JP2008292659A - Charging roll for electrophotographic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真機器用帯電ロールに関するものである。 The present invention relates to a charging roll for electrophotographic equipment.
近年、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器が広く使用されている。この種の電子写真機器では、静電潜像を形成するに先立ち、予め感光ドラム表面を帯電させる必要がある。 In recent years, electrophotographic apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles that employ an electrophotographic system have been widely used. In this type of electrophotographic apparatus, it is necessary to charge the surface of the photosensitive drum in advance before forming an electrostatic latent image.
最近では、感光ドラム表面に帯電ロールを接触させ、感光ドラム表面を帯電させる接触帯電方式による帯電が主流になっている。 Recently, charging by a contact charging method in which a charging roll is brought into contact with the surface of the photosensitive drum and the surface of the photosensitive drum is charged has become mainstream.
上記帯電に用いられる帯電ロールとしては、例えば、特許文献１には、軸体と、導電性弾性体層と、抵抗調整層と、保護層とから構成された帯電ロールが開示されている。また、導電性弾性体層と抵抗調整層との間に、さらに、軟化剤移行防止層を形成した帯電ロールも開示されている。 As the charging roll used for the charging, for example, Patent Document 1 discloses a charging roll including a shaft body, a conductive elastic body layer, a resistance adjusting layer, and a protective layer. In addition, a charging roll in which a softener migration preventing layer is further formed between the conductive elastic layer and the resistance adjusting layer is also disclosed.
上記特許文献１には、次のようにして抵抗調整層を形成する点が記載されている。ヒドリンゴムに補強剤等を添加し、ゴム練りして得たゴム組成物を、メチルエチルケトンなどの有機溶剤に溶解してコーティング液を調製し、抵抗調整層の下層までが積層されたロール体を、上記コーティング液中に浸漬し、乾燥、架橋することにより、抵抗調整層を形成する。 Patent Document 1 describes that a resistance adjustment layer is formed as follows. A rubber composition obtained by adding a reinforcing agent or the like to hydrin rubber and kneading the rubber is dissolved in an organic solvent such as methyl ethyl ketone to prepare a coating solution. A resistance adjusting layer is formed by dipping in a coating solution, drying and crosslinking.
しかしながら、従来知られる帯電ロールは、以下の点で問題があった。 However, conventionally known charging rolls have the following problems.
すなわち、前者の軟化剤移行防止層のない帯電ロールは、導電性弾性体層の構成ゴム組成物中に含まれるオイル等の軟化剤が、抵抗調整層を透過してロール表面に滲み出すといった問題があった。 That is, the former charging roll without the softening agent migration preventing layer has a problem that the softening agent such as oil contained in the rubber composition constituting the conductive elastic layer penetrates the resistance adjusting layer and oozes out on the roll surface. was there.
これは、導電性弾性体層の表面に、直接、抵抗調整層形成材料として、多量の溶剤を含んだコーティング液を塗布しているため、コーティング液を塗布してからそれが乾燥するまでの間に、導電性弾性体層中の軟化剤が抵抗調整層側に移行することが主な原因であると考えられる。 This is because the coating liquid containing a large amount of solvent is directly applied to the surface of the conductive elastic layer as a resistance adjusting layer forming material, and therefore, after the coating liquid is applied until it dries. In addition, it is considered that the main cause is that the softening agent in the conductive elastic layer moves to the resistance adjustment layer side.
ロール表面に軟化剤が滲み出すと、これが感光ドラムに付着するので、画像不具合が発生してしまう。 When the softening agent oozes out on the roll surface, it adheres to the photosensitive drum, which causes image defects.
一方、後者の軟化剤移行防止層のある帯電ロールは、軟化剤移行防止層を有しているので、軟化剤の滲み出しを抑制することが可能ではある。 On the other hand, since the charging roll having the latter softener migration preventing layer has the softener migration preventing layer, it is possible to suppress exudation of the softener.
しかしながら、この帯電ロールは、軟化剤移行防止層が必須となる。そのため、層構造が複雑になり、ロール生産性が低下しやすいといった問題があった。また、ロール製造設備も余分に必要となる。 However, in this charging roll, a softener migration prevention layer is essential. For this reason, there is a problem that the layer structure becomes complicated and roll productivity tends to decrease. In addition, an extra roll manufacturing facility is required.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、下層の軟化剤の滲み出しを抑制でき、かつ、層構造を簡略化することが可能な電子写真機器用帯電ロールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved by the present invention is an electrophotographic apparatus capable of suppressing the exudation of the lower layer softener and simplifying the layer structure. It is to provide a charging roll for use.
上記課題を解決するため、本発明に係る電子写真機器用帯電ロールは、軸体の外周に、軟化剤を含むゴム弾性層と、抵抗調整層とがこの順に積層された積層構造を有し、上記抵抗調整層は、単官能の第１光重合性モノマーを主成分とする紫外線硬化型導電性組成物の硬化物よりなることを要旨とする。 In order to solve the above problems, the charging roll for electrophotographic equipment according to the present invention has a laminated structure in which a rubber elastic layer containing a softening agent and a resistance adjusting layer are laminated in this order on the outer periphery of a shaft body, The gist of the resistance adjustment layer is a cured product of an ultraviolet curable conductive composition containing a monofunctional first photopolymerizable monomer as a main component.
ここで、上記第１光重合性モノマーは、 分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されていると良い。 Here, the first photopolymerizable monomer preferably has an ethylene oxide unit introduced into the molecular structure.
また、上記紫外線硬化型導電性組成物は、さらに、ＯＨ基を含有する第２光重合性モノマー、および／または、ＣＯＯＨ基を含有する第３光重合性モノマーを含んでいると良い。 The ultraviolet curable conductive composition may further include a second photopolymerizable monomer containing an OH group and / or a third photopolymerizable monomer containing a COOH group.
また、上記第２光重合性モノマー、および／または、第３光重合性モノマーは、単官能であることが好ましい。 The second photopolymerizable monomer and / or the third photopolymerizable monomer is preferably monofunctional.
また、上記紫外線硬化型導電性組成物は、さらに、リン酸（メタ）アクリレート、および／または、シリカを含んでいると良い。 The ultraviolet curable conductive composition preferably further contains phosphoric acid (meth) acrylate and / or silica.
また、上記第１光重合性モノマー、第２光重合性モノマー、および、第３光重合性モノマーは、（メタ）アクリレートであると良い。 The first photopolymerizable monomer, the second photopolymerizable monomer, and the third photopolymerizable monomer may be (meth) acrylate.
また、上記紫外線硬化型導電性組成物は、当該組成物仕込み時点における溶剤の当該組成物全体に占める含有量が、１０質量％以下であることが好ましい。 Further, in the ultraviolet curable conductive composition, the content of the solvent in the entire composition at the time of preparation of the composition is preferably 10% by mass or less.
また、上記抵抗調整層の外周には、表層が積層されていても良い。 A surface layer may be laminated on the outer periphery of the resistance adjustment layer.
本発明に係る電子写真機器用帯電ロールは、軸体の外周に、軟化剤を含むゴム弾性層と、抵抗調整層とがこの順に積層された積層構造を有している。そして、その抵抗調整層が、単官能の第１光重合性モノマーを主成分とする紫外線硬化型導電性組成物の硬化物よりなっている。 The charging roll for electrophotographic equipment according to the present invention has a laminated structure in which a rubber elastic layer containing a softening agent and a resistance adjusting layer are laminated in this order on the outer periphery of a shaft body. And the resistance adjustment layer consists of the hardened | cured material of the ultraviolet curable conductive composition which has a monofunctional 1st photopolymerizable monomer as a main component.
従来の抵抗調整層は、多量の溶剤にゴム組成物を溶解したコーティング溶液を用いて形成されていた。 Conventional resistance adjusting layers are formed using a coating solution in which a rubber composition is dissolved in a large amount of solvent.
これに対し、上記抵抗調整層の形成には、単官能の第１光重合性モノマーを主成分とする紫外線硬化型導電性組成物をコーティング液として用いることになる。このコーティング液は、溶剤の使用量を大幅に低減する、とりわけ、無溶剤としても、低粘度で塗工性に優れている。 On the other hand, for the formation of the resistance adjusting layer, an ultraviolet curable conductive composition mainly composed of a monofunctional first photopolymerizable monomer is used as a coating liquid. This coating solution greatly reduces the amount of solvent used, and in particular, has low viscosity and excellent coatability even without a solvent.
そのため、軟化剤を含むゴム弾性体の表面に、直接、当該組成物をコーティングして抵抗調整層を形成しても、多量の溶剤に起因する軟化剤の移行が生じ難く、ロール表面への軟化剤の滲み出しを十分に抑制することができる。 Therefore, even if the resistance adjusting layer is formed by coating the composition directly on the surface of the rubber elastic body containing the softening agent, the softening agent is hardly transferred due to a large amount of solvent and softening to the roll surface. The bleeding of the agent can be sufficiently suppressed.
したがって、本発明に係る帯電ロールによれば、従来必須とされていた軟化剤移行防止層を省略し、層構造を簡略化することが可能になる。それ故、ロール生産性が向上する。また、ロール製造設備などの簡素化も可能になる。また、層構造を簡略化しても、軟化剤の移行を十分に抑制できるため、電子写真機器の画像不具合などが生じ難く、高品位の画像を得ることができる。 Therefore, according to the charging roll according to the present invention, it is possible to omit the softener transition prevention layer, which has been conventionally required, and to simplify the layer structure. Therefore, roll productivity is improved. In addition, it is possible to simplify the roll manufacturing equipment. Moreover, even if the layer structure is simplified, the migration of the softening agent can be sufficiently suppressed, so that an image defect or the like of an electrophotographic apparatus hardly occurs and a high-quality image can be obtained.
ここで、第１光重合性モノマーの分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されている場合には、当該組成物中に含まれることがあるイオン導電剤との相溶性に優れ、硬化物の電気抵抗の調整を図りやすくなる。 Here, when an ethylene oxide unit is introduced into the molecular structure of the first photopolymerizable monomer, it has excellent compatibility with an ionic conductive agent that may be contained in the composition, and the electrical resistance of the cured product. It will be easier to make adjustments.
また、当該組成物が、さらに、ＯＨ基を含有する第２光重合性モノマーや、ＣＯＯＨ基を含有する第３光重合性モノマーを含んでいる場合には、抵抗調整層とゴム弾性層との密着性を向上させることができる。 Further, when the composition further contains a second photopolymerizable monomer containing an OH group or a third photopolymerizable monomer containing a COOH group, the resistance adjusting layer and the rubber elastic layer Adhesion can be improved.
また、第２光重合性モノマー、第３光重合性モノマーが単官能である場合には、当該組成物の低粘度化に寄与する。そのため、当該組成物の無溶剤化を図りやすくなり、軟化剤の移行を一層抑制しやすくなる。また、硬化物の硬度が上昇し難く、ロールの低硬度化も図りやすい。 Moreover, when a 2nd photopolymerizable monomer and a 3rd photopolymerizable monomer are monofunctional, it contributes to the viscosity reduction of the said composition. Therefore, it becomes easy to make the composition solvent-free, and it becomes easier to further suppress the migration of the softening agent. Further, the hardness of the cured product is difficult to increase, and the hardness of the roll can be easily reduced.
また、当該組成物が、さらに、リン酸（メタ）アクリレートやシリカを含んでいる場合にも、抵抗調整層とゴム弾性層との密着性を向上させることができる。 Moreover, also when the said composition contains phosphoric acid (meth) acrylate and a silica, the adhesiveness of a resistance adjustment layer and a rubber elastic layer can be improved.
また、上記第１光重合性モノマー、第２光重合性モノマー、および、第３光重合性モノマーが、（メタ）アクリレートである場合には、比較的種類が多く、材料選択の幅が広がる。そのため、未硬化物である組成物の粘度や、硬化物の硬度、電気抵抗などのバランス調整などを行いやすくなる。 In addition, when the first photopolymerizable monomer, the second photopolymerizable monomer, and the third photopolymerizable monomer are (meth) acrylates, there are relatively many types and the range of material selection is widened. Therefore, it becomes easy to adjust the balance of the viscosity of the composition that is an uncured product, the hardness of the cured product, the electrical resistance, and the like.
また、抵抗調整層の外周に表層が積層されている場合には、ロール表面にトナーが付着し難くなり、得られる画像品質の向上に寄与しやすい。 Further, when the surface layer is laminated on the outer periphery of the resistance adjustment layer, the toner hardly adheres to the roll surface, and it is easy to contribute to the improvement of the obtained image quality.
以下、本実施形態に係る電子写真機器用帯電ロール（以下、「本帯電ロール」ということがある。）について説明する。 Hereinafter, the charging roll for electrophotographic equipment according to the present embodiment (hereinafter, also referred to as “the present charging roll”) will be described.
図１は、本帯電ロールの一例を示す周方向断面図である。例えば、図１に示すように、本帯電ロール１０は、軸体１２の外周に、ゴム弾性層１４と、抵抗調整層１６とがこの順に積層された積層構造を有している。
FIG. 1 is a circumferential sectional view showing an example of the present charging roll. For example, as shown in FIG. 1, the
図２は、本帯電ロールの他の例を示す周方向断面図である。本帯電ロール１０は、図１に示す態様に限定されるものではなく、図２に示すように、軸体１２の外周に、ゴム弾性層１４と、抵抗調整層１６とがこの順に積層された積層構造を有しておれば、さらに、抵抗調整層１６の外周に表層１８を有していても良い。
FIG. 2 is a circumferential sectional view showing another example of the present charging roll. The
ゴム弾性層、抵抗調整層、表層は、単層から構成されていても良いし、複数層から構成されていても良い。好ましくは、積層構造の簡略化、ロール生産性の向上などの観点から、ゴム弾性層、抵抗調整層、表層は、単層から構成されていることが好ましい。 The rubber elastic layer, resistance adjusting layer, and surface layer may be composed of a single layer or a plurality of layers. Preferably, the rubber elastic layer, the resistance adjusting layer, and the surface layer are preferably composed of a single layer from the viewpoint of simplifying the laminated structure and improving the roll productivity.
軸体は、導電性を有するものであれば、何れのものでも使用し得る。具体的には、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属製の中実体、中空体からなる芯金などを例示することができる。また必要に応じ、軸体の表面には、接着剤、プライマーなどを塗布してもよい。上記接着剤、プライマーなどには、必要に応じて導電化を行っても良い。 Any shaft body may be used as long as it has conductivity. Specific examples include solid bodies made of metal such as iron, stainless steel, and aluminum, and a cored bar made of a hollow body. Moreover, you may apply | coat an adhesive agent, a primer, etc. to the surface of a shaft body as needed. The adhesive, primer, etc. may be made conductive as necessary.
ゴム弾性層は、非発泡体（ソリッド状）または発泡体（スポンジ状）の何れの形態であっても良い。ゴム弾性層を形成するゴム弾性材料としては、具体的には、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）などを例示することができる。これらは１種又は２種以上混合されていても良い。 The rubber elastic layer may be in any form of non-foam (solid) or foam (sponge). Specific examples of the rubber elastic material forming the rubber elastic layer include, for example, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), polynorbornene rubber, silicone rubber, butadiene rubber (BR), and isoprene. Examples include rubber (IR), natural rubber (NR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR), and the like. These may be used alone or in combination.
上記ゴム弾性材料としては、ゴム練りに汎用されている非極性の軟化剤との相溶性に優れるなどの観点から、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）などが好ましい。 As the rubber elastic material, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (from the viewpoint of excellent compatibility with a non-polar softener widely used for rubber kneading, etc. BR) and the like are preferable.
上記ゴム弾性層は、軟化剤を含んでいる。主にゴム弾性層の低硬度化を図るためである。上記軟化剤は、ゴム弾性成分１００質量部に対して、好ましくは、１０〜５００質量部、より好ましくは、１０〜３００質量部、さらに好ましくは、１０〜１００質量部の範囲内にあると良い。 The rubber elastic layer contains a softening agent. This is mainly to reduce the hardness of the rubber elastic layer. The softening agent is preferably in the range of 10 to 500 parts by mass, more preferably 10 to 300 parts by mass, and still more preferably 10 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber elastic component. .
上記軟化剤は、特に限定されるものでなく、ゴム弾性材料との相溶性などを考慮して適宜選択することができる。上記軟化剤としては、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、アロマ系オイルなどのプロセスオイル、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）などのフタル酸誘導体、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）、ジ−２−エチルヘキシルアジペート（ＤＯＡ）などのアジピン酸誘導体などを例示することができる。 The softening agent is not particularly limited, and can be appropriately selected in consideration of compatibility with a rubber elastic material. Examples of the softener include process oils such as paraffinic oil, naphthenic oil and aroma oil, phthalic acid derivatives such as dibutyl phthalate (DBP) and dioctyl phthalate (DOP), dibutyl adipate (DBA), and di-2-ethylhexyl. Adipic acid derivatives such as adipate (DOA) can be exemplified.
このうち、上記非極性のゴム弾性材料との相溶性に優れる、低コストであるなどの観点から、パラフィン系オイル、ナフテン系オイルなどの炭化水素系オイルを好適に用いることができる。 Of these, hydrocarbon oils such as paraffinic oil and naphthenic oil can be suitably used from the viewpoints of excellent compatibility with the nonpolar rubber elastic material and low cost.
ゴム弾性層には、導電性付与のため、カーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、ｃ−ＴｉＯ２ 、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ２ （ｃ−は導電性を意味する。）、イオン導電剤（四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤等）などの従来公知の導電剤を、上記材料中に適宜添加することができる。さらに、必要に応じて、発泡剤、架橋剤、架橋促進剤、オイル等を適宜添加してもよい。 The rubber elastic layer, for imparting conductivity, carbon black, graphite, potassium titanate, iron oxide, c-TiO 2, c- ZnO, c-SnO 2 (c- means conductive.), Ion Conventionally known conductive agents such as conductive agents (quaternary ammonium salts, borates, surfactants, etc.) can be appropriately added to the above materials. Further, if necessary, a foaming agent, a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, oil, and the like may be added as appropriate.
なお、軸体の外周にゴム弾性層を形成するには、軸体をロール成形用金型の中空部に同軸的に設置し、ゴム弾性層形成用組成物を注入して、加熱・硬化させた後、脱型する（注型法）、軸体の表面にゴム弾性層形成用組成物を押出成形する（押出法）などすれば良い。また、ゴム弾性層を複数層形成する場合には、上記方法に準じた操作を繰り返し行えば良い。 In order to form the rubber elastic layer on the outer periphery of the shaft body, the shaft body is coaxially installed in the hollow portion of the roll molding die, and the composition for forming the rubber elastic layer is injected, heated and cured. After that, the mold is removed (casting method), and the rubber elastic layer forming composition is extruded on the surface of the shaft (extrusion method). Further, when a plurality of rubber elastic layers are formed, an operation according to the above method may be repeated.
ゴム弾性層の厚みは、特に限定されるものではないが、好ましくは、０．１〜１０ｍｍ、より好ましくは、１〜５ｍｍの範囲内から選択することができる。 Although the thickness of a rubber elastic layer is not specifically limited, Preferably, it can select from the range of 0.1-10 mm, More preferably, it is 1-5 mm.
また、ゴム弾性層の体積抵抗率は、好ましくは、１０２〜１０１０Ω・ｃｍ、より好ましくは、１０３〜１０９Ω・ｃｍ、さらにより好ましくは、１０４〜１０８Ω・ｃｍの範囲内から選択することができる。 The volume resistivity of the rubber elastic layer is preferably 10 2 to 10 10 Ω · cm, more preferably 10 3 to 10 9 Ω · cm, and still more preferably 10 4 to 10 8 Ω · cm. You can select from the range.
本帯電ロールにおいて、抵抗調整層は、特定の成分を含む未硬化の紫外線硬化型導電性組成物（以下、単に「導電性組成物」ということがある。）の硬化物より形成されている。 In the present charging roll, the resistance adjusting layer is formed from a cured product of an uncured ultraviolet curable conductive composition (hereinafter, simply referred to as “conductive composition”) containing a specific component.
ここで、上記導電性組成物は、単官能の第１光重合性モノマーを主成分として含んでいる。単官能であれば、未硬化状態における組成物の粘度が低粘度になり、多量の溶剤による希釈が不要となり、軟化剤の移行を抑制しやすいからである。また、抵抗調整層の低硬度化も図り易くなる。 Here, the conductive composition contains a monofunctional first photopolymerizable monomer as a main component. If it is monofunctional, the viscosity of the composition in an uncured state becomes low, dilution with a large amount of solvent is unnecessary, and the migration of the softening agent is easily suppressed. Further, it is easy to reduce the hardness of the resistance adjustment layer.
なお、本発明において、単官能とは、光重合反応に関与する官能基を１個有していることをいう。また、多官能とは、光重合反応に関与する官能基を２個以上有していることをいう。 In the present invention, monofunctional means having one functional group involved in the photopolymerization reaction. Polyfunctional means having two or more functional groups involved in the photopolymerization reaction.
上記官能基としては、具体的には、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基、ビニル基、チオール基、ビニルエーテル基、エポキシ基、グリシジルエーテル基、分子内二重結合を有する基などを例示することができる。 Specific examples of the functional group include an acryloyl group, a methacryloyl group, an allyl group, a vinyl group, a thiol group, a vinyl ether group, an epoxy group, a glycidyl ether group, and a group having an intramolecular double bond. be able to.
第１光重合性モノマーは、導電性組成物中に含まれることがあるイオン導電剤との相溶性を向上させ、硬化物の電気抵抗の調整を図りやすくなるなどの観点から、分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されていることが好ましい。 The first photopolymerizable monomer is included in the molecular structure from the viewpoint of improving the compatibility with an ionic conductive agent that may be contained in the conductive composition and facilitating adjustment of the electric resistance of the cured product. Preferably, ethylene oxide units are introduced.
第１光重合性モノマー中のエチレンオキシド単位の含有量としては、硬化物の電気抵抗を低くしやすくなるなどの観点から、好ましくは、１〜９８質量％の範囲内、より好ましくは、２０〜９８質量％の範囲内、さらに好ましくは、４０〜９８質量％の範囲内にあると良い。 As content of the ethylene oxide unit in a 1st photopolymerizable monomer, from a viewpoint of becoming easy to make the electrical resistance of hardened | cured material low, Preferably it exists in the range of 1-98 mass%, More preferably, it is 20-98. It is good that it exists in the range of 40 mass%, More preferably in the range of 40-98 mass%.
なお、エチレンオキシド単位の含有量は、例えば、ＮＭＲ（核磁気共鳴装置）などを用いて測定することができる。この点については、後述するモノマー、オリゴマーについても同様である。 In addition, content of an ethylene oxide unit can be measured using NMR (nuclear magnetic resonance apparatus) etc., for example. This also applies to monomers and oligomers described later.
第１光重合性モノマーは、エチレンオキシド単位以外にも、他の単位が１種または２種以上、分子構造中に導入されていても良い。 In addition to the ethylene oxide unit, the first photopolymerizable monomer may have one or more other units introduced into the molecular structure.
上記他の単位としては、例えば、炭素数３〜２０のアルキレンオキシド単位、トリメチロールプロパン単位、ペンタエリスリトール単位、エチルヘキシルカルビトール単位、グリセリン単位などや、ノニルフェノール単位、パラクミルフェノール単位、ビスフェノールＡ単位、スチレンオキシド単位、イソシアヌル酸単位、ビスフェノールＦ単位、フタル酸単位、フェノキシ単位などの環状不飽和構造を含む単位などを例示することができる。 Examples of the other units include alkylene oxide units having 3 to 20 carbon atoms, trimethylolpropane units, pentaerythritol units, ethylhexyl carbitol units, glycerin units, nonylphenol units, paracumylphenol units, bisphenol A units, Examples include units containing cyclic unsaturated structures such as styrene oxide units, isocyanuric acid units, bisphenol F units, phthalic acid units, and phenoxy units.
第１光重合性モノマーとしては、比較的種類が多くて材料選択の幅が広く、導電性組成物の粘度、硬化物の硬度、電気抵抗などのバランス調整などを行いやすいなどの観点から、分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されている、単官能アクリレート、単官能メタアクリレートなどが好ましい。より好ましくは、単官能アクリレートであると良い。 As the first photopolymerizable monomer, there are relatively many types and a wide range of material selection, and from the viewpoint of easy adjustment of the balance of the viscosity of the conductive composition, the hardness of the cured product, the electrical resistance, etc. Monofunctional acrylates and monofunctional methacrylates in which ethylene oxide units are introduced into the structure are preferred. More preferably, it is a monofunctional acrylate.
第１光重合性モノマーとしては、具体的には、例えば、フェノキシエチレンオキシド変性アクリレート（表１の化１等）、ノニルフェノールエチレンオキシド変性アクリレート（表１の化２等）、メトキシエチレンオキシド変性アクリレート（表１の化３等）、エトキシエチレンオキシド変性アクリレート（表１の化４等）、２エチルヘキシルエチレンオキシド変性アクリレート（表１の化５等）、ブトキシエチレンオキシド変性アクリレート（表１の化６等）、エチレンオキシド変性クレゾールアクリレート（表１の化７等）などを例示することができる。 Specific examples of the first photopolymerizable monomer include, for example, phenoxyethylene oxide modified acrylate (Chemical Formula 1 in Table 1), nonylphenol ethylene oxide modified acrylate (Chemical Formula 2 in Table 1), methoxyethylene oxide modified acrylate (Table 1). Chemical formula 3 etc.), ethoxyethylene oxide modified acrylate (Chemical formula 4 etc. in Table 1), 2-ethylhexyl ethylene oxide modified acrylate (Chemical formula 5 etc. in Table 1), butoxyethylene oxide modified acrylate (Chemical formula 6 etc. in Table 1), ethylene oxide modified cresol acrylate ( Examples of the chemical formula 7 in Table 1).
他にも、第１光重合性モノマーとしては、分子構造中にウレタン結合が導入されたものなどを用いることもできる。硬化物中に頑強なウレタン結合が導入され、硬化物の強度、伸びなどの機械的特性を改善しやすくなる利点があるからである。この場合、エチレンオキシド単位は、ウレタン結合を介してモノマーの分子構造中に導入されていると良い。 In addition, as the first photopolymerizable monomer, one having a urethane bond introduced into the molecular structure can be used. This is because a strong urethane bond is introduced into the cured product, and mechanical properties such as strength and elongation of the cured product are easily improved. In this case, the ethylene oxide unit is preferably introduced into the molecular structure of the monomer via a urethane bond.
ウレタン結合を有する第１光重合性モノマーとしては、具体的には、例えば、表２の化８、化９、化１０、化１１などで表されるモノマーなどを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。
Specific examples of the first photopolymerizable monomer having a urethane bond include monomers represented by chemical formula 8, chemical formula 9,
導電性組成物は、上述した第１光重合性モノマーを、１種または２種以上併用することができる。 The electrically conductive composition can use together the 1st photopolymerizable monomer mentioned above 1 type, or 2 or more types.
なお、表２に示されるような、ウレタン結合を有する単官能（メタ）アクリレートは、例えば、水酸基と（メタ）アクリロイル基とを含むモノマーと、イソシアネートとを反応させ、アクリレート付加イソシアネートを合成し、これと、分子構造中にエチレンオキシド単位を含むポリオールとを反応させるなどすれば、得ることができる。 In addition, the monofunctional (meth) acrylate having a urethane bond as shown in Table 2, for example, reacts a monomer containing a hydroxyl group and a (meth) acryloyl group with an isocyanate to synthesize an acrylate-added isocyanate, This can be obtained by reacting this with a polyol containing an ethylene oxide unit in the molecular structure.
上記合成時には、必要に応じて、各種ウレタン化触媒、鎖延長剤、アミン類、安定剤、充填剤などを１種または２種以上添加することができる。 At the time of the synthesis, one or more of various urethanization catalysts, chain extenders, amines, stabilizers, fillers and the like can be added as necessary.
水酸基と（メタ）アクリロイル基とを含むモノマーとしては、具体的には、例えば、２ヒドロキシエチルアクリレート、２ヒドロキシプロピルアクリレート、４ヒドロキシブチルアクリレート、２ヒドロキシ３フェノキシプロピルアクリレート、２ヒドロキシ３アクリロイロキシプロピルアクリレートなどのヒドロキシアクリレートなどを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。 Specific examples of the monomer containing a hydroxyl group and a (meth) acryloyl group include, for example, 2 hydroxyethyl acrylate, 2 hydroxypropyl acrylate, 4 hydroxybutyl acrylate, 2 hydroxy 3 phenoxypropyl acrylate, and 2 hydroxy 3 acryloyloxypropyl. Examples thereof include hydroxy acrylate such as acrylate. These can be used alone or in combination of two or more.
上記イソシアネートとしては、具体的には、例えば、トリレンジイソシアネート、４，４，ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス４シクロヘキシルジイソシアネートなどを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。また、上記イソシアネートの変性体やプレポリマー化した材料などを使用しても良い。 Specific examples of the isocyanate include tolylene diisocyanate, 4,4, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and methylene bis 4 cyclohexyl diisocyanate. These can be used alone or in combination of two or more. In addition, a modified product of the above isocyanate or a prepolymerized material may be used.
分子構造中にエチレンオキシド単位を含むポリオールとしては、具体的には、例えば、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、エチレンオキシド変性ポリプロピレングリコールなどを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。 Specific examples of the polyol containing an ethylene oxide unit in the molecular structure include polyethylene glycol, diethylene glycol, ethylene oxide-modified polypropylene glycol, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
また、上記合成は、最終的に単官能（メタ）アクリレートになっておれば良く、上記エチレンオキシド単位とともに、イソシアネートをつなげて他のポリオールと共重合することなども可能である。共重合成分としては、シリコーンポリオール、フッ素ポリオール、カーボネートポリオール、分子構造中にエチレンオキシド単位を含まないポリオールなどを例示することができる。これらは１種または２種以上併用しても良い。 In addition, the above synthesis only needs to be finally a monofunctional (meth) acrylate, and together with the ethylene oxide unit, it is possible to connect an isocyanate and copolymerize with another polyol. Examples of the copolymer component include silicone polyols, fluorine polyols, carbonate polyols, polyols that do not contain ethylene oxide units in the molecular structure, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
上記導電性組成物は、硬化後に、低硬度で、電気抵抗の均一性を良好なものにするなどの観点から、当該組成物中に含まれる重合成分に占める第１光重合性モノマーの含有量が、好ましくは、５０質量％以上、より好ましくは、６０質量％以上、さらにより好ましくは、７０質量％以上であると良い。 The content of the first photopolymerizable monomer in the polymerization component contained in the composition is such that the conductive composition has low hardness and good uniformity of electrical resistance after curing. However, it is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and still more preferably 70% by mass or more.
なお、上記重合成分とは、当該組成物中に含まれるモノマー、オリゴマー成分である。 The polymerization component is a monomer or oligomer component contained in the composition.
上記導電性組成物は、抵抗調整層とゴム弾性層との密着性が向上するなどの観点から、さらに、ＯＨ基を含有する第２光重合性モノマー、ＣＯＯＨ基を含有する第３光重合性モノマーなどを含んでいても良い。これらは１種または２種以上混合されていても良い。 From the viewpoint of improving the adhesion between the resistance adjusting layer and the rubber elastic layer, the conductive composition further includes a second photopolymerizable monomer containing an OH group and a third photopolymerizable containing a COOH group. A monomer may be included. These may be used alone or in combination.
上記第２光重合性モノマー、第３光重合性モノマーは、単官能であっても、多官能であっても良く、特に限定されるものではない。好ましくは、単官能であると良い。導電性組成物の低粘度化に寄与するため、導電性組成物の無溶剤化を図りやすくなり、軟化剤の移行を一層抑制しやすくなるからである。また、硬化物の硬度も上昇し難く、ロールの低硬度化も図りやすくなるからである。 The second photopolymerizable monomer and the third photopolymerizable monomer may be monofunctional or polyfunctional, and are not particularly limited. Preferably, it is monofunctional. This is because it contributes to lowering the viscosity of the conductive composition, making it easier to eliminate the solvent of the conductive composition and to further suppress the migration of the softening agent. Moreover, it is because the hardness of hardened | cured material does not rise easily and it becomes easy to aim at the hardness reduction of a roll.
第２光重合性モノマーとしては、ＯＨ基を含有する（メタ）アクリレートなどを好適なものとして挙げることができる。具体的には、例えば、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシフェノキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ３アクリロイロキシプロピルメタアクリレートなどを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。 Suitable examples of the second photopolymerizable monomer include (meth) acrylates containing an OH group. Specifically, for example, hydroxybutyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxyphenoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate and the like can be exemplified. These may be used alone or in combination.
一方、第３光重合性モノマーとしては、ＣＯＯＨ基を含有する（メタ）アクリレートなどを好適なものとして挙げることができる。具体的には、例えば、アクリル酸ダイマー、アクリル酸、メタクリル酸などを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。 On the other hand, preferred examples of the third photopolymerizable monomer include (meth) acrylates containing a COOH group. Specifically, for example, acrylic acid dimer, acrylic acid, methacrylic acid and the like can be exemplified. These may be used alone or in combination.
上記導電性組成物は、上記第１〜第３光重合性モノマー以外にも、本発明の趣旨を損なわない範囲内であれば、必要に応じて、上記以外の他の光重合性モノマーおよび／または光重合性オリゴマー（単官能、多官能の何れも可）を１種または２種以上含有していても構わない。 In addition to the first to third photopolymerizable monomers, the conductive composition is within the range that does not impair the gist of the present invention. Or you may contain 1 type, or 2 or more types of photopolymerizable oligomers (both monofunctional and polyfunctional are possible).
他の光重合性モノマーとしては、分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されている、多官能の光重合性モノマー、分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されていない、単官能もしくは多官能の光重合性モノマー、分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されている、単官能もしくは多官能の光重合性オリゴマー、分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されていない、単官能もしくは多官能の光重合性オリゴマーなどを例示することができる。 Other photopolymerizable monomers include polyfunctional photopolymerizable monomers in which ethylene oxide units are introduced into the molecular structure, monofunctional or polyfunctional photopolymerizable products in which ethylene oxide units are not introduced into the molecular structure. Examples include monomers, monofunctional or polyfunctional photopolymerizable oligomers in which ethylene oxide units are introduced into the molecular structure, and monofunctional or polyfunctional photopolymerizable oligomers in which ethylene oxide units are not introduced into the molecular structure. can do.
また、上記導電性組成物は、抵抗調整層とゴム弾性層との密着性が向上するなどの観点から、さらに、リン酸（メタ）アクリレート、シリカなどを含んでいても良い。これらは１種または２種以上混合されていても良い。 The conductive composition may further contain phosphoric acid (meth) acrylate, silica, and the like from the viewpoint of improving the adhesion between the resistance adjusting layer and the rubber elastic layer. These may be used alone or in combination.
上記リン酸（メタ）アクリレートとしては、具体的には、例えば、アクリロイルエチルアシッドフォスフェート、メタクリロイルエチルアシッドフォスフェートなどを例示することができる。これらは１種または２種以上含まれていても良い。 Specific examples of the phosphoric acid (meth) acrylate include acryloyl ethyl acid phosphate and methacryloyl ethyl acid phosphate. These may be contained alone or in combination of two or more.
また、上記導電性組成物は、紫外線などの光により光重合して硬化するものであり、光重合開始剤を含んでいる。 Further, the conductive composition is cured by photopolymerization with light such as ultraviolet rays, and contains a photopolymerization initiator.
上記光重合開始剤は、特に限定されることなく、通常使用され得るものであれば、何れのものでも使用することができる。 The photopolymerization initiator is not particularly limited, and any photopolymerization initiator can be used as long as it can be normally used.
上記光重合開始剤としては、具体的には、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエ−テル、ベンゾインエチルエ−テル、２−メチルベンゾイン、ベンジル、ベンジルジメチルケタ−ル、ジフェニルスルフィド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、ジアセチル、エオシン、チオニン、ミヒラ−ケトン、アントラセン、アントラキノン、アセトフェノン、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ−イソプロピルαヒドロキシイソブチルフェノン、α・α´ジクロル−４−フェノキシアセトフェノン、１−ヒドロキシ−１−シクロヘキシルアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、メチルベンゾイルフォルメイト、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］・２・モルフォリノ−プロペン、チオキサントン、ベンゾフェノン、２，２−ジメトキシ−１、２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、ベンゾフェノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モンフォリノプロパノン１、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン１、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニル−フォスフィンオキサイド、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１オン、ビス（シクロペンタジエニル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（ピル−イル）チタニウム）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ビスアシルフォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、（η５ −２，４−シクロペンタジエン−１−イル）［（１，２，３，４，５，６−η）−（１−メチルエチル）ベンゼン］−アイアン（１＋）−ヘキサフルオロフォスフェイト（１−）などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。 Specific examples of the photopolymerization initiator include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, 2-methylbenzoin, benzyl, benzyldimethylketal, diphenyl sulfide, and tetramethylthiuram monosulfide. , Diacetyl, eosin, thionine, mihira-ketone, anthracene, anthraquinone, acetophenone, α-hydroxyisobutylphenone, p-isopropyl αhydroxyisobutylphenone, α · α 'dichloro-4-phenoxyacetophenone, 1-hydroxy-1-cyclohexylacetophenone 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, methylbenzoyl formate, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] .2.morpholino-propene, thioxanthone , Benzophenone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, benzophenone, 2-methyl-1- [4 -(Methylthio) phenyl] -2-monforinopropanone 1,2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone 1,2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl- Propan-1-one, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl-phosphine oxide, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, Bis (cyclopentadienyl) -bis (2,6-difluoro-3- (pyryl) titanium), -Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, bisacylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, (η5-2,4-cyclopentadien-1-yl ) [(1,2,3,4,5,6-η)-(1-methylethyl) benzene] -iron (1 +)-hexafluorophosphate (1-) and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
上記光重合開始剤の含有量の下限値は、導電性組成物中に含まれる重合成分１００質量部に対し、好ましくは、０．０１質量部以上、より好ましくは、０．１質量部以上、さらにより好ましくは、１質量部以上であると良い。 The lower limit of the content of the photopolymerization initiator is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the polymerization component contained in the conductive composition. Even more preferably, it is 1 mass part or more.
一方、上記光重合開始剤の含有量の上限値は、導電性組成物中に含まれる重合成分１００質量部に対し、好ましくは、５０質量部以下、より好ましくは、１０質量部以下であると良い。 On the other hand, the upper limit of the content of the photopolymerization initiator is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerization component contained in the conductive composition. good.
また、上記導電性組成物は、好ましい添加成分として、イオン導電剤をさらに含んでいると良い。 The conductive composition preferably further contains an ionic conductive agent as a preferred additive component.
上記イオン導電剤は、特に限定されることなく、電子写真機器分野で使用され得るものであれば、何れのものでも使用することができる。 The ionic conductive agent is not particularly limited, and any ionic conductive agent can be used as long as it can be used in the field of electrophotographic equipment.
上記イオン導電剤としては、具体的には、例えば、化１２で表される４級アンモニウム過塩素酸塩（但し、化１２中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、炭素数１〜１８のアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、フェニル基、キシリル基などを示す）、化１３で表されるホウ酸塩（但し、化１３中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、炭素数１〜１８のアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、フェニル基、キシリル基などを示し、Ｍｎ＋は、アルカリ金属イオンもしくはアルカリ土類金属イオンであり、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオンなどを示す）などを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。
Specific examples of the ionic conductive agent include, for example, quaternary ammonium perchlorate represented by chemical formula 12 (in the
（化１２）
（化１３）
上記イオン導電剤の含有量の下限値は、導電性組成物中に含まれる重合成分１００質量部に対し、好ましくは、０．０１質量部以上、より好ましくは、０．１質量部以上、さらにより好ましくは、１質量部以上であると良い。 The lower limit value of the content of the ionic conductive agent is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass of the polymerization component contained in the conductive composition. More preferably, it is 1 mass part or more.
一方、上記イオン導電剤の含有量の上限値は、導電性組成物中に含まれる重合成分１００質量部に対し、好ましくは、５０質量部以下、より好ましくは、１０質量部以下であると良い。 On the other hand, the upper limit value of the content of the ionic conductive agent is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the polymerization component contained in the conductive composition. .
上記導電性組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて光安定剤、粘度調整剤、老化防止剤、加工助剤、滑剤、難燃剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、架橋剤、架橋助剤、分散剤、消泡剤、顔料などの各種の添加剤を１種または２種以上含有していても良い。 The conductive composition is a light stabilizer, a viscosity modifier, an anti-aging agent, a processing aid, a lubricant, a flame retardant, a plasticizer, a foaming agent, and a filler as necessary, as long as the object of the present invention is not impaired. In addition, one or more kinds of various additives such as a crosslinking agent, a crosslinking aid, a dispersant, an antifoaming agent, and a pigment may be contained.
以上説明した導電性組成物は、取扱い性が良好であるなどの観点から、その粘度（２５℃）が、好ましくは、１０００００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは、１００００ｍＰａ・ｓ以下であると良い。塗工性などにも優れるなどの観点から、さらにより好ましくは、５０００ｍＰａ・ｓ以下であると良い。 The conductive composition described above has a viscosity (25 ° C.) of preferably 100,000 mPa · s or less, more preferably 10,000 mPa · s or less, from the viewpoint of good handleability. From the standpoint of excellent coating properties and the like, it is even more preferably 5000 mPa · s or less.
上記導電性組成物は、メチルエチルケトンなどの有機溶剤、メタノールなどの水系溶剤などといった溶剤を含んでいない（無溶剤である）ことが好ましい。溶剤が多量に含まれると、ゴム弾性層中に含まれる軟化剤のロール表面への移行が促進されやすくなるからである。 It is preferable that the conductive composition does not contain a solvent such as an organic solvent such as methyl ethyl ketone or an aqueous solvent such as methanol (no solvent). This is because when the solvent is contained in a large amount, the migration of the softener contained in the rubber elastic layer to the roll surface is facilitated.
もっとも、本発明では、実施例でも示すように、塗工性の微調整などを行うことがあり得ることから、本発明の趣旨が損なわれない範囲内であれば、溶剤の使用が妨げられるものではない。上記導電性組成物仕込み時点における溶剤の当該組成物全体に占める溶剤の含有量は、好ましくは、１０質量％以下であると良い。 However, in the present invention, as shown in the examples, since fine adjustment of coating properties and the like may be performed, the use of the solvent is hindered within the range where the gist of the present invention is not impaired. is not. The content of the solvent in the entire composition of the solvent at the time of charging the conductive composition is preferably 10% by mass or less.
上述した導電性組成物は、各種材料を所望の配合となるように秤量し、これらを攪拌機、サンドミルなどの混合手段により混合するなどして調製することができる。なお、混合中、混合後に脱泡処理などを行っても良い。 The conductive composition described above can be prepared by weighing various materials so as to have a desired composition and mixing them by a mixing means such as a stirrer or a sand mill. In addition, you may perform a defoaming process etc. after mixing during mixing.
このような導電性組成物を用いて、ゴム弾性層の外周に抵抗調整層を形成する方法としては、例えば、ディッピング法、ロールコーティング法、スプレーコート法などの各種コーティング法を適用することができる。 As a method for forming a resistance adjusting layer on the outer periphery of the rubber elastic layer using such a conductive composition, for example, various coating methods such as a dipping method, a roll coating method, and a spray coating method can be applied. .
より具体的には、例えば、軸体にゴム弾性層が形成されたロール体を、上記導電性組成物が貯留された貯留槽内に浸漬し、引き上げた後に紫外線を照射して硬化させる方法、軸体にゴム弾性層が形成されたロール体の表面にロールコーティング法などにより、上記導電性組成物を塗工し、紫外線を照射して硬化させる方法などを例示することができる。 More specifically, for example, a method in which a roll body in which a rubber elastic layer is formed on a shaft body is immersed in a storage tank in which the conductive composition is stored and then pulled up and then cured by irradiating ultraviolet rays, Examples thereof include a method in which the conductive composition is applied to the surface of a roll body having a rubber elastic layer formed on the shaft body by a roll coating method and cured by irradiating with ultraviolet rays.
なお、これらコーティング法は１種または２種以上組み合わせても良い。また、上記コーティング法は、１回または２回以上繰り返し行っても良い。 These coating methods may be used alone or in combination. The coating method may be repeated once or twice or more.
抵抗調整層の厚みは、特に限定されるものではないが、好ましくは５０〜７００μｍ、より好ましくは、１００〜３００μｍの範囲内から選択することができる。 Although the thickness of a resistance adjustment layer is not specifically limited, Preferably it is 50-700 micrometers, More preferably, it can select from the range of 100-300 micrometers.
また、抵抗調整層の体積抵抗率は、帯電ロールの帯電能力などの観点から、好ましくは１×１０６〜１×１０１０Ω・ｃｍ、より好ましくは、１×１０７〜１×１０９Ω・ｃｍの範囲内から選択することができる。 The volume resistivity of the resistance adjusting layer is preferably 1 × 10 6 to 1 × 10 10 Ω · cm, more preferably 1 × 10 7 to 1 × 10 9 Ω, from the viewpoint of the charging ability of the charging roll. -It can be selected from the range of cm.
本帯電ロールは、上述した通り、表層を有していても良い。表層は、ロール表面の保護層として機能し得るものである。その厚みは、トナー付着防止性、耐摩耗性などが得られる範囲内で、適宜選択することができる。 As described above, the present charging roll may have a surface layer. The surface layer can function as a protective layer on the roll surface. The thickness can be appropriately selected within a range where toner adhesion prevention, abrasion resistance, and the like are obtained.
表層の厚みは、電気抵抗を上昇させ難いなどの観点から、好ましくは０．０１〜１００μｍ、より好ましくは、０．１〜２０μｍの範囲内から選択することができる。 The thickness of the surface layer is preferably from 0.01 to 100 μm, more preferably from 0.1 to 20 μm, from the viewpoint that it is difficult to increase the electrical resistance.
表層は、具体的には、表層の主成分となるポリマーを構成するモノマーおよび／またはオリゴマーなどの成分を少なくとも含む表層形成用組成物、あるいは、ポリマー自体を含む表層形成用組成物を抵抗調整層の表面にコーティングし、硬化させることにより形成することができる。 Specifically, the surface layer is composed of a surface layer-forming composition containing at least a component such as a monomer and / or an oligomer constituting a polymer that is a main component of the surface layer, or a surface layer-forming composition containing the polymer itself. It can be formed by coating on the surface of and curing.
上記ポリマーとしては、具体的には、例えば、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、ポリアミド系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴムなどのゴム、これら樹脂やゴムをシリコーン、フッ素などで変性した変性物などを例示することができる。これらは１種又は２種以上含まれていても良い。 Specific examples of the polymer include silicone resins, fluorine resins, polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate, polyamide resins, urethane resins, nitrile rubber (NBR), epichlorohydrin rubber, and the like. Examples thereof include rubbers, modified products obtained by modifying these resins and rubbers with silicone, fluorine, and the like. These may be contained alone or in combination of two or more.
なお、上記表層形成組成物中には、導電剤（カーボンブラックなどの電子系導電剤、および／または、第４級アンモニウム塩などのイオン系導電剤）、離型剤、硬化剤などの各種添加剤が１種又は２種以上含有されていても良い。 In the surface layer forming composition, various additives such as a conductive agent (an electronic conductive agent such as carbon black and / or an ionic conductive agent such as a quaternary ammonium salt), a release agent, and a curing agent are added. One or more agents may be contained.
上述した表層形成組成物のコーティング方法としては、具体的には、例えば、ロールコーティング法、ディッピング法、スプレーコート法などを適用することができる。 Specifically, for example, a roll coating method, a dipping method, a spray coating method, or the like can be applied as a method for coating the surface layer forming composition described above.
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples.
１．実施例および比較例に係る帯電ロールの抵抗調整層に用いる導電性組成物の調製
後述する表３に示す配合割合（単位は質量部）となるように、各種材料を秤量し、これらを攪拌機により撹拌、混合した後、室温にて２４時間放置（脱泡のため）することにより、実施例１〜８に係る帯電ロールの抵抗調整層に用いる各導電性組成物を調製した。
1. Preparation of conductive composition used for resistance adjustment layer of charging roll according to Examples and Comparative Examples Various materials are weighed so as to have a blending ratio (unit: parts by mass) shown in Table 3 to be described later, and these are mixed with a stirrer. After stirring and mixing, each conductive composition used for the resistance adjustment layer of the charging roll according to Examples 1 to 8 was prepared by leaving it at room temperature for 24 hours (for defoaming).
この際、上記各導電性組成物の調製時に使用した各種材料は、以下の通りである。
・フェノキシエチレンオキシド変性アクリレート（ＣＨ２＝ＣＨＣＯ−（ＯＣＨ２ＣＨ２）４−Ｏ−Ｃ６Ｈ５）［東亞合成（株）製、「アロニックス Ｍ１０２」］
・ヒドロキシブチルアクリレート（ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ−（ＣＨ２）４ＯＨ）［大阪有機化学工業（株）製、「ＨＢＡ」］
・アクリル酸ダイマー（ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ−（ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ）ｎ−Ｈ、ｎ＝１．４）［東亞合成（株）製、「アロニックス Ｍ５６００」］
・プロピレンオキシド変性アクリレート［新中村化学工業（株）製、「ＮＫオリゴ ＵＡ３４０Ｐ」］
Under the present circumstances, the various materials used at the time of preparation of each said electrically conductive composition are as follows.
Phenoxyethyl ethylene oxide-modified acrylate (CH 2 = CHCO- (OCH 2 CH 2) 4 -O-C 6 H 5) [ manufactured by Toagosei Co., Ltd., "Aronix M102"]
Hydroxybutyl acrylate (CH 2 = CHCOO— (CH 2 ) 4 OH) [Osaka Organic Chemical Co., Ltd., “HBA”]
Acrylic acid dimer (CH 2 = CHCOO- (CH 2 CH 2 COO) n -H, n = 1.4) [ manufactured by Toagosei Co., Ltd., "Aronix M5600"]
・ Propylene oxide modified acrylate [manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., “NK Oligo UA340P”]
・アクリロイルエチルアシッドフォスフェート［共栄社化学（株）製、「ライトエステルＰ１Ａ」］
・メタクリロイルエチルアシッドフォスフェート［共栄社化学（株）製、「ライトエステルＰ１Ｍ」］
・シリカＡ［東ソーシリカ（株）製、「ニプシールＲＳ−１５０」］
・シリカＢ［日本アエロジル（株）製、「アエロジル２００」］
Acrylyl ethyl acid phosphate [manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., “Light Ester P1A”]
-Methacryloyl ethyl acid phosphate [manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., "Light Ester P1M"]
・ Silica A [manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd., “Nipsil RS-150”]
Silica B [Nippon Aerosil Co., Ltd., “Aerosil 200”]
・光重合開始剤［チバスペシャルティケミカルズ（株）製、「ダロキュアー１１７３」］ Photopolymerization initiator [Ciba Specialty Chemicals, “Darocur 1173”]
・ホウ素系イオン導電剤 ・ Boronic ion conductive agent
なお、比較例１に係る帯電ロールの抵抗調整層に用いる導電性組成物は、ポリマー成分（Ｎ−メトキシメチル化ナイロン（ポリアミド系ポリマー））を溶剤（メタノール）に溶かし、その溶液中にカーボンブラック（［電気化学工業（株）製、「デンカブラック」］）を入れて混合し、ビーズミルで１時間循環させならが分散することにより調製した。 The conductive composition used for the resistance adjusting layer of the charging roll according to Comparative Example 1 is obtained by dissolving a polymer component (N-methoxymethylated nylon (polyamide-based polymer)) in a solvent (methanol), and carbon black in the solution. (“Denka Black” manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) was added and mixed, and the mixture was circulated in a bead mill for 1 hour, but dispersed.
また、比較例２に係る帯電ロールの抵抗調整層に用いる導電性組成物には、以下のようにして調製したヒドリンゴム系塗料を用いた。 Moreover, the hydrin rubber-type coating material prepared as follows was used for the electrically conductive composition used for the resistance adjustment layer of the charging roll which concerns on the comparative example 2. FIG.
ヒドリン系ゴム（ダイソー（株）製、「エピクロマーＣＧ１０２」）１００質量部と、ステアリン酸（花王（株）製、「ルナックＳ−３０」）１質量部と、酸化亜鉛２種（三井金属工業（株）製）５質量部と、受酸剤（協和化学工業（株）製、「ＤＨＴ−４Ａ」）３質量部と、粉末イオウ（鶴見化学工業（株）製）１．５質量部と、チアゾール系加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＤＭ」）１．５質量部と、チウラム系加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＴＳ」）０．５質量部と、活性化炭酸カルシウム（白石工業（株）製、「白艶華ＣＣ」）３０質量部と、アンモニウムパークロレート０．５質量部と、ＭＥＫ／トルエン＝１／１混合溶液１２８７質量部とを攪拌機などの混合手段により混合することによりヒドリンゴム系塗料を調製した。 Hydrine rubber (Daiso Co., Ltd., “Epichromer CG102”) 100 parts by mass, stearic acid (Kao Co., Ltd., “Lunac S-30”) 1 part by mass, zinc oxide 2 types (Mitsui Metal Industries ( 5 parts by mass), 3 parts by mass of acid acceptor (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., “DHT-4A”), 1.5 parts by mass of powder sulfur (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.), 1.5 parts by mass of thiazole vulcanization accelerator (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., “Noxeller DM”) and thiuram vulcanization accelerator (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., “Noxeller TS”) ) 0.5 parts by mass, 30 parts by mass of activated calcium carbonate (manufactured by Shiraishi Kogyo Co., Ltd., “Shiroka Hana CC”), 0.5 parts by mass of ammonium perchlorate, and MEK / toluene = 1/1 mixed solution 1287 Mix the mass part with mixing means such as a stirrer. It was prepared hydrin-based paint by.
２．導電性組成物（未硬化物）の特性評価
次に、得られた各導電性組成物（未硬化物）の特性評価を以下のようにして行った。
2. Characteristic Evaluation of Conductive Composition (Uncured Product) Next, characteristic evaluation of each obtained conductive composition (uncured product) was performed as follows.
（軟化剤との非相溶性）
各軟化剤［ナフテン系オイル（出光興産（株）製、「ダイアナプロセスＮＭ２８０」）、パラフィン系オイル（出光興産（株）製、「ダイアナプロセスＰＷ３８０」）］と各導電性組成物とを、質量比率５０対５０で混合し、分離状況を目視で確認した。５分間静置後に２層に分離した場合を非相溶性がある（＝相溶性がない、表１中、「○」）とし、分離しなかった場合を非相溶性がない（＝相溶性がある、表１中、「×」）とした。
(Incompatible with softener)
Each softener [Naphthenic oil (Idemitsu Kosan Co., Ltd., “Diana Process NM280”), paraffinic oil (Idemitsu Kosan Co., Ltd., “Diana Process PW380”)] and each conductive composition, The mixture was mixed at a ratio of 50:50, and the separation state was confirmed visually. When it is separated from the two layers after standing for 5 minutes, it is incompatible (= incompatible, “◯” in Table 1), and when it is not separated, it is incompatible (= compatible) In Table 1, “×”).
３．導電性組成物の硬化物の特性評価
次に、得られた各導電性組成物の硬化物の特性評価を以下のようにして行った。
3. Characteristic Evaluation of Cured Product of Conductive Composition Next, property evaluation of the cured product of each obtained conductive composition was performed as follows.
（硬度）
実施例１〜８に係る各導電性組成物を、バーコート法によりガラス板上にコーティングし、紫外線を照射し、厚さ約１ｍｍ、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍのシート状硬化物、および、ＪＩＳ Ｋ６２６２に規定される大型試験片（直径２９ｍｍ、厚み１２．５ｍｍの円柱状硬化物）を作製した。この際、紫外線照射機（アイグラフィック社製「ＵＢ０３１−２Ａ／ＢＭ」）の紫外線ランプ（水銀ランプ形式）とコーティングした各組成物との距離は２００ｍｍとし、紫外線は３０秒間照射（紫外線強度１２０ｍＷ／ｃｍ２）した。
(hardness)
Each conductive composition according to Examples 1 to 8 is coated on a glass plate by a bar coating method, irradiated with ultraviolet rays, a sheet-like cured product having a thickness of about 1 mm, a length of 100 mm, and a width of 100 mm, and JIS K6262. A large test piece (a cylindrical cured product having a diameter of 29 mm and a thickness of 12.5 mm) was prepared. At this time, the distance between the UV lamp (mercury lamp type) of the UV irradiator (“IB031-2A / BM” manufactured by Igraphic Co., Ltd.) and each of the coated compositions was 200 mm, and UV was irradiated for 30 seconds (UV intensity 120 mW / cm 2 ).
一方、比較例１および２に係る導電性組成物を、プレスにより成形、熱処理（比較例１は１００℃で３０分、比較例２は１６０℃で３０分）し、厚さ約１ｍｍ、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍのシート状成形物、および、ＪＩＳ Ｋ６２６２に規定される大型試験片（直径２９ｍｍ、厚み１２．５ｍｍの円柱状成形物）を作製した。 On the other hand, the conductive compositions according to Comparative Examples 1 and 2 were formed by press and heat-treated (Comparative Example 1 was 100 ° C. for 30 minutes, Comparative Example 2 was 160 ° C. for 30 minutes), and the thickness was about 1 mm and the length was 100 mm. A sheet-like molded product having a width of 100 mm and a large test piece (a cylindrical molded product having a diameter of 29 mm and a thickness of 12.5 mm) defined in JIS K6262 were prepared.
次いで、得られた各円柱状硬化物・成形物につき、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、デュロメータタイプＡ硬度を測定した。 Next, durometer type A hardness was measured for each obtained cylindrical cured product / molded product in accordance with JIS K6253.
（電気抵抗）
１ｃｍ角の銀ペースト電極を、上記各シート状硬化物・成形物表面に形成し、１００Ｖ印加したときの体積抵抗率を測定した。
(Electrical resistance)
A 1 cm square silver paste electrode was formed on the surface of each sheet-like cured product / molded product, and the volume resistivity when 100 V was applied was measured.
４．電子写真機器用帯電ロールの作製
（ゴム弾性層形成用組成物の調製）
初めに、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）（住友化学（株）製、「エスプレン５０５」）１００質量部と、ステアリン酸（花王（株）製、「ルナックＳ−３０」）１質量部と、酸化亜鉛２種（三井金属工業（株）製）５質量部と、パラフィン系オイル（出光興産（株）製、「ダイアナプロセスＰＷ３８０」）８０質量部と、ケッチェンブラック（ケッチェンブラックインターナショナル製、「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」）３０質量部と、チウラム系加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＴＴ」）１．５質量部と、スルフェンアミド系加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＣＺ」）０．５質量部と、粉末イオウ（鶴見化学（株）製）０．５質量部とを、ニーダーで混練することにより、ゴム弾性層形成用組成物Ａを調製した。
4). Preparation of charging roll for electrophotographic equipment (Preparation of rubber elastic layer forming composition)
First, 100 parts by mass of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., “Esprene 505”), 1 part by mass of stearic acid (manufactured by Kao Corporation, “Lunac S-30”), 2 parts of zinc oxide (made by Mitsui Kinzoku Co., Ltd.), 80 parts by weight of paraffinic oil (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd., “Diana Process PW380”), ketjen black (made by ketjen black international, 30 parts by weight of “Ketjen Black EC300J”), 1.5 parts by weight of thiuram vulcanization accelerator (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., “Noxeller TT”), sulfenamide vulcanization accelerator ( By kneading 0.5 parts by mass of “Noxeller CZ” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd. and 0.5 parts by mass of powder sulfur (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.) with a kneader. It was prepared rubber elastic layer forming composition A.
また、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）（旭化成ケミカルズ（株）製、「タフデン２１００」）１００質量部と、ステアリン酸（花王（株）製、「ルナックＳ−３０」）１質量部と、酸化亜鉛２種（三井金属工業（株）製）５質量部と、ナフテン系オイル（出光興産（株）製、「ダイアナプロセスＮＭ２８０」）６０質量部と、ケッチェンブラック（ケッチェンブラックインターナショナル製、「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」）２０質量部と、チアゾール系加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＴＴ」）０．６質量部と、スルフェンアミド系加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＣＺ」）１．５質量部と、粉末イオウ（鶴見化学（株）製）０．３質量部とを、ニーダーで混練することにより、ゴム弾性層形成用組成物Ｂを調製した。 Also, 100 parts by mass of styrene-butadiene rubber (SBR) (Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd., “Toughden 2100”), 1 part by mass of stearic acid (Kao Co., Ltd., “Lunac S-30”), zinc oxide 2 types (Mitsui Kinzoku Co., Ltd.) 5 parts by mass, naphthenic oil (Idemitsu Kosan Co., Ltd., “Diana Process NM280”) 60 parts by mass, Ketjen Black (Ketjen Black International, "Chen Black EC300J") 20 parts by weight, thiazole vulcanization accelerator (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., "Noxeller TT") 0.6 part by weight, sulfenamide vulcanization accelerator (Ouchi A mixture of 1.5 parts by mass of Shinsei Chemical Industry Co., Ltd. (“Noxeller CZ”) and 0.3 parts by mass of powder sulfur (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.) with a kneader It was prepared elastic layer-forming composition B.
次に、その内部に芯金（直径６ｍｍ）を同軸にセットした円筒状金型内に、何れか一方のゴム弾性層形成用組成物（使用した組成物は表１参照）を注入し、１６０℃で６０分間加熱した後、冷却、脱型した。これにより、芯金の外周に、所定のゴム組成物よりなるゴム弾性層（厚み３ｍｍ）を備えた各ロール体を作製した。 Next, either one of the rubber elastic layer forming compositions (see Table 1 for the composition used) is injected into a cylindrical mold in which a core metal (diameter 6 mm) is set coaxially. After heating at 60 ° C. for 60 minutes, cooling and demolding were performed. This produced each roll body provided with a rubber elastic layer (thickness 3 mm) made of a predetermined rubber composition on the outer periphery of the cored bar.
次いで、実施例１〜８に係る帯電ロールについては、各導電性組成物を満たした容器内に、上記各ロール体を浸漬させ、引き上げた直後に、紫外線を照射（紫外線強度２００ｍＷ／ｃｍ２、３０秒間照射）し、付着した導電性組成物を硬化させた（ディップコーティング法）。上記操作により、各ゴム弾性層の外周に各抵抗調整層（厚み１００μｍ）を形成した。これにより、実施例１〜８に係る帯電ロールを作製した。 Next, for the charging rolls according to Examples 1 to 8, the roll bodies were immersed in a container filled with each conductive composition and immediately after being pulled up, ultraviolet rays were irradiated (ultraviolet intensity 200 mW / cm 2 , (Irradiated for 30 seconds) to cure the attached conductive composition (dip coating method). By the above operation, each resistance adjusting layer (thickness: 100 μm) was formed on the outer periphery of each rubber elastic layer. Thereby, the charging roll which concerns on Examples 1-8 was produced.
また、比較例１および２に係る帯電ロールについては、各導電性組成物を満たした容器内に、上記ロール体を浸漬させ、引き上げた後、熱処理（比較例１は１００℃で３０分、比較例２は１６０℃で３０分）を行うことにより、ゴム弾性層の外周に抵抗調整層（厚み６０μｍ）を形成した。 For the charging rolls according to Comparative Examples 1 and 2, the roll body was dipped in a container filled with each conductive composition and pulled up, followed by a heat treatment (Comparative Example 1 was performed at 100 ° C. for 30 minutes. In Example 2, the resistance adjusting layer (thickness: 60 μm) was formed on the outer periphery of the rubber elastic layer by performing the heating at 160 ° C. for 30 minutes.
５．帯電ロールの特性評価
（ロール抵抗）
金属ドラムと各帯電ロールとを線接触させ、３０ｒｐｍで各帯電ロールを回転させ、ロールの芯金の両端に各々５００ｇの荷重をかけ、５００Ｖ印加した状態での電気抵抗を測定し、ロール抵抗とした。
5. Charging roll characteristics evaluation (roll resistance)
The metal drum and each charging roll are brought into line contact, each charging roll is rotated at 30 rpm, a load of 500 g is applied to both ends of the core metal of the roll, and the electric resistance in a state where 500 V is applied is measured. did.
（軟化剤の滲み出し）
各帯電ロールをコピー用紙に接触させ、各帯電ロールに１ｋｇの荷重を負荷し、この状態のまま５０℃で１６８時間乾熱状態にて放置した。その後、コピー用紙を取り外し、コピー用紙への軟化剤の付着の有無を目視にて確認した。軟化剤の付着がほとんどなかったものを軟化剤の滲み出しがない「○」とし、軟化剤の付着が明らかに発生したものを軟化剤の滲み出しがある「×」とした。
(Softening agent exudation)
Each charging roll was brought into contact with a copy sheet, a load of 1 kg was applied to each charging roll, and this was left in this state in a dry heat state at 50 ° C. for 168 hours. Thereafter, the copy paper was removed, and the presence or absence of the softener adhering to the copy paper was visually confirmed. The case where there was almost no softener adhering was designated as “◯” where no softener exuded, and the case where softener adhering was clearly generated was designated as “x” where softener exuded.
（画像出し評価）
各帯電ロールを、カラーレーザープリンタ（リコー（株）製、「ＩＰＳＩＯ ＣＸ−３０００」）のカートリッジ内に組み込み、初期状態におけるベタ画像の出力を行った。得られた画像について、画像濃度むらの有無を目視にて確認した。画像濃度むらがなかったものを良好「○」とし、画像濃度むらが発生したものを不良「×」とした。
(Image evaluation)
Each charging roll was incorporated in a cartridge of a color laser printer (“IPSIO CX-3000” manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and a solid image was output in the initial state. About the obtained image, the presence or absence of image density unevenness was confirmed visually. A case where there was no unevenness in image density was rated as “good”, and a case where unevenness in image density occurred was rated as “bad”.
（密着性）
旧ＪＩＳ Ｋ５４００に規定される碁盤目テープ法に準拠し、各帯電ロールの抵抗調整層表面に、カッターナイフによりゴム弾性層表面に達する１０ｍｍ角の切れ目を付け、その１０ｍｍ角の切れ目の中に縦横２ｍｍピッチでさらに切れ目を付ける。この１０ｍｍ角の切れ目表面に粘着テープをはり、粘着テープを剥がした後の抵抗調整層の密着状態を目視にて確認した。全く剥離が生じなかった場合を密着性良好として評価指数１０、１０ｍｍ角の中で１％以上２０％未満の剥離が生じた場合を評価指数８、１０ｍｍ角の中で２０％以上４０％未満の剥離が生じた場合を評価指数６、１０ｍｍ角の中で４０％以上６０％未満の剥離が生じた場合を評価指数４、１０ｍｍ角の中で６０％以上８０％未満の剥離が生じた場合を評価指数２、完全に剥離が生じた場合を密着性不良として評価指数０とした。
(Adhesion)
In accordance with the cross-cut tape method specified in the former JIS K5400, the surface of the resistance adjustment layer of each charging roll is cut with a 10 mm square that reaches the surface of the rubber elastic layer with a cutter knife. Make further cuts at 2mm pitch. An adhesive tape was applied to the surface of the 10 mm square cut, and the adhesion state of the resistance adjusting layer after peeling the adhesive tape was visually confirmed. The case where peeling did not occur at all was regarded as good adhesion, and the case where peeling of 1% or more and less than 20% occurred in an evaluation index of 10 and 10 mm square was 20% or more and less than 40% in evaluation index of 8 and 10 mm square. When the peeling occurs, the evaluation index 6, when the peeling of 40% or more and less than 60% occurs in the 10 mm square, The evaluation index 4, the case where the peeling of 60% or more and less than 80% occurs in the 10 mm square An evaluation index of 2, and a case where peeling completely occurred was evaluated as an evaluation index of 0 as poor adhesion.
（耐リーク性）
金属ドラムと各帯電ロールとを線接触させ、３０ｒｐｍで各帯電ロールを回転させ、ロールの芯金の両端に各々５００ｇの荷重をかけた状態で、−１２００Ｖの電圧を５秒間かけ、当該測定時にリークが発生しなかった場合を○、リークが発生した場合を×とした。
(Leakage resistance)
The metal drum and each charging roll are brought into line contact, each charging roll is rotated at 30 rpm, and a voltage of −1200 V is applied for 5 seconds with 500 g of load applied to both ends of the core metal of the roll. The case where a leak did not occur was marked with ◯, and the case where a leak occurred was marked with ×.
表３に、実施例および比較例に係る帯電ロールの評価結果を、抵抗調整層形成用の導電性組成物の配合割合および材料特性とともにまとめて示す。 In Table 3, the evaluation result of the charging roll which concerns on an Example and a comparative example is shown collectively with the mixture ratio and material characteristic of the electrically conductive composition for resistance adjustment layer formation.
表３を相対比較すると、以下のことが分かる。すなわち、比較例１に係る帯電ロールは、その抵抗調整層が、ポリアミド系ポリマーを主成分とする導電性組成物よりなっている。 Comparing Table 3 shows the following. That is, in the charging roll according to Comparative Example 1, the resistance adjustment layer is made of a conductive composition containing a polyamide-based polymer as a main component.
この導電性組成物は、ポリマー成分を主成分としているので、コーティングに適した粘度に調製するのに多量の溶剤を必要とする。また、この導電性組成物は、メタノール系溶剤を用いているので、ゴム組成物に通常良く使用されるナフテン系オイル、パラフィン系オイルなどの軟化剤と非相溶である。そのため、軟化剤の移行はそれほど問題になり難い。しかし、電気抵抗を下げるために、カーボンブラック等の電子導電剤の添加が必須であり、そのような膜では、ロールに印加される電圧により、リークが発生してしまう。 Since this electroconductive composition has a polymer component as a main component, a large amount of solvent is required to prepare a viscosity suitable for coating. Moreover, since this electrically conductive composition uses a methanol solvent, it is incompatible with softeners such as naphthenic oils and paraffinic oils that are commonly used in rubber compositions. Therefore, the migration of the softener is not so problematic. However, in order to reduce the electrical resistance, it is essential to add an electronic conductive agent such as carbon black. In such a film, leakage occurs due to the voltage applied to the roll.
したがって、比較例１に係る帯電ロールは、耐電圧性を得るのに、抵抗調整層上にリーク防止層が必須になる。そのため、これ以上層構造の簡略化が困難であり、その分ロール生産性が低下したり、ロール製造設備が複雑化したりしやすいと言える。 Therefore, the charging roll according to Comparative Example 1 requires a leak prevention layer on the resistance adjustment layer in order to obtain voltage resistance. For this reason, it is difficult to simplify the layer structure any more, and it can be said that the roll productivity is lowered correspondingly and the roll production equipment is likely to be complicated.
また、比較例２に係る帯電ロールは、その抵抗調整層が、ヒドリンゴム系塗料よりなっている。 In the charging roll according to Comparative Example 2, the resistance adjustment layer is made of a hydrin rubber-based paint.
この塗料もまた、コーティングに適した粘度に調製するのに多量の溶剤を必要とする。この塗料は、ナフテン系オイル、パラフィン系オイルなどの軟化剤と相溶性がある。それ故、上記軟化剤を含むゴム弾性層の表面に、上記塗料をコーティングして抵抗調整層を形成すると、多量の溶剤により軟化剤が抽出されやすく、抵抗調整層側へ軟化剤が移行しやすい。 This paint also requires a large amount of solvent to prepare a viscosity suitable for coating. This paint is compatible with softeners such as naphthenic oil and paraffinic oil. Therefore, when the resistance adjustment layer is formed by coating the surface of the rubber elastic layer containing the softening agent, the softening agent is easily extracted by a large amount of solvent, and the softening agent easily moves to the resistance adjustment layer side. .
その結果、ロール表面に軟化剤が滲み出し、画像不具合が発生してしまうことが分かる。したがって、比較例２に係る帯電ロールは、高品質な画像を得るのに、ゴム弾性層と抵抗調整との間に軟化剤移行防止層が必須である。そのため、これ以上層構造の簡略化が困難であり、その分ロール生産性が低下したり、ロール製造設備が複雑化したりしやすいと言える。 As a result, it can be seen that the softening agent oozes out on the roll surface and image defects occur. Therefore, the charging roll according to Comparative Example 2 requires a softener transition preventing layer between the rubber elastic layer and the resistance adjustment in order to obtain a high-quality image. For this reason, it is difficult to simplify the layer structure any more, and it can be said that the roll productivity is lowered correspondingly and the roll production equipment is likely to be complicated.
これらに対し、実施例に係る帯電ロールは、何れも、各抵抗調整層が、単官能の光重合性モノマーである単官能アクリレートを主成分とする導電性組成物の紫外線硬化物よりなっている。 On the other hand, in each of the charging rolls according to the examples, each resistance adjustment layer is made of an ultraviolet cured product of a conductive composition mainly composed of a monofunctional acrylate that is a monofunctional photopolymerizable monomer. .
この導電性組成物は、単官能の光重合性モノマーを主成分としているので、無溶剤としても、低粘度であり、コーティングに適している。また、この導電性組成物は、ゴム組成物中に含まれる軟化剤と相溶性がない（非相溶性）。 Since this electroconductive composition has a monofunctional photopolymerizable monomer as a main component, it has a low viscosity even without a solvent and is suitable for coating. Moreover, this electroconductive composition is not compatible with the softener contained in a rubber composition (incompatible).
それ故、上記軟化剤を含むゴム弾性体の表面に、上記導電性組成物をコーティングして抵抗調整層を形成しても、多量の溶剤に起因する軟化剤の移行が生じない。 Therefore, even if the surface of the rubber elastic body containing the softening agent is coated with the conductive composition to form a resistance adjusting layer, the softening agent due to a large amount of solvent does not migrate.
その結果、ロール表面への軟化剤の滲み出しを十分に抑制することができ、高品質な画像が得られることが分かる。 As a result, it can be seen that the exudation of the softening agent to the roll surface can be sufficiently suppressed, and a high-quality image can be obtained.
また、実施例に係る帯電ロールによれば、従来必須とされていた軟化剤移行防止層を省略でき、層構造を簡略化することができる。そのため、その分、ロール生産性も向上し、ロール製造設備などの簡素化も可能となる。 Moreover, according to the charging roll which concerns on an Example, the softening agent transition prevention layer made conventionally required can be abbreviate | omitted, and a layer structure can be simplified. Therefore, the roll productivity is improved accordingly, and the roll manufacturing equipment can be simplified.
また、抵抗調整層を、単官能の光重合性モノマーの硬化物とすることで、ロールの低硬度化にも寄与することができる。 Moreover, it can contribute also to the hardness reduction of a roll by making a resistance adjustment layer into the hardened | cured material of a monofunctional photopolymerizable monomer.
なお、実施例８によれば、本発明の趣旨が損なわれてない範囲内であれば、抵抗調整層を形成する導電性組成物中に溶剤が含まれていても良いことが分かる。溶剤を用いる場合、当該組成物仕込み時点における溶剤の当該組成物全体に占める溶剤の含有量は、１０質量％以下とするのが好ましい。 In addition, according to Example 8, as long as the meaning of this invention is in the range which is not impaired, it turns out that the solvent may be contained in the electroconductive composition which forms a resistance adjustment layer. When using a solvent, the content of the solvent in the entire composition of the solvent at the time of charging the composition is preferably 10% by mass or less.
ここで、実施例に係る帯電ロール同士を比較すると次のことが分かる。すなわち、ヒドロキシブチルアクリレート（ＯＨ基を含有）や、アクリル酸ダイマー（ＣＯＯＨ基を含有）などのモノマーを導電性組成物中に含んでいる場合には、抵抗調整層とゴム弾性層との密着性を向上させることが可能であることが分かる。 Here, the following can be understood by comparing the charging rolls according to the examples. That is, when a monomer such as hydroxybutyl acrylate (containing OH group) or acrylic acid dimer (containing COOH group) is contained in the conductive composition, the adhesion between the resistance adjusting layer and the rubber elastic layer It can be seen that it is possible to improve.
これは詳細は不明であるが、ＯＨ基やＣＯＯＨ基などの極性基が、ゴム弾性層を構成するゴム組成物中に含まれるフィラー成分などと結合するためであると推察される。 Although details are unknown, it is presumed that polar groups such as OH groups and COOH groups are bonded to filler components contained in the rubber composition constituting the rubber elastic layer.
また、抵抗調整層を形成する導電性組成物中にリン酸（メタ）アクリレートやシリカなどを添加しても、密着性の向上を図ることが可能であることも確認できた。 It was also confirmed that the adhesion could be improved by adding phosphoric acid (meth) acrylate or silica to the conductive composition forming the resistance adjusting layer.
以上、本発明の実施形態、実施例について説明したが、本発明は上記実施形態、実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能なものである。 The embodiments and examples of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. is there.
１０ 帯電ロール
１２ 軸体
１４ ゴム弾性層
１６ 抵抗調整層
１８ 表層
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記抵抗調整層は、単官能の第１光重合性モノマーを主成分とする紫外線硬化型導電性組成物の硬化物よりなることを特徴とする電子写真機器用帯電ロール。 On the outer periphery of the shaft body, it has a laminated structure in which a rubber elastic layer containing a softening agent and a resistance adjusting layer are laminated in this order,
The resistance adjusting layer is made of a cured product of an ultraviolet curable conductive composition containing a monofunctional first photopolymerizable monomer as a main component.
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