KR100683180B1 - 탄소나노튜브를 포함하는 전자사진장치용 현상 롤러 및 그제조 방법 - Google Patents

탄소나노튜브를 포함하는 전자사진장치용 현상 롤러 및 그제조 방법 Download PDF

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Abstract

전자사진장치용 현상 롤러가 개시된다. 본 발명에 따른 현상 롤러는 중심 샤프트와 롤러 몸체를 포함하고, 상기 롤러 몸체는 모재인 탄성 고분자 물질과 상기 롤러 몸체의 전도성을 부여하는 탄소나노튜브를 포함하여 형성된다. 본 발명에 따르면 저경도와 저저항을 동시에 구현하고 화상오염의 염려가 없어서 선명도가 높은 화상을 제공할 수 있는 현상 롤러를 제공할 수 있는 효과가 있다.
현상 롤러, 탄소나노튜브

Description

탄소나노튜브를 포함하는 전자사진장치용 현상 롤러 및 그 제조 방법 {Developing roller including carbone nanobube for electrophotographic device and method for fabricating the same}
도 1은 전자사진장치의 일 예인 레이저 프린터를 도시한 개략도,
도 2a는 도 1의 레이저 프린터의 현상 롤러의 일 실시예를 도시한 개략도,
도 2b는 도 2a의 단면도,
도 3a은 본 발명에 사용할 수 있는 탄소나노튜브의 일 예인 암체어(Arm chair) 구조의 단일벽 구조의 나노튜브,
도 3b은 본 발명에 사용할 수 있는 탄소나노튜브의 일 예인 지그재그 구조의 단일벽 구조의 나노튜브,
도 3c은 본 발명에 사용할 수 있는 탄소나노튜브의 일 예인 다중벽 구조의 나노튜브 로프(nanotube rope), 및
도 3d는 본 발명에 사용할 수 있는 탄소나노튜브의 일 예인 다중벽 구조의 나노튜브를 도시한 것이다.
{도면의 주요 부호의 설명}
100...대전 롤러 200...현상 롤러
210...현상 롤러 몸체 220...현상 롤러 중심 샤프트
300...공급 롤러 400...감광드럼
본 발명은 현상 롤러에 대한 것이다. 더욱 상세하기로는 저저항을 유지하면서도 현상 롤러가 탄성을 유지할 수 있도록 하여 화상의 선명도를 유지할 수 있도록 탄소나노튜브를 포함하는 전자사진장치용 현상 롤러에 대한 것이다.
전자사진장치는 복사기, 프린터, 팩시밀리 및 복합기 등을 포함한다.
도 1은 전자사진장치 중 레이저 프린터를 도시한 것이고, 도 2a는 도 1의 레이저 프린터의 현상 롤러 및 도 2b는 도 2a의 단면을 도시한 것이다. 동 도면들에서 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하였다.
도 1을 참고하여 레이저 프린터의 작동원리를 살펴보면 다음과 같다.
토너 저장부 내에 저장되어 있는 토너는 교반기에 의해 전기적으로 균일하게 교반된다. 교반된 토너는 공급 롤러(300)의 기계적, 전기적 힘에 의해 소정의 표면 전압을 갖는 현상 롤러(200)의 표면에 부착된다. 그 다음, 현상 롤러(200)의 상부 측에 설치된 블레이드가 현상 롤러(200)의 표면에 부착된 토너를 일정한 두께로 만들기 위해서 긁어낸다.
한편, 대전 롤러는 감광드럼(400)과 같이 회전하면서 고압으로 감광드럼의 표면을 골고루 대전시킨다. 노광 유닛(LSU)은 일정한 전압으로 대전된 감광드럼(400)의 표면에 레이저 빔을 주사하여 정전잠상을 형성시킨다. 현상 롤러(200) 표 면에 얇고 균일하게 부착되어 있는 토너는 정전 잠상 형성부에 달라 붙어서 토너 화상을 형성하고, 토너 화상은 전사롤러에 의해서 기록 매체로 전사된다.
도 2a를 참조하면, 현상 롤러(200)는 탄성체인 롤러 몸체(210)에 중심 금속인 샤프트(220)가 삽입되어 형성된 형태로서 샤프트(220)를 통해서 고전압을 인가 받아 롤러 몸체(210)의 표면으로 표면 전위가 발생된다.
한편, 현상 롤러는 그 기본 물질에 따라서 고분자 롤러와 금속 롤러로 구분된다. 고분자 롤러는 다시 이온 전도형과 전자 전도형으로 구분할 수 있다.
이온 전도형은 염, 일반적으로 알콕사이드 염을 첨가하여 제조한다. 이온 전도형 현상 롤러는 가격 면에서 유리하므로 보편적이지만, 저온 저습의 환경과 고온 고습의 환경에 따른 롤러의 저항 편차가 큰 단점이 있고, 저저항의 구현이 힘들며, 롤러 표면으로 가교를 이루지 못한 분자들이 이동하여 화상 흠결이 발생하는 문제점이 있었다.
전자 전도형은 전도성 물질로서 카본 블랙을 탄성체인 롤러 몸체에 첨가하여 제조한다. 그러나, 원하는 저저항대의 구현하기 위해 카본 블랙을 과량 첨가하면 롤러 몸체의 경도가 상승하게 되어 토너 스트레스를 가중시켜서 토너의 내구성을 급격히 저하시키고 롤러의 내구성을 약화시켜서 현상 롤러의 수명을 단축시킨다. 또한, 카본 블랙의 분산성이 떨어져서 불균일한 저항값을 유발하는 문제점이 있다. 또한, 미립자인 카본 블랙이 롤러 몸체에서 유출되어 전자사진장치 내부를 오염시키고 화상을 오염시키는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저경도와 저저항의 특성을 함께 실현하여 고품질의 화상을 유지할 수 있도록 탄소나노튜브를 포함하는 전자사진장치용 현상 롤러를 제공하는 것이다.
본 발명의 두 번째 목적은 저경도와 저저항의 특성을 함께 실현하여 고품질의 화상을 유지할 수 있도록 탄소나노튜브를 포함하는 전자사진장치용 현상 롤러의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자사진장치용 현상 롤러는 중심 샤프트와 롤러 몸체를 포함하고,
상기 롤러 몸체는 모재인 탄성 고분자 물질과 상기 롤러 몸체의 전도성을 부여하는 탄소나노튜브를 포함하여 형성된다.
상기 탄성 고분자 물질은 아크릴로니트릴 고무, 스티렌부타디엔 고무, 폴리우레탄, 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머, 실리콘 고무, 에피클로로하이드린 고무, 클로로프렌 고무, 천연 고무, 아크릴 고무, 열가소성 가황물(thermoplastic vulcanizates), 열가소성 올레핀 및 이와 유사한 물질로 구성된 그룹 중에서 선택되는 탄성 고분자 물질을 포함한다.
상기 탄성 고분자 물질은 폴리우레탄인 것이 바람직하다.
상기 탄소나노튜브는 그 함량이 0.01phr 내지 2.0phr의 범위 이내인 것이 바람직하고, 특히, 상기 탄소나노튜브는 그 함량이 0.1phr 내지 1.0phr의 범위 이내인 것이 바람직하다.
상기 탄소나노튜브는 단일벽형 또는 다중벽형 중에서 선택된다.
상기 현상 롤러의 저항은 1×103Ω·cm 내지 1×108Ω·cm 의 범위 이내이다.
상기 현상 롤러의 경도는 JIS규격으로 30°내지 50°의 범위 이내이다.
상기 두번째 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자사진장치용 현상 롤러의 제조 방법은 탄성 고분자 물질과 탄소 나노튜브를 계량하여 배합하는 단계;
상기 배합물을 현상 롤러 형상의 몰드 내에 성형시키는 단계; 및
상기 성형물을 오븐에서 캐스팅하여 현상 롤러의 몸체를 제조하는 단계;를 포함한다.
상기 탄성 고분자 물질은 아크릴로니트릴 고무, 스티렌부타디엔 고무, 폴리우레탄, 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머, 실리콘 고무, 에피클로로하이드린 고무, 클로로프렌 고무, 천연 고무, 아크릴 고무, 열가소성 가황물(thermoplastic vulcanizates), 열가소성 올레핀 및 이와 유사한 물질로 구성된 그룹 중에서 선택되는 탄성 고분자 물질을 포함한다.
상기 탄성 고분자 물질은 폴리우레탄인 것이 바람직하다.
상기 탄성 고분자 물질이 폴리우레탄인 경우, 상기 배합하는 단계에 있어서 사슬 연장제를 함께 배합하는 것이 바람직하다.
상기 배합하는 단계에 있어서 첨가제를 함께 배합하는 것이 바람직하고, 상기 첨가제는 아민계 촉진제 또는 페놀계 촉진제 중에서 선택되는 촉진제를 포함한 다.
상기 탄소나노튜브는 그 함량이 0.01phr 내지 2.0phr의 범위 이내인 것이 바람직하다.
상기 제조된 현상 롤러의 경도는 JIS규격으로 30°내지 50°의 범위 이내인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 참조하여 본 발명을 설명한다.
본 발명에 따른 전자사진장치용 현상 롤러는 금속으로 형성된 중심 샤프트와 이 중심 샤프트를 감싸고 있는 롤러 몸체를 포함하여 형성되며, 롤러 몸체는 탄성 고분자 물질과 탄소나노튜브로 형성된다.
본 발명에 따른 전자사진장치용 현상 롤러를 제조하기 위해서 탄성 고분자 물질과 탄소나노튜브를 계량하여 배합한다.
일반적으로 탄성 고분자 물질은 부도체인 특성을 가지기 때문에 전자 전도성의 특성을 부여하기 위해서 카본 블랙, 금속 분말 또는 섬유와 같은 물질을 절연체에 혼합하거나 전도성을 갖는 고분자 재료를 첨가할 수 있다. 이렇게 전도성의 특성이 부여된 탄성 고분자 물질을 전도성 복합체라고도 한다.
전도성 복합체의 제법은 이미 전기전자산업에 많이 사용되고 있으며, 일정한 전도도를 유지하면서 가공성 향상을 얻기 위한 연구도 진행되고 있다. 이 중에서 카본 블랙이 부도체인 탄성 고분자 물질에 전도성 부여를 위해서 가장 많이 사용되고 있는 첨가제이지만 저저항 구현을 위해서 다량의 카본 블랙을 첨가하면 이로 인한 경도 상승과 그에 따른 문제점이 발생하여 저저항 구현과 저경도 유지를 동시에 실현하는 것이 곤란하다.
본 발명에서는 탄성 고분자 물질에 전도성을 부여하기 위한 물질로서 탄소나노튜브를 채택한다. 탄소나노튜브는 가늘고 긴 대롱 모양의 탄소구조로서 하나의 탄소 원자는 다른 3개의 탄소 원자와 결합되어 있고, 6각형의 벌집 무늬 구조이다. 이러한 탄소나노튜브의 구조에 대해서는 도 3a 내지 도 3d를 참조할 수 있다.
단일 벽 구조는 도 3a에 도시된 것과 같은 암체어(armchair) 구조는 금속과 같이 전기적 도체이고, 도 3b에 도시된 것과 같은 지그재그 구조는 반도체이다. 또한 다중 벽 구조는 말려진 형태에 따라서 나노튜브 로프(도 3c)와 같은 다발형 구조와 다중 벽 구조(도 3d)로 구분될 수도 있다.
나노튜브 한개가 존재할 때는 거울 대칭성으로 인하여 2개의 에너지 띠가 서로 교차할 수 있어서 금속 도체가 되지만 튜브들이 다발을 이루거나 튜브에 다른 원자들이 많아 붙거나 튜브 모양을 적당히 변형시키면 거울 대칭성이 깨어져서 교차하던 에너지 띠가 갈라져서 반도체가 된다.
이러한 탄소나노튜브의 성질을 이용하여 본 발명에서는 현상 롤러의 제조시에 전도성 부가를 위한 첨가제로서 사용된다. 탄소나노튜브의 자체적인 성질에 의해서 탄소나노튜브를 포함하는 현상 롤러는 내구성도 향상된다.
본 발명에 사용할 수 있는 탄소나노튜브는 바람직하기로는 순도가 40부피% 내지 90부피%의 범위 이내이고, 직경이 1nm 내지 1.2nm의 범위 이내이며, 길이는 5㎛ 내지 20㎛의 범위 이내인 단일 벽 구조의 나노튜브이다. 그러나 95부피% 이상의 고순도의 탄소나노튜브를 사용하기 위해서는 플라즈마 화학기상 증착법으로 제 조된 형태의 직경이 3nm 내지 15nm의 범위 이내이고, 길이는 10㎛ 내지 20㎛의 범위 이내인 다중벽 구조의 나노튜브를 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 현상 롤러의 롤러 몸체에 포함되는 탄소나노튜브의 함량은 0.01phr 내지 2.0phr의 범위 이내인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하기로는 그 함량이 0.1phr 내지 1.0phr의 범위 이내인 것이 바람직하다.
본 명세서에서 사용하는 단위인 phr은 part per hundred parts of rubber의 약자로서 첨가물이 첨가되는 탄성체의 100중량부에 대한 첨가물의 중량부를 의미한다. 탄소나노튜브의 함량이 0.01phr보다 작으면 현상 롤러에 전도성을 부여하지 못하고, 탄소나노튜브의 함량이 2.0phr보다 커지면 경도가 커져서 탄성체의 저경도를 유지하지 못하므로 토너스트레스 및 화상의 열화와 같은 문제점이 생기고, 과량 첨가된 탄소나노튜브의 분산성이 떨어져서 저항이 고르지 못한 문제점이 생길 수 있다.
본 발명에 따른 현상 롤러의 몸체의 모재로서 사용할 수 있는 탄성 고분자 물질은 아크릴로니트릴 고무, 스티렌부타디엔 고무, 폴리우레탄, 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머, 실리콘 고무, 에피클로로하이드린 고무, 클로로프렌 고무, 천연 고무, 아크릴 고무, 열가소성 가황물(thermoplastic vulcanizates), 열가소성 올레핀 및 이와 유사한 물질 등이 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
바람직하기로는 폴리우레탄을 사용한다.
탄성 고분자 물질이 폴리우레탄인 경우, 탄성 고분자 물질과 탄소나노튜브를 배합하는 단계에서 사슬 연장제를 함께 배합해서 사용한다. 폴리우레탄은 디이소시 아네이트와 폴리올을 반응시켜서 제조하는데 그 반응성이 매우 좋고 발열반응이므로 반응시 이소시아네이트를 소량씩 나누어서 분할 투입하면서 반응시킨다.
본 발명에 사용할 수 있는 폴리올은 폴리에스테르 폴리올 또는 폴리에테르 폴리올 어느 것이라도 경도와 저항에 있어서 차이가 없으므로 사용할 수 있다. 바람직하기로는 기계적 내구성이 우수한 폴리에스테르 폴리올을 사용한다.
본 발명에 사용할 수 있는 디이소시아네이트 화합물은 예를 들면, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 이소프론 디이소시아네이트, 2,4-나프틸렌 디이소시아네이트, 4,4-디이소시아네이트 디페닐에테르 등이 있으며 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
디이소시아네이트는 사용전에 밀봉해서 냉장 보관하여 수분을 제거한 것을 사용하고, 폴리올은 진공 건조해서 수분을 제거하여 사용한다.
먼저, 탄소나노튜브와 폴리올 및 필요한 첨가제를 넣고 혼합한다. 여기에 디이소시아네이트를 소량씩 분할 투입하여 중합 속도를 조절하면서 중합 반응을 시킨다.
첨가되는 디이소시아네이트는 과량 첨가하는데, 디이소시아네이트:폴리올의 몰비가 2:1보다 디이소시아네이트의 함량을 10% 더 첨가한다. 이는 디이소시아네이트가 공기 중의 수분과 반응하는 실험치의 함량을 계산하여 첨가하는 것이다.
이 단계에서 기능성을 향상시키기 위한 각종의 첨가제를 함께 배합하여 첨가할 수 있다. 바람직하기로는 촉진제를 첨가할 수 있으며, 촉진제로는 아민계 촉진제 또는 페놀계 촉진제를 사용할 수 있다.
그 다음, 사슬 연장제를 투입한다. 사슬 연장제는 폴리우레탄의 분자량 조절을 위해서 투입하는데, 본 발명에 사용할 수 있는 사슬 연장제로는 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,4-부탄 디올, 1,5-펜탄 디올, 네오펜틸 글리콜 등이 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
사슬 연장제는 폴리올과 반응하지 못하고 잔존하는 디이소시아네이트의 몰비를 계산해서 이와 동일한 몰비로 첨가한다.
그 다음, 상기 배합물을 현상 롤러의 형상으로 제조된 몰드에 넣고 성형시킨다. 이렇게 해서 현상 롤러의 형상으로 성형된 것을 오분에서 캐스팅하여 몸체를 제조한 다음, 금속으로 된 샤프트와 함께 현상 롤러를 제조한다.
본 발명에 따른 현상 롤러는 그 저항값이 1×103Ω·cm 내지 1 ×108Ω·cm의 범위 이내의 저저항인 것이 바람직하다. 저항값이 이보다 작으면 롤러가 거의 저항을 띄지 않는 도체가 되어 버리므로 토너의 부착이 곤란하고, 저항값이 이보다 커지게 되면 계조성이 떨어진다.
이러한 저항을 나타내도록 하기 위해서 종전과 같은 카본 블랙을 사용한다면 그 함량이 10phr이상이 되어야 한다. 이는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 사용할 경우 0.01phr 내지 2phr의 함량으로 유사한 저항의 범위 대를 실현할 수 있는 것과 비교하면 본 발명이 탄소나노튜브를 상당히 미량으로 효과적인 저항을 실현할 수 있음을 이해할 수 있다.
본 발명에 따른 현상 롤러는 JIS 규격으로 30°내지 50°의 범위 이내인 것 이 바람직하다. 현상 롤러의 탄성층의 경도가 30°보다 작으면 치수 정밀도를 얻을 수 없고 화상의 노이즈가 발생하며, 경도가 50°보다 크면 토너의 스트레스가 심해져서 토너의 미분이 발생하고 롤러의 내마모성이 떨어지는 문제점이 있기 때문이다.
이하, 본 발명에 따른 현상 롤러의 제조와 그 평가 결과를 들어서 상세히 설명한다.
{실시예}
현상 롤러의 몸체의 제조
실시예 1
디이소시아네이트는 사용 전 밀봉해서 냉장 보관한 것으로서 수분을 제거한 것으로서 1, 4-메틸렌 디이소시아네이트와 톨루엔 디이소시아네이트의 혼합물을 사용하였다. 액상으로 된 폴리에테르 폴리올은 진공 오븐에서 90℃에서 만 하루 정도 진공 건조해서 수분을 제거한 것을 사용하였다. 탄소나노튜브는 전기 방전법(Arc discharge process)으로서 제조된 단일벽 구조의 나노튜브로서 40부피% 내지 90부피%의 순도를 갖고 직경이 1nm 내지 1.2nm, 및 5㎛ 내지 20㎛인 것을 사용하였다.
먼저, 프리폴리머법으로 반응 온도 75℃에서 폴리에테르 폴리올 1몰과 탄소나노튜브 0.4phr을 반응 용기 중에 혼합하고, 아민계 촉진제 0.5몰을 혼합한 후 디이소시아네이트 2.1몰을 4회에 나누어서 분할 투입하면서 반응시켰다.
그 다음, 1,4-부탄디올 1몰을 투입하였다.
그 다음, 현상 롤러 형상으로 제조된 몰드 내로 탄소나노튜브가 함유된 프리폴리머를 위치시키고 오븐에서 캐스팅 방법으로 반응을 종결시켰다.
이렇게 하여 탄소나노튜브를 함유하는 열가소성 폴리우레탄 롤러 몸체를 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 탄소나노튜브를 0.4phr을 사용한 것을 탄소나노튜브를 0.6phr로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소나노튜브를 함유하는 열가소성 폴리우레탄 롤러 몸체를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 폴리에테르 폴리올을 사용하는 것 대신에 폴리에스테르 폴리올을 사용하고, 탄소나노튜브를 0.4phr을 사용한 것을 탄소나노튜브를 0.8phr을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소나노튜브를 함유하는 열가소성 폴리우레탄 롤러 몸체를 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 3에서 탄소나노튜브를 0.8phr을 사용한 것을 탄소나노튜브를 1.0phr을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 탄소나노튜브를 함유하는 열가소성 폴리우레탄 롤러 몸체를 제조하였다.
다음 표 1은 상기 실시예 1 내지 상기 실시예 4에 따라 제조된 탄소나노튜브를 함유하는 열가소성 폴리우레탄 롤러 몸체의 배합표를 나타낸 것이다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
폴리올 1몰 1몰 1몰 1몰
디이소시아네이트 2.1몰 2.1몰 2.1몰 2.1몰
탄소나노튜브 0.4phr 0.6phr 0.8phr 1.0phr
1,4-부탄디올 1몰 1몰 1몰 1몰
촉진제 0.5몰 0.5몰 0.5몰 0.5몰
비교예
상기 실시예 1에서 탄소나노튜브를 0.4phr을 사용한 것 대신에 카본 블랙(카봇(주)사제 VUCAN XC72R)을 10phr을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 카본 블랙을 함유하는 열가소성 폴리우레탄 롤러 몸체를 제조하였다.
{테스트}
상기 제조된 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 탄소나노튜브를 함유하는 열가소성 폴리우레탄 롤러 몸체 및 비교예에 따른 카본 블랙을 함유하는 열가소성 폴리우레탄 롤러 몸체의 경도 및 표면 저항을 테스트하였다.
롤러 몸체의 경도 측정은 일본 코분쉬(KOBUNSHI)사제의 ASKER 경도계 중 A타입을 사용하여 측정하였다. ASKER 경도계는 JIS(일본 공업 규격)기준으로 경도를 측정하는 것으로서, A타입은 고무와 같은 탄성체의 경도를 측정하는 데 사용되는 경도계이다. 이 경도계의 압침 높이는 2.50mm이고, 압침 형태는 35원추대형으로 단면직경이 0.79mm이다.
표면 저항은 23℃의 온도에서 습도 55%인 상태에서 측정하였다.
측정한 테스트 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
실시예 1 실시예 실시예 3 실시예 4
경도(Asker-A 타입) 40±2 40±2 40±2 40±2
표면 저항(ohms/square) 107~108 103~105 ＜103 ＜103
상기 표 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 현상 롤러의 경우에는 경도가 대략 40°정도이고, 표면 저항이 103 내지 108의 범위에 이르렀다.
현상 롤러가 적용되는 전자사진장치의 시스템에 따라서 요구되는 표면 저항의 정도가 달라질 수 있으며, 현재 사용되는 전자사진장치의 시스템의 경우에는 표면 저항이 103보다 작은 경우 저저항으로 분류될 수 있으므로 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 현상 롤러의 경우 저저항 및 저경도를 구현한 것으로 볼 수 있다.
한편, 비교예에 따른 현상 롤러 몸체의 경도는 61°였고, 표면 저항이 103 내지 106의 범위 내였다. 비교예의 경우 표면 저항을 저저항으로 구현하기 위해서 카본 블랙을 과량 첨가하였고, 이에 따라서 경도가 61도로서 상대적으로 높은 경도를 나타내었다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 포함하는 전자사진장치용 현상 롤러는 종래 저저항의 구현을 위해서 카본 블랙을 다량 첨가한 현상 롤러가 경도가 상승하고 카본 블랙이 현상 롤러 표면으로 유출하며 또한 염을 이용한 이온 전도형 현상 롤러에서 발생하는 표면으로 저분자가 이동하는 문제점을 근본적으로 방지하여 저저항과 저경도를 동시에 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 탄소나노튜브가 내구성이 우수한 특성으로 인해서 현상 롤러 자체의 내마모성이 향상되는 효과도 제공할 수 있다.
또한, 탄소나노튜브의 구조적 특성으로 인해서 현상 롤러 중에 분산성이 우수하므로 현상 롤러의 표면 저항이 고르게 분산되는 효과도 제공할 수 있다.
또한, 탄소나노튜브를 상대적으로 소량 첨가할 수 있으므로 제조공정에 있어서 경제적으로 비용을 절감할 수 있는 효과도 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구 범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (16)

  1. 중심 샤프트와 롤러 몸체를 포함하고,
    상기 롤러 몸체는 모재인 탄성 고분자 물질과 상기 롤러 몸체의 전도성을 부여하는 탄소나노튜브를 포함하여 형성되고,
    상기 탄소나노튜브는 그 함량이 0.01phr 내지 1.0phr의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성 고분자 물질은 아크릴로니트릴 고무, 스티렌부타디엔 고무, 폴리우레탄, 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머, 실리콘 고무, 에피클로로하이드린 고무, 클로로프렌 고무, 천연 고무, 아크릴 고무, 열가소성 가황물(thermoplastic vulcanizates), 열가소성 올레핀 및 이와 유사한 물질로 구성된 그룹 중에서 선택되는 탄성 고분자 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 탄성 고분자 물질은 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브는 그 함량이 0.1phr 내지 1.0phr의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브는 단일벽형 또는 다중벽형 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 현상 롤러의 저항은 1×103Ω·cm 내지 1×108Ω·cm 의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 현상 롤러의 경도는 JIS규격으로 30°내지 50°의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러.
  9. 탄성 고분자 물질과 탄소 나노튜브를 계량하여 배합하는 단계;
    상기 배합물을 현상 롤러 형상의 몰드 내에 성형시키는 단계; 및
    상기 성형물을 오븐에서 캐스팅하여 현상 롤러의 몸체를 제조하는 단계;를 포함하고,
    상기 탄소 나노튜브는 그 함량이 0.01phr 내지 1.0phr의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러의 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 탄성 고분자 물질은 아크릴로니트릴 고무, 스티렌부타디엔 고무, 폴리우레탄, 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머, 실리콘 고무, 에피클로로하이드린 고무, 클로로프렌 고무, 천연 고무, 아크릴 고무, 열가소성 가황물(thermoplastic vulcanizates), 열가소성 올레핀 및 이와 유사한 물질로 구성된 그룹 중에서 선택되는 탄성 고분자 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러의 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 탄성 고분자 물질은 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러의 제조 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 배합하는 단계에 있어서 사슬 연장제를 함께 배합하는 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러의 제조 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 배합하는 단계에 있어서 첨가제를 함께 배합하는 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러의 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 첨가제는 아민계 촉진제 또는 페놀계 촉진제 중에서 선택되는 촉진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러의 제조 방법.
  15. 삭제
  16. 제 9항에 있어서,
    상기 현상 롤러의 경도는 JIS규격으로 30°내지 50°의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 전자사진장치용 현상 롤러의 제조 방법.
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