JP5255879B2 - 電子写真機器の導電性ロール用樹脂組成物およびそれを用いた電子写真機器用導電性ロール - Google Patents
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図1に示すように、軸体1の外周面に沿ってベース層2が形成され、その外周面に表層3が形成されて、構成されている導電性ロールにおいて、その表層3の材料として、本発明の樹脂組成物を用いる場合について説明する。すなわち、まず、シリコーンゴム等のゴムに導電剤等を添加し、混練することにより、ベース層2用材料を調製する。また、前述のように、攪拌羽根を有する攪拌機等により調製した本発明の樹脂組成物を、表層3用材料として準備する。つぎに、円筒状金型の中空部に、金属製の軸体1をセットし、上記円筒状金型と軸体1との空隙部に、上記ベース層2用材料を注型した後、金型に蓋をし、加熱架橋して、ベース層2用材料を架橋させる。その後、上記円筒状金型から脱型することにより、軸体1の外周面にベース層2が形成されてなるベースロールを得る。なお、上記脱型後のベースロールのベース層2外周面には、表層3の接着性をより高めるため、コロナ放電等による表面処理を適宜施す。そして、上記ベースロールの外周に、上記表層3用材料を塗工する。この塗工法は、例えば、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法等の方法が適用できる。そして、上記塗工後、このロールを回転させながら、上記表層3用材料からなる塗膜を紫外線照射により硬化させる。これにより、目的とする導電性ロールを製造することができる(図1参照)。なお、上記紫外線照射は、紫外線照射機(例えば、アイグラフィック社製のUB031−2A/BM)により行うことができ、その紫外線照射機の紫外線ランプと塗膜との距離は100〜300mmで、30秒〜30分間紫外線照射することにより行われる。
図1に示すように、軸体1の外周面に沿ってベース層2が形成され、その外周面に表層3が形成されて、構成されている導電性ロールにおいて、そのベース層2の材料として、本発明の樹脂組成物を用いる場合について説明する。すなわち、まず、前述のように、攪拌羽根を有する攪拌機等により調製した本発明の樹脂組成物を、ベース層2用材料として準備する。また、N−メトキシメチル化ナイロン等に導電剤等を添加し、これらを有機溶剤に溶解し、攪拌羽根を有する攪拌機等により攪拌することにより、表層3用材料(塗工液)を調製する。つぎに、ガラス製のロール成形用型の中空部に、金属製の軸体1をセットし、上記ロール成形用型と軸体1との空隙部に、上記ベース層2用材料を注型した後、上記ロール成形用型の外側から紫外線を照射することにより、組成物を硬化させる。その後、上記ロール成形用型から脱型することにより、軸体1の外周面にベース層2が形成されてなるベースロールを得る。なお、本発明の樹脂組成物をベース層2の材料としてベースロールを作製する方法は、その他にも、例えば、接着剤、プライマーなどを任意に塗布した金属製の軸体に対し、本発明の樹脂組成物を、ロールコート法、ディッピング法、スプレー法により塗工し、紫外線を照射するといった操作を複数回繰り返す方法がある。このようにすることにより、任意の厚さのベース層を作製することができる。上記紫外線照射は、紫外線照射機(例えば、アイグラフィック社製のUB031−2A/BM)により行うことができ、その紫外線照射機の紫外線ランプと塗膜との距離は100〜300mmで、30秒〜30分間紫外線照射することにより行われる。そして、上記のようにして得られたベースロールのベース層2外周面に、上記表層3用材料(塗工液)を塗工する。この塗工法は、例えば、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法等の方法が適用できる。そして、上記塗工後、乾燥および加熱(120〜200℃で20〜90分)を行うことにより、表層3を形成する。これにより、目的とする導電性ロールを製造することができる(図1参照)。
ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル(数平均分子量:950)(四日市合成社製、エポゴーセーPT)
〔エポキシ化合物b〕
ポリブタジエンエポキシド(ダイセル化学工業社製、エポリードPB3600)
〔エポキシ化合物c〕
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製、EX−931)
〔エポキシ化合物d〕
3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3′,4′エポキシシクロヘキシルカルボキシレート(ダイセル・サイテック社製、セロキサイド2021P)
〔エポキシ化合物e〕
εカプロラクトン変性3,4エポキシシクロヘキシルメチル3′,4′エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(ダイセル化学工業社製、セロキサイド2081)
芳香族スルホニウム塩(サンアプロ社製、CPI−100P)
〔光カチオン重合開始剤b〕
芳香族ヨードニウム塩(チバ・ジャパン社製、IRGACURE250)
トリエチレンテトラミン(東ソー社製、TETA)
つぎに、上記材料を、下記の表1に示す割合で配合し、攪拌羽根を有する攪拌機により混合することにより、樹脂組成物A〜G(実施例1〜2、比較例1〜5)を調製した。
直経28mm×高さ12mmの円筒形状のガラス製成形型に、攪拌羽根を有する攪拌機により混合した組成物(樹脂組成物A〜Fのいずれか)を注型し、上記成形型の外側から紫外線を照射することにより、組成物を硬化させ、その後、脱型し、測定試料(サンプル)を得た。上記紫外線照射の際、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)と成形型内の組成物との距離は200mmとし、3分間の照射(紫外線の積算光量360mW/cm2 )とした。また、樹脂組成物Gに関しては、直経28mm×高さ12mmの円筒形状の金型に、その組成物を注型し、上記金型を加熱(70℃で2時間の加熱後、さらに110℃で1時間の加熱)することにより、組成物を硬化させ、その後、脱型し、サンプルを得た。このようにして得られたサンプルについて、JIS−K−6253に記載の方法に準拠し、デュロメータ硬度(タイプA)を測定した。なお、この値が65以下であれば、低硬度性に優れていることを示す。
直経28mm×高さ12mmの円筒形状のガラス製成形型に、攪拌羽根を有する攪拌機により混合した組成物(樹脂組成物A〜Fのいずれか)を注型し、上記成形型の外側から紫外線を照射することにより、組成物を硬化させ、その後、脱型し、測定試料(サンプル)を得た。上記紫外線照射の際、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)と成形型内の組成物との距離は200mmとし、3分間の照射(紫外線の積算光量360mW/cm2 )とした。また、樹脂組成物Gに関しては、直経28mm×高さ12mmの円筒形状の金型に、その組成物を注型し、上記金型を加熱(70℃で2時間の加熱後、さらに110℃で1時間の加熱)することにより、組成物を硬化させ、その後、脱型し、サンプルを得た。このようにして得られたサンプルについて、JIS−K−6255に記載の方法に準拠し、反発弾性率(%)を測定した。なお、この値が65以上であれば、弾性に優れていることを示す。
上記「反発弾性率」試験を行うために作製した円筒状の硬化物(サンプル)の作製手順に従い、紫外線照射時間や加熱時間を変えながら、サンプルを製造した。そして、その紫外線照射時間や加熱時間に対するサンプルのブリード性を目視観察し、サンプルにブリードが観察されなくなった時間を硬化時間とした。
攪拌羽根を有する攪拌機により混合した組成物(樹脂組成物A〜Fのいずれか)を、バーコート法によりガラス板上に塗工し、紫外線を照射し、厚み約100μm、縦100mm、横100mmの成形体(サンプル)を作製した。上記紫外線照射の際、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)と塗工した組成物との距離は200mmとし、1分間の照射(紫外線の積算光量120mW/cm2 )とした。また、樹脂組成物Gに関しては、紫外線照射に代えて、加熱(70℃で2時間の加熱後、さらに110℃で1時間の加熱)することにより、組成物を硬化させ、上記と同様のサンプルを得た。そして、50℃×95%RH環境下にサンプルを2週間放置し、その表面のブリード性をマイクロスコープ観察にて目視評価した。すなわち、ブリードが目視で確認されないものを○と評価した。
上記樹脂組成物A〜Fを、ベース層の材料として用い、導電性ロールを作製した。すなわち、まず、直経12mmのステンレス製の芯金を組み込んだガラス製のロール成形用型に、攪拌羽根を有する攪拌機により混合したベース層用材料(樹脂組成物A〜Fのいずれか。後記の表3参照)を注型し、上記ロール成形用型の外側から紫外線を照射することにより、組成物を硬化させ、その後、脱型することにより、芯金の外周にベース層(厚み2mm)が形成されてなるベースロールを得た。上記紫外線照射の際、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)とロール成形用型内の組成物との距離は200mmとし、3分間の照射(紫外線の紫外線の積算光量360mW/cm2 )とした。つぎに、N−メトキシメチル化ナイロン100部と、導電性酸化スズ60部と、クエン酸1部とを、メタノール−トルエン混合溶液(メタノール:トルエン=7:3)500部に溶解し、攪拌羽根を有する攪拌機により攪拌することにより、塗工液を調製した。そして、上記ベースロールを、このように調製した塗工液中に浸漬して引き上げた後(ディッピング法)、185℃×60分のオーブン加熱加硫を行い、表層(厚み6μm)を形成した。このような工程を経て、2層構造の導電性ロールを得た。
上記樹脂組成物Gを、ベース層の材料として用いた。そして、これを成形用金型に注型し、70℃で2時間の加熱後、さらに110℃で1時間加熱して熱硬化させることにより、ベースロールを作製した。それ以外は、実施例3〜4および比較例6〜9と同様にして、2層構造の導電性ロールを得た。
上記樹脂組成物A〜Fを、表層の材料として用い、導電性ロールを作製した。すなわち、まず、ベース層用材料として、シリコーンゴム(信越化学工業社製、X34−270A/B)100部に、アセチレンブラック(電気化学工業社裂、デンカブラックHS100)10部を分散したものを調製し、これを、直径12mmのステンレス製の芯金を組み込んだロール成形用金型に注入した後、150℃で45分間オーブンキュアーを行った。その後、脱型することにより、芯金の外周にベース層(厚み2mm)が形成されてなるベースロールを得た。つぎに、このベースロールのベース層外周面にコロナ放電(0.3kWで20秒間のコロナ放電)による表面処理を施し、さらに、攪拌羽根を有する攪拌機により混合した表層用材料(樹脂組成物A〜Fのいずれか。後記の表4参照)をロールコート法により塗工した。次いで、このロールを100rpmで回転させながら、上記塗工液の塗膜を紫外線照射により硬化させ、表層(厚み6μm)を形成した。上記紫外線照射の際、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)と塗膜との距離は200mmとし、1分間の照射(紫外線の積算光量120mW/cm2 )とした。このような工程を経て、2層構造の導電性ロールを得た。
上記樹脂組成物Gを、表層の材料として用いた。そして、これを、上記のようにコロナ放電処理したベースロールの外周面に、ロールコート法により塗工し、120℃で180分間熱硬化させることにより、表層の形成を行った。それ以外は、実施例5〜6および比較例10〜13と同様にして、2層構造の導電性ロールを得た。
上記作製したロールを、直径30mmの金属棒に押し付け(ロールの片端に対し4.9Nの荷重となるよう、ロール両端に荷重をかけて押し付け)、40℃×95%RH環境に1週間放置した。そして、上記放置後、ロールを取り外して、これを、プリンター(ヒューレット・パッカード社製、LASERJET 4700)の帯電ロールとしてセットし、画出し評価を行った。このとき圧接痕がプリント画像に発生しないものを○、プリント画像に圧接痕が発生するものを×として評価した。
上記作製したロールを、帯電ロールとしてプリンター(ヒューレット・パッカード社製、LASERJET 4700)にセットし、文字チャート10000枚の画出し(耐久試験)を行った。そして、「帯電ロール画像評価」として、初期および耐久後のプリント画像を目視で確認し、画像にむらの無いものを○、画像にむらがわずかに見られるものを△、画像むらが多いものを×と評価した。また、「帯電ロール耐久評価」として、上記耐久試験後のロール汚れむら、および、感光体表面汚れを目視評価した。すなわち、「ロール汚れむら」評価として、上記帯電ロールを目視で確認し、ロール汚れむらの無いものを○、汚れむらが多いものを×と評価した。また、「感光体表面汚れ」評価として、上記耐久試験後のプリンターの感光ドラムを目視で確認し、感光ドラムの汚れが見られないものを○、感光ドラムの汚れが多く見られるものを×と評価した。
上記作製したロールを、現像ロールとしてプリンター(ヒューレット・パッカード社製、LASERJET 3600)にセットし、32.5℃×80%RH環境にて印字率5%の文字チャート10000枚の画出し(耐久試験)を行った。そして、耐久後のプリント画像にかぶりが見られないものを○、かぶりが顕著に見られるものを×と評価した。
Claims (2)
- ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテルを主成分とし、光カチオン重合開始剤を含有することを特徴とする電子写真機器の導電性ロール用樹脂組成物。
- 軸体と、その外周に形成される単数ないし複数の構成層とを備えた電子写真機器用導電性ロールであって、上記構成層のうちの少なくとも一層が、請求項1記載の樹脂組成物の紫外線硬化体からなる層であることを特徴とする電子写真機器用導電性ロール。
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