JP7409827B2 - 導電性ローラおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
前記表層がポリウレタンの塗膜からなり、該表層の塗膜を、溶媒としてアセトンを用い、抽出温度80℃、抽出時間4時間の条件でソックスレー抽出を行ったとき、1本あたりの抽出率が3質量%以下であることを特徴とするものである。
前記表層を、ウレタンプレポリマーを含有する表層用組成物を用いて形成し、かつ、前記ウレタンプレポリマーのイソシアネートインデックスが、0.1~0.4であることを特徴とするものである。ここで、ウレタンプレポリマーのイソシアネートインデックスとは、ウレタンプレポリマーを構成するイソシアネート化合物のイソシアネート基(NCO基)とポリオール化合物の水酸基(OH基)とのモル比(NCO基/OH基)を意味する。
本発明の導電性ローラは、シャフトと、ポリウレタンからなる表層と、を備えており、シャフトと表層との間には、必要に応じて少なくとも1層の弾性層を備えていてもよい。図1に、本発明の一好適な実施の形態に係る導電性ローラの長手方向断面図を示す。図示例においては、シャフト1と、シャフト1の外側に、弾性層2と、表層3と、を備え、表層3はポリウレタンの塗膜からなる。本発明の導電性ローラ10においては、表層3の塗膜を、溶媒としてアセトンを用い、抽出温度80℃、抽出時間4時間の条件でソックスレー抽出を行ったとき、導電性ローラ1本あたりの抽出率が3質量%以下、好ましくは2.5質量%以下、より好ましくは2.0質量%以下である。
本発明の導電性ローラ10は、図1に示すように、シャフト1を備えている。シャフト1を構成する材料は、良好な導電性を有する限り、特に制限はなく、例えば、金属からなるシャフトや、高剛性の樹脂基材からなるシャフト、または、これらの組み合わせとすることができ、内部を中空にくりぬいた金属製または高剛性樹脂製の円筒体等であってもよい。
本発明の導電性ローラ10においては、図示するように、シャフト1の外側に弾性層2を有していることが好ましい。この弾性層2については特に制限はなく、既知の導電性ローラの弾性層と同様の構成とすることができる。
本発明の導電性ローラ10は、図1に示すように、シャフト1と表層3と、必要に応じて弾性層2を備えるが、必要に応じて、その他の層をさらに備えることができる。その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、弾性層2と表層3との間に形成される中間層等(図示せず)が挙げられる。この中間層ついては、特に限定はされず、弾性層2および表層3の種類に応じて、適宜選択することが可能である。例えば、湿気硬化タイプの樹脂を使用してもよいし、熱硬化タイプの樹脂を使用してもよい。
本発明の導電性ローラの製造方法は、上述の本発明の導電性ローラ10の製造方法であり、本発明の導電性ローラ10は、シャフト1の外周、必要に応じで弾性層2等を、そして最後に表層3を順次形成することにより、製造することができる。本発明の導電性ローラ10の製造方法においては、ポリウレタンからなる表層3を形成する表層形成工程で、表層3を、ウレタンプレポリマーを含有する表層用組成物を用いて形成する。すなわち、イソシアネート化合物とポリオール化合物とからなるウレタンプレポリマーを製造し、このウレタンプレポリマーに、さらにイソシアネート化合物を添加した表層用組成物を用いて表層を形成する。そして、この際使用するウレタンプレポリマーのイソシアネートインデックスを0.1~0.4とする。このように、あらかじめウレタンプレポリマーとすることで、ブリード物となる表層3中の未反応のポリオール化合物やイソシアネート化合物を低減させている。その結果、表層3の塗膜を、溶媒としてアセトンを用い、抽出温度80℃、抽出時間4時間の条件でソックスレー抽出を行ったとき、1本あたりの抽出率が、従来の現像ローラと比較して少なくなる。すなわち、本発明の導電性ローラ10を、従来の導電性ローラと比較して、ブリードの発生が抑制されたものとすることができる。
(弾性層の作製)
プレポリマー化イソシアネート(旭硝子(株)製 800BP)100質量部と、導電性カーボンブラック(電気化学工業(株)製「デンカブラック」)3.5質量部と、イオン導電剤(昭島化学(株)製「MP-100」)1質量部と、シリコーン整泡剤3質量部と、スズ触媒0.1質量部が配合されたエーテル系ポリオールとを混合し、メカニカルフロス法で発泡させて、金属軸がセットされた金型に注入した。その後、この混合物を110℃30分にて加熱硬化させて、金属軸の外周に厚み6mmの弾性層を形成した。
以下の手順で実施例および比較例の表層用組成物を調製し、これを、ディッピング法により塗装し、105℃、120分の条件で乾燥させることで、厚さ20μmの表層を形成し、現像ローラの各サンプルを作製した。得られた各導電性ローラにつき、下記の手順で、表層の抽出物の量および画像特性について評価した。
ポリテトラメチレングリコール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)100質量部に対し、イソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)2質量部を添加し、80℃で6時間攪拌して、イソシアネートインデックスが0.1のプレポリマーを合成した。このウレタンプレポリマー100質量部に対し、カーボンブラック15質量部とウレタン粒子(根上工業(株)製:アートパールC-600T(平均粒子径10μm))10質量部を、メチルエチルケトン(MEK)286質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)22質量部を添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表層用組成物を調製した。
実施例1で合成したウレタンプレポリマー100質量部に対し、カーボンブラック15質量部とウレタン粒子(根上工業(株)製:アートパールC-600T(平均粒子径10μm))10質量部を、MEK286質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)38質量部を添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表層用組成物を調製した。
ポリテトラメチレングリコール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)100質量部に対し、イソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)4質量部を添加し、80℃で6時間攪拌して、イソシアネートインデックスが0.2のプレポリマーを合成した。このウレタンプレポリマー100質量部に対し、カーボンブラック15質量部とウレタン粒子(根上工業(株)製:アートパールC-600T(平均粒子径10μm))10質量部を、MEK286質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)20質量部を添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表層用組成物を調製した。
実施例2で合成したプレポリマー100質量部に対し、カーボンブラック15質量部とウレタン粒子(根上工業(株)製:アートパールC-600T(平均粒子径10μm))10質量部を、MEK286質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)36質量部を添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表層用組成物を調製した。
ポリテトラメチレングリコール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)100質量部に対し、イソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)8質量部を添加し、80℃で6時間攪拌して、イソシアネートインデックスが0.4のプレポリマーを合成した。このウレタンプレポリマー100質量部に対し、カーボンブラック15質量部とウレタン粒子(根上工業(株)製:アートパールC-600T(平均粒子径10μm))10質量部を、MEK286質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)16質量部を添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表層用組成物を調製した。
実施例3で合成したプレポリマー100質量部に対し、カーボンブラック15質量部とウレタン粒子(根上工業(株)製:アートパールC-600T(平均粒子径10μm))10質量部を、MEK286質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)32質量部を添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表層用組成物を調製した。
ポリカーボネートジオール(旭化成(株)製、デュラネートT5652:OH価56)100質量部に対し、イソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)4質量部を添加し、80℃で6時間攪拌して、イソシアネートインデックスが0.2のプレポリマーを合成した。このウレタンプレポリマー100質量部に対し、カーボンブラック15質量部とウレタン粒子(根上工業(株)製:アートパールC-600T(平均粒子径10μm))10質量部を、MEK286質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)20質量部を添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表層用組成物を調製した。
ポリテトラメチレングリコール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)100質量部に対し、カーボンブラック15質量部とウレタン粒子(根上工業(株)製:アートパールC-600T(平均粒子径10μm))10質量部を、MEK286質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)24質量部を添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表層用組成物を調製した。
ポリテトラメチレングリコール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)100質量部に対し、カーボンブラック15質量部とウレタン粒子(根上工業(株)製:アートパールC-600T(平均粒子径10μm))10質量部を、MEK315質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)40質量部を添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表層用組成物を調製した。
ポリテトラメチレングリコール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)50質量部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5652:OH価56)50質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部、ウレタン粒子(根上工業(株)製、アートパールC800-T)15質量部を、MEK161質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)24質量部を添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表層用組成物を調製した。
ポリテトラメチレングリコール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)15質量部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5652:OH価56)85質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK138質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)24質量部を添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表層用組成物を調製した。
各導電性ローラから表層のみを剥ぎ取り、これ評価サンプルとしてソックスレー抽出(溶媒:アセトン、抽出温度:80℃、抽出時間:4時間)し、評価サンプルの重量および抽出物の重量より抽出率を算出し、1本あたりの抽出率を算出した。
レックスマーク社製レーザービームプリンター(CS725dn)を用いて、現像ローラをカートリッジに組み、40℃95%RHの環境下で1週間放置し、23℃55%RHの環境下で画だしを行い、画像に横スジがでるかどうかを下記基準で確認した。
〇:画だし5枚目から横スジなし
△:画だし10枚目から横スジなし
×:画だし10枚目で横スジあり
2 弾性層
3 表層
10 導電性ローラ(ローラ)
Claims (8)
- シャフトと、表層と、を備えた導電性ローラにおいて、
前記表層がポリウレタンの塗膜からなり、かつ、イソシアネートインデックスが0.1~0.4であるウレタンプレポリマーを含有する表層用組成物を用いて形成され、
該表層の塗膜を、溶媒としてアセトンを用い、抽出温度80℃、抽出時間4時間の条件でソックスレー抽出を行ったとき、1本あたりの抽出率が3質量%以下であることを特徴とする導電性ローラ。 - 前記ポリウレタンを構成するポリオール化合物が、ポリテトラメチレングリコールである請求項1記載の導電性ローラ。
- 前記ポリテトラメチレングリコールの数平均分子量が、500~2000である請求項2記載の導電性ローラ。
- 現像ローラである請求項1~3のうちいずれか一項記載の導電性ローラ。
- ポリウレタンからなる表層を形成する表層形成工程を有する、請求項1~4のうちいずれか一項記載の導電性ローラの製造方法において、
前記表層を、ウレタンプレポリマーを含有する表層用組成物を用いて形成し、かつ、前記ウレタンプレポリマーのイソシアネートインデックスが、0.1~0.4であることを特徴とする導電性ローラの製造方法。 - 前記ポリウレタンを構成するポリオール化合物が、ポリテトラメチレングリコールである請求項5記載の導電性ローラの製造方法。
- 前記表層用組成物中に、前記表層のイソシアネートインデックスが、1.0~2.0となるようにイソシアネート化合物を含有する請求項5または6記載の導電性ローラの製造方法。
- 前記ポリテトラメチレングリコールの数平均分子量が、500~2000である請求項6記載の導電性ローラの製造方法。
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