物，カルボジイミド／ウレトンイミン変性物が特に好ま
しい。As the polyisocyanate component constituting polyurethane, diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof is used. The diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof is not particularly limited,
For example, diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof obtained by phosgenating diaminodiphenylmethane or a derivative thereof is used. Examples of the derivative of diaminodiphenylmethane include polynuclear substances, and pure diphenylmethane diisocyanate obtained from diaminodiphenylmethane, and polymeric diphenylmethane diisocyanate obtained from a polynuclear substance of diaminodiphenylmethane can be used. The number of functional groups of the polymer diphenylmethane diisocyanate is not particularly limited, but a mixture of pure diphenylmethane diisocyanate and polymer diphenylmethane diisocyanate having various functional groups is used, and the average number of functional groups is preferably from 2.05 to 4.00. , More preferably 2.50 to 3.5
0 is used. Further, derivatives obtained by modifying these diphenylmethane diisocyanates or derivatives thereof, for example, urethane modified products modified with polyols, dimers formed by uretidion formation, isocyanurate modified products, carbodiimide / uretonimine modified products, allohanate modified products, urea Modified products, buret modified products and the like can be used, and among these, urethane modified products and carbodiimide / uretonimine modified products are particularly preferable.
【０００９】本発明においては、ジフェニルメタンジイ
ソシアネートやその誘導体を一種用いてもよく、二種以
上を組み合わせて用いてもよい。また、所望により、本
発明の目的が損なわれない範囲で、上記ジフェニルメタ
ンジイソシアネートやその誘導体と共に、トリレンジイ
ソシアネートなどの各種芳香族イソシアネート、ヘキサ
メチレンジイソシアネートなどの各種脂肪族イソシアネ
ート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族イソシア
ネート又はそれらの誘導体を併用することができる。こ
のジフェニルメタンジイソシアネートやその誘導体の配
合量としては特に制限はないが、このポリイソシアネー
ト成分中のイソシアネート基と上記ポリオール成分中の
水酸基との比ＮＣＯ基／ＯＨ基が、モル比で通常0.９〜
1.５となるように配合量を設定することが好ましく、よ
り好ましくは1.０〜1.２の範囲である。In the present invention, diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof may be used alone or in a combination of two or more. Further, if desired, various aromatic isocyanates such as tolylene diisocyanate, various aliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate, and alicyclic rings such as isophorone diisocyanate together with the above diphenylmethane diisocyanate and derivatives thereof as long as the object of the present invention is not impaired. Aromatic isocyanates or derivatives thereof can be used in combination. The amount of the diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof is not particularly limited, but the molar ratio of NCO groups / OH groups between the isocyanate groups in the polyisocyanate component and the hydroxyl groups in the polyol component is usually 0.9 to 0.9.
It is preferable to set the amount to be 1.5, more preferably in the range of 1.0 to 1.2.
【００１０】本発明で用いる強電解質としては、テトラ
エチルアンモニウム，テトラブチルアンモニウム，ドデ
シルトリメチルアンモニウム（例えばラウリルトリメチ
ルアンモニウム），へキサデシルトリメチルアンモニウ
ム，オクタデシルトリメチルアンモニウム（例えばステ
アリルトリメチルアンモニウム），ベンジルトリメチル
アンモニウム，変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウ
ム，ラウロイルアミノプロピルジメチルエチルアンモニ
ウム等の第４級アンモニウム、リチウム，ナトリウム等
のアルカリ金属又はカルシウム，マグネシウム等のアル
カリ土類金属の、過塩素酸塩，塩素酸塩，塩酸塩，臭素
酸塩，ヨウ素酸塩，ホウフッ化水素酸塩，硫酸塩などが
挙げられる。また、弱電解質としては、上記第４級アン
モニウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の、アル
キル硫酸塩，カルボン酸塩，スルホン酸塩，トリフルオ
ロメチル硫酸塩などが挙げられる。本発明において強電
解質としては、第４級アンモニウム，アルカリ金属又は
アルカリ土類金属の、過塩素酸塩，ホウフッ化水素酸塩
又は塩酸塩が好ましく、弱電解質としては、第４級アン
モニウム塩の、アルキル硫酸塩又はカルボン酸塩が好ま
しい。本発明において強電解質と弱電解質は併用しても
よく、また、一種を単独で用いても二種以上を併用して
もよい。本発明において強電解質の添加量は、ポリオー
ル１００重量部に対して0.３〜2.０重量部であるが、0.
３〜1.０重量部が好ましい。強電解質の添加量が0.３重
量部未満であると低抵抗の導電性ポリウレタンを得るこ
とが困難であり、また2.０重量部を超えると不経済であ
る。弱電解質の添加量は、ポリオール１００重量部に対
して1.０〜5.０重量部であるが、1.０〜3.０重量部が好
ましい。As the strong electrolyte used in the present invention, tetraethylammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium (eg, lauryltrimethylammonium), hexadecyltrimethylammonium, octadecyltrimethylammonium (eg, stearyltrimethylammonium), benzyltrimethylammonium, modified Perchlorates, chlorates, hydrochlorides, bromine of quaternary ammoniums such as fatty acid dimethylethylammonium and lauroylaminopropyldimethylethylammonium, alkali metals such as lithium and sodium or alkaline earth metals such as calcium and magnesium Acid salts, iodate salts, borofluoride salts and sulfates. Examples of the weak electrolyte include the above-mentioned quaternary ammonium, alkali metal or alkaline earth metal alkyl sulfate, carboxylate, sulfonate, and trifluoromethyl sulfate. In the present invention, a strong electrolyte is preferably a quaternary ammonium, an alkali metal or an alkaline earth metal, and a perchlorate, a borofluoride or a hydrochloride is preferable, and a weak electrolyte is a quaternary ammonium salt. Alkyl sulfates or carboxylates are preferred. In the present invention, a strong electrolyte and a weak electrolyte may be used in combination, or one kind may be used alone or two or more kinds may be used in combination. In the present invention, the addition amount of the strong electrolyte is 0.3 to 2.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol.
Three to 1.0 parts by weight is preferred. If the amount of the strong electrolyte is less than 0.3 parts by weight, it is difficult to obtain a low-resistance conductive polyurethane, and if it exceeds 2.0 parts by weight, it is uneconomical. The amount of the weak electrolyte to be added is 1.0 to 5.0 parts by weight, preferably 1.0 to 3.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol.
【００１１】本発明においては、本発明の効果を損なわ
ない範囲で電子導電材を上記電解質と併用することがで
きる。電子導電材としては、ケッチェンブラック，アセ
チレンブラック等の導電性カーボンブラック；ＳＡＦ，
ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，Ｍ
Ｔ等のゴム用カーボンブラック；酸化カーボンブラック
等のインク用カーボンブラック，熱分解カーボンブラッ
ク，グラファイト；酸化スズ，酸化チタン，酸化亜鉛等
の導電性金属酸化物；ニッケル，銅等の金属；カーボン
ウイスカー，黒鉛ウイスカー，炭化チタンウイスカー，
導電性チタン酸カリウムウイスカー，導電性チタン酸バ
リウムウイスカー，導電性酸化チタンウイスカー，導電
性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカーなどが挙げ
られる。In the present invention, an electronic conductive material can be used in combination with the above electrolyte as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the electronic conductive material include conductive carbon blacks such as Ketjen black and acetylene black;
ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, M
Carbon black for rubber such as T; carbon black for ink such as carbon oxide black, pyrolytic carbon black, graphite; conductive metal oxide such as tin oxide, titanium oxide, zinc oxide; metal such as nickel and copper; carbon whisker , Graphite whiskers, titanium carbide whiskers,
Examples of the conductive whisker include a conductive potassium titanate whisker, a conductive barium titanate whisker, a conductive titanium oxide whisker, and a conductive zinc oxide whisker.
【００１２】ポリウレタン原料、電解質等を含む組成物
を硬化させるための反応触媒としては、例えばトリエチ
ルアミン，ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミ
ン類、テトラメチルエチレンジアミン，テトラメチルプ
ロパンジアミン，テトラメチルヘキサンジアミンなどの
ジアミン類、ペンタメチルジエチレントリアミン，ペン
タメチルジプロピレントリアミン，テトラメチルグアニ
ジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン，ジメチ
ルピペラジン，メチルエチルピペラジン，メチルモルホ
リン，ジメチルアミノエチルモルホリン，ジメチルイミ
ダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノー
ル，ジメチルアミノエトキシエタノール，トリメチルア
ミノエチルエタノールアミン，メチルヒドロキシエチル
ピペラジン，ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコー
ルアミン類、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル，
エチレングリコールビス（ジメチル）アミノプロピルエ
ーテル等のエーテルアミン類、スタナスオクトエート，
ジブチル錫ジアセテート，ジブチル錫ジラウレート，ジ
ブチル錫マーカブチド，ジブチル錫チオカルボキシレー
ト，ジブチル錫ジマレエート，ジオクチル錫マーカブチ
ド，ジオクチル錫チオカルボキシレート，フェニル水銀
プロピオン酸塩，オクテン酸鉛等の有機金属化合物など
が挙げられる。これらの中で、有機錫触媒が特に好まし
い。これらの触媒は単独で用いてもよく、二種以上を組
み合わせて用いてもよい。Examples of a reaction catalyst for curing a composition containing a polyurethane raw material, an electrolyte and the like include monoamines such as triethylamine and dimethylcyclohexylamine, and diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine and tetramethylhexanediamine. , Triamines such as pentamethyldiethylenetriamine, pentamethyldipropylenetriamine and tetramethylguanidine; cyclic amines such as triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylethylpiperazine, methylmorpholine, dimethylaminoethylmorpholine and dimethylimidazole; dimethylaminoethanol and dimethyl Aminoethoxyethanol, trimethylaminoethylethanolamine, methylhydroxyethylpiperazine, hydro Alcohol amines such as shea ethylmorpholine, bis (dimethylaminoethyl) ether,
Ether amines such as ethylene glycol bis (dimethyl) aminopropyl ether, stannas octoate,
Organic metal compounds such as dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin marker butyrate, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, dioctyltin marker butide, dioctyltin thiocarboxylate, phenylmercuric propionate, and lead octenoate. Can be Of these, organotin catalysts are particularly preferred. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.
【００１３】導電性ポリウレタンをフォーム体とする場
合、ポリウレタン原料にシリコーン整泡剤や各種界面活
性剤を配合することが、ポリウレタンフォームのセルを
安定させるために好ましい。シリコーン整泡剤として
は、ジメチルポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共
重合物等が好適に用いられ、分子量３５０〜１５０００
のジメチルポリシロキサン部分と分子量２００〜４００
０のポリオキシアルキレン部分からなるものが特に好ま
しい。ポリオキシアルキレン部分の分子構造は、エチレ
ンオキサイドの付加重合物やエチレンオキサイドとプロ
ピレンオキサイドとの共付加重合物が好ましく、その分
子末端をエチレンオキサイドとすることも好ましい。界
面活性剤としては、カチオン性界面活性剤，アニオン性
界面活性剤，両性等の界面活性剤や各種ポリエーテル，
各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられ
る。シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、ポ
リオール１００重量部に対して0.１〜１０重量部とする
ことが好ましく、0.５〜５重量部とすることが特に好ま
しい。When the conductive polyurethane is used as the foam, it is preferable to mix a silicone foam stabilizer and various surfactants with the polyurethane raw material in order to stabilize the cells of the polyurethane foam. As the silicone foam stabilizer, a dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene copolymer or the like is preferably used, and has a molecular weight of 350 to 15,000.
Dimethylpolysiloxane part and molecular weight of 200 to 400
Those comprising a polyoxyalkylene moiety of 0 are particularly preferred. The molecular structure of the polyoxyalkylene moiety is preferably an ethylene oxide addition polymer or a co-addition polymer of ethylene oxide and propylene oxide, and it is also preferable that the molecular terminal is ethylene oxide. Surfactants include cationic surfactants, anionic surfactants, amphoteric surfactants, various polyethers,
Nonionic surfactants such as various polyesters are exemplified. The amount of the silicone foam stabilizer and various surfactants is preferably 0.1 to 10 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the polyol.
【００１４】ポリウレタンフォームを製造する際の発泡
方法としては特に制限はなく、公知の方法、例えば水，
有機溶剤，各種代替フロンなどの発泡剤による方法、機
械的な攪拌により気泡を混入させる方法などが好ましく
用いられる。本発明においてはこれらの中で、機械的な
攪拌により気泡を混入させる方法が特に好ましい。本発
明の画像形成装置部材を製造する際の配合及び加熱硬化
は、上記ポリオール成分、イソシアネート成分、電解
質、反応触媒及び所望により用いられる各種添加成分を
混合攪拌し、必要に応じて上記方法により気泡を混入さ
せ、所定のモールドなどに注型するか又はブロック状に
自由発泡するなどの操作を行ったのち、加熱硬化させる
方法が好ましく用いられる。また、予め、ポリオール成
分とポリイソシアネート成分とを反応させてイソシアネ
ート基を有するプレポリマーを調製し、これをエチレン
グリコール，１，４−ブタジオール，トリメチロールプ
ロパンなどの鎖延長剤を用いて硬化させるプレポリマー
法も用いることができる。The foaming method for producing the polyurethane foam is not particularly limited, and may be a known method such as water,
A method using a foaming agent such as an organic solvent and various alternative fluorocarbons, a method of mixing air bubbles by mechanical stirring, and the like are preferably used. In the present invention, among these, a method of mixing bubbles by mechanical stirring is particularly preferable. The compounding and heat curing when producing the image forming apparatus member of the present invention are performed by mixing and stirring the above-mentioned polyol component, isocyanate component, electrolyte, reaction catalyst and various optional components used as required, and then, if necessary, by the above-described method. And then performing an operation such as casting into a predetermined mold or free foaming in a block shape, followed by heat curing. In addition, a polyol component and a polyisocyanate component are reacted in advance to prepare a prepolymer having an isocyanate group, and the prepolymer is cured using a chain extender such as ethylene glycol, 1,4-butadiol, and trimethylolpropane. Polymer methods can also be used.
【００１５】本発明の画像形成装置部材は、ポリウレタ
ン部材と金属部材とを構成部材とするものであって、そ
の構造については特に制限はないが、通常、硫黄快削鋼
などの鋼材に亜鉛などのメッキを施した金属部材やアル
ミニウム，ステンレス鋼などの金属部材を、その一部又
は全体をポリウレタン部材で被覆したものであり、用途
によりローラ，ドラム，ブレードなどの形態で使用され
る。画像形成装置部材が低抵抗導電性ローラである場合
には、硫黄快削鋼などに亜鉛等のメッキを施した芯金
を、導電性ポリウレタンで円筒形に被覆し、さらに必要
に応じて、その外側に導電性，半導電性又は絶縁性の塗
料を塗布したものを例示することができる。The member of the image forming apparatus of the present invention comprises a polyurethane member and a metal member. The structure of the member is not particularly limited. A metal member such as aluminum, stainless steel, or the like, which has been plated, is partially or entirely covered with a polyurethane member, and is used in the form of a roller, drum, blade, or the like depending on the application. When the image forming apparatus member is a low-resistance conductive roller, a core metal plated with zinc or the like on sulfur free-cutting steel or the like is coated with conductive polyurethane in a cylindrical shape, and further, if necessary, the An example in which a conductive, semiconductive or insulating paint is applied to the outside can be exemplified.
【００１６】金属部材とポリウレタン部材の接合方法に
ついては特に制限はないが、金属部材をあらかじめモー
ルド内部に配設しておきポリウレタン組成物を注型硬化
する方法や、ポリウレタン部材を所定の形状に成形した
後接着する方法などを用いることができる。どちらの方
法でも、必要に応じて金属部材とポリウレタンの間に接
着層を設けることができ、この接着層としては、導電性
塗料からなる接着剤やホットメルトシートなどの公知の
材料を用いることができる。ポリウレタン部材の成形方
法としては特に制限はなく、公知の方法、例えば前述し
た所定の形状のモールドに注型する方法の他に、ブロッ
クから切削加工により、所定の寸法に切り出す方法、研
磨処理により所定の寸法にする方法、あるいはこれらの
方法を適宜組み合わせる方法などを用いることができ
る。本発明の画像形成装置部材は、その電気抵抗を１０
7 Ω以下とすることができるものであり、画像形成体に
当接しないで使用されるものである。このような画像形
成装置部材として、例えば電子写真方式カラー画像形成
装置の中間転写ローラ、中間転写ベルト方式画像形成装
置の１次転写ローラもしくは２次転写ローラ又はタンデ
ム方式画像形成装置の転写ローラが挙げられる。The joining method of the metal member and the polyurethane member is not particularly limited. However, the metal member is disposed in the mold in advance and the polyurethane composition is cast and cured, or the polyurethane member is formed into a predetermined shape. After that, a method of bonding can be used. In either method, an adhesive layer can be provided between the metal member and the polyurethane as required.A known material such as an adhesive made of a conductive paint or a hot melt sheet can be used as the adhesive layer. it can. There is no particular limitation on the method of molding the polyurethane member, and in addition to a known method, for example, a method of casting into a mold having a predetermined shape as described above, a method of cutting a block from a predetermined size by cutting, and a method of polishing by a polishing process. , Or a method of appropriately combining these methods. The image forming apparatus member of the present invention has an electric resistance of 10
It can be 7 Ω or less, and is used without contacting the image forming body. Examples of such an image forming apparatus member include an intermediate transfer roller of an electrophotographic color image forming apparatus, a primary transfer roller or a secondary transfer roller of an intermediate transfer belt image forming apparatus, and a transfer roller of a tandem image forming apparatus. Can be
【００１７】[0017]
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。 実施例１ エチレンオキサイド単位１６重量％とプロピレンオキサ
イド単位８４重量％からなる重量平均分子量５０００の
３官能ポリエーテルポリオール８０重量部と重量平均分
子量１０００のポリテトラメチレンエーテルグリコール
２０重量部からなるポリオール成分１００重量部、ジフ
ェニルメタンジイソシアネートとカルボジイミド変性ジ
フェニルメタンジイソシアネートとグリコール変性ジフ
ェニルメタンジイソシアネートの混合物からなるイソシ
アネート１７重量部、ＮａＣｌＯ 4 （強電解質）0.５重
量部及びジブチル錫ジラウレート0.００５重量部を、気
泡を機械的攪拌により混入しながら混合し、その混合物
を直径６ｍｍの金属製シャフトを中心に配設したモール
ドに注型した後、９０℃で６時間加熱硬化して、直径１
６ｍｍで長さ２１０ｍｍのポリウレタン製ローラを作製
した。このローラの抵抗は１０6.3 Ωであった。なお、
ローラの抵抗は、被試験ローラの両端に各５００ｇの荷
重をかけて銅板上に押し付け、抵抗率計Ｒ８３４０Ａ
（アドバンテスト社製）を用い、１００Ｖの電圧を印加
して測定した。 実施例２ 実施例１において、ＮａＣｌＯ4 （強電解質）0.５重量
部の代わりにＲＣ2 Ｈ 5 ＳＯ4 （Ｒはアルキル基，弱電
解質）2.０重量部を用いた以外は実施例１と同様にして
ローラを作製し、同様にしてローラの抵抗を測定したと
ころ、１０6.7Ωであった。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
As will be explained, the present invention is in no way limited by these examples.
It is not something to be done. Example 1 16% by weight of ethylene oxide units and propylene oxalate
Of a weight average molecular weight of 5000
80 parts by weight of trifunctional polyether polyol and weight average
Polytetramethylene ether glycol with a molecular weight of 1,000
100 parts by weight of a polyol component consisting of 20 parts by weight,
Phenylmethane diisocyanate and carbodiimide-modified di
Phenylmethane diisocyanate and glycol-modified diph
Isocyanate consisting of a mixture of phenylmethane diisocyanate
17 parts by weight of anate, NaClO Four(Strong electrolyte) 0.5 layer
Parts and 0.005 parts by weight of dibutyltin dilaurate
The foam is mixed while mixing by mechanical stirring, and the mixture is mixed.
With a 6mm diameter metal shaft
And then heat-cured at 90 ° C for 6 hours.
Manufactured a polyurethane roller 6 mm long and 210 mm long
did. The resistance of this roller is 106.3Ω. In addition,
The resistance of the roller is measured by loading 500g on each end of the roller under test.
Press on a copper plate with weight, and use resistivity meter R8340A
(Advantest Co., Ltd.) and apply a voltage of 100V
And measured. Example 2 In Example 1, the NaClOFour(Strong electrolyte) 0.5 weight
RC instead of departmentTwoH FiveSOFour(R is an alkyl group, weak electricity
Degradation) Same as Example 1 except that 2.0 parts by weight was used.
Rollers were manufactured, and the resistance of the rollers was measured in the same manner.
Roller 106.7Ω.
【００１８】比較例１ プロピレンオキサイド単位からなる重量平均分子量３０
００の３官能ポリエーテルポリオール８０重量部と重量
平均分子量１０００のポリテトラメチレンエーテルグリ
コール２０重量部からなるポリオール成分１００重量
部、ジフェニルメタンジイソシアネートとカルボジイミ
ド変性ジフェニルメタンジイソシアネートとグリコール
変性ジフェニルメタンジイソシアネートの混合物からな
るイソシアネート２６重量部、ＮａＣｌＯ4 （強電解
質）0.５重量部及びジブチル錫ジラウレート0.００３重
量部を混合し、その混合物を直径６ｍｍの金属製シャフ
トを中心に配設したモールドに注型した後、９０℃で６
時間加熱硬化して、直径１６ｍｍで長さ２１０ｍｍのポ
リウレタン製ローラを作製した。このローラの抵抗は１
０7.3 Ωであった。 比較例２ 比較例１において、ＮａＣｌＯ4 （強電解質）0.５重量
部の代わりにＲＣ2 Ｈ 5 ＳＯ4 （Ｒはアルキル基，弱電
解質）2.０重量部を用いた以外は比較例１と同様にして
ローラを作製した。このローラの抵抗は１０7.3 Ωであ
った。Comparative Example 1 Weight average molecular weight of propylene oxide unit of 30
80 parts by weight of trifunctional polyether polyol of 00 and weight
Polytetramethylene ether glycol with an average molecular weight of 1,000
100 parts by weight of a polyol component consisting of 20 parts by weight of coal
Part, diphenylmethane diisocyanate and carbodiimid
Modified diphenylmethane diisocyanate and glycol
From a mixture of modified diphenylmethane diisocyanate
26 parts by weight of isocyanate, NaClOFour(Strong electrolysis
Quality) 0.5 parts by weight and 0.003 weight of dibutyltin dilaurate
Parts, and mix the mixture with a metal shuffle having a diameter of 6 mm.
After casting in a mold centered on the
After heating and curing for a period of time,
A roller made of urethane was produced. The resistance of this roller is 1
07.3Ω. Comparative Example 2 In Comparative Example 1, the NaClOFour(Strong electrolyte) 0.5 weight
RC instead of departmentTwoH FiveSOFour(R is an alkyl group, weak electricity
Dissolution) Same as Comparative Example 1 except that 2.0 parts by weight was used.
Rollers were made. The resistance of this roller is 107.3Ω
Was.
【００１９】比較例３ エチレンオキサイド単位１６重量％とプロピレンオキサ
イド単位８４重量％からなる重量平均分子量５０００の
３官能ポリエーテルポリオール８０重量部を、エチレン
オキサイド単位７５重量％とプロピレンオキサイド単位
２０重量％からなる重量平均分子量３３６０の３官能ポ
リエーテルポリオール８０重量部に代え、ジフェニルメ
タンジイソシアネートとカルボジイミド変性ジフェニル
メタンジイソシアネートとグリコール変性ジフェニルメ
タンジイソシアネートの混合物からなるイソシアネート
の配合量を１７重量部から２1.７重量部に代えた以外は
実施例１と同様にしてローラを作製し、同様にしてロー
ラの抵抗を測定したところ、１０7.4 Ωであり、画像形
成装置の中間転写ローラとして用いるには電気抵抗が高
すぎるものであった。Comparative Example 3 80 parts by weight of a trifunctional polyether polyol having a weight average molecular weight of 5000 composed of 16% by weight of ethylene oxide units and 84% by weight of propylene oxide units was converted from 75% by weight of ethylene oxide units and 20% by weight of propylene oxide units. Was replaced by 80 parts by weight of the trifunctional polyether polyol having a weight average molecular weight of 3360, and the compounding amount of isocyanate comprising a mixture of diphenylmethane diisocyanate, carbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate, and glycol-modified diphenylmethane diisocyanate was changed from 17 parts by weight to 21.7 parts by weight. A roller was prepared in the same manner as in Example 1 except for the above, and the resistance of the roller was measured in the same manner. As a result, the resistance was 10 7.4 Ω. It was too expensive.
【００２０】実施例３ エチレンオキサイド単位１６重量％とプロピレンオキサ
イド単位８４重量％からなる重量平均分子量５０００の
３官能ポリエーテルポリオール８０重量部を、エチレン
オキサイド単位２０重量％とプロピレンオキサイド単位
８０重量％からなる重量平均分子量４０００の２官能ポ
リエーテルポリオール８０重量部に代え、ジフェニルメ
タンジイソシアネートとカルボジイミド変性ジフェニル
メタンジイソシアネートとグリコール変性ジフェニルメ
タンジイソシアネートの混合物からなるイソシアネート
の配合量を１７重量部から１6.３重量部に代えた以外は
実施例１と同様にしてローラを作製し、同様にしてロー
ラの抵抗を測定したところ、１０5.8 Ωであり、画像形
成装置の中間転写ローラとして用いるに適当な電気抵抗
を有するものであった。EXAMPLE 3 80 parts by weight of a trifunctional polyether polyol having a weight average molecular weight of 5,000 composed of 16% by weight of ethylene oxide units and 84% by weight of propylene oxide units was converted from 20% by weight of ethylene oxide units and 80% by weight of propylene oxide units. Was replaced by 80 parts by weight of a bifunctional polyether polyol having a weight average molecular weight of 4000, and the blending amount of isocyanate comprising a mixture of diphenylmethane diisocyanate, carbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate, and glycol-modified diphenylmethane diisocyanate was changed from 17 parts by weight to 16.3 parts by weight. A roller was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the above, and the resistance of the roller was measured in the same manner. The resistance was 105.8 Ω, which was an electric resistor suitable for use as an intermediate transfer roller of an image forming apparatus. It had an anti.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、少量の電解質の添加に
より、１０7 Ω以下の電気抵抗を有する画像形成装置部
材を得ることができる。According to the present invention, an image forming apparatus member having an electric resistance of 10 7 Ω or less can be obtained by adding a small amount of electrolyte.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 75/08 Ｃ０８Ｌ 75/08 Ｆターム(参考） 2H200 FA18 JA02 JA25 JA26 JB06 JB10 JC02 JC03 JC15 JC16 MA02 MA20 MB06 4J002 CK041 DE196 DK006 EG007 EN136 EN137 EV187 FD206 FD207 GP00 GQ00 GS00 4J034 DG03 DG09 HA06 HA07 HA14 HC12 HC64 HC67 HC71 MA01 MA12 MA14 MA15 QB07 RA16──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C08L 75/08 C08L 75/08 F term (Reference) 2H200 FA18 JA02 JA25 JA26 JB06 JB10 JC02 JC03 JC15 JC16 MA02 MA20 MB06 4J002 CK041 DE196 DK006 EG007 EN136 EN137 EV187 FD206 FD207 GP00 GQ00 GS00 4J034 DG03 DG09 HA06 HA07 HA14 HC12 HC64 HC67 HC71 MA01 MA12 MA14 MA15 QB07 RA16
Claims (5)
弱電解質を含む組成物を硬化させた導電性ポリウレタン
からなり、画像形成体に当接しない画像形成装置部材に
おいて、ポリウレタン原料が、重量平均分子量４５００
以上、エチレンオキサイド単位の含有率が１５重量％以
上かつ３官能のポリエーテルポリオール及び／又は重量
平均分子量１５００以上、エチレンオキサイド単位の含
有率が１５重量％以上かつ２官能のポリエーテルポリオ
ールを６０重量％以上含むポリオールと、ポリイソシア
ネートからなり、強電解質の添加量がポリオール１００
重量部に対して0.３〜2.０重量部であり、弱電解質の添
加量がポリオール１００重量部に対して1.０〜5.０重量
部であることを特徴とする画像形成装置部材。1. An image forming apparatus member which is made of a conductive polyurethane obtained by curing a composition containing a polyurethane raw material and a strong electrolyte and / or a weak electrolyte, and which does not come into contact with an image forming member, has a weight average molecular weight of 4,500.
As described above, a trifunctional polyether polyol having a content of ethylene oxide units of 15% by weight or more and / or a weight average molecular weight of 1500 or more and a bifunctional polyether polyol having a content of ethylene oxide units of 15% by weight or more and 60% by weight is used. % Or more of a polyol and a polyisocyanate.
Wherein the amount of the weak electrolyte is 1.0 to 5.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol. .
カリ金属又はアルカリ土類金属の、過塩素酸塩，ホウフ
ッ化水素酸塩又は塩酸塩から選ばれるものであり、弱電
解質が、第４級アンモニウムの、アルキル硫酸塩又はカ
ルボン酸塩から選ばれるものである請求項１記載の画像
形成装置部材。2. The quaternary ammonium, alkali metal or alkaline earth metal perchlorate, borofluoride or hydrochloride salt of the strong electrolyte, and the weak electrolyte is a quaternary ammonium salt. The image forming apparatus member according to claim 1, wherein the member is selected from ammonium alkyl sulfates and carboxylates.
０7 Ω以下のものである請求項１又は２記載画像形成装
置部材。3. The image forming apparatus member according to claim 1, wherein said electric resistance is 1
Are the following 0 7 Omega claim 1 or 2, wherein the image forming apparatus member.
ー画像形成装置の中間転写ローラ、中間転写ベルト方式
画像形成装置の１次転写ローラもしくは２次転写ローラ
又はタンデム方式画像形成装置の転写ローラである請求
項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置部材。4. The image forming apparatus member is an intermediate transfer roller of an electrophotographic color image forming apparatus, a primary transfer roller or a secondary transfer roller of an intermediate transfer belt type image forming apparatus, or a transfer roller of a tandem type image forming apparatus. The image forming apparatus member according to claim 1.
成装置部材を装着してなる画像形成装置。5. An image forming apparatus comprising the image forming apparatus member according to claim 1.
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- 2001-02-15 JP JP2001037893A patent/JP5065552B2/en not_active Expired - Fee Related
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